TUBO DE RAYOS CATÓDICOS
TUBO DE RAYOS CATÓDICOS
INDICE INDICE 1. INTRODUCCION 1. INTRODUCCION 1.1 Inicios 1.1 Inicios 1.2 Partes 1.2 Partes
1.3 ¿Cómo se dirigen los electrones a la pantalla? 1.3 ¿Cómo se dirigen los electrones a la pantalla? 1.4 Aplicaciones 1.4 Aplicaciones 2. FUNCIONAMIENTO 2. FUNCIONAMIENTO 2.1 Relación carga-masa 2.1 Relación carga-masa
2.2 Movimiento entre las placas del condensador 2.2 Movimiento entre las placas del condensador 2.3 Movimiento !era de
2.3 Movimiento !era de las placas del condensadorlas placas del condensador 3. LA TELEVISIÓN
3. LA TELEVISIÓN
3.1 "os monitores en color con t!#os catódicos 3.1 "os monitores en color con t!#os catódicos 4. DIFERENCIAS ENTRE
4. DIFERENCIAS ENTRE LOS TUBOS CALOS TUBOS CATÓDICOS DE TÓDICOS DE LOS TELEVISORES YLOS TELEVISORES Y MONITORES, Y LOS DE LOS OSCILOSCOPIOS
MONITORES, Y LOS DE LOS OSCILOSCOPIOS 5. DIFERENCIAS ENTRE
5. DIFERENCIAS ENTRE EL TUBO DE EL TUBO DE RARAYOS CAYOS CATÓDICOS Y LATÓDICOS Y LA TELEVISIÓN LCD
TELEVISIÓN LCD
1.-INTRODUCCIÓN 1.-INTRODUCCIÓN $n t!#o de
$n t!#o de ra%os catódicos consiste esencialmente en !n ca&ón de ra%os catódicos consiste esencialmente en !n ca&ón de electroneselectrones capa' de generar !n delgado (a' electrónico) !n sistema de*ector % !na
capa' de generar !n delgado (a' electrónico) !n sistema de*ector % !na pantalla rec!#ierta por !na +na capa de !na s!stancia l!miniscente. pantalla rec!#ierta por !na +na capa de !na s!stancia l!miniscente. ,l t!#o de ra%os catódicos o RC es !na de las principales pie'as en el ,l t!#o de ra%os catódicos o RC es !na de las principales pie'as en el
!ncionamiento de !n televisor. racias a esta v/lv!la electrónica las se&ales !ncionamiento de !n televisor. racias a esta v/lv!la electrónica las se&ales el0ctricas !e se procesan desde s! recepción en la antena % (asta s! llegada el0ctricas !e se procesan desde s! recepción en la antena % (asta s! llegada a la placa #ase del RC) p!eden ser convertidas en inormación l!mnica.
a la placa #ase del RC) p!eden ser convertidas en inormación l!mnica.
- IICI56 - IICI56
,l t!#o de ra%os catódicos) o CR) !e desarrollado por 7erdinand 8ra!n) !n ,l t!#o de ra%os catódicos) o CR) !e desarrollado por 7erdinand 8ra!n) !n cient+co Alem/n) en 19:; pero no se !tili'ó (asta la creación de los primeros cient+co Alem/n) en 19:; pero no se !tili'ó (asta la creación de los primeros televisores a +nales de la d0cada de 1:4<. A pesar de !e los t!#os de ra%os televisores a +nales de la d0cada de 1:4<. A pesar de !e los t!#os de ra%os catódicos !e se !tili'an en los monitores modernos t!vieron m!c(as
catódicos !e se !tili'an en los monitores modernos t!vieron m!c(as
modi+caciones !e les permitieron me=orar la calidad de la imagen) sig!en modi+caciones !e les permitieron me=orar la calidad de la imagen) sig!en
!tili'ando los mismos principios #/sicos.
"a primera versión del t!#o catódico !e !n diodo de c/todo ro) en realidad !na modi+cación del t!#o de Croo>es con !na capa de ósoro so#re el rontal. A este t!#o se le llama a veces t!#o 8ra!n. "a primera versión !e !tili'a#a !n c/todo caliente !e desarrollada por @. 8. @o(nson % . B. Bein(art de la
sociedad Bestern ,lectric. ,ste prod!cto se comerciali'ó en 1:22.
