Electrónica para bajistas (I) – Presentación

Fuente: https://kraak.net/avant-guardian/gobelijn-vanhoof-lagaffe

En esta serie de artículos trataremos de explicar conceptos de electrónica de una forma accesible aplicándolos a nuestro instrumento (y a su hermana la guitarra).

No vamos a ser muy técnicos, la intención de estos artículos es que sean amenos y fáciles de entender, pero rigurosos.

El editor de estas páginas no es ingeniero eléctrico, pero si tiene una formación básica en electromagnetismo. Si escribimos algún concepto erróneo, agradecemos que nos lo señalen.

Nota del editor

Corriente eléctrica

De una forma muy resumida y sin entrar en mucho detalle científico, se sabe que:

a) La materia está forma por átomos (a su vez formados por un núcleo rodeado de electrones).
b) Los electrones tienen carga negativa.
c) En algunos materiales (metales), los electrones pueden moverse con mucha facilidad y pasar de un átomo a otro, formando una especie de "nube electrónica".
d) Cuando los electrones se mueven se produce una corriente eléctrica.

El movimiento de los electrones puede ser siempre en la misma dirección (corriente continua) o puede estar cambiando de dirección con una periodicidad fija (corriente alterna).

Resistencia

Cuando los electrones circulan por un material (típicamente, un cable), encuentran una cierta dificultad u oposicion a su movimiento ("choques" con otros electrones o átomos). Esta dificultad se denomina resistencia, y depende de estos factores:

  • Longitud del cable: cuanto más largo es un cable, más "le cuesta" a los electrones "completar" el viaje.
  • Grosor del cable: a mayor sección o grosor, menos resistencia. Podemos compararlo con el agua circulando por una tubería, cuanto más ancha es la tubería, más agua puede circular y menos le cuesta circular.
  • Naturaleza del conductor: hay materiales que conducen mejor que otros. Los metales son muy buenos conductores, otros materiales conducen mal (pero algo conducen, como el agua) y otros prácticamente no conducen nada, y en la práctica se les considera aislantes (aire, plástico,...)
  • Temperatura: generalmente, a mayor temperatura en un material, peor conducción. Los átomos y electrones están más "agitados" a alta temperatura y "estorban" más a los electrones que están circulando.

Existe una fórmula para calcular la resistencia eléctrica, pero no nos hace falta para entender lo que sigue. En la siguiente página se puede calcular la resistencia de un cable en función de su sección, longitud y material de construcción: https://www.omnicalculator.com/physics/wire-resistance

La unidad de medida de la resistencia es el Ohmio (Ω)

El factor temperatura en este caso lo ignoramos, porque los músicos nos movemos en un rango muy estrecho de temperaturas en las que no cambia la resistencia con la temperatura en los materiales típicos. Si estuviésemos tocando nuestro bajo en medio de una erupción volcánica, quizás deberíamos tener en cuenta este factor temperatura.

Vamos a calcular la resistencia de un trozo de cable, con 0,5mm de diámetro (aproximadamente, 0,20mm2 de sección) . Sería el diámetro típico del cable que se puede encontrar en la cavidad de un bajo eléctrico.

Para un trozo de cable de 20cm, la resistencia del mismo cable construido con cobre, plata u oro es diferente (0.0168, 0.0159 y 0.0244 Ω respectivamente). Si nos quedamos en este dato, rápidamente podríamos pensar que es mejor cablear con plata que con cobre, puesto que la plata conduce mejor, sin embargo, la naturaleza del material es lo que menos cuenta. Acortemos dos centímetros nuestro cable de cobre.

18 cm de cable de cobre tiene menos resistencia que 20 cm de cable de plata

Por otra parte, tenemos este baile de números (0.0168, 0.0159 y 0.0244)... ¿qué significan? ¿Son relevantes estas diferencias? Para poder contestar a estas preguntas, debemos conocer la ley de Ohm, no nos queda otro remedio.

