EL MICRÓFONO DE CARBÓN

EL MICRÓFONO DE CARBÓN

A los estudiantes del cuarto año diversificado del colegio donde estudia mi hija les pidieron la elaboración de un proyecto de física para presentarlo y exponerlo en el salón como parte integral de su formación. De todos los posibles proyectos que estudiamos, el que más le llamo la atención fue el micrófono de carbón granulado patentado por Edison, ya que el mismo es de fácil fabricación y con elementos caseros o de fácil consecución.

De muchacho, junto con mi hermano menor habíamos desarmado un micrófono de carbón de un teléfono de pulso y conseguimos que el micrófono era muy simple, una membrana metálica muy delgada para recibir la voz, el cuenco lleno trozos relativamente grandes de “carbón” y los contactos eléctricos, uno en la membrana y otro en el fondo del recipiente…. Con este micrófono hicimos varios experimentos que llenaron de satisfacción nuestras mentes juveniles, siendo el más interesante la modulación de la luz por medio del habla. Cosa que nos permitió vislumbrar la posibilidad de transmitir la voz por medio de la luz.

El principio de funcionamiento del micrófono de carbón es extraordinariamente simple y está basado en la idea de los contactos libres. Hugues descubrió (1.876) que colocando una barra de grafito sobre otras dos conectadas eléctricamente a un altavoz podía reproducir el sonido. Al hablar sobre esta barra libre, la misma por efecto de las ondas sonoras vibra, abriendo y cerrando el contacto, lo que genera aumentos y disminuciones en el paso de la corriente eléctrica a través del carbón de acuerdo a la presión ejercida por las ondas sonoras sobre la barra, estos cambios de corriente permiten que una corneta conectada al micrófono reproduzca los sonidos.

Con el tiempo, se fue mejorando el diseño hasta llegar a la patente introducida por Edison, el cual emplea carbón granulado como elemento responsable del “contacto abierto” que bajo los efectos de la voz se cierran y abren de acuerdo a la frecuencia recibida.

Como proyecto escolar, el micrófono de carbón granulado que hicimos es rustico y rudimentario, tan simple que no posee membrana, elemento que introduce cierto grado de dificultad en la realización de la experiencia y no por ello deja de ser didáctico.

Para este interesante proyecto escolar, los elementos que necesitamos son:

- Un vaso de plástico mediano, de los empleados en las fiestas infantiles.
- Una pila o batería de 9 Voltios.
- Una corneta o audífonos.
- Cables. (6 metros es buena longitud)
- Carbón (grafito) en barras.

Con respecto al “carbón” hay que dejar claro que no es cualquier tipo de carbón, pues el carbón vegetal no es apto para la realización del micrófono, los de origen mineral si lo son, no obstante es preferible emplear grafito, el cual se puede obtener a partir de las minas de los lápices o de los porta-minas. Otra fuente de grafito (denominado a veces carbón) son los electrodos de “carbón” que se emplean para picar metales con las máquinas de soldar. Este último elemento fue el que utilizamos para hacer el micrófono.

Debido a la baja impedancia del micrófono de carbón, no es necesario el empleo de amplificadores para hacerlo funcionar, otra de las razones para realizar el proyecto.

Las imágenes siguientes muestran los pasos para la realización del proyecto.

Moliendo las barras de grafito. Hay que dejar dos barras de grafito para utilizarlos de electrodo o contactos eléctricos del micrófono.



Materiales empleados.



Perforando vaso plástico. La perforación debe poseer un diámetro ligeramente inferior al de las barras o electrodos de carbón para que estos entren apretados y queden fijados al vaso.

Colocando las barras de grafitos o electrodos.

Aspecto final de los electrodos de grafito instalados en el vaso de plástico.

Agregando el carbón (grafito) granulado.

Vista de la cantidad de carbón granulado requerido.

Conectando uno de los electrodos del micrófono.

Conectando la corneta al “micrófono”.

Conectando la corneta a la pila de 9 Voltios.

Conectando la pila al electrodo libre del micrófono experimental. Con este último paso se cierra el circuito eléctrico.

Una vez terminada la conexión eléctrica se puede hablar dentro del vaso, las palabras serán reproducidas con bastante nitidez en la corneta. Hay que estar claros que la fidelidad de nuestro dispositivo rudimentario es muy pobre, sin embargo es lo sufrientemente buena como para tomar conciencia sobre la transmisión de la voz por medio de la electricidad, que es la base de la telefonía.

Durante las pruebas pudimos observar que el nivel de trituración del carbón y la cantidad del mismo en el recipiente es fundamental para el funcionamiento del micrófono, si el granulado es muy fino, como un polvo, el micrófono no es funcional y de igual manera si la cantidad de carbón cubre por completo a los electrodos tampoco funciona, también la cantidad de ruido de fondo producto de las chispas que se generan entre los granos de carbón es función de la cantidad y la granulación. Se pudo constatar también, que la intensidad del sonido influye sobre la calidad de la reproducción, que, buscando la manera de que el vaso vibre con más fuerza como por ejemplo, hablarle de lado pegando nuestros labios al lateral del vaso, mejora el sonido. Otro aprendizaje con este micrófono es que se requiere de una pila para su correcto funcionamiento, el empleo de los pequeños transformadores que entregan corriente directa (rectificada) como los cargadores de celular no permiten el funcionamiento del micrófono, ya que en la corneta se reproduce un fuerte zumbido, el zumbido de la corriente alterna por deficiencias en el filtrado…

Esta pequeña experiencia permite a los muchachos tomar conciencia de cómo se logran los grandes descubrimientos técnicos y científicos que posteriormente son perfeccionados, cosa que podemos hacer nosotros mismos si le dedicamos más tiempo a la hechura y a experimentación, como por ejemplo, colocarle una membrana para mejorar la calidad del audio, filtros para reducir el ruido de fondo, etc.