Opgave
In 1930 kwam de voorloper van de huidige cassetterecorder, de zogenoemde magnetofoon, op de markt.
In tegenstelling tot de cassetteband van nu, werd in de magnetofoon een stalen draad gemagnetiseerd. Daarom wordt het apparaat ook wel draadrecorder genoemd. Zie figuur 1.
In figuur 2 zie je een schematische tekening van de draadrecorder.
In figuur 3 is de opname/weergavekop vergroot en schematisch weergegeven.
De staaldraad beweegt langs de kop. Tijdens de opname ontstaan dan in de draad gemagnetiseerde gebiedjes. In figuur 4 is een klein stuk van de staaldraad sterk vergroot getekend. De pijltjes geven de magnetisatierichting van de gebiedjes aan.
a) Leg uit waarom geluid niet kan worden opgenomen met een koperdraad en wel met een staaldraad.
b) Leg met behulp van figuur 3 uit hoe bij de opnamekop de gemagnetiseerde gebiedjes zijn ontstaan.
Bij het afspelen van de staaldraad werkt de opnamekop als weergavekop.
Door de schakelaar op 'weergave' te zetten wordt de luidspreker in plaats van de microfoon aangesloten. Bovendien wordt dan de wiskop van de draad af gehaald.
c) Leg met behulp van de figuren 2 en 3 uit waarom het opgenomen geluid wordt gereproduceerd als de staaldraad de weergavekop passeert.
De staaldraad gaat met een constante snelheid van 4,6 cm/s langs de opnamekop.
d) Bereken de lengte van de draad die nodig is voor een opname van 45 minuten.
Om te voorkomen dat oude geluidsopnamen door een nieuwe opname heen klinken, wordt bij het opnemen altijd de wiskop ingeschakeld. De draad loopt eerst langs de wiskop waarin een sterk signaal met een hoge frequentie (meestal 100 kHz) wordt opgewekt.
e) Leg uit waarom dit wissignaal zo'n hoge frequentie heeft en niet een frequentie van bijvoorbeeld 10 kHz.
Uitwerking vraag (a)
- Koper is niet te magnetiseren. Dat kan wel met ijzer, waar staal van gemaakt is.
Uitwerking vraag (b)
- Door de stroom door de spoel wordt de ijzeren kern gemagnetiseerd.
- Hierdoor wordt er een magneetveld in de opening en dus ook bij de draad gemaakt.
- Dit magneetveld blijft in het staal.
Uitwerking vraag (c)
- Als er een veranderend magneetveld langs de opening komt, is er een veranderend magneetveld in de ijzeren kern.
- Een veranderend magneetveld in een spoel produceert een inductiestroom in de spoel.
- Dit signaal wordt versterkt, zodat het door luidsprekers omgezet kan worden in geluid.
Uitwerking vraag (d)
- De snelheid 4,6 cm/s is 4,6·60/100 = 2,76 m/min.
- In 45 minuten legt de draad dus 45·2,76 = 124 m af.
Uitwerking vraag (e)
- De toonhoogte 10 kHz is nog net te horen en zou klinken als een hoge piep.
- 100 kHz is niet meer te horen en het is dus niet schadelijk als er nog wat van die frequentie overblijft als achtergrondsignaal.
