Звучанье инструментов проводных

 

Кто не любит слушать звучание гитары, да и не только гитары, а, вообще, струнных инструментов? Красивые, завораживающие звуки струн чаруют слух, особенно когда звучат одновременно сразу несколько – аккордом, многократно переотражаясь от стенок корпуса гитары, и, даже как будто, усиливаясь и обогащаясь при этом обертонами. Красиво! Приятно слушать! А не замечали ли вы, уважаемые читатели, что и электрические провода на морозе тоже звучат? Те самые провода, что подвешены на осветительных опорах при помощи обыкновенных фарфоровых изоляторов. Конечно, звучат они не так, как гитарные струны, как то по-своему, своеобразно, по особенному, но тоже красиво.

 

А задумывались ли вы, почему они звучат и почему именно так, а не по-другому? Ведь, в сущности, провода – это те же струны. Провод, как и струна, представляет собой резонатор с определённой частотой резонирования. Какие составляющие могут входит в формулу, определяющую частоту звучания провода? Очевидно, длина провода. Она обычно выбирается согласно соответствующему стандарту – действующему ГОСТУ. Хотя, конечно, в какой-то степени имеет и определённые допуски. Так, даже два провода одного пролёта между соседними опорами имеют неодинаковую длину из-за несимметричности установки изоляторов на столбах. А это значит, что звучание обоих проводов будет слегка разниться, чуть-чуть, но специалисту в области музыки это будет заметно. А при звучании одновременно нескольких, слегка разных по длине проводов, уже получится аккорд. Диаметр провода также будет влиять на частоту звучания – тут, как будто в обязательном порядке, напрашивается аналогия с толщиной гитарных струн. Материал, из которого изготовлен провод – несомненно, должен войти в предполагаемую формулу в виде поправочного коэффициента! Ведь известно, что струны, изготовленные из пластмассы, звучат совсем по-другому, чем металлические. Сила натяжения проводов – тоже одна из составляющей формулы частоты звучания провода, вспомните процесс настройки гитары, и вы поймёте почему. Ну а если повнимательнее отнестись к этому фактору, то можно заметить, что при разных значениях температуры воздуха, провода звучат по-разному. Чем холоднее, тем больше укорачиваются провода, в результате их натяжение увеличивается, а, значит, и меняется настройка «струны». Это означает, что в «синтезируемую» нами формулу, температура окружающей среды тоже должна войти как одна из составляющих её величин. Определённым образом следует учесть и знак значения температуры, а не только её величину. Иней – его наличие и интенсивность тоже очень сильно влияют на частоту звучания провода и вид вырабатываемой проводом «синусоиды». А иней образуется, как известно, при определённой влажности. Значит и влажность должна входить составляющим элементом в данную формулу. Атмосферное давление (?) – под вопросом! Чтобы струна зазвенела, ей нужно передать импульс энергии – возбудить, тогда, она станет резонировать, появятся затухающие колебания, которые передадутся через воздух в наше ухо, и мы услышим звук. Ну а в нашем случае импульс проводам даст … обыкновенный ветер, особенно если он порывистый. Однако, пусть меня простят учёные умы за кажущуюся наивность, но я слышал звучание проводов и в полный штиль. Почему? Почему они звучат и в этом случае? Ведь закон сохранения энергии незыблем – если струна не получила порцию энергии, то она звучать не будет. Значит, провода получают эту самую энергию даже при полном отсутствии ветра. Откуда берётся энергия? Вот что думается по этому поводу: провод имеет какую-то собственную индуктивность. Но не только – по отношению к окружающим предметам, например – земле, близрасположенным проводам, опорам, он ещё имеет и такую электрическую величину, как ёмкость. То есть, наш провод имеет все права называться самым настоящим колебательным контуром, имеющим свой, самый настоящий, электрический резонанс. Ну а как вы догадались, уважаемые читатели, дармовой электрической энергии сейчас вокруг нас хоть «отбавляй»! Это и электросмог (энергетический мусор, те самые помехи – QRN, QRM), и многочисленные «законные» излучатели, согласно действующей лицензии, щедро излучающие энергию по всем доступным направлениям, и самая обыкновенная электризация проводов частичками пыли или кристалликами льда, всегда присутствующими в морозном воздухе, и собственные переменные токи, текущие по проводам, ибо, собственно, эти самые провода именно для этого и предназначены, это и атмосферики – электрические разряды отдалённых грозовых очагов, ибо, как известно, грозы на земном шаре не прекращаются ни на минуту, и даже мы – радиолюбители, так щедро иногда, а часто и излишне, наполняем окружающее пространство электрической энергией. То есть – энергии вокруг проводов хоть отбавляй, даже при отсутствии ветра. Ну а Земля наша, и это тоже не секрет, как известно, представляет собой большущий магнит. А что будет с колебательным контуром, если ему сообщить импульс энергии? Правильно – в нём возникнут электрические колебания на частоте его резонанса. Даже, всё же, если они и затухающие, но – самые что ни на есть настоящие! А, если их периодически подпитывать, то они станут и незатухающими. В нашем проводе появится пульсирующий с этой частотой ток. А если провод, по которому течёт ток, помещён в магнитное поле – в данном случае Земли, то на него станет действовать сила, согласно тому самому правилу, с помощью которого, некоторые несознательные радиолюбители пытаются открывать бутылки с шампанским – буравчиком, так его, кажется, называют, и если я не прав, то поправьте меня, уважаемые, пожалуйста. Ну а если провод начнёт колебаться в пространстве, то колебаться он будет только на своей резонансной частоте, и мы должны будем услышать звук с этой частотой, либо его гармоники, обертоны, а то и целые аккорды, по причине, описанной выше, а именно – неодинаковости проводов. Конечно, в нашей формуле мы должны учесть ещё и тот факт, что электрическая длина провода не равна его механической длине, так называемое электрическое укорочение. Хотя данный факт и приведёт к некоторому повышению расчетной точности формулы, но, всё же, думается, что и ещё останутся некоторые упущенные нами при составлении данной формулы факторы, влияющие на частоту звучания провода. Следует к вышесказанному добавить ещё и нижеследующее, а именно: если одновременно с электрическим воздействием на провода будут оказывать своё воздействие ещё и порывы ветра, то колебания «проводов-струн» могут стать модулированными как по амплитуде – в этом случае возникнет, так называемый эффект, тремоло, так и по частоте – будет наблюдаться эффект вибрато. Звучание проводов заметно обогатится. Ну а если эти провода являются телефонной линией, либо по ним происходит трансляция радио, то в них будут присутствовать непосредственно и электрические колебания звуковых частот, со всеми вытекающими из этого последствиями – помните (?): провод – это виток обмотки, а одновременно и мембрана, земля – магнит, вот тебе и «громкоговоритель» получился. И даже если по этим проводам передаётся электрическое напряжение с частотой пятьдесят герц, то в случае колебания проводов с этой частотой мы сможем услышать его более высокочастотные гармоники (100Гц, 200Гц, 300Гц и т.д.). Предполагаем, что гудение трансформатора знакомо многим.

