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Chamas
Dançantes
VU de chamas
Áudio-osciloscópio de chamas
Sistema estacionário
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Prof. Luiz Ferraz Netto
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Introdução
Atualmente, no painel de um
amplificador de áudio, pré-amplificador, tape-deck, CD etc., é bastante
comum observar-se uma fila de LEDs acendendo e apagando em maior ou menor número,
acompanhando a música (ou voz) sendo executada. Alguns os chamam de VU de
LEDs, indicador de potência etc.
Para
um salão ou Feira de Ciências ficará extremamente interessante esse
"VU de chamas" que agora apresentamos, dançando ao compasso da música.
Para o experimentador é um excelente estudo de ondas estacionárias
longitudinais em gases. O gás utilizado é proveniente de um pequeno bujão
de gás liquefeito, de 1 ou 2 kg, para acampamentos e campings. As chamas
dançantes podem atingir facilmente 50 cm de altura nos ventres da onda
(picos de áudio).
Material
1 tubo de alumínio
de 1/2" com 1 a 2 m de comprimento;
1 alto-falante redondo, pequeno (2" diâmetro), 8W;
1 lata de boca larga, tipo leite em pó, que caiba o alto-falante em seu
interior;
1 broca de 1/2mm ou mais fina;
1 bujão de gás para acampamento dotado de tubo flexível para gás e válvula
típica;
1 curto tubo de alumínio (diâmetro cerca de 1 cm);
furadeira, lima, canivete, fios, durepoxi etc.
Montagem
Numa
das extremidades do tubo, como podemos observar, existe um alto-falante que
emite som de freqüência variável (proveniente das mais variadas fontes).
No centro do tubo injetamos gás de cozinha. Ao longo do tubo, em sua parte
superior, existem furos igualmente espaçados (espaçamento de 1 ou 2 cm),
por onde sai o gás que alimenta a chama.
Se o gerador de áudio estiver desligado, o gás se distribuirá
uniformemente ao longo do tubo proporcionando chamas uniformes. Quando o
gerador estiver ligado, as vibrações emitidas e as que retornam (por
reflexão na extremidade fechada do tubo) excitam as moléculas do gás e
podem gerar um sistema de ondas estacionárias. Isso afeta a distribuição
da pressão no gás, produzindo uma chama não uniforme ao longo do tubo
(devido às compressões e rarefações que determina no gás). O aspecto
dessa chama corresponderá ao particular 'modo normal' de oscilação.
A
extremidade do tubo, dentro da lata, pode ser fechada por uma película de
celofane (para impedir que o gás chegue ao alto-falante) ou 'magipack'.
Outro modo de aprisionar o gás, para que não chegue na parte de trás do
alto-falante, é colar a 'boca' do alto-falante na tampa da lata onde se
encontra o tubo de alumínio. Verifique se não há algum furo no cone
desse transdutor. Se essa vedação estiver bem feita, alguns furos podem
ser feitos no fundo da lata para equalizar a pressão no cone do
transdutor.
Abra lentamente a válvula de gás e mantenha uma chama perto dos orifícios.
Ajuste a pressão (abertura da válvula) de modo que a chama, em cada orifício,
alcance cerca de 5 cm de altura. Ligue o som e divirta-se com a ciência.
Notas
A alimentação do gás pode ser feita, em tubos menores, pela extremidade
oposta ao alto-falante, como ilustramos:
O
alto-falante pode ser excitado diretamente pelo amplificador de áudio
(verifique a impedância de saída do amplificador e a impedância do
alto-falante); a excitação desse amplificador pode ser feita por rádio,
toca-fitas, toca-discos, gerador de sinais etc.
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