Hur Fungerar en Elgitarr – En Komplett Guide

Rollen för akustiska gitarrer i stora musikensembler var begränsad till en endast stödjande roll. Elgitarrer förändrade allt detta och fick enorm popularitet på grund av deras förmåga att producera högre volym med distorsion och rikedom i ton. Så mycket att det i nutid är svårt att tänka sig något värdefullt soundtrack utan att elgitarrer spelar låten.

Därför är det mycket viktigt att förstå de grundläggande underliggande principerna som definierar deras funktionalitet och producerade ljud. Detta kommer att hjälpa dig ytterligare att förstå de grundläggande skillnaderna och finare detaljerna hos olika typer av elgitarrer och deras ljud. Låt oss börja med grundläggande fysikprinciper som styr deras funktionalitet

Electromagnetisk induktion

Hur en elektrisk gitarr fungerar beror på en mycket grundläggande fysiklag, känd som principen för elektromagnetism. Om du vill vara mer specifik är det lagen om elektromagnetisk induktion. Enligt denna lag:

Förändring i elektriskt fält genererar magnetfält eller magnetism. Att passera en varierande elektrisk ström genom en elektrisk spole resulterar i ett magnetfält runt den. Styrkan på detta magnetiska fält beror på värdet av elektrisk ström som passerar och hela arrangemanget är känt som en elektromagnet.

Också, en förändring i magnetfältet genererar en elektrisk ström.

Därför kan vi säga att elektricitet och magnetism är relaterade till varandra och är olika aspekter av ett enda fenomen som kallas elektromagnetism. Förändringar i antingen elektriskt eller magnetiskt fält resulterar i generering eller induktion av den andra kvantiteten. Därav namnet elektromagnetisk induktion.

Vid det här laget kommer du att bli nyfiken på att veta hur elektromagnetismens lagar är relaterade till elgitarrernas funktion. Låt oss ta en titt på det relaterade fenomenet.

Huvuddelarna av den elektriska gitarren som är involverade i generering och bearbetning av elektriska signaler är:

• Magnetiska pickuper
• Volym och tonknappar
• Pickupväljare
• Förstärkare
• Tremolostänger med elektriska signaler
• Generering baserad på strängvibrationer.

Varje elgitarr använder någon form av pickup för att producera ljud. Varje pickup har en eller flera små stångmagneter, för att generera ett magnetfält runt den.

Pickuperna på en elgitarr har stolpbitar ovanpå. Antalet stångstycken är lika med antalet strängar på gitarren. Dessa bitar används för att rikta magnetfältet in i strängen. Dessa polstycken kan vara magneter för sig eller bara vara metalldelar som används i samband med magneterna. Deras funktion är att magnetisera gitarrsträngarna.

Dessa stångmagneter lindas runt av tusentals varv av mycket tunn trådspole av koppar. Själva handlingen att spela gitarr av spelaren resulterar i strängarnas vibrationer. De magnetiserade strängarna under vibrerande förhållanden skapar ett varierande magnetfält runt pickupen. Detta varierande, externa magnetfält inducerar en spänning i den tunna trådspolen genom den elektromagnetiska induktionsprocessen som förklaras ovan.

Den inducerade spänning resulterar i strömflöde genom pickupspolarna till gitarrens elektriska krets. Denna elektriska krets består av volym- och tonknappar, pickupväljare och förstärkaren.

Förstärkaren används för att öka denna ström signal innan den skickas till högtalarna.

Om strängen vibrerar vid 400 Hz frekvens kommer den att inducera en ström på 400 Hz i pickupen.

Magnetiska pickups

Olika typer av pickuper tillgängliga för användning i gitarrer är:

• Kontaktpickuper (dessa är i huvudsak mikrofoner)
• Aktiva pickuper (kräver strömkälla, som batterier)
• Piezoelektriska pickuper (vanligtvis placerade inuti bron och omvandlar själva strängens vibration till elektriska signaler. Används normalt för nylonsträngade gitarrer, som inte kan fungera på magnetfält
• Magnetiska eller passiva pickuper

Av listan ovan är magnetiska pickuper de mest använda. Aktiva pickuper vinner nu sakta popularitet. Därför kommer vi att fokusera på magnetiska pickuper i vår pågående diskussion.

Magnetisk pickup kan vara i form av en stor magnet eller sex separata delar. Dessa placeras sedan i en undertråd och lindas runt med 8000 till 10 000 varv fin koppartråd.

Vissa pickuper använder skruvar som polstycken. Med detta arrangemang kan skruvens höjd och därmed avståndet till strängen justeras. Ju mindre avståndet är mellan de två desto starkare genereras strömsignalen.

Skapandet av en elektrisk signal av pickupspolarna förklarades i föregående avsnitt. Dessa enkelspolar fungerar som en antenn för alla typer av elektromagnetisk energi i deras närhet. De kan plocka upp oönskade signaler från källor som datorer, apparater och till och med gitarrförstärkarna som bearbetar sina egna signaler. Dessa oönskade signaler manifesterar sig som ett brummande ljud.

