CAPTADOR DE GUITARRA (conceitos básicos)

(obs: antes de fazer perguntas e ou postar comentários, leia aqui: CLIQUE)

 Aviso aos incautos: O post que segue é extremamente básico e didático. É baseado no mesmo que postei no fórum da GP. Achei interessante colocá-lo no blog, mas admito que não tenho formação técnica ideal para vários conceitos aqui explicados. Na falta de um texto similar em português (se alguém achar um, me avise :) ), espero que esse ajude.

1 - O QUE É UM CAPTADOR DE GUITARRA?

Artefato formado basicamente por imã e fios de cobre (enrolados geralmente em uma bobina), de propriedades eletromagnéticas cuja função é transformar o som proveniente das vibrações das cordas e das madeiras em um sinal elétrico que possa ser amplificado.

Por uma lei da física, se um campo magnético que está envolto em uma bobina formada por fio de metal (cobre) enrolado (centenas a milhares de voltas) sofrer flutuação (a vibração da corda de metal da guitarra modifica o campo magnético), ocorrerá formação/indução de uma carga elétrica pelo fio da bobina.

Um exemplo prático: imagino que todos conheçam o famoso "dínamo" de bicicleta. Ele tem essa estrutura:

Quando o pneu gira, ele promove a rotação do imã dentro da bobina, que induz uma carga elétrica no fio de cobre enrolado em volta dele. Essa carga vai alimentar a lâmpada... Simples!

Mais simples ainda é essa experiência: o cara enrolou (cerca de 500 voltas) um fio de cobre e, ao girar um imã em volta dele, há indução elétrica (milésimos de volt), como podemos abservar no multímetro:

Ele poderia colocar o imã parado dentro do anel de fio de cobre e movimentar algum objeto metálico próximo ao imã. Também geraria uma corrente e esse é o princípio exato da relação captador/corda da guitarra.

Veja:

Depois a gente entra em detalhes sobre as diferenças entre single coil e humbucker, mas a imagem seguinte é pra percebermos as diferenças de estrutura e relação de posição entre imã e bobina: nos singles os magnetos são os próprios pinos e nos humbuckers é uma barra na base, que encosta e transfere o magnetismo para os parafusos.

A carga elétrica gerada é pequena, de 100 milivolts até mais de 1 volt nos captadores mais potentes, mas suficiente para ser interpretada e amplificada.

Um detalhe importantíssimo é que o fio de cobre não pode encostar nele mesmo - a corrente elétrica só é gerada se correr livremente AO LONGO do fio. Então, ele recebe uma cobertura/capa isolante. Quanto mais eficiente essa "capa" em termos de isolamento, volume, elasticidade e resistência ao calor, melhor.

Atualmente (na verdade, desde os anos 60) usamos uma camada de poliuretano (polysol), que é bem fina e transparente. A cor visualizada é a do cobre mesmo. Obs: fios de cobre com revestimento isolante são feitos basicamente para a indústria de transformadores. Captadores utilizam uma ínfima parte desse volume. O Polysol é um fio mais eficiente pelos padrões atuais de indústria de transformadores, mas pior quando usado em captadores. Justamente pela sua eficiência na condutividade e isolamento, ele tem uma certa aspereza, um brilho excessivo nos agudos.
Como as madeiras foram piorando com o passar dos anos, perdendo ressonância e brilho (basswood, por exemplo), e os captadores foram ficando mais potentes (perdendo agudos, portanto) ele acaba sendo útil e em alguns casos (captadores de alto ganho), ideal. Mas coloque-o numa strato com madeiras superiores, em busca de um timbre vintage autêntico,  ele vai incomodar nos agudos. É sutil, mas perceptível.

Até os anos 50, usava-se muito o "ENAMEL" (fio esmaltado) que é um tipo de esmalte e deixava o fio com a cor entre marrom escuro e púrpura. Também o FORMVAR (fio fica dourado/amarelado), que seria um meio termo de modernidade entre o enamel e o polysol.

Existe sim diferença de timbre entre os tipos de isolamento, com o polysol tendendo a sobrar nos agudos. Mas é assunto pra adiante.

Vários fabricantes de captadores utilizam tanto o Enamel (geralmente para humbucker, P90, Telecaster e Texas Special) quanto o Formvar (single coils típicos de strato) para seus modelos "vintage". O Seymour Duncan utiliza Enamel na maioria dos humbuckers estilo vintage.

Eletricidade e magnetismo estão à nossa volta o tempo todo mas nosso cérebro insiste em processá-los (ou mesmo ignorá-los) subjetivamente, dificultando a compreensão porque não os enxergamos... :)

2 - PROPRIEDADES ELETROMAGNÉTICAS DOS CAPTADORES

Resistência, Indutância, Capacitância, Frequência de Ressonância, Fator “Q”.

