John Aristotle Phillips, el joven que diseño una bomba atomica como proyecto de clase
John Aristotle Phillips nació en agosto de 1955 en North Haven, Connecticut. Hijo de padres inmigrantes griegos, su padre fue profesor de ingeniería en la prestigiosa Universidad de Yale. Tras pasar por varios colegios en su adolescencia y con 21 años acabó estudiando física en la Universidad de Princeton. Allí, un año después le llegaría el reconocimiento y la fama internacional.
Realmente hasta entonces ninguna de sus notas escolares lo mostraban como chico listo. Philips era un estudiante de bajo rendimiento, bastante mediocre, había repetido algún curso y sus calificaciones a menudo rozaban el suspenso. Tampoco era el más popular. Se le conocía como “el Tigre”, apodo que se debía al traje que utilizaba cada sábado por la tarde como mascota animadora de los partidos del equipo de fútbol. El Tigre se convirtió en El Tigre poco después de que lo despidieran de su anterior intento por adentrarse en la vida estudiantil como parte de la banda animadora de Princeton.
Cada día, al acabar las clases, el joven acudía a una pizzería que se encontraba dentro del campus donde se sacaba un dinero extra para costearse la vida de estudiante. Así que entre clases, partidos como mascota y sirviendo pizzas, el joven Philips pasó ese primer año sin pena ni gloria.
Freeman Dyson
Al año siguiente a Philips le toca como profesor de física Freeman Dyson. El es un matemático y físico inglés que llegó a la universidad despues de la Segunda Guerra Mundial mientras servía en la British Bomber Command. Entre otros logros, el físico demostró la equivalencia de las formulaciones de la electrodinámica cuántica de Richard Feynman, trabajó en el Proyecto Orión y es el padre de la llamada esfera de Dyson, esa hipotética megaestructura alrededor de una estrella mediante la cual permitiría a la civilización avanzada aprovechar al máximo la energía lumínica y térmica del astro.
Dyson también había trabajado junto a Richard Feynmann en algunos de los proyectos de Hans Bethe, el físico que participó en el desarrollo de la primera bomba atómica (Proyecto Manhattan) y sin duda una de las figuras clave en el éxito de los extremadamente difíciles cálculos que implicaban la física de las reacciones nucleares.
En el año 1977, el profesor de física le pidió a sus alumnos un trabajo final, Philips le propone un título simple pero tremendamente espectacular: “Cómo construir tu propia bomba atómica”. El alumno acude al despacho de Dyson y se lo plantea. Le dice que su idea será algo así como un esbozo de la bomba de Nagasaki. El físico se queda perplejo pero acepta el reto de Philips. Únicamente le dice que no piensa darle ningún tipo de información adicional y que de lograrlo, automáticamente le daría una A, la mayor calificación posible. También le dice con sorna que si lo consigue, tras la calificación quemaría inmediatamente el trabajo.
Las semanas siguientes fueron un trabajo a tiempo completo buscando y recopilando información de cualquier sitio. El estudiante se hizo con una pila de documentos desclasificados del National Technical Information Service. Paso varias noches de insomnio en la biblioteca del centro apilando información, consultando libros de texto de física, comunicados del gobierno e incluso contactó con la Du Pont para resolver varias dudas sobre dispositivos de implosión. Cuando llegaba a su habitación reestructuraba todo y lo volcaba en su antigua máquina de escribir.
Y así llegó el día en el que John Aristotle Phillips se presentó en el despacho del profesor Tyson con su trabajo final. Fueron 40 páginas donde se explicaba detalladamente cómo construir una bomba atómica a pequeña escala. Tyson alucinó y le acabó dando la máxima calificación. Sin embargo no quemó el trabajo como le había dicho de manera distendida. Al contrario, el proyecto de Philips se pasó del boca a boca y comenzó a hacerse viral fuera de los círculos de la Universidad de Princeton.
