MATERIAL ENCONTRADO: "Electricidad para el operador" (I)

El siguiente artículo que traducimos del inglés, fue publicado originalmente en el número 13 del periódico Moving Picture World el 1º de junio de 1907.

Por H. Meredith Jones, M. E., C. E. 

PREFACIO

El conocimiento eléctrico de la mayoría de operadores del cinematógrafo o la linterna mágica está limitado, en la mayoría de los casos, a saber, simplemente, cómo conectar apropiadamente su forma o tipo especial de máquina, ajustar sus carbonos en su lámpara y regular la corriente por medio de sus bobinas de resistencia o reóstatos. Es la intención del escritor de esta serie de artículos hacer tan claros y simples los llamados misterios de ese siempre absorbente tópico: "la electricidad"; mostrar al operador los por qué y los de dónde de todo eso; cómo es medida, fabricada y transmitida la electricidad al usuario. Es el deseo del escritor ser tan conciso como pueda y congruente con la cantidad de explicación requerida, para hacer que el tema de la electricidad sea más comprensible en un lenguaje popular.

CAPÍTULOS

1. Las formas de la electricidad
2. Medidas eléctricas
3. Cables, conductores y mesas de cableado
4. Generación de corriente directa
5. Generación de corriente alterna
6. Transformadores de corriente alterna y directa
7. Lámparas eléctricas, incandescentes y de arco
8. Motores eléctricos
9. Calentadores eléctricos

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        Diccionario de términos

CAPÍTULO 1

Las formas de la electricidad

La electricidad es actualmente una sustancia desconocida, por lo menos en lo concerniente a su naturaleza exacta; es decir, en qué consiste realmente la electricidad, al igual que lo sabemos con respecto, por ejemplo, al agua, la arcilla, el carbón y otras sustancias similares. Conocemos claramente sus diversas formas, tales como la estática, friccional, voltaica, directa, alterna, etc., pero sólo será en conexión con las dos últimas que escribiré, ya que son esas las más conocidas, y las únicas que llegan directamente al campo de trabajo cotidiano del operador, ya que son las únicas que ahora son suministradas por todas las compañías de luz, calor y energía a los usuarios diarios de corriente eléctrica, o "jugo", que es como la mayoría de operadores llaman a la energía eléctrica.

Aunque no sabemos claramente —como ya lo manifesté— qué es exactamente la electricidad, sabemos cómo producirla, medirla, usarla, controlarla e, incluso, pesarla. Estos diversos métodos serán completamente explicados en sus respectivos capítulos de tal manera que satisfagan por completo las necesidades del operador de cinematógrafo o de linterna mágica, y en estos capítulos trataré sólo a suficiencia del tema bajo su título para hacer al operador meticulosamente versado en él y capaz de maniobrar cualquier avance con el que se pueda encontrar en su vida. Lo oscuro e innecesario se ha omitido, ya que concierne sólo al ingeniero eléctrico o al estudiante.

Antes de pasar a las dos principales formas de energía eléctrica que son suministradas y usadas en todas partes hoy; es decir, la corriente directa, familiarmente conocida como CD, y la corriente alterna, familiarmente conocida como AC, detengámonos por un momento y estudiemos la íntima analogía o similitud entre el flujo de una corriente eléctrica a través de un conductor o cable y el flujo de agua a través de un tubo. Todos ustedes saben, por supuesto, que para que el agua fluya a través de un tubo debe tener una presión tras ella para superar la resistencia del tubo; de manera exacta, la corriente eléctrica necesita una presión tras ella para impulsarla a través del conductor o cabe y superar su resistencia y, así, ejecutar cierta labor en cualquier clase de equipo. El siguiente diagrama mostrará más claramente qué quiero decir con las observaciones anteriores e ilustrará bien la similitud entre ellas.

En la Fig. 1, A representa la fuente de suministro, ya de agua o de algún líquido similar. Ahora, ya que la resistencia del tubo retrasa el flujo, la presión caerá y, por tanto, menos agua fluirá; así, en la Fig. 1 muestro gráficamente por medio de conductos verticales que salen de un tubo principal y por la altura de una columna de agua en cada tubo muestro la cantidad de agua que sería soportada por la presión en ese punto dado que resulta de la pérdida de presión debida a la fricción o resistencia dentro del tubo. Así es con la electricidad: la presión cae en relación directa con la resistencia para superarla. 