Esses conceitos são difíceis de compreender plenamente, mas vou tentar simplificar (sem agredir a física... :) ).
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Adendo: relendo todo o texto, percebi que é difícil, num primeiro momento, extrapolar as propriedades eletromagnéticas para a nossa visão leiga e "sonora" do captador. Então, mesmo correndo o risco de ser execrado por algum físico ou engenheiro eletricista, vamos nos guiar pelo seguinte:

a) Resistência e principalmente Indutância estão relacionados com a potência/volume do captador. Quanto mais elevados mais sinal é enviado para o amplificador. Não podemos esquecer que quanto maiores, geralmente teremos mais médios e menos agudos. Lembre-se: o aumento isolado da resistência (só enrolando mais fio) não vai aumentar tanto a potência e vai tirar muito agudo.
b) Capacitância: vamos relacioná-la como responsável pela diminuição/atenuação de agudos do captador
c) Frequência de Ressonância: define se o captador tem mais ou menos agudos, se é mais ou menos brilhante. Quanto maior, mas agudo é o captador.
d) Fator "Q": a combinação dos valores acima deve ter um certo equilíbrio, por exemplo, não podemos enrolar muito fio e usar um imã fraco. O som vai ficar muito ruim e/ou estranho. O fator Q é o resultado de uma fórmula que mostra se os outros valores estão equilibrados entre si.

Então, pelo descrito acima, um captador com muita resistência, baixa/média indutância, alta capacitância e pico de ressonância de 4k (use de referência um captador Fender de strato, que está por volta de pelo menos 8-9k de ressonância) será com certeza um captador mais potente, porém "abafado" e desequilibrado. O fator Q dele certamente não estaria na faixa considerada ideal.

Importante: A força magnética (tipo, forma e volume do imã) também influencia no volume e é diretamente proporcional.

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Antes, é importante ressaltar que essas propriedades sempre atuam em conjunto para o timbre final. Nunca devemos usar um valor isoladamente para “ler” o captador.

Resistência (expressa em Ohms): “Oposição à passagem da corrente elétrica relacionada com o comprimento e diâmetro do fio de cobre”. Ou seja, quanto mais longo e, surpresa,mais fino, maior a resistência. A resistência e a indutância geralmente indicam (existem outros fatores) a potência (volume) do captador. Os fios de cobre usados têm o diâmetro padronizado (AWG: American Wire Gauge) de 42 ou 43 AWG, raramente outro valor. Quanto maior o AWG, mais fino, quanto mais fino, mais resistência. Então, 1.000 voltas (espiras) de fio 43AWG terá mais resistência (e mais potência) do que 1.000 de 42AWG. Mas quanto mais alta a resistência, maior a perda de agudos.

Indutância (expressa em Henries): “A capacidade de uma bobina em criar o fluxo com determinada corrente que a percorre é denominada Indutância (símbolo L) medida em "henry" cujo símbolo é H.” Essa é difícil... :) Seria mais ou menos a “força bruta” do captador. A corrente elétrica gerada e correndo pela bobina cria também um campo magnético, que se opõe ao do imã. Mas ambos não se anulam, e sim geram ainda mais força. Pense assim: a corrente elétrica da bobina , devido à presença de metal no seu centro (o metal do próprio imã e dos parafusos no caso dos humbuckers) cria um campo eletromagnético que por sua vez interage com o campo magnético do próprio imã. Isso gera força bruta... Dá pra perceber a importância do imã - não só pelo seu magnetismo, mas pelo seu tamanho e estrutura metálica também.
Captadores geralmente têm indutâncias entre 2.5 a 10 Henries. Geralmente, quanto mais voltas do fio, maior a resistência E indutância, mas essa em menor grau, pois a indutância depende também da quantidade de metal e força do imã. Ou seja, se elevarmos a resistência aumentando o número de voltas do fio, teremos que aumentar a força magnética e geralmente a quantidade de metal no seu núcleo para haver um equilíbrio.

Então, pra gente não se perder, se eu pegar um single coil típico de strato com 6 k ohms de resistência (entre 7.500 – 8.000 voltas/espiras) e 2,4 henries, deverei “ler” da seguinte forma: os 6K estão diretamente relacionados às voltas e espessura do fio e é a resistência pura. Os 2,4 henries estão relacionados às voltas e espessura do fio e TAMBÉM à força dos pinos de imãs e quantidade total de metal (ppte dos pinos). Exercitando:

1 - Se eu aumentar o número de voltas/espiras apenas, terei um pequeno acréscimo de volume/ganho (pelo aumento da resistência e pequeno da indutância) mas começo a diminuir a resposta de agudos.

2 - Se eu aumentar o número de voltas/espiras mas diminuir a força e/ou o tamanho dos imãs, vou mudar muito o som do captador mas ele terá quase a mesma potência/volume.

3 - Entretanto, se eu aumentar as espiras E a força ou o tamanho do imã, aumentarei de fato a potência (e também a sonoridade) e força do captador.

Esses exemplos são apenas pra citar as possibilidades de tunagem do timbre. Cada pequena mudança gera uma sonoridade diferente. Obviamente já deu pra compreender que não se aumenta a potência de um captador apenas enrolando mais fio – vai chegar num ponto que ele ficará extremamente agressivo nos médios, pálido de agudos e com pouca dinâmica.

