¿Por qué los calentadores suelen ser de 6,3 V (o sus múltiplos)?
¿Se trata de una relación de devanado de transformador fácil cuando se utiliza en países con redes de 120 VAC o 240 VAC?
Suelen tirar de una corriente bastante importante, y como generalmente hay una fuente de alimentación de mayor voltaje disponible, se podría haber utilizado un cable de mayor voltaje y más fino.
¿Cuáles son las ventajas de tener una alimentación de baja tensión para los calentadores?
Cuando se inventaron las radios de tubo de vacío, sólo una parte de las casas disponía de electricidad de red, por lo que las primeras radios (y sus tubos) funcionaban con pilas, utilizaban tres baterías:
Supongo que los calentadores de 6,3V se siguieron utilizando simplemente porque no había ninguna razón real para cambiar el voltaje. Usar un calentador de alto voltaje (220V) sería problemático porque necesitarías un cable muy fino para el calentador (el calentador de 220V 9mA necesitaría un cable realmente fino y largo) y el alto voltaje podría afectar a la señal en el tubo.
Algunos tubos fueron diseñados para alimentarse de la red eléctrica, sus calentadores fueron diseñados para que todos consuman la misma corriente (a diferentes voltajes).
Los tubos posteriores destinados a funcionar con baterías utilizaban calentadores de 1,2 V o 2,4 V, que es un múltiplo del voltaje de una batería de NiCd.
Las válvulas alimentadas por baterías (tubos) solían funcionar con pilas secas (zinc-carbón), por lo que tenían una potencia de 1,4 V. Las pilas de NiCd apenas se utilizaban, aunque eran compatibles.
@KevinWhite, los pocos tubos de batería que he encontrado tenían una tensión nominal de filamento de 1,2V o 2,4V (algunos, como el 2?1?, se pueden conectar como calentador en serie o en paralelo con 1,2 o 2,4V). Por otro lado, si se alimentan de una pila seca, la tensión del filamento sigue funcionando porque la mayoría de las veces la tensión de la pila estará dentro de la tolerancia del filamento (ligera sobretensión con pila nueva, ligera subtensión con pila casi muerta).
Los tubos de 6,3V se hicieron comunes en el momento en que se desarrollaron las primeras radios de coche (y, sospecho, otros aparatos electrónicos montados en vehículos, normalmente no para uso civil personal). Los 6V eran el estándar para las baterías de los coches por aquel entonces; las aplicaciones de 12V se resolvían fácilmente construyendo inteligentemente circuitos en serie de calentadores - las corrientes de los calentadores a 6V se especificaban en las hojas de datos. Los convertidores de voltaje de CC eran incómodos y costosos de construir en esos días (aunque a menudo se necesitaban para el voltaje del ánodo de todos modos - pero por qué hacerlos más grandes o más complicados de lo necesario), por lo que el diseño de una serie de válvulas desde el principio para el uso del coche era la solución más económica.
Los voltajes se seleccionaron para minimizar la corriente de las baterías disponibles para obtener la mayor duración del calentamiento.
Sin embargo, al aumentar la tensión, los efectos de la misma en los filamentos calentados directamente afectarían al punto de polarización en el extremo del filamento no conectado a tierra relacionado con la tensión de la red. Esto causaría una dispersión en la polarización y la ganancia si se calienta la CC con posibles problemas para alcanzar la desconexión. También causaría un componente masivo de CA en la corriente del cátodo que se amplificaría si el filamento se calentara con CA.
Parte de este ruido se eliminó utilizando filamentos de CA con conexión a tierra en el centro para que los extremos opuestos anularan parte del problema y también el calentamiento indirecto del cátodo cuando era práctico para ocultar los potenciales de los filamentos.
Un voltaje de 6,3V era un compromiso que tenía en cuenta la mayor parte de las limitaciones posibles. Se acercaba a los múltiplos de la química celular de 2V y 1,5V, que permitían utilizar 3 células de plomo-ácido o 4 células de cloruro de zinc.
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Yo diría que es histórico, algo que tiene que ver con las antiguas radios de válvulas y las baterías. También es la mitad del voltaje de una batería de plomo estándar de 12V a plena carga (~12.6V)
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Gracias por tu comentario, eso tiene algo de sentido, pero aun así no hubiera sido más sensato un calentador de 12 voltios, de lo contrario se necesitan varios calentadores en serie, o algún otro elemento para gastar bastante energía.
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En realidad es sólo una resistencia, ¿quizás las viejas baterías de la radio eran de 6v?
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Nadie dijo nunca que las válvulas fueran eficientes :)
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Una pila de plomo tiene un voltaje de 2,1 voltios. Las antiguas radios de válvulas solían utilizar una batería que contenía 3 de ellas para alimentar los calentadores.
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También había válvulas de "2V" para radios portátiles, y 4V era el estándar para muchas válvulas anteriores a la Segunda Guerra Mundial en Gran Bretaña, utilizando 1 y 2 celdas para la alimentación del calentador respectivamente.
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@Colin__s ¿Podrías añadir algo de contexto para los lectores que no conocen el tipo de vale en cuestión? Si no se conoce el término "válvula", el título podría referirse a los calentadores de habitación en forma de tubo o algo así, al menos a mí me confundió. Oye, ¡pero me hace sentir joven no saber nada de los tubos de vacío!
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@VolkerSiegel He cambiado el título por el de válvula termiónica. :)
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@Colin__s En las bombillas incandescentes, cuanto mayor sea el voltaje, más fino será el filamento. Cuanto más fino es el filamento, menor es la vida útil. Como un tubo es bastante caro y su modo de fallo dominante es la quema del filamento, es obvio que un voltaje más bajo / una corriente más alta es muy deseable. Así que, desde un punto de vista puramente teórico, la pregunta actual es "¿por qué no baja de voltaje que 6,3V". Y ya tienes el argumento: aumenta las pérdidas fuera de la bombilla (por ejemplo, en el casquillo). Así que 6,3V parece un compromiso entre una larga vida y un casquillo factible. Entonces, la compatibilidad con las versiones anteriores lo ha hecho realidad.
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Todo eso de las pilas en las distintas respuestas tiene sentido, pero siempre imaginé que tenía alguna relación con los múltiplos de pi, y los transformadores de bobinado.