Gramofon: jak jehla promění drážky na desce v hudbu

Gramofon přehrává hudbu tak, že jehla sleduje spirálovou drážku desky a její drobné vlnky ji rozechvívají. Chvění se pak mění ve zvuk: u starého gramofonu přes tenkou blánu a trychtýř, u moderního přístroje přes magnet a cívku na elektrický signál, který zesilovač zesílí.

Na modelu gramofonu to uvidíš na třech částech: na talíři, na raménku s jehlou a na převodech, tedy ozubených kolech, která talíř otáčejí. Rovnoměrné otáčení pomáhá zvuku udržet výšku a tření jehly v drážce postupně opotřebovává desku i jehlu.

Jak se pohyb jehly v drážce mění ve zvuk

Zvuk je na desce uložen jako tvar drážky. Desku řeže stroj, který pohyb zvuku vyryje do stěny drážky, a přehrávání jde opačným směrem: jehla (odborně hrot) klouže po stěně drážky a kmitá podle jejích vlnek. Raménko, na kterém jehla sedí, se po desce pomalu posouvá, protože ho vede drážka.

Starý gramofon elektřinu nepotřebuje. Jehla je spojena s tenkou blánou ve zvukovce. Blána kmitá spolu s jehlou, rozechvívá vzduch v raménku a vzduch pokračuje do trychtýře, který zvuk předává do místnosti. Trychtýř se od raménka postupně rozšiřuje, což pomáhá převést zvuk z úzké trubice do velkého prostoru.

Moderní gramofon mění chvění na elektřinu. Jehla sedí na tenkém stonku, který v přenosce pohybuje magnetem mezi cívkami, nebo cívkami v poli magnetu. Pohyb vyvolá v cívce malé elektrické napětí, které odpovídá tvaru drážky. Zesilovač ho zesílí a reproduktor z něj opět vytvoří zvuk.

Tvar drážky se podle doby liší. Ploché desky Berlinera mají drážku, v níž jehla kmitá ze strany na stranu, zatímco Edisonovy válečky měly drážku s pohybem nahoru a dolů. Stereofonní desky mají stěny drážky nakloněné o 45 stupňů a každá stěna nese jeden kanál, levý nebo pravý.

Proč se má talíř točit rovnoměrně

Jehla sleduje tvar drážky, ale výška zvuku závisí i na tom, jak rychle drážka pod jehlou ubíhá. Proto mají desky stanovené otáčky: 33⅓, 45 nebo 78 za minutu. Když nastavíš špatné, deska se nepoškodí, ale hudba půjde příliš rychle nebo pomalu, takže před poslechem zkontroluj otáčky na desce.

Rovnoměrná musí být i rychlost. Když kolísá, kolísá i výška zvuku: pomalé kolísání zní jako vlnící se tón a v krajním případě hudba zní jako opilá.

Rovnoměrné otáčení není samozřejmé. V hlasité pasáži drážka talíř mírně brzdí, hlavně u jednodušších pohonů. Těžký talíř se chová jako setrvačník: jeho rychlost se mění pomalu, ne skokem, a proto se u některých gramofonů používá.

Starý gramofon to řeší mechanicky. První přístroje vyžadovaly, aby někdo celou dobu otáčel klikou. Později se klikou jednou natáhla pružina, ozubená kola přenášela její energii na talíř a odstředivý regulátor, typicky tři závaží na pružinkách, držel rychlost stabilní.

Proč se desky a jehla opotřebovávají

Při přehrávání se jehla otírá o stěny drážky a tření opotřebovává obojí: desku i hrot jehly. Jemný prach, který se dostane mezi ně, se chová jako jemný brusný prášek.

Opotřebovaná jehla poškozuje i desku: na hrotu se vytvářejí ploché plošky s ostrými hranami, které mohou drážku zničit. Větší přítlak jehly desku opotřebovává rychleji, proto nastav přítlak podle návodu ke gramofonu.

Pevný počet hodin, po kterém je třeba jehlu vyměnit, určit nelze, protože závisí na přítlaku, tvaru hrotu a čistotě. Když se zvuk zhorší tak, že to slyšíš, může být jehla opotřebovaná už nějakou dobu.

U starých gramofonů s trychtýřem opotřebovávalo desku i raménko. U některých starších strojů byl trychtýř pevně spojen se zvukovkou jehly, takže drážka musela táhnout i část váhy trychtýře a velmi těžký trychtýř mohl desku opotřebovat už po několika přehráních. Proto se později trychtýř upevnil na místě a raménko se k němu připojilo kloubem.

Opotřebení můžeš zpomalit třemi kontrolami:

• Prach. Před poslechem přejeď měkkým štětcem po desce i po jehle. Prach v drážce působí jako brusný prášek.
• Přítlak. Nastav ho podle návodu ke gramofonu. Příliš velký přítlak desku opotřebovává, příliš malý může zkreslit zvuk.
• Jehla. Když se ztrácejí výšky a zvuk je špinavý, zkontroluj jehlu a vyměň ji podle návodu.

Čeho si všímat na modelu gramofonu

Dřevěný model gramofonu nemusí hrát, ale ukazuje stejný řetězec částí: pohon, talíř, raménko s jehlou a trychtýř. Které z nich model má a jak se ovládají, zjistíš z jeho návodu; postup níže je jen orientace, čeho si všímat.

1. Talíř a převody. Pokud se model pohání klikou, otáčej jí pomalu a sleduj talíř. Plynulý pohyb ukazuje, že převody pracují rovnoměrně. Když se talíř zasekává, škubá nebo vždy na stejném místě drhne, může tam být tření, a jak ho najít, popisuje článek o zasekávajícím se mechanismu.
2. Raménko s jehlou. Sleduj, jak se raménko otáčí v kloubu a jak se jehla dotýká desky. U skutečného gramofonu se má jehla na desku pokládat lehce, protože příliš velký přítlak desku opotřebovává. Pokud se raménko na modelu pohybuje ztuha nebo drhne, zkontroluj podle návodu, zda je kloub správně sestaven.
3. Trychtýř nebo reproduktor. Pokud model trychtýř má, sleduj, jak se rozšiřuje od úzké části u raménka k ústí. Takhle se u skutečného gramofonu zvuk předává do místnosti.

Stejný způsob pozorování pomáhá i u dalších mechanismů, například u kukačkových hodin.

Mechanický model gramofonu z katalogu ukazuje některé z těchto částí v pohybu. Které přesně, zjistíš v jeho popisu.

Časté otázky