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Historial del transmisor de espacio de chispas

Historial del transmisor de espacio de chispas

Los transmisores de chispa fueron el primer tipo de transmisor de radio que se utilizó ampliamente.

Como su nombre lo indica, los transmisores utilizaron una chispa generada a través de un espacio de chispas en el transmisor.

Los transmisores de chispas se utilizaron especialmente a bordo de los barcos, donde proporcionaron el primer medio de comunicación con las estaciones en tierra.

Historia temprana del transmisor de chispas

El transmisor de chispa fue una de las primeras formas de transmisor de radio. Fue la forma de transmisor que utilizó Hertz cuando confirmó la presencia de las ondas electromagnéticas que postuló James Maxwell cuando desarrolló su teoría y las famosas "Ecuaciones de Maxwell".

Aunque muchas personas estaban experimentando con diversas formas de radiación electromagnética en ese momento, es a Heinrich Hertz a quien generalmente se le atribuye el mérito de mostrar estas ondas electromagnéticas en una forma física.

Se cree que Galvani pudo haber sido testigo de los efectos de una transmisión de chispas entre 1780 y 1791 cuando luchaba por comprender el concepto de conducción eléctrica.

Luego, más de un siglo después, Joseph Henry demostró que era posible magnetizar agujas de acero a una distancia de 10 metros utilizando una chispa de unos 2,5 centímetros de largo.

Edison fue otra persona que observó el efecto y, sorprendentemente para él, no lo investigó más. En 1875, notó el efecto y pensó que pudo haber descubierto una nueva fuerza en la naturaleza a la que llamó fuerza etérica. En un lapso inusual, Edison no siguió adelante con estas investigaciones y las convirtió en una tecnología útil práctica.

El trabajo de Hertz es famoso ya que fue él quien agarró el mecanismo detrás de la transmisión usando chispas. Después de que Hertz recibió su cátedra en Karlsruhe, experimentó con un par de espirales Riess en el otoño de 1886. Cuando estaba realizando estos experimentos, notó que la descarga de una jarra de Leyden en una de estas bobinas producía una chispa en la otra. Esta fue efectivamente la primera forma de transmisor de chispa.

Entre 1886 y 1889, Hertz realizó una serie de experimentos que demostraron que los efectos que estaba viendo con su transmisor de chispas eran el resultado de ondas electromagnéticas. Transmitiendo desde su transmisor de chispa usando una señal con una longitud de onda de aproximadamente 4 metros, pudo configurar patrones de ondas estacionarias y también medir la velocidad de estas señales, demostrando que eran esencialmente iguales a la luz pero con una frecuencia diferente.

Transmisor de chispa desarrollado

La siguiente fase clave en la historia del transmisor de chispa fue el desarrollo práctico de la técnica para permitir que se produzcan comunicaciones reales.

Aunque Marconi no inventó la radio, como muchos creen, y muchos otros participaron activamente en el desarrollo de la tecnología de radio, hizo mucho para desarrollar la tecnología y permitir que se usara de manera práctica.

Habiendo escuchado mucho sobre los experimentos de Hertz, Marconi replicó estos experimentos y luego buscó mejorar la distancia a la que se podía transmitir la señal.

Inicialmente usó el mismo equipo de transmisión de chispa que Hertz, pero pronto buscó mejorarlo, realizando cambios tanto en el transmisor como en el receptor.

Al ver las posibilidades de comercialización, pero sin obtener apoyo en Italia, Marconi llegó a Inglaterra, donde conoció a varios de los principales científicos del momento en el campo, incluido William Preece.

Marconi mejoró constantemente su sistema inalámbrico, incluidos los transmisores de chispa, configurando varias estaciones. Incluso colocó uno en un buque faro en el famoso Goodwin Sands frente a la costa de Kent en el sureste de Inglaterra. Este pudo comunicarse con el faro de South Foreland. En un caso, pudo pedir ayuda rápidamente cuando un barco chocó con él en una espesa niebla, lo que demostró la utilidad del sistema inalámbrico.

Los transmisores de chispa inicial no se ajustaron y esto redujo su efectividad. Alrededor de 1899 a 1900, aplicando una idea desarrollada por Oliver Lodge, Marconi agregó la sintonización a sus transmisores (y receptores), lo que mejoró considerablemente su efectividad. En este momento, la afinación se conocía como "Syntony". Al usar circuitos sintonizados, Marconi se refirió al ensamblaje de acoplamiento / sintonización de antena como un "jigger". En 1911, la compañía Marconi compró los derechos de la patente Lodge Syntony.

Marconi no fue la única persona que desarrolló transmisores de chispa. Varias otras personas los estaban mirando en todo el mundo, incluidos Ferdinand Braun en Alemania, Tesla en los EE. UU. Y Popov en Rusia.

Chispas a través del Atlántico

Con las comunicaciones por chispa comenzando a verse como una forma de comunicarse en algunas circunstancias y alcanzando distancias más largas, Marconi asumió el desafío de enviar mensajes a través del Atlántico. Muchos pensaron que esto era imposible, pero sin inmutarse se dispuso a realizar la tarea.

Uno de los elementos clave del sistema era el transmisor de chispa requerido para ello. La tarea de diseñar el transmisor de chispa se encargó a Ambrose Fleming, profesor de ingeniería eléctrica en el University College de Londres.

Fleming desarrolló un ingenioso transmisor de chispas que usaba dos chispas que funcionaban en cascada pero a diferentes frecuencias. El circuito estaba alimentado por un alternador de veinticinco kilovatios.

A pesar de muchos problemas, Marconi logró enviar un mensaje a través del Atlántico en una dirección utilizando este transmisor de chispa, aunque no se encontró que fuera particularmente confiable.

