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cada lámpara, y antes de poner éstas á la venta, y para hacer su funcionamiento más constante, se las somete durante muchas horas á la tensión normal, con el fin de completar la formación del filamento, que bajo la acción de la alta temperatura, obliga á las partículas de osmio á soldarse más íntimamente las unas con las otras, las rugosidades y cavidades que hemos dicho se observan al microscopio en la primera fase de la formación del filamento, se suavizan y rellenan; la superficie total disminuye y al pulimentarse y hacerse más compacto el hilo de osmio, aumenta la intensidad luminosa.

La vida útil que garantiza la Compañía inglesa concesionaria de la venta de estas lámparas, es de 1.000 horas, con un consumo específico de 1,5 vatios por hesner horizontal y una reducción final de intensidad luminosa del 20 por 100.

En la figura 3 se representa una lámpara de osmio, de forma análoga á las usuales de filamento de carbón, pero con tres filamentos en serie.

No se han extendido estas lámparas todavía en el mercado, pues su precio en 1906, para una lámpara de 25 hesners, era de 4 marcos (5 francos) por lámpara al por mayor y de 6 marcos (7,50 francos) al detal. Además, la baja tensión á que funcionan restringe sus aplicaciones á determinados usos, siendo muy convenientes, por la pequeña resistividad y elevado rendimiento luminoso del osmio, para lámparas portátiles, alimentadas con acumulador: alumbrado apropiado para los ferrocarriles y las lámparas de seguridad en los trabajos de las minas. Para esta última aplicación se construye una lámpara de 2 voltios, alimentada por un elemento de acumulador.

Pueden funcionar con corriente continua y alternativa; pero en este último caso, como la mayoría de las veces no es posible montarlas por grupos de muchas en serie, se las puede hacer independientes en las redes que trabajen, por ejemplo, á 110 voltios, alimentando cada lámpara con un pequeño transformador de arrollamiento único de tres bornas y cuyo rendimiento es bueno aun para una potencia tan pequeña.

Los dos extremos del arrollamiento se empalman á la canalización de 110 voltios y una de las bornas extremas, así como la intermedia á la lámpara, obteniéndose la tensión apropiada á cada una. El interruptor se monta en uno de los hilos que conduce la corriente á 110 voltios, para suprimir la pérdida en el núcleo, cuando la lámpara está apagada.

También puede emplearse en las instalaciones de corriente alterna la disposición Ehrentraut con repartidor ó divisor único (figura 4).

A y B son las bornas de la canalización de distribución á las lámparas que se conectan en la red de 110 voltios, por ejemplo. C y D los extremos del arrollamiento del repartidor ó división, que lleva bornas intermedias E, F, etc., en número conveniente para que las tensiones entre C y E, etne E y F,
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etcétera, tengan el valor que se desee. Los interruptores dobles I permiten simultáneamente cerrar uno de los circuitos de lámparas L y conectar la borna de llegada A á la extremidad C de la bovina. Cuando todas las lámparas están apagadas, el arrollamiento del divisor está fuera de circuito y, por consiguiente, queda suprimida la pérdida en vacío en el núcleo.

(Continuado.)

Transformador electrolítico de corrientes alternas en corrientes enderezadas ondulatorias.

SISTEMA O. DE FARIA

Objeto del aparato.—Dada la gran extensión que han tomado las distribuciones de corrientes alternativas y siendo necesarias, para una serie de aplicaciones prácticas, las corrientes enderezadas ó continuas, el Transformador electrolítico de Faria resuelve el problema de la transformación sin mecanismos, ruidos, ni órganos delicados, cuyo cuidado, coste y reparaciones como sucede con las conmutatorices, conmutadores sincronos, grupos rotativos, transformadores, etc., impide su uso en muchos casos. Además estos últimos dispositivos, á menos de trabajar á plena carga, tienen un rendimiento reducido.

El transformador electrolítico de Faria, permite transformar de una manera económica, sencilla y segura la corriente alternativa en corriente enderezada ondulatoria.

Principio en que se funda.—Este aparato está basado en una propiedad del aluminio, descubierta en 1857 por Buff, y comprobada por E. Ducretet en 1875.

