Electronica y Servicio 02

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ELECTRONICA radio-grfica ELECTRONICA radio-grfica

ALDACO TUNERMesones 8(entre Bolvar y Aldaco)Tel. 709-27-63 y 709-20-35Mxico, D.F. (C.P. 06080)

SINTONIZADORESDE PUEBLA12 Oriente N 22 Centro(entre 2 Norte y 5 de Mayo)Tel. 32-06-37 Puebla, Puebla

REPARACION Y PRUEBA

DE SINTONIZADORES,

VARACTORES,

TORRETAS, UNIDADES

DE RF REPARACION DE

BOCINAS DE TODOS TIPOS

Reparacin y prueba deTORRETAS, VARACTORES,BOCINAS

VENTA DE FLY BACKS, VARICAPS,RESISTENCIAS ALAMBRE

BOLIVAR 80 1er PISO, TEL. 709-13-14, MEXICO D.F. C.P. 06080

SUSCRIBASE

por $288.00* y rec

iba

hasta $901.

00

en

publicaciones y

otros

productos

SOLO PARAMADRUGADORES!

A los primeros 500 suscriptores le entregaremosadems 3 manuales originales de aparatos Sony,

cada uno con valor aproximado de $70.00(los modelos pueden variar segn las existencias)

Televisin aColor Moderna

Televisin aColor ModernaFuncionamiento y reparacin

Curso prctico de

9 9

USTED RECIBE AL SUSCRIBIRSE:

Curso Prctico de Televisin a Color Moderna(Un volumen de 19 lecciones en pasta dura) $288.00

Teora y Servicio ElectrnicoFuncionamiento y Gua para la Reparacin de Televisores a Color $ 35.00

Teora y Servicio ElectrnicoFuentes de Alimentacin Reguladas y Conmutadas en TV Color $ 35.00

Teora y Servicio Electrnico. Manejo del Osciloscopio Moderno $ 35.00

El Reproductor de Discos Compactos Digitales(Manual de capacitacin de Toshiba) $ 50.00

Electrnica Moderna PrcticaFuncionamiento y Reparacin del Control Remoto Digital $ 19.00

Electrnica Moderna Prctica. El Sistema de Control en T.V. Color $ 19.00

Videocassette de Pruebas y Ajustespara reparacin de televisores a color (TV-01) $200.00

Tres manuales originales de servicio de aparatosSony (slo a los primeros 500 suscriptores) $220.00

TOTAL $901.00

USTED PAGA SOLAMENTE $288.00*

Y AHORRA $613.00

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Obra editada y distribuida por:CENTRO JAPONES DE

INFORMACION ELECTRONICA

1) DEPOSITO BANCARIO. Deposite en la cuenta decheques 0876686-7 de Bancomer, Plaza 001, a nombrede Centro Japons de Informacin Electrnica, S.A. deC.V. Enve fax del depsito al 770-0214 (de la Ciudad deMxico), con todos sus datos: pedido, nombre, domicilio,cdigo postal y telfono (copia RFC si requiere factura).

2) GIRO TELEGRAFICO. Enve giro telegrfico a:Centro Japons de Informacin Electrnica, S.A. deC.V., Norte 2 No. 4, Col. Hogares Mexicanos,Ecatepec de Morelos, Estado de Mxico, C.P. 55040.Comunicarse a los telfonos 787-1779 y 770-4884para notificar pedido (indicar nmero de giro telegrfico ydatos respectivos). Tambin lo puede hacer por fax.

Enve $288.00 (pesos mexicanos)ms $70.00 para gastos de envo.

Seleccione la forma de pago:

8

9

Adems, al concluir el estudio del Curso Prctico de Televisin a Color Moderna recibe sin ningn costo adicional el Diploma de Aprobacin de Estudios, otorgado por Centro Japons de Informacin Electrnica e Instituto IRMEXCO

* ms $70.00 para gastos de envo.

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SINTONIZADORESDE PUEBLA12 Oriente N 22 Centro(entre 2 Norte y 5 de Mayo)Tel. 32-06-37 Puebla, Puebla

REPARACION Y PRUEBA

DE SINTONIZADORES,

VARACTORES,

TORRETAS, UNIDADES

DE RF REPARACION DE

BOCINAS DE TODOS TIPOS

Reparacin y prueba deTORRETAS, VARACTORES,BOCINAS

VENTA DE FLY BACKS, VARICAPS,RESISTENCIAS ALAMBRE

BOLIVAR 80 1er PISO, TEL. 709-13-14, MEXICO D.F. C.P. 06080

SUSCRIBASE

por $288.00* y rec

iba

hasta $901.

00

en

publicaciones y

otros

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SOLO PARAMADRUGADORES!

A los primeros 500 suscriptores le entregaremosadems 3 manuales originales de aparatos Sony,

cada uno con valor aproximado de $70.00(los modelos pueden variar segn las existencias)

Televisin aColor Moderna

Televisin aColor ModernaFuncionamiento y reparacin

Curso prctico de

9 9

USTED RECIBE AL SUSCRIBIRSE:

Curso Prctico de Televisin a Color Moderna(Un volumen de 19 lecciones en pasta dura) $288.00

Teora y Servicio ElectrnicoFuncionamiento y Gua para la Reparacin de Televisores a Color $ 35.00

Teora y Servicio ElectrnicoFuentes de Alimentacin Reguladas y Conmutadas en TV Color $ 35.00

Teora y Servicio Electrnico. Manejo del Osciloscopio Moderno $ 35.00

El Reproductor de Discos Compactos Digitales(Manual de capacitacin de Toshiba) $ 50.00

Electrnica Moderna PrcticaFuncionamiento y Reparacin del Control Remoto Digital $ 19.00

Electrnica Moderna Prctica. El Sistema de Control en T.V. Color $ 19.00

Videocassette de Pruebas y Ajustespara reparacin de televisores a color (TV-01) $200.00

Tres manuales originales de servicio de aparatosSony (slo a los primeros 500 suscriptores) $220.00

TOTAL $901.00

USTED PAGA SOLAMENTE $288.00*

Y AHORRA $613.00

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Obra editada y distribuida por:CENTRO JAPONES DE

INFORMACION ELECTRONICA

1) DEPOSITO BANCARIO. Deposite en la cuenta decheques 0876686-7 de Bancomer, Plaza 001, a nombrede Centro Japons de Informacin Electrnica, S.A. deC.V. Enve fax del depsito al 770-0214 (de la Ciudad deMxico), con todos sus datos: pedido, nombre, domicilio,cdigo postal y telfono (copia RFC si requiere factura).

2) GIRO TELEGRAFICO. Enve giro telegrfico a:Centro Japons de Informacin Electrnica, S.A. deC.V., Norte 2 No. 4, Col. Hogares Mexicanos,Ecatepec de Morelos, Estado de Mxico, C.P. 55040.Comunicarse a los telfonos 787-1779 y 770-4884para notificar pedido (indicar nmero de giro telegrfico ydatos respectivos). Tambin lo puede hacer por fax.

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Adems, al concluir el estudio del Curso Prctico de Televisin a Color Moderna recibe sin ningn costo adicional el Diploma de Aprobacin de Estudios, otorgado por Centro Japons de Informacin Electrnica e Instituto IRMEXCO

* ms $70.00 para gastos de envo.

CONTENIDOFundadorProfr. Francisco Orozco Gonzlez

Direccin editorialLic. Felipe Orozco Cuautle([email protected])Direccin comercialProfr. J. Luis Orozco Cuautle([email protected])Gerente administrativoLic. Javier Orozco Cuautle([email protected])Editor asociadoLic. Eduardo Mondragn Muoz

Revisin tcnicaIng. Leopoldo Parra Reynada([email protected])Colaboradores en este nmeroIng. Leopoldo Parra ReynadaIng. Oscar Montoya Figueroa([email protected])Ing. Alberto Franco SnchezIng. Carlos Garca QuirozIng. Gerardo A. LagunaProfr. Francisco Javier Orozco MancillaProfr. J. Luis Orozco Cuautle

Diseo Grfico y pre-prensa digitalD.C.G. Norma C. Sandoval Rivero([email protected])Apoyo en grficosGabriel Rivero Montes de Oca

Ilustracin de portada en 3DAndrs Rodrguez Rosas

Publicidad y ventasCarlos Hernndez P. y Rosario Orozco M.

SuscripcionesMa. de los Angeles Orozco Cuautle([email protected])

Revista editada mensualmente por ComunicacinDigital, S.C., mediante convenio de explotacin delnombre Radio-Grfica con Instituto IRMEXCO. Todoslos contenidos, logotipo y caractersticas de diseo sonpropiedad de Comunicacin Digital, S.C.Actualizacin de registros en trmite.Oficinas: Norte 2 No.4, Col. Hogares Mexicanos,Ecatepec de Morelos, Estado de Mxico, C.P. 55040.Mxico. Tels 787-1779 y 770-4884, fax 770-0214Impresin: Taller Tcnica y Cultura de Radio y Televi-sin, S.A. Abraham Gonzlez 101, Col. Jurez, Mxico,D.F. 06600. Tels. 535-0950 y 535-0998, fax 705-2798Precio ejemplar: $30.00 ($35.00 ejemplares atrasados)Suscripcin anual: $360.00 para toda la RepblicaMexicana, por correo de segunda clase (60.00 Dlls.para el extranjero).Todas las marcas y nombres registrados que se citanen los artculos, son propiedad de sus respectivascompaas.Estrictamente prohibida la reproduccin total o parcialpor cualquier medio, sea mecnico o electrnico.

