TRANSMISOR DE CHISPAS , CONTINUACIÓN
Desventajas [ editar ]
Los transmisores primitivos anteriores a 1897 no tenían circuitos resonantes (también llamados circuitos LC, circuitos de tanque o circuitos sintonizados), la brecha de chispa estaba en la antena, que funcionaba como resonador. [37] [51] [46] [52] Estos fueron llamados transmisores "sin sintonizar" o "antena simple". [46] [53]
La potencia de salida promedio de estos transmisores era baja, porque debido a su baja capacitancia e inductancia, la antena tenía un factor Q muy bajo , era un oscilador altamente amortiguado . [54] Durante cada chispa, la energía almacenada en la antena se irradiaba rápidamente como ondas de radio, por lo que las oscilaciones decaían rápidamente a cero. [55] La señal de radio consistía en breves pulsos de ondas de radio separadas por largos intervalos sin salida. [46] La potencia radiada dependía de la cantidad de carga eléctrica que se pudiera almacenar en la antena antes de cada chispa, que era proporcional a la capacitanciade la antena. Para aumentar su capacitancia a tierra, las antenas se hicieron con múltiples cables paralelos, a menudo con cargas superiores capacitivas, en las antenas "arpa", "jaula", " paraguas ", "L invertida" y " T " características de la "chispa". "era. [56] La única otra forma de aumentar la energía almacenada en la antena era cargarla a voltajes muy altos. [57] [46] Sin embargo, el voltaje que se podía usar estaba limitado a aproximadamente 100 kV por descarga de corona que hacía que la carga se escapara de la antena, particularmente en clima húmedo, y también la energía perdida como calor en la chispa más larga.
Un inconveniente más significativo de la gran amortiguación fue que las transmisiones de radio eran eléctricamente "ruidosas"; tenían un ancho de banda muy grande . [10] [58] [37] [54] Estos transmisores no producían ondas de una sola frecuencia , sino una banda continua de frecuencias. [59] [58] Eran esencialmente fuentes de ruido de radio que irradiaban energía sobre una gran parte del espectro de radio , lo que hacía imposible que se escucharan otros transmisores. [11] Cuando varios transmisores intentaron operar en la misma área, sus señales amplias se superponían en frecuencia e interferíanjuntos. [37] [52] Los receptores de radio utilizados tampoco tenían circuitos resonantes, por lo que no tenían forma de seleccionar una señal de otras además de la amplia resonancia de la antena, y respondían a las transmisiones de todos los transmisores cercanos. [52] Un ejemplo de este problema de interferencia fue una debacle pública vergonzosa en agosto de 1901 cuando Marconi, Lee De Forest y otro grupo intentaron denunciar la New York Yacht Race a periódicos desde barcos con sus transmisores de chispa sintonizar. [60] [61] [62] Las transmisiones del código Morse interfirieron, y los reporteros en tierra no pudieron recibir ninguna información de las señales confusas.
Transmisores Sintónicos [ editar ]
Quedó claro que para que funcionen varios transmisores, se tuvo que idear algún sistema de "señalización selectiva" [64] [65] para permitir que un receptor seleccione la señal de qué transmisor recibir, y rechace los otros. En 1892 William Crookes había dado una conferencia influyente [66] en la radio en la que sugirió usar resonancia (entonces llamada sintonía ) para reducir el ancho de banda de los transmisores y receptores. [46] El uso de un circuito resonante (también llamado circuito sintonizado o circuito de tanque) en transmisores reduciría el ancho de bandade la señal radiada, ocuparía un rango más pequeño de frecuencias alrededor de su frecuencia central, de modo que las señales de los transmisores "sintonizados" para transmitir en diferentes frecuencias ya no se superpondrían. Un receptor que tenía su propio circuito resonante podría recibir un transmisor particular "sintonizando" su frecuencia resonante a la frecuencia del transmisor deseado, de forma análoga a la forma en que un instrumento musical podría sintonizarse para resonar con otro. [64] Este es el sistema utilizado en todas las radios modernas.
