Vraag 11Elektrische gitaar

Het geluid van een elektrische gitaar wordt versterkt weergegeven via een luidspreker. Op de gitaar zijn zogenaamde elementen gemonteerd, die de mechanische trillingen van de snaren omzetten in elektrische trillingen. Ook zijn er twee draaiknoppen op de elektrische gitaar gemonteerd. Zie figuur 1. figuur 1 De drie elementen zijn met een pijl aangeduid. Een element bestaat uit zes permanente magneten die elk in een spoel geplaatst zijn. Boven elke magneet bevindt zich een snaar. Zie figuur 2. figuur 2 snaar magneet spoel De snaren op een elektrische gitaar zijn gemaakt van roestvrij staal. In de situatie van figuur 2 zal de snaar gemagnetiseerd worden. Op de uitwerkbijlage zijn de snaar en de magneet uit figuur 2 schematisch en sterk vergroot weergegeven.

Als de gemagnetiseerde snaar in trilling wordt gebracht, ontstaat er een spanning over de spoel. Dit is de uitgangsspanning van het element. Een van de draaiknoppen op de gitaar is de volumeknop. Onder die draaiknop zit een onderdeel, weergegeven in figuur 3a. Dit onderdeel is opgenomen in een schakeling zoals weergegeven in figuur 3b. figuur 3a figuur 3b weerstand L draaiknop uitgangspanning element R naar versterker Door aan de knop te draaien kan de gitarist de grootte van de spanning regelen die naar de versterker gaat.

Het verband tussen de golfsnelheid en de spankracht in een snaar wordt gegeven door: F m v = met μ= μ λ Hierin is: − 1 − v de golfsnelheid (in m s ); − F de spankracht (in N ); − 1 − μ de massa per lengte-eenheid (in kg m ); − m de massa (in kg ); − λ de lengte van de snaar (in m ). De lengte van de laagst klinkende gitaarsnaar (de E-snaar) is 64,5 cm . De snaar is cilindervormig en massief en heeft een diameter van 1,42 mm . 2 De spankracht in de snaar is 1,5·10 N . De frequentie van de grondtoon van de E-snaar van deze gitaar is 85 Hz .

Een snaar kan in twee richtingen gaan figuur 4 trillen als deze wordt aangeslagen: een richting evenwijdig aan het element z (de y -richting) en een richting loodrecht x op het element (de z -richting). Zie figuur 4. y Luc bouwt een opstelling waarmee hij een snaar kan laten trillen in alleen de element z -richting of alleen de y -richting. snaar Allereerst laat hij de E-snaar alleen in de z -richting trillen en meet hij de spanning die het element levert. Het resultaat van de meting in de z -richting is weergegeven in figuur 5. figuur 5 200 U (mV) 100 0 −100 −200 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 t (s) De frequentie van de spanning als de E-snaar trilt in de z -richting, komt overeen met de frequentie van de grondtoon van de E-snaar.

Toon dit aan.