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Historia de la electrónica

A continuación redactaré lo que para mí es sin duda, una pequeña parte de la gran historia de la electrónica, no estará completa sin duda porque aún esa pequeña parte de la historia es tan inmensa que quizás termine por parecer un libro de texto, ahora me parece bien la idea de formular esta pequeña historia en tres grandes acontecimientos la radio, la televisión y las computadoras. La electricidad el gran fenómeno mundial Se ha jugado con el fenómeno de la electricidad estática desde la antigüedad. Los griegos denominaron a la sustancia de resina fósil utilizada comúnmente para demostrar los efectos de la electricidad estática como electrón, sin embargo no se realizó un estudio formal de la materia hasta que William Gilbert investigó el fenómeno en 1600. En los años siguientes, individuos como Otto von Guericke construyó la primera máquina para generar grandes cantidades de carga y Stephen Gray fue capaz de transmitir carga eléctrica a largas distancias utilizando hilos de seda, continuaron la investigación de carga electrostática. Charles DuFay demostró que las cargas se atraen o se repelen, esto lo llevo a pensar que existen dos tipos de carga (teoría que se acepta actualmente mediante nuestra definición de cargas positivas y negativas). Muchas personas creen que el verdadero comienzo de la era electrónica reside en los trabajos de Pieter van Musschenbroek y Benjamín Franklin. En 1745, van Musschenbroek presentó la jarra Leyden para almacenamiento de carga eléctrica (el primer capacitor) y demostró el choque eléctrico (y, por tanto, el poder de esta nueva forma de energía). Franklin empleó la jarra Leyden casi siete años más tarde para determinar que los relámpagos son simplemente descargas eléctricas, y se extendió sobre otras teorías importantes que incluyen la definición de los dos tipos de carga como positiva y negativa. A partir de este punto, nuevos descubrimientos y teorías parecieron presentarse a mayor velocidad conforme creció el número de individuos que realizaban investigaciones en el área. En 1784, Charles Coulomb demostró en París que la fuerza entre cargas se encuentra en relación inversa al cuadrado de la distancia entre las cargas. En 1791, Luigi Galvani, profesor de anatomía en la Universidad de Bologna, Italia, efectuó experimentos sobre los efectos de la electricidad en nervios y músculos de animales. La primera celda voltaica, junto con su capacidad para producir electricidad mediante la acción química de un metal disolviéndose en ácido, fue desarrollada por otro italiano, Alessandro Volta, en 1799. La fiebre activada en el campo eléctrico prosiguió a principios del siglo XIX con Hans Christian Oersted, profesor de física sueco, al anunciar en 1820 una relación entre magnetismo y electricidad que sirvió como fundamento para la teoría del electromagnetismo como la conocemos ahora. En el mismo año, un físico francés, André Ampère, demostró que existen efectos magnéticos alrededor de todo conductor portador de corriente y que estos conductores portadores corriente pueden traerse y repelerse entre sí tal como lo hacen los imanes. El periodo de 1826 a 1827, un físico alemán, Georg Ohm, presentó una interrelación entre el potencial, la corriente y la resistencia a la que nos referimos actualmente como la ley de Ohm. En 1831, un físico inglés, Michael Faraday, demostró su teoría de la inducción electromagnética, en la que una corriente variable dentro de una bobina puede inducir una corriente variable en otra bobina, incluso cuando las dos bobinas no se encuentren directamente conectadas.