Durante 1897-1900, los investigadores inalámbricos se dieron cuenta de las ventajas de los sistemas "sintonizados" o "sintonizados" y agregaron condensadores ( frascos Leyden ) e inductores (bobinas de alambre) a los transmisores y receptores, para hacer circuitos resonantes (circuitos sintonizados o circuitos de tanque) . [67] Oliver Lodge , que había estado investigando la resonancia eléctrica durante años, [68] [52] patentó el primer transmisor y receptor "sintónico" en mayo de 1897 [63] [69] [25] [70] [58] Lodge agregó un inductor(bobina) entre los lados de sus antenas dipolo, que resonaron con la capacitancia de la antena para hacer un circuito sintonizado. [52] [67] Aunque su circuito complicado no veía mucho uso práctico, la patente "sintonizada" de Lodge era importante porque fue el primero en proponer un transmisor y receptor de radio que contenía circuitos resonantes que estaban sintonizados para resonar entre sí. [52] [67] En 1911, cuando se renovó la patente, la Compañía Marconi se vio obligada a comprarla para proteger su propio sistema sintónico contra demandas por infracción. [67]
El circuito resonante funcionaba de manera análoga a un diapasón , almacenando energía eléctrica oscilante, aumentando el factor Q del circuito para que las oscilaciones fueran menos amortiguadas. [67] Otra ventaja era que la frecuencia del transmisor ya no estaba determinada por la longitud de la antena, sino por el circuito resonante, por lo que podía cambiarse fácilmente mediante tomas ajustables en la bobina. La antena entró en resonancia con el circuito sintonizado utilizando bobinas de carga . La energía en cada chispa, y por lo tanto la potencia de salida, ya no estaba limitada por la capacitancia de la antena sino por el tamaño del capacitor en el circuito resonante. [46]Para aumentar la potencia se utilizaron bancos de condensadores muy grandes. La forma que tomó el circuito resonante en los transmisores prácticos fue el circuito acoplado inductivamente descrito en la siguiente sección.
Acoplamiento inductivo [ editar ]
Al desarrollar estos transmisores sintónicos, los investigadores descubrieron que era imposible lograr una amortiguación baja con un solo circuito resonante. Un circuito resonante solo puede tener una amortiguación baja (Q alta, ancho de banda estrecho) si es un circuito "cerrado", sin componentes de disipación de energía. [71] [58] [68] Pero ese circuito no produce ondas de radio. Un circuito resonante con una antena que irradia ondas de radio (un circuito sintonizado "abierto") pierde energía rápidamente, lo que le otorga una alta amortiguación (Q baja, ancho de banda amplio). Hubo una compensación fundamental entre un circuito que producía oscilaciones persistentes que tenían un ancho de banda estrecho, y uno que irradiaba alta potencia. [10]
La solución encontrada por varios investigadores fue usar dos circuitos resonantes en el transmisor, con sus bobinas acopladas inductivamente (magnéticamente) , formando un transformador resonante (llamado transformador de oscilación ); [10] [55] [46] esto se llamaba un transmisor " acoplado inductivamente ", " circuito acoplado " [53] o " dos circuitos ". [37] [57] [72] Ver diagrama del circuito. El devanado primario del transformador de oscilación ( L1 ) con el condensador ( C1 ) y el espacio de chispa ( S) formaron un circuito resonante "cerrado", mientras que el devanado secundario ( L2 ) estaba conectado a la antena de cable ( A ) y tierra, formando un circuito resonante "abierto" con la capacitancia de la antena ( C2 ). [46] Ambos circuitos fueron sintonizados a la misma frecuencia resonante . [46] La ventaja del circuito inductivamente acoplado era que el transformador "débilmente acoplado" transfería la energía oscilante del circuito del tanque al circuito de la antena radiante gradualmente, creando ondas largas "resonantes". [55] [10] Una segunda ventaja era que permitía una gran capacidad primaria (C1)para ser utilizado, lo que podría almacenar mucha energía, aumentando enormemente la producción de energía. [55] [46] Los potentes transmisores transoceánicos a menudo tenían enormes bancos de condensadores de jarras de Leyden que llenaban las salas (ver fotos arriba) . El receptor en la mayoría de los sistemas también usó dos circuitos acoplados inductivamente, con la antena un circuito resonante "abierto" acoplado a través de un transformador de oscilación a un circuito resonante "cerrado" que contiene el detector .
