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Tubo de rayos catódicos

El tubo de rayos catódicos (CRT, del inglés Cathode Ray Tube) es una tecnología que permite visualizar imágenes mediante un haz de rayos catódicos constantemente dirigido contra una pantalla de vidrio recubierta de fósforo y plomo.[1]​ El fósforo permite reproducir la imagen proveniente del haz de rayos catódicos, mientras que el plomo bloquea los rayos X para proteger al usuario de sus radiaciones. Fue desarrollado por William Crookes en 1875. Se empleó principalmente en monitores, televisores y osciloscopios, aunque en la actualidad se está sustituyendo rápidamente por tecnologías como plasma, LCD, LED. En la actualidad es una tecnología obsoleta y prácticamente en desuso.

Tubo de rayos catódicos.

Orígenes

El tubo de rayos catódicos, o CRT, fue inventado en 1897 por Carl Ferdinand Braun,[2]​ un científico alemán. A pesar de que los CRT que se utilizan en los monitores modernos tuvieron muchas modificaciones que les permitieron mejorar la calidad de la imagen, siguen utilizando los mismos principios básicos.

La primera versión del tubo catódico fue un diodo de cátodo frío, en realidad una modificación del tubo de Crookes con una capa de fósforo sobre el frontal. A este tubo se le llama a veces tubo Braun. La primera versión que utilizaba un cátodo caliente fue desarrollada por J. B. Johnson y H. W. Weinhart de la sociedad Western Electric.

Electricidad estática

Algunas pantallas o televisores que utilizan tubos catódicos pueden acumular electricidad estática, inofensiva, sobre el frontal del tubo, lo que puede implicar la acumulación de polvo, que reduce la calidad de la imagen. Se hace necesaria una limpieza (con un trapo seco o un producto adecuado, ya que algunos productos pueden dañar la capa antirreflectante, si ésta existe).

Imantado

Al acercar un imán a un monitor CRT se alterará el magnetismo de la bobina de deflexión y con ello la incidencia del rayo catódico sobre la pantalla. Normalmente causará una deformación en la imagen y problemas con los colores hasta que retiramos el campo magnético.

 
Espectro de los fósforos azules, verdes y rojos en un tubo de rayos catódicos estándar.

Es posible comprar o construir un dispositivo exterior degausador (también conocido como desmagnetizador), que puede ayudar a desmagnetizar los monitores más viejos o en casos donde es ineficaz el aparato incorporado.

Consiste en una bobina que produce un gran campo magnético. Se emplea encendiendo el TV o monitor y mostrando una imagen en el tubo. Se acerca la bobina al centro del monitor se mueve lentamente en círculos concéntricos nunca más anchos del borde del monitor, hasta que los colores incorrectos son eliminados. Este proceso puede necesitar repetirse muchas veces para eliminar algunas magnetizaciones más difíciles. Para un ajuste más perfecto debe emplearse una imagen fija, siendo recomendable el empleo de un generador de señal. El empleo inadecuado de un desmagnetizador puede empeorar el problema.

La causa más común de magnetización en monitores de ordenador es el campo magnético del transformador de alguna fuente de alimentación cercana.

Existen monitores profesionales con blindaje electromagnético para usarse en entornos con presencia de campos magnéticos fuertes.

Posibles riesgos

Campos electromagnéticos

Aunque no hay pruebas de ello algunos creen que los campos electromagnéticos emitidos durante el funcionamiento del tubo catódico pueden tener efectos biológicos. La intensidad de este campo se reduce a valores irrelevantes a un metro de distancia y en todo caso el efecto es más intenso a los lados de la pantalla que frente a ella.

Riesgo de implosión

Cuando se ejerce demasiada presión sobre el tubo o se le golpea puede producirse una implosión debida al vacío interior. Las explosiones que a veces se ven en cine y televisión no son posibles. En los tubos de los modernos televisores y monitores la parte frontal es mucho más gruesa, se añaden varias capas de vidrio y láminas plásticas de modo que pueda resistir a los choques y no se produzcan implosiones. El resto del tubo y en particular el cuello son en cambio muy delicados. En otros tubos, como por ejemplo los osciloscopios, no existe el refuerzo de la pantalla, en cambio se usa una lámina plástica antepuesta como protección. El tubo catódico tiene que ser manejado con atención y competencia; se tiene que evitar en particular levantarlo por el cuello y sujetarlo siempre por los puntos indicados por el fabricante.