- PAR,56
"as partes !e componen !n RC son6
Filamento6 ,s el elemento caleactor del c/todo) es decir) le proporciona la energa calor+ca necesaria para !e se desprendan electrones del .
Cátodo6 Cilindro (!eco de n!el rec!#ierto en s! eDtremo derec(o por
s!stancias emisoras de electrones EóDido de #ario % estroncioF. ,n s! interior se enc!entra el +lamento. "a tensión entre el % el +lamento no de#e eDceder del lmite m/Dimo marcado por cada tipo de t!#o.
Wenhelt 6 am#i0n conocida como re=illa de control consiste en !n cilindro met/lico con !n ori+cio circ!lar en el ondo) el c!al rodea al c/todo % c!%a misión es la de controlar el *!=o de electrones !e desde el se dirigen a la pantalla.
Ánodo acelerador 6 ,Disten 3) tienen orma de cilindro) %a dan !na aceleración a los electrones a trav0s de dierentes dierencias de potencial.
Ánodo de enfoque6 Como a partir del primer /nodo acelerador el (a' se (ace divergente) ese necesario concentrarlo % para ello se !tili'a el /nodo de
eno!e. Cada t!#o tiene !na tensión de eno!e óptima.
Pantalla del tubo de imagen6 ,s la parte +nal del RC % so#re la !e va a incidir el (a' de electrones !e al c(ocar con ella prod!cir/ !n p!nto l!minoso. ,st/ ormada por6 la parte eDterna de vidrio) la capa *!orescente !e c!#re la cara interna) % !na pelc!la de al!minio vapori'ado.
- ¿CGM 5, HIRI, "5 ,",CR,5 A "A PAA""A?
,l pincel de electrones emitido por el c/todo de !n RC no c(oca
permanentemente en el centro de la pantalla) sino !e reci#e dos movimientos sim!lt/neos de vaiv0n ó de de*eDión6
1.Movimiento en sentido horizontal 6 de*eDión (ori'ontal.
,l campo magn0tico se consig!e mediante las llamadas #o#inas de desviación (ori'ontal o de lneas.
2.Movimiento en sentido vertical 6 de*eDión vertical.
,l campo magn0tico se consig!e mediante las llamadas #o#inas de de*eDión vertical o de c!adro) por las !e se (ace circ!lar !na intensidad de corriente tam#i0n en orma de diente de sierra.
Con estos dos movimientos se o#tiene en la pantalla !na serie de lneas casi (ori'ontales. Hada la gran rapide' de repetición del #arrido de las lneas) el o=o las integra) dando la sensación de !e toda la pantalla est/ il!minada al mismo tiempo.
,stas de*eDiones se consig!en con a%!da de campos magn0ticos) %a !e c!ando el c(orro de electrones atraviesa !n campo magn0tico perpendic!lar a s!s lneas de !er'a) s!re !na desviación.
Kar F!r"#$a$" Bra%$ &1'5(-1)1'*+ Premiado en 1:<: con el Premio o#el de 7sica) =!nto con Marconi por s! tra#a=o en el desarrollo de la telegraa sin (ilos % especialmente por las me=oras t0cnicas introd!cidas en el sistema de transmisión.
El tubo de Crookes consiste en !n t!#o de vaco por el c!al circ!lan !na serie de gases) !e al aplicarles electricidad ad!ieren *!orescencia) de a( !e sean llamados
- AP"ICACI,56
,l t!#o de ra%os catódicos es !n dispositivo de vis!ali'ación !tili'ado principalmente en pantallas de ordenadores) televisiones % osciloscopios) a!n!e en la act!alidad se tiende a ir s!stit!%0ndolo pa!latinamente por tecnologas como plasma) "CH) H"P) etc.
T% "! ra/0 a"#0 ara !!#0#$.
,n televisión) el t!#o de ra%os catódicos se designa rec!entemente como t!#o de imagen o simplemente como pantalla % tiene caractersticas partic!lares para esta aplicación) distintas a las de los t!#os de ra%os catódicos !tili'ados en los osciloscopios) en partic!lar s! orma) dimensiones % m0todo de de*eDión del (a' electrónico.