El fenómeno observado es el siguiente: Cuando se hace pasar una corriente por un baño electrolítico cuyos electrodos son, el uno de aluminio y el otro de plomo, se observa que la corriente circula fácilmente cuando el electrodo de aluminio es catódico (polo negativo) y al contrario que la corriente es interrumpida cuando el aluminio es ánodo (polo positivo), formándose en este caso, instantáneamente, una capa de aluminio que opone una gran resistencia al paso de la corriente, funcionando analógicamente á una bomba de doble efecto, abriendo y cerrando automáticamente el paso á la corriente como una válvula hidráulica, lo hace con el agua.

En 1895, M. Pollak, ha estudiado estas propiedades tratando de darles aplicación industrial; en 1897, el profesor Graetz, ha descrito un sistema de válvula eléctrica en el Congreso de la Sociedad Alemana de Electroquímica, celebrado en Munich en Junio de 1897, y en su Memoria de 1901, el profesor Blondin, indica los diversos electrolitos que pueden usarse industrialmente á este objeto.

En todos los ensayos para la aplicación industrial de los aparatos existentes anteriormente al de Faria se tropezaba con la polarización, or consecuencia de la cual, la intensidad de la corriente alterna aumentaba, disminuyendo la de la corriente enderezada, y al cabo de poco tiempo, el líquido alcanzaba una temperatura que lo inutilizaba.

Era preciso, pues: 1.º Disponer de un aparato práctico, capaz de dar un funcionamiento de ocho horas continuas; 2.º Dar una corriente suficientemente enderezada que permitiera usarla en todas las apli-
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fato de sosa y se vierte este líquido en los vasos, hasta la mitad de las aberturas ó muescas superiores, ó sea hasta 4 ó 5 centímetros cerca del borde del tubo de plomo.

Esta disolución se hace más fácilmente en caliente; pero no se debe verter en los vasos hasta que se haya enfriado completamente.

Fig. 4.

Los dos conductores de la corriente alternativa se embornan en los terminales señalados (alternativa), y los conductores de la corriente enderezada en los terminales + y -.

Fig. 5.

Es preciso tener la precaución de intercalar un redistato R (fig. 5), para hacer variar el gasto del aparato, y un cortacircuitos C para proteger la línea, así como un amperómetro A para observar constantemente el gasto, y un interruptor bipolar Ix para iniciar ó parar el funcionamiento.

A. Sandaran,
Ingeniero.

(Continuado.)

Fórmulas prácticas para la determinación de saltos y remansos.

El ingeniero norteamericano D. M. Andreiws, ha sometido á la consideración de sus compañeros, un resumen de fórmulas que ha usado para la determinación de los saltos y remansos producidos por la construcción de las presas; estas fórmulas, asegura, son las que le han dado mejores resultados de numerosas experiencias efectuadas sobre distintas presas, situadas en los Estados Unidos. La importancia de disponer de fórmulas consagradas por la experiencia, para obtener el objeto al principio indicado, se hace bien patente para los que, al proyectar obras ó confrontar proyectos, hemos tenido que encaminarnos, como fin primordial, á obtener la solución más conveniente para que no padezcan los consuetudinarios derechos adquiridos por aprovechamientos superiormente situados, ó no sean inundados terrenos cuya expropiación no pueda ó convenga efectuar.

Para determinar el salto producido por la construcción de una presa, es necesario conocer la altura y longitud del umbral, las medidas de las alturas del agua en el sitio de la misma, y el caudal de la corriente que corresponda á cada altura medida.
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de donde se deduce

\[
N \approx 450 \pi \frac{dc}{I} = 1454 \frac{dc}{I}
\]
\[
N \approx 300 \pi \frac{dc}{I} = 942 \frac{dc}{I}
\]

Puede también emplearse para este cálculo la fórmula.

\[
N = 25 K \sqrt{\frac{2c}{I}}
\]

Sección de los conductores.—La densidad de corriente que se admite en los conductores inducidos es de 2 á 4 amperios por milímetro cuadrado. Con este dato puede calcularse la sección de conductores, su forma y sus dimensiones, desnudo y aislado, para repartir los conductores uniformemente sobre la superficie del inducido, si es liso ó en las ranuras si ha de ser dentado.

