Namagnesowanie strun w gitarze elektrycznej a sygnał przetwornika Fender, Seymour Duncan, Fishman – wpływ na brzmienie i sustain

Pytanie

Czy namagnesowanie strun w gitarze elektrycznej wpływa pozytywnie na odbiór sygnału przez przetwornik?

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• Nie, trwałe namagnesowanie strun nie poprawia ani głośności, ani jakości sygnału z przetwornika elektromagnetycznego; w praktyce częściej pogarsza brzmienie i stabilność stroju.
• Kluczowe punkty:
  • Przetwornik sam wytwarza stałe pole magnetyczne wystarczające do indukcji sygnału.
  • Dodatkowe pole od namagnesowanej struny wprowadza „string-pull” (nadmierne przyciąganie), skraca sustain i generuje artefakty fazowe.
  • Regulacja wysokości przetwornika oraz dobór materiału strun mają większy wpływ niż ich namagnesowanie.

Szczegółowa analiza problemu

1. Zasada pracy klasycznego przetwornika

Przetwornik (pickup) składa się z magnesu stałego (AlNiCo, ferryt, AlNiCo V, neodym) oraz cewki. Magnes polaryzuje ferromagnetyczną strunę; drgania struny zmieniają strumień magnetyczny Φ obejmujący uzwojenie, co zgodnie z prawem Faradaya indukuje SEM:

\[ e(t)= -N \frac{d\Phi(t)}{dt} \]

gdzie N – liczba zwojów. Efektywność konwersji zależy od:
• gęstości strumienia B magnesu,
•  przekroju i odległości struny (air gap),
•  prędkości drgań struny.

2. Co dzieje się, gdy struna jest trwale namagnesowana?

1. Struna zyskuje własny dipol magnetyczny Mₛ. Suma wektorowa pola B_pickup + B_struny ≠ projektowana przez konstruktora.
2. Nieliniowość: przy zbliżaniu i oddalaniu struny do rdzenia powstaje asymetryczny przebieg ∆Φ(t) → intermodulacyjne artefakty („ghost notes”, zmiana fazy harmonicznych).
3. „String-pull”: wzrost siły F = ∇(m·B) działającej na strunę → skrócenie sustainu, rozstrajanie (zwłaszcza struny basowe E/A).
4. Nieprzewidywalne różnice między strunami – namagnesowanie nigdy nie jest idealnie jednorodne, więc balans głośności między strunami się rozjeżdża.
5. Przy pickupach wielocewkowych (np. humbuckery, split-coil) zmienny rozkład pola zaburza wzajemne kasowanie szumów.

3. Dlaczego brak korzyści?

• Napięcie z przetwornika zależy od dΦ/dt, a nie od bezwzględnej indukcji B. Główne ograniczenie to impedancja i rezonans cewki, nie „zbyt małe B”.
• Projektanci dobierają magnes tak, by pracować poniżej punktu nasycenia stali strun (~1,6 T)—dodawanie kolejnego pola tylko przesuwa układ ku nasyceniu bez zysku w sygnale.
• Struna i tak jest „tymczasowo” magnesowana podczas gry; efekt jest w pełni odwracalny i liniowy.

4. Porównanie z innymi technologiami

• Pickupy piezoelektryczne i optyczne (LightWave, Fishman TriplePlay) nie wymagają ferromagnetycznych strun; magistrala magnetyczna jest tu całkowicie zbędna.
• Sustainer (Fernandes, EBow): driver wysyła zmienne pole o częstotliwości stroju; wymaga chwilowego namagnesowania struny, ale nie jej trwałego namagnesowania.
• Aktywne systemy Fluence (Fishman) czy Q-tuner wykorzystują bardziej liniowe magnesy neodymowe o mniejszym „string-pull”, co również czyni dodatkowe magnesowanie niepożądanym.

Aktualne informacje i trendy

• 2023-2024: rosnąca popularność przetworników o niskim „string-pull” (neodym, AlNiCo III) oraz wielogłosowych systemów Fluence. Wszystkie rekomendacje producentów (Fender, Seymour Duncan, Fishman) zakładają brak trwałego namagnesowania strun i dostosowanie brzmienia przez: wysokość pickupa, układy aktywne, profile EQ.
• Materiały strun: nowe stopy (Cobalt, NYXL) podnoszą przenikalność μ i wytrzymałość bez zwiększania magnetyzacji.
• R&D firm takich jak Super-Vee czy Relish Guitars nad elektro-statycznymi/optomagnetycznymi pickupami całkowicie uniezależniającymi się od pola stałego.

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Analogia: struna zachowuje się jak miękka blacha w transformatorze – polaryzowana tylko w chwili pracy. Dodawanie własnego magnesu do blach pakietu pogorszyłoby liniowość i zwiększyło straty histerezowe.
• Pomiar: prosty gauss-meter pokaże kilka-kilkanaście gausów na świeżej strunie w pobliżu hot AlNiCo V pickupa; po celowym namagnesowaniu wartości rosną >50 G i sustain spada o 10-20 %.

Aspekty etyczne i prawne

• Silne magnesy neodymowe stosowane do „magnetyzowania” mogą zakłócić działanie rozruszników serca, pasków magnetycznych kart, nośników danych – warsztaty lutnicze powinny przestrzegać zasad BHP.
• Zgodnie z normą IEC 62368-1 (Bezpieczeństwo AV/ICT) pole na powierzchniach dostępnych użytkownikowi nie powinno przekraczać 0,5 mT przy 50 mm. Nadmierne magnesowanie strun może naruszyć ten limit.

Praktyczne wskazówki

1. Jeśli podejrzewasz namagnesowanie:
   • Zbliż stalową żyletkę do każdej struny poza obszarem przetwornika – odczuwalne przyciąganie wskazuje problem.
2. Rozwiązanie: wymień komplet strun; opcjonalnie użyj demagnetyzera 50 Hz (lutnicze degaussery).
3. Reguluj wysokość pickupa: standard Fender ~2,0 mm (treble E) / 2,5 mm (bass E) przy wciśniętym ostatnim progu; humbuckery Gibson ~1,6 mm.
4. W warunkach scenicznych unikaj dużych głośników neodymowych ustawionych blisko gryfu – mogą powoli magnesować struny.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• W instrumentach historycznych (np. Rickenbacker „horseshoe” z lat 30.) magnes obejmuje struny; ich lekka remanencja jest elementem brzmienia, lecz konstrukcja pickupa uwzględnia ten fakt.
• W eksperymentalnych gitarach bez magnesów w pickupie (samodzielne cewki + magnes na strunie) sytuacja się odwraca, ale to nisza laboratoryjna.

Sugestie dalszych badań

• Analiza wpływu różnych stopów (cobalt, maraging) na relację μ-sustain-string-pull.
• Numeryczne modelowanie (FEMM, ANSYS Maxwell) dynamiki strumienia przy równoległej polaryzacji struna–magnes.
• Rozwój bezkontaktowych driverów (akustyczny feedback controllable) eliminujących potrzebę mocnych pól stałych.

Krótkie podsumowanie

Namagnesowanie strun nie podnosi poziomu sygnału z przetwornika elektromagnetycznego, ponieważ cały układ został zaprojektowany tak, by wykorzystać chwilową, liniową polaryzację struny generowaną przez magnes pickupa. Dodatkowe, trwałe pole powoduje przyciąganie strun, skraca sustain, rozstraja i wprowadza zniekształcenia. Kluczem do dobrego brzmienia pozostają: świeże, nienamagnesowane struny, poprawna wysokość przetworników oraz ewentualnie nowoczesne systemy aktywne o niskim „string-pull”.