Funktionsweise eines Elektrostat

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SchwachSuper 

Wie Oben im Bild zu Sehen ist besteht ein Draht stator aus einem Draht, der hin und her gespannt wird. Mit der Hilfe von Querstreben wird er Fixiert, so dass dann das ganze System an Stabilität gewinnt. Denn die Tolleranzen sollten Möglichst klein gehalten werden. In der Mitte befindet sich eine Mylar Folie. Die Folie wurde Mit einem Coating leitend gemacht, so dass sie im KV bereich Statisch aufgeladen werden kann. Die Statoren sind in Ruhestellung auf 0V. Erst wenn ein Signal auf den Statoren gelangt wird eine hohe Spannung aufgebaut. Die Statisch aufgeladne Folie Wird dann im PP  Prinzip dann Angezogen und von der Über liegende Seite Abgestoßen. So erhöht sich er Wirkungsgrat auf ein Maximum. In Alten Röhrenradios kamen auch Elektrostatische Schallwandler zum Einsatz, allerdings waren sie nicht in PP Ausgeführt. Der Wirkungsgrat war daher sehr bescheiden. Oftmals Kamen Gold bedampfte Folien zum Einsatz. Diese Waren sehr niederohmig.

Elektrostaten werden aus Loch Blech, Leiterplatten oder so wie wir es machen aus Draht hergestellt. Wir haben uns entschlossen Elektrostaten Ausschließig aus Draht herzustellen. Das hat auch einige hintergründe: Sie sind gegenüber Blech statoren Berührung sicher. Ein Draht Stator ist einfacher zu Segmentieren. Bei den Blech Statoren können schnell einmal Überschläge statt finden. Und wenn es einmal beim Blech Stator einen Überschlag gab, passiert es dass dann ein Stück der Pulver Beschichtung beschädigt ist. Der Näste Überschlag findet dann an der Gleiche Stelle logischer weise bei einer geringe Spannung Statt. Und so mit ist dann eigentlich der Elektrostat nicht mehr bei höheren Lautstärken einsetzbar.     

 

Auch ist bei der Auswahl vom Lochblech darauf zu achten das die Gestanzten Löcher Grat frei sind. Endgraten mit der hand oder maschinell Währe eine sehr Mühselige Angelegenheit. Meistens ist auch die Kapazität eines Lochbleches Höher. Die Ansprüche die dem Verstärkers gestellt werden steigen dadurch an, so dass die Impedanz sogar unter 1 Ohm liegen kann. Einige Hersteller setzen zum Schutz der Endstufe einen Widerstand ein, das wirkt sich dann nachteilig auf die Höhenwidergabe aus.

 

Gerade die Höhenwidergabe sollte ein Elektrostat mit Brillant wiedergeben können, denn genau das ist  das Aushänge Schild eines Perfekten Elektrostat. Ach ja nicht zu vergessen die Räumlichkeit oder auch Abstrahl verhalten genannt. Auch das Abstrahl verhalten ist mit ein Draht Stator einfacher zu realisieren.

 

Wer sich trotz allem einen blech Stator bauen möchte, dem sollte im Klaren sein das umso breiter der ESL ist das Abstrahlverhalten der Höhen ab einer gewissen breite nur noch Gerade aus ist wie bei einer Taschenlampe. Einige Hersteller Korrigieren das in dem sie das Blech Wölben. Ansonsten kommt der Hörer nur auf seinen kosten wenn er den Teppich mit einem X markiert und nicht von der Stelle  Weicht. Auch den kopf darf er dann nicht verdrehen.

 

Beim Draht Stator wird das Problem durch eine So genannte Segmentierung gelöst. Dabei wird in der Mitte ca. 7-9 Drähte das NF Signal eingespeist und Von da aus weiter mit einem Widerstand im K Ohm bereich auf den Rest der Drähte weiter geleitet. Das ganze bildet dann einen Filter. 7-9 Drähte in der Mitte geben den kompletten f gang wieder Links und Rechts ist für mitten und Tiefen zuständig.

 

Siehe Bild

Wie zu sehen ist die Tonwiedergabe beim Draht Stator weit aus Räumiger und beim Blech oben Rechts um weiten Schmaler. Die Widerstände R1 und R2 dämpfen das Große Feld ab so das diese nur ab Mittel Ton Übertragen.