2.-FUNCIONAMIENTO 2.1 elaci!n Carga"masa
,ntre los a&os 19:9 a 1:<3) el sico ingl0s @. @. (omson ) reali'ó el primer eDperimento interesante !e cond!=o a !n modelo so#re la composición de los /tomos. ,st!dió la descarga el0ctrica !e se prod!ce dentro de t!#os al vaco parcialEalgo de aireF) llamados !#os de Ra%os Catódicos. ,l aire enrarecido sirve para !e) si alg!na partc!la pe!e&a se despla'a % c(oca !na mol0c!la de itrógeno ! Dgeno) se prod!'ca !na il!minación en la dirección del *!=o de partc!las de modo !e p!eda ser identi+cado.
(omson encontró !e c!ando !n volta=e s!+cientemente alto Eproveniente de !na pila o #o#inaF era aplicado entre los electrodos ) !n ra%o !e el llamó ra%o catódico Epor!e comen'a#a en el electrodo negativo de la pilaF) se prod!ca. ,ste ra%o via=a#a (acia el electrodo EJF por lo !e ded!=o !e se trata#a de !n *!=o de partc!las repelidas por el electrodo E-F !e necesariamente signi+ca#a !e eran partc!las cargadas E-F atradas por el electrodo EJF % !e llamó desde entonces electrones e- .
Para demostrar !e eectivamente se trata#a de partc!las cargadasE-F)
(omson ideó colocar otra pila con electrodos EJF % E-F perpendic!lares al (a' !e se origina en el polo E-F. As) 0l tam#i0n desc!#rió !e el *!=o se desvia#a (acia el polo EJF de la pila.
(omson p!do encontrar la ra'ón carga Kmasa para el electrón midiendo la desviación del (a' de electrones aplicando campos magn0ticos E Im/n) simplementeF % el0ctricos) logrando como res!ltado !e6
Honde la carga del electrón se mide en co!lom#s % es la masa del electrón en gramos.
2.2 Movimiento entre las #lacas del condensador
C!ando eliminamos el campo magn0tico) el electrón se m!eve #a=o la acción de la !er'a el0ctrica 7L, constante en la región del condensador
perpendic!lar a la dirección inicial de s! velocidad. $tili'amos las ec!aciones del movimiento c!rvilneo #a=o aceleración constante para posteriormente (allar s! tra%ectoria6
5i " es la longit!d del condensador) la desviación vertical % de la partc!la al salir de s!s placas ser/ 6
2.$ Movimiento fuera de las #lacas del condensador
$na ve' !e el electrón (a salido de las placas del condensador) sig!e !n movimiento rectilneo !niorme) (asta !e llega a la pantalla. "a desviación total del (a' en la pantalla sit!ada a !na distancia H del condensador es6
Honde v% % vD son las componentes del vector velocidad en el instante en el !e el electrón a#andona la región sit!ada entre las placas del condensador DL".
3.-LA TELEVISIÓN
"a introd!cción del llamado t!#o de ra%os catódicos o tubo de Braum) por 5. (omson en 19: !e !n precedente !e tendra gran transcendencia en la
televisión) si #ien no se p!do integrar) (asta entrado el siglo NN % !e perd!ra en la primera mitad del NNI. Con 0l se (a conseg!ido transormar energa
el0ctrica en energa l!minosa.
"a primera imagen so#re !n t!#o de ra%os catódicos se ormó en 1:11 en el Instit!to ecnológico de 5an Peters#!rgo % consista en !nas ra%as #lancas so#re ondo negro % !eron o#tenidas por 8oris Rosing % s! est!diante Oladimir osma Qor%>in. "a captación se reali'a#a mediante dos tam#ores de espe=os % genera#a !na eDploración entrela'ada de 3< lneas % 12) c!adros por
seg!ndo.
"as se&ales de sincronismo eran generadas por potenciómetros !nidos a los tam#ores de espe=os !e se aplica#an a las #o#inas de*eDoras del t!#o de ra%os catódicos) c!%a intensidad de (a' era proporcional a la il!minación !e reci#a la c0l!la otoel0ctrica.
M/s adelante se !eron reali'ando investigaciones !e conllevaron
desc!#rimientos) entre ellos) el de la televisión en color !e conocemos en la act!alidad.