Olika magneter som används i magnetiska pickuper

Vanliga typer av magneter tillgängliga för användning är

1. Keramiska magneter– Billiga, magnetiskt svaga och spröda
2. Aluminium Nickel kobolt– Billig
3. Samarian kobolt – Dyrt men magnetiskt stark
4. Neodym Boron järn – dyrt men magnetiskt starkast.

I valet av magneter för pickuper finns det alltid en avvägning mellan styrkan på magneten och dess kostnad. En starkare magnet kräver ett mindre antal varv i spolen för samma utgång. Detta resulterar också i en mindre upphämtningsstorlek.

Men starkare magneter är dyrare. En nickel-koboltmagnet i aluminium används oftast eftersom den ger en bra balans mellan kostnad och styrka.

Eftersom stålsträngarna är ferromagnetiska till sin natur upplever de en stor attraktionskraft vid starka magneter. Dessa starka magneter kan också påverka strängarnas vibrationer. Syftet med pickupen är att endast känna av vibrationerna och inte påverka dem på något sätt.

Om du använder en stark magnet måste den göras i en mycket mindre storlek, vilket resulterar i ett koncentrerat magnetfält. Svagare magneter har å andra sidan mycket större diameter. Men de producerar ett bredare magnetfält, mer toleranta mot rörelser av strängar.

Olika typer av pickuper

Single Coil Pickups

Pickup-arrangemanget som vi har diskuterat hittills är i huvudsak en single-coil pickup. Fender Telecaster var den första massproducerade gitarren och hade single-coil pickuper på den. Single coil pickuper var mycket framgångsrika och används fortfarande av blues och countrymusiker. Anledningen till att de fortfarande används är att de har ett ljusare, skarpare ljud med bättre notdefinition mellan strängarna

Som redan förklarats tidigare är dessa pickuper benägna att få oönskade brussignaler brus. Så en annan typ av pickup för att lösa problemet blev konstruerad. Dessa inkluderade humbucking och split coil pickuper.

Humbucking pickups eller humbucker

Spolen är kopplad i serie med motstående eller ur-fas spolanslutningar. Med denna typ av anslutning går utgången från en spole in i den andra och strömmen flyter i motsatt riktning från en spole till en annan.

En sådan koppling mellan spolarna, vänder motstående gitarrsignaler i spolarna, föra dem i fas med varandra. Därför fördubblas signalen från dess ursprungliga enspolsupptagningsvärde och den oönskade brussignalen tas bort. Dessa två signaler tar bort varandra, vilket resulterar i att brummandet avbryts.

Humbuckers eller pickuper med dubbla spole har ett mörkare, starkare och tyngre ljud.

Med alla underliggande principer helt förstått är vi nu redo att uppskatta effekten av pickupernas placering på ljudtonerna.

Pickuper upptäcker bara strängvibrationer som är nära dem. Om noden för någon överton faller ovanför pickupen, kommer den inte att känna av den övertonen. På samma sätt, om antinoden för någon överton är ovanför pickupen, kommer den att utgöra en huvudkomponent av ljudet som produceras. Därför filtrerar pickuper effektivt övertonerna, baserat på deras placeringar. Därför fångas olika tonala ljud upp av dem.

Majoriteten av elgitarrer har två pickuper, nära bron och halsen.

Hämtning nära bron. Upphämtning placerad nära bron är nära ankarpunkten för strängen.

Strängvibrationer innehåller inte en stark komponent (storlek) av grundfrekvenser här. Men omfattningen av vibrationer av högre frekvenser är mycket större. Storleken på den tredje övertonen är mycket större än den fundamentala.

En ökad närvaro av högre övertoner resulterar i en ljusare ton.

Eftersom storleken på strängvibrationen är mindre nära bryggan har brygg-pickupen har fler antal varv i spolen. Detta görs för att göra det mer känsligt för små variationer i magnetfältet.

På grund av fler varv kommer tonen i bridge pickup är mer mellanregister och diskant-tung. Gibson kallar till och med denna ”Treble”-position på sin pickupväljare.

Att justera höjden på bryggupptagningen för att göra den närmare strängen, och därigenom plocka upp mer volym är också vanligt.

Tonen i denna pickup är vanligtvis någonstans mitt i de två ovanstående pickuperna. Den är tydligare än halspickupen men inte lika ljus som bridgepickupen. Den har en mycket bredare balans av övertoner.

Origin Stratocaster hade en trevägsbrytare för att välja någon av de tre pickuperna. Några av spelarna experimenterade genom att sätta in brytaren mellan de två inställningarna. Resultatet blev en intressant kombination av ljud mellan de intilliggande pickuperna, med en mjuk ton, som blev känd som ” Strat quack”.

Fender introducerade officiellt en 5-vägsomkopplare för att införliva dessa mellanlägen på 1970-talet.

Volym- och tonknappar

Elektriska gitarrer är försedda med volym- och tonkontrollkretsar som används för att bearbeta signalen innan den skickas till förstärkaren. Kretsarna har en eller flera volym- och tonkontrollrattar. Genom att justera dessa rattar kan vi ändra hur gitarren låter.