Phillips explica su diseño en un documento de 40 páginas sobre física. Según el físico nuclear Frank Chilton de Palo Alto, California, el estudiante de Princeton ha superado algunas de las mayores dificultades en la construcción de un dispositivo nuclear. "Dice que es 20 años atrás del tiempo", observa Phillips, "pero aún más sofisticada que la bomba de Hiroshima". Phillips no construyó la bomba, pero sería del tamaño de una pelota de playa y pesaría 125 libras. Costaría alrededor de $ 152,000, de los cuales aproximadamente $ 150,000 se necesitan para comprar las 15 libras de plutonio necesarias para que explote (con la mitad de la fuerza de la bomba de Hiroshima). El plutonio, sin embargo, está en venta solo para gobiernos, empresas y personas debidamente acreditadas. "La idea es que lo robes", dice Phillips.
Philips se convirtió en una celebridad apodado como The A-Bomb Kid. A las pocas semanas tocaron en la puerta del estudiante. Un torpe funcionario pakistaní le ofrecían una gran suma de dinero por hacerse con el material del trabajo pero el FBI tuvo conocimiento y el trabajo final fue confiscado y clasificado junto a una maqueta que había construido.
En 1979, Philips publicó la historia junto a su amigo David Michaelis. El libro Mushroom: The True Story of the A-Bomb Kid contaba su versión de los hechos y cómo había pasado a convertirse en alguien famoso.
Philips consiguió con su trabajo lo que quería: reconocimiento, tanto del mundo como de su respetado profesor Dyson. Paradójicamente, acabó siendo un reconocido activista antinuclear para luego aspirar como candidato a la Cámara de Representantes de Estados Unidos (Partido Demócrata) en el 80 y en el 82, aunque jamás tuvo tanto éxito como en su etapa de estudiante. Quizá por ello siempre será recordado simplemente como The A-Bomb Kid.
Fuente de alimentacion 0 a 28 voltios con LM317 y ajuste de corriente de salida
Fuente de alimentación clásica con LM317 y transistor PNP para aumentar la corriente de salida y un LM358 para tener control sobre la limitación actual y la capacidad de dejar la salida en 0V.
Para tener todo esto se necesita un voltaje negativo de -3V obtenido con un pequeño transformador de 4 o 5 VA con 9Vac en el secundario.
Q1 puede ser reemplazado por cualquier PNP de potencia adecuada para sus requisito de salida. Con el trimmer T2 puede ajustar el límite de corriente entre un mínimo de algunos mA hasta un máximo de 7A. La potencia PNP y 317 se pueden fijar directamente a la mica aislante sin enfriamiento y la propia solapa estará en el mismo potencial que el terminal de salida positivo.
Se usó un transformador toroidal de 80VA y 27 VAc y se usaron dos DVM (3½ 199.9 mV) para medir los amperios y uno para los voltios. Después de que el puente sobre el condensador de nivelación se mide 38Vdc, es necesario aumentar R1 de 120 a 330 Ohms.
También se han hecho algunos cambios como R6 que en lugar de los 10 Ohm se ha reemplazado por 2,2 Ohm y el 317 normal se ha reemplazado por LM317K encapsulado tipo TO3, R5 de 0,1 Ohm por 0,22 Ohm 5W, C1 y C2 reemplazados por un solo condensador de 10000 uF-50.
También se agrego una protección total que corta la tensión de salida en caso de cortocircuitos accidentales agregando lo siguiente:
Cuando la tensión en el R5 alcanza un valor significativo, la puerta del SCR recibe suficiente corriente para activar el relé que desconecta la base del 2955 de la entrada 317K. De esta manera el 2955 ya no puede conducir y la salida va a 0V, a través del interruptor del relé también un LED bicolor para indicar la situación actual, fuente de alimentación OK iluminará el LED verde y rojo cuando esta en protección.
También se insertó un botón desviador para establecer la corriente límite ajustando el mando y leyendo el valor actual en la pantalla. Para ello, se tuvo que realizar los siguientes cambios:
Paralelamente a P2 se ponen dos 1N4148 y se ha añadido un trimmer de esta manera fue posible calibrar y tener una limitación de corriente de salida máxima de 3,8A para así poder leer en el DVM pulsando el botón SET un valor igual a aproximadamente la mitad del valor real de la limitación. Se deduce que presionando el botón SET P2 para leer, por ejemplo, 0,80 en la pantalla, significará que la limitación ocurrirá cuando la carga absorbe 1,6A y en la pantalla se leeria 1,60 A.