Im Gegensatz zu Dynamischen Lautsprecher sind Elektrostaten sehr Flach von der Bauform. Sie sind hinten offen, besitzen allerdings eine weit aus größerer Membrane als Dynamische Systeme. Das liegt daran das die Membrane des Elektrostaten nicht soweit auslenken kann. Dies ist mechanisch und Elektrisch begrenzt. Um Aber an einen Brauchbaren Schalldruck zu gelangen, ist Membran Fläche wichtig. Zumindest beim Vollbereich. Je nach Bauart findet man Elektrostaten mit einen Membranhub von +/- 1- 2 mm  vor. Wobei 1 mm Hub eher für hybriden bestimmt sein soll. Für einen Vollbereich ist ein Größerer Hub von Nöten. Es gebt Zwar Elektrostaten die einen Hub von bis zu +?- 3 – 4 mm können, hat aber auch Reichlich nachteile.

Es wird mit Höheren Folienvorspannung gearbeitet. Und ab ca. 6 KV Könnte so ein Elektrostat auch einmal Ozon Produzieren. Das wollen wir natürlich nicht. So ist es ratsam mit der Folienspannung bis maximal 5 KV zu betreiben.  Der Step up Übertrager ist Meistens Höher Übersetzt um die erforderliche Signalspannung liefern zu können. Meistens Klingt er dann nicht mehr so Brillant wie er eigentlich klingen soll. So ergeben die besten Ergebnisse für einen Vollbereich mit einen Hub von ca. +/- 2,4 mm.

 

 

 

 

 

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Wichtig ist es auch die Richtige Folienspannung beim Selbst bau zu bestimmen. Je nach Ausführung ob Hybrid oder Vollbereich wird die Folie Mit Tape oder gewichten gespannt, bevor sie auf dem Rahmen geklebt wird. Dementsprechend fällt die Resonanz Frequenz beim Hybriden Höher aus ( Folie ist Stramm gespannt ) Und beim Vollbereich ist die Folie dagegen nur leicht gespannt. So fällt die Resonanz Frequenz auch Weit aus tiefer aus.

 

Schwierig ist es für den Selbstbauer herauszufinden wie weit er die Folie Spannen soll. Ist die Folie zu Locker gespannt, so kann es sehr schnell passieren dass die Folie durch die Statische Aufladung schon zum Stator angezogen wird, was natürlich unerwünscht ist. In der Ruhe Stellung Sollte die Folie sich in der Mitte befinden. Wir helfen ein bisschen nach und fixieren die Folie zusätzlich mit Stütz Punkten. Auch sollte hier genau Überlegt werden in welchen Abständen das Geschehen soll. Denken sie daran dass die Folie auch noch Schwingen soll! Regeln wir die Hochspannung runter, so verschwenden wir nicht nur Wirkungsgraht, sondern auch Klang Verluste. Der Elektrostat würde dann verzerren. Es ist also immer darauf zu Achten, das die Folien Vor Spannung immer Höher ist als die Signal Spannung die an den Statoren Anliegt.

Achten sie beim Selbst bau auch darauf das Beide Folien Gleich Stark gespannt sind, Sonst klingen die Elektrostaten unterschiedlich. Oder Erwerben sie von einen Fachhändler schon Fertig gespannte panäle. Zumindest sind sie dann sicher dass Die Folien fachmännisch gespannt sind.

Wollen sie dennoch selber bauen kann ich garantieren das es nicht beim ersten versuch bleibt. Denn wenn die Folie am Stator klebt sollten nicht all zu Starke Falten auf der Membrane befinden. Die Folie wird Sobald das Coating getrocknet ist noch Wärme behandelt. Das ist Nötig um noch Kleine Falten zu entfernen und natürlich auch um Spannungen zu entfernen die Unglichmäsigkeit aufweisen können. Dazu Können sie einen Regelbaren Heißluft fön benutzen den sie dann Zügig in Kreisform bewegen. Nur nicht zu Heiß dann kommen ganz schnell Löcher in der Dünnen Folie zum Vorschein und die Arbeit war umsonst.

Fixieren kann man die Folie Am besten Mit einen doppelseitigen Gewebe Klebeband (Teppich Kleber) oder Spiegel Kleber. Den sie aber nur auf einen Stator zum Kleben bringen den Zweiten Stator lassen sie einfach die Klebe Schutzschicht drauf, so ist es dann einfacher bei bedarf den Elektrostat wieder zu zerlegen.

Um die Folie mit Hochspannung versorgen zu können Kleben sie dann einen Streifen Kupfer band auf die Folie. Stellen sie Kontakt zur Folie mit Hilfe des Coating her.

