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Alternadores Al comenzar el estudio de los generadores eléctricos, viendo el fenómeno de la inducción en la página 5, se ha adquirido ya una idea acerca de la constitución de un alternador elemental. En efecto al hacer girar una espira de cobre (u otro material conductor) entre los polos de un imán, como en las figuras 10, 11, 12 y 13, se induce en ella una corriente alterna. Es evidente que lo mismo sucedería si, manteniendo la espira quieta, se hiciese girar el imán exterior. Al tratar de las dinamos, se vio también como por los devanados de éstas circula corriente alterna, que se «rectifica», en el momento de salir al circuito exterior, mediante el artificio mecánico llamado colector. Está claro que esto no es un problema nuevo, pero si lo que interesa es la producción de una corriente alterna, al no necesitar colector es conseguirla de una manera más fácil invirtiendo los papeles, como se acaba de decir. Esto es: se hace girar el imán inductor exterior dejando la espira inmóvil y conectada a un circuito exterior R, como en la figura 37 detalle 1. Circulará una corriente alterna. Otra innovación, con los mismos resultados, sería la del detalle 2 de la misma figura, en la que se ha hecho que el imán giratorio esté ahora en el interior de la espira. Existen realizaciones prácticas, con imán permanente como inductor, que responden a lo esquematizado en los detalles 1 y 2 de la figura 37. Hay que hacer la aclaración que se hizo ya a propósito de la dinamo, acerca de que lo que se ha representado por una espira es en realidad, una bobina o conjunto de bobinas. Al sistema detallado en 1, con inductor giratorio exterior, pertenece el alternador Novi-P. B. con imán de ferritas, mientras que el C. S. F.Ducati con imán permanente de acero, giratorio en el interior, responde al esquema del detalle 1. Aunque no puede caber duda de la simplicidad de este tipo de alternadores, puesto que resulta evidente, son sin embargo realizaciones muy recientes, debidas al enorme progreso de la técnica de los imanes permanentes en los últimos años. Otro obstáculo se opone a su difusión: frente a su enorme sencillez, aparece el inconveniente de exigir un nuevo tipo de regulación, puesto que tratándose de imanes permanentes no se puede actuar sobre un circuito inductor inexistente.

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Habría que añadir aún al párrafo anterior, que al tratar de los electroimanes, se ha visto que la fuerza magnética que se puede obtener de uno de éstos es muy superior a la conseguida con un imán permanente. Por esta razón, en las dinamos no se usaban estos últimos como inductores, recurriéndose a los primeros mediante la presencia de un circuito inductor. Esto además de la importante consideración acabada de hacer acerca de la regulación, ha hecho que la mayoría de los alternadores, con difusión considerable, han recurrido también al uso de los electroimanes para crear el campo inductor. Esto no complica demasiado las cosas: basta una simple observación de la figura 37 en el detalle 3, para darse cuenta de cómo se puede sustituir el imán permanente por un electroimán. El devanado de este último estará alimentado por una corriente continua, a través de los anillos rozantes A y B. Con la salvedad, efectuada más arriba, de que la espira representa en realidad una bobina, se ha hecho, en la figura 37, la descripción del más elemental de los alternadores «monofásicos».

