Este artículo forma parte de un libro que publicamos en 1995 y que se puede descargar gratuitamente desde nuestro sitio. En él tenemos conceptos básicos sobre la radio analógica, con informaciones para reparadores, estudiosos y recuperadores de aparatos antiguos. La primera parte está en ¿Qué hay dentro de una radio? Parte 1
Las transmisiones de las bandas de ondas medias y cortas de la forma tradicional están con los días contados. La radio digital debe tomar lugar a la radio analógica y tendremos una nueva modalidad de comunicaciones. Los radios antiguos están condenados, pues no tendrán más señales para recibir. Sin embargo, este libro tiene un valor histórico, pues además de servir para mostrar cómo funcionaban los radios del siglo XX e inicio del siglo XXI también sirve para los que desean recuperar una radio antigua e incluso montar una con finalidad experimental o didáctica. Y para éstos, cuando las señales de las estaciones ya no están disponibles, tenemos en nuestro sitio decenas de proyectos de transmisores de AM que pueden hacer las veces de estaciones caseras o experimentales, produciendo las señales que estas radios pueden recibir. Es claro que, a partir de la fecha en que republicamos este libro, todavía debe tardar mucho tiempo hasta que ya no existan estaciones de AM operando.
Inductores o bobinas
Inductores o bobinas son componentes hechos con muchas vueltas de
hilo esmaltado en una forma que puede tener en su interior un material ferroso como la ferrita o incluso el hierro dulce.
El hilo esmaltado es de cobre y puede tener espesores que varían entre 1 mm y menos de 1/100 de milímetro. Estos hilos tienen sus espesores expresados por un número AWG que varía entre 000 y 44 en los casos más comunes.
El esmalte que cubre estos hilos tiene la finalidad de aislarlos, funcionando por lo tanto como una capa muy fina que debe ser removida en los locales de soldadura.
La parte interna de la bobina, es decir, la forma puede tener un material ferroso, como dijimos que se denomina núcleo. Así, para las bobinas sin núcleo decimos que tratan de bobinas con núcleo de aire, mientras que en los demás casos las bobinas pueden tener núcleos de hierro o ferrita. La ferrita es un material formado por minúsculos granos de hierro aglomerados.
En la figura 1 tenemos los símbolos adoptados para representar las bobinas teniendo los núcleos de diversos tipos.
El hilo que se utiliza para enrollar una bobina puede tener derivaciones o sea, pueden existir varios puntos de conexión para una bobina que aparecen representados en los símbolos usados.
Las bobinas o inductores tienen sus características eléctricas medidas en una unidad denominada Henry que es abreviada por H. E para especificar las bobinas podemos usar sus submúltiplos que son:
El milihenry (mH) que es la milésima parte del henry o 0,001 H
El microhenry (uH) que es la millonésima parte del henry o 0,000 001 H.
En los aparatos de radio podemos encontrar bobinas o inductores de los más diversos tipos cuyas inductancias pueden variar entre algunos microhenys hasta muchos henrys
Los inductores se pueden dividir en tres categorías para facilitar su estudio y según su función en los aparatos de radio.
a) Filtros
Estos son inductores de grandes inductancias y que no se utilizan en la actualidad con mucha frecuencia. El reproductor podrá encontrar estos componentes en radios antiguos o en otros aparatos similares.
Son bobinas formadas por miles de vueltas de hilo esmaltado en un núcleo de hierro en forma de E o F e I como muestra la figura 2.
Estos núcleos están formados por chapas finas en gran cantidad formando una estructura bastante grande y pesada. Se trata, por lo tanto, de componentes voluminosos caros y pesados que no se utilizan más con frecuencia.
Estos componentes aparecen en los circuitos de las fuentes de alimentación de viejos radios y amplificadores realizando la función de filtrar la corriente.
Sus inductancias pueden variar entre 0,1 H y hasta algunos henry.
El defecto más común que puede aparecer en este componente es la entrada de sus espiras en corto, o sea, desaparece el aislamiento del hilo esmaltado en algún lugar haciendo que entre en contacto eléctrico con otras vueltas del mismo hilo o con la propia carcasa del componente ocurriendo entonces la pérdida de sus propiedades eléctricas.