Diseño de un termostato electrónico muy simple usando IC LM56.
El LM56 es un termostato de baja potencia de salida muy preciso de National Semiconductors. Tiene varias características útiles como un sensor de temperatura interna, dos comparadores de voltaje internos, referencia de tensión interna, etc
Dos puntos de disparo de temperatura muy estables (VT1 y VT2) y se crean dividiendo el voltaje interno del LM56 1.250V usando 3 resistencias externas (R1, R2 y R3).
Hay dos salidas digitales. La salida 1 se convierte en BAJA cuando la temperatura aumenta por encima de T1 y va a ALTA cuando la temperatura disminuye por debajo (T1 ± Histeresis de Temperatura).
De la misma manera, Output2 se convierte en BAJA cuando la temperatura va por encima de T2 y va ALTO cuando la temperatura baja (T2 ± Hysteresis Temperature).
Conectando un ventilador como carga para el relé L1 y una resistencia calentadora como carga para el relé L2, se puede construir un sistema de control de temperatura muy simple y útil.
Los valores de R1, R2 y R3 para los puntos de disparo VT1 y VT2 requeridos se pueden determinar usando las siguientes ecuaciones.
VT1 = 1.250V x (R1) / (R1 + R2 + R3)
VT2 = 1.250V x (R1 + R2) / (R1 + R2 + R3)
donde:
(R1 + R2 + R3) = 27 k Ohmios y
VT1 o T2 = [6,20 mV / grado Celsius x T] = 395 mV por lo tanto:
R1 = VT1 / (1,25V) x 27k Ohmios
R2 = (VT2 / (1,25V) x 27k Ohmios) - R1
R3 = 27k Ohms - R1 – R2
Notas.
- El circuito se puede montar en un tablero Vero.
- Utilice 5V DC para alimentar el circuito.
- L1 y L2 pueden ser relés de 5 V. Sus valores de corriente deben seleccionarse de acuerdo con la carga que cambian.
- No dé más de 10V a LM56.
Construye un sencillo y potente mini transmisor en FM
Este artículo debe satisfacer a los que quieran construir un transmisor FM de baja potencia. Está diseñado para utilizar una fuente simple sonido y transmitirla en la banda FM comercial. Es realmente muy potente, así que asegúrese de no usarlo para transmitir nada sensible
La banda de FM esta entre 88 y 108MHz, y aunque se está llenando bastante en casi todas partes, todavía será capaz de encontrar un punto en blanco en el dial. NOTA: Algunas personas han tenido problemas con este circuito. El mayor problema es no saber si es incluso oscilante, ya que la frecuencia está fuera del rango de la mayoría de los osciloscopios simples.
El circuito del transmisor se muestra en la figura abajo, y como puede ver, es bastante simple. La primera etapa es el oscilador, y se sintoniza con el condensador variable. Seleccione una frecuencia no utilizada y ajuste cuidadosamente C3 hasta que se anule el ruido de fondo (tiene que desactivar el circuito de silenciamiento del receptor de FM para escuchar esto).
Al montar el circuito, asegúrese de que un extremo de C3 esté conectado a la alimentación + 9V. Esto asegura que habrá una mínima perturbación de frecuencia cuando el destornillador toque el eje de ajuste. Usted puede utilizar un pedazo pequeño de la placa PBC para hacer un destornillador - esto no alterará la frecuencia.
La estabilidad de frecuencia se mejora considerablemente añadiendo un condensador desde la base de Q1 a tierra. Un valor de 1nF (cerámica) como se muestra es adecuado, y también limitará la respuesta HF a 15 kHz - esto es un beneficio para un circuito simple como este, incluso la FM comercial se limita generalmente a un ancho de banda de 15 kHz.
Tenga en cuenta que el transmisor y otros circuitos descritos son mono - no estéreo. Si bien sería posible incluir el codificador matricial, la subportadora de 38 kHz y el tono piloto de 19 kHz, hacerlo añadirá una complejidad considerable y no se intentará. Si usted necesita esto, compre un modulador estéreo comercial.
