Elektrofony II - do historie elektromechanických nástrojů

Elektrofony II - do historie elektromechanických nástrojů
Elektrofony II - do historie elektromechanických nástrojů

Při výzkumu elektřiny v 18. a 19. století si fyzikové povšimli, že některé elektrické jevy lze použít pro vydávání zvuků, a zkonstruovali přístroje, které se staly předlohou prvních elektromechanických hudebních nástrojů.

Skotský benediktinský mnich Andrew (Andreas) Gordon (1712-1751), působící na universitě v německém Erfurtu, sestrojil v roce 1742 elektrostatickou zvonkohru. Jedná se o vodivou kuličku umístěnou mezi dva kovové zvonky, z nichž jeden je uzemněn. Po připojení druhého zvonku k elektrostatickému generátoru začne kulička kmitat mezi zvonky a rozeznívat je.

 

V roce 1837 americký profesor Charles Grafton Page (1812-1868) sestrojil první elektromagnetický přerušovač, později používaný při konstrukci elektromagnetických oscilátorů v některých hudebních nástrojích. V témže roce při svých pokusech s magnety a cívkami Page také zjistil, že při zapínání a vypínání proudu procházejícího cívkou poblíž umístěný magnet vydává zvuk. Správně usoudil, že zvuk vzniká smršťováním a prodlužováním kovového jádra cívky v důsledku působení proměnného magnetického pole. Tento jev, známý později jako magnetostrikce, nazval Galvanic Music (galvanická hudba).

 

Na podobném principu zkonstruoval v polovině 19. století český fyzik a matematik František Adam Petřina (1799-1855) svou elektrickou harmoniku. Tvořily ji čtyři železné tyčky umístěné na dřevěné ozvučnici uvnitř cívek, které fungovaly jako elektromagnety. Po připojení či odpojení proudu pomocí spínačů se tyčky působením elektromagnetických sil rozezněly.

 

V 70. letech 19. století německý matematik a fyzik Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz (1821-1894) pomocí soustavy resonátorů prakticky demonstroval, že běžné zvuky jsou složeny z většího počtu jednoduchých složek. Pro své akustické výzkumy používal Helmholtz také elektromagneticky rozechvívané kovové ladičky.

 

Francouzský matematik a fyzik Jean-Baptiste de la Borde (1730-1777) sestrojil mezi roky 1759 a 1761 první elektricky ovládaný hudební nástroj - elektrické cembalo (Clavecin électrique). V osmnáctém století ještě nebyl k dispozici vhodný zdroj elektrického proudu, italský fyzik Alessandro Volta (1745-1827) sestrojil první baterii až v roce 1800. Nástroj byl proto rozezníván elektrostaticky. Pomocí krátké klaviatury podobné klaviatuře cembala se ovládal přenos elektrického náboje na kladívka umístěná mezi dvojicí shodně naladěných zvonků. Kladívka se působením elektrostatických sil vychylovala a rozeznívala zvonky podobně jako u elektrostatické zvonkohry.

 

Elektricky ovládané piano využívající elektromagnetického principu postavil v roce 1867 švýcarský hodinář, elektrotechnik a vynálezce Matthäus (Matthias) Hipp (1813-1893). Kladívka jeho piana byla uváděná do pohybu pomocí elektromagnetů ovládaných klaviaturou.

 

V polovině 19. století začaly první experimenty s využitím elektřiny pro ovládání traktury pneumatických varhan. Prvním typem elektrifikované traktury byla elektropneumatická traktura. U ní ovládá elektromagnet malý ventil v primárním vzduchovém okruhu. Pro řízení přívodu vzduchu do píšťaly je použit stlačený vzduch, stejně jako v případě tradiční traktury pneumatické. Elektromagnety ovládající ventily měly v 19. století vysoký odběr proudu a vyžadovaly poměrně vysoké napájecí napětí. To způsobovalo rychlé opotřebení kontaktů vznikajícím obloukem a jiskřením. Také tehdejší elektrochemické baterie měly malou kapacitu a tím i krátkou životnost. Ke snížení proudového odběru elektromagnetů a náhradě baterií elektromechanickými generátory umožňující stavbu skutečně použitelných nástrojů došlo až kolem roku 1900.

 

V roce 1914 vytvořila americká firma Wicks Organ Company první plně elektrickou trakturu zvanou též elektromagnetická nebo elektrodynamická. Systém, který nazvala Direct-Electric, používá výkonné elektromagnety umístěné v bezprostřední blízkosti píšťal a ovládající přímo přívod vzduchu do píšťal. Elektrická traktura se rozšířila především ve Spojených státech.

 

Elektrické ovládání zjednodušilo také konstrukci automatických nástrojů, oblíbených na přelomu 19. a 20. století. Elektřinu používalo pro ovládání například automatické banjo z roku 1896, automatické housle Violano nebo některá automatická piana.

 

V poslední čtvrtině 19. století se objevily první nástroje používající elektřinu pro generování zvuku, kterým se budeme věnovat v dalším dílu našeho seriálu. Další informace o elektricky ovládaných nástrojích lze najít v knize Elektrofony I, kterou distribuuje vydavatelství Muzikus.

Psáno pro časopis Muzikus