No.2, Nueva Epoca, Abril de 1998

Ciencia y novedades tecnolgicas................. 5Alberto Franco Snchez

Perfil tecnolgicoLa revolucin de los medios pticos......... 7Felipe Orozco y Leopoldo Parra

Leyes, dispositivos y circuitosPrincipios de la generacin dela electricidad...............................................16Oscar Montoya Figueroa

Qu es y cmo funcionaCmaras de video digitalpara consumidor..........................................27Leopoldo Parra Reynada

Servicio tcnicoMecanismo de tres discos tipo carruselen reproductores de CDs........................... 36Leopoldo Parra ReynadaAjustes electrnicos en televisoresRCA y General Electric................................43Francisco Javier Orozco MancillaAnlisis de la seal de video compuesta.. 54Carlos Garca Quiroz

Electrnica y computacinProgramas de diagnstico parael servicio a PCs......................................... 64Gerardo A. Laguna

Proyectos y laboratorioConstruccin de un frecuencmetro....... 73Oscar Montoya Figueroa

Venta de todo tipo de diagramas y recopiado

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de todas las

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CONTENIDOFundadorProfr. Francisco Orozco Gonzlez

Direccin editorialLic. Felipe Orozco Cuautle([email protected])Direccin comercialProfr. J. Luis Orozco Cuautle([email protected])AdministracinLic. Javier Orozco Cuautle([email protected])Editor asociadoLic. Eduardo Mondragn Muoz

Revisin tcnicaIng. Leopoldo Parra Reynada([email protected])Colaboradores en este nmeroIng. Leopoldo Parra ReynadaIng. Oscar Montoya Figueroa([email protected])Ing. Alberto Franco SnchezProfr. J. Luis Orozco CuautleIng. Carlos Garca QuirozIng. Gerardo A. LagunaProfr. Francisco Javier Orozco Mancilla

Diseo Grfico y Pre-prensa digitalD.C.G. Norma C. Sandoval Rivero([email protected])Apoyo en grficosGabriel Rivero Montes de Oca

Publicidad y ventasRosario Orozco Mancilla

SuscripcionesMa. de los Angeles Orozco CuautleIsabel Orozco Cuautle([email protected])

Revista editada mensualmente por ComunicacinDigital, S.C., mediante convenio de explotacin delnombre Radio-Grfica con Instituto IRMEXCO. Todoslos contenidos, logotipo y caractersticas de diseo sonpropiedad de Comunicacin Digital, S.C.Actualizacin de registros en trmite.Oficinas: Norte 2 No.4, Col. Hogares Mexicanos,Ecatepec de Morelos, Estado de Mxico, C.P. 55040.Mxico. Tels 787-1779 y 770-4884, fax 770-0214Impresin: Taller Tcnica y Cultura de Radio y Televi-sin, S.A. Abraham Gonzlez 101, Col. Jurez, Mxico,D.F. 06600. Tels. 535-0950 y 535-0998, fax 705-2798Precio ejemplar: $30.00 ($35.00 ejemplares atrasados)Suscripcin anual: $360.00 para toda la RepblicaMexicana, por correo de segunda clase (60.00 Dlls.para el extranjero).Todas las marcas y nombres registrados que se citanen los artculos, son propiedad de sus respectivascompaas.Estrictamente prohibida la reproduccin total o parcialpor cualquier medio, sea mecnico o electrnico.

No.3, Nueva Epoca, Mayo de 1998

Ciencia y novedades tecnolgicas................. 5

Perfil tecnolgicoDel fongrafo al disco verstil

digital (DVD).................................................9Felipe Orozco y Leopoldo Parra

Leyes, dispositivos y circuitosFundamentos fsicos de lareproduccin del sonido............................. 23Oscar Montoya Figueroa

Qu es y cmo funcionaDispositivos electrnicosde memoria.................................................. 32Leopoldo Parra Reynada

Servicio tcnicoAjustes electrnicos en televisoresPanasonic y Quasar.....................................43Javier Orozco MancillaMecanismo tipo magazine de seisdiscos en autoestreos...............................47Leopoldo Parra ReynadaSistema de autodiagnstico paralocalizar fallas en videograbadoras........... 54Carlos Garca Quiroz

Electrnica y computacinInternet como opcin de apoyo alservicio electrnico..................................... 63Alberto Franco Snchez y J. Luis Orozco C.

Proyectos y laboratorioConstruccin de una fuenteregulada variable........................................73Oscar Montoya Figueroa
ELECTRONICA radio-grfica ELECTRONICA radio-grfica5 6

CIENCIA Y NOVEDADESTECNOLOGICAS


El nuevo DiscMan de SONY

Aunque el concepto de los CD-ROM portti-

les no es reciente, queremos comentar

acerca del lanzamiento de una nueva uni-

dad de Sony, el CD-ROM DiscMan, que tiene

caractersticas muy interesantes, como la

flexibilidad de sus prestaciones en un chasis

muy reducido.

Este pequeo equipo mide 13.2 cm. de

base, 2.6 cm. de altura y 16.8 cm. de fondo,

y pesa 291 gramos! incluyendo las cuatro

pilas doble A. La energa de las bateras

puede durar hasta dos horas usando el apa-

rato exclusivamente como CD ROM y hasta

doce horas como CD de audio musical.

Esto concepto proporciona una solucin

ligera para usuarios de computadoras Note-

book, y que desean a la vez obtener la pres-

tacin del CD musical, de manera porttil y

autnoma de otros equipos.

La interface con la computadora en estas

unidades se lleva a cabo por medio de un

adaptador PCMCIA, por lo que prcticamen-

te es compatible con cualquier computado-

ra que incluya una baha de expansin de

dicho estndar.

Un cassette inteligente:

la cinta DV CAM

Con el propsito de apoyar la transicin

entre el video analgico y el video digital,

Sony lanz recientemente al mercado un

sistema de produccin digital que es com-

patible con el equipo analgico existente.

Este nuevo sistema consta de cmaras para

la grabacin y estaciones de edicin, siendo

estas ltimas sistemas de cmputo que pro-

cesan las seales digitales.

Como parte de este nuevo sistema, Sony

cre la cinta DV CAM, la cual contiene un

chip de memoria donde se almacena infor-

macin de control que ser usada en las

etapas posteriores de la produccin de vi-

deo. Por ejemplo, en ese dispositivo quedan

registrados los parmetros de ajuste de la

cmara original para cuando se requiera

colocar el cassette en otra cmara; en tal

caso, el cassette proporciona la informacin

a la nueva cmara y esta se ajusta a los

parmetros anteriores.

Adems ofrece ventajas para la edicin,

ya que registra la informacin bsica (tiem-

pos, por ejemplo) sobre todas las tomas

que se van haciendo durante la grabacin;

de esta manera, podramos decir que la edi-

cin comienza desde la toma de imgenes.

Para ser ms especficos, la cmara DRS-130

de Sony registra en esta memoria adicional

el cdigo de tiempo del punto de entrada

(C : T : in) y el punto de salida (C : T : out) de

cada una de las tomas, as como un ndice

de imgenes con un cuadro de cada toma.

Por ltimo quien hace las tomas puede

determinar, desde ese momento, la califi-

cacin de las mismas (si stas son correctas

[OK] o no [NG]).

3M presenta el LS-120: SUPER DISK

Conforme al desarrollo de la industria de

cmputo, los tradicionales disquetes de 3.5

pulgadas estn llegando a su obsolescencia

como medios de transporte y respaldo de

archivos, pues brindan una capacidad insu-

ficiente para las nuevas necesidades infor-

mticas. La solucin que hasta hace poco

tenan los usuarios que requeran respaldar

y transportar volmenes masivos de infor-

macin, era recurrir a otros mtodos cos-

tosos y poco prcticos, como las unidades

de cinta, los CDs grabables o las unidades

de disco removibles del tipo ZIP o JAZ.

Hace poco ms de un ao, la compaa

mundial 3M, a travs de su filial Imation,

present el SUPER DISK, un disquete mag-

ntico similar en tamao y forma al tradi-

cional de 3.5, pero con la capacidad de

almacenar 120 MB, es decir, 83 veces ms

informacin que aqul y 20% ms que las

unidades ZIP. Pero tal vez la ventaja prin-

cipal no sea la capacidad en un dispositivo

de reducidas dimensiones, sino el hecho de

la unidad de disquetes LS-120 es compatible

con los disquetes de 3.5 pulgadas, adems

de que funciona hasta cinco veces ms rpi-

do que las unidades de floppy conven-

cionales.

Este formato es muy prometedor, y qui-

zs se constituya en el estndar entre los

medios de transporte y respaldo de archi-

vos, pues el concepto de compatibilidad

ha sido determinante en la expansin de la

industria de las computadoras personales.

Alberto Franco Snchez
ELECTRONICA radio-grfica ELECTRONICA radio-grfica5 6



El nuevo DiscMan de SONY

Aunque el concepto de los CD-ROM portti-

les no es reciente, queremos comentar

acerca del lanzamiento de una nueva uni-

dad de Sony, el CD-ROM DiscMan, que tiene

caractersticas muy interesantes, como la

flexibilidad de sus prestaciones en un chasis

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registrados los parmetros de ajuste de la

cmara original para cuando se requiera

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a la nueva cmara y esta se ajusta a los

parmetros anteriores.

Adems ofrece ventajas para la edicin,

ya que registra la informacin bsica (tiem-

pos, por ejemplo) sobre todas las tomas

que se van haciendo durante la grabacin;

de esta manera, podramos decir que la edi-

cin comienza desde la toma de imgenes.

Para ser ms especficos, la cmara DRS-130

de Sony registra en esta memoria adicional

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(C : T : in) y el punto de salida (C : T : out) de

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Por ltimo quien hace las tomas puede

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3M presenta el LS-120: SUPER DISK

Conforme al desarrollo de la industria de

cmputo, los tradicionales disquetes de 3.5

pulgadas estn llegando a su obsolescencia

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ficiente para las nuevas necesidades infor-

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de cinta, los CDs grabables o las unidades

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Hace poco ms de un ao, la compaa

mundial 3M, a travs de su filial Imation,

present el SUPER DISK, un disquete mag-

ntico similar en tamao y forma al tradi-

cional de 3.5, pero con la capacidad de

almacenar 120 MB, es decir, 83 veces ms

informacin que aqul y 20% ms que las

unidades ZIP. Pero tal vez la ventaja prin-

cipal no sea la capacidad en un dispositivo

de reducidas dimensiones, sino el hecho de

la unidad de disquetes LS-120 es compatible

con los disquetes de 3.5 pulgadas, adems

de que funciona hasta cinco veces ms rpi-

do que las unidades de floppy conven-

cionales.

Este formato es muy prometedor, y qui-

zs se constituya en el estndar entre los

medios de transporte y respaldo de archi-

vos, pues el concepto de compatibilidad

ha sido determinante en la expansin de la

industria de las computadoras personales.

Alberto Franco Snchez

LA REVOLUCIONDE LOS MEDIOS

OPTICOS


OPTICOSFelipe Orozco y Leopoldo Parra

El surgimiento del discocompacto de audio digital,

desencaden una revolucin enlos medios de almacenamiento deinformacin, considerada sta en

sentido amplio (datos, texto,audio, imgenes, video), pues

permiti grabar enormescantidades de datos en un discode apenas doce centmetros de

dimetro. El CD musical y todoslos formatos que se derivaron de

dicha tecnologa, tienen una basefsica comn: el registro y lectura

de informacin por mediospticos. En este artculo,

revisaremos los principios en quese apoya esa tecnologa y

haremos un recuento de losprincipales formatos que se han

derivado del CD musical.

