Hvordan lyden blir til i den elektriske gitaren

London 29. august 1831: Tåken ligger tykt over den engelske hovedstaden og den engelske fysikeren Michael Faraday er i laboratoriet sitt og eksperimenterer med magneter, ledninger og batterier. Han kobler én ledning til et batteri og en annen ledning til en strømmåler. Begge ledningene er surret rundt hver sin ende av en magnetisk jernring. Plutselig ser han at strømmåleren gir utslag når han slår på batteriet. Det samme skjer når han slår av batteriet. Dette er høyst uventet og Faraday forstår raskt at dette kan ha stor betydning for vitenskapen og historien.

Det Michael Faraday oppdaget denne dagen gjorde det mulig for en mann ved navn Jimi Hendrix 130 år senere å ta verden med storm med sin elektriske gitar. Så hva var det Faraday fant ut? Jo, han oppdaget at det var mulig å lage elektrisk strøm ved å bevege på en magnet. Eller sagt på en annen måte: Dersom en leder(for eksempel en stålstreng på en el-gitar) beveger seg, bryter den med de magnetiske feltlinjene, og det oppstår elektrisk strøm. Han oppdaget det som kalles elektromagnetisme og elektromagnetisk induksjon. Cirka 1931, hundre år etter oppdagelsen, ble den første elektriske gitaren laget av George Beauchamp - og verden ble aldri mer den samme.

Det som først og fremst skiller den elektriske gitaren fra en vanlig akustisk gitar er at den mangler hulrommet der lyden lages. Spiller man på en el-gitar som ikke er koblet til en gitarforsterker hører man nesten ingenting. Så hva er det da som lager lyden? Svar: Elektromagnetisme.

Før vi graver oss helt ned i kjelleren skal vi prøve å få en oversikt over hva som skjer i tidsforløpet fra plekteret treffer gitarstrengen, til den kommer ut som lydbølger av høyttaleren. Det viktigste skjer i mikrofonene(pickups) som er montert på gitaren og det skal vi zoome oss mer inn på senere i artikkelen.

Men først, her er en illustrasjon med fire punkter som viser, ganske så forenklet, hva som skjer:

Forklaring til illustrasjonen: La oss se for oss Jimi Hendrix på scenen klar til å spille klassikeren Purple Haze(se video nederst i artikkelen). Konsertstedet er ladet med forventning og Jimi sjekker at kabelen er plugget i og volumet er skrudd på fullt. Når plekteret hans treffer strengene starter disse å vibrere (1). Denne vibreringen fanges opp av mikrofonene som gjør det om til elektrisk strøm (2). Deretter føres denne strømmen(elektriske signaler) gjennom ledninger og kabel til gitarforsterkeren (3). Her forsterkes signalene (4) og sendes så videre ut gjennnom høyttaleren der de blir omgjort til lydbølger (5). Lyden treffer ørene til publikum som får bakoversveis av det fantastiske gitarspillet. "Wow! For en mann og for en gitarist", mumles det blant de begeistrede tilhørerne.

Det vi skal se nærmere på nå er alt det spennende som skjer i mikrofonen. Dette er den viktigste delen på en elektrisk gitar og det er der «mirakelet» skjer. Jimi Hendrix har altså spilt en tone på gitaren og strengen vibrerer. Hvordan klarer mikrofonen så å fange opp disse vibrasjonene? For å forstå det skal vi først se på et bilde av en vanlig type gitarmikrofon:

På bildet ser vi en mikrofon med seks magneter, én for hver streng. Noen mikrofoner har kun én sammenhengende magnetplate for alle strengene, men denne har altså seks separate. Vi ser også masse tynn, oransje kobbertråd tvunnet rundt. Det stikker også ut noen ledninger under mikrofonen. Det er her den elektriske strømmen blir ført videre til kabeluttak og forsterker.

Vi skal nå se på en illustrasjonen for å se mer på det elektromagnetiske underet som skjer inni mikrofonen:

På illustrasjonen ser vi mikrofonen oppe i venstre hjørne. Den har seks separate magneter og vi zoomer oss inn på den ene. Her er en punktvis forklaring til det som skjer:

1. Jimi Hendrix spiller på en streng som starter å vibrere.
2. Magneten genererer det som kalles et magnetisk felt rundt seg(blå farge). Dette feltet strekker seg fra magneten og litt over strengene. Siden strengen som vibrerer er laget av metall lages det ørlite elektrisk strøm når den beveger seg gjennom magnetfeltet.
3. Dette plukkes så opp ("pick up") av kobbertrådene og genererer elektrisk strøm i spolen.
4. Fra spolen blir den elektriske strømmen ført videre ut gjennom ledningene og videre til forsterker og høyttaler. Som nevnt tidligere blir det elektriske signalet forsterket i forsterkeren og høyttaleren sørger for at signalene blir omgjort til lydbølger.

Svingninger per sekund (Hz)

En streng vibrerer, men hvordan klarer mikrofonen å skille de forskjellige tonene fra hverandre? Jo, fordi de forskjellige tonene vibrerer forskjellig antall svingninger per sekund. Til dette bruker vi måleenheten Hertz(Hz) som er definert som: "En svingning per sekund". Spiller vi på A-strengen vil den ha frekvensen 110 Hz. Det betyr at strengen har 110 svingninger i løpet av et sekund. Spiller vi på G-strengen vil den ha frekvensen 196 Hz. H-strengen har 246,9 Hz. Også alle tonene på gitarhalsen har hver sin frekvens og dermed unik. Det magnetiske feltet over mikrofonens magneter fanger opp strengens frekvens og tilsvarende elektrisk strøm blir indusert i spolen.

Typer av mikrofoner

Det finnes flere typer mikrofoner for el-gitarer. Det mest vanlige er å skille mellom "single coil" og "humbucker" mikrofoner. Single coil er det vi har sett på til nå og som har en én coil(spole) med kobbertråd for å fange opp bevegelsene fra de vibrerende strengene. Humbucker mikrofoner dobler antallet spoler og resultatet blir en fyldigere lyd og mindre støy. Det er vanlig å ha mer enn én mikrofon på gitaren. Gjerne to eller tre. På den måten kan man kombinere mikrofonene og ha muligheten til å variere gitarlyden.

Jimi Hendrix demonstrerer én konsekvens(av mange) av Michael Faradays oppdagelse av elektromagnetisk induksjon:

Her er en kort biografi om Michael Faraday:

Sjekk gjerne ut denne videoen som viser på en bra måte det vi har tatt for oss i artikkelen: