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  Prato falante
(O alto falante didático)

Prof. Luiz Ferraz Netto [Léo]
leobarretos@uol.com.br
luizferraz.netto@gmail.com 

Objetivo
Compreender o princípio de funcionamento de um alto falante; reforçar os conhecimentos em magnetismo e eletromagnetismo; mostrar as partes básicas do alto falante comum (real); manusear os componentes básicos; construir um alto falante didático e funcional.

Conceitos básicos
O alto falante é um transdutor eletroacústico cuja finalidade é transformar vibrações (sinais, correntes) elétricas que variam de freqüência e de amplitude, em vibrações mecânicas, as quais, por sua vez (mediante a excitação de uma membrana flexível que comprime mais ou menos o ar circundante), são fontes de ondas sonoras.
Os alto falantes são constituídos de três partes principais, a saber:

a peça de produção das forças mecânicas,
o diafragma (ou membrana) e
a estrutura de controle das oscilações acústicas.

Segundo o modo pelo qual, a partir da corrente de áudio, se obtém a força mecânica que atuará sobre a membrana, os alto falantes dividem-se em:

alto falantes de armadura móvel,
eletrodinâmicos e
eletrostáticos.

Iremos nos prender, inicialmente, ao alto falante eletrodinâmico de bobina móvel, dado seu atual aperfeiçoamento, apresentando uma melhor solução para transformar em som as correntes de áudio freqüência.


Um forte ímã permanente de material espe-
cial (alnico, cerâmica, etc.) cria um campo
magnético muito intenso no entreferro exis-
tente entre o núcleo cilíndrico da peça polar
inferior e a expansão polar interna da peça
polar superior. Neste entreferro coloca-se a
bobina móvel, perfeitamente centrada.

 A bobina é formada por dezenas de espiras de fio de cobre enroladas num suporte isolante (forma não magnética). Esta forma está colada a um tronco de cone de papel especial, insensível aos agentes atmosféricos e tratado com vernizes isolantes especiais.
No diâmetro menor do tronco de cone, onde está colada a forma da bobina, há um centrador (ou aranha) que permite à bobina movimentos no sentido longitudinal, mas não no sentido transversal; isto faz com que esta esteja sempre perfeitamente centrada no entreferro e não entre em contato com as expansões polares. O tronco de cone, no seu diâmetro maior, é centrado mediante uma borda flexível que permite deslocamentos somente no sentido longitudinal; o efeito da borda corrugada completa, portanto, o do centrador, impedindo os movimentos transversais do cone.
Um suporte metálico chamado armação (ou carcaça) funciona como suporte para o cone (borda superior) e está fixado na base contra a parte externa do circuito magnético.

Funcionamento 
Aplicando-se à bobina móvel uma tensão (tensão de áudio), teremos um efeito eletrodinâmico devido à interação entre o campo magnético estacionário do ímã e a corrente de áudio que circula na própria bobina. Este efeito eletrodinâmico (força magnética) se caracteriza pelo deslocamento longitudinal da bobina ora num sentido, ora no sentido oposto, dependendo do sentido da corrente elétrica que circula na bobina. A amplitude deste deslocamento (e portanto o empurrão ou puxão que o tronco de cone experimenta) depende da intensidade da corrente, da intensidade do campo magnético no entreferro, do número de espiras na bobina móvel e das características mecânicas do sistema aranha-cone-borda.

O Prato falante
Vamos reproduzir, didaticamente, as partes básicas do alto falante, gerando o prato falante.

Material

Prato de isopor (28 cm de diâmetro)
Tubinho plástico rígido de 1 a 1,5 cm de diâmetro e 1,5 cm de altura
Ímã cilíndrico de 1 cm de diâmetro e 1 a 1,5 cm de altura (ver texto)
Fio de cobre esmaltado fino (32 a 36 AWG)
Sarrafos de (1 x 1) cm²
Caixa de madeira ou papelão
Terminal Sindall de 2 seções

Montagem

1- A armação (suporte do prato) é feita com sarrafo de (1 x 1,5) cm, de madeira leve (usei sucatas de cerejeiras) e cola de marceneiro. Deixe para colar o ímã na armação na fase de ajuste final. Esta armação pode ser colada numa caixa de madeira ou papelão rígido que servirá como caixa de ressonância.

2- A bobina de fio de cobre fino é feita sobre um anel de plástico rígido de cerca de 1,5 cm de altura e 1,0 cm de diâmetro. Deixe 20 cm de fio livre e enrole cerca de 45 espiras ao longo do anel (pode ´encavalar´ as espiras). Esta bobina deve ser colada no centro da face traseira do prato (usei três minúsculas gotas de superbonder em três pontos da periferia da base do anel); os dois fios que saem da bobina podem ser fixados no prato com fita adesiva e na caixa através do conector Sindall (usei terminais Fahrenstock, de pressão).

3- Fixe o prato de isopor na armadura de madeira com fita adesiva ou cola superbonder (usei dois percevejos). Verifique que a bobina fique bem direcionada para a armadura e verifique que ímã poderá colar na armadura de modo que boa parte dele fique dentro da bobina. Na ilustração acima o ímã usado foi um pedaço de ímã de alto falante com cerca de 1 cm de largura e 1,5 cm de comprimento. A chapinha de ferro em forma de U foi colocada para intensificar o campo magnético sobre a bobina. Para outros ímãs mais eficientes esta chapinha pode ser dispensada.

4- Pronto! Agora é só ligar a saída para alto faltante de seu rádio, AM, FM, MP, etc. nos terminais da bobina móvel do pratofalante para escutar suas músicas ... num alto falante caseiro!

Eis outras fotos desta montagem:

 


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