Abril 2015

Departamento de Tecnología

VÁLVULAS y TUBOS DE VACÍO

ORÍGENES DE LA ELECTRÓNICA MODERNA

2

ORÍGENES HISTÓRICOS DE LA VÁLVULA DE VACÍO• El origen histórico de las válvulas de vacío se remonta a 1880,

cuando Thomas Alva Edison , se dio cuenta de que si añadía a una de sus lámparas incandescentes un segundo filamento cargado positivamente, se establecía una corriente eléctrica en una sola dirección, entre el filamento incandescente (cátodo) y el segundo filamento cargado positivamente (ánodo).

• Edison no encontró entonces aplicación al fenómeno, pero lo patentó, registrándolo con la denominación de “Efecto Edison”.

• En 1904, el científico inglés John Ambrose Fleming descubrió que el efecto Edison permitía pasar de corriente alterna a continua (rectificación), creando una válvula con dos electrodos (filamento incandescente y placa) a la que denominó “diodo”.

• Dos años más tarde (1906), el ingeniero americano Lee de Forest (premio Nobel de física), agregó a la válvula de vacio de Fleming un tercer elemento al que denominó rejilla, descubriendo que bastaba aplicarle una pequeña tensión de polarización, para conseguir que la corriente aumentase mucho de intensidad. Este nuevo dispositivo al que Lee denominó Audión y que posteriormente pasó a llamarse triodo, puede considerarse de hecho como el origen histórico de la electrónica moderna (1er amplificador) .http://naukas.com/2010/08/30/el-hombre-que-invento-la-electronica-accidentalmente/

3

FUNDAMENTO CIENTÍFICOS DE LA VÁLVULA DE VACÍO

• La válvula electrónica ó tubo de vacío es un dispositivo basado en la propiedad de algunos metales u óxidos de metal, de liberar electrones desde su superficie, cuando están sometidos a alta temperatura o en estado incandescente.

• El fenómeno anterior denominado “efecto Edison” ó “efecto termoiónico”, es el que posibilita que en una ampolla de vidrio a la que se le ha hecho el vacío, se establezca una corriente eléctrica unidireccional entre un filamento incandescente (efecto Joule) por el que se hace pasar una corriente de caldeo (cátodo) y otro terminal (ánodo) polarizado positivamente.

• El cátodo puede ser directamente el filamento incandescente (wolframio, tungsteno,..) ó un cilindro eléctricamente aislado de aquél recubierto de óxido de bario (cátodo de caldeo indirecto).

4

TIPOS BÁSICOS DE VÁLVULAS DE VACÍO

• Al dispositivo compuesto únicamente por dos terminales ó placas (ánodo y cátodo), se denomina DIODO termoiónico ó de vacío.

• Si al dispositivo anterior le añadimos elementos intermedios (entre cátodo y ánodo), polarizados positivamente, denominados rejillas, el dispositivo resultante puede denominarse TRIODO (tres terminales ), TETRODO (cuatro terminales), PENTODO (cinco terminales),…..

TRIODO

5

USO DE LAS VÁLVULAS DE VACÍO• La válvula de vacío fue el componente fundamental de todos los equipos

electrónicos durante la primera mitad del siglo XX. En España se siguieron fabricando equipos electrónicos con válvulas hasta la década de 1970.

• Su uso fue decisivo para la expansión y comercialización de equipos de radiodifusión, televisión, radar, …. durante dicho periodo.

• Con la producción masiva de dispositivos de estado sólido basados en semiconductores (diodo, transistor, tiristor, triac, …), su uso prácticamente se abandonó, con la excepción de aplicaciones de alta potencia (emisoras de radiodifusión,…). Hoy están en desuso.

6

ALGUNAS CURIOSIDADES HISTÓRICAS • El primer ordenador electrónico de la historia se

construyó en 1946 en la Universidad de Pensilvania y se denominó ENIAC (en realidad fue experimental). Ocupaba todo un sótano, tenía 18.000 válvulas de vacío , consumía más de 20 KW de potencia y pesaba algunas toneladas. Era capaz de efectuar 5.000 sumas /sg. (http://es.wikipedia.org/wiki/Primera_generaci

%C3%B3n_de_computadoras).

• El uso de válvulas de vacío para altas frecuencias (Ghz) y elevadas potencias (KLYSTRON y MAGNETRON) fué muy relevante en el desarrollo de la II guerra mundial, en su aplicación a radares y otros usos militares.( http://www.fazano.pro.br/port62.html

VIDEO APLICACIÓN HI-FI : https://www.youtube.com/watch?v=OmNaQPWpaKQ

7

Departamento de Tecnología