Sie sehen Gestanztes Lochblech ist es Grat frei Bohren ein loch mit einen Kegel Senker auf um eine Senkkopf Schraube befestigen zu können. Die Schraube brauchen sie dann Später für die Signal Spannung. Wenn eine Pulver Beschichtung nicht Möglich ist Sprizten sie einen lack Farbe ist egal solange sie nicht leitend ist auf. Achten sie auf die Trocken Phase und auf lauf Nasen. Das wiederholen sie mindestens 4 – 10 mal je nach Lack oder Farbe. Um Sicher zu gehen das der lack nicht leitet Verlängern sie Ihre Prüfspitzen ihres Mulitmeters mit Draht und Stecken sie diese in der Lack dose Mulitmeter auf Mega Ohm Leitet der harz lack nicht sind wir etwas auf der Sicheren Seite.

 

 

Sie sehen die Lackierten Lochbleche Umrandet mit Spiegel Klebeband Links Sieht man die Selbst Klebende Kupferfolie. In der Praxis hat sich aber herausgestellt das Das Kupferklebeband besser auf die Folie geklebt wird und nicht auf der gegenüberliegende Seite wie es hier zu sehen ist.  Die Stromzufuhr müssen sie dann Aber Vorher Anlöten. Damit die Folie durch die Wärme nicht Beschädigt wird. Und ganz Rechts ist ein Lochblech schon mit Folie bespannt, so wie ganz Rechts mit Stützpunkte ( Silikone ) Versehen.

das Panal im Holzrahmen eingelassen. So habe ich meine Ersten Prototypen aufgebaut und zugeschraubt sah dann mein erster Elektrostat so aus:

Es war schon sehr verblüffend was dieser Elektrostat an Klang Qualität so geliefert hat. Ich hatte damals einen hybriden aufgebaut. Der Elektrostat Seht auf dem Subwoofer. Wie ich schon vorher berichtet habe Strahlt der zu sehende Elektrostat wegen seiner breite nachteilig gerade aus. Also war ein Exaktes Ausrichten Beider Elektrostaten erforderlich gewesen. Klanglich hat er aber viele Hörer Überzeugt. Auch mit seinen manco. Ich musste aber auch feststellen das Man nicht im betrieb Beide Statoren Anfassen darf. Da gab es einen Strom Schlag. Mein erstes Modell habe ich nur vier Mal Gespritzt. Und  des Späteren kamen dann auch noch Überschläge dazu. Es wurde immer Schlimmer und konnte das System nur noch leise Hören. Die Enttäuschung war groß. Das war auch die Zeit gewesen in der ich viel zeit im Bau von Elektrostaten investiert habe Auch Dirk von der Firma Silberstatic Baute zu Gleichen Zeit mit Lochblech. Das war die zeit bevor die Firma Silberstatic geboren war also rein Privat. Dirk Überlegte dann wie man am besten Draht Statoren fertigen kann. Dazu kamen dann Reichliche Probleme, an die keiner von uns vorher gedacht hatte. Wir aber zum Glück Lösen konnten. Und mittlerweile soweit ausgereift sind, dass Dirk sich dann entschloss sie Gewerblich Anbieten zu können. Momentan gibt es Dirk Draht Statoren als Bausatz zu kaufen, so dass sie dann im hand um drehen einen Elektrostat selber Kosten Günstig Aufbauen können.

 

 

Warum ein Elektrostat heute mit 15 Watt zu recht kommt

 

Blickt man in der Geschichte des Elektrostaten zurück, so stellt man fest das die Ersten Modelle schon sehr früh in Röhren Radios zu finden wahren. Allerdings nicht in Push and Pull. Die Membrane wurde früher auch Gold bedampft. Meist wurde er als Hoch Töner eingesetzt. Auch war der Wirkungsgrat gegenüber heute sehr bescheiden.

Auch die Ersten PP ESL die Auf dem Markt gekommen waren brauchten jede menge Leistung um betrieben werden zu können. Mittlerweile sind sie so weit entwickelt das statt 2* 2KW schon 2*15 Watt ausreichen könnten natürlich ist das auch von den Hörgewohnheiten Abhängig. 70  Watt ist dann schon Weit aus ausreichend. Mach Elektrostat erfordert ca.  70 – 400 W im Schnitt was auch noch Apzektabel ist. Die Alt besessenen haben immer noch Vorurteile was dem Wirkungsgrat eines ESL betrifft. Ich beweise hier dass es heute auch anders geht.

Auch nicht jeder Verstärker ist für einen ESL Geeignet. Das ist auch heute noch so. Die Anforderung ist hoch. Der Amp Sollte Kurzschlussfest sein und auch Laststabil Arbeiten. Oftmals gingen die Endstufen kaputt. Viele ESL gehen mit der Impedanz unter 1 Ohm runter.

Unser Ziel was es, einen ESL zu erschaffen der nach Möglichkeit nicht all zu sehr im Niedrigen Ohm bereich Arbeitet  aber Trotzdem keine einbußen aufweist. Das ist uns dann auch gelungen. Es gab auch Modelle