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En el tema "El Efecto Azul" también hemos citado el Efecto Edison, de igual significado que el anterior, el cual es causado en condiciones del vacío por los electrones que saltan desde un filamento incandescente a un electrodo sometido a una tensión positiva respecto al filamento.

Este es el principio por el que funcionan todas las válvulas termoiónicas, y desde hace casi 100 años ya no tiene ningún secreto. Sin embargo, se me ha ocurrido medirlo al estilo de Tomás Alva Edison, que lo observó por primera vez en 1880 en una de sus lámparas de incandescencia en la que había introducido un electrodo adicional para intentar evitar que las partículas de carbón del filamento se depositaran sobre el cristal.

Para ello he tomado una lamparita común de freno de automóvil, de las que tienen dos filamentos en su interior, y he procedido a quitar el casquillo para poder separar los terminales comunes de ambos filamentos.


Bombilla Tunsgram 12V. 21/5w. de freno de automóvil



Después la he montado en una de las bases standard del Multikit a Válvulas

La bombilla, montada sobre una de las bases de módulo del Multikit



Que he conectado de acuerdo a este esquema

Esquema para efectuar las mediciones



El filamento de menor potencia (5 W.) está alimentado por una fuente de 0-20 volts, utilizando para las pruebas el rango entre 9 y 14 volts. La alta tensión positiva que alimenta el ánodo, que en este caso es el filamento más grueso y que ahora permanece apagado, la proporciona la fuente del Multikit, con tensiones positivas de 64, 125, 160 y 270 Vcc.


Efectuando las mediciones. En este momento el amperímetro marca 104 microampers



Gráfico de valores obtenidos


La curva azul oscuro muestra las intensidades conseguidas con 64V. de tensión de ánodo, observando un efecto curioso; que al ir calentando el filamento con más tensión, la intensidad resultante alcanza un máximo de 10 microampers a 12 volts, disminuyendo a partir de esta cifra, aunque no sabría explicar el motivo de esta irregularidad.

La curva magenta, de 125V. de tensión de ánodo, también presenta este fenómeno, pero de manera mucho menos acusada, con una intensidad máxima de 37 microampers a 13 volts de filamento.

En la curva amarilla, de 160V. de ánodo, ya no se observa. Tal vez sí se vería aumentando aún más la temperatura del filamento, subiendo su tensión sobre los 15 volts, pero ya correríamos el riesgo de fundirlo, y he preferido no intentarlo. La máxima intensidad es de 65 microampers.

En la última curva, en cian, de 270 volts de ánodo, la pendiente tensión de filamento/intensidad de ánodo es mucho más lineal que en las anteriores, y en este caso la intensidad se dispara hasta los 409 microampers.
Con el material que tengo, esto es al máximo que puedo llegar, si dispusiera de una fuente de alta de tensión variable y de mayor valor que la actual, podría realizar medidas más amplias y de mayor precisión.

Esta intensidad sin duda aumentaría a mayor tensión de ánodo y también con una disposición interna de la bombilla en que el ánodo, en vez de ser un delgado filamento de tugsteno, fuera sustituido por una placa metálica de cierta superficie, aunque esto, a falta de disponer del equipo de vacío, es hoy por hoy una tarea irrealizable.
En cuanto a la prueba de Edison de comprobar que si el ánodo estaba conectado al polo negativo la intensidad cae a cero, también ha sido fácil de realizar.

La idea es incorporar esta experiencia al Multikit a Válvulas, para explicar el descubrimiento del Efecto Termoiónico, Efecto Edison o Efecto Azul, y montar incluso un rectificador básico o incluso el receptor a diodo de A. J. Fleming.

Saludos a todos

Ni diodo te has hecho anilandro, muy bueno!!!

Flipante!!!

Dios mio Anilandro, si haces un receptor con esto seria la leche...... Menuda pasadaaa jaja

Muy muy bueno

Muy ingenioso Anilandro, te felicito.