La primera persona en utilizar circuitos resonantes en una aplicación de radio fue Nikola Tesla , quien inventó el transformador resonante en 1891. [73] En una conferencia de St. Louis en marzo de 1893 [74] había demostrado un sistema inalámbrico que, aunque estaba destinado a La transmisión de energía inalámbrica tenía muchos de los elementos de los sistemas de radiocomunicación posteriores. [75] [76] [46] [67] [77] Un transformador resonante de excitación por chispa cargado con capacitancia a tierra (su bobina Tesla) conectado a una antena de cable monopolo elevado, transmitió ondas de radio, que fueron recibidas a través de la habitación por una antena de cable similar conectada a un receptor que consiste en un segundo transformador resonante conectado a tierra a la frecuencia del transmisor, que iluminó un tubo Geissler . [78] [77] [79] Este sistema, patentado por Tesla el 2 de septiembre de 1897, [80] 4 meses después de la patente "sintonizada" de Lodge, era en efecto un transmisor y receptor de radio acoplados inductivamente, el primer uso del "cuatro circuitos "sistema reclamado por Marconi en su patente de 1900 (abajo) . [81] [46] [77] [75] Sin embargo, Tesla estaba principalmente interesado en la alimentación inalámbricay nunca desarrolló un sistema práctico de comunicación por radio . [82] [83] [78] [46]
Además del sistema de Tesla, los sistemas de radio acoplados inductivamente fueron patentados por Oliver Lodge en febrero de 1898, [84] [85] Karl Ferdinand Braun , [72] [46] [51] [86] en noviembre de 1899, y John Stone Stone en Febrero de 1900. [87] [85] Braun hizo el descubrimiento crucial de que la baja amortiguación requería un "acoplamiento flojo" ( inductancia mutua reducida ) entre las bobinas primaria y secundaria. [88] [46]
Al principio, Marconi prestó poca atención a la sintonía, pero en 1900 desarrolló un sistema de radio que incorpora características de estos sistemas, [88] [51] con un transmisor de dos circuitos y un receptor de dos circuitos, con los cuatro circuitos sintonizados a la misma frecuencia, utilizando un transformador resonante que llamó el "aparejo". [71] [37] [72] A pesar de las patentes anteriores anteriores, Marconi en su patente de "cuatro circuitos" o "sintonización maestra" [89] del 26 de abril de 1900 en su sistema reclamó derechos sobre el transmisor y el receptor acoplados inductivamente. [46] [85] [77]Se le otorgó una patente británica, pero la oficina de patentes de EE. UU. Rechazó dos veces su patente por carecer de originalidad. Luego, en una apelación de 1904, un nuevo comisionado de patentes revocó la decisión y otorgó la patente, [90] [77] alegando que la patente de Marconi al incluir una bobina de carga de antena (J en el circuito anterior) proporcionó los medios para sintonizar los cuatro circuitos a la misma frecuencia, mientras que en las patentes de Tesla y Stone esto se hizo ajustando la longitud de la antena. [85] [77] Esta patente le dio a Marconi casi el monopolio de la telegrafía inalámbrica sintonizada en Inglaterra y América. [91] [37]Tesla demandó a la compañía de Marconi por infracción de patente, pero no tenía los recursos para emprender la acción. En 1943, la Corte Suprema de los Estados Unidos anuló las reclamaciones de acoplamiento inductivo de la patente de Marconi [92] debido a las patentes anteriores de Lodge, Tesla y Stone, pero esto ocurrió mucho después de que los transmisores de chispas se volvieran obsoletos. [85] [77]
El transmisor de chispa inductivamente acoplado o "sintonizado" fue el primer tipo que podía comunicarse a distancias intercontinentales, y también el primero que tenía un ancho de banda suficientemente estrecho para reducir la interferencia entre transmisores a un nivel tolerable. Se convirtió en el tipo dominante utilizado durante la era de la "chispa". [37] Un inconveniente del transmisor acoplado inductivamente era que, a menos que las bobinas primaria y secundaria estuvieran acopladas de manera muy flexible, irradiaba en dos frecuencias. [46] [93] Esto fue remediado por los transmisores de chispa apagada y de espacio giratorio (abajo) .