- "5 MIR,5 , C"R C $85 H, RA5 CAGHIC5
"as se&ales digitales del entorno son reci#idas por el adaptador de OA. ,l adaptador lleva las se&ales a trav0s de !n circ!ito llamado convertidor analógico digital EHACF. Hic(o circ!ito contiene tres convertidores) !no por cada color #/sico !tili'ado en la vis!ali'ación6 ro=o) a'!l % verde.
,l adaptador enva se&ales a los tres cañones de electrones Een el caso de la televisión monocrom/tica sólo (a#a !n ca&onF . Cada ca&ón de electrones eDp!lsa !na corriente de electrones contin!amente. $na cantidad determinada por cada !no de los tres colores #/sicos.
,l adaptador tam#i0n enva se&ales a !n mecanismo en el c!ello del t!#o de ra%os catódicos !e enoca % dirige los ra%os de electrones. Parte del
mecanismo es !n componente) ormado por material magn0tico % #o#inas) !e a#ra'a el c!ello del t!#o de ra%os catódicos) !e sirve para mandar la
desviación de los (aces de electrones) llamado yugo de desvío magnético. "as se&ales enviadas al %!go de a%!da determinan la resol!ción del monitor Ela cantidad de pDeles (ori'ontal % verticalmenteF % la rec!encia con !e la imagen de la pantalla ser/ redi#!=ada.
$na imagen se constit!%e en la pantalla del monitor por la activación selectiva de !na m!ltit!d de p!ntos de imagen.
"os ra%os pasan a trav0s de los ag!=eros en !na placa de metal
llamada máscara de sombra o mascara perforada. "a !nción de la m/scara es mantener los ra%os de electrones alineados con s!s #lancos en el interior de la pantalla de t!#o de ra%os catódicos % de#e ser lo m/s transparente posi#le para me=orar el #rillo.
"os electrones) con distinta desviación) golpean el revestimiento de ósoro dentro de la pantalla % se il!mina. 5e !tili'an tres materiales de ósoro dierentes) !no para cada color #/sico. ,l ósoro se il!mina de orma
proporcional a la cantidad de electrones emitidos. Para crear dierentes colores se com#inan las intensidades de los (aces de electrones de los tres colores #/sicos % si el (a' de electrones es el mismo en los tres casos prod!ciremos la l!' #lanca. Hesp!0s de !e cada (a' de=e !n p!nto de ósoro) este continSa il!minado #revemente) a ca!sa de !na condición llamada persistencia. Para !e !na imagen permane'ca esta#le) el ósoro de#e de ser reactivado
,sta es la orma de mostrar !n p!nto en la pantalla) pero ¿cómo se consig!e rellenar toda la pantalla de p!ntos? "a resp!esta es /cil6 el ca&ón de
electrones activa el primer p!nto de la es!ina s!perior i'!ierda %) r/pidamente) activa los sig!ientes p!ntos de la primera lnea (ori'ontal. Hesp!0s sig!e pintando % rellenando las dem/s lneas de la pantalla (asta llegar a la Sltima % v!elve a comen'ar el proceso proceso conocido
como refresco de pantalla% se reali'a T< veces por seg!ndo. ,sta acción es tan r/pida !e el o=o (!mano no es capa' de disting!ir cómo se activan los p!ntos por separado) perci#iendo la il!sión de !e todos los pDels se activan al mismo tiempo.
!#o de #arrido en color
16 res ca&ones de electrones. 26 aces de electrones.
36 M/scara para separar los ra%os ro=os) a'!les % verdes de la imagen vis!ali'ada.
46 Capa osorescente con 'onas receptivas para cada color.
6 ran s!per+cie plana so#re la cara interior de la pantalla c!#ierta de ósoro.
4.-DIFERENCIAS ENTRE LOS TUBOS CATÓDICOS DE LOS TELEVISORES Y MONITORES, Y LOS DE LOS OSCILOSCOPIOS
,n el caso de los televisores % de los monitores de comp!tador modernos) todo el rontal del t!#o se o#tiene por esc/ner segSn !n recorrido de+nido) % se crea la imagen (aciendo variar la intensidad del *!=o de electrones Eel (a'F a lo
largo del recorrido. ,l *!=o en todas las O modernas es desviado por !n campo magn0tico aplicado so#re el c!ello del t!#o por !n %!go magn0ticoU )!e est/ ormado por #o#inas Ea men!do dosF env!eltas so#re errita % controladas por !n circ!ito electrónico. Vste sera !n #arrido por desviación magn0tica.