Cómo funciona
Q1 es el oscilador, y es un diseño algo poco convencional de Colpitts. L1 y C3 (en paralelo con C2) sintoniza el circuito a la frecuencia deseada, y la salida (desde el emisor de Q1) alimenta al tampón y al amplificador Q2. Esto aísla la antena del oscilador dando una estabilidad de frecuencia mucho mejor, así como proporciona una ganancia adicional considerable. L2 y C6 forman una carga de colector sintonizada, y C7 ayuda a aislar aún más el circuito de la antena, así como evitar cualquier posibilidad de cortocircuitos si la antena entra en contacto con la caja metálica puesta a tierra que normalmente se utilizaría para el transmisor completo.
La señal de audio aplicada a la base de Q1 hace que cambie la frecuencia, ya que la corriente de colector del transistor es modulada por el audio. Esto proporciona la modulación de frecuencia (FM) que se puede recibir en cualquier receptor de banda FM estándar. La entrada de audio debe mantenerse a un máximo de aproximadamente 100mV, aunque esto variará algo de una unidad a la siguiente. Los niveles más altos harán que la desviación (el cambio de frecuencia máximo) supere los límites en el receptor - generalmente ± 75kHz.
Con el valor mostrado para C1, esto limita la respuesta de frecuencia más baja a aproximadamente 50Hz, si necesita ir más bajo que esto, utilice un electrolitico de 1uF, lo que permitirá una respuesta hacia abajo de al menos 15 Hz. C1 puede ser poliéster o Mylar, o se puede usar un electrolítico de 1uF, ya sea bipolar o polarizado. Si está polarizado, el terminal positivo debe conectarse a la resistencia de 10k.
Los inductores son nominalmente 10 vueltas (en realidad 9,5) de 1 mm de diámetro de alambre de cobre esmaltado. Cuidadosamente raspr el esmalte donde los extremos de la bobina pasará a través del tablero - todo el esmalte debe ser quitado para asegurar buen contacto. La figura muestra un dibujo en detalle de una bobina. Las bobinas deben montarse alrededor de 2 mm por encima del PCB.
Para aquellos que aún están atrapados en las edades oscuras con mediciones imperiales, 1 mm es 0,04 "(0,0394") o 5/127 pulgadas - tendrá que calcular qué calibre es, dependiendo de qué sistema de calibre de alambre usted usa (hay varios). Ya puedes ver los beneficios de la unidad métrica, ¿no? Para calcular las otras mediciones, 1 "= 25,4 mm
Es normal con las transmisiones FM que se use "pre-énfasis", y hay una cantidad correspondiente de des-énfasis en el receptor. Hay dos estándares (por supuesto) - la mayor parte del mundo usa una constante de tiempo de 50us, los Estados Unidos usan 75us. Estas constantes de tiempo representan una frecuencia de 3183Hz y 2122Hz respectivamente. Este es el punto 3dB de un filtro simple que aumenta las frecuencias altas en la transmisión y corta las mismas altas de nuevo en la recepción, restableciendo la respuesta de frecuencia a la normalidad y reduciendo el ruido.
El transmisor anterior no tiene esta incorporado, por lo que se puede agregar al preamplificador de micrófono o circuito de buffer de fase de línea. Ambos se muestran en la Figura 3, y son de una calidad mucho mayor que las ofertas estándar en la mayoría de los otros diseños.
En lugar de un simple amplificador de transistores, el uso de un opamp TL061 proporciona cifras de distorsión mucho mejores y una impedancia de salida más predecible para el transmisor. Si desea utilizar un micrófono dinámico, deje de lado R1 (5.6k), ya que sólo es necesario para alimentar un micrófono electret.
El control de ganancia (para cualquiera de los circuitos) puede ser un preset interno, o un pot normal para permitir el ajuste al nivel máximo sin distorsión con diferentes fuentes de señal. Los condensadores de bypass 100nF deben ser de tipo cerámico, debido a la frecuencia. Tenga en cuenta que aunque un TL072 podría funcionar, no están diseñados para funcionar con la baja tensión de alimentación utilizada. El TL061 está diseñado específicamente para el funcionamiento de baja potencia.