PERFIL Tecnolgico

Medios de soporte de informacin

Los medios de registro de informacin, constitu-yeron una base fundamental en el desarrollo delas civilizaciones, pues permitieron aumentar lamemoria colectiva, remontar las barreras deltiempo y, por consecuencia, incrementar el ba-gaje intelectual de los pueblos. La primera formamaterial que se supone se emple en la antige-dad, fue la tableta de arcilla, en la cual se gra-baban incisiones que representaban letras onmeros (la escritura cuneiforme de los antiguosbabilonios); luego vino el rollo o tira continuade papiro (el antecesor del papel) usado por losantiguos egipcios; ms tarde el cdice o cuader-no de pergamino, que con los siglos evolucionhasta el concepto de hojas de papel agrupadaspara formar un volumen (libro); y, finalmente,en nuestro siglo, el disco de acetato, la cintamagntica, el disco magntico y los discospticos.

Esta amplia variedad de medios de almace-namiento, ha implicado una diversidad derecursos y dispositivos para conservar la infor-macin: incisiones (bajorrelieve) en las tablillasbabilnicas; tintas y plumas de ave para la escri-tura sobre papiros y pergaminos; la imprenta

para el estampado en papel; los campos mag-nticos para la grabacin en cinta y discos; sur-cos grabados en la superficie de discos de acetatoy protuberancias microscpicas sobre la super-ficie de un disco de policarbonato, para ser ledosmediante un rayo lser (figura 1).

El surgimiento de los medios pticos, consti-tuy una transformacin rotunda de los mtodosde almacenamiento de informacin, pues per-miti grabar enormes cantidades de datos en undisco de apenas doce centmetros de dimetro.El primer dispositivo ptico fue el videodiscolser, aunque el medio que desencaden la revo-lucin de los sistemas pticos fue el disco com-pacto de audio digital, capaz de almacenar hasta74 minutos de audio; de ah se derivaron mlti-ples formatos y variantes, siendo el ms impor-tante el disco compacto para computadora o CD-ROM (Compact Disc-Read Only Memory), el cualpermiti almacenar hasta 640 megabytes deinformacin, el equivalente a dos edicionescompletas de la Encyplopaedia Brittanica.

La ventaja principal del CD-ROM, fue quepermiti a las compaas fabricantes de software,desarrollar programas de computadora de una

clase llamada multimedia interactiva, en la cualse combinan texto, imgenes, sonido, animacio-nes y video, brindando adems al usuario laposibilidad de interactuar de forma dinmica conesa informacin heterognea. Y es que el CD-ROM ofreci por primera vez un soporte ligero ybarato para la grabacin digital de enormescantidades de datos, justamente como las querequiere la multimedia interactiva.

Todos los formatos pticos que se derivarondel CD musical, as como los desarrollos concep-tuales y tecnolgicos que propici el CD-ROM,mantienen una base fsica comn: el almacena-miento y lectura de informacin por mediospticos.

En este artculo, revisaremos los principios degrabacin y lectura de datos por procedimientospticos y haremos un recuento de los principalesformatos que se han derivado del CD musical.

El surgimiento de la tecnologa ptica

A finales de la dcada de los 70s, la compaaPhilips haba desarrollado un mtodo para grabarinformacin en surcos microscpicos y recupe-

Figura 1

La escritura en bloques de piedra y en tabletas de arcilla fue una de lasprimeras formas de registro de informacin, al igual que el uso del papiro.La historia de los antiguos pueblos egipcios y babilonios ha podido serreconstruida gracias a estos registros. Cuiriosamente, en el CD lagrabacin de informacin tambin se realiza en forma fsica, medianteuna serie de microscpicas protuberancias llamadas pits.

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OPTICOS


OPTICOSFelipe Orozco y Leopoldo Parra

El surgimiento del discocompacto de audio digital,

desencaden una revolucin enlos medios de almacenamiento deinformacin, considerada sta en

sentido amplio (datos, texto,audio, imgenes, video), pues

permiti grabar enormescantidades de datos en un discode apenas doce centmetros de

dimetro. El CD musical y todoslos formatos que se derivaron de

dicha tecnologa, tienen una basefsica comn: el registro y lectura

de informacin por mediospticos. En este artculo,

revisaremos los principios en quese apoya esa tecnologa y

haremos un recuento de losprincipales formatos que se han

derivado del CD musical.

PERFIL Tecnolgico

Medios de soporte de informacin

Los medios de registro de informacin, constitu-yeron una base fundamental en el desarrollo delas civilizaciones, pues permitieron aumentar lamemoria colectiva, remontar las barreras deltiempo y, por consecuencia, incrementar el ba-gaje intelectual de los pueblos. La primera formamaterial que se supone se emple en la antige-dad, fue la tableta de arcilla, en la cual se gra-baban incisiones que representaban letras onmeros (la escritura cuneiforme de los antiguosbabilonios); luego vino el rollo o tira continuade papiro (el antecesor del papel) usado por losantiguos egipcios; ms tarde el cdice o cuader-no de pergamino, que con los siglos evolucionhasta el concepto de hojas de papel agrupadaspara formar un volumen (libro); y, finalmente,en nuestro siglo, el disco de acetato, la cintamagntica, el disco magntico y los discospticos.

Esta amplia variedad de medios de almace-namiento, ha implicado una diversidad derecursos y dispositivos para conservar la infor-macin: incisiones (bajorrelieve) en las tablillasbabilnicas; tintas y plumas de ave para la escri-tura sobre papiros y pergaminos; la imprenta

para el estampado en papel; los campos mag-nticos para la grabacin en cinta y discos; sur-cos grabados en la superficie de discos de acetatoy protuberancias microscpicas sobre la super-ficie de un disco de policarbonato, para ser ledosmediante un rayo lser (figura 1).

El surgimiento de los medios pticos, consti-tuy una transformacin rotunda de los mtodosde almacenamiento de informacin, pues per-miti grabar enormes cantidades de datos en undisco de apenas doce centmetros de dimetro.El primer dispositivo ptico fue el videodiscolser, aunque el medio que desencaden la revo-lucin de los sistemas pticos fue el disco com-pacto de audio digital, capaz de almacenar hasta74 minutos de audio; de ah se derivaron mlti-ples formatos y variantes, siendo el ms impor-tante el disco compacto para computadora o CD-ROM (Compact Disc-Read Only Memory), el cualpermiti almacenar hasta 640 megabytes deinformacin, el equivalente a dos edicionescompletas de la Encyplopaedia Brittanica.

La ventaja principal del CD-ROM, fue quepermiti a las compaas fabricantes de software,desarrollar programas de computadora de una

clase llamada multimedia interactiva, en la cualse combinan texto, imgenes, sonido, animacio-nes y video, brindando adems al usuario laposibilidad de interactuar de forma dinmica conesa informacin heterognea. Y es que el CD-ROM ofreci por primera vez un soporte ligero ybarato para la grabacin digital de enormescantidades de datos, justamente como las querequiere la multimedia interactiva.

Todos los formatos pticos que se derivarondel CD musical, as como los desarrollos concep-tuales y tecnolgicos que propici el CD-ROM,mantienen una base fsica comn: el almacena-miento y lectura de informacin por mediospticos.

En este artculo, revisaremos los principios degrabacin y lectura de datos por procedimientospticos y haremos un recuento de los principalesformatos que se han derivado del CD musical.

El surgimiento de la tecnologa ptica

A finales de la dcada de los 70s, la compaaPhilips haba desarrollado un mtodo para grabarinformacin en surcos microscpicos y recupe-

Figura 1

La escritura en bloques de piedra y en tabletas de arcilla fue una de lasprimeras formas de registro de informacin, al igual que el uso del papiro.La historia de los antiguos pueblos egipcios y babilonios ha podido serreconstruida gracias a estos registros. Cuiriosamente, en el CD lagrabacin de informacin tambin se realiza en forma fsica, medianteuna serie de microscpicas protuberancias llamadas pits.

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rarla mediante un rayo lser. La aplicacin quelos ingenieros de esta compaa le dieron a tannovedoso sistema fue en el disco lser de video,cuyo lanzamiento al mercado se dio en 1980, conla intencin de ofrecer una alternativa viable alos formatos de videocinta Beta y VHS, que porentonces inauguraban una era en el terreno delvideo domstico (figura 2).

Sin embargo, tal vez por tratarse en ese tiem-po de una tecnologa muy avanzada para lascondiciones de la industria en el mundo, o porresultar muy costosa con relacin a las video-cintas, Philips no obtuvo el xito esperado conel videodisco en esos aos. Mas este gran avancesent las bases del disco compacto digital. Alrespecto, conviene precisar que en el videodiscolser la informacin no se graba digitalmente,sino de manera analgica.

Por otra parte, hacia fines de los 70s, las tcni-cas digitales haban alcanzado un grado de ma-duracin que los haca susceptibles de aplicarseen electrnica de consumo, en buena medidaestimuladas por los avances en la produccin decircuitos de gran escala de integracin. Estepanorama, aunado a las ventajas de las tcnicasdigitales sobre las analgicas, llev a Philips aconsiderar el desarrollo de un disco lser paragrabacin de audio basado en procedimientosnumricos.

El inconveniente fundamental que enfrentabaPhilips para desarrollar un medio de almacena-miento con estas caractersticas, era el procesode conversin de la seal analgica en un forma-to digital y su posterior reconversin a la expre-

sin anloga. Por entonces ya existan desarro-llos comerciales de circuitos convertidores deanlogo a digital (A/D) y de digital a anlogo(D/A), pero como Philips haba dedicado muchotiempo a la investigacin y desarrollo de latecnologa para el almacenamiento y recupe-racin de datos en formato ptico, no disponade un desarrollo propio para la conversin A/D/A de seales de audio.

Conscientes de que desarrollar un mtodopropio para resolver est cuestin tcnica podratomarles varios aos, los directivos de Philipsdecidieron establecer alianzas estratgicas conotras compaas que ya disponan de esa tecno-loga. Concretamente, llegaron a un acuerdo conla firma japonesa Sony, para el lanzamiento co-mn del nuevo disco compacto de audio digital.

Los ingenieros de Sony haban desarrolladoa fines de los 70s un procedimiento para la gra-bacin de audio anlogo en forma digital a travsde una codificacin PCM (Pulse Code Modulation).Inclusive, algunos de sus modelos de videograba-doras Beta, llegaron a incluir circuitos que per-mitan la adicin de un mdulo especial para elmanejo del audio estreo Hi-Fi digital.

