Gramofon: jak igła zamienia rowki płyty w muzykę

Gramofon odtwarza muzykę, bo igła podąża spiralnym rowkiem płyty, a jego drobne fale wprawiają ją w drgania. Drgania zamieniają się potem w dźwięk: w starym gramofonie przez cienką membranę i tubę, w nowoczesnym urządzeniu przez magnes i cewkę w sygnał elektryczny, który wzmacniacz wzmacnia.

W modelu gramofonu zobaczysz to na trzech częściach: na talerzu, na ramieniu z igłą i na przekładniach, czyli kołach zębatych, które obracają talerz. Równomierny obrót pomaga dźwiękowi utrzymać wysokość, a tarcie igły w rowku stopniowo zużywa zarówno płytę, jak i igłę.

Jak ruch igły w rowku zamienia się w dźwięk

Dźwięk jest zapisany na płycie jako kształt rowka. Płytę tnie maszyna, która wycina ruch dźwięku w ścianie rowka, a odtwarzanie przebiega w odwrotnym kierunku: igła (fachowo ostrze) ślizga się po ścianie rowka i drga zgodnie z jego falami. Ramię, na którym siedzi igła, powoli przesuwa się po płycie, bo prowadzi je rowek.

Stary gramofon nie potrzebuje prądu. Igła jest połączona z cienką membraną we wkładce dźwiękowej. Membrana drga razem z igłą, wprawia w ruch powietrze w ramieniu, a powietrze trafia do tuby, która przekazuje dźwięk do pomieszczenia. Tuba stopniowo rozszerza się od ramienia, co pomaga przenieść dźwięk z wąskiej rurki do dużej przestrzeni.

Nowoczesny gramofon zamienia drgania w prąd. Igła siedzi na cienkim pręciku, który we wkładce porusza magnesem między cewkami albo cewkami w polu magnesu. Ruch wywołuje w cewce małe napięcie elektryczne odpowiadające kształtowi rowka. Wzmacniacz je wzmacnia, a głośnik znów robi z niego dźwięk.

Kształt rowka zmienia się w zależności od epoki. Płaskie płyty Berlinera mają rowek, w którym igła drga na boki, a cylindry Edisona miały rowek z ruchem w górę i w dół. Płyty stereofoniczne mają ściany rowka nachylone o 45 stopni, a każda ściana niesie jeden kanał, lewy albo prawy.

Dlaczego talerz powinien obracać się równomiernie

Igła podąża za kształtem rowka, ale wysokość dźwięku zależy też od tego, jak szybko rowek przesuwa się pod igłą. Dlatego płyty mają ustalone obroty: 33⅓, 45 albo 78 na minutę. Jeśli ustawisz złe, płyta się nie uszkodzi, ale muzyka będzie grać za szybko lub za wolno, więc przed słuchaniem sprawdź obroty na płycie.

Równomierna musi być także prędkość. Jeśli się waha, waha się też wysokość dźwięku: powolne wahanie brzmi jak falujący ton, a w skrajnym przypadku muzyka brzmi jak pijana.

Równomierny obrót nie jest oczywisty. W głośnym fragmencie rowek lekko hamuje talerz, zwłaszcza przy prostszych napędach. Ciężki talerz zachowuje się jak koło zamachowe: jego prędkość zmienia się powoli, a nie skokowo, dlatego w niektórych gramofonach się go stosuje.

Stary gramofon rozwiązuje to mechanicznie. Pierwsze urządzenia wymagały, by ktoś cały czas kręcił korbą. Później korbą nakręcało się raz sprężynę, koła zębate przenosiły jej energię na talerz, a regulator odśrodkowy, zwykle trzy ciężarki na sprężynkach, utrzymywał stabilną prędkość.

Dlaczego płyty i igła się zużywają

Podczas odtwarzania igła ociera się o ściany rowka, a tarcie zużywa jedno i drugie: płytę i ostrze igły. Drobny pył, który się między nie dostanie, zachowuje się jak delikatny proszek ścierny.

Zużyta igła uszkadza także płytę: na ostrzu powstają płaskie powierzchnie z ostrymi krawędziami, które mogą zniszczyć rowek. Większy nacisk igły zużywa płytę szybciej, dlatego ustaw nacisk zgodnie z instrukcją gramofonu.

Nie da się podać stałej liczby godzin, po której trzeba wymienić igłę, bo zależy ona od nacisku, kształtu ostrza i czystości. Gdy dźwięk pogorszy się tak, że to słyszysz, igła może być zużyta już od jakiegoś czasu.

W starych gramofonach z tubą płytę zużywało też ramię. W niektórych starszych maszynach tuba była sztywno połączona z wkładką dźwiękową igły, więc rowek musiał ciągnąć także część ciężaru tuby, a bardzo ciężka tuba mogła zużyć płytę już po kilku odtworzeniach. Dlatego później tubę zamocowano na stałe, a ramię połączono z nią przegubem.

Zużycie możesz spowolnić trzema kontrolami:

• Kurz. Przed słuchaniem przejedź miękkim pędzelkiem po płycie i po igle. Kurz w rowku działa jak proszek ścierny.
• Nacisk igły. Ustaw go zgodnie z instrukcją gramofonu. Zbyt duży nacisk zużywa płytę, zbyt mały może zniekształcić dźwięk.
• Igła. Gdy zanikają wysokie tony, a dźwięk jest brudny, sprawdź igłę i wymień ją zgodnie z instrukcją.

Na co zwrócić uwagę w modelu gramofonu

Drewniany model gramofonu nie musi grać, ale pokazuje ten sam łańcuch części: napęd, talerz, ramię z igłą i tubę. Które z nich ma model i jak się je obsługuje, dowiesz się z jego instrukcji; poniższa procedura jest tylko orientacją, na co zwrócić uwagę.

1. Talerz i przekładnie. Jeśli model napędzasz korbą, obracaj nią powoli i obserwuj talerz. Płynny ruch pokazuje, że przekładnie pracują równomiernie. Gdy talerz się zacina, szarpie albo zawsze w tym samym miejscu zahacza, może tam być tarcie, a jak je znaleźć, opisuje artykuł o zacinającym się mechanizmie.
2. Ramię z igłą. Zobacz, jak ramię obraca się w przegubie i jak igła dotyka płyty. W prawdziwym gramofonie igła ma opierać się na płycie lekko, bo zbyt duży nacisk zużywa płytę. Jeśli ramię w modelu porusza się opornie albo ociera, sprawdź w instrukcji, czy przegub jest prawidłowo złożony.
3. Tuba lub głośnik. Jeśli model ma tubę, obserwuj, jak rozszerza się od wąskiej części przy ramieniu do wylotu. W ten sposób w prawdziwym gramofonie dźwięk jest przekazywany do pomieszczenia.

Ten sam sposób obserwacji pomaga też przy innych mechanizmach, na przykład przy zegarach z kukułką.

Mechaniczny model gramofonu z katalogu pokazuje niektóre z tych części w ruchu. Które dokładnie, dowiesz się z jego opisu.

Częste pytania