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Nada impediría haber dispuesto de un inductor de mayor número de polos magnéticos en consecuencia, de un mayor número de bobinas. Si se utilizasen, por ejemplo, 4 polos en lugar de 2, ya no habrá una separación diametral entre Norte y Sur, sino que éstos se distribuirán alternativamente estando separados por un cuarto de circunferencia. Como los lados de cada espira (o bobina) han de corresponderse con polos de distinto signo, es evidente que tampoco su separación será diametral, sino que abarcará, solamente, la distancia entre dos polos consecutivos (en el caso de cuatro polos, un cuarto de circunferencia). En el detalle 4 de la figura 37, se esquematiza una realización de este tipo, con devanado de inducción por anillos rozantes, cuatro polos magnéticos y cuatro bobinas. Naturalmente, e igual que en el caso. de las dinamos, las bobinas pueden conectarse entre sí (en serie o en paralelo, según convenga), de tal forma que tengamos únicamente dos terminales accesibles en el exterior. Al último de los esquemas descritos corresponde, pero utilizando un inductor de 8 polos y un inducido de 8 bobinas, el modelo 7522 de Ducellier, que alcanzó una considerable difusión en Francia sobre el Citroen. Los alternadores «monofásicos» son, pese a todo, mucho menos utilizados que los «trifásicos», que se verán a continuación. Aunque al principio los «rotores» utilizados (inductores giratorios) solían tener la forma A (fig. 41-1), hoy prácticamente todos los equipos (Chrysler, Auto-Lite. Decotrón de Delco-Remy, Leece-Neville, Lucas, Bosch, Ducellier, etc.) han adoptado la que señala el dibujo 2, más corto, y, en cambio, de mayor diámetro. El inductor tiene un solo arrollamiento J que activa el electroimán, cuyos polos son las grandes placas H y K; éstas tienen sus bordes formando dientes del modo señalado en la figura 37, detalles 3 y 4, de tal manera que, entrando unos entre los otros al tresbolillo, se forman (fig. 41) tantos pares de polos a lo largo del borde del rotor como dientes tiene cada placa H o K. Es precisamente esta disposición del inductor, con arrollamiento único y centrado en el eje, de suma robustez, quien permite además de la ausencia de colector, las elevadas velocidades de giro que pueden soportar los alternadores, con las consiguientes ventajas a que ya se hizo referencia.

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La corriente inducida en un alternador monofásico tiene la forma ondulada que se indica en M (fig. 38), tal como ya se ha visto en la figura 17 y en su correspondiente explicación. Las bobinas donde se ha engendrado esta corriente están unidas entre sí, formando un juego que presenta dos terminales o bornes accesibles desde el exterior. Alternadores trifásicos. Si se reparte la distancia existente entre un polo Norte y un polo Sur en tres partes iguales, y se hace esto para cada uno de dichos pares de polos, se podrá instalar, en lugar de un solo «juego de bobinas» tres, en la forma que explica la figura 39. En cada uno de estos «juegos» se generará una corriente como la dibujada en M (fig. 38), pero, puesto que un mismo polo magnético alcanzará antes a una bobina del primer «juego» que a la correspondiente del segundo, y antes a esta última que a la del tercero, las corrientes serán iguales, aunque distanciadas por igual cada una con respecto a la anterior. Se puede ver su dibujo en T (fig. 38). En el tiempo en que la corriente ha efectuado, en el primer juego de bobinas, una ondulación completa, han «nacido», primero una y otra después, dos ondulaciones iguales en los otros dos «juegos». Como las bobinas estaban distanciadas por igual, el retraso de cada onda, con respecto a la anterior, ha de ser, precisamente, de un tercio de la duración de la «onda» completa. En un sistema como el descrito, se debería tener (2 x 3 = 6) seis terminales accesibles desde el exterior (A, B, C, R, S, T. fig. 18), tres de ellos corresponderán a los cables de «ida» y tres a los de «vuelta». Sin embargo, por las razones que se verán a continuación (y que constituyen una de las mayores ventajas del sistema trifásico), se puede enlazar entre sí los bornes R, S, T, dejando libres al exterior sólo los A, B y C. Si se recuerda lo que se había visto ya en el principio de las nociones de electricidad, que para cualquier circuito se podía utilizar como conductor de «vuelta» (o de «ida») la masa del propio coche, por ejemplo. De esta forma, resulta que dicha masa es conductor de vuelta para muchos circuitos a la vez. Siguiendo el mismo criterio, en el alternador trifásico se podría reunir en un solo borne los R, S y T, tal como se hace en O, en la figura 18, y enlazar luego éste a un conductor de «vuelta» único, o a masa. Fijándose ahora, de nuevo, en el gráfico T de la figura 38: en cualquier punto del mismo, hay dos corrientes circulando por dos de los «juegos de bobinas» de la máquina en un mismo sentido mientras que en el otro bobinado la corriente circula en sentido contrario. Fijándose también que el valor de esta última corriente (la que va en sentido contrario a las otras dos) es igual a la suma de aquéllas.

