Tricky Circuit

Frequência, forma e altura sonora

Crie um tom com dois níveis

Altura sonora indica se o som parece agudo ou grave. Frequência f conta ciclos por segundo; Hz (hertz) significa um ciclo por segundo. Uma onda retangular alterna 0 e V; a 50% é quadrada simétrica. O ciclo de trabalho D é a percentagem alta. Período T dura um ciclo; ms (millisecond) é milissegundo, 1/1000 de segundo.

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BANCADA DE EXPERIÊNCIAS

Muda as definições do circuito, prevê as leituras e verifica um desafio. São modelos educativos; cada lição explica os pressupostos.

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Por que funciona

Piezo abrevia piezoelectric, piezoelétrico: a tensão deforma o material, que pode vibrar e produzir som. O modelo calcula tempo e tensão média, não volume ou corrente. A audição opcional é um breve tom do navegador, não um piezo físico. Dispositivos podem soar de formas diferentes.

Piezo abrevia piezoelectric, piezoelétrico: o material muda de forma sob tensão e pode fazer vibrar o ar. V é o nível alto em volts, D a percentagem de tempo alto e Vmean a média temporal. Mudar D altera a forma, não f. A 50%, os níveis duram igual.

Dificuldade

  1. Monte · Monte o circuito

    Ligue com f = 200 Hz, D = 50% e V = 5 V. Obtenha T = 5 ms e Vmean = 2.5 V.

    Precisa de uma dica?

    f = 200 Hz; D = 50%; V = 5 V → T = 5 ms; Vmean = 2.5 V

  2. Explore · Mude o comando

    Ajuste f = 1000 Hz, D = 25% e V = 5 V. Obtenha T = 1 ms e Vmean = 1.25 V.

    Precisa de uma dica?

    f = 1000 Hz; D = 25%; V = 5 V → T = 1 ms; Vmean = 1.25 V

  3. Resolva · Resolva o desafio

    Ajuste f = 500 Hz, D = 75% e V = 4 V. Obtenha T = 2 ms e Vmean = 3 V.

    Precisa de uma dica?

    f = 500 Hz; D = 75%; V = 4 V → T = 2 ms; Vmean = 3 V

Leituras adicionais e receitas de circuitos

Crie um tom com dois níveis

Um padrão repetido de ligar e desligar pode produzir um apito. Preveja o tempo na curva primeiro, depois ouça se o navegador permitir.

T = 1000 / f ms; Vmean = V × D / 100

O nível fica alto em D% do ciclo e zero no restante. A média é V vezes essa fração. Frequência define repetição; o dispositivo também influencia o som.

Um padrão útil

Duplicar frequência reduz o período a metade: 200 Hz dá 5 ms, 400 Hz dá 2.5 ms. A altura do pulso pode manter-se.

Além do modelo

Um piezo real tem ressonâncias mecânicas e resposta dependente de frequência. A tensão média sozinha não determina nível sonoro.

Um erro que vale evitar

Média de 2.5 V não é tensão constante: aqui alternam 0 e 5 V. Média maior não garante tom mais alto em volume.

Com f = 200 Hz e V = 5 V, D passa de 50% a 25%. O que acontece?

  1. T mantém 5 ms; Vmean fica 1.25 V
  2. T passa a 2.5 ms
  3. a frequência passa a 100 Hz
Saiba mais

D encurta o trecho alto do mesmo ciclo. A média baixa, a frequência mantém-se.

Monte o circuito

Ajuste 200 Hz, 50% e 5 V. Tempos alto e baixo iguais dão média de 2.5 V.

f = 200 Hz; T = 5 ms; Vmean = 2.5 V

Mude o comando

Ajuste 1000 Hz, 25% e 5 V. Ciclo de 1 ms, alto 0.25 ms, média 1.25 V.

f = 1000 Hz; T = 1 ms; Vmean = 1.25 V

Experimente outro caminho

Com 5 V e 50%, compare 200 e 400 Hz após prever o período. Depois fixe a frequência e varie D: distinga forma do pulso e repetição.

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