Me gustaría aventurar una explicación para el maximo de intensidad de voltaje que observas a 12 V.
Como ustedes saben las bombillas de filamento se queman cuando se le aplica un voltaje superior al de operación pues el filamento se calienta tanto que se volatilza el material del mismo (en buena parte wolframio) deposítándose sobre las paredes del vidrio, dandolé el color oscuro tìpico de las bombillas quemadas.

Para poder trabajar a voltajes y por tanto temperaturas superiores, lo que es conveniente pues implica mayor luminosidad, se debe agregar un gas halógeno (creo que iodo) de forma tal que reaccione con el wolframio que se volatiliza para formar halogenuro de wolframio que circula por la bombilla hasta que toca el filamento caliente, descomponiéndose en el acto regresando de esta forma el wolframio al filamento lo que le da mas vida a la bombilla.

Bueno el punto es que el máximo observado por Anilandro está justamente a 12 V que es el voltaje de operación de la bombilla. A voltajes mayores se debe de dar una evaporaciòn del wolframio mayor a la pensada por los diseñadores. Esta atmósfera enriquecida con wolframio puede capturar parte de los electrones que van hacia el ánodo disminuyendo el amperaje medido.

Conforme se aumenta la diferencia de potencial, este efecto de apantallamiento del wolframio se ve superado por la fuerza del campo eléctrico que arranca cada vez mas electrones.

Si mi teoría es correcta a una diferencia de potencial inferior a 64 V el pico ha de ser mas pronunciado.

Sería interesante ver si el fenómeno a 64 V es reversible, o sea que si se mide llegando a 14 voltios y se disminuye luego se obtienen las mismas mediciones. Yo pensaría que si ya hay una atmósfera de wolframio esto no debería ocurrir sino que la curva de disminución de temperatura ha de estar por debajo de la curva original..

En fin son solo elucubraciones.

Excelente lo que has hecho con un simple bombillo de frenos y una mente sin freno.

Saludos

Aewolframio

una pasada, ani....te has pasado de bombilla, jejejejej, felicidades, si con esto funciona una radio (y funcionará) te invito a cenar, eso si, cocinando yo.

Hola Anilandro ,y demas,, el que sabe sabe, sobre la disminucion de la intensidad, recuerdo desde los años 50, cuando enseñaban en las academias el funcionamiento de las valvulas," la emision secundaria",para evitarla, se puso la reja supresora, sera eso quizas, la disminucion de la intensidad? suerte y saludos

Hola chicos

El efecto de disminución de la intensidad con bajas tensiones de ánodo al aumentar la temperatura del filamento es ciertamente extraño.

En principio, tengo entendido que esta bombilla es del tipo clásico, es decir, en su interior hay el vacío y por tanto no es alógena. Por lo que la cosa debe estar en la distribución espacial de la nube electrónica alrededor del filamento y en la forma delgada del ánodo, que afecta a la nube de manera desigual, provocando sin duda su deformación. Tal vez es por eso que en la gráfica no se aprecia demasiado claramente el fenómeno de saturación, que es el momento en que todos los electrones libres son captados por el ánodo. Punto en el cual se ve un codo abrupto en la pendiente intensidad/tensión-de-ánodo y la intensidad ya no aumenta más aunque subamos la tensión.

Supongo que esto sí se apreciaría con un ánodo cuadrado como el de Fleming, o más aún en los de forma cilíndrica posteriores a 1910.

Es también posible que la causa esté en la interacción de los electrones con átomos sueltos de tugsteno o restos de aire ionizado que se libera al aumentar la temperatura, ya que las bombillas no precisan de vacíos tan extremos como las válvulas termoiónicas.

Lo de la emisión secundaria también es una posibilidad, pero lo raro es que se manifieste precisamente a menores tensiones de ánodo, desapareciendo por completo al subirla, que es cuando aumenta la velocidad y flujo de electrones y por tanto cuando puede darse con más facilidad el fenómeno de emisión secundaria.