Se estiveres lendo atentamente, podes pensar: e se fosse um Humbucker? Sou metaleiro e quero muita potência pra estourar o input do meu amp! Eu não poderia trocar o fio 42AWG por um 43 AWG, que é mais fino (cabem mais voltas nas bobinas) e tem mais resistência, aumentar as espiras e jogar a resistência para acima de 13K e trocar essa barra de AlNiCo fraquinha por uma barra de imã cerâmico/ferrite para aumentar também a indutância? Ele teria o dobro da potência de um PAF! Esse captador ficaria super power e o amp distorceria mais.... :)

...Pois foi exatamente essa a idéia do Larry DiMarzio quando criou em 1972 o lendário captador “Super Distortion”, que mudou pra sempre o conceito de captadores. Aqui está o monstro que matou o PAF - DiMarzio Super Distortion (DP 100). Cerca de 13k DC de resistência, fio polysol, imã cerâmico:

Capacitância (expressa em Farad ou Faradays): “Capacidade de um corpo de reter carga elétrica”. O nome já sugere tudo: metais absorvem/roubam/desviam eletricidade. E quando um sinal elétrico como o do captador, que está traduzindo um som, é desviado, as frequências mais altas/agudas vão primeiro...
O fio de cobre é um metal? Sim. Ele induz sua própria capacitância. Idem para o metal do imã. Idem para os parafusos, capinha, base plate. Até o material usado para a blindagem pode induzir capacitância e modificar os agudos e o timbre final da guitarra. Quando o Seth Lover quis usar a capa no humbucker para blindá-lo de ruídos externos, ele logo percebeu que ao colocar uma capa rica em cobre houve degradação dos agudos. Idem para as com acabamento dourado. Alumínio? Pouca capacitância mas alumínio (da época) não segurava solda... Optou finalmente por uma capa de níquel e zinco (Níckel Silver ou Prata Alemã ou a nossa “Alpaca”).

Já deves ter pensado: Por isso que quando aumentamos as espiras/resistência do fio de cobre, perdemos agudos... Sim, uma das razões é essa: mais fio, mais resistência, mas também MAIS CAPACITÂNCIA (e menos agudos)... :)


Frequência (pico) de Ressonância (expressa em Hertz): É a "impressão digital sonora" de um captador. A frequência dominante, a partir da qual ele reproduz as outras. O pico de ressonância revela mais de um captador do que sua resistência ou indutância.

Se um engenheiro elétrico analisar um captador ele dirá: “Os elementos ativos (bobina com fio de cobre + magneto(s)) formam um circuito elétrico que apresenta um indutor e um capacitor ligados em paralelo com um resistor em série... Isso é semelhante ao “tuner” dos rádios e cria uma frequência dominante que varia conforme os valores acima”.

Traduzindo, a combinação da resistência, indutância e capacitância gera uma frequência, que geralmente está entre 1 e 10 kHz. Quanto mais alta, mais agudo o captador (mas não necessariamente mais “limpo”). Singles têm pico de ressonância entre 5 e 9 kHz geralmente. Humbuckers, de 3 a 7 kHz.

Outro exercício: já sabemos que aumentando o número de espiras, aumentamos a resistência mas diminuimos os agudos. Portanto, quanto mais fio vamos colocando mais baixo (menos agudo) vai se posicionar o pico de ressonância.

Fator “Q”: Fator de qualidade/eficiência do captador. É uma medida criada pelos engenheiros e baseada numa fórmula que analisa a relação Resistência e Indutância numa frequência pré-determinada (geralmente 1 kHz). Um "Q Factor" muito alto ou baixo sugere um captador desequilibrado e provavelmente ruim, ou no mínimo, estranho. A maioria dos captadores têm “Q” entre 2 e 3,5.
Agora olhe para um humbucker e veja quantas coisas podem interferir e determinar sua sonoridade:

Por enquanto é isso... Essa é uma parte relativamente chata e teórica, mas depois que a gente absorve e começa a exercitar esses conceitos básicos, fica muito mais fácil “ler” um captador.

Observe nesse link: Fórum GP Brasil (clique) a maneira como o Oscar Isaka Jr. "lê" os captadores: ele está sempre considerando o pico de ressonância (além da estrutura de single com pinos de alnico V, etc.) e não apenas a resistência. Não é um método infalível, mas com certeza nos dá informações bem próximas da realidade sonora do captador.

Volto a dizer: todas essas propriedades, atuando em conjunto, é que determinam o som final de um captador, sua personalidade. Mude o tamanho de um simples parafuso e o que acontece? De cara, diminui a quantidade de metal, alterando a capacitância e indutância. Isso sem falar no campo magnético dos imãs (próximo capítulo)... Podes ter certeza que o timbre vai mudar... Ouvidos e mente atentos! :)

PS: com essas noções, já dá pra avaliar o "Tone Chart" do Seymour Duncan com mais propriedade... :)
Já no site do Sérgio Rosar são fornecidas a Resistência, Indutância e o tipo de imã. Falta o pico de ressonância, mas dá pra ter uma boa idéia...

Parte II: IMÃS (clique aqui)