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Hay algunos puntos en que, por uno de los devanados, no circula corriente (es cero), mientras que en los otros dos lo hacen corrientes de la misma intensidad y de sentidos opuestos. En ambos casos el resultado es el mismo: la suma de las corrientes del mismo sentido de dos devanados es igual a la que circula, por el tercero, en sentido contrario (cuando una es cero puede sumarse a cualquiera de ellas). Esto tiene una consecuencia importantísima: por O (fig. 39) no entrará ni saldrá ninguna corriente, puesto que las dos que llegan (o salen) por dos devanados se suman, y su total sale (o llega) por el otro arrollamiento. De esta forma, además de reunir R, S y T en O, se puede prescindir de toda conexión de este último, a un conductor de «vuelta». Quedan por lo tanto, accesibles los bornes A, B y C. En realidad, la corriente de «ida» que envía uno de ellos la recogen de «vuelta» los otros dos, o al revés. Todo esto se volverá a estudiar al tratar de la «rectificación». Esta forma de conexión, reuniendo R, S y T en O y dejando A, B y C libres, se denomina en «estrella», porque los devanados del inducido, así enlazados, pueden representarse esquemáticamente por una especie de estrella de tres puntas (A, B, C), tal como se hace en la figura 326. En la figura 39 se podría haber conectado las bobinas de otra forma: el final de una con el principio de la siguiente (R con B y S con C) y el extremo de la última con el principio de la primera (T con A). De este modo formaríamos un anillo cerrado, que esquemáticamente se puede representar por un triángulo, cuyos lados fuesen las bobinas de cada uno de los tres arrollamientos, tal como se hace en las figuras 40. De cada uno de los enlaces de dos devanados saldrá uno de los tres terminales accesibles (A', B' y C'). Este tipo de conexión se denomina «en triángulo» y tiene también tres bornes exteriores. La explicación es exactamente la misma dada para el enlace «en estrella», pero ahora deberá seguirse en la figura 40, donde están marcados, a la vez, los principios de cada bobina con las letras A, B y C, y sus correspondientes extremos con las R, S y T. Hemos marcado, además, con A', B' y C' los tres bornes de conexión exterior. Ya se ha explicado que la suma de las corrientes que circula en el mismo sentido por dos devanados es igual a la que circula, por el tercero, en sentido contrario: Supongamos que por los devanados A-R y B-S circulan dos corrientes en sentido «directo», es decir desde A hacia R y desde B hacia S, en un momento determinado. Por C-T circulará una corriente igual a la suma de las dos anteriores, pero en sentido «contrario» (desde T hacia C). Las dos primeras tienen un valor que se representa por la longitud de las flechas, y la tercera es igual a la suma de las dos, tal como indica también su flecha. Observando la figura, resulta evidente que el total de las corrientes que «entran» por los bornes A' y B' es igual a la corriente que «sale» por C', no necesitándose, por lo tanto, ningún otro conductor de «vuelta». Los distintos fabricantes adoptan para sus modelos una u otra conexión, indistintamente y según las conveniencias del caso. En la figura 42 se ve, abierto y despiezado en sus órganos principales, el alternador Lucas. La carcasa o envolvente está formada por las piezas A y F que se sujetan entre sí por espárragos que entran en las tres orejas visibles en F. Dentro del cárter así formado, fijo a la carcasa A F, va el estátor D con las bobinas inducidas L; en su interior gira el rotor M cuyo eje se apoya, por un lado, en Q mediante el cojinete de bolas P (la tapa es O), y por el otro en F sobre el rodamiento de agujas G. Ambos apoyos suelen venir con un depósito de lubricante sellado de fábrica, en todas las marcas de alternadores, de modo que no hay que ocuparse de su engrase.