En reconocimiento a sus logros en la radio, Marconi y Braun compartieron el Premio Nobel de física de 1909 . [46]
Primera transmisión de radio transatlántica [ editar ]
Marconi decidió en 1900 intentar la comunicación transatlántica, lo que le permitiría competir con cables de telégrafos submarinos . [48] [95] Esto requeriría un aumento importante en el poder, una apuesta arriesgada para su compañía. Hasta ese momento, sus pequeños transmisores de bobina de inducción tenían una potencia de entrada de 100-200 vatios, y el rango máximo alcanzado era de alrededor de 150 millas. [48] [94] Para construir el primer transmisor de alta potencia, Marconi contrató a un experto en ingeniería de energía eléctrica, el profesor John Ambrose Fleming del University College de Londres, quien aplicó los principios de ingeniería de energía. Fleming diseñó un complicado transmisor acoplado inductivamente (ver circuito) con dos espacios de chispa en cascada(S1, S2) disparando a diferentes velocidades, y tres circuitos resonantes, alimentados por un alternador de 25 kW (D) accionado por un motor de combustión. [94] [48] [96] El primer circuito de chispa y resonante (S1, C1, T2) generó el alto voltaje para cargar el condensador (C2) que alimenta el segundo circuito de chispa y resonante (S2, C2, T3) , que generó la salida. [96] La tasa de chispa era baja, tal vez tan baja como 2 - 3 chispas por segundo. [96] Fleming estimó que la potencia radiada era de alrededor de 10-12 kW. [94]
El transmisor fue construido en secreto en la costa de Poldhu , Cornwall , Reino Unido. [94] [48] Marconi fue presionado por el tiempo porque Nikola Tesla estaba construyendo su propio transmisor transatlántico de radiotelegrafía en Long Island, Nueva York , en un intento por ser el primero [97] (esta fue la torre Wardenclyffe , que perdió fondos y fue abandonada sin terminar después del éxito de Marconi). La antena transmisora original en forma de cono invertida de 400 hilos de Marconi colapsó en una tormenta el 17 de septiembre de 1901 y rápidamente levantó una antena temporal que consta de 50 cables suspendidos en forma de abanico de un cable entre dos postes de 160 pies. [94] [96] [97]La frecuencia utilizada no se conoce con precisión, ya que Marconi no midió la longitud de onda o la frecuencia, pero estaba entre 166 y 984 kHz, probablemente alrededor de 500 kHz. [95] Recibió la señal en la costa de St. John's, Newfoundland usando un receptor coherente sintonizado con una antena de cable de 400 pies suspendida de una cometa . [95] [94] [97] Marconi anunció que la primera transmisión de radio transatlántica tuvo lugar el 12 de diciembre de 1901, desde Poldhu , Cornwall a Signal Hill, Newfoundland , una distancia de 2100 millas (3400 km). [95] [97]
El logro de Marconi recibió publicidad mundial y fue la prueba final de que la radio era una tecnología de comunicación práctica. La comunidad científica al principio dudó del informe de Marconi. Prácticamente todos los expertos inalámbricos, además de Marconi, creían que las ondas de radio viajaban en línea recta, por lo que nadie (incluido Marconi) entendió cómo las ondas habían logrado propagarse alrededor de la curva de 300 millas de la Tierra entre Gran Bretaña y Terranova. [32] En 1902 Arthur Kennelly y Oliver Heaviside teorizaron independientemente que las ondas de radio se reflejaban en una capa de átomos ionizados en la atmósfera superior, lo que les permitía regresar a la Tierra más allá del horizonte. [32] En 1924 Edward V. Appletondemostró la existencia de esta capa, ahora llamada " capa Kennelly-Heaviside " o "capa E", por la cual recibió el Premio Nobel de Física de 1947 .