Ranuras.—El número de ranuras sobre la superficie del inducido, debe ser igual al de haces activos ó igual á su mitad si el devanado se hace en dos capas.

Para decidirlo, se calcula el paso de dentadura, y este paso se divide en dos partes ligeramente desiguales asignando la mayor al hueso y la menor al diente. Si fija la forma y la profundidad, teniendo en cuenta que esta dimensión ha de ser de 7,5 á 3,5 veces su ancho.

Fuerza electromotriz.—La fuerza electromotriz que debe producirse en el inducido, ha de ser igual á la diferencia de potencial que se pide en los terminales de la máquina, más un 1,5 á 3 por 100, debido á la caída de potencial interior.

Flujo útil.—Con los datos ya conocidos, puede calcularse el flujo útil que deben cortar las espiras inducidas; para ello tomaremos la fórmula

\[
N = \frac{E \times 10^8 c}{nNp}
\]

deducidas de la fórmula de la fuerza electromotriz

\[
E = \frac{P}{c} nNN 10^{-8} \text{ voltios}.
\]

Siendo

E = fuerza electromotriz que produce la máquina,
\( \varphi \) = la mitad del número de polos,
c = mitad del número de circuitos derivados,
n = número de revoluciones por segundo, y
N = total del número de conductores.

Sección del entrehierro.—En el campo del entrehierro se admite una inducción \( B_e = 5.000 \) ó 9.000. La sección del entrehierro la calcularemos por la fórmula

\[
S_c = \frac{N}{B_e} = \frac{E \cdot 10^8}{nN\varphi}
\]

Esta sección será también la superficie de alisaje en la pieza polar.

Pieza polar.—Una de las dimensiones del alisaje es el arco polar que debe cubrir 0,5 á 0,8 del paso polar. La otra dimensión, ó sea el largo axial, se calculará teniendo en cuenta la superficie.

Dimensiones del inducido.—El largo total del inducido será el mismo asignado á la pieza polar, pero de este largo total hay que descontar el espesor de los aislantes y el de los canales de ventilación, y así se tendrá el largo útil.

Si el aislante colocado entre disco y disco es el papel, la longitud se reduce en un 10 á 15 por 100, y si se emplea el barniz ó la oxidación, en un 5 á 10 por 100.

Los canales de ventilación son próximamente de un centímetro y se colocan á cada 15 ó 20 centímetros de longitud.

Por la sección radial del inducido debe circular la mitad del flujo que sale de las piezas polares, luego admitiendo una inducción \( B_a \), calcularemos la sección

\[
S_a = \frac{1}{2} \frac{N}{B_a}
\]

y conociendo el largo axial útil, se calculará el espesor radial del inducido.
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unen normalmente, encajándose una en otra por su escotadura central, y que impiden, en absoluto, que se toquen los electrodos, entre los cuales se ajustan las cuatro varillas extremas de esas dos piezas. Esta separación entre los electrodos, se puede conseguir también por otro medio distinto, que deja libre el interior del tubo, formado por la hélice del electrodo más pequeño F, y que consiste, sencillamente, en un aro de ebonita, del que salen verticalmente y hacia abajo tres ó más varillas, que se introducen en el espacio anular que entre los electrodos queda.

El detalle del cierre hidráulico, pieza importante del contador, puede verse en la figura 3, en la que cada letra indica lo que á su continuación se expresa:

Fig. 1.a

E Tapón de caucho, que se ajusta en el de la boca del voltímetro (figs. 1 y 2), y en cuyo centro está asegurado
M-N, tubo, de vidrio ó ebonita, ensanchado desigualmente en su parte inferior, cuyo extremo N está abierto y aguzado y rodeado por
P-O-Q, de mayor diámetro, con el que forma cuerpo y en el que hay varios orificios pequeños P, Q y agua ó otro líquido apropiado hasta
R., que indica el nivel alcanzado por éste último, cuando el cierre hidráulico se halla fuera del voltímetro.

Fig. 2.a

La figura 4 es una vista del contador abierto, y la 5 otra del mismo cuando está cerrado.
Basta con lo expuesto, sin más que agregar, que el electrolito que se usa en esos contadores es una disolución en agua de soda ó de potasa cáusticas, precisamente de excelente calidad, para describir tan sencillo aparato.
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Modo de funcionar el contador.