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El rotor M tiene un arrollamiento único R para activar los polos que, desde una y otra cara de R, se doblan en forma de salientes formando los polos sucesivos N-S, etc., que en este caso son cuatro parejas, aunque más usual es que sean seis (seis N y seis S). La corriente continua para el arrollamiento inductor R, llega al rotor por los anillos lisos C sobre los que frotan las escobillas de carbón J, colocadas con su portaescobillas H sobre la tapa F. A las escobillas les llega la corriente continua desde el juego de seis rectificadores de silicio E, situados también sobre esta tapa y cuyo funcionamiento se explica más adelante. La pieza A es la que se sujeta al bloque motor (como si fuese una dinamo), y en su cara oculta Q tiene la polea de arrastre por la que recibe el giro desde el cigüeñal mediante una correa, y también está el potente ventilador que aspira el aire desde F y lo hace pasar por dentro del alternador como en el caso de la dinamo de la figura 30, pero que aquí (fig. 42) debe refrigerar especialmente los seis diodos rectificadores E por lo que luego se dirá. El alternador Chrysler (al que más se parecen todos) se diseña, también despiezado, en la figura 43. La carcasa está compuesta por las piezas A y L. En el cárter formado dentro de ellas se acoplan los elementos desplegados en el dibujo. El estátor G tiene las bobinas fijas cuyos tres hilos terminales H se empalman a los C que llevan la Corriente trifásica inducida a los seis diodos (rectificadores de silicio) como el Q, de los que tres son positivos (+) y tres negativos (-); como en esta instalación va puesto a masa el polo negativo de la batería, los tres diodos negativos se alojan en los tres recipientes 1, 2 y 3, mientras que los tres positivos lo hacen sobre un soporte aislado (porta-diodos) de metal muy buen conductor del calor para facilitar su enfriamiento. (En otros alternadores, también los puestos a masa ( sean positivos o negativos) se colocan en un soporte que, naturalmente, se pone a masa. Así ocurre en la figura 42: dentro de F hay un soporte para los tres como el E, y otro para los tres de más acá; el que lleva los de polaridad activa está aislado. Análogamente en el Delcotrón. Es de advertir que en las aplicaciones de la corriente alterna a los automóviles se colocaba a masa el polo positivo; pero con los rectificadores de silicio se viene poniendo a masa el polo negativo de la batería, como se comprueba en todos los coches americanos de 1963 en adelante.) La corriente, ya rectificada, sale por los dos hilos B, de los que se deriva la necesaria para la bobina inductora F, en la que entra y sale por las escobillas O, unidas a los hilos terminales del arrollamiento F Este se halla devanado sobre el núcleo N cuyas piezas polares E y J (una norte y otra sur) tienen los dientes intercalados al tresbolillo formando así seis pares de polos magnéticos. Las escobillas O frotan en ángulo recto sobre los anillos D, uno radial y otro sobre el eje MS. La refrigeración, que se obtiene con un solo ventilador en el Lucas y otros modelos, aquí se hace con dos K y P, que aspiran aire fresco por la tapas terminales de A y L para echarlo fuera por las ventanas periféricas R (como en los modelos grandes de Delcotrón).

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En todos los casos, los alternadores son más cortos que las dinamos de la misma potencia, pesan un tercio menos, y tienen menos averías por carecer del colector. Las escobillas frotantes sobre los anillos, tanto por no hacerlo sobre delgas como porque la corriente que por ellos pasa es mucho menor que en las dinamos (sólo la necesaria para la excitación de los inductores) duran más de cien mil kilómetros sin entorpecimiento alguno. Rectificadores Los rectificadores que han hecho posible la aplicación del alternador al automóvil, con carácter general, son los formados por semiconductores. Al principio de Nociones de electricidad se explicó lo que son los conductores y los aislantes. Existen algunos cuerpos (el germanio y el silicio) que, en estado químicamente puro, o sea, con una proporción de cuerpos extraños del orden de una cien mil millonésima (una parte por cien mil millones de germanio o silicio puros), son muy buenos aislantes; pero si se introduce en ellos una débil cantidad, unas pocas milésimas de otro elemento bien determinado y puro, dejan de ser buenos aislantes sin llegar a ser aceptables conductores. Según cual sea el cuerpo agregado se obtiene material de tipo P (aceptante de electrones o aceptador) o de tipo N (donante de electrones o dador).