Fuentes bien informadas hoy dudan si Marconi realmente recibió esta transmisión. [98] [96] [95] Las condiciones ionosféricas no deberían haber permitido recibir la señal durante el día en ese rango. Marconi sabía que la señal del código Morse a transmitir era la letra 'S' (tres puntos). [95] Él y su asistente podrían haber confundido el ruido de la radio atmosférica ("estática") en sus auriculares con los clics del transmisor. [96] [95] Marconi realizó muchas transmisiones transatlánticas posteriores que establecen claramente su prioridad, pero la comunicación transatlántica confiable no se logró hasta 1907 con transmisores más potentes. [96]
Transmisores de chispa apagada [ editar ]
El transmisor acoplado inductivamente tenía una forma de onda de salida más complicada que el transmisor no sintónico, debido a la interacción de los dos circuitos resonantes. Los dos circuitos sintonizados acoplados magnéticamente actuaban como un oscilador acoplado , produciendo latidos (ver gráficos superiores) . La energía de radiofrecuencia oscilante pasó rápidamente de un lado a otro entre los circuitos resonantes primario y secundario mientras la chispa continuara. [100] [93] [101] Cada vez que la energía regresó a la primaria, algo se perdió como calor en la chispa. [101] [93] Además, a menos que el acoplamiento fuera muy flojo, las oscilaciones causaron que el transmisor transmitiera en dos frecuencias separadas. [93][102] Dado que la banda de paso estrecha del circuito resonante del receptor solo podía sintonizarse en una de estas frecuencias, la energía radiada en la otra frecuencia se desperdiciaba.
Este problemático flujo de energía hacia el circuito primario podría prevenirse extinguiendo (apagando) la chispa en el instante correcto, después de que toda la energía de los condensadores se transfiriera al circuito de la antena. [99] [102] Los inventores probaron varios métodos para lograr esto, tales como explosiones de aire y la explosión magnética de Elihu Thomson . [93] [102]
En 1906, el físico alemán Max Wien desarrolló un nuevo tipo de brecha de chispa , [103] llamado la serie o brecha apagada . [104] [105] [106] [101] Un espacio apagado consistía en una pila de electrodos cilíndricos anchos separados por anillos espaciadores aislantes delgados para crear muchos espacios de chispa estrechos en serie, [105] de alrededor de 0.1–0.3 mm (0.004– 0,01 pulgadas). [104] La amplia superficie de los electrodos terminó la ionización en el espacio rápidamente enfriándola después de que la corriente se detuvo. En el transmisor acoplado inductivamente, las brechas estrechas extinguieron ("apagaron") la chispa en el primer punto nodal ( Q) cuando la corriente primaria pasó momentáneamente a cero después de que toda la energía se haya transferido al devanado secundario (ver gráfico inferior) . [99] Dado que sin la chispa no podría fluir corriente en el circuito primario, esto efectivamente desacopla el secundario del circuito primario, permitiendo que el circuito resonante secundario y la antena oscilen completamente libres del circuito primario después de eso (hasta la próxima chispa). Esto produjo una potencia de salida centrada en una sola frecuencia en lugar de dos frecuencias. También eliminó la mayor parte de la pérdida de energía en la chispa, produciendo ondas de "timbre" largas muy ligeramente amortiguadas, con decrementos de solo 0.08 a 0.25 [107](una Q de 12-38) y, en consecuencia, una señal de radio de ancho de banda muy "pura" y de ancho estrecho. Otra ventaja era que el enfriamiento rápido permitía reducir el tiempo entre chispas, lo que permitía utilizar velocidades de chispa más altas de alrededor de 1000 Hz, que tenían un tono musical en el receptor que penetraba mejor la estática de la radio. El transmisor de espacio apagado se llamaba el sistema de "chispa de canto". [107] [104]