Otro defecto es la interrupción del hilo, ya sea por sobrecarga o por oxidación del hilo.
b) Choques de RF
Estos son pequeños inductores destinados a bloquear señales de altas frecuencias que aparecen en muchos tipos de radios incluso modernas. Se forman por un número de vueltas de alambre esmaltado que puede variar entre 3 o 4 hasta algunos miles según la función.
Estos inductores pueden ser dotados o no de un núcleo de ferrita, siendo sus aspectos más comunes los mostrados en la figura 3.
Los choques de RF pueden presentar como defectos principales la interrupción del cable esmaltado o la entrada en corto de sus espiras por la desaparición de su capa aislante. En algunos inductores de este tipo además de la capa de esmalte que recubre el hilo puede existir una fina capa adicional de algodón.
En algunos choques el hilo es enrollado de modo especial, formando especies de trenzas cuyo diseño recuerda un nido de abejas de ahí ser este tipo de bobinado técnicamente llamado "honey comb" (término inglés que significa justamente nido de abeja).
Las inductancias de los choques de RF pueden variar entre algunos microhenry hasta 100 o 200 mH para los tipos más grandes.
El espesor del hilo utilizado en un choque de RF además de determinar la corriente máxima de la corriente que puede soportar también influye en su resistencia que puede ser importante en muchas de sus aplicaciones prácticas. Cuanto más fino es el hilo menor es la corriente que soporta y mayor su resistencia.
La inductancia a su vez depende del número de vueltas del hilo y de las dimensiones del componente.
c) Bobinas de antena y osciladores
Estas son formadas por un número de espiras o vueltas de alambre esmaltado o cubierto de capa de algodón que puede variar entre 1 y 3 para las radios de FM hasta 100 o 150 en las radios de onda medias y cortas.
Las bobinas osciladoras pueden tener varias apariencias según posean o no núcleos, blindajes, etc. En la figura 37 tenemos los aspectos de algunas de estas bobinas;
Las bobinas de antena, por ejemplo, son en las radios portátiles transistorizadas enrolladas en bastones de ferrites, los cuales sirven para concentrar las ondas de radio, sirviendo así como verdaderas antenas.
En las radios de válvulas las bobinas de antena se enrollan en tubos de cartón u otro material aislante que no tiene núcleos.
Las bobinas osciladoras usadas en las radios transistorizadas se enrollan en pequeñas formas de material aislante y poseen pequeños núcleos de ferrita que pueden moverse en su interior. Estos núcleos son los elementos de ajuste de tales bobinas. Por fuera de estas bobinas existe una capa de metal que sirve de blindaje.
Corno los otros tipos de bobinas estas pueden presentar como principal problema la interrupción del hilo o la pérdida de su aislamiento.
Estas bobinas generalmente son de muy pequeña inductancia la cual varía en el rango de los microhenry;
Transformadores
Los transformadores son componentes que operan según el principio de la inducción electromagnética, o sea, basados en el hecho de que una corriente puede crear campos magnéticos y que campos magnéticos variables produzcan corrientes en hilos colocados en su acción.
Los transformadores tienen una construcción similar a la de las bobinas con la diferencia que se forman por varios devanados.
En la figura 5 tenemos el modo de construcción de un transformador simple por donde explicamos al lector cómo funciona.
Este transformador está dotado de dos enrollamientos de muchas vueltas de hilos esmaltados teniendo en común un núcleo que puede ser de material ferroso, como la ferrita o el hierro dulce, y en algunos casos incluso el aire.
La bobina donde se aplica la corriente o la señal se denomina primario y la bobina de onda la cadena o la señal se retira se denomina secundario.
Si tenemos entonces un transformador que tiene un enrollamiento primario formado por 1 000 vueltas de hilo y en él aplicamos una tensión de l 10 V en el secundario de éste se alcanzará 220 V si el devanado en cuestión tiene el doble de vueltas de hilo, es decir, 2.000 vueltas.