Finalmente, de la unin de tecnologas de es-tas dos grandes empresas mundiales, surgi en1982 el disco compacto de audio digital. Rpida-mente, este novedoso sistema atrajo la atencinde otros fabricantes de equipos, pues el CDofreci indudables ventajas sobre los tradicio-nales medios de almacenamiento de audio: eldisco negro de acetato y la cinta en cassette.

Luz y protuberancias

En un disco de acetato la informacin se grabamediante pequeos surcos en forma de espiral;es en las paredes de dicho surco donde se grabael audio analgico que posteriormente es recupe-rado por una aguja de zafiro o de diamante(figura 3). La aguja, al recorrer el surco, vibrasegn las ondulaciones grabadas en las paredesdel mismo y transmite la informacin de audioanalgico hacia una pastilla magntica, dondese obtiene la seal elctrica respectiva, mismaque es filtrada y amplificada para su posteriorsalida por los altavoces.

Cul es el principio de almacenamiento y lec-tura de informacin en los sistemas pticos? Eneste caso, no existe aguja ni contacto fsico entreel medio recuperador y el medio de almacena-miento, como tampoco existe un surco con pare-des grabadas.

En los discos pticos, para almacenar los da-tos, se utiliza un track o pista de informacin cons-tituida por minsculas elevaciones de longitudvariable, a las cuales se les llama pits (en inglspit significa hueco, pero se emplea este trminoporque en el disco matriz, que es como el nega-tivo del CD, la informacin va codificada en mi-croscpicos huecos o depresiones). De hecho, po-demos decir que el pit es la clula o unidad bsicade informacin en los discos pticos digitales.

Las dimensiones de estos pits son sorprenden-tes: tienen un ancho de slo 0.5 micras (unamicra = una milsima de milmetro); su altura esde tan slo 0.11 micras, y su longitud puede va-riar desde 0.83 hasta 3.5 micras (figura 4). A suvez, la separacin entre tracks adyacentes es detan slo 1.6 micras. Estas dimensiones proba-

blemente no tengan para usted un significadoen primera instancia; sin embargo, para brindarleuna perspectiva ms apropiada, en la figura 5 semuestra una comparacin de los tracks de unCD musical con un surco de un disco de acetatoy con el grueso de un cabello humano.

Cmo puede operar un sistema de lecturacon dimensiones tan reducidas de los datos? Enprincipio, la lectura de los datos slo puede serrealizada con un elemento tan fino como lo esel rayo lser, es decir, se requiere de principiospticos; sin embargo, este procedimiento se apo-ya a su vez en otros conceptos de ingeniera:

1) La digitalizacin de los datos.2) La autocorreccin de la orientacin del rayo

lser cuando se defasa de la pista de datos.

Figura 2

64 micras Cabello

40tracks

CD

60tracks

Disco deacetato

Ancho de trackde un discocompacto

Surco de informacin

Figura 3Microfotografa de la superficie dedatos de un CD.

En un disco convencional el propio surco sirvede gua a la aguja, como se muestra en estaampliacin.

En una cinta magntica, existen guasmecnicas para la correcta trayectoriade la cinta.

Figura 4 Figura 5

En un disco compacto, la informacin se graba mediantediminutos "pits" o elevaciones. Al rea respectiva se le llama"superficie de datos".

Espacio libre entrepits 0.833 a 3.54 m Largo del pit 0.833 a 3.54 m

Separacin entretracks 1.6 m

Ancho deltrack 0.5 m

00000001001000001001000.. Haz lser 1.7 m (spot)

9 10

rarla mediante un rayo lser. La aplicacin quelos ingenieros de esta compaa le dieron a tannovedoso sistema fue en el disco lser de video,cuyo lanzamiento al mercado se dio en 1980, conla intencin de ofrecer una alternativa viable alos formatos de videocinta Beta y VHS, que porentonces inauguraban una era en el terreno delvideo domstico (figura 2).

Sin embargo, tal vez por tratarse en ese tiem-po de una tecnologa muy avanzada para lascondiciones de la industria en el mundo, o porresultar muy costosa con relacin a las video-cintas, Philips no obtuvo el xito esperado conel videodisco en esos aos. Mas este gran avancesent las bases del disco compacto digital. Alrespecto, conviene precisar que en el videodiscolser la informacin no se graba digitalmente,sino de manera analgica.

Por otra parte, hacia fines de los 70s, las tcni-cas digitales haban alcanzado un grado de ma-duracin que los haca susceptibles de aplicarseen electrnica de consumo, en buena medidaestimuladas por los avances en la produccin decircuitos de gran escala de integracin. Estepanorama, aunado a las ventajas de las tcnicasdigitales sobre las analgicas, llev a Philips aconsiderar el desarrollo de un disco lser paragrabacin de audio basado en procedimientosnumricos.

El inconveniente fundamental que enfrentabaPhilips para desarrollar un medio de almacena-miento con estas caractersticas, era el procesode conversin de la seal analgica en un forma-to digital y su posterior reconversin a la expre-

sin anloga. Por entonces ya existan desarro-llos comerciales de circuitos convertidores deanlogo a digital (A/D) y de digital a anlogo(D/A), pero como Philips haba dedicado muchotiempo a la investigacin y desarrollo de latecnologa para el almacenamiento y recupe-racin de datos en formato ptico, no disponade un desarrollo propio para la conversin A/D/A de seales de audio.

Conscientes de que desarrollar un mtodopropio para resolver est cuestin tcnica podratomarles varios aos, los directivos de Philipsdecidieron establecer alianzas estratgicas conotras compaas que ya disponan de esa tecno-loga. Concretamente, llegaron a un acuerdo conla firma japonesa Sony, para el lanzamiento co-mn del nuevo disco compacto de audio digital.

Los ingenieros de Sony haban desarrolladoa fines de los 70s un procedimiento para la gra-bacin de audio anlogo en forma digital a travsde una codificacin PCM (Pulse Code Modulation).Inclusive, algunos de sus modelos de videograba-doras Beta, llegaron a incluir circuitos que per-mitan la adicin de un mdulo especial para elmanejo del audio estreo Hi-Fi digital.

Finalmente, de la unin de tecnologas de es-tas dos grandes empresas mundiales, surgi en1982 el disco compacto de audio digital. Rpida-mente, este novedoso sistema atrajo la atencinde otros fabricantes de equipos, pues el CDofreci indudables ventajas sobre los tradicio-nales medios de almacenamiento de audio: eldisco negro de acetato y la cinta en cassette.

Luz y protuberancias

En un disco de acetato la informacin se grabamediante pequeos surcos en forma de espiral;es en las paredes de dicho surco donde se grabael audio analgico que posteriormente es recupe-rado por una aguja de zafiro o de diamante(figura 3). La aguja, al recorrer el surco, vibrasegn las ondulaciones grabadas en las paredesdel mismo y transmite la informacin de audioanalgico hacia una pastilla magntica, dondese obtiene la seal elctrica respectiva, mismaque es filtrada y amplificada para su posteriorsalida por los altavoces.

Cul es el principio de almacenamiento y lec-tura de informacin en los sistemas pticos? Eneste caso, no existe aguja ni contacto fsico entreel medio recuperador y el medio de almacena-miento, como tampoco existe un surco con pare-des grabadas.

En los discos pticos, para almacenar los da-tos, se utiliza un track o pista de informacin cons-tituida por minsculas elevaciones de longitudvariable, a las cuales se les llama pits (en inglspit significa hueco, pero se emplea este trminoporque en el disco matriz, que es como el nega-tivo del CD, la informacin va codificada en mi-croscpicos huecos o depresiones). De hecho, po-demos decir que el pit es la clula o unidad bsicade informacin en los discos pticos digitales.

Las dimensiones de estos pits son sorprenden-tes: tienen un ancho de slo 0.5 micras (unamicra = una milsima de milmetro); su altura esde tan slo 0.11 micras, y su longitud puede va-riar desde 0.83 hasta 3.5 micras (figura 4). A suvez, la separacin entre tracks adyacentes es detan slo 1.6 micras. Estas dimensiones proba-

blemente no tengan para usted un significadoen primera instancia; sin embargo, para brindarleuna perspectiva ms apropiada, en la figura 5 semuestra una comparacin de los tracks de unCD musical con un surco de un disco de acetatoy con el grueso de un cabello humano.

Cmo puede operar un sistema de lecturacon dimensiones tan reducidas de los datos? Enprincipio, la lectura de los datos slo puede serrealizada con un elemento tan fino como lo esel rayo lser, es decir, se requiere de principiospticos; sin embargo, este procedimiento se apo-ya a su vez en otros conceptos de ingeniera:

1) La digitalizacin de los datos.2) La autocorreccin de la orientacin del rayo

lser cuando se defasa de la pista de datos.

Figura 2

64 micras Cabello

40tracks

CD

60tracks

Disco deacetato

Ancho de trackde un discocompacto

Surco de informacin

Figura 3Microfotografa de la superficie dedatos de un CD.

En un disco convencional el propio surco sirvede gua a la aguja, como se muestra en estaampliacin.

En una cinta magntica, existen guasmecnicas para la correcta trayectoriade la cinta.

Figura 4 Figura 5

En un disco compacto, la informacin se graba mediantediminutos "pits" o elevaciones. Al rea respectiva se le llama"superficie de datos".

Espacio libre entrepits 0.833 a 3.54 m Largo del pit 0.833 a 3.54 m

Separacin entretracks 1.6 m

Ancho deltrack 0.5 m

00000001001000001001000.. Haz lser 1.7 m (spot)

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3) La autocorreccin de los datos para eliminarlos errores normales en un sistema de esasdimensiones.

4) La traduccin de los datos de digital a anlogo,de modo que en la salida se obtenga la mismaseal analgica que se capt en el estudio degrabacin.

En los siguientes apartados comentaremos algu-nas generalidades de estos procesos involucra-dos en los sistemas de almacenamiento pticode datos.

Tecnologa digital

La tecnologa digital tiene notables ventajas encomparacin con los medios de almacenamientode audio y video analgicos, como el disco deacetato y la cinta de video magntica. Con lastcnicas analgicas, cualquier imperfeccin du-rante las etapas de registro, almacenamiento oreproduccin de la grabacin afecta la calidadde la seal de audio y/o video. Por ejemplo, undisco sucio provoca ruido; una velocidad de giroirregular acarrea problemas de ululacin y vibra-cin; una cabeza sucia o una aguja desgastada,origina distorsin. Estas imperfecciones noocurren en el almacenamiento digital, dondegracias a la naturaleza binaria de los datos alma-cenados, cualquier fuente de ruido externo seelimina rpida y eficientemente, permitiendo larecuperacin de una seal que es virtualmenteidntica a la original.

