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Telefone e Microfone de carvão

Prof. Luiz Ferraz Netto
leobarretos@uol.com.br

Resumo teórico
Telefone
O
telefone magnético [Graham Bell (1847-1922), físico americano; seu telefone data de 1876] consiste numa barra imantada que tem em um dos extremos uma pequena bobina formada de fio finíssimo bem enrolado. Junto ao mesmo pólo, encontra-se uma leve armadura formada por uma lâmina de ferro doce (membrana).

O conjunto é sustentado por uma armação de madeira, de ebonite, de plástico ou metal que permite utilizá-lo comodamente. Este dispositivo dispensa inteiramente o uso da pilha, podendo-se falar à distância, unicamente com dois receptores telefônicos.

Funcionamento - A membrana vibra quando se fala diante dela. Cada vez que em seu movimento ela se aproxima do pólo, o campo magnético é reforçado, sendo por outra parte enfraquecido, cada vez que a membrana se afasta do pólo. Estas variações do campo originam correntes de indução na bobina.

Por exemplo, quando se 'canta' a nota diante da membrana, esta execute 435 vibrações por segundo e se origina, por conseguinte, uma corrente alternada de 435 períodos (vaivens) por segundo, que é conduzida pela linha de transmissão (fios que ligam os dois aparelhos) à bobina do segundo telefone. Neste, o campo magnético experimentará (no exemplo utilizado) 435 reforços num segundo, reforços estes que se traduzirão em outras tantas atrações da corresponde membrana, a qual executará igual número de vibrações que a membrana do primeiro telefone e, transmitindo-as ao ar, o ouvido receberá o som .

Microfone
O microfone nada mais é que uma caixinha com esférulas de carvão (dispostas entre duas chapas metálicas). Para transmissões a distância, interligam-se em série, o microfone, o receptor e uma bateria (6 volts).

Funcionamento - Quando se fala diante do bocal microfônico, as esférulas de carvão são sacudidas modificando-se assim, os numerosos contatos existentes entre elas, o que tem por conseqüência uma variação da resistência à passagem da corrente. Esta última circula como no caso do telefone acima descrito.

Antigamente, usavam-se os microfones com roletes de carvão, cujas pontas apoiavam-se sobre duas placas x da mesma substância.

Para 'amplificar' o som, dispõe-se entre o microfone e o telefone um transformador, que consiste num par de bobinas (primária P e secundária S) com núcleo de ferro.
Funcionamento - A corrente que circula no circuito microfônico induz na bobina secundária do transformador uma corrente alternada. Se, por exemplo, o enrolamento secundário tem 10 vezes mais espiras do que o enrolamento primário, a tensão induzida no circuito telefônico é 10 vezes superior à anterior. Com isso se consegue uma boa transmissão, sem muitas perdas na linha e uma boa reprodução do som.

Nota histórica
O princípio do telefone foi descoberto pelo Professor Reis, em Friedrichsdorf (1860). O professor de surdos-mudos Bell, em 1876, deu a forma prática hoje ainda usada. O microfone foi simultaneamente descoberto pelo alemão Ludtge e o americano Hughes (1878).

Parte prática - o microfone
Esse projeto refere-se a um microfone de carvão (carbono) muito simples, mas se construído cuidadosamente, poderá detetar bastante bem os sons produzidos á sua volta.

Material
Núcleo de carvão retirado de uma pilha grande;
grafite de lápis número 1;
bloco de madeira de (2 x 3 x 5) cm;
caixa de charuto ou placa de madeira;
fonte de tensão CC de 3 a 6 volts;
fios, parafuso, serra, broca etc.

Montagem

Serre pela metade, longitudinalmente, o bastão de carvão retirado do centro de uma pilha grande (use serra para metal, de dentes bem finos). Após o corte, lixe as faces planas das peças obtidas.
Com broca de 1/8" faça furos nas extremidades das duas peças (cerca de 1cm da base). Nas outras extremidades dessas duas peças, também a cerca de 1cm do topo, faça dois pequenos escavados (cônicos) com 2 mm de profundidade (diâmetro da espessura do grafite do lápis).
Essas peças serão, a seguir, aparafusadas (parafusos para madeira) no bloquinho de madeira, como se ilustra acima, ficando os escavados se defrontando. Não aperte ainda os parafusos.

Nos dois parafusos enrosque dois fios encapado no 22 (cabinho 22), cada um com cerca de 1m de comprimento. Um dos parafusos já pode ser apertado fixando a peça em seu lugar definitivo.

Corte o grafite de lápis no comprimento certo para se apoiar nos fundos dos dois escavados (afine ligeiramente suas extremidades) e aperte o outro parafuso. O grafite não deve ficar comprimido entre os carvões e sim 'bambos', mas não o suficiente para cair de seus 'mancais'.

É esse contato frouxo do grafite nos escavados de carvão que irá permitir o funcionamento do microfone.
Finalmente, cole o bloquinho de madeira no centro de uma caixa de charuto ou mesmo numa placa de madeira dotada de pequenos pés de madeira.

Um dos fios que sai do microfone deve ser ligado a um dos terminais da fonte CC (pode ser duas ou três pilhas em série); o outro fio e o outro terminal da fonte devem ser encaminhados a um receptor telefônico (veja resumo na introdução), a um fone de ouvido de baixa impedância ou a um pequeno auto falante de 8 ohms (ou, ainda, aos terminais de entrada de um amplificador).

Agora, depois de algumas tentativas e ajustes, você poderá escutar os sons produzidos ao redor desse microfone. Se você trabalhou direitinho poderá colocar um relógio de pulso mecânico apoiado na caixa de charuto ... e escutar o seu tique-taque!

Esse microfone que acabamos de descrever deve-se a Hughes.
Como descrevemos acima, funciona pela alteração da resistência ôhmica entre os contatos de carvão. Qualquer vibração altera a intimidade desses contatos, logo sua resistência e conseqüentemente a intensidade de corrente elétrica no circuito. Essa 'modulação' da corrente é traduzida no telefone/fone de ouvido (ou alto falante do amplificador) como um som.
Experimente qual a melhor inclinação a dar ao conjunto todo; experimente inclusive com o grafite na posição vertical, para obter o melhor rendimento. Experimente também cortar 1 cm de 'durex' e grudá-lo no grafite
(vai ficar como uma bandeirinha) para ficar com maior área exposta.

A montagem apresentada é apenas uma sugestão entre as várias outras. Eis outra sugestão de montagem:



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