,n el caso de !n osciloscopio) la intensidad del (a' se mantiene constante) % la imagen es di#!=ada por el camino !e recorre el (a'. ormalmente) la
desviación (ori'ontal es proporcional al tiempo) % la desviación vertical es proporcional a la se&al. ,n el t!#o del osciloscopio el sistema de de*acción del (a' de electrones es electrost/tico lo !e permite ma%ores velocidades del movimiento del (a') % !na ma%or +delidad del movimiento del (a' respecto a la se&al in%ectada) %a !e no est/ s!=eto a las sat!raciónes magn0ticas ni al eecto de (ist0resis de las #o#inas como oc!rre en las televisones.
6#07r!0#06 endencia de !n material a conservar !na de s!s propiedades) en a!sencia del estm!lo !e la (a generado
5.-DIFERENCIAS ENTRE EL TUBO DE RAYOS CATÓDICOS Y LA TELEVISIÓN LCD
- HIM,5I,56
"os monitores "CH son elegantes % +nos) % estas son las principales ra'ones de s! atracción. "os CR) en cam#io son vol!minosos % oc!pan m!c(o espacio. A!n!e alg!nos CR tienen !n #onito per+l) los "CH son todava m/s delgados. Adem/s) !n monitor "CH tiene generalmente !na pro!ndidad menor a 3< cm. la ma%ora de los modelos p!eden ser separados % apo%ados a dierentes
s!per+cies o incl!so en la pared. "os "CH tam#i0n pesan aproDimadamente la mitad del peso de !n monitor CR.
,l ganador6 "os "CH. - C"R6
,n pocas pala#ras) los colores de !n monitor "CH no se corresponden con los de !n CR. ,n la ma%ora de los casos) los CR proporciona colores de mas calidad !e los "CH. He#ido a esto) los artistas pre+eren monitores CR) sin em#argo) a la ma%oria de los !s!arios no les molesta esta desventa=a del "CH. anador6 "os CR.
- 7R,C$,CIA6
Mide en (er'ios o miliseg!ndos) la tasa de emisión es m/s o menos el tiempo !e necesita para imprimir !na imagen en la pantalla. ,n gneeral) los
monitores CR son conocidos por s! #a=a rec!encia rente los "CH. ,sto p!ede incl!so ca!sar cansancio en la vista.
Por otra parte) los monitores "CH no s!ren de pro#lemas de act!ali'ación) %a !e cada pDel es activado o desactivado) segSn sea necesario. 5in em#argo) esto lleva a otro pro#lema6 el tiempo de resp!esta de pDel. ,n los videos % video=!egos de gran calidad este pro#lema es evidente) la n!eva imagen se s!perpone a la anterior en la pantalla. 5in em#argo) alg!nos monitores "CH (an eliminado este pro#lema.
,l ganador6 o decidido.
- C5$MICIG H, P,CIA6
"os monitores "CH gastan menos de la mitad de la energia !e gasta !n monitor CR. am#i0n) lacantidad de calor generado por !n monitor "CH es menor !e la de !no CR. ,sto singni+ca !e s! sistema de aire acondicionado tiene menos tra#a=o !e (acer) lo !e se trad!ce a !n ma%or a(orro de
energa.
,l ganador6 los "CH. - R,5"$CIG6
"os monitores "CH m!estran inormación con la !nica resol!ción para la !e se dise&aron. "os monitores CR derrotan a los "CHs en este aspecto) %a !e no tienen ese pro#lema. "os CRs p!eden cam#iaer entre m!ltiples a=!stes de resol!ción sin !na degradación signi+cativa de la imagen.
,l ganador6 los CR.
Ademas de todo esto los CRs son mas #aratos !e los "CH. ,l ganador6 los CRs.
,n res!men) las venta=as de los "CH son s! tama&o) s! menor cons!mo % el (ec(o de !e la pantalla no tiene parpadeoW % las venta=as de los CR son el costo) el /ng!lo de visión) la menor gama de colores % la p!re'a de color.