De analgico a digitalEn la tecnologa del disco ptico, exceptuandola informacin de video de los discos lser, lasseales analgicas son convertidas en sealesdigitales. Durante este proceso, la seal analgi-ca de audio y/o video es dividida en varias partesy convertida en una serie de valores llamadamuestreo. En cada muestreo se explora unaforma de onda que representa una seal de audioo de video, y esta exploracin se lleva a cabo enintervalos iguales. La fuerza y la polaridad de laseal analgica original en estos intervalos, pue-den expresarse con nmeros decimales (1, 2, 3,etc.); as, tanto la magnitud como la polaridad

de dicha seal ( + - ) quedan indicadas de puntoa punto. Vea la figura 6.

La frecuencia y el nmero de bits con que semide la magnitud de la seal en una forma deonda, determinan la exactitud del registro de laforma de onda original; por consiguiente, el n-mero de bits debe ser tal que estos pasos debenser muy pequeos (la variacin mnima regis-trable es del orden de unos cuantos microvol-tios); y por lo que se refiere a la frecuencia, stadebe ser lo suficientemente elevada para garan-tizar la correcta captura de todo el ancho de ban-da de la seal original.

Un convertidor A/D transforma los valoresdecimales en una notacin binaria: bits. Los bitsslo consisten en 1s y 0s, y mediante la combi-nacin de stos se pueden expresar los nmerosdecimales en forma de notacin binaria.

Estos son ejemplos de notacin binaria en tresbits:

Decimal Binaria 1 001 2 010 3 011 4 100 5 101 6 110 7 111

La seal analgica se convierte entonces en unaseal digital que ahora consiste en una serie depulsos: pulsos para los 1s y ausencia de pulsospara los 0s. Estos pulsos en serie se graban enla superficie del disco maestro en forma de pitsde tamao microscpico; y esto se hace con unrayo lser muy fino.

En la mayora de las grabaciones, cada valoranalgico muestreado (44,100 por segundo) esconvertido en una lnea de 16 bits en vez de lostres que se acaban de ejemplificar; de esta mane-

ra, se obtiene un total de ms de 1 milln de bitspor segundo. Un nmero de 16 bits de 1s y 0spuede expresar un mximo de 65,536 diferentesvalores; o sea, que dos posibles valores para cadabit = 216 = 65,536 posibilidades.

Exploracin del discoAl igual que en los discos de acetato, en los dis-cos pticos la informacin se graba en forma deuna pista en espiral; sin embargo, en este mediola lectura va de la parte ms interna del discohacia la periferia.

Durante la reproduccin, el lser proyecta suluz sobre los pits y la superficie de espejo quesepara a dichos pits. Cada vez que el lser caesobre esta superficie de espejo, el rayo es refle-jado en una celda fotoelctrica; cada vez queencuentra un pit, la fotocelda recibe nicamenteun reflejo muy dbil (figura 7). Es decir, la celdafotoelctrica recibe una serie de pulsos de luzque corresponde a los pits y a las superficies entrepits del disco. En esta seal resultante vanimplcitos los 1s y 0s recuperados desde lasuperficie el disco.

Por su parte, un convertidor D/A reconviertela serie de pulsos en un cdigo binario de 16 bits;ahora la seal analgica original puede serreconstruida

Sistema CIRCGracias al sistema de lectura ptica, no se pro-duce friccin entre el lser y el disco. De estamanera, los discos no se desgastan, aunque sereproduzcan en incontables ocasiones (sin em-bargo, se deben tratar con cuidado, ya que lasralladuras, residuos de grasa y polvo pueden

interrumpir o difractar la luz, teniendo como con-secuencia que series completas de pulsos seanbrincadas o distorsionadas).

Las prdidas de informacin que llegan aproducirse por las ralladuras mnimas, puedencorregirse gracias a que durante la grabacin seincluye un sistema de proteccin de datos; en elcaso del disco compacto, este mtodo recibe elnombre de CIRC (Cross Interleaved Reed-SolomonCode o Cdigo Reed-Solomon Entrelazado yCruzado). Se trata de un sistema corrector deerrores, que de forma automtica inserta ointercala cualquier informacin perdida o daa-da; para esto, realiza diversos clculos matem-ticos que no describiremos.

La funcin del CIRC es de primordial impor-tancia en la correcta recuperacin de datos deun disco compacto, ya que los errores de lecturason un fenmeno relativamente frecuente (sinla accin de este sistema de proteccin, hasta lams leve vibracin del piso podra provocar queel sonido se distorsione).

Otros sistemas pticos

Como ya mencionamos principio, esta tecnologatan poderosa no slo se aprovecha en los discosdigitales de audio, sino que tambin se aplicaen otros formatos. A continuacin se describenalgunos de los formatos derivados del discocompacto de audio digital.

El disco lser de videoSi bien el disco lser de video es anterior al discocompacto de audio, ya que fue presentado porPhilips en 1980, dos aos antes que el primer

En un proceso de conversin A/D, los niveles de voltaje en laentrada son convertidos en combinaciones de 1's y 0's querepresentan fielmente a la seal original.

ConversinA/D 10100....1011010001..

Figura 6 Figura 7

Parte plana

Haz incidente

Haz reflejadoLenteobjetivo

Porcin del pit 0.11micra

Haz reflejado

Haz incidenteLenteobjetivo

Hazreflejado

Huella del rayo lser

Track

Salida defotodetector

Incidencia del haz lser sobre el CD Resultado elctrico del proceso anterior

11 12

3) La autocorreccin de los datos para eliminarlos errores normales en un sistema de esasdimensiones.

4) La traduccin de los datos de digital a anlogo,de modo que en la salida se obtenga la mismaseal analgica que se capt en el estudio degrabacin.

En los siguientes apartados comentaremos algu-nas generalidades de estos procesos involucra-dos en los sistemas de almacenamiento pticode datos.

Tecnologa digital

La tecnologa digital tiene notables ventajas encomparacin con los medios de almacenamientode audio y video analgicos, como el disco deacetato y la cinta de video magntica. Con lastcnicas analgicas, cualquier imperfeccin du-rante las etapas de registro, almacenamiento oreproduccin de la grabacin afecta la calidadde la seal de audio y/o video. Por ejemplo, undisco sucio provoca ruido; una velocidad de giroirregular acarrea problemas de ululacin y vibra-cin; una cabeza sucia o una aguja desgastada,origina distorsin. Estas imperfecciones noocurren en el almacenamiento digital, dondegracias a la naturaleza binaria de los datos alma-cenados, cualquier fuente de ruido externo seelimina rpida y eficientemente, permitiendo larecuperacin de una seal que es virtualmenteidntica a la original.

De analgico a digitalEn la tecnologa del disco ptico, exceptuandola informacin de video de los discos lser, lasseales analgicas son convertidas en sealesdigitales. Durante este proceso, la seal analgi-ca de audio y/o video es dividida en varias partesy convertida en una serie de valores llamadamuestreo. En cada muestreo se explora unaforma de onda que representa una seal de audioo de video, y esta exploracin se lleva a cabo enintervalos iguales. La fuerza y la polaridad de laseal analgica original en estos intervalos, pue-den expresarse con nmeros decimales (1, 2, 3,etc.); as, tanto la magnitud como la polaridad

de dicha seal ( + - ) quedan indicadas de puntoa punto. Vea la figura 6.

La frecuencia y el nmero de bits con que semide la magnitud de la seal en una forma deonda, determinan la exactitud del registro de laforma de onda original; por consiguiente, el n-mero de bits debe ser tal que estos pasos debenser muy pequeos (la variacin mnima regis-trable es del orden de unos cuantos microvol-tios); y por lo que se refiere a la frecuencia, stadebe ser lo suficientemente elevada para garan-tizar la correcta captura de todo el ancho de ban-da de la seal original.

Un convertidor A/D transforma los valoresdecimales en una notacin binaria: bits. Los bitsslo consisten en 1s y 0s, y mediante la combi-nacin de stos se pueden expresar los nmerosdecimales en forma de notacin binaria.

Estos son ejemplos de notacin binaria en tresbits:

Decimal Binaria 1 001 2 010 3 011 4 100 5 101 6 110 7 111

La seal analgica se convierte entonces en unaseal digital que ahora consiste en una serie depulsos: pulsos para los 1s y ausencia de pulsospara los 0s. Estos pulsos en serie se graban enla superficie del disco maestro en forma de pitsde tamao microscpico; y esto se hace con unrayo lser muy fino.

En la mayora de las grabaciones, cada valoranalgico muestreado (44,100 por segundo) esconvertido en una lnea de 16 bits en vez de lostres que se acaban de ejemplificar; de esta mane-

ra, se obtiene un total de ms de 1 milln de bitspor segundo. Un nmero de 16 bits de 1s y 0spuede expresar un mximo de 65,536 diferentesvalores; o sea, que dos posibles valores para cadabit = 216 = 65,536 posibilidades.

Exploracin del discoAl igual que en los discos de acetato, en los dis-cos pticos la informacin se graba en forma deuna pista en espiral; sin embargo, en este mediola lectura va de la parte ms interna del discohacia la periferia.

Durante la reproduccin, el lser proyecta suluz sobre los pits y la superficie de espejo quesepara a dichos pits. Cada vez que el lser caesobre esta superficie de espejo, el rayo es refle-jado en una celda fotoelctrica; cada vez queencuentra un pit, la fotocelda recibe nicamenteun reflejo muy dbil (figura 7). Es decir, la celdafotoelctrica recibe una serie de pulsos de luzque corresponde a los pits y a las superficies entrepits del disco. En esta seal resultante vanimplcitos los 1s y 0s recuperados desde lasuperficie el disco.

Por su parte, un convertidor D/A reconviertela serie de pulsos en un cdigo binario de 16 bits;ahora la seal analgica original puede serreconstruida

Sistema CIRCGracias al sistema de lectura ptica, no se pro-duce friccin entre el lser y el disco. De estamanera, los discos no se desgastan, aunque sereproduzcan en incontables ocasiones (sin em-bargo, se deben tratar con cuidado, ya que lasralladuras, residuos de grasa y polvo pueden

interrumpir o difractar la luz, teniendo como con-secuencia que series completas de pulsos seanbrincadas o distorsionadas).

Las prdidas de informacin que llegan aproducirse por las ralladuras mnimas, puedencorregirse gracias a que durante la grabacin seincluye un sistema de proteccin de datos; en elcaso del disco compacto, este mtodo recibe elnombre de CIRC (Cross Interleaved Reed-SolomonCode o Cdigo Reed-Solomon Entrelazado yCruzado). Se trata de un sistema corrector deerrores, que de forma automtica inserta ointercala cualquier informacin perdida o daa-da; para esto, realiza diversos clculos matem-ticos que no describiremos.

