PROJETO E CONSTRUÇÃO DE UM PROTÓTIPO DIDÁTICO E INTERATIVO PARA O ESTUDO DA FÍSICA DO ARCO ELÉTRICO BASEADO EM UM ALTO-FALANTE A ARCO DE PLASMA-DINÂMICO (
Lucas Alves do Nascimento1; Louriel Oliveira Vilarinho1; Américo Scotti1; Fernando Sousa dos Santos1; Vinícius Lemes Jorge1
1 Universidade Federal de Uberlândia
Resumo
No sentido de tornar o aprendizado mais interessante e aproximar os alunos e futuros interessados no ramo foi construído um dispositivo denominado de "Arc TAlkaTIG (TIGarela)", para ensinar os fundamentos do arco elétrico de forma didática, interativa e sem a utilização de máscaras de proteção, facilitando a observação do fenômeno. O dispositivo é uma evolução do "arco cantante" de William Duddell de 1990, um alto-falante a arco de plasma-dinâmico que cria um som através da variação de pressão de ar causada por uma descarga elétrica (descarga de corona). O equipamento permite visualizar importantes conceitos utilizados na soldagem, entre eles, a emissão de elétrons pelo efeito termiônico (evidenciada no processo de soldagem Tungsten Inert Gas - TIG ) , a emissão de elétrons pelo efeito de campo (presente no processo de soldagem MIG/MAG, entre outros) causado pela inversão de polaridades entre o eletrodo de tungstênio (+) e o metal base (-), propriedades físico-químicas do arco elétrico, além das propriedades acústicas do arco elétrico em altas frequências. Neste contexto, este trabalho apresenta o projeto eletromecânico do equipamento proposto. O circuito eletrônico é composto de 2 partes: circuito de controle e circuito de força. Já o projeto mecânico para suportar os equipamentos foi desenvolvido com o auxílio do software Solidworks® e fabricado posteriormente. Durante o funcionamento do equipamento é observado que devido à sua incapacidade de se mover grandes volumes de ar, o mesmo se limita a reproduzir apenas freqüências muito altas, e são, portanto, utilizável apenas como tweeters. É observado também que o som produzido é nítido e limpo. Este equipamento contribui significativamente para o estudo e demonstração das propriedades do arco elétrico.
Palavras-chave: Física do arco elétrico; Alto falante; Soldagem TIG; Ensino didático