Voltaje, intensidad y resistencia: ley de Ohm

La intensidad de una corriente eléctrica es, difiniéndolo un poco a lo bruto, la cantidad de electrones que están circulando por un cable. Si lo comparamos con una corriente de agua, es si pasa más o menos agua. Un arroyo tiene menos corriente que un río, por ejemplo. Se mide en Amperios.

El voltaje o diferencia de potencial es, por definirlo de alguna forma, la capacidad que hay en un circuito para que circule la corriente, es como la energía disponible para que haya corriente.
Volviendo a la analogía del río, podríamos pensar en una cascada. Cuanto más alta es la cascada, mayor energía disponible hay para que circule el agua. Se mide en Voltios.

La ley de Ohm es muy importante, relaciona la energía o potencial en un circuito con la corriente que efectivamente circula por el circuito y la resistencia del mismo.

V = R·I, o lo que es lo mismo, I = V / R

Veamos algunos valores típicos. El voltaje que genera una pastilla de guitarra es de algunas decenas de milivoltios a unos 100 milivoltios. En esta web un guitarrista se ha dedicado a medirlo en sus guitarras: http://tomsguitarprojects.blogspot.com/2014/12/electric-guitar-output-voltage-levels.html

http://tomsguitarprojects.blogspot.com/2014/12/electric-guitar-output-voltage-levels.html

La resistencia interna de la propia pastilla suele estar en el orden de kΩ, esto es, miles de Ω. En el ejemplo anterior, el autor ha medido una resitencia de 8kΩ para la pastilla humbucker.

Si comparamos esta cifra de resistencia interna con la resistencia del cable, empieza a ponerse de manifiesto cuán irrelevante es que nuestro cable sea de cobre, plata o mithril. Mientras sea un conductor aceptable, no va a afectar al circuito en su totalidad. La resistencia total del circuito es la suma de la resistencia propia de la pastilla (unos 8.000 Ω) y la del cable que usamos para montar el circuito (unos 20 cm de cable, no llega a 0,02 Ω).
Cuando se manejan órdenes de magnitud tan dispares, una buen truco es pensar en dinero. Pensemos en los 2 céntimos de Euro frente a los 8.000 Euros. ¿Verdad que se pone de manifiesto cuán irrelevante es esta cantidad frente a la otra?

R total con cable de cobre (20 cm) = 8000,0168 Ω;
I = 0,150 V / 8000,0168 Ω = 0,0187 miliamperios


R total con cable de plata (20 cm) = 8000,0159 Ω
I = 0,150 V / 8000,0159 Ω = 0,0187 miliamperios

R total con cable de cobre (18 cm) = 8000,0151 Ω
I = 0,150 V / 8000,0159 Ω = 0,0187 miliamperios

Hay que irse al cuarto o quinto decimal significativo para encontrar diferencias. Las corrientes que hay en un circuito de bajo o guitarra son muy bajas.

Conclusión: cableando un circuito da igual que usemos cable de plata, que si "oxigen free", de mayor diámetro o menor, que sea cable forrado en tela vintage que forrado con plástico normal. Todo esto es irrelevante, no va a afectar a cómo circula la corriente en el circuito, porque el factor limitante son las propias pastillas, formadas por miles y miles de vueltas de un hilo de cobre más fino que el pelo humano y ofreciendo una resistencia del orden de miles de Ω. Justificar la utilización de un cable que sólo aporta unas mejoras de centésimas de Ω en un circuito con estas características es ridículo.

Cablear con cable caro y exclusivo no va a mejorar el tono de nuestro bajo. Cablear con cable defectuoso o hacer malas soldaduras, sí que estropea nuestro sonido.

Si las soldaduras están bien hechas, con un buen contacto eléctrico y no se han quedado frías, si el cable está bien (no es un trozo de cable medio oxidado), es suficiente, no se necesita más para montar el circuito de un bajo o una guitarra.


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