Así, por ejemplo: en la Fig. 2, B representa alguna fuente de energía eléctrica, sea un dínamo, generador, cuadro eléctrico o panel, con dos conductores o cables que se ramifican con lámpara ubicada en paralelo entre los cables o conductores, como en el plano de las columnas de agua en la Fig. 1. Ahora, la lámpara más cercana a B será la que más alumbre ya que es la más cercana a la fuente de suministro de energía y la del extremo final será la que menos alumbre porque la presión habrá sido debilitada por la resistencia del conductor o cable, ya que su distancia es mayor desde la fuente de suministro que en el caso de la primera lámpara. Sin embargo, en la práctica general es usual fabricar todos los conductores y cables de un tamaño lo suficientemente grande para prevenir cualquier pérdida seria de presión, así que todas las lámparas alumbrarían de modo uniforme en cuanto a brillo, pero este tema se tratará más enteramente en el capítulo 3, sobre cables, conductores y mesas de cableado. Pero baste recordar que, como el agua, la electricidad cae en presión o potencia (y a veces referida a ella) en una relación directa o proporción a la resistencia a ser superada y que la corriente igualmente afectada y alterada en cantidad en proporción directa a los dos factores mencionados arriba, sea, por ejemplo, la resistencia siendo constante y uniforme, si incrementas la presión más corriente fluirá o, si la presión es constante y reduces su resistencia más corriente eléctrica fluirá y, así, se constituye una bien conocida ley eléctrica conocida como la ley de Ohm, que es con seguridad la más sencilla así como la más fundamental ley o principio sobre el que alguna ciencia estuvo basada alguna vez y es inalterable bajo cualquier condición, y se compone según se sigue de los tres puntos arriba mencionados o factores. Es decir, la presión, la corriente y la resistencia. La ley es simplemente esta: que la corriente multiplicada por la resistencia equivale a la presión. Así, por tanto, si te fuesen dados cualquiera de estos tres factores o unidades puedes inmediatamente encontrar la tercera. Así, por ejemplo:

Para encontrar la presión requerida, multiplicar la corriente por la resistencia.

Para encontrar la corriente que fluirá, dividir la presión por la resistencia.

Para encontrar la resistencia necesaria para absorber las presión y la corriente, dividir la presión por la corriente.

Para ponerlos en una mejor manera, una que sea fácil de recordar como una fórmula, designaremos a la presión la letra P, a la corriente la letra C y a la resistencia la letra R.

Así:

P = Presión, o voltios

C = Corriente, o amperios

R = Resistencia, o ohmios

Entonces, como se ha establecido arriba,  P / CxR = Ley de Ohm

Para aquellos que no entiendan una simple fórmula de esta clase, puedo aquí explicarla. Cuando dos o más letras representan unas ciertas cantidades, según el encabezado de la fórmula, según muestran P, C y R, por ejemplo, pueden ser multiplicadas, sumadas o restadas de acuerdo al signo dado entre ellas; así, x para multiplicación, + para la suma y - para la resta. Y, a veces, dos letras pueden estar ubicadas juntas sin un signo entre ellas, lo que significa que han de multiplicarse una por otra, a menos que el encabezado de la fórmula establezca otra cosa. La ubicación de dos o más letras con sus signos sobre una línea que presenta una o más letras con sus signos debajo debajo de esa línea, muestra que lo que está arriba de la línea ha de dividirse por lo que está debajo de ella; primero solucionando los signos dados en la parte superior y, luego, solucionado la parte inferior y, después, dividiendo el resultado de la parte de abajo entre el resultado de la parte de arriba; así, tendrás la respuesta. Baste esta simple lección sobre álgebra o fórmulas algebráicas, que es el modo más conveniente, no sólo de recordar fórmulas, sino además de resolverlas. Recuerda que cuando sea que veas cualquier fórmula de esta naturaleza, siempre la precede la descripción de lo que cada letra representa. Así, al referirse a esa descripción, todo se aclara. Recuerda también que estas y todas las fórmulas que siguen son simple y llanamente, sumas que se muestran y se mostrarán como tal. Por tanto, recordando el método anterior, la ley de Ohm simplifica en ellas tres fórmulas. A saber:

Para encontrar la Presión requerida:

C x R = P: LA PRESIÓN

Por ejemplo, ¿qué presión (en voltios) será requerida para hacer que una corriente de 12 amperios fluya por una resistencia de 100 ohmios?

C = 12 amperios en este ejemplo, y R = 100 ohmios. Así, de acuerdo a la fórmula de arriba, si multiplicamos la corriente —12 amperios— por la resistencia —100 ohmios—, tenemos que la respuesta es 200 voltios de presión.

Para encontrar la Corriente que fluirá:

P / R = C, LA CORRIENTE

Tomando de nuevo el ejemplo de arriba, para encontrar cuánta corriente fluirá con una presión de 1.200 voltios y una resistencia de 100 ohmios:

P = 1.200 voltios en este ejemplo, y R = 100 ohmios; entonces, según la fórmula de arriba, si dividimos la presión de 1.200 voltios por la resistencia de 100 ohmios, tenemos como respuesta 12 amperios.

