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La lámpara de arco: quemando carbones y manteniendo la separación
Dos varillas de carbón, que se tocan y se separan mientras circula una corriente, forman un arco de luz blanca intensa. La lámpara de arco iluminó calles, faros y fábricas desde la década de 1870, pero un arco consume sus carbones, y su separación debe mantenerse correctamente o se apaga.
La "vela" de Paul Jablochkoff, de 1876–77, prescindió de cualquier regulador: dos carbones se colocan uno junto al otro, separados por una tira de material aislante, y se consumen juntos como una vela. Las lámparas de Charles Brush usaban un electroimán en serie y un embrague para hacer bajar el carbón superior a medida que se quemaba; su patente de 1879 añade dos juegos de carbones para que una lámpara pudiera funcionar toda la noche.
Este peldaño explica por qué un arco necesita un balasto y un regulador, a partir de la ecuación del arco de Hertha Ayrton, y construye el bucle de realimentación del regulador a 12 V. **No construyas una lámpara de arco**: su luz ultravioleta quema los ojos y la piel.
Intermedio
Alrededor de 2 horas
Instrucciones
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Lea las dos patentes
Lea las dos patentes
**US 190,864, 'Improvement in Carbons for Electric Lights', Paul Jablochkoff, París, con fecha del 15 de mayo de 1877.** Los carbones se colocan *"verticalmente y en paralelo"* a una corta distancia entre sí, con el espacio lleno de una sustancia aislante que se consume junto con ellos; el objetivo, en sus palabras, es la *"supresión de cualquier regulador mecánico"*. En servicio, las velas funcionaban con corriente alterna, de modo que ambos carbones se consumían a la misma velocidad.
**US 219,208, 'Electric-Lamp', Charles F. Brush, Cleveland, Ohio, con fecha del 2 de septiembre de 1879.** Una lámpara *"que tiene dos o más juegos de carbones"*, con un dispositivo de elevación dispuesto de modo que *"los carbones de los dos juegos"* se separen uno tras otro: cuando el primer par se ha consumido, el arco pasa al siguiente, duplicando las horas que una lámpara puede funcionar sin atención.
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The regulator's cycle
The regulator's cycle
Espacio de trabajo Blockly
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Por qué un balasto y por qué un regulador
Por qué un balasto y por qué un regulador
Cargando el cuaderno de Jupyter…
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Construye el regulador: sin el arco
Construye el regulador: sin el arco
El regulador se puede construir y probar de forma segura a 12 V, sin arco alguno. Monte un pequeño solenoide push-pull en vertical sobre una base de contrachapado, con el émbolo apuntando hacia abajo, y fije una varilla corta de grafito (cortada de un bloque de grafito) en la parte inferior del émbolo. Debajo, fije una segunda varilla de grafito a la base de modo que ambas se toquen justo cuando el émbolo cuelga libremente: esto es la lámpara «apagada».
Conecte en serie la batería de 12 V, una resistencia de potencia de 10 W, la bobina del solenoide y las dos varillas en SERIES. Cierre el circuito: la corriente fluye a través de las varillas en contacto, el solenoide atrae la varilla superior hacia arriba, el contacto se abre, la corriente se detiene, el émbolo cae y vuelve a tocarse. Zumba: eso es el bucle de realimentación del regulador oscilando, sin nada que lo mantenga estable. Añada un muelle ligero o un pequeño peso al émbolo y una gota de aceite como amortiguador, y el zumbido se ralentiza y se estabiliza: la función que cumplían el embrague y el amortiguador de Brush.
Mantenga 12 V. No intente generar un arco desde la red eléctrica ni desde una soldadora: la luz quema los ojos.
Materiales para este paso:
Bloque de grafito1 pieza
Tablero contrachapado1 hojaHerramientas necesarias:
Batería de ciclo profundo de 12 V
Multímetro
Gafas de seguridad
Cables de prueba con pinzas de cocodrilo
Solenoide
Power Resistor Kit - 10W (25 pack)5
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Historia y contexto
Historia y contexto
Humphry Davy demostró el arco de carbono a comienzos del siglo XIX; se volvió práctico solo con la dinamo. Las velas de Jablochkoff iluminaron la Avenida de la Ópera en París en 1878, y los sistemas de arco en serie de Brush iluminaron las calles de ciudades estadounidenses a partir de 1879. El libro *The Electric Arc* (1902) de **Hertha Ayrton** aportó la ecuación que usa el cuaderno.
**Límites honestos.** Las lámparas de arco son deslumbrantes, producen siseo y parpadeo, necesitan que sus carbones se reemplacen a diario y emiten ultravioleta peligroso; cedieron ante la lámpara incandescente (el siguiente peldaño) en interiores y sobrevivieron solo donde se necesitaba luz intensa: reflectores de búsqueda y proyectores de cine.
Materiales
2- 1 piezaMarcador de posición
- 1 hojaMarcador de posición
Herramientas requeridas
6- Batería de ciclo profundo de 12 V10% de comisiónMarcador de posición
- Marcador de posición
- Marcador de posición
- Marcador de posición
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