Más innovación en transmisores de chispa

A pesar de que Marconi había logrado enviar mensajes a través del Atlántico, este no era de ninguna manera el pico de la tecnología de transmisores de chispa. Los desarrollos posteriores permitieron que el transmisor de chispas funcionara con mayor éxito.

Uno de los principales problemas con los transmisores de chispas era que el circuito de la antena podía retroalimentar la energía que haría que la chispa volviera a ocurrir después de la primera explosión de oscilaciones. Esta chispa hizo que apareciera una señal en una frecuencia diferente. Como resultado, era necesario tener un medio para extinguir o "apagar" la chispa.

Se desarrollaron varias ideas para superar este problema:

  • Reventón magnético de Thomson: Este esquema fue desarrollado por Elihu Thomson en la década de 1890 e implicaba la aplicación de un campo magnético sincronizado adecuadamente en ángulo recto con la chispa.
  • Golpe de aire: Este método, también desarrollado alrededor de la década de 1890, implicaba aplicar una ráfaga de aire temporizada a la chispa para apagarla.
  • Espacio de chispa giratorio: Este método fue propuesto inicialmente por Nicola Tesla en 1896 e implicaba el uso de una vía de chispa giratoria que estaba conectada a un alternador que proporcionaba la energía energizante. Esto permitió sincronizar la chispa con los momentos en que la tensión alterna estaba en su punto máximo. También fue mejorado por R A Fessenden en 1907 bajo la patente estadounidense 706787. Marconi también produjo su propia versión de esta idea en 1907.

Entendiendo el transmisor de chispa

Uno de los problemas clave con el transmisor de chispa fue que pocas personas realmente entendían su funcionamiento. En 1906, el profesor Max Wein de Danzig (Alemania) publicó un artículo en el que detallaba su análisis exhaustivo de los mecanismos detrás de la generación de señales de radio utilizando transmisores de chispa.

Uno de los principales problemas fue que Wein demostró que no era necesario utilizar una chispa larga para generar una potente señal de radio. También demostró que era posible crear un alto nivel de eficiencia y una sola frecuencia al tener un acoplamiento estrecho entre el circuito de chispa y el circuito de antena.

Transmisor de arco Poulson

El transmisor de arco Poulsen es diferente del transmisor de chispa ordinario y, aunque más eficiente, nunca llegó a ser tan popular como el transmisor de chispa, aunque fue mucho más popular en los EE. UU., Donde la Marina de los EE. UU. Tenía una red de estaciones que conectaban sus bases por radio. .

Era más complicado y la propiedad de la patente restringía su uso.

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Se supera el transmisor de chispa

Aunque el transmisor de chispa se desarrolló y mejoró en gran medida, nunca pudo competir con los transmisores que utilizaban válvulas capaces de crear una señal de frecuencia única adecuada. Los transmisores de chispa eran inherentemente de banda ancha y aunque las mejoras en el diseño significaron que ocupaban considerablemente menos espectro, nunca podrían ser tan flexibles y efectivos como los que usan equipos basados ​​en válvulas.

Como resultado de esto, su uso disminuyó a finales de la década de 1910 y principios de la de 1920. Aunque los transmisores de chispa se conservaron durante muchos años como una última forma de comunicación de emergencia en las frecuencias de socorro, finalmente se volvieron obsoletos y se prohibió su uso porque causaban interferencia a otros.

Cronología del transmisor de chispa

Esta línea de tiempo de la historia del transmisor de chispas ofrece un resumen de algunas de las fechas clave de su funcionamiento.

FechaHistorial del transmisor de espacio de chispas
1886Heinrich Hertz observó los primeros efectos de la transmisión de chispas.
1888Hertz confirma las propiedades de las ondas electromagnéticas y utiliza una forma más desarrollada de transmisor de chispa.
1895En la primavera de 1895, Guglielmo Marconi comienza a experimentar con ondas hertzianas utilizando aparatos transmisores de chispas.
1897La especificación de Marconi para un sistema inalámbrico se registró en la Oficina Británica de Patentes el 2 de marzo de 1897.
1899Marconi utiliza un transmisor de chispa para realizar la primera transmisión a través del Canal de la Mancha entre Wimereux en Francia y el faro de South Foreland en Inglaterra
1899El profesor Ferdinand Braun de la Universidad de Berlín utiliza un transmisor de chispa para transmitir a través de la bahía de Cuxhaven en Baja Sajonia, Alemania.
1901El 12 de diciembre de 1901, Marconi realiza la primera transmisión de radio transatlántica utilizando un transmisor de chispa con base en Poldu Cornwall, Reino Unido. El transmisor de chispa fue diseñado por Ambrose Fleming de University College London.
1903Se inventa el transmisor de arco Poulsen. Este transmisor era diferente de los transmisores estándar y más complicado. Aunque se inventó en 1903, no fue tan ampliamente utilizado. Su uso fue reemplazado por válvulas termoiónicas / tubos de vacío en la década de 1920.
1906Max Wien analiza el mecanismo de transmisión de chispa y establece algunas mejoras para los transmisores de chispa.
1911Roberto Galletti di Cadilhac desarrolla un transmisor de chispa que proporciona un 80% de eficiencia y una forma de onda mejorada.
1912El RMS Titanic se hundió en su viaje inaugural con la pérdida de 1517 vidas. Mientras se hundía, el Titanic se puso en contacto con varias otras naves por vía inalámbrica. Este evento provocó varios cambios: los transmisores de chispa para comunicaciones inalámbricas se volvieron casi universales en los grandes barcos. Un año más tarde, se convocó el Convenio internacional para la seguridad de la vida humana en el mar y exigió que las estaciones de radio en los barcos estuvieran tripuladas las 24 horas del día.
1924Transmisores de chispa prohibidos en las bandas de radioaficionados.

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