Fácil es, por lo ya dicho, y teniendo á la vista las figuras 1 y 3, explicarse el modo de funcionar del contador.

Al pasar la corriente eléctrica de uno á otro de los electrodos F y G, á través del electrolito, se descompone el agua, y el oxígeno y el hidrógeno, que combinados le forman, se van acumulando en la parte superior del voltámetro.

En virtud de la presión creciente que ese desprendimiento de gases va produciendo el líquido del cierre hidráulico (fig. 3) va bajando de nivel en el espacio anular que existe entre P-Q y M-N, y va subiendo en el interior de este último.

Llega un instante en que, por ese movimiento del líquido del cierre hidráulico, queda al descubierto exteriormente el extremo N, del tubo M-N, y los gases se escapan, á través de este último, al exterior, lavándose en el líquido en el contenido. Esta corriente gaseosa, sujeta de propósito á bruscos cambios de velocidad y de dirección, que circula á través de los orificios P y Q y del tubo M-N, continúa mientras dura la electrolisis.

El número de burbujas que atraviesa el tubo M-N, en un tiempo dado, mientras no cambia la presión atmosférica ni la cantidad de líquido del cierre hidráulico, es rigurosamente proporcional á la intensidad de la corriente y en tales circunstancias, nada difíciles de llenar en espacios de tiempo no muy largos, el contador puede tener algunas aplicaciones científicas.

El incesante movimiento del líquido del cierre, entraña constantes variaciones de presión en el interior del voltámetro; así es que, si su tubo de nivel ó escala B (fig. 1) se deja en libre comunicación con la atmósfera, por su parte superior, el nivel del electrolito en el contenido, experimenta continuas y grandes variaciones. Para impedir esto y poder efectuar las lecturas, aunque el contador esté en marcha, se ha puesto en comunicación la parte superior de la escala B con el interior del voltámetro, por medio de la horquilla C, y de este modo, como el empuje que sufre el líquido de la escala por su parte inferior en un sentido, se destruye con el que experimenta en contraria dirección por su parte superior, el nivel del líquido no varíen los que quieran los cambios de presión atmosférica y de la tensión de los gases del voltámetro.

Esa fluctuación constante de los tubos de nivel, que se hallan en libre comunicación con la atmósfera, se ha aprovechado en algunos tipos de contadores Krumer, en los que hay dos tubos de ese género: el uno, que sirve para hacer las lecturas, con su arranque por debajo de los electrodos, en donde el electrolito se halla tranquilo y con su parte superior unida, como expresa la fig. 1, al interior del voltámetro, y el otro con su arranque sobre los electrodos ó donde estos se
La Energía eléctrica (1907-07-25 00:00:00), página 7

Lámpara de filamento de tántalo, 25 hefners, 110 voltios (1).

    Tensión en las bornas en voltios.
    Corriente en amperios.
    Resistencia del filamento en ohmios.
    Potencia absorbida en vatios.
    Intensidad luminosa horizontal en bujías horizontales.
    Consumo específico en vatios por bujía.

    Medida.
    Calculada.

    105
    0,375
    280
    39
    17,4
    17,19
    2,37

    110
    0,385
    285
    42,5
    20,7
    20,7
    2,05

    115
    0,400
    287,5
    46
    24,9
    24,73
    1,85

    120
    0,420
    287
    49
    28,5
    20,3
    1,72

Respecto al exceso de carga de estas lámparas, se ha comprobado que en lámparas como la del cuadro anterior, no se han fundido los filamentos hasta tensiones de 260 á 300 voltios.

Análogas experiencias han efectuado los señores A. E. Kennelly y S. E. Whiting, con ampolla de cristal deslustrado, como puede verse en el cuadro siguiente, completado por M. Rodet, que ha calculado los valores de la 3.a columna.

Fig. 13.

Lámpara de filamento de tántalo de 25 hefners, 110 voltios, ampolla deslustrada.

    Tensión en las bornas en voltios.
    Intensidad luminosa horizontal en bujías inglesas (2).
    Bujías inglesas por vatio.

    Medida.
    Calculada.

