Abstract

The seemingly futuristic, however approximately 120 year old technology of sound generation through plasma is investigated. A short introduction into the history and commercial products is given, followed by the transducer theory of a Tesla coil in combination with the ionization procedures and the thermo-acoustic sound generation through the amplitude modulation of a constantly generated plasma. Important items being discussed in order to understand the functionality of a plasma speaker are the degree of ionization, thermodynamic equilibrium and Saha equation. A brief overview of differences between different plasmas is given and the plasma present at the speaker of this project is classified. The advantages of a plasma speaker such as an omnidirectionality, a high frequency range and a fast transient response with their causes are discussed just like the disadvantage of the generated ozone. Lastly, the project finishes with the description of the built plasma speaker by shining a light on both circuitry and coil construction.

Kurzfassung

Die futuristisch scheinende, jedoch bereits ca. 120 Jahre alte Technologie der Schallerzeugung mittels eines Plasmas wird untersucht. Es gibt eine kurze Einleitung in die Geschichte sowie die kommerziellen Produkte, gefolgt von der Wandlungstheorie eines Tesla-Transformators in Kombination mit den Ionisationsprozessen und der thermo-akustischen Schallerzeugung durch die Amplitudenmodulation eines konstant generierten Plasmas. Zu den wichtigen, dabei behandelten Themen gehören Ionisationsgrad, thermodynamisches Gleichgewicht und die Saha-Gleichung, um die Funktionalität eines Plasma-Lautsprechers besser verstehen zu können. Es folgt ein Überblick über die Unterschiede diverser Plasmen und das Plasma des für dieses Projekt gebauten Lautsprechers wird anhand dieser Merkmale eingeordnet. Außerdem werden die Vorteile wie z.B. die Omnidirektionalität, der hohe Frequenzumfang und das schnelle Einschwingverhalten sowie deren Ursache beschrieben. Das Gleiche gilt für den Nachteil der Ozon-Entstehung. Zuletzt wird der für dieses Projekt gebaute Plasma-Lautsprecher erläutert, indem ein Blick sowohl auf den Schaltkreis als auch auf die Konstruktion der Primär- und Sekundärspule gerichtet wird.

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