Lo que interesa es que juntando una muestra P con otra N, la unión ofrece la notable propiedad de hacerse buena conductora en un sentido (polaridad positiva aplicada a P y negativa a N), y estrictamente aislante si se invierte la polaridad y se aplica (+) a N y (-) a P. Gracias a esa propiedad, bien se comprende que tal unión PN puede actuar como una válvula que deja pasar la corriente en un sentido y, prácticamente, lo impide en el opuesto. La unión se llama diodo, y aquellos cuerpos (silicio, germanio) así preparados reciben el nombre de semi-conductores. El silicio es el que se emplea para la rectificación de corriente alterna en los automóviles. El germano ha recibido una fabulosa aplicación en electrónica (radio) con sus transistores (triodos), que luego se explicarán, porque también empiezan a usarse desde 1960 en automovilismo.

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En la figura 44 se representa de tamaño natural un diodo de silicio compuesto por una cubeta de bronce C sobre cuyo fondo estañado se coloca en R un cristal de silicio tipo N (o sea previamente contaminado con arsénico o antimonio); encima va una pastilla de indio (que es un metal parecido al estaño aceptador para dar una mezcla tipo P). Cristal y pildorilla tienen dimensiones que se expresan en milímetros y décimas de milímetro y los aprieta y sostiene la varilla conductora K mediante la espátula elástica e "indiomada" (recubierta de indio) E. Sometido el conjunto al calor en delicadas condiciones de fabricación el cristal de silicio se suelda al fondo gracias al estaño; el indio se funde y difunde parcialmente en el silicio creando la unión PN y la espátula E se suelda al indio. Del conjunto recubierto y protegido sale el borne K aislado y apretadamente sostenido por la tapa bien sellada de la cubeta C. La representación gráfica de un diodo D (figura 45-1) indica que la corriente puede pasar en sentido de la flecha A pero no en el contrario de placa contra flecha. En 2 se ve cómo cuando la polaridad del alternador CA es contraria a la del diodo D la corriente no puede pasar (amperímetro en o); mientras que en 3 la otra polaridad o alternancia de CA coincide con la del diodo y pasa casi libremente a través de él según acusa el amperímetro T e indican las puntas de flecha en el circuito. Estas puntas de flecha se usan mucho para indicar simplificadamente un diodo suprimiendo la raya que sólo es necesaria para evitar confusiones. Así se representa en la figura 47.

Una aplicación del diodo de silicio en las instalaciones CC con dinamo es la de sustituir al disyuntor ya que deja pasar la corriente en el sentido dinamo a batería, pero no en el contrario impidiendo que ésta se descargue sobre aquélla. Así ha sido empleado en algunas dinamos Bosch sobre las que va el diodo provisto de buenas aletas metálicas para su refrigeración por la corriente de aire que entra a ventilar la dinamo (fig. 46). Funcionamiento del rectificador (fig. 47). Un rectificador R que, para cargar la batería B convierta en continua la corriente trifásica del alternador T está compuesto por los seis diodos cuya agrupación en R sc hace en la forma que señala la figura. Los seis circuitos son los que en cada instante y sucesivamente sigue la corriente inducida en el estátor de T. En cada momento, cl circuito usado por la corriente está determinado por el voltaje relativo de cada uno de los tres terminales (a b y C) del lado alternador; la corriente fluye siempre desde el terminal más positivo hacia la batería y regresa al más negativo. Las explicaciones a continuación deben seguirse sobre las figuras 47 y 17; cada esquema 1 a 6 de la 47 corresponde a lo que sucede en los instantes 1 a 6 (fig. 17-T) con las corrientes A B y C que salen por los bornes a b y c (dibujo t).