El gigante inalámbrico alemán Telefunken Co., rival de Marconi, adquirió los derechos de patente y utilizó la brecha de chispas apagada en sus transmisores. [106] [104] [101]
Transmisores de espacio rotativo [ editar ]
Un segundo tipo de chispa que tuvo un efecto de extinción similar fue la "brecha giratoria", inventada por Tesla en 1896 [108] [109] y aplicada a los transmisores de radio por Reginald Fessenden y otros. [14] [93] Consistía en múltiples electrodos igualmente espaciados alrededor de un rotor de disco girado a alta velocidad por un motor, que creaba chispas al pasar por un electrodo estacionario. [10] [57] Al usar la velocidad correcta del motor, los electrodos que se separaron rápidamente extinguieron la chispa después de que la energía se transfirió al secundario. [10] [14] [93] La rueda giratoria también mantuvo los electrodos más fríos, importante en los transmisores de alta potencia.
- No sincrónico : en los huecos rotativos anteriores, el motor no estaba sincronizado con la frecuencia del transformador de CA, por lo que la chispa se produjo en momentos aleatorios en el ciclo de CA del voltaje aplicado al condensador. El problema con esto era que el intervalo entre las chispas no era constante. [14] El voltaje en el condensador cuando un electrodo en movimiento se acercaba al electrodo estacionario variaba aleatoriamente entre cero y el voltaje de CA máximo. El momento exacto en que comenzó la chispa varió dependiendo de la longitud del espacio que la chispa podía saltar, lo que dependía del voltaje. La variación de fase aleatoria resultante de sucesivas ondas amortiguadas dio como resultado una señal que tenía un sonido "siseante" o "raspado" en el receptor. [11]
- Sincrónico : en este tipo, inventado por Fessenden alrededor de 1904, el rotor fue accionado por un motor síncrono en sincronismo con los ciclos del voltaje de CA al transformador, por lo que la chispa se produjo en los mismos puntos de la onda sinusoidal de voltaje en cada ciclo. Por lo general, se diseñó para que hubiera una chispa cada medio ciclo, ajustada para que la chispa ocurriera en el voltaje máximo cuando el condensador estaba completamente cargado. [11] Por lo tanto, la chispa tenía una frecuencia constante igual a un múltiplo de la frecuencia de línea de CA, lo que creaba armónicos con la frecuencia de línea. Se dice que el espacio sincrónico produce un tono más musical y más fácil de escuchar en el receptor, que corta mejor la interferencia. [11]
Para reducir la interferencia causada por las señales "ruidosas" de los números crecientes de transmisores de chispa, la "Ley para regular la comunicación por radio" del Congreso de los Estados Unidos de 1912 requería que " el decremento logarítmico por oscilación en los trenes de ondas emitidos por el transmisor no exceda de dos décimas " [57] [10] [110] (esto es equivalente a un factor Q de 15 o mayor). Prácticamente los únicos transmisores de chispa que podían satisfacer esta condición fueron los tipos de chispa apagada y de espacio giratorio mencionados anteriormente, [57] y dominaron la telegrafía inalámbrica durante el resto de la era de la chispa.