El preamplificador de micrófono tiene una ganancia máxima de 22, dando una sensibilidad de micrófono de alrededor de 5mV. El preamplificador de línea tiene una ganancia de unidad, por lo que la máxima sensibilidad de entrada es 100mV.
Seleccione el valor del condensador apropiado para el preacentuado tal como se muestra en la Figura, dependiendo del lugar donde viva. El preacentuación no es especialmente precisa, pero será bastante buena para los usos que un transmisor FM de baja potencia
Preamplificador HI FI para phono de bobina móvil
Escuchar un vinilo proporciona un placer único, algo que los dispositivos digitales no pueden reproducir de la misma manera. Sin embargo, la mayoría de amplificadores de alta fidelidad no permiten enchufar un plato directamente. Necesitan conectarse a través de una etapa de phono (también conocida como preamplificador phono), para conseguir que la muy pequeña señal del tocadiscos cuente con la potencia suficiente para poder funcionar con tu amplificador principal.
Un cartucho de bobina móvil invierte el diseño de las cápsulas MM. es la bobina que está conectado a la aguja, y las bobinas que mueven el imán. Debido a que las bobinas son más pequeños y más flexible que el imán, cartuchos de MC son capaces de lograr una respuesta de frecuencia extendida, un ancho de banda más amplio, una mejor recuperación de la información de nivel bajo y una mayor fidelidad.
Sin embargo, debido a que estas bobinas no pueden ser tan grandes como imanes, moviéndose cartuchos fono de bobina también crean considerablemente menos salida de cartuchos de imán móvil fono, y por lo tanto requieren una mayor amplificación. cápsulas MC por lo general cuestan mucho más que los cartuchos de MM, pero a menudo son favorecidos por los amantes de la música ya que proporcionan una mejor calidad de sonido en general.
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Este diseño utiliza múltiples transistores en la etapa de amplificación inicial. Los transistores elegidos tienen un ruido muy bajo, y esto se reduce aún más por la técnica paralela. La recomendación original era usar transistores 2SB737, pero éstos pueden ser difíciles de obtener. Los dispositivos 2N4403 deben funcionar muy bien, ya que se han utilizado en muchos circuitos de muy bajo ruido.
Como se puede ver en el diagrama, la ganancia del circuito se puede cambiar para adaptarse a los cartuchos de salida alta y baja con un solo interruptor. Las ganancias como se muestra son x10 y x50 (20 dB y 34 dB respectivamente), pero podrían modificarse si asi se desea.
Con los valores mostrados, el circuito tiene una ganancia de 192 (establecida por las resistencias de retroalimentación en serie y la resistencia de emisor de 3,3 Ohm), y esto se atenúa para proporcionar las ganancias de 50 y 10 como se muestra. La estructura de ganancia se hizo de esa manera para mantener las impedancias del circuito muy bajo. Desafortunadamente, esto normalmente cargaría el opamp excesivamente, pero la ganancia más alta que la normal previene la carga excesiva, y la atenuación trae el nivel de nuevo a valores sensibles.
Debido a que la señal de entrada es tan pequeña, es improbable que la ganancia extra cause recortes a menos que su bobina móvil tenga un nivel de salida muy alto. La naturaleza misma de los captadores de bobina móvil de baja impedancia significa que los niveles de salida altos son muy improbables.
El segundo módulo óptico (TL072) actúa como un servo de CC y asegura que la salida del NE5532 esté cerca de cero. Con esta disposición, se puede esperar que el voltaje de compensación de salida sea muy bajo, típicamente no más de un par de milivoltios.
El TL072 tiene un offset de CC muy bajo, pero el NE5532 no - este último está optimizado para sus características de CA, y su compensación de CC es generalmente algo más alto que muchos otros opamps. Sin embargo, el servo TL072 DC no puede omitirse, ya que es necesario para corregir el gran offset creado por los transistores de entrada (por lo menos -3V). Tenga en cuenta que cuando se aplica potencia, habrá un transitorio de salida de alto nivel. Se debe utilizar un circuito de muting para cortar la salida durante al menos 10 segundos después de que se haya aplicado la alimentación.