Además, Faraday realizó un amplio trabajo sobre un dispositivo de almacenamiento que denominó condensador, y al que actualmente nos referimos con el término de capacitor. Él presentó la idea de añadir un dieléctrico entre las placas de un capacitor para incrementar la capacidad de almacenamiento. James Clerk Maxwell, profesor escocés de filosofía natural, realizó amplios análisis matemáticos para desarrollar lo que actualmente conocemos como ecuaciones de Maxwell, las que respaldan los esfuerzos de Faraday por asociar los efectos eléctricos y magnéticos entre sí. Maxwell también desarrolló la teoría electromagnética de la luz en 1862, la cual, entre otras cosas, revela que las ondas electromagnéticas viajan a través del aire a la velocidad de la luz (186,000 millas por segundo o 3 x 108 metros por segundo). En 1888, un físico alemán, Heinrich Rudolph Hertz, mediante experimentos con ondas electromagnéticas de baja frecuencia (microondas), consolidó las predicciones y ecuaciones de Maxwell. A mediados del siglo XIX, el profesor Gustav Robert Kirchhoff presentó una serie de leyes acerca de los voltajes y comentes que encuentran aplicación práctica en todo nivel y área de este campo. En 1895, otro físico alemán, Wilhelm Rontgen, descubrió las ondas electromagnéticas de alta frecuencia, comúnmente denominadas en la actualidad como Rayos X. Hacia finales del siglo XIX ya se habían establecido un número importante de ecuaciones, leyes y relaciones fundamentales, y varios campos de estudio que incluyen la electrónica, la generación de energía y los aparatos de cálculo, comenzaron a desarrollarse en serio. Adentrándonos a la era de la electrónica Radio: El verdadero comienzo de la era de la electrónica se encuentra abierto al debate, y en ocasiones se atribuye a los esfuerzos de los primeros científicos que aplicaron potenciales a través de cubiertas de cristal al vacío. Sin embargo, muchos lo atribuyen a Thomas Edison, quien al añadir un electrodo metálico a un tubo al vacío descubrió que se establecía una comente entre el electrodo y el filamento cuando se aplicaba voltaje positivo al electrodo. El fenómeno, demostrado en 1883, se denominó efecto Edison. En el periodo siguiente, la transmisión de ondas de radio y el desarrollo de la radio recibieron amplia atención. En 1896, un científico italiano, Guglielmo Marconi (identificado generalmente como el padre de la radio pero que en realidad es honor de Nikola Tesla), demostró que podían enviarse señales de telégrafo a través del aire desde grandes distancias (2.5 kilómetros) utilizando una antena en tierra. En el mismo año, Aleksandr Popov transmitió lo que probablemente fue el primer mensaje de radio a través de unas 300 yardas. El mensaje se denominó "Heinrich Hertz" en honor a los primeros trabajos de Hertz. En 1901, Marconi estableció una comunicación de radio a través del océano Atlántico. En 1904, John Ambrose Fleming amplió los esfuerzos de Edison para desarrollar el primer diodo, denominado comúnmente como válvula de Fleming, que de hecho es el primero de los dispositivos electrónicos. Este dispositivo imprimió un profundo impacto sobre el diseño de los detectores que se encuentran dentro de la sección receptora de los radios. En 1906, Lee De Forest añadió un tercer elemento a la estructura al vacío y creó el primer amplificador: el triodo. Poco después, en 1912, Edwin Armstrong construyó el primer circuito regenerador para mejorar la capacidad de recepción, y luego empleó la misma aportación para desarrollar el primer oscilador no mecánico. Hacia 1915 ya se transmitían señales de radio por todo Estados Unidos, y en 1918 Armstrong solicitó una patente para el circuito superheterodino, utilizado en prácticamente todos los aparatos de televisión y radio, que permite la amplificación a una sola frecuencia en lugar de al rango completo de señales de entrada.

Los principales componentes de los radios de nuestros días ya se encontraban en su sitio desde entonces, y las ventas de aparatos de radio se elevaron desde unos cuantos millones de dólares a principios de la década de 1920 hasta cerca de mil millones en la década de 1930, verdaderos años dorados de la radio que incluyeron una gran variedad de producciones para los radioescuchas. Televisión: La década de 1930 también representó los comienzos de la era de la televisión, a pesar de que el desarrollo del cinescopio se inició años antes con Paul Nipkow y su telescopio eléctrico en 1884, y con John Baird y su larga lista de éxitos que incluyen la transmisión de imágenes de televisión a través de líneas telefónicas en 1927 y mediante ondas de radio en 1928, así como la transmisión simultánea de imágenes y sonido en 1930. En 1932, la NBC instaló la primera antena de televisión comercial sobre el edificio del Empire State en la ciudad de Nueva York, y RCA inició transmisiones regulares en 1939. La guerra desaceleró el desarrollo y las ventas, pero a mediados de la década de 1940 el número de aparatos de televisión creció desde unos miles hasta millones. La televisión a color se volvió popular a principios de la década de 1960.

Computadoras

El primer sistema de cómputo puede rastrearse hasta Blaise Pascal, en 1642, con su máquina mecánica para sumar y restar números. En 1673 Gottfried Wilhelm von Leibniz empleó la rueda de Leibniz, para incorporar la multiplicación y la división al rango de operaciones, y en 1823 Charles Babbage desarrolló la máquina de diferencias para añadir las operaciones matemáticas de seno, coseno, logaritmos y otras. En los años siguientes se efectuaron algunos adelantos, pero los sistemas continuaron siendo básicamente mecánicos hasta la década de 1930, cuando se presentaron sistemas electromecánicos empleando componentes como relevadores. No fue sino hasta la década de 1940 que los sistemas fueron completamente electrónicos. Resulta importante observar que incluso cuando IBM se constituyó en 1924, no participó en la industria del cómputo sino hasta 1937. En 1946, un sistema completamente electrónico y conocido como ENIAC se construyó en la Universidad de Pennsylvania: contenía cerca de 18,000 bulbos y pesaba 30 toneladas, pero era varias veces más rápido que la mayoría de los sistemas electromecánicos. Aun cuando se construyeron otros sistemas basados en bulbos, no fue sino basta el nacimiento de la era del estado sólido cuando los sistemas de cómputo experimentaron un cambio radical en cuanto a tamaño, velocidad y capacidad. La era del estado sólido: En 1947, los físicos William Shockley, John Bardeen y Walter H. Brattain, investigadores de los laboratorios Bell Telephone, efectuaron una demostración del transistor de punto de contacto (Figura 1.3), un amplificador construido completamente con materiales de estado sólido que no requería de vacío, cubierta de vidrio ni la aplicación de un voltaje para calentar el filamento. A pesar de una renuencia inicial debida a la gran cantidad de material disponible sobre diseño, análisis y síntesis de redes de bulbos, la industria eventualmente aceptó esta nueva tecnología como la tendencia del futuro. En 1958 se desarrollo el primer circuito integrado en Texas Instruments, y en 1961 Fairchild Corporation fabricó el circuito integrado comercial.

Bibliografía: Boylestad, Robert L, Introducción al análisis de Circuitos, 10ª Ed., Pearson Educación, 2004....