De todas formas, la fuente de AT que utilizo para las pruebas no es la adecuada, ya que sólo me da cuatro o cinco tensiones entre 64 y 275 Vcc, a todas luces insuficientes, tanto por los saltos entre ellas, como por los límites alto y bajo, para poder trazar curvas de cierta precisión.
La idea es construir una fuente de AT variable que me permita desde pocos volts a unos 400, y que pueda dar un mínimo de 20 mA a esta última tensión. Después podría trazar mucho mejor las curvas Ia/Va (intensidad de ánodo/tensión de ánodo) para cada valor de caldeo de filamentos, en donde tiene que apreciarse mejor.

Otra cosa que hay que tener en cuenta es que en la gráfica de mi primer mensaje los valores del eje Y son logarítmicos, porque no había manera de colocarlos a causa de su disparidad, con 7 microampers a final de la primera curva y 409 en la segunda. Y este detalle, si bien no afecta demasiado a las dos primeras, sí lo hace con la última, que en realidad no es la casi-recta que muestra el gráfico, sino una subida exponencial y por tanto acelerada cuya tendencia no parece tender a disminuir en ningún punto.
En fin, que algo que perece muy sencillo en realidad tiene "tela".

En cuanto a la posibilidad de hacer un receptor básico utilizando esta bombilla como diodo detector, tal vez me he excedido de optimismo, porque las bajas intensidades a tensiones de ánodo de milivoltios, típicas de una señal de antena en onda media, pueden ser de nanoampers, lo cual, sin amplificación posterior dudo mucho que puedan ser oídas en unos auriculares. De todas formas, para la señal de un transmisor de chispas, que generan intensidades de campo de altas tensiones de pico, sí podría funcionar. Justo pueda pienso probarlo.

Saludos a todos

En la explicación que propuse parto del hecho de que la bombilla es una bombilla corriente, no halógena. Si la bombilla fuera halógena la presencia del gas halógeno y del halogenuro de wolframio dentro de la misma haría que el efecto que observas fuera mucho mas pronunciado.

¡Monstruo!

Y digo yo... hay 64v entre placa y un extremo del filamento, pero el otro extremo está solo a 54v si lo alimentas con 10v, o sea, la media es de 59v. Subiendo la tensión del filamento baja la tensión media respecto a placa. ¿Será eso?

Hola Homer.

Es indudable que existe un gradiente de tensión distinto entre el ánodo y cada punto del filamento, ya que, como bien dices, hay que contar con la propia tensión de caldeo, que en un extremo es 0 volts y en el otro 9-14 Volts, lo cual se restará a la tensión de ánodo, pero en todo caso no veo como esto pueda afectar a la disminución total de la intensidad de ánodo al calentar más el elemento emisor, especialmente si ésta sigue siendo positiva en todos los puntos, puesto que en teoría hay más electrones libres que pueden sumarse a la corriente de placa.

Repasando apuntes he encontrado los trabajos de Walter Schottky, que en 1914, mientras trabajaba en el Laboratorio Siemens desarrolló la teoría de la Carga Espacial, que en pocas palabras dice que la nube de electrones creada por el cátodo incandescente crea una verdadera "barrera negativa" que impide a los propios electrones dirigirse hacia el ánodo, precisando de una mayor tensión positiva para que el tránsito se produzca.

Tal vez es un hablar por hablar, pero es posible que nos encontremos en el mismo caso. A mayor tensión de filamento es mayor la nube electrónica, la cual evidentemente ha de tener algún tipo de cohesión que impida la repulsión de las cargas iguales. Y esta misma nube dificultaría con su presencia el paso normal entre cátodo y ánodo.

Aún así, en esta explicación hay puntos que no acabo de entender, como por ejemplo en qué se diferencian los electrones recien salidos del cátodo con los que forman la nube electrónica situada en "tierra de nadie" entre los dos electrodos, y porqué el ánodo no atrae también la propia nube. Podría ser que para el paso fluido de electrones exista una "concentración electrónica óptima" adecuada a cada intensidad de campo eléctrico, y que los valores mayores reduzcan el flujo normal. Si así fuera, el fenómeno estaría explicado.

Tal vez se pudiera incluso aplicar un símil hidráulico, de cómo en un conducto puede ser más rápido un flujo laminar creado por una cierta presión, que otro turbulento fruto de una presión mayor.

Saludos a todos