Entonces, los transformadores tienen la propiedad de cambiar las tensiones según el número de vueltas de sus bobinas.
Existen transformadores de diversos tipos con más de un devanado de modo que si aplicamos una tensión en el primario, podemos obtener varias otras tensiones en los secundarios, según las necesidades del aparato, transformadores especiales que trabajan con señales de altas frecuencias y que por lo tanto no necesitan de núcleos, etc.
En la figura 6 tenemos los aspectos y los símbolos adoptados para la representación de los diversos tipos de transformadores.
Las características de un transformador también son importantes para su uso en una radio, pero como estas características dependen también del tipo de componente, analizaremos cada uno por separado.
a) Transformadores de poder o de alimentación
Estos son transformadores destinados a convertir la tensión de la red local que puede ser de 110 V o 220 V en otra o en otras tensiones según las necesidades de la radio o del aparato que debe ser alimentado. Así, los radios a válvulas necesitan tensiones que se sitúan entre 250 y 500 V para los circuitos de placa de sus válvulas y, además, 6,3 V para calentar sus filamentos. Los radios transistorizados de mesa o cabecera necesitan tensiones entre 6 y 12 V según su tipo y potencia.
La función de los transformadores de fuerza es, por lo tanto, lograr estas tensiones desde la red local. En la figura 7 tenemos los aspectos típicos de los transformadores de fuerza o alimentación que se pueden encontrar en los radios comunes así como el símbolo correspondiente a cada uno.
El transformador utilizado en la radio a válvulas proporciona una alta tensión del orden de 250 V para una parte del circuito y 6,3 V a otra parte del circuito..Su enrollamiento primario permite que su conexión sea hecha tanto en tomas de 110 V como de 220 V.
El transformador utilizado en la radio transistorizada proporciona una baja tensión según las necesidades de la radio.
El lector, sin embargo, ve que en los dos transformadores la tensión que entra es alternada y la tensión que sale también. Los transformadores deben, por lo tanto, ser acompañados de otros componentes al conectarse a los circuitos que alimentan.
Los transformadores de fuerza o alimentación se especifican de acuerdo con su tensión de entrada, su tensión de salida, es decir, las tensiones de su bobinado secundario y también la corriente máxima que puede ser suministrada por este componente la cual es función del espesor del hilo utilizado en su bobinado.
Por el aspecto de este tipo de transformador el lector puede percibir su construcción robusta. Las bobinas se enrollan en un mismo carrete, una encima de la otra, y teniendo al medio un núcleo formado por muchas planchas finas de hierro dulce que encajan de forma firme.
Diversos son los problemas que pueden presentar los cambios en un aparato de radio:
El primero se refiere a la pérdida de aislamiento de los hilos utilizados en el bobinado de sus bobinas. Cuando esto sucede decimos que el transformador "entra en corto" y el resultado de este acontecimiento es invariablemente la quema del componente ya que al ser conectado habrá un gran calentamiento del mismo.
Dependiendo del tipo de transformador se puede hacer su reparación con el cambio de la bobina si bien este tipo de tarea es bastante delicada exigiendo mucha habilidad. En otros casos, sin embargo, es más fácil proceder al cambio completo del componente por otro de las mismas características.
El segundo se refiere a la interrupción del hilo de un devanado en caso de que no haya entrada o salida de corriente en el componente.
Conforme al caso, si la interrupción ocurre al principio del devanado, en lugar accesible, por lo tanto, puede ser hecha su enmienda. Si la interrupción es inmediatamente al final del devanado en punto inaccesible será más fácil proceder al cambio completo del componente.
b) Transformadores de salida y acoplamiento de audio (driver)
Estos son pequeños transformadores cuya finalidad y cambiar las características de las señales correspondientes a los sonidos que pasan de una etapa a otra de una radio para tener concordancia con los componentes usados.
Su construcción es similar a la de los transformadores fuerza, con la diferencia que estos son generalmente pequeños, principalmente los usados en los radios, transistorizados que pueden tener sólo uno o más centímetros de longitud máxima.
