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Construa um telefone elementar (ART488)

Existem montagens simples e de baixo custo que, por usarem componentes de tecnologia moderna (porém baratos) podem agregar um novo valor ao ensino de ciências das escolas de ensino fundamental e médio. Um caso especial é o da telefonia que pode ter seus princípios ensinados, complementando o ensino de física (acústica e eletricidade) com uma montagem prática. Montar um telefone elementar é justamente o que descrevemos neste artigo especialmente dedicado aos que trabalham com Educação Tecnológica.

Em ciências aprende-se o que são as ondas sonoras e como os fios podem conduzir eletricidade.

No entanto, o princípio de funcionamento do telefone, que já tem mais de dois séculos de idade é pouco analisado, deixando um vazio enorme entre a ciência ensinada e a tecnologia de nossos dias.

Essa vazio pode ser preenchido com a análise do funcionamento do telefone, usando os princípios da ciência de séculos passados, mas com a montagem de um modelo prático que usam componentes da tecnologia atual.

É justamente isso que vamos ensinar o professor a fazer e transmitir isso aos seus alunos, num trabalho prático muito interessante.

 

O princípio de Funcionamento

O ponto básico de nosso experimento está no fato de que um alto-falante comum opera segundo o princípio que permite que ele tanto reproduza os sons (sua função normal) como os transforme em correntes elétricas, funcionamento como microfone.

Assim, conforme mostra a figura 1, quando aplicamos a um alto-falante uma corrente que "retrate" algum som, ou seja, que tenha as mesmas variações, o ele transforma energia elétrica em som, ou seja, ondas de compressão e descompressão do ar, conforme mostra a figura 1.

 

As ondas de compressão.
As ondas de compressão.

 

No entanto, se falarmos diante de um alto-falante, ele converte as ondas sonoras em eletricidade, ou seja, correntes que retratam a voz.

Assim, em princípio basta ligar dois alto-falantes conforme mostra a figura 2 que, falando num, ouviremos noutro e vice-versa.

 

Ligando apenas dois alto-falantes.
Ligando apenas dois alto-falantes.

 

Evidentemente, o "rendimento" do sistema é muito baixo, ou seja, ele fala baixo, mas podemos usar fios bem longos que nos permite conversar a distâncias de até 20 metros, com o nosso telefone elementar.

Podemos melhorar bem o rendimento deste telefone elementar se usarmos alguns "recursos tecnológicos" modernos.

Um deles consiste em se usar dois transformadores que serão ligados conforme mostra a figura 3.

 

O sistema usando dois transformadores.
O sistema usando dois transformadores.

 

O que estes transformadores fazem é "aumentar" a impedância do sinal possibilitando assim o uso de fios mais compridos.

Um telefone experimental com alcance de até uns 100 metros pode ser feito desta maneira.

Os transformadores podem ser do tipo usado para alimentação com primário de 110 V e secundário de 6 V com 250 mA ou perto disso.

Não são os dispositivos que fazem o "casamento ideal" de características, mas funcionam.

Outra forma de incrementar o telefone consiste em se usar uma fonte de energia externa, uma pilha grande, por exemplo.

Na figura 4 mostramos como isso pode ser feito.

 

Esquema elétrico do telefone.
Esquema elétrico do telefone.

 

 

Montagem na ponte de terminais.
Montagem na ponte de terminais.

 

Para um telefone final em que cada lado pode falar e ouvir ao mesmo tempo podemos usar 4 alto-falantes pequenos montados conforme mostra o circuito da figura 6.

 

Utilizando mais 2 alto-falantes para a escuta.
Utilizando mais 2 alto-falantes para a escuta.

 

Veja que neste circuito usamos dois fios para interligar as estações.

O projeto pode ser usado para demonstrar como funciona um telefone comum (usando fios).

A tecnologia básica deste telefone pode ser comparada com a dos telefones modernos e com o sistema de chamada.

Na verdade, o sistema de chamada pode ser agregado conforme mostra a figura 7, com um LED que acende quando apertamos um botão em qualquer das extremidades da linha.

 

Diagrama mais elaborado do telefone elementar.
Diagrama mais elaborado do telefone elementar.

 

FTE1 a FTE4 - 4 alto-falantes comuns de 2,5 ou 5 cm com 8 ? ou mais de impedância.

B1 - 1,5 V - Pilha grande

R1 - 100 ? x 1/2 W - resistor - marrom, preto, marrom

C1 - 470 µF x 6 V - capacitor eletrolítico

 

Diversos:

Fios, solda, suporte para as pilhas, etc.

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