¿Podemos construir componentes electrónicos experimentales usando piezas comunes encontradas en nuestras casas? Si el lector cree que no, podemos decir que hay varios ejemplos prácticos que demuestran que esto es posible. Así, en este artículo describimos el montaje de un capacitor de verdad con material simple.
La idea que la mayoría de los lectores debe tener de los componentes electrónicos es que se fabrican con técnicas y materiales especiales y que por lo que no se pueden reproducir en casa a partir de cosas comunes. Y claro que esto es válido si pensamos en términos de alta precisión y alto grado de miniaturización, o aún en elementos semiconductores sofisticados.
Sin embargo, si tomamos en cuenta que en alguna época hubo una primera vez que alguien hizo un componente, pues no había fábricas, nuestro punto de vista se modifica. Así, para el caso de resistores, capacitores, diodos, etc., existe la posibilidad de volver al pasado y construir en nuestra propia casa tales componentes y con ellos realizar algunas experiencias interesantes.
No cabe duda de que esto sirve de punto de partida para un interesante trabajo de investigación o incluso para demostraciones en ferias de ciencias.
EL CAPACITOR
Nuestra propuesta es la construcción de un capacitor. Como la mayoría de los lectores sabe, un capacitor es un dispositivo que se destina a almacenar cargas eléctricas.
El primer capacitor fue la botella de Leyden (nombre de la universidad en la que fue construido), que consistía en una simple botella de vidrio con hojas de metal del lado de dentro y de fuera, formando las armaduras.
Y claro que con la evolución de la tecnología los procesos de fabricación de capacitores han ido evolucionando, tanto que actualmente ellos obedecen a construcciones de alta calidad y precisión. Aunque toda esta evolución ha ocurrido, el principio básico para la construcción de un capacitor sigue siendo el mismo: dos materiales conductores separados por un aislante.
A partir de este principio, hay muchas maneras de hacer nuestro propio capacitor.
Lo que determinará la cantidad de carga que puede almacenar es el tipo de material utilizado como aislante, su espesor y las dimensiones de las placas de material conductor.
Para obtener mayor superficie de armaduras o placas conductoras optamos por una técnica que consiste en enrollarlas, llevándonos al tipo de capacitor conocido como "tubular". Los capacitores de papel, aceite, poliéster, policarbonato se encuentran en el comercio con este tipo de construcción.
Usando una hoja de plástico común y hojas de aluminio podemos fácilmente construir nuestro propio capacitor, según se sigue.
CONSTRUCCIÓN
La construcción no es crítica, así que las dimensiones que damos sólo sirven de sugerencia. Los tamaños más grandes significan mayor capacidad y por lo tanto una mayor cantidad de cargas almacenadas.
En la figura 1 tenemos entonces las dimensiones de las piezas que deben ser usadas. Cortamos dos tiras de plástico, dos tiras de papel aluminio (del tipo usado en cocina) y dos pedazos de hilo desencapado, que serán los terminales.
Después de tener a disposición estas piezas, debemos enrollar el conjunto alternadamente, como muestra la figura 2, comenzando con la colocación de los hilos (terminales).
En la figura 3 tenemos el aspecto que va adquiriendo el componente experimental a medida que lo estamos enrollando.
Después de enrollado completamente, debemos sostener los extremos o luego blindar. Para ello, podemos usar cinta adhesiva, cinta crepé o incluso cinta aislante.
Es importante que al enrollar el conjunto permanezca bien apretado, para que no haya peligro de los cables terminales escaparse.
Para cargar el capacitor debemos montar un circuito especial de alta tensión continua. Este circuito se muestra en la figura 4.
El resistor R1 puede ser de 1/8 o ¼ W y su valor quedará entre 47 k y 100 k. El diodo es del tipo 1N4004 si la red es de 110 V; para 220 V usted debe utilizar el BY127 o 1N4007. Los resistores R1 y R2 deben ser iguales.
Para cargar el capacitor, basta con conectar la unidad en la toma y colocar los hilos con garras en los terminales del capacitor por. algunos segundos. Retirando con cuidado el capacitor y cortocircuitando sus terminales tendremos la descarga (figura 5).
Esta descarga se acompaña de un pequeño chasquido que tiene una intensidad que depende de la capacidad de almacenamiento de su capacitor.
Si usted sostiene en los terminales del capacitor aún cargado debe recibir un pequeño choque.
Después de cada descarga, el capacitor debe ser recargado para que la experiencia pueda ser repetida.
Otra experiencia de descarga se muestra en la figura 6, utilizando una lámpara de neón. Conectando en serie con la lámpara un resistor de 470 k a 1M la descarga puede ser más lenta, cuando entonces la lámpara quedará encendida por algunos segundos.
Finalmente, en la figura 7 tenemos un montaje electrónico experimental en el cual el capacitor puede ser usado.
Se trata de un oscilador de audio en el que el sonido del altavoz está determinado por las características del capacitor construido experimentalmente. El montaje en puente de terminales se muestra en la figura 8.
La alimentación del circuito viene de dos pilas pequeñas y el ajuste de la tonalidad del sonido obtenido se realiza en P1, el potenciómetro de 100 k.
Ver que sustituyendo el capacitor experimental por capacitores comunes de 1 nF a 1 uF podremos encontrar uno de igual valor, cuando el sonido emitido será de la misma frecuencia. Con este procedimiento podemos determinar entonces cuál es la capacitancia del capacitor construido experimentalmente.
Los transistores Q1 y Q2 pueden ser sustituidos por equivalentes como: BC548 = BC237, BC238, BC547 etc. BC558 = BC557, BC559, BC307, BC308, etc.
La tensión máxima de carga del capacitor experimental es del orden de 200 voltios, dependiendo del grosor del plástico usado. Si el lector no consigue plástico para hacer la experiencia, puede intercambiarlo por tiras de papel, en cuyo caso la capacitancia del capacitor será menor.
Para el oscilador
Q1 - BC548 o equivalente - transistores NPN de uso general
Q2 - BC558 o equivalente - transistores PNP de uso general
FTE - altavoz de 8 ohms
R1 - 10 k x 1/8 W - resistor (marrón, negro, naranja)
R2 - 1 k x 1/8 W - resistor (marrón, negro, rojo)
P1 - 100 k - potenciómetro
C1 - capacitor experimental
S1 - interruptor simple (optativo)
B1- 3 a 6 V (2 a 4 pilas pequeñas)
Varios: puente de terminales, soporte para pilas, cables, soldadura, caja para montaje etc.