En la figura 8 tenemos los aspectos y los símbolos utilizados para representar estos tipos de transformadores.
Los transformadores de salida aparecen tanto en los radios la válvula como en los radios transistorizados teniendo por función ajustar las características de salida de los circuitos con las características de los altavoces que deben alimentar.
Los altavoces son componentes de baja impedancia (la impedancia se relaciona como la forma en que un circuito puede recibir o entregar una corriente que se mide en ohmios) mientras que las salidas de los circuitos tanto con válvulas como con transistores son de altas impedancias.
Mientras que un altavoz común tiene una impedancia del orden de 4 o 8 ohms y los circuitos transistorizados impedancias entre 50 y 1 000 ohms. Para "casar" estas impedancias diferentes se utilizan entonces transformadores cuyo devanado primario presenta una impedancia elevada según la salida del circuito, y el devanado secundario presenta una baja impedancia según el altavoz a ser usado.
Los defectos que estos transformadores presentan también son la interrupción del enrollamiento o la entrada de sus espiras en corto. En el cambio de este componente el lector debe observar su impedancia de entrada y salida, o sea, las impedancias de los devanados.
Los transformadores driver o impulsores aparecen en las radios transistorizadas y también los amplificadores de audio a válvulas y amplificadores transistorizados de tipos más antiguos. Su apariencia externa es la misma de los transformadores de salida, pudiendo incluso el técnico menos experimentado confundirlos; Se diferencian, sin embargo, por las características de sus devanados.
Los transformadores drivers o impulsores sirven para casar las características de dos circuitos de una radio o amplificador presentando entonces bobinas que tengan impedancias de acuerdo con estos, circuitos. Estos valores pueden variar bastante según los circuitos, pero son muy diferentes de los bajos valores de las impedancias de los altavoces.
c) Transformadores de frecuencia intermediaria o FI
Estos son transformadores usados en circuitos de alta frecuencia o sea, son transformadores que trabajan con corrientes que corresponden a señales de radio y no sonidos.
También están formados por dos devanados, pero de pocas espiras en una forma que puede o no tener un núcleo. Normalmente este núcleo es ajustable, es decir, puede moverse en el interior de la forma.
En la figura 9 tenemos algunos aspectos de estos transformadores que son de grandes dimensiones en los radios antiguos de válvulas y muy pequeños en los radios transistorizados.
En los radios, estos transformadores son elementos importantes, pues deben operar de modo armonioso, ajustándose con cuidado a través de sus núcleos. El ajuste se realiza de modo que todos queden aptos para dejar pasar señales de una sola frecuencia, es decir, de sólo cierto número de vibraciones, que en el caso suele ser de 455 KHz o 455 000 oscilaciones por segundo.
Al analizar posteriormente el funcionamiento de los aparatos de radio el lector entenderá mejor la importancia de este componente.
Los problemas que estos componentes pueden presentar son principalmente la interrupción de los finos hilos que forman el devanado debido a la oxidación o la presencia de sustancias corrosivas. Una radio que caiga en el agua salada, por ejemplo, o que tenga las pilas vacías puede tener estos componentes completamente estropeados y deben ser reemplazados.
Si el lector observa su radio portátil verá que cada transformador de FI presenta un núcleo con un color diferente. El orden de colocación de este color en la radio es importante, pues según la posición en el circuito, los transformadores tienen características ligeramente diferentes.
d) Transformadores de RF
Estos son transformadores bastante similares a los transformadores de FI, ya que pueden tener un pequeño núcleo de ferrita o aún no presentar ningún núcleo.
Estos también operan con señales Correspondientes a ondas de radio y están formados por pocas vueltas de hilos esmaltado fino. El número de vueltas dependerá de la frecuencia de funcionamiento de este tipo de transformador. En la figura 10 tenemos un ejemplo de transformador de RF.
Índice
¿Qué hay dentro de una radio? Parte 1
¿Qué hay dentro de una radio? Parte 2
¿Qué hay dentro de una radio? Parte 3
¿Qué hay dentro de una radio? Parte 4
¿Qué hay dentro de uma radio? Parte 5