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El dibujo 1 SC relaciona con el instante 1 (figura 17-7'). En el terminal a (dibujo 1) hay una tensión positiva A (dibujo T); la corriente pasa por el diodo izquierdo y Sigue a la batería (fig. 47-1) por los bornes (+) de R y R y regresa a cerrar circuito por los bornes (-) y diodo derecho al borne c que es el más negativo. En efecto: el b está a cero (véase curva R en ese instante 1) y el c tiene el valor negativo C' de la fase C. Como ya se dijo, la corriente siempre va del potencial positivo más alto al más bajo n4egativo. Los instantes 2 y 3 (fig. 17-T) con los valores positivos de B y los negativos C' y A' (de las fases C y A) siguen, del mismo modo los circuitos marcados en negro en los dibujos 2 y 3 de la figura 26. En el dibujo 4 se vuelve al caso 1 pero con la polaridad invertida o sea en el instante 4 de la figura 17-T con el positivo de C y negativo de A Y del mismo modo en los dibujos 5 y 6 que corresponden a los instantes 5 y 6 de la figura 17-T o sea los inversos de 2 y 3. Estas son las seis situaciones diferentes que pueden ocurrir. En todos los casos, todas las corrientes en ambos sentidos (o sea, de las alternancias positivas y negativas) han sido debidamente canalizadas por los diodos del rectificador para aprovecharlas en la carga de la batería Características del diodo Aunque mineral de silicio se encuentra en abundancia (es la arena) el tratamiento para obtener el silicio químicamente puro es tan costoso que resulta más caro aún que el germanio y éste cuesta lo mismo que el oro. Casi todo el germanio se obtiene tratando el hollín de las chimeneas de las refinerías de plomo y cinc; para conseguir un kilogramo de germanio hay que operar sobre el hollín resultante de refinar unas 600 toneladas de mineral de cinc; pero aun así resulta menos

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caro que partiendo de los mejores minerales de germanio (que están en Africa). Pero ya se dijo que las cantidades usadas en cada diodo (silicio) o transistor (germanio) son minúsculas (dimensiones expresadas en décimas de milímetros). El diodo de germanio saldría más barato; pero ni permite tanta densidad de corriente por milímetro cuadrado, ni sobre todo es tan resistente a la elevación de temperatura. En efecto: el enemigo de unos y otros es el calor, tanto de la temperatura ambiente como de su propio funcionamiento, pues aunque el rendimiento es del 95 al 98 por loo, ese 2 a 5 por loo que se pierde se convierte en calor que, aplicado sobre una superficie tan pequeña la, puede elevar la temperatura por encima del limite de seguridad. El silicio puede trabajar continuadamente a 150º; el germanio sólo a 65º. Por encima de esos valores la resistencia baja tanto que además de aumentar el calor y peligrar de destruirse, dejan de ser unidireccionales: la corriente puede circular en sentido inverso y provocarse Corto circuitos a uno y otro lado del diodo. Por estas razones, el silicio está indicado para los diodos (por los que pasa el flujo entero de la corriente), y el germanio para los transistores, que, tratando directamente poca energía, gobiernan mucha mas en otros circuitos contiguos. Los 150º que soporta el silicio sin el menor daño, permiten colocar los diodos en el mismo alternador, obteniéndose un generador que proporciona corriente continua en el mismo sitio que lo haría una dinamo (los diodos sustituyen al colector); pero ante el posible riesgo de un calentamiento excesivo se cuidan la ventilación y enfriamiento con la insistencia y esmero que se detalló al describir los alternadores. Otras características de los diodos es el voltaje que pueden soportar en el sentido en que funcionan como aislantes. Una tensión inversa creciente, al llegar a un valor determinado provoca el paso brusco de una corriente inversa a través de la unión (salto del diodo). Este efecto perjudicial en los diodos corrientes, se aprovecha de modo muy útil en los llamados diodos Zener, como se verá más adelante. Se representan como los de rectificación, pero en vez de una raya en la punta de flecha resulta una Z; su característica principal es que, siendo aislantes (detalle 1) con corriente nula cuando se les aplica un voltaje contrario a su polaridad, al subir el voltaje a un valor determinado (que se marca en el detalle 2 por los signos + y - dibujados gruesos) el diodo "salta" (deja paso a la corriente), pero al descender el voltaje recupera en el acto su cualidad aislante, para seguir funcionando así todas las veces que haga falta. En ese sentido actúa como una válvula de seguridad.