Toxicidad

En los tubos más antiguos y en algunos modernos, fueron empleadas sustancias tóxicas en su fabricación como cadmio, fósforo, bario, etc.[3][4][5]​ En la actualidad se han ido reemplazando por otras más seguras. La implosión o en todo caso la rotura del vidrio causa la dispersión de estos materiales. En la eliminación y reciclado de los tubos se tiene que tener en cuenta además la presencia de plomo en el cristal, que es muy contaminante.

Parpadeo

El efecto del parpadeo no es exclusivo de los tubos de vacío. También se observa en pantallas planas aunque en estas es habitual encontrar sistemas para reducirlo.

La señal de TV convencional está formada por 25 imágenes por segundo en el sistema PAL y de 30 en el sistema NTSC. Con el entrelazado se consigue reducir el parpadeo dividiendo cada imagen en dos. Una con las líneas pares y otra con las impares que se muestran una detrás de otra aumentando la frecuencia a 50/60 Hz.

Este continuo parpadeo es el que causa mareos y molestias visuales cuando vemos la televisión durante demasiado tiempo. En algunas personas sensibles puede incluso desencadenar crisis epilépticas.

Algunos modelos de televisores solucionan este problema almacenando la señal en una memoria y repitiendo cada imagen completa sin entrelazado varias veces. El sistema más extendido en PAL es el de 100 Hz que repite cada imagen 4 veces y reduce notablemente el parpadeo. Los primitivos sistemas de 100 Hz anunciaban un aumento de calidad pero al emplear conversores analógicos/digitales primitivos con poco muestreo y cuantificación la calidad de imagen era sensiblemente menor. El método de digitalización intentaba usar el mínimo de memoria posible ya que la memoria era muy cara por entonces. El abaratamiento de los circuitos integrados de memoria y el avance de la electrónica en general han conseguido que en el mercado podamos encontrar pantallas de 200 Hz que hacen el parpadeo imperceptible manteniendo la calidad de la señal.

Alta tensión

Para dirigir el haz en los tubos de rayos catódicos se emplean tensiones eléctricas muy altas (decenas de miles de voltios). Estas tensiones pueden permanecer en el aparato durante un tiempo después de apagarlo y desconectarlo de la red eléctrica. Se debe evitar por lo tanto abrir el monitor o televisor si no se dispone de una adecuada preparación técnica.

Rayos X

La interacción entre los electrones al rebotar en la pantalla fluorescente del CRT produce, bien ajustado, pequeñas dosis de rayos X. Si el voltaje del ánodo sobrepasa el máximo del recomendado por el fabricante del CRT, la dosis será mayor a la dosis permitida por la ley.[6]

Otras tecnologías

 
Esquema Montaje de un televisor de pantalla de tubo

Los tubos catódicos (CRT), que han sido muy populares en gran parte del siglo XX, están prácticamente en desuso desde finales de la década de los 2000 (primeramente en monitores de computadoras, y luego en televisores), ya que poco a poco las pantallas planas (LCD) sustituyeron a las pantallas de tubo catódico.

Estos nuevos tipos de pantallas LCD presentan muchas ventajas, como son: Un tamaño comparativamente más reducido. Dimensiones posibles más grandes o pequeñas. Relaciones alto/ancho más extremas. Formas de pantalla cóncavas, planas o convexas, incluso hay pantallas flexibles. Menores riesgos para la salud, no dejan estelas en la pantalla en caso de cambio rápido de imágenes (solo pantallas LCD y LED) y un menor consumo de energía.

También tienen algunas desventajas, como un color negro mostrado muy claro (los de cristal líquido (LCD), ya que emplean una luz trasera). En ciertos casos, un tiempo de respuesta elevado. En pantallas no cóncavas, no se muestran los colores de manera uniforme (a menos que se usara un filtro para oscurecer el centro de la pantalla), ya que en los CRTs se compensa el ancho del vidrio visto en diagonal con circuitos electrónicos que cambian la iluminación a lo ancho y alto de la pantalla).

Aplicaciones

Véase también

Referencias

  1. Eggeling, T.; Frater, Harald (2003). Ampliar, reparar y configurar su PC. Marcombo. ISBN 8426713351. Consultado el 2 de marzo de 2018. 
  2. Ferrer, Julián Fernández; Carrera, Marcos Pujal (1981). Iniciación a la física. Reverte. ISBN 9788429142730. Consultado el 2 de marzo de 2018. 
  3. . Electronics TakeBack Coalition. Archivado desde el original el 27 de febrero de 2009. Consultado el 13 de abril de 2010. 
  4. Peters-Michaud, Neil; Katers, John and Barry, Jim. (PDF). Cascade Asset Management, LLC. Basel Action Network. Archivado desde el original el 26 de julio de 2011. Consultado el 20 de enero de 2011. 
  5. «Cadmium». American Elements. Consultado el 13 de abril de 2010. 
  6. Vivek Saxena. «Precauciones de seguridad con monitores CRT». 