    90
    7
    8,06
    0,26

    96
    10
    10,44
    0,35

    100
    12,5
    12,30
    0,44

    104
    15
    14,38
    0,50

    110
    18
    18
    0,55

    120
    27
    25,5
    0,60

    130
    37
    35,1
    0,68

El profesor W. Ambler, ha determinado gráficamente la distribución del flujo luminoso en un plano meridiano de tres lámparas de incandescencia; dos de filamento de tántalo y una de filamento de carbón, pudiendo apreciar claramente las diferencias, en las curvas de la figura 14.

Curva A, corresponde á una lámpara de filamento de Tántalo de 25 hefners ó 22 candles (bujía inglesa), de ampolla de cristal claro; que absorbe 0,35 amperios á 110 voltios, ó sean 38,5 vatios.

Curva B, corresponde á una lámpara de filamento de Tántalo de 25 hefners nominales, de ampolla de cristal deslustrado, que absorbe 0,36 amperios á 110 voltios, ó sean 39,6 vatios.

Curva C, corresponde á una lámpara de filamento de carbón de 16 candles, que consume 3,1 por candle horizontal.

Las medidas de resistencia que con una lámpara de tántalo Siemens y Halske, de 25 hefners (22 candles), á 110 voltios, de ampolla de cristal deslustrado, hechas por los señores A. E. Kennelly y S. E. Whiting, trabajando á diversas tensiones, han dado los resultados que en el siguiente cuadro se consignan:

    Fusión en voltios
    0
    20
    40
    60
    80
    120
    143,3
    316,8

    Resistencia en ohmios
    55
    180
    225
    250
    270
    300

(1) Rodet, obra citada.
(2) La standard candle, unidad de intensidad luminosa empleada en Inglaterra y Estados Unidos, vale 1,32 bujías decimales.
La Energía eléctrica (1907-08-10 00:00:00), página 11

flujo antagonista de la armadura, y para ello sabemos que es preciso aumentar el número de amperio-vueltas en

\[
(mi) \alpha = \frac{NI}{14 \frac{pe}{c}} \quad \text{(para inducidos en tambor).}
\]
\[
(mi) \alpha = \frac{NI}{7 \frac{pe}{c}} \quad \text{(para inducidos en anillo).}
\]

El número total de amperio-vueltas será
\[
mi = (mi) e + (mi) \alpha.
\]

Cálculo de las vueltas, según el método de excitación.—Conocidos los amperio-vueltas totales, bastará conocer la intensidad para obtener las vueltas, por división
\[
m = \frac{mi}{i}.
\]

Si la máquina está excitada en serie, la intensidad que circula por el inductor es la total producida por la máquina
\[
i = I.
\]

Si la excitación es en derivación, se toma para valor de \( i \) 0,01 á 0,03 de I.
Si la excitación es compuesta hay que repartir los amperio-vueltas totales (\( mi \)) entre la serie y la derivación.

Para ello, una vez conocido el número (\( mi \)) se repite el cálculo, considerando el caso extremo en que la máquina funcione en circuito abierto. La fuerza electromotriz E que la máquina debe ahora producir, será la diferencia de potencial exigida en las bornas de la dinamo, aumentada solamente en la caída de potencial producida dentro del inducido, porque ahora no circula corriente por la excitación en serie.
Con este valor de E se calculan nuevamente N y N', y se repite el cálculo de los amperio-vueltas.
El resultado obtenido (\( mi \)) se referirá únicamente á la excitación en derivación, y la diferencia
\[
mi - mi' = m'' i''
\]
nos dará los amperio-vueltas en serie.

En cada uno de los circuitos, se calcula m por división.

Sección de los conductores.—La sección de los conductores en serie se calcula, fijando la densidad, en 0,75 á 1,75 amperios por milímetro cuadrado.

Para los conductores en derivación se empieza por fijar el espesor del devanado, que no debe pasar de 8 á 10 centímetros; se fija también el espesor del cartón, madera ó metal, de que va á formarse el cilindro interior del carrete, y con estos datos se calcula la longitud de \( Im \) de la espira media. La longitud del hilo que recubre el carrete, será \( lm' \) y la intensidad de la corriente que lo recorre
\[
i = \frac{v}{\varphi \frac{lm'}{S}}.
\]

Siendo \( i \) y \( v \) la intensidad y la diferencia para cada carrete, según el agrupamiento que demos á todo entre sí.