Tenga en cuenta que, en común con todos los sistemas servo DC, la ganancia se incrementa a frecuencias muy bajas. Hay aproximadamente un 10dB adicional de ganancia en 0.7Hz, por lo que un muy buen filtro rumble / subsónico debe ser utilizado para evitar el exceso de woofer cono excursiones y / o retroalimentación. La ganancia de baja frecuencia puede ser limitada usando una tapa más grande para el servo DC (aumento desde la tapa de 470nF mostrada).
El filtro sugerido es el siguiente
Filtro subsónico para preamplificadores de phono
Frecuencias por debajo de 20Hz no suelen ser capaces de reproducirse, y con la excepción de los sintetizadores y los órganos de tubo, no son una parte deseada del espectro de audio.
El proyecto tal como se presenta aquí se puede utilizar en cualquier lugar que necesite un rolloff rápido para evitar que las señales subsónicas causen estragos. Como se mencionó anteriormente, es esencial para los sistemas de PA de línea de 70V y 100V, o en cualquier lugar en el que un transformador sea impulsado desde un amplificador de potencia. También es muy útil con cajas de altavoces ventiladas, e impide la excesiva excursión de cono
El circuito mostrado es un filtro convencional de Sallen-Key, pero se han hecho algunas simplificaciones para minimizar el número de diferentes componentes de valor. La Q de los filtros ha sido optimizada para permitir una impedancia de entrada más alta de la que sería posible, siendo la Q final de los dos filtros casi exactamente 0.707 (es decir, un filtro Butterworth tradicional). Aunque en teoría la tolerancia de ambos resistores y condensadores debe ser 1% o mejor, en realidad no es tan importante. Se recomiendan resistencias de película metálica al 1% (como siempre), pero sólo para el ruido más bajo, y los condensadores son estándar (es decir, 5% o 10%) de tolerancia.
¿Se descarga una bateria de auto si se coloca en el piso?
Existe la creencia de que si la batería se deja sobre el suelo por el tiempo de una noche y hasta el día siguiente, se va a descargar totalmente. Esto no es cierto. Toda batería sin uso siempre se descargará. En realidad lo correcto es decir que se auto-descarga. Sea que se deposite sobre madera, metal o el piso.
La caja plastica de la bateria ofrece a la misma un recipiente y esta aislada electricamente, ademas de que se necesitaria completar un circuito electrico para que se establezca la transferencia de energia entre los dos medios.
Las baterías se ensamblan en cajas de material plástico llamado Polipropileno y con un grosor de hasta 10 milimetros, de manera que no existe ninguna posibilidad de transferencia de energia entre los elementos de la bateria y tierra atraves de la caja . El material plástico es de alta resistencia al paso de la corriente, resistente a las roturas. por tanto no hay posibilidad de fuga de corriente de la batería al piso. Hablamos de una batería que exteriormente está seca y sin trazas de humedad.
Autodescarga de la bateria
Es un proceso por el cual las baterías se descargan por sí solas debido a las permanentes reacciones químicas que se producen en los electrodos de la batería. Esto genera una descarga lenta y constante, y se produce aunque la batería no esté conectada a una carga o consumo.
Es importante que las baterías se mantengan cargadas en el caso de que no se vayan a utilizar durante un largo periodo de tiempo, dado que la auto descarga severa puede producir la rotura de la misma y que ésta no vuelva a absorber la carga como lo haría sin haber sufrido una auto descarga profunda.
Autodescarga.- La autodescarga de una batería consiste en la pérdida de energía por reacción entre los materiales que forman los elementos de la batería en condiciones de circuito abierto, es decir, cuando no hay carga alguna conectada al circuito de la batería. Depende del tipo de batería y muy directamente de la temperatura, aumentando con esta. Por ello, y dado que los valores estándar suelen venir referidos a una temperatura media (unos 20 ó 25ºC) es preciso tener en cuenta que este factor puede alterarse en algunos casos.