Enlaces externos

  •   Datos: Q83913
  •   Multimedia: Cathode ray tubes

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El tubo de rayos catodicos CRT del ingles Cathode Ray Tube es una tecnologia que permite visualizar imagenes mediante un haz de rayos catodicos constantemente dirigido contra una pantalla de vidrio recubierta de fosforo y plomo 1 El fosforo permite reproducir la imagen proveniente del haz de rayos catodicos mientras que el plomo bloquea los rayos X para proteger al usuario de sus radiaciones Fue desarrollado por William Crookes en 1875 Se empleo principalmente en monitores televisores y osciloscopios aunque en la actualidad se esta sustituyendo rapidamente por tecnologias como plasma LCD LED En la actualidad es una tecnologia obsoleta y practicamente en desuso Tubo de rayos catodicos Indice 1 Origenes 2 Electricidad estatica 3 Imantado 4 Posibles riesgos 4 1 Campos electromagneticos 4 2 Riesgo de implosion 4 3 Toxicidad 4 4 Parpadeo 4 5 Alta tension 4 6 Rayos X 5 Otras tecnologias 6 Aplicaciones 7 Vease tambien 8 Referencias 9 Enlaces externosOrigenes EditarEl tubo de rayos catodicos o CRT fue inventado en 1897 por Carl Ferdinand Braun 2 un cientifico aleman A pesar de que los CRT que se utilizan en los monitores modernos tuvieron muchas modificaciones que les permitieron mejorar la calidad de la imagen siguen utilizando los mismos principios basicos La primera version del tubo catodico fue un diodo de catodo frio en realidad una modificacion del tubo de Crookes con una capa de fosforo sobre el frontal A este tubo se le llama a veces tubo Braun La primera version que utilizaba un catodo caliente fue desarrollada por J B Johnson y H W Weinhart de la sociedad Western Electric Electricidad estatica EditarAlgunas pantallas o televisores que utilizan tubos catodicos pueden acumular electricidad estatica inofensiva sobre el frontal del tubo lo que puede implicar la acumulacion de polvo que reduce la calidad de la imagen Se hace necesaria una limpieza con un trapo seco o un producto adecuado ya que algunos productos pueden danar la capa antirreflectante si esta existe Imantado EditarAl acercar un iman a un monitor CRT se alterara el magnetismo de la bobina de deflexion y con ello la incidencia del rayo catodico sobre la pantalla Normalmente causara una deformacion en la imagen y problemas con los colores hasta que retiramos el campo magnetico Espectro de los fosforos azules verdes y rojos en un tubo de rayos catodicos estandar Es posible comprar o construir un dispositivo exterior degausador tambien conocido como desmagnetizador que puede ayudar a desmagnetizar los monitores mas viejos o en casos donde es ineficaz el aparato incorporado Consiste en una bobina que produce un gran campo magnetico Se emplea encendiendo el TV o monitor y mostrando una imagen en el tubo Se acerca la bobina al centro del monitor se mueve lentamente en circulos concentricos nunca mas anchos del borde del monitor hasta que los colores incorrectos son eliminados Este proceso puede necesitar repetirse muchas veces para eliminar algunas magnetizaciones mas dificiles Para un ajuste mas perfecto debe emplearse una imagen fija siendo recomendable el empleo de un generador de senal El empleo inadecuado de un desmagnetizador puede empeorar el problema La causa mas comun de magnetizacion en monitores de ordenador es el campo magnetico del transformador de alguna fuente de alimentacion cercana Existen monitores profesionales con blindaje electromagnetico para usarse en entornos con presencia de campos magneticos fuertes Posibles riesgos EditarCampos electromagneticos Editar Aunque no hay pruebas de ello algunos creen que los campos electromagneticos emitidos durante el funcionamiento del tubo catodico pueden tener efectos biologicos La intensidad de este campo se reduce a valores irrelevantes a un metro de distancia y en todo caso el efecto es mas intenso a los lados de la pantalla que frente a ella Riesgo de implosion Editar Cuando se ejerce demasiada presion sobre el tubo o se le golpea puede producirse una implosion debida al vacio interior Las explosiones que a veces se ven en cine y television no son posibles En los tubos de los modernos televisores y monitores la parte frontal es mucho mas gruesa se anaden varias capas de vidrio y laminas plasticas de modo que pueda resistir a los choques y no se produzcan implosiones El resto del tubo y en particular el cuello son en cambio muy delicados En otros tubos como por ejemplo los osciloscopios no existe el refuerzo de la pantalla en cambio se usa una lamina plastica antepuesta como