De la anterior fórmula se deduce:
\[
S = \varphi \frac{Im (mi)}{v}.
\]

Conocida la sección, se le da forma circular ó laminar, según las dimensiones, se aumentan éstas en el espesor de los aislantes y se acaba de proyectar el carrete.

Si el espesor del devanado resultare superior á 8 ó 10 centímetros, la bobina se enfriará difícilmente, y debe entonces creerse que el núcleo se ha escogido demasiado corto. Se varía esta dimensión y se repite el cálculo.

Francisco Morales Fernández.

(Continuará.)
La Energía eléctrica (1907-08-10 00:00:00), página 9

El espesor radial de las láminas se escogerá de manera que resulte fácil y segura su sujeción entre sí y con la manga interior del colector.

Escobillas.—Determinada la clase de frotadores que se van á emplear, se calcula la sección de contacto, admitiendo una densidad de corriente de 0,25 á 0,35 amperios por milímetro cuadrado para los frotadores de cobre, y de 0,05 á 0,1 para los de carbón.

Se da forma á la sección calculada, teniendo en cuenta que su ancho debe ser de 1,5 á 3 veces el ancho de las láminas del colector.

Se escogen los carbones de este ancho y emplearemos tantos como sea preciso para que sumemos la sección de contacto anteriormente calculada.

Longitud del colector.—Teniendo en cuenta el número de carbones, sus dimensiones y la conveniente separación entre ellos, se calcula definitivamente la longitud del colector.

Longitud de entrehielro.—Para calcular la longitud del entrehielro, hay que tener en cuenta el flujo transversal.

Llamemos \( \beta \) el ángulo correspondiente á la abertura de una pieza polar, vista desde el centro del inducido, que aproximadamente será

\[
\beta = \pi - 2a
\]

El número de conductores que corresponde á este ángulo, será \( \frac{\beta N}{2\pi} \), y la corriente que circulará por ellos, será \( \frac{I}{2c} \), luego la fuerza magnetomotriz desarrollada, tendrá por expresión

\[
F = 4\pi \frac{\beta N}{2\pi} \times \frac{I}{2c} = \frac{\beta NI}{c}
\]

y el flujo á través del entrehielro, será

\[
\frac{\beta NI}{c} : \frac{\delta_x}{S_x} = \frac{\beta NIS_x}{2c\delta_x}
\]

Veamos ahora la condición de límite. El flujo transversal es opuesto al principal en los cuernos de entrada de las piezas polares, y es evidente que el buen funcionamiento de la máquina exige que en el entrehielro sea siempre menor el flujo transversal que el principal, esto es

\[
\frac{\beta NIS_x}{2c\delta_x} < H \frac{S_x}{2}
\]

de donde

\[
\frac{NI}{2c} < \frac{H\delta_x}{2\beta}
\]

ó bien expresando I en amperios y \( \beta \) en grados se tiene

\[
N \frac{1}{2c} 10^{-1} < \frac{H\delta_x}{2\beta \frac{2\pi}{360}} \quad ó \quad N \frac{1}{2c} < 287 \frac{H\delta_x}{\beta}
\]

Para facilitar la conmutación, la experiencia ha demostrado que el número \( \frac{NI}{2c} \) de amperioconductores en el inducido, no debe exceder de los siguientes valores:

\[
\frac{NI}{2c} \leq 145 \frac{H\delta_x}{\beta} \text{ para inducidos en anillo.}
\]

y

\[
\frac{NI}{2c} \leq 190 \frac{H\delta_x}{\beta} \text{ para inducidos en tambor.}
\]

de donde se deduce respectivamente

\[
l_t \geq \frac{N\beta}{145H} \cdot \frac{I}{2c}
\]
\[
l_t \geq \frac{N\beta}{195H} \cdot \frac{I}{2c}
\]

Si esta longitud resultase muy grande, vendría en perjuicio de los amperio-vueltas de excitación, y para disminuirla, habrá que aumentar el número de polos de la máquina, con lo cual \( \beta \) disminuye rápidamente.

Cálculo del inductor.—Flujo total.—Para calcular el flujo total que la máquina puede producir,