En 1912, en sus estaciones de alta potencia, Marconi desarrolló un refinamiento del descargador rotativo llamado sistema de "chispa temporizada", que generó lo que probablemente era el más cercano a una onda continua que podrían producir chispas. [111] [112] [113] [114] Utilizó varios circuitos resonantes idénticos en paralelo, con los condensadores cargados por una dinamo de CC . Estos fueron descargados secuencialmente por múltiples ruedas de descarga rotativas en el mismo eje para crear ondas amortiguadas superpuestas desplazadas progresivamente en el tiempo, que se agregaron juntas en el transformador de oscilación para que la salida fuera una superposiciónde olas amortiguadas. La velocidad de la rueda del descargador se controló para que el tiempo entre chispas fuera igual a un múltiplo entero del período de onda. Por lo tanto, las oscilaciones de los sucesivos trenes de ondas estaban en fase y se reforzaban entre sí. El resultado fue esencialmente una onda sinusoidal continua, cuya amplitud variaba con una onda en la frecuencia de chispa. Este sistema era necesario para dar a las estaciones transoceánicas de Marconi un ancho de banda lo suficientemente estrecho como para que no interfirieran con otros transmisores en la banda estrecha de VLF . Los transmisores de chispas cronometrados lograron el rango de transmisión más largo de todos los transmisores de chispas, pero estos gigantes representaron el fin de la tecnología de chispas.
La era de la "chispa" [ editar ]
La primera aplicación de radio fue en barcos, para mantenerse en contacto con la costa, y enviar una llamada de socorro si el barco se hundía. [117] La Compañía Marconi construyó una serie de estaciones costeras y en 1904 estableció la primera llamada de socorro del código Morse, las letras CQD , utilizadas hasta la Segunda Convención Radiotelegráfica Internacional en 1906 en la que se acordó SOS . El primer rescate marino significativo debido a la radiotelegrafía fue el hundimiento del 23 de enero de 1909 del buque de lujo RMS Republic , en el que se salvaron 1500 personas.
| Las frecuencias de radio utilizadas por los transmisores de chispas durante la era de la telegrafía inalámbrica [118] | |||
|---|---|---|---|
| Usos | Frecuencia (kilohercios) | Longitud de onda (metros) | Rango de potencia típico (kW) |
| Aficionado | > 1500 | <200 font=""> | 0.25 - 0.5 |
| Barcos | 500, 660, 1000 | 600, 450, 300 | 1 - 10 |
| Armada | 187,5 - 500 | 1600 - 600 | 5 - 20 |
| Estaciones terrestres de tamaño moderado | 187,5 - 333 | 1600 - 900 | 5 - 20 |
| Estaciones transoceánicas | 15 - 187,5 | 20,000 - 1600 | 20 - 500 |
Los transmisores de chispas y los receptores de cristal utilizados para recibirlos eran lo suficientemente simples como para que fueran construidos por aficionados. Durante las primeras décadas del siglo XX, este nuevo y emocionante pasatiempo de alta tecnología atrajo a una creciente comunidad de " radioaficionados ", muchos de ellos adolescentes, que usaban sus sets construidos en casa de forma recreativa para contactar a aficionados lejanos y conversar con ellos por código Morse y transmitir mensajes [119] [120] transmisores de aficionados de baja potencia ( "cajas chirrido") se construyen a menudo con " temblor " bobinas de encendido de los automóviles tempranos tales como el Ford Modelo T . [119]En los Estados Unidos antes de 1912 no existía una regulación gubernamental de la radio, y prevalecía una atmósfera caótica de "salvaje oeste", con estaciones que transmitían sin tener en cuenta a otras estaciones en su frecuencia e interfirían deliberadamente entre sí. [121] [122] El número cada vez mayor de transmisores de chispa de banda ancha no sintéticos creó una congestión incontrolada en las ondas aéreas, interfiriendo con las estaciones inalámbricas comerciales y militares. [122]