Transistores Dos diodos puestos de espalda forman un transistor (figura 48-1). Si a uno y otro lado de un cristal B de germanio, contaminado con antimonio para ser de clase N, se aplican dos pastillas de indio E y C análogamente a como se explicó para los diodos, se habrán formado dos de éstos: EB en polaridad PN, y BC (clase NP) con el germanio N común. Este tríodo (porque tiene tres bornes) se llama transistor, palabra que se refiere a su propiedad de "transferir resistencia", como luego se dirá. El símbolo representativo en los dibujos es el 2. Uno de tantos modelos esquemáticos es el 3, donde se ve cómo aparecen los dos diodos E y C con base común B. Los electrodos extremos E y G se llaman emisor y colector, respectivamente. La fabricación de un transistor consta de dos fases: la formación de las "uniones" (figura 49-1) y el montaje dentro del envase (2).

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A uno y otro lado del cristal clase N de germanio B que va a servir de "base" se sueldan dos esférulas de indio: La más pequeña E corresponderá al emisor; la otra C será el colector. La plaqueta de germanio con ambas esférulas - que en el dibujo aparecen muy aumentadasse mete en hornos donde se realizan las difusiones F y se forman las dos "uniones". La temperatura (variable entre 520º y 590º, según el tipo de transistor a obtener) está rigurosamente controlada con error menor de un grado, y así se fija la distancia casi microscópica Y que debe quedar entre las dos uniones.

Luego se sueldan a las bolillas de indio (dibujo 2) unos hilos de níquel L, tan finos que los operarios trabajan con lentes de aumento; y por último se monta el transistor T sobre el soporte de vidrio V atravesado por los tres conductores rígidos K que, dentro del envase S, se sueldan a los hilos de níquel y a la base, y por fuera son los tres terminales o bornes del transistor encerrado sólidamente en S. Estos detalles de fabricación, así como los expuestos más atrás acerca de la obtención del germanio, dan idea del tamaño tan pequeño y el coste tan grande - sobre todo al principio- y de que diodos y transistores son piezas a no hurgar. En la figura 48-3 se ve cómo suele enlazarse la base con su borne exterior por medio de un anillo R cuya distancia a la línea E-C (colector-emisor) debe ser bastante mayor que el espesor de la base U entre emisor y colector.

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Funcionamiento La característica principal del transistor es la amplificación de corriente. El montaje de un transistor T (figura 50-1), clase PNP, enlaza el (+) de la batería con el emisor E, y el (-) de aquella con el colector C; la base se une a este circuito mediante el interruptor R. Si con R cerrado se supone abierto el circuito del colector en S, por el emisor-base circulará una apreciable corriente Y de 4,5 amperios, por ejemplo; la resistencia de este circuito es pequeña. Si, con S ya cerrado, o sea, con el circuito emisor-colector E-C sin cortar (dibujo 2) se abre R, no circulará corriente por el E-B, como es natural pero tampoco prácticamente por el E-C (I = O): la base del transistor actúa como pantalla o gran resistencia. Si ahora se cierra R (dibujo 3) entonces ocurre el curioso fenómeno, característico del transistor, de que por la batería circula, como en 1, la corriente Y = 4,5 amperios; pero por R pasará muy poca corriente (por ejemplo de 0,3 amperios), mientras que casi toda circulará por el circuito emisor-colector E-C (I = 4,2 amperios; siendo Y = I + i); es como si la gran resistencia que ofrecía en 2 el circuito E-C se hubiera transferido en 3 al E-R (que en i no la tenía). Esta propiedad del transistor permite, operando con intensidades reducidas (en el círculo emisor-base), el gobierno de intensidades de diez a cien veces mayores en el circuito contiguo emisor-colector. Una semejanza eléctrica es el relé (dibujo 5); la pequeña corriente que pasa de e a b por la bobina derivada N la convierte en un electroimán que atrae su armadura venciendo al muelle m, y cierra los contactos c por los que pasará la corriente principal; igual que en el transistor, sólo que no hay piezas móviles ni contactos. Aunque no se había mencionado hasta ahora, expresamente, existen también transistores de tipo NPN, en los que la base es de silicio contaminado positivamente (impurezas de galio, indio, etc.) para obtener un cristal de tipo P (aceptador de electrones). El emisor y el colector son ahora de tipo N (dadores). La constitución general, el proceso de fabricación y su funcionamiento son enteramente similares, pero la naturaleza de la base (silicio) los distingue desde el punto de vista económico. En efecto, debido a la obtención del silicio es bastante más costosa que la del germanio, los transistores NPN cuestan aproximadamente un 60 por 100 más que los que PNP mucho más difundidos. En algunas ocasiones, sin embargo, la utilización de un transistor NPN puede sustituir a la de dos PNP, y ésta es la razón por la que aparezcan en algunos circuitos de los automóviles, y de que se haga mención aquí de ellos. La ventaja económica y de sencillez que esto supone se hace patente, como se verá, en los circuitos de encendido, cuando la instalación es con positivo a masa. Su representación simbólica puede verse en el detalle 4 de la figura 48. La flecha se dirige ahora desde la base al emisor, que está conectado al borne negativo, mientras que el colector y la base lo hacen al positivo. Por lo demás, y como se puede ver en el detalle 6 de la figura 50, si se atiende a que la corriente (que ahora va de colector a emisor en el sentido positivo) sigue circulando en el sentido que marca la flecha, la única diferencia es que habrá de conectar la base al borne (+ ) de la batería, para obtener un funcionamiento enteramente similar.

