Quem não conhece o brinquedo feito com dois copinhos plásticos e um fio longo de nylon ou mesmo linha que imita um telefone? É claro que essa montagem primitiva nada tem de tecnologia, mas nada impede que tenhamos uma versão modernizada dessa experiência que permita construir um telefone de brinquedo, quase tão simples quando os de copinho, mas que usa a eletricidade. É justamente esse telefone que vamos ensinar o leitor a montar e aplicar numa escola, se for professor de Ciências, com grande sucesso.
Professores do ensino fundamental que procuram montagens de projetos usando tecnologia não têm muita facilidade em encontrar boas ideias. Na verdade, o fato de que a tecnologia é ensinada ao engenheiro e a ciência ao professor, separa os dois. Assim, as soluções para ensinar ciência que envolvem tecnologia trazem muitas dificuldades aos professores.
O que propomos neste artigo é a montagem de um simples telefone experimental (ou de brinquedo) que utiliza apenas quatro componentes, o qual não precisa de fontes de energia, mas se baseia em princípios científicos importantes que são aproveitados em inúmeros dispositivos da tecnologia moderna.
Descrevemos a montagem de um telefone que usa transdutores piezoelétricos como fones e microfones. Apesar do nome complicado, o leitor poderá encontrá-los com facilidade e eles não custam caro!
Tanto é, que por menos de R$ 10,00 o leitor conseguirá montar seu telefone experimental e ensinar tanto princípios científicos importantes quanto tecnologia.
OS TRANSDUTORES
Existem materiais denominados "piezelétricos" ou ainda `piezoelétricos" que manifestam uma propriedade interessante: quando submetidos a uma tensão elétrica, eles se deformam e quando recebem uma vibração ou esforço mecânico, convertem sua energia em eletricidade.
Um material desse tipo, muito comum nas aplicações eletrônicas, é o "titanato de bário" que, além de ser de baixo custo, é bastante resistente a esforços e batidas.
Com esse material é possível fabricar "transdutores piezoelétricos" como os mostrados na figura 1.
Esses transdutores convertem sinais elétricos em sons, podendo ser usados em calculadoras, computadores e brinquedos para produzir aqueles "bips" e outros sons quando apertamos teclas ou quando os ligamos. Mas, eles também funcionam ao contrário: como sensores, captando sons e funcionando como microfones.
Chamamos de transdutores quaisquer dispositivos que convertem uma forma de energia em outra. Assim, um transdutor piezoelétrico converte energia sonora em eletricidade e eletricidade em energia sonora.
O interessante é que o transdutor produz a energia elétrica a partir do som, assim, quando ele funciona como microfone, transmitindo sinais por um fio para outro transdutor, não é preciso usar qualquer fonte de energia, pilhas ou baterias. Basta ligá-lo conforme a ilustra a figura 2 que teremos um sistema simples de comunicações.
Falando em (A), os sons são convertidos em sinais elétricos e transmitidos pelo fio até (B) onde são reproduzidos. Falando em (B), os sons são convertidos em sinais elétricos e transmitidos até (A), onde são reproduzidos.
Podemos usar fios muito longos, sem problemas, em um sistema desse tipo. É justamente dessa ideia que podemos partir para ter um telefone.
O TELEFONE
Para termos comunicações bilaterais, o circuito deve ser formado por dois transdutores de cada lado da linha, veja a figura 3.
Um dos transdutores funciona como fone e o outro como microfone. Para interligar os dois aparelhos temos um único par de fios comuns, cujo comprimento pode chegar a mais de 50 metros sem problemas.
Na figura 4 mostramos como montar esse circuito, usando transdutores piezoelétricos comuns.
Para um trabalho escolar, os alunos podem montar a base para fixação do fone, observe a figura 5. Ela pode ser construída com papelão ou outro material fácil de trabalhar.
Entre os dois transdutores de uma estação são usados dois pedaços de fio grosso que já servem de cabo. Para a interligação das estações pode ser empregado fio fino encapado. Os fios telefônicos servem, mas o ideal é usar fio fino encapado bem flexível duplo.
Para utilizar, basta falar como em um telefone normal.
Importante: Esse circuito só funciona com transdutores piezoelétricos de alta impedância comuns. Muitos fones de ouvido e microfones, que se parecem com esses transdutores são, na verdade, dinâmicos e não piezoelétricos, usando uma tecnologia que não serve nesta aplicação.
TEMAS TRANSVERSAIS
A montagem de um telefone por alunos do Curso Fundamental deve estar ligada a algum assunto do estudo de Ciências. O ideal é ligar essa montagem aos seguintes temas:
• Sons
• Meios de comunicação
• O telefone
• Conversão de energia
• Eletricidade.
Sugestão de pesquisa paralela:
• A invenção do telefone
• Os cristais eletrônicos
• Que tipos de aparelhos de sua casa usam transdutores piezoelétricos
• A velocidade das comunicações pelos fios
• O telefone sem fio — como funciona.
LISTA DE MATERIAL
4 transdutores piezoelétricos
10 metros de fio paralelo encapado
4 pedaços de 15 cm de fio rígido encapado grosso
Solda, etc.