 

Думается, что всё вышесказанное должно «касаться» не только проводов, но и … железнодорожных рельс. Кто не видел картину, когда с помощью подвешенного куска рельса подают звуковые сигналы, без устали колотя по его железным бокам? И обрезок рельса исправно «исполняет» обязанности колокола. Значит, резонаторами должны служить и уложенные в железнодорожное полотно, рельсы. Только частоты их колебаний, скорее всего, будут очень низкими по причине «технических» параметров резонаторов, и мы их вряд ли услышим. Хотя это совсем не значит, что эти колебания ни коим образом на нас не будут действовать, и мы их не заметим. Хорошо, если мы только услышим их высокочастотные гармоники, но ведь эти сверхнизкие частоты могут совпадать ещё и с некоторыми частотами работы органов нашего организма и оказывать на них определённое воздействие, а при достаточной мощности, возможно, и негативное. Ну а эта самая «мощность» имеет соответствующие источники, ей есть откуда взяться – токи, питающие электровоз весьма немаленькие! Да и механические колебания колёсных пар проходящего поезда, возникающие на стыках рельс, имеют тоже весьма солидную амплитуду. Вот такая получается «убойная» рельсовая музыка – не чета многим дискотекам. Ну а частота колебаний этого «рельсо-струнного» инструмента, очевидно, будет рассчитываться всё по той же формуле, которую мы пытались «синтезировать» в данной статье и для «звучащих» проводов.

 

Так что, уважаемые читатели, словосочетание «Поющие провода» или, как вариант, «Рельсо-струнный инструмент» - чем не тема для диссертации или, хотя бы, дискуссии?