Telefone

Transmissão de som pelo ar

Quando damos um grito, batemos palmas ou fazemos qualquer outro som, produzimos vibrações que se propagam pelo ar para todos os lados, assim como as ondas que se formam ao jogarmos uma pedra na água.

A pedra faz com que a água se movimente, provocando uma perturbação nas regiões próximas que transmitem essa movimentação, de maneira mais suave, para as regiões seguintes e assim sucessivamente.

No caso das ondas sonoras que se propagam pelo ar, acontece um fenômeno bem parecido, só que invisível. Portanto, quando um objeto vibra, faz com que as camadas de ar ao seu redor se movimentem, agitando as camadas vizinhas e assim por diante.

As ondas sonoras, além de invisíveis são também muito rápidas, porém não instantâneas. O som demora um tempo para ir de um lugar a outro. Já notou que quando vemos um raio, leva algum tempo para escutarmos o som do trovão? Isso acontece porque o som leva alguns segundos para percorrer a distância entre o lugar em que o raio ocorreu até o lugar onde estamos.

O som perde força, pois, como se propaga em todas as direções, perde intensidade. No entanto, existe um modo de evitar isso: fazendo com que caminhe dentro de um tubo. Esse tubo pode ser de plástico, borracha ou metal, com alguns centímetros de diâmetro.

Ao falarmos em uma das extremidades de um tubo produziremos ondas sonoras que passarão por ele sem se espalhar, mantendo, praticamente, a mesma intensidade e fazendo com que a pessoa na outra ponta do tubo, a uma distância de 100 metros, por exemplo, ouça perfeitamente o que se diz sem que seja preciso gritar.

As ondas sonoras se propagam não apenas pelo ar, mas também, em meio a outras substâncias, sendo uma delas, a água. Já tentou falar embaixo d'água? Se tentou, sabe que não é possível, porém, se tocar um sino no fundo de uma piscina, certamente o escutará.

A velocidade do som na água é maior do que no ar - cerca de 1.500 metros por segundo - porém, o fato de não conseguirmos ouvir os sons que vêm de fora da água, estando dentro dela, tem a ver com a barreira constituída pela água para a passagem das ondas sonoras.

Ao contrário do que se imagina, o som passa também pelas substâncias sólidas; já notou a sensação que temos de que o piso vibra quando um caminhão pesado passa próximo à rua da nossa casa? Isso acontece porque as vibrações produzidas por ele, se espalham pelo chão atingindo as áreas mais próximas. O mesmo acontece quando nosso vizinho dá uma grande festa; a música e o burburinho da conversa dos convidados fazem com que as paredes, portas e janelas vibrem, nos fazendo escutar o barulho, mesmo que estejam fechadas.

Existem substâncias que apresentam maior e menor dificuldade à passagem do som. Tecidos grossos, colchões, travesseiros e acolchoados são exemplos de materiais que absorvem as vibrações, ou seja, não permitem que o som continue se propagando. Pelo contrário, materiais como placas metálicas, por exemplo, reproduzem as vibrações provocadas pelo som com maior facilidade.

Assim como no ar, o som que passa por substâncias líquidas e sólidas se espalha para todos os lados perdendo intensidade gradativamente. No entanto, se esse som for canalizado, pode alcançar grandes distâncias sem perder força. Um exemplo disso está na seguinte experiência: ao encostar o ouvido no trilho de uma linha ferroviária, é possível escutar o som de um trem que está a vários quilômetros de distância. Isso é possível porque o trilho metálico impede que o som se disperse, fazendo com que este percorra somente a extensão da ferrovia, para um lado ou para outro.

Quem já não brincou de telefone usando latinhas e barbante? Nessa divertida brincadeira, temos também uma experiência que usa este mesmo princípio.

Tubos de comunicação

Os sons são formados por ondas que, assim como na água, se propagam para todos os lados e, por isso, tornam-se cada vez mais fracos à medida em que se afastam do objeto que o produziu.

No entanto, existe um modo de evitar que o som se espalhe: fazendo-o percorrer um caminho no interior de um tubo.

Ao produzir um ruído em uma das extremidades de um longo tubo - de plástico, borracha ou metal, com alguns centímetros de diâmetro - as ondas sonoras passarão por ele sem se dispersar, mantendo praticamente a mesma intensidade. Se houver uma pessoa na outra ponta do tubo, a uma distância de 100 metros, por exemplo, ela ouvirá perfeitamente o ruído que foi produzido, mesmo que não seja alto.

Esta era a base de um tipo de sistema de transmissão mecânica de voz, já bastante antigo, o tubo acústico, ou de comunicação, popularmente conhecido naquela época como "porta-voz".

Como funciona....

De um lado, o aparelho possuía um cone metálico com as duas extremidades abertas, onde a mais fina ficava conectada a um tubo que podia ser bastante longo. Quando uma pessoa dizia algo no cone, era possível ouvir sua voz perfeitamente na outra ponta do tubo, o que podia ocorrer mesmo a grandes distâncias.

Como funciona um transmissor eletromagnético (como o de Bell)

Para transmitir a voz de uma pessoa por meio da eletricidade, é preciso criar uma corrente elétrica com alto grau de complexidade, que reproduza as propriedades do som de sua voz. Quando uma pessoa fala, ela produz uma onda que vai mudando de intensidade e frequência – uma vibração sonora. Esta vibração é transmitida pelo ar até alcançar um aparelho que reproduz essa vibração para a corrente elétrica.

O primeiro tipo de aparelho transmissor, desenvolvido por Alexander Graham Bell, utilizava a energia das vibrações sonoras que movimentavam uma placa metálica na frente de um eletroimã, criando uma corrente elétrica, seguindo o princípio da indução eletromagnética.

Este é, basicamente, o princípio de funcionamento do transmissor eletromagnético de Bell que, em todas as suas formas, possui um ímã permanente e um solenóide : constituído por um fio metálico enrolado em espiras paralelas, como em uma mola, e muito próximas, induz variações eletromagnéticas em um circuito que recebe correntes elétricas induzidas por uma placa de ferro.

O tamanho e posição desses elementos, a espessura da placa de ferro, o número de espiras do solenóide , a grossura do fio entre outros aspectos do transmissor de Bell, foram ajustados inúmeras vezes, até que se obtivessem os resultados esperados.

Quando uma pessoa fala diante de um transmissor como esse, produz vibrações sonoras que, transmitidas através do ar, atingem a placa metálica que acompanha as variações de freqüência e intensidade - modulação - da voz de quem fala. A corrente elétrica variável produz uma onda eletromagnética que reproduz todas as características da onda sonora original. Assim, essa corrente elétrica pode produzir em um fone de ouvido ou alto-falante vibrações praticamente iguais às da placa de ferro, transmitindo assim sons à distância, por meio da eletricidade.

Este transmissor não precisa de pilhas ou outras fontes de eletricidade para funcionar, porque a própria energia do som, que coloca a placa de ferro em vibração, produz uma corrente elétrica que mesmo sendo muito fraca (incapaz de acender uma lâmpada de lanterna), produz efeitos sonoros que podem ser captados por um receptor sensível como os fones de ouvido.