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Regulación con transistores En la figura 50-4 se representa el 3, ya explicado, con la notación simbólica para el transistor T. Si el interruptor K está formado por los contactos del regulador de tensión, cada vez que éstos se abran se transfiere al inductor F la resistencia del circuito colector. Los contactos vibrantes K no tienen que estar cortando toda la corriente inductora, sino otra mucho menor (aquí unas 15 veces menos), por lo que durarán bastante mas. El esquema real para un regulador transistorizado que podría ser colocado en R . Se detalla en la figura 51: el transistor T se monta con el emisor E unido al enlace alternador-batería (borne B), y el colector C al borne F del circuito inductor. La acción de la bobina en derivación D corta y restablece la débil corriente (del orden de una a tres décimas de amperio) del circuito emisor-base E-B con su resistencia S y contactos vibratorios K. La corriente principal para la bobina inductora en el alternador pasa por el circuito emisor-colector E-C, como quedó dicho; pero ya sin cortes mecánicos. Las espiras Q, recorridas por la corriente pulsatoria del inductor, facilitan la vibración de K. Por último, el diodo de descarga G se inserta para protección del transistor. El verdadero regulador por transistores o regulador electrónico carece de vibrador mecánico ( Figura 52 ), por lo que su duración es prácticamente ilimitada sin averías. Consta de dos transistores TI y T2, un diodo Zener Z y un diodo de descarga G cuya función es proteger a los transistores lo mismo que en la figura anterior. El borne B se enlaza al circuito alternador-batería; por el F sale la corriente para la bobina inductora giratoria dentro del alternador, corriente que llega desde B por el circuito E1-C1 del primer transistor, que hace de llave de paso.

Esta llave se abre cuando la corriente puede seguir el camino emisor base El-Rl a masa M1; y se cierra si no pasa corriente por B1. (Recurdese la explicación de funcionamiento de los transistores en la figura 34: es el mismo caso.) La base B1 puede ser cortocircuitada, o sea, dejada fuera de acción, sí la corriente que viene de B toma el camino A-E2-C2-MI. Para esto es preciso que la tensión en B suba por encima de la de "Salto" de Z. En este caso la corriente pasa por A-E2-B2-Z-M2, y pasa también por A-E2-C2-Mi. Con ello B1 se queda cortocircuitado y no recibe corriente; y el circuito E1-C1 del inductor F queda cortado, la tensión en el alternador cae y vuelve a comenzar el ciclo: el diodo Zener sustituye a los contactos vibradores La tensión de reglaje, o sea, la fijación del voltaje en B para el cual debe "saltar" el diodo Z Se ajusta con la resistencia variable R (potenciómetro), adecuando la cuantía de la carga a las necesidades medías del coche. Las resistencias S y varios condensadores que no se han dibujado para mayor claridad, tienen por objeto equilibrar los circuitos y ajustar sus características a los fines propuestos.

16/05/2011 23:04