La funcin del CIRC es de primordial impor-tancia en la correcta recuperacin de datos deun disco compacto, ya que los errores de lecturason un fenmeno relativamente frecuente (sinla accin de este sistema de proteccin, hasta lams leve vibracin del piso podra provocar queel sonido se distorsione).

Otros sistemas pticos

Como ya mencionamos principio, esta tecnologatan poderosa no slo se aprovecha en los discosdigitales de audio, sino que tambin se aplicaen otros formatos. A continuacin se describenalgunos de los formatos derivados del discocompacto de audio digital.

El disco lser de videoSi bien el disco lser de video es anterior al discocompacto de audio, ya que fue presentado porPhilips en 1980, dos aos antes que el primer

En un proceso de conversin A/D, los niveles de voltaje en laentrada son convertidos en combinaciones de 1's y 0's querepresentan fielmente a la seal original.

ConversinA/D 10100....1011010001..

Figura 6 Figura 7

Parte plana

Haz incidente

Haz reflejadoLenteobjetivo

Porcin del pit 0.11micra

Haz reflejado

Haz incidenteLenteobjetivo

Hazreflejado

Huella del rayo lser

Track

Salida defotodetector

Incidencia del haz lser sobre el CD Resultado elctrico del proceso anterior

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CD de audio llegara al mercado, como tuvo unaacogida muy pobre por parte de la industria,prcticamente fue archivado entre los mltiplesformatos que compitieron por la supremaca enel mundo del video casero.

Slo el apoyo de un grupo de compaas (en-tre las que destaca Pioneer), logr rescatar estatecnologa y colocarla como un estndar en elmundo del video casero, superior a la de los for-matos de cinta Beta o VHS.

El CD-ROMYa mencionamos que los CD-ROM son fsica-mente idnticos y de la misma tecnologa queun disco compacto de audio digital. Justamentepor esas propiedades, es un medio que puedealmacenar hasta 640 megabytes de informacin,una cantidad extraordinaria en un reducidoespacio, comparada con un disco duro promedio(figura 8).

Precisamente por esa capacidad de almacena-miento, los CD-ROMs se utilizan sobre todo enaplicaciones de multimedia interactiva, dondelos grficos y el audio consumen grandes canti-dades de espacio; aunque cada vez se les empleacon mayor frecuencia en la distribucin de pro-gramas diversos, libreras de programas, etc.

Cabe mencionar que ya existen unidades co-merciales para discos que s pueden grabarse, alas cuales se les denomina CD-WORM (WriteOnce, Read Many) o simplemente quemadorasde discos CD, dadoque un lser de altapotencia va queman-do pequeas zonas dematerial para producirla pista de pits dondese aloja la informacinen estos medios.

El CD-IEl Disco Compacto In-teractivo (CD-I) fue undesarrollo de Philipsque trat de competircon el CD-ROM, yaque su utilidad eraprcticamente la mis- Figura 8 Figura 9

ma; esto es, en un CD-I tambin podan grabarsetextos, imgenes, animaciones, sonidos, etc. Suventaja inicial era que para aprovechar un CD-ROM se necesitaba una computadora personalpoderosa, mientras que para utilizar los CD-I tanslo se requera un aparato lector que se conec-taba al televisor. Sin embargo, como las compu-tadoras personales se abarataron a la par que seincrement su poder, el CD-ROM tom el lide-razgo en el campo de los medios interactivos dealmacenamiento.

Disco compacto para fotografa (Photo-CD)Este es un desarrollo que hizo Kodak a finalesde los 80s, como una opcin para almacenar ungran nmero de fotografas en un CD idntico alde audio en dimensiones y tecnologa, pero cuyoformato interno estaba especialmente dedicadoal manejo de imgenes (figura 9). Durante algntiempo se vendieron lectores especiales dePhoto-CD para conectarlos al televisor, utilizan-do el disco como lbum de fotos; sin embargo,en la actualidad prcticamente toda esta tecno-loga se ha desplazado al mundo de las compu-tadoras personales.

Los medio magneto-pticosUna situacin especial la tenemos en un desa-rrollo relativamente reciente, el cual permite lautilizacin de tecnologa ptica combinada confenmenos magnticos: los medios de alma-cenamiento magneto-pticos para grabar y leerinformacin digital.

A principios de este siglo se descubri queciertos materiales podan ser magnetizados si sutemperatura se elevaba por encima de un cierto

punto umbral, al cual se le llam temperaturaCurie, en honor a los descubridores del efecto.

Empleando un rayo lser que calienta la su-perficie de un material metlico al tiempo quese le aplica un campo magntico (figura 10), sepuede almacenar informacin digital, con laventaja de que la densidad de almacenaje es ex-traordinariamente elevada; por ejemplo, en undisco de 3.5 pulgadas, se pueden grabar desde100 hasta varios cientos de megabytes.

Muchas compaas estn compitiendo paraconseguir que su formato de discos magneto-pticos sea el reemplazo de los tradicionalesdisquetes de 1.44 MB; el ms usual, aunque yaen vas de la obsolescencia tcnica. Ejemplos dediscos magneto-pticos son el MiniDisc de Sony(lanzado al mercado en 1993 como un formatoalternativo de audio digital, figura 11), las unida-des IOmega, etc.

El DVDEl prximo paso en la evolucin de los mediosde almacenamiento pticos es sin duda algunael DVD, siglas de Disco Verstil Digital. Este discose fabrica con la misma tecnologa de un CD de

audio normal, pero llevado un paso adelante:gracias a la utilizacin de nuevas tecnologas defabricacin de diodos lser, y al empleo de fre-cuencias de operacin ms elevadas, es posiblereducir an ms el tamao de los pits y del es-pacio entre pistas de informacin (figura 12); estopermite una mayor densidad de informacin y,por lo tanto, un incremento significativo en lacantidad de datos que se pueden grabar en unsolo disco de 12 cm, de hecho, las dimensionesfsicas externas de ambos formatos son lasmismas.

Slo como referencia, un CD-ROM convencio-nal puede almacenar hasta 640 megabytes deinformacin, mientras que un DVD puede conte-ner hasta 4.7 gigabytes, y gracias al desarrollo denovedosos mtodos de escritura por capas, estacapacidad puede aumentar hasta casi 18 giga-bytes de informacin en un solo disco de 12 cm.

Esa enorme capacidad de almacenamientopodra parecer exagerada para el usuario decomputadoras; sin embargo, resulta ideal para

Para grabar un disco por medios magneto-pticos,un rayo lser de alta potencia eleva la temperaturade un punto en el disco (1), al tiempo que se leaplica un campo magntico intenso (2).Gracias al "efecto Curie", una vez que se haapagado el lser el punto quedamagnetizado, con lo que quedagrabado un bit de informacin (3).

1

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Figura 10

Figura 11

Una comparacin entre eltamao de los pits deinformacin de un CD ylos de un DVD.

CD

DVD

Figura 12

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CD de audio llegara al mercado, como tuvo unaacogida muy pobre por parte de la industria,prcticamente fue archivado entre los mltiplesformatos que compitieron por la supremaca enel mundo del video casero.

Slo el apoyo de un grupo de compaas (en-tre las que destaca Pioneer), logr rescatar estatecnologa y colocarla como un estndar en elmundo del video casero, superior a la de los for-matos de cinta Beta o VHS.

El CD-ROMYa mencionamos que los CD-ROM son fsica-mente idnticos y de la misma tecnologa queun disco compacto de audio digital. Justamentepor esas propiedades, es un medio que puedealmacenar hasta 640 megabytes de informacin,una cantidad extraordinaria en un reducidoespacio, comparada con un disco duro promedio(figura 8).

Precisamente por esa capacidad de almacena-miento, los CD-ROMs se utilizan sobre todo enaplicaciones de multimedia interactiva, dondelos grficos y el audio consumen grandes canti-dades de espacio; aunque cada vez se les empleacon mayor frecuencia en la distribucin de pro-gramas diversos, libreras de programas, etc.

Cabe mencionar que ya existen unidades co-merciales para discos que s pueden grabarse, alas cuales se les denomina CD-WORM (WriteOnce, Read Many) o simplemente quemadorasde discos CD, dadoque un lser de altapotencia va queman-do pequeas zonas dematerial para producirla pista de pits dondese aloja la informacinen estos medios.

El CD-IEl Disco Compacto In-teractivo (CD-I) fue undesarrollo de Philipsque trat de competircon el CD-ROM, yaque su utilidad eraprcticamente la mis- Figura 8 Figura 9

ma; esto es, en un CD-I tambin podan grabarsetextos, imgenes, animaciones, sonidos, etc. Suventaja inicial era que para aprovechar un CD-ROM se necesitaba una computadora personalpoderosa, mientras que para utilizar los CD-I tanslo se requera un aparato lector que se conec-taba al televisor. Sin embargo, como las compu-tadoras personales se abarataron a la par que seincrement su poder, el CD-ROM tom el lide-razgo en el campo de los medios interactivos dealmacenamiento.

Disco compacto para fotografa (Photo-CD)Este es un desarrollo que hizo Kodak a finalesde los 80s, como una opcin para almacenar ungran nmero de fotografas en un CD idntico alde audio en dimensiones y tecnologa, pero cuyoformato interno estaba especialmente dedicadoal manejo de imgenes (figura 9). Durante algntiempo se vendieron lectores especiales dePhoto-CD para conectarlos al televisor, utilizan-do el disco como lbum de fotos; sin embargo,en la actualidad prcticamente toda esta tecno-loga se ha desplazado al mundo de las compu-tadoras personales.

Los medio magneto-pticosUna situacin especial la tenemos en un desa-rrollo relativamente reciente, el cual permite lautilizacin de tecnologa ptica combinada confenmenos magnticos: los medios de alma-cenamiento magneto-pticos para grabar y leerinformacin digital.

A principios de este siglo se descubri queciertos materiales podan ser magnetizados si sutemperatura se elevaba por encima de un cierto

punto umbral, al cual se le llam temperaturaCurie, en honor a los descubridores del efecto.

Empleando un rayo lser que calienta la su-perficie de un material metlico al tiempo quese le aplica un campo magntico (figura 10), sepuede almacenar informacin digital, con laventaja de que la densidad de almacenaje es ex-traordinariamente elevada; por ejemplo, en undisco de 3.5 pulgadas, se pueden grabar desde100 hasta varios cientos de megabytes.

Muchas compaas estn compitiendo paraconseguir que su formato de discos magneto-pticos sea el reemplazo de los tradicionalesdisquetes de 1.44 MB; el ms usual, aunque yaen vas de la obsolescencia tcnica. Ejemplos dediscos magneto-pticos son el MiniDisc de Sony(lanzado al mercado en 1993 como un formatoalternativo de audio digital, figura 11), las unida-des IOmega, etc.

