Conceptos físicos relacionados con la actividad
Con esta experiencia se pueden trabajar los siguientes conceptos relacionados con la resistencia eléctrica de los materiales
- Resistencia eléctrica (resistividad, conductividad)
- Corriente eléctrica
- Ley de Ohm
- Transductor mecano-eléctrico.
Al establecer una diferencia de potencial (voltaje) entre dos extremos de un elemento capaz de conducir la electricidad, se generará una corriente eléctrica a través de él. La magnitud de dicha corriente dependerá de la resistencia que ofrezca el elemento conductor al paso de la misma, siguiendo la Ley de Ohm (i=v/R, siendo i la corriente, v el voltaje y R la resistencia). A igual voltaje, la corriente será menor para resistencias mayores y viceversa.
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El micrófono de carbón está basado en esta premisa, donde el elemento conductor es el propio carbón (grafito), que ha sido machacado hasta conseguir un polvo ni muy fino ni muy grueso. Si el polvo permanece estático, la resistencia que ofrece al paso de corriente es constante, ya que depende de las superficies en contacto de los diferentes granos. Por otro lado, si hacemos que el polvo de carbón se mueva por efecto de una onda mecánica (sonido), el contacto entre granos cambiará, con lo que la resistencia también lo hará, y finalmente la corriente a su vez.. |
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A grosso modo, habrá una correlación directa entre la amplitud y frecuencias de la onda sonora y la amplitud y frecuencia de la intensidad de corriente generada. Para que haya buen contacto a lo largo del circuito, se pueden insertar dos electrodos, también de carbón, en el polvo, y llevar a cabo las conexiones eléctricas en ellos.
*Los micrófonos de botón utilizan dos electrodos metálicos que prensan el polvo de carbón entre ellos. Con esto habremos conseguido un transductor (sensor) que convierte la onda sonora y una corriente eléctrica modulada.
Finalmente, podemos hacer pasar esa corriente eléctrica modulada por un altavoz o unos auriculares de forma que se transfiera el sonido emitido contra el polvo de grafito al altavoz, y así poder escucharlo. Si lo hiciéramos así directamente, la amplitud de la señal sería inapreciable, con lo que se necesita de un aporte de energía que conseguiremos intercalando una pila en uno de los cables que van del altavoz a uno de los electrodos del micrófono.