El hundimiento del Titanic RMS el 14 de abril de 1912 aumentó la apreciación pública por el papel de la radio, pero la pérdida de vidas atrajo la atención sobre el estado desorganizado de la nueva industria de la radio y provocó una regulación que corrigió algunos abusos. [120] Aunque las llamadas de socorro CQD del operador de radio Titanic convocaron a barcos que rescataron a 705 sobrevivientes, la operación de rescate se retrasó cuatro horas porque el barco más cercano, el SS Californian , a solo unas pocas millas de distancia, no escuchó el Titanic 'La llamada de su operador de radio se había ido a la cama. Esto fue considerado responsable de la mayoría de las 1500 muertes. Las regulaciones internacionales existentes requerían que todos los barcos con más de 50 pasajeros llevaran equipos inalámbricos, pero después del desastre, las regulaciones posteriores obligaron a los barcos a tener suficientes oficiales de radio para que se pudiera mantener una radio reloj las 24 horas. En la Ley de Radio de EE. UU. De 1912, se requerían licencias para todos los transmisores de radio, la amortiguación máxima de los transmisores se limitaba a una disminución de 0.2 para que los viejos transmisores ruidosos no sintéticos salieran del aire, y los aficionados se limitaban principalmente a las frecuencias no utilizadas por encima de 1.5 MHz . [110] [122]
Los transmisores de chispa más grandes eran potentes estaciones de radiotelegrafía transoceánica con una potencia de entrada de 100 a 300 kW. [123] [124] Comenzando alrededor de 1910, los países industriales construyeron redes globales de estas estaciones para intercambiar tráfico de telegramas comerciales y diplomáticos con otros países y comunicarse con sus colonias en el extranjero. [125] [126] [127] Durante la Primera Guerra Mundial , la radiotelegrafía de larga distancia se convirtió en una tecnología defensiva estratégica, ya que se dio cuenta de que una nación sin radio podría ser aislada por un enemigo cortando sus cables de telégrafo submarino . [126] La mayoría de estas redes fueron construidas por las dos corporaciones inalámbricas gigantes de la época: la Compañía Británica Marconi , que construyó la Cadena Inalámbrica Imperial para unir las posesiones del Imperio Británico , y la Compañía Alemana Telefunken, que era dominante fuera del Imperio Británico. [125] Los transmisores Marconi usaron el descargador rotativo de chispas temporizado, mientras que los transmisores Telefunken usaron su tecnología de chispa apagada. Se utilizaron máquinas de cinta de papel para transmitir texto de código Morse a alta velocidad. Para alcanzar un alcance máximo de alrededor de 3000 - 6000 millas, las estaciones transoceánicas se transmiten principalmente en la frecuencia muy baja(VLF), desde 50 kHz hasta 15-20 kHz. En estas longitudes de onda incluso las antenas más grandes eran eléctricamente corto , una pequeña fracción de una longitud de onda de altura, y así tenían baja resistencia a la radiación (a menudo por debajo de 1 ohm), por lo que estos transmisores requieren enorme alambre paraguas y flattop antenas hasta varios miles de largo con gran capacitiva cargas superiores, para lograr la eficiencia adecuada. La antena requería una gran bobina de carga en la base, de 6 a 10 pies de altura, para que resonara con el transmisor.
El oscilador de apertura de chispa también se usó en aplicaciones no radiales, continuando mucho después de que se volvió obsoleto en la radio. En forma de bobina Tesla y bobina Oudin , se usó hasta la década de 1940 en el campo médico de la diatermia para el calentamiento corporal profundo. [128] [129] Se aplicaron altos voltajes oscilantes de cientos de miles de voltios a frecuencias de 0.1 - 1 MHz desde una bobina Tesla directamente al cuerpo del paciente. El tratamiento no fue doloroso, porque las corrientes en el rango de radiofrecuencia no causan la reacción fisiológica de una descarga eléctrica . En 1926 William T. Boviedescubrió que las corrientes de RF aplicadas a un bisturí podrían cortar y cauterizar el tejido en operaciones médicas, y los osciladores de chispa se usaron como generadores de electrocirugía o "Bovies" ya en la década de 1980.
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