proteccion El tubo catodico tiene que ser manejado con atencion y competencia se tiene que evitar en particular levantarlo por el cuello y sujetarlo siempre por los puntos indicados por el fabricante Toxicidad Editar En los tubos mas antiguos y en algunos modernos fueron empleadas sustancias toxicas en su fabricacion como cadmio fosforo bario etc 3 4 5 En la actualidad se han ido reemplazando por otras mas seguras La implosion o en todo caso la rotura del vidrio causa la dispersion de estos materiales En la eliminacion y reciclado de los tubos se tiene que tener en cuenta ademas la presencia de plomo en el cristal que es muy contaminante Parpadeo Editar El efecto del parpadeo no es exclusivo de los tubos de vacio Tambien se observa en pantallas planas aunque en estas es habitual encontrar sistemas para reducirlo La senal de TV convencional esta formada por 25 imagenes por segundo en el sistema PAL y de 30 en el sistema NTSC Con el entrelazado se consigue reducir el parpadeo dividiendo cada imagen en dos Una con las lineas pares y otra con las impares que se muestran una detras de otra aumentando la frecuencia a 50 60 Hz Este continuo parpadeo es el que causa mareos y molestias visuales cuando vemos la television durante demasiado tiempo En algunas personas sensibles puede incluso desencadenar crisis epilepticas Algunos modelos de televisores solucionan este problema almacenando la senal en una memoria y repitiendo cada imagen completa sin entrelazado varias veces El sistema mas extendido en PAL es el de 100 Hz que repite cada imagen 4 veces y reduce notablemente el parpadeo Los primitivos sistemas de 100 Hz anunciaban un aumento de calidad pero al emplear conversores analogicos digitales primitivos con poco muestreo y cuantificacion la calidad de imagen era sensiblemente menor El metodo de digitalizacion intentaba usar el minimo de memoria posible ya que la memoria era muy cara por entonces El abaratamiento de los circuitos integrados de memoria y el avance de la electronica en general han conseguido que en el mercado podamos encontrar pantallas de 200 Hz que hacen el parpadeo imperceptible manteniendo la calidad de la senal Alta tension Editar Para dirigir el haz en los tubos de rayos catodicos se emplean tensiones electricas muy altas decenas de miles de voltios Estas tensiones pueden permanecer en el aparato durante un tiempo despues de apagarlo y desconectarlo de la red electrica Se debe evitar por lo tanto abrir el monitor o televisor si no se dispone de una 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Menores riesgos para la salud no dejan estelas en la pantalla en caso de cambio rapido de imagenes solo pantallas LCD y LED y un menor consumo de energia Tambien tienen algunas desventajas como un color negro mostrado muy claro los de cristal liquido LCD ya que emplean una luz trasera En ciertos casos un tiempo de respuesta elevado En pantallas no concavas no se muestran los colores de manera uniforme a menos que se usara un filtro para oscurecer el centro de la pantalla ya que en los CRTs se compensa el ancho del vidrio visto en diagonal con circuitos electronicos que cambian la iluminacion a lo ancho y alto de la pantalla Aplicaciones EditarTelevisores monitores de computadora y monitores de video Los osciloscopios espectroscopios y otros instrumentos de medida Los radares Vease tambien EditarLCD SED TFT LCD Pantalla de plasma OLED Monitor de computadora Monitor de video Comparativa de tecnologias de visualizacionReferencias Editar Eggeling T Frater Harald 2003 Ampliar reparar y configurar su PC Marcombo ISBN 8426713351 Consultado el 2 de marzo de 2018 Ferrer Julian Fernandez Carrera Marcos Pujal 1981 Iniciacion a la fisica Reverte ISBN 9788429142730 Consultado el 2 de marzo de 2018 Toxic TVs Electronics TakeBack Coalition Archivado desde el original el 27 de febrero de 2009 Consultado el 13 de abril de 2010 Peters Michaud Neil Katers John and Barry Jim Occupational Risks Associated with Electronics Demanufacturing and CRT Glass Processing Operations and the Impact of Mitigation Activities on Employee Safety and Health PDF Cascade Asset Management LLC Basel Action Network Archivado desde el original el 26 de julio de 2011 Consultado el 20 de enero de 2011 Cadmium American Elements Consultado el 13 de abril de 2010 Vivek Saxena Precauciones de seguridad con monitores CRT Enlaces externos Editar Wikimedia Commons alberga una galeria multimedia sobre Tubo de rayos catodicos Datos Q83913 Multimedia Cathode ray tubes Obtenido de https es wikipedia org w index php 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