کشش یا گِیج، مساله این است!

خب واقعیت این است که خیلی هم جدی نگفتیم! یعنی مفاهیم کشش و گِیج در سیم آنقدرها هم پیچیده و بغرنج نیست و برای اینکه برای گفته‌ی خود دلیل بیاوریم در این مبحث می‌خواهیم تفاوت‌های کشش (tension) و گِیج (gauge) را بیان کنیم. اغلب کمپانی‌های سازنده سیم این دو فاکتور را در توضیحاتشان برای توصیف ویژگی‌های انواع سیم ذکر می‌کنند و چون این دو عامل اغلب (نه همیشه) با یکدیگر نسبت مستقیم دارند، گاهاً با یکدیگر یکی در نظر گرفته می‌شوند؛ در حالیکه واقعیت چیز دیگری است. اجازه بدهید برای روشن‌تر شدن موضوع هر کدام از این دو مفهوم را جداگانه توضیح دهیم.

گِیج: منظور از گیِج سیم ضخامت (قطر) سیم است و واحد آن میلیمتر یا اینچ می‌باشد. به عنوان مثال گیج‌های مختلفی از سیم می گلدبرکات از 0.24 تا 0.28 میلیمتر توسط کمپانی سازنده تولید شده است. طبیعتاً هر چه گیج یک سیم بیشتر باشد سیم کلفت‌تر شده و حجم صدای آن بیشتر می‌شود (دقت کنید که این موضوع در مورد دو گیج متفاوت از یک سیم خاص همیشه صادق هست).

کشش: به طور خلاصه کشش به معنای نیروی کششی است که در راستای سیم تولید می‌شود و واحدهای متداول آن نیوتن، کیلوگرم نیرو (و یا پوند نیرو) می‌باشد. لذا اغلب وقتی کشش سیم بیشتر شود، سیم سفت‌تر شده و فشار بیشتری از سوی آرشه را می‌تواند تحمل کند. به عنوان نمونه اگر به کاتالوگ سیم‌های کمپانی توماستیک سری بزنید خواهید دید که کشش سیم لا پرازیسیون 6.5 کیلوگرم و سیم لا دومینانت 5.5 کیلوگرم ذکر شده است که منظور همان نیروی کششی سیم یا به اصطلاح خودمانی‌تر سفتی سیم است.

همانطور که در اینجا هم ذکر کردیم کمپانی‌های سازنده سیم‌ اغلب سیم‌های خود را در سه گیِج سبک (light، weich و یا dolce)، متوسط (medium) و سنگین (heavy، stark  و یا forte) تولید می‌کنند. اما ظاهراً این صفت‌های سبک و سنگین بیشتر مناسب وزن است تا قطر (گِیج) سیم. پس چرا کمپانی‌ها این توصیفات را برای قطر (گِیج) یا همان ضخامت سیم به کار می‌برند؟! دلیل این است که در یک سیم هر چه گیج بیشتر شود سیم کلفت‌تر شده و طبیعتاً وزن آن بیشتر می‌شود. مثلاً گیج متوسط سیم ر ویژن (VI03) از گیج سنگین آن نازک‌تر بوده و وزن آن کمتر است.

اما پیش از ادامه‌ی بحث به فرمول زیر که مربوط به نیروی کششی یا همان کشش سیم مرتعش است توجه کنید:

T = w x (2 x f x L)²

در این رابطه T کشش سیم، w وزن واحد طول سیم[1]، L طول فعال سیم (از شیطانک تا خرک) و f  فرکانس سیم است[2].

از این رابطه مفاهیم جالبی بدست می‌آید:

اولاً برای یک سیم خاص این فرمول به نوعی کشش (نیروی کششی) را به گِیج (قطر) سیم مربوط می‌کند. چون همانطور که ذکر شد در یک سیم گیج بیشتر به معنای وزن (w) بیشتر آن است. همچنین در دو گیج متفاوت از یک سیم (برای فرکانس مشخص)، آنکه گیِج بیشتری دارد وزن بیشتری دارد، بنابراین طبق رابطه بالا کشش بیشتری خواهد داشت؛ اما در دو سیم مختلف لزوماً گیِج بیشتر به معنای کشش بیشتر نیست. به عنوان مثال سیم‌های روده بیشترین گیِج را در بین تمامی انواع سیم‌ها دارند اما کشششان کم است؛ چون با اینکه ضخامت زیادی دارند اما وزنشان نسبت به سیم‌های با هسته فلز کمتر است (چون چگالیشان پایین‌تر است). نمونه دیگر مقایسه سیم ر الیاف دورپیچ نقره با یک سیم ر الیاف دورپیچ آلومنیوم است. به عنوان مثال سیم ر 132 دومینانت با دورپیچ آلومینیوم و کشش 4.1 کیلوگرم نیرو و سیم A132 دومینانت با دورپیچ نقره با کشش 4.5 کیلوگرم نیرو. همانطور که دیده میشود کشش سیم دوم بیشتر است اما گیج آن به طور مشخص از گیج اولی کمتر است. چرا که نقره چگالی بسیار بیشتری نسبت به آلومینیوم دارد. بنابراین برای دو سیم مختلف ارتباط گیج و کشش لزوما مستقیم نیست. علت این است که وزن واحد طول هم تابع گیج (قطر) است و هم تابع چگالی مواد به کار رفته در سیم. و در سیمهای مختلف ممکن است وزن واحد طول زیاد شود اما قطر کم شود؛ چرا که چگالی مواد استفاده شده بیشتر بوده است.

نکته‌ی دیگر اینکه هر چه به سمت سیم‌های بم‌تر برویم فرکانس سیم کم‌تر شده و با اینکه ضخامت و گیِج سیم زیاد می‌شود اما عموما کشش سیم کاهش می‌یابد. چرا که همانطور که در رابطه‌ی بالا نیز دیده می‌شود کشش با توان دوم فرکانس نسبت مستقیم دارد و به همین دلیل تاثیر فرکانس بر روی کشش بیشتر از اثر ضخامت و وزن است. در واقع میخواهیم تاکید کنیم که اگر مقایسه بین سیمهای مختلف و با فرکانسهای نامی مختلف انجام شود نیز رابطه مستقیم گیج و کشش برقرار نیست. در اینجا علاوه موارد بالا –که مربوط به مقایسه دو سیم مختلف از یک فرکانس و یک طول فعال سیم بود- مقایسه بین سیمهای با فرکانس مختلف است.

نتیجه بحث اینکه وقتی در مورد یک سیم خاص صحبت می‌کنیم می‌توان مفاهیم کشش و گیج را به جای یکدیگر به‌کار برد چون این دو با هم نسبت مستقیم دارند و افزایش یکی از آن‌ها باعث زیاد شدن دیگری هم می‌شود. اما در مورد دو سیم متفاوت با ساختارهای متفاوت، این دو همانطور که توضیح داده شد، لزوماً با یکدیگر نسبت مستقیم ندارند و نباید همیشه به جای همدیگر به کار روند.