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Construindo Fones de Ouvido (ART4238)

Este artigo é uma continuação da série que começa em ART4225 baseada no livro Experiências e Passatempos com eletricidade. O livro é bastante antigo, mas foi ele que me inspirou a entrar para o mundo da eletrônica. Muitos experimentos podem ainda ser usados em aulas e para aprender eletricidade em oficinas maker ou Fablabs.

ART2073S

Um fone telefônico é um instrumento simples e muito sensível, e com um par deles podem ser feitas diversas experiências interessantes. Damos em seguida instruções para a construção de um destes aparelhos, mas para experiências é preferível comprar um par dos usados para telefonia, porque são mais compactos e de maior sensibilidade.

 

Como se constrói — Necessitam tantos discos de cartão de 5,5 cm. de diâmetro quantos se façam precisos para formar uma pilha de 10 mm de altura, e tantos discos de 7 cm de diâmetro quantos sejam necessários para formar outra pilha de 8 mm de altura. Em dois destes últimos faça um buraco de 5,5 cm de diâmetro; ficarão eles em baixo de toda a pilha. Em todos os demais discos — começando com os de menor diâmetro — se fará também um buraco que, iniciado com um diâmetro de 16 mm irá aumentando progressivamente até chegar ao último disco com o diâmetro de 3 cm, de sorte que os sobrepondo — o que tem o buraco maior em cima — observará que o buraco de todos os discos forma um cone. Olhando para a figura 1, não haverá dificuldade em interpretar o que acima ficou dito.

 

FIGS. 1, 2-a e 3 - Construção de um fone telefônico.
FIGS. 1, 2-a e 3 - Construção de um fone telefônico.

 

 

Evidentemente trata-se de uma versão bastante trabalhosa que exige materiais e ferramentas especiais. No site temos uma versão alternativa interessante, muito mais simples e que pode ser usada nos projetos seguintes. Esta versão é encontrada em ART3122.

 

Colam-se todos os discos entre si, conservando a ordem indicada, ou seja, colocando em baixo os dois que havíamos dito serviriam de base e em seguida os demais, de maneira que, ficando escalonados os diâmetros de seus respectivos buracos, permaneça o maior em cima de todos os outros. A secagem deve ser feita numa prensa ou também numa prancha com um objeto pesado em cima.

Enquanto secam estes, corte um novo lote de discos de 7 cm de diâmetro, que formem uma pilha de 22 mm de altura. Em tantos discos quantos forem necessários para formar uma espessura de 15 mm, faça um buraco de 5,5 cm de diâmetro. Num dos restantes faça um buraco de 8 mm, que servirá para dar passagem ao ímã permanente, enquanto que o resto dos discos levará um buraco de 28 mm (veja-se a fig. 2); neste buraco será instalado o tubo. Tal como se fez com a primeira série de discos, estes devem ser colados e imprensados, para secar. Depois de secos, perfuram-se nos mesmos os dois pequenos buracos que se veem na fig. 3, destinados passagem dos fios.

Construa um tubo de cartão de 28 mm de diâmetro e 11 cm de comprimento, cujas extremidades serão tapadas com um disco de cartão grosso colado em cada uma, nos quais se terá feito um buraco de 8 mm de diâmetro. Este tubo será introduzido na parte que, na segunda série de discos, havíamos preparado para esse fim, e em seguida colocar-se-á dentro do tubo um ímã permanente de barra que possa passar pelos buracos de 8 mm que se encontram nas tampas das extremidades do tubo; este ímã deverá ter um comprimento aproximado de 13 cm.

A esta parte dos discos, na qual vai introduzido o tubo, denominaremos base, para não a confundir com a que se fez primeiro, que chamaremos boquilha.

 

FIG. 4 -  Carretel de cartão.
FIG. 4 - Carretel de cartão.

 

Coloque um pedaço de mica sobre a parte superior da base e empurre-se o ímã até que chegue a 0.8 mm de distância da mica. Ao continuar a construção, tenha o cuidado de não variar esta distância.

Construa um carretel de cartão, com um tubo que tenha 8 mm de diâmetro interno e 13 mm de comprimento; as cabeceiras do carretel terão 29 mm de diâmetro. Bobine o carretel com 30 gr de fio n.º 30 a 36, forrado de seda. Nos orifícios por onde saem os fios do carretel, ponha um pouco de cola, como também numa das faces do mesmo, colocando-o em seguida sobre o ímã de maneira que fique pegado à base, pela qual passarão os fios, utilizando os peque-nos orifícios praticados para esse fim.

Faça um disco de diâmetro exterior igual ao da base, com uma delgada lâmina de ferro ou de lata. Faça dois orifícios por onde possam passar os parafusos que serão usados para armar todo o conjunto: boquilha, lâmina e base, e com isto teremos terminado a construção do fone ou receptor telefônico; se este trabalho tiver sido feito com certa precisão, o aparelho funcionará satisfatoriamente.

 

Construção de um fone de rádio — Deve proceder da mesma maneira que para construir o já descrito, com a única diferença de que o ímã permanente deve ter só 20 mm de comprimento, como mostra a figura 5.

 

FIOS. 5  - Elementos do fone.
FIOS. 5 - Elementos do fone.

 

 

Mostra-se na fig. 6 o diafragma ou disco de lata, e na 87, o fone completo. Os fones de boa qualidade são feitos com ímã permanente em forma de argola, de maneira que caiba ajustado na caixa.

Os polos são dobrados em ângulo reto com o corpo do ímã e cada um deles tem um enrolamento, como se mostra na fig. 6. Os fones usados em radiotelefonia são muito mais sensíveis que os empregados em aparelhos telefônicos. O diafragma é extremamente delgado e os enrolamentos são feitos com fio muito fino.

 

 

 

FIG. 6  - Partes e ligações do fone.
FIG. 6 - Partes e ligações do fone.

 

 

Nota: Veja ART3122 no site do autor. Fones de ouvido prontos hoje são comuns e baratos.

 

Como funciona um fone — Quando circula corrente elétrica nos enrolamentos, o núcleo de ferro fica magnetizado, e variando a força magnética do ímã onde está enrolada a bobina, origina-se uma corrente nesta última. Para variar a força do ímã permanente só é necessário aproximar ou afastar o diafragma.

Quando se coloca o diafragma muito perto do polo do ímã — estando o disco firmemente preso por suas bordas — fica sua parte central com liberdade de vibração. As ondas de ar produzidas pela voz, ao se falar junto à boquilha, produzirão vibrações no diafragma que alterarão a força do campo proporcionalmente à sua intensidade, produzindo ao mesmo tempo uma corrente nos enrolamentos. Se ligarmos o fone com a boquilha — que chamaremos microfone — a um segundo fone, a corrente produzida na primeira circulará pelos fios do segundo e excitará a bobinagem, variando desta maneira a força do ímã permanente, cujas variações atrairão o diafragma, que vibrará em uníssono com o microfone. As vibrações do disco põem em movimento as moléculas de ar e as ondas assim produzidas formam os sons — exata reprodução dos que foram originados pelas vibrações do primeiro diafragma — e ouviremos, portanto, o que se está transmitindo.

 

Nota: no curso básico de eletrônica o leitor pode ter explicações detalhadas sobre o funcionamento deste fone e de diversos outros tipos, além de artigos no site.

 

 

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