Para encontrar la Resistencia requerida:

P / C = R, LA RESISTENCIA

De nuevo, el ejemplo de arriba: para encontrar la resistencia requerida para absorber la presión de 1.200 voltios, con una corriente que fluye a 12 amperios:

P = 1.200 voltios en este ejemplo, y C = 12 amperios; así, según la fórmula de arriba, si dividimos la presión de 1.200 voltios por la corriente de 12 amperios, tenemos 100 ohmios de resistencia.

Al recordar la fórmula de arriba, cualquier operador puede resolver por sí mismo las diferentes unidades que pueda requerir para ajustar correctamente a cualquier propósito práctico el aparato que sea, de tal modo que funcione apropiadamente. Además, puede encontrar tanto la resistencia de cualquier aparato, digamos una lámpara, por ejemplo, o la presión requerida para ello, o la cantidad de corriente que se necesitará para saber cualquiera de los dos factores o unidades como, por ejemplo, una lámpara incandescente de una presión de 100 voltios y una resistencia de 200 ohmios. Según la ley de Ohm tenemos:

P / R = C  100 / 200 = 0,5 amperios o 1/2 amperio.

Se presume que todos ustedes conocen el uso del punto decimal por su uso en los dólares y centavos, pero para aquellos que no lo tienen lo bastante claro, recuerden que todos los números a la derecha del signo decimal, que siempre es un punto [en inglés. En español es más usual la coma], van del siguiente modo: El primer número, a la derecha del signo decimal, representa las décimas; el siguiente, las centésimas; luego, las milésimas, y así sucesivamente. Pero usualmente no se muestran más de tres decimales; así que, al resolver el ejemplo anterior, 0,5 se leería como cinco décimas que, es exactamente 1/2 (un medio) en fracción. 0,05 se leería como cinco centésimas y 0,005 se leería como cinco milésimas en fracciones.

Ahora pasaremos a hacer una breve descripción de las dos formas de energía eléctrica con las que debemos tratar en nuestro trabajo cotidiano y el resto de estos artículos; es decir: la corriente directa, o DC, y la corriente alterna, o AC. La corriente directa es aquella que fluye ininterrumpidamente en una dirección, como se establece en el siguiente diagrama:

La Fig. 3 sería esa corriente que fluiría ininterrumpidamente de A a B a través de la lámpara. A y B representan los dos puntos de suministro eléctrico; ya sean las dos terminales de un generador eléctrico o las dos terminales o conexiones de una caja de cableado o panel, y extendiéndose de los puntos A y B están dos alambres o conductores hasta la lámpara, en nombre de una simple ilustración. Recuerde que una corriente directa es aquella que fluye constantemente en la dirección de A a B sin golpe o pulsación. Una corriente alterna es aquella que fluye primero de A a B, luego retrocede y comienza de nuevo hacia A desde B, o, en lenguaje popular, igual que dos niños en un sube y baja. Estos "sube y bajas" o alteraciones pueden ocurrir rápido o despacio, sea en una muy alta o baja tasa por secundo de nuestro tiempo común u ordinario. Un "sube y baja" completo o alternancia consiste en que la corriente primero fluye de A a B en una dirección y luego de B a A, de vuelta, en la otra dirección. Esto se llama una alternancia completa o "ciclo" y a una corriente alterna se le conoce por el número de "ciclos" que, por cierto, cuando se habla de ellos, siempre se les entiende y se les define de acuerdo a los "sube y bajas" completos o alternancias por segundo, siempre recordando que el segundo del tiempo (la sesentava parte de un minuto) es la unidad de medida. Hay otras formas de energía eléctrica conocidas como las "fases", pero de esto trataremos en detalle bajo su propio encabezado del Capítulo 5 titulado: "Generación de corriente alterna"; donde se mostrará el por qué, el cómo y el origen de ellas; así como su modo de ocurrencia. El tema de las corrientes alternas es muy fascinante e interesante y está aún en pañales, pero en este trabajo sólo podemos referirnos a su aplicación práctica para el uso del operador del cinematógrafo o de la linterna mágica. Habiendo así aclarado las dos formas de energía eléctrica en el uso diario del operador y la ley fundamental de Ohm en su aplicación al flujo de todas las corrientes eléctricas o de energía, ahora pasaremos, naturalmente, al método de las unidades eléctricas de medida, según se usan en la práctica general y a lo largo de todo el mundo civilizado, y su aplicación a la energía eléctrica o "jugo."