El DVDEl prximo paso en la evolucin de los mediosde almacenamiento pticos es sin duda algunael DVD, siglas de Disco Verstil Digital. Este discose fabrica con la misma tecnologa de un CD de

audio normal, pero llevado un paso adelante:gracias a la utilizacin de nuevas tecnologas defabricacin de diodos lser, y al empleo de fre-cuencias de operacin ms elevadas, es posiblereducir an ms el tamao de los pits y del es-pacio entre pistas de informacin (figura 12); estopermite una mayor densidad de informacin y,por lo tanto, un incremento significativo en lacantidad de datos que se pueden grabar en unsolo disco de 12 cm, de hecho, las dimensionesfsicas externas de ambos formatos son lasmismas.

Slo como referencia, un CD-ROM convencio-nal puede almacenar hasta 640 megabytes deinformacin, mientras que un DVD puede conte-ner hasta 4.7 gigabytes, y gracias al desarrollo denovedosos mtodos de escritura por capas, estacapacidad puede aumentar hasta casi 18 giga-bytes de informacin en un solo disco de 12 cm.

Esa enorme capacidad de almacenamientopodra parecer exagerada para el usuario decomputadoras; sin embargo, resulta ideal para

Para grabar un disco por medios magneto-pticos,un rayo lser de alta potencia eleva la temperaturade un punto en el disco (1), al tiempo que se leaplica un campo magntico intenso (2).Gracias al "efecto Curie", una vez que se haapagado el lser el punto quedamagnetizado, con lo que quedagrabado un bit de informacin (3).

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Figura 10

Figura 11

Una comparacin entre eltamao de los pits deinformacin de un CD ylos de un DVD.

CD

DVD

Figura 12

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M A G N E T OC O NM A G N E T OC O N

Repblica de El Salvador No. 23-6 (por Aldaco)Mxico, D.F. Tel. 5-21-34-03

Todo para fabricar oreparar:

Transformadoresy Bobinas

la distribucin de pelculas digitalizadas, por loque se calcula que en pocos aos el DVD seconvertir en el medio de venta de pelculas mspopular, por encima de las cintas VHS, ofrecien-do adems la ventaja de una calidad de imageny sonido superiores a las de las cintas analgicas.

El DVD seguramente va a imponerse comoun formato estndar, gracias a que ha sido dise-ado y es apoyado por un grupo de compaasmuy importantes, como Philips, Sony, Toshiba yMatsushita.

El futuro ser de los medios pticos?

Sin duda, los medios pticos constituyen unaalternativa importante en el futuro inmediato,para el registro de cantidades extraordinarias deinformacin. No obstante, los medios magnticostambin se encuentran en gran efervescencia;incluso, la vertiente donde se combinan las tec-nologas ptica y magntica resulta cada vez msatractiva para los usuarios de computadoras.

Se avizora que en un futuro inmediato se ge-neralice en los hogares el uso de los sistemaspticos, cuando menos de alguna de sus varian-tes: reproductor de CDs musicales, computadoracon lector de CD-ROM, un lector de DVDs o gra-badora de MiniDisc.

Por otra parte, hay una posibilidad ms quean se encuentra en la etapa de experimenta-cin: los hologramas. Incluso, los microcircuitosde memoria tambin podran en determinadomomento plantearse como alternativas viablespara el almacenamiento de grandes cantidadesde informacin, lo que a su vez implicara unarevolucin total en ese aspecto, pues las memo-rias de semiconductor carecen de partes mviles,lo que garantiza una vida til virtualmenteilimitada.

Nos esperan aos muy interesantes en elcampo del almacenamiento de datos, como enotros tantos que en alguna forma tienen que vercon la transmisin y proceso de informacin ensus distintas modalidades.

PRINCIPIOS DE LAGENERACION DELA ELECTRICIDAD

El principio fsico segn el cualuna de las partculas atmicas, elelectrn, presenta una carga a la

que por convencin se leconsidera negativa, constituye el

fundamento de una de las fuentesde energa ms importantes de lavida moderna: la electricidad. En

este artculo de nivel bsico, seexplican las seis principales

formas de generacin deelectricidad: por friccin o

induccin, por reaccin qumica,por presin, por calor, por luz ypor magnetismo. Y tambin se

aprovechan las explicacionespara sugerir algunos

experimentos.

LEYES, Dispositivos y circuitos


Oscar Montoya Figueroa

Noticia histrica

Si bien la electricidad fue conocida por los anti-guos griegos aproximadamente en el ao 600 AC,cuando Tales de Mileto observ que el mbaradquiere la propiedad de atraer objetos ligerosal ser frotado, el primer estudio cientfico de losfenmenos elctricos fue publicado en 1600,por William Gilbert, un mdico britnico que utili-z el trmino elctrico (del griego elektron, quesignifica mbar) para referirse a la fuerza queejerce esa sustancia al ser frotada, y quien tam-bin estableci la diferencia entre las accionesmagntica y elctrica.

En esa poca, an no estaban totalmente sen-tadas las bases de la revolucin cientfica de laque surgira la fsica clsica, y que tomara formadefinitiva en el siglo XVIII, con Isaac Newton,quien estableci una serie de principios que da-ran base al mtodo cientfico. No obstante, a par-tir de entonces se produjeron avances impor-tantes que culminaran en el siglo XIX, cuandodiversos investigadores desarrollan toda la basetericoprctica para la generacin, aprovecha-miento y distribucin de la electricidad, y quetendran como punto final el establecimiento de

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M A G N E T OC O NM A G N E T OC O N

Repblica de El Salvador No. 23-6 (por Aldaco)Mxico, D.F. Tel. 5-21-34-03

Todo para fabricar oreparar:

Transformadoresy Bobinas

la distribucin de pelculas digitalizadas, por loque se calcula que en pocos aos el DVD seconvertir en el medio de venta de pelculas mspopular, por encima de las cintas VHS, ofrecien-do adems la ventaja de una calidad de imageny sonido superiores a las de las cintas analgicas.

El DVD seguramente va a imponerse comoun formato estndar, gracias a que ha sido dise-ado y es apoyado por un grupo de compaasmuy importantes, como Philips, Sony, Toshiba yMatsushita.

El futuro ser de los medios pticos?

Sin duda, los medios pticos constituyen unaalternativa importante en el futuro inmediato,para el registro de cantidades extraordinarias deinformacin. No obstante, los medios magnticostambin se encuentran en gran efervescencia;incluso, la vertiente donde se combinan las tec-nologas ptica y magntica resulta cada vez msatractiva para los usuarios de computadoras.

Se avizora que en un futuro inmediato se ge-neralice en los hogares el uso de los sistemaspticos, cuando menos de alguna de sus varian-tes: reproductor de CDs musicales, computadoracon lector de CD-ROM, un lector de DVDs o gra-badora de MiniDisc.

Por otra parte, hay una posibilidad ms quean se encuentra en la etapa de experimenta-cin: los hologramas. Incluso, los microcircuitosde memoria tambin podran en determinadomomento plantearse como alternativas viablespara el almacenamiento de grandes cantidadesde informacin, lo que a su vez implicara unarevolucin total en ese aspecto, pues las memo-rias de semiconductor carecen de partes mviles,lo que garantiza una vida til virtualmenteilimitada.

Nos esperan aos muy interesantes en elcampo del almacenamiento de datos, como enotros tantos que en alguna forma tienen que vercon la transmisin y proceso de informacin ensus distintas modalidades.


El principio fsico segn el cualuna de las partculas atmicas, elelectrn, presenta una carga a la

que por convencin se leconsidera negativa, constituye el

fundamento de una de las fuentesde energa ms importantes de lavida moderna: la electricidad. En

este artculo de nivel bsico, seexplican las seis principales

formas de generacin deelectricidad: por friccin o

induccin, por reaccin qumica,por presin, por calor, por luz ypor magnetismo. Y tambin se

aprovechan las explicacionespara sugerir algunos

experimentos.

LEYES, Dispositivos y circuitos


Oscar Montoya Figueroa

Noticia histrica

Si bien la electricidad fue conocida por los anti-guos griegos aproximadamente en el ao 600 AC,cuando Tales de Mileto observ que el mbaradquiere la propiedad de atraer objetos ligerosal ser frotado, el primer estudio cientfico de losfenmenos elctricos fue publicado en 1600,por William Gilbert, un mdico britnico que utili-z el trmino elctrico (del griego elektron, quesignifica mbar) para referirse a la fuerza queejerce esa sustancia al ser frotada, y quien tam-bin estableci la diferencia entre las accionesmagntica y elctrica.

En esa poca, an no estaban totalmente sen-tadas las bases de la revolucin cientfica de laque surgira la fsica clsica, y que tomara formadefinitiva en el siglo XVIII, con Isaac Newton,quien estableci una serie de principios que da-ran base al mtodo cientfico. No obstante, a par-tir de entonces se produjeron avances impor-tantes que culminaran en el siglo XIX, cuandodiversos investigadores desarrollan toda la basetericoprctica para la generacin, aprovecha-miento y distribucin de la electricidad, y quetendran como punto final el establecimiento de

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las primeras redes de distribucin de fluido elc-trico hacia los hogares y la industria (figura 1).

En la tabla 1 se muestran los principales acon-tecimientos en la historia de las investigacionesy desarrollos prcticos en materia de electricidady magnetismo.

Formas de generar electricidad

Bsicamente, existen seis formas diferentes degenerar electricidad, aunque slo algunas pue-den considerarse fuentes eficaces de energa. Locaracterstico en todas es que hay que liberar loselectrones de valencia a partir de otra fuente deenerga para producir el flujo elctrico; sin em-

bargo, no es necesario analizar esta fundamen-tacin para entender el tema central del presenteartculo.

Las formas en que la electricidad puede sergenerada son las siguientes: por friccin o induc-cin, por reaccin qumica, por presin, porcalor, por luz y por magnetismo.

Electricidad por friccin o induccin

Ya mencionamos que la friccin entre materialescomo forma de producir electricidad, fue descu-bierta desde la antigua Grecia. Por mera casuali-dad, Tales de Mileto observ que al frotar en lapiel de los animales una pieza de mbar, sta

adquira la propiedad de atraer pequeos trozosde virutas de madera.

Actualmente, sabemos que cuando dos cuer-pos se frotan entre s, uno de ellos cede electronesal otro. Es decir, mientras de uno de esos cuerposse desprenden tales partculas subatmicas, elotro las recibe; como resultado, el primero quedacon dficit de electrones y el segundo con exceso.

