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Como Funcionam os Microfones de Eletreto (ART1639)

Os microfones de eletreto pelo seu baixo custo, excelente sensibilidade e pequeno tamanho, e baixo custo são úteis numa infinidade de aplicações práticas. Veja neste artigo como funcionam e como utilizá-los corretamente.

Os microfones de eletreto, como o nome indica são baseados nas propriedades elétricas de substâncias denominadas eletretos.

Para entender como funcionam os microfones d eletreto vamos por tomar por comparação os imãs.

Num material comum como o ferro, encontramos uma infinidade de pequenos imãs elementares que estão completamente desorganizados.

Desta forma, seus campos magnéticos se anulam e o material como um todo não apresenta propriedades magnéticas perceptíveis.

No entanto, se através de um processo qualquer conseguirmos “arrumar” os imãs elementares de modo que todos fiquem na mesma posição, conforme mostra a figura 1, seus efeitos se somam e se manifestam no material como um todo.

 

   Figura 1 – Os imãs
Figura 1 – Os imãs

 

O material passa a se comportar como um imã com pólos norte e sul, atraindo metais ferrosos de uma maneira que já conhecemos.

No entanto, não é apenas com materiais magnéticos que este fenômeno se manifesta.

Existem materiais isolantes em que lugar de imã elementares encontramos dipolos elétricos elementares que numa condição natural estão desorientados.

Se esses dipolos forem orientados, o corpo isolante passa a se comportar como se tivesse sido eletrizado com uma face com cargas positivas e outra negativa.

Os discos de vinil são feitos com uma resina que manifesta esta propriedade, por isso têm uma carga elétrica natural com uma enorme tendência para atrair poeira e outras partículas, conforme mostra a figura 2.

 

   Figura 2 – Os discos são eletretos
Figura 2 – Os discos são eletretos

 

Mas, o mais importante nisso tudo é que se tivermos um material com essas propriedades, a concentração de suas cargas pode ser alterada quando o material sobre uma pressão ou uma deformação.

Até mesmo a radiação infravermelha pode alterar essa concentração de cargas, tornando-se esses materiais úteis para a construção de sensores.

No caso do microfone de eletreto, o que fazemos é montar uma lâmina deste material presa rigidamente e acoplada a um diafragma.

Numa das faces, conforme mostra a figura 3, colocamos uma conexão à comporta de um sensível transistor de efeito de campo (FET).

 

   Figura 3 – O microfone de eletreto
Figura 3 – O microfone de eletreto

 

Num FET, a corrente que flui entre o dreno(d) e a fonte (s) depende da carga elétrica ou tensão aplicada à comporta, conforme mostra a figura 4.

 

   Figura 4 – Funcionamento do FET
Figura 4 – Funcionamento do FET

 

Assim, quando as ondas sonoras atingem o diafragma do microfone, o acoplamento mecânico deforma o eletreto fazendo com que as cargas variem e com isso a tensão aplicada à comporta do transistor.

O resultado é que temos no transistor uma corrente que varia exatamente com a forma de onda do som incidente.

A sensibilidade é muito grande graças também ao fato de que o transistor atua como um amplificador.

 

Tipos de Microfones

Os tipos mais comuns de microfones de eletreto são os de dois terminais e os de três terminais, mostrados na figura 5.

 

   Figura 5 – Tipos de microfones de eletreto
Figura 5 – Tipos de microfones de eletreto

 

Como esse microfone possui um transistor interno, ele precisa ser polarizado externamente por um circuito para que funcione convenientemente.

Na figura 6 temos o modo de se ligar esse circuito com um resistor cujo valor depende da tensão de alimentação, mas que tipicamente está entre 1k e 10k.

 

   Figura 6 – Polarizando o microfone de dois terminais
Figura 6 – Polarizando o microfone de dois terminais

 

O circuito mostrado junto ao diagrama é de um microfone de eletreto para ser ligado à entrada de um amplificador, alimentado por duas pilhas pequenas ou palito.

Para o microfone de 3 terminais temos a conexão mostrada na figura 7.

 

Figura 7 – Conexão para o microfone de 3 terminais
Figura 7 – Conexão para o microfone de 3 terminais

 

Os microfones de eletreto são simples de usar e sensíveis, conforme vimos, podendo substituir outros tipos desde que sejam usados com o circuito de polarização conveniente.

 

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