Med volymkontrollen kan vi få gitarren att låta högt eller mjukt. Tonkontrollrattar fungerar som ett filter, genom vilket vi kan eliminera vissa frekvenser. Under dessa rattar finns det potentiometrar för att göra dessa ändringar. Utseendemässigt är båda knopparna identiska men skiljer sig åt i hur de är anslutna. Dessa potentiometrar finns vanligtvis i två områden – 250K ohm och 500K ohm.

Genom att justera potentialens resistans kan vi styra signalens amplitud, till Jacket. Från jacket går signalen till förstärkaren och sedan till högtalaren.

Tonkrets

Gitarrförstärkare

I det här avsnittet kommer vi kortfattat att introducera dig till gitarrförstärkaren, distorsion, feedback och viktiga delar av förstärkaren. Vi kommer att diskutera dem i full längd i en separat artikel.

Förvrängning

Gitarrförstärkare skiljer sig ganska mycket från stereoförstärkare. Stereoförstärkare måste återge och förstärka ljudet med minimal distorsion. Gitarrförstärkare kan användas för att antingen producera rent ljud eller med distorsion. Gitarrförstärkare och högtalare tillsammans som en enhet kallas ofta gitarr Amp.

Gitarr Amp sägs producera ljud med distorsion när signalen i dess kretsar är för kraftfull för den. Ljud med distorsion önskas faktiskt av spelarna och många av de tillgängliga förstärkarna har förmågan att kontrollera distorsionsnivån.

Feedback loopar

Om ljudnivån som kommer ut från gitarrförstärkaren är mycket hög kan det få gitarrsträngarna att vibrera. I ett sådant scenario, när spelaren väl har träffat noten, kommer strängen att fortsätta att vibrera väldigt länge. Detta är känt som en återkopplingsslinga, eller feedback loop mellan förstärkaren och gitarren.

Delar av gitarrförstärkare

Huvuddelarna av gitarr Amp är:

• Förförstärkare
• Strömförstärkare
• Högtalare

Vissa gitarrförstärkare har även effekter och reverb-kretsar före effektförstärkaren.

Effektförstärkare kräver en viss lägsta insignalnivå för att fungera. Signaler från gitarrens elektriska kretsar har inte tillräckligt med kraft för att driva effektförstärkarna. Därför används en förstärkare för att öka signalen till nivåer som krävs av huvudförstärkarna. Det minskar också brus och störningar i gitarrljudsignalerna.

Majoriteten av gitarreffektförstärkare använder fortfarande vakuumrör. Distorsionsmönstren och egenskaperna hos vakuumrören älskas av de flesta musiker.

Förstärkarkretsar klassificeras vidare som Klass A, Klass B och Klass AB, där det finns en avvägning mellan Crossover-distorsion och effektivitet. Men vissa musiker letar efter specifika klasser för att få det exakta ljudet de vill ha.

Tremolo Bars

Vi hade berört de dynamiska egenskaperna som attack, decay, vibrato och tremolo medan vi diskuterade klangen eller kvaliteten på ljudet. Vi kommer att definiera det kort här för att du ska kunna förstå funktionen och syftet med tremolo-stänger.

Beröring av strängarna

Att spela på en gitarrsträng resulterar i en snabb ökning av toppamplituden för den vibrerande gitarrsträngen. Detta fenomen är känt som en attack.

Sönderfall

Vibrato och Tremolo

Vibrato definieras som ”periodiska förändringar i tonhöjden på en tome” och liknar Frequency Modulation eller FM i kommunikation.

Tremolo å andra sidan beskrivs som de ”periodiska förändringarna i tonens ljudstyrka eller amplitud”. Detta liknar Amplitude Modulation eller AM.

Inom rimliga gränser kan vibrato vara en önskad egenskap hos den mänskliga rösten, eftersom den kan ge uttryck och rikedom till den.

Tillbaka till Tremolo Bars

Fender marknadsförde Stratocaster med en Tremolo arm eller stång. Medan han döpte den till en Tremolo-arm, producerar den bifogade bron faktiskt vibratoeffekten, vilket orsakar mycket förvirring i gitarrvärlden.

I monteringen finns en flytbrygga som vilar på två antal ansiktsmonterade stolpar. Arrangemanget har två fjädrar på undersidan för att hålla det på plats genom att bevisa den erforderliga motkraften. Genom att applicera tryck på stången kan bryggan luta antingen framåt eller bakåt, vilket gör strängarna lösa eller spända. Som förklarats ovan beror tonhöjden eller frekvensen på ljudet som produceras på strängens längd, massa (tjocklek) eller spänning.

En ökning av strängens spänning ökar tonhöjden och en minskning minskar den.

Slutsats

Vi hoppas att den här artikeln om hur en elgitarr fungerar har gett dig tillräckliga initiala insikter om hur elektriska gitarrer, pickuper och andra elektriska komponenter fungerar. Du har också blivit introducerad till inverkan av övertoner och dynamiska egenskaper på kvaliteten på ljud som produceras.