Cuando un tomo tiene dficit de electrones,la carga total del material es positiva; cuandotiene exceso de electrones, el material adquiereuna carga total negativa (figura 2). Para compro-bar este fenmeno, frote varias veces en su cabe-za un globo inflado; notar que ste puede atraerpequeos trozos de papel o mantenerse adheridoa la pared por tiempo indeterminado (figura 3).Otro experimento consiste en peinarse el cabelloseco, estando frente a un espejo y dentro de uncuarto oscuro; luego de pasar varias veces el pei-ne, podremos observar que se producen chispas

Figura 1

Tabla 1

Figura 2

A principios del siglo XIX, los investigadores se hallaban obsesionados con la electricidad. Luigi Galvani (1737-1798), un fisilogoitaliano, haba descubierto accidentalmente que la pata de una rana se contraa al tocarla con un escalpelo cargado elctricamente.Despus de que se invent la pila de Volta, muchos cientficos llevaron a la prctica experimentos relacionados con la electricidadanimal; por ejemplo, el sobrino de Galvani, Giovanni Aldini, hizo pruebas espectaculares con cadveres, conectndoles electrodosen diversas partes para inducir movimientos sbitos de los miembros. A tal grado lleg la euforia de los galvanistas, que en 1804 lasautoridades de Prusia prohibieron que se utilizaran, para esos fines, cadveres decapitados.

Esta ilustracin, tomada de un libro de Aldini, fue reproducida en el nmero 109 de la revista Mundo Cientfico (foto de HubertJosse).

Figura 3

Al frotar el globo en el cabello se produce un desprendimientode electrones del globo, confirindole una carga positiva yhaciendo que pueda atraer pequeos trozos de materialescomo el papel.

+ ++

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+

Vidrio

Tela

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+ ++ +

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Cuando se frotan dos materiales como el vidrio y la tela,se produce un desprendimiento de cargas de uno al otro.

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etnemadamixorpAC.A006 acittsedadicirtcelealetnemlatnediccaerbucsedoteliMedselaT

.C.D0061 sopreucsol,senamisolerbos"cilbup;erbmonohcidnocsocirtclesonemnefsolaamalltrebliGmailliW"ertserretnminargleysocitngam

2761 ocirtclerodarenegremirpleaesidekcireuGnoVottO

5471 ocirtclerodalumucaremirp,nedyeLedalletobalallorrasedeS

0571edacreC sacirtclesenoicatsefinamnossoyarsoleuqartseumednilknarFnimajneB

olgisledselaniFIIIVX sacirtclesagracsaledazreufaledimbmoluoC

ledsoipicnirPXIXolgis

niccudnialagitsevniyadaraF,sacirtclesagracodnasuanaredsanreipsanueveuminavlaGsacirtclesenoicidemsaremirpsalazilaererepmAeiraMrdnAyacitngamortcele

ledsodaideMXIXolgis erbmonusebicereuqyelalaetnalpmhOyacirtclealiparemirpalallorrasedatloV

olgisledselaniFXIX

alarapsoirasecensotnemelesolsodotnallorrased,odalusroponuadac,ztemnietSyalseT,nosidEacitsemodacirtclederanuednicatnemelpmi

las primeras redes de distribucin de fluido elc-trico hacia los hogares y la industria (figura 1).

En la tabla 1 se muestran los principales acon-tecimientos en la historia de las investigacionesy desarrollos prcticos en materia de electricidady magnetismo.

Formas de generar electricidad

Bsicamente, existen seis formas diferentes degenerar electricidad, aunque slo algunas pue-den considerarse fuentes eficaces de energa. Locaracterstico en todas es que hay que liberar loselectrones de valencia a partir de otra fuente deenerga para producir el flujo elctrico; sin em-

bargo, no es necesario analizar esta fundamen-tacin para entender el tema central del presenteartculo.

Las formas en que la electricidad puede sergenerada son las siguientes: por friccin o induc-cin, por reaccin qumica, por presin, porcalor, por luz y por magnetismo.

Electricidad por friccin o induccin

Ya mencionamos que la friccin entre materialescomo forma de producir electricidad, fue descu-bierta desde la antigua Grecia. Por mera casuali-dad, Tales de Mileto observ que al frotar en lapiel de los animales una pieza de mbar, sta

adquira la propiedad de atraer pequeos trozosde virutas de madera.

Actualmente, sabemos que cuando dos cuer-pos se frotan entre s, uno de ellos cede electronesal otro. Es decir, mientras de uno de esos cuerposse desprenden tales partculas subatmicas, elotro las recibe; como resultado, el primero quedacon dficit de electrones y el segundo con exceso.

Cuando un tomo tiene dficit de electrones,la carga total del material es positiva; cuandotiene exceso de electrones, el material adquiereuna carga total negativa (figura 2). Para compro-bar este fenmeno, frote varias veces en su cabe-za un globo inflado; notar que ste puede atraerpequeos trozos de papel o mantenerse adheridoa la pared por tiempo indeterminado (figura 3).Otro experimento consiste en peinarse el cabelloseco, estando frente a un espejo y dentro de uncuarto oscuro; luego de pasar varias veces el pei-ne, podremos observar que se producen chispas

Figura 1

Tabla 1

Figura 2

A principios del siglo XIX, los investigadores se hallaban obsesionados con la electricidad. Luigi Galvani (1737-1798), un fisilogoitaliano, haba descubierto accidentalmente que la pata de una rana se contraa al tocarla con un escalpelo cargado elctricamente.Despus de que se invent la pila de Volta, muchos cientficos llevaron a la prctica experimentos relacionados con la electricidadanimal; por ejemplo, el sobrino de Galvani, Giovanni Aldini, hizo pruebas espectaculares con cadveres, conectndoles electrodosen diversas partes para inducir movimientos sbitos de los miembros. A tal grado lleg la euforia de los galvanistas, que en 1804 lasautoridades de Prusia prohibieron que se utilizaran, para esos fines, cadveres decapitados.

Esta ilustracin, tomada de un libro de Aldini, fue reproducida en el nmero 109 de la revista Mundo Cientfico (foto de HubertJosse).

Figura 3

Al frotar el globo en el cabello se produce un desprendimientode electrones del globo, confirindole una carga positiva yhaciendo que pueda atraer pequeos trozos de materialescomo el papel.

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Vidrio

Tela

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Cuando se frotan dos materiales como el vidrio y la tela,se produce un desprendimiento de cargas de uno al otro.

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.C.D0061 sopreucsol,senamisolerbos"cilbup;erbmonohcidnocsocirtclesonemnefsolaamalltrebliGmailliW"ertserretnminargleysocitngam

2761 ocirtclerodarenegremirpleaesidekcireuGnoVottO

5471 ocirtclerodalumucaremirp,nedyeLedalletobalallorrasedeS

0571edacreC sacirtclesenoicatsefinamnossoyarsoleuqartseumednilknarFnimajneB

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luminosas; esto se debe al efecto de desplaza-miento de cargas.

Conforme a lo que acabamos de explicar, laelectricidad se produce por el paso de los electro-nes de un material a otro; es decir, por efecto dela friccin. Por lo tanto, se le conoce como elec-tricidad esttica.

Uno de los medios ms conocidos para gene-rar grandes cantidades de electricidad esttica,es la Mquina de Wimshurst (figura 4). Este apa-rato consiste en dos discos plsticos colocadosfrente a frente, que giran en sentidos opuestos;sobre uno de ellos se encuentran varias lamini-llas conductoras.

La mutua influencia ejercida, origina un des-plazamiento de cargas. La carga elctrica de losdiscos es recuperada mediante un par de electro-dos, los cuales se colocan de modo que estn encontacto con la superficie del disco que tiene laslaminillas; cuando la cantidad de carga acumu-lada en la superficie de los discos es grande, sellegan a producir arcos elctricos entre las termi-nales externas del dispositivo.

Electricidad por reaccin qumica

Una de las formas ms eficientes y ampliamenteutilizadas para generar electricidad, es la de lasreacciones qumicas. Como ejemplo, tenemos laspilas y bateras utilizadas en equipos porttiles,

radios, automviles, etc.; se puede decir que unapila es un medio que transforma la energa qu-mica en elctrica, ya que est formada por unelectrolito (que puede ser lquido, slido o de pas-ta), un electrodo positivo y un electrodo negativo.

El electrolito, una sustancia qumica, reaccio-na con los electrodos, de tal forma que a uno deellos llegan los electrones liberados por la reac-cin -hacindose negativo-, mientras que el otro,habindolos perdido, adquiere carga positiva(figura 5). Esta diferencia de cargas entre los doselectrodos se conoce como diferencia de poten-cial. Si se conecta un cable conductor externo

que los comunique, la diferencia de potencialorigina un camino por el que los electrones delelectrodo negativo pasan al electrodo positivo.Precisamente, al desplazamiento de los electro-nes a travs de un conductor se le conoce con elnombre de corriente elctrica (figura 6).

Bsicamente, podemos hablar de dos tipos depilas: primarias y secundarias. En el caso de lasprimarias, la sustancia qumica utilizada se trans-forma lentamente en sustancias diferentes; y esque, a causa de la reaccin qumica que liberalos electrones, el electrolito no puede transfor-marse en la sustancia original que era antes desuceder aqulla (es cuando se dice que las pilasse han descargado). Las pilas de este tipo tam-bin reciben el nombre voltaicas.

Por su parte, las pilas secundarias, bateras oacumuladores, tienen la caracterstica de que enellas el electrolito s puede ser reconvertido des-pus de utilizarse en las sustancias originales;para lograrlo, basta con pasar a travs de l unacorriente elctrica, pero en sentido contrario alde su operacin normal (esto es a lo que se llamarecarga de la pila).

Componentes y aplicaciones de las pilas

Una de las pilas primarias ms comunes es laLeclanch o pila seca, inventada en los aos60s por el qumico francs Georges Leclanch.El electrolito consiste en una pasta de clorurode amonio y cloruro de zinc. Una lmina que seemplea como el electrodo negativo, sirve tam-bin como envase, y est construida con baseen zinc; el electrodo positivo es la combinacinde una barra de carbono con dixido de manga-neso, y al momento de combinar los tres elemen-tos, se obtienen aproximadamente 1.5 voltiosentre la terminal central y el envase (figura 7).

Otro ejemplo de pila primaria, es aquella quese utiliza en equipos pequeos (tales como losrelojes de pulso digitales). En esta pila -con formade disco cilndrico-, el electrolito es una solucinde hidrxido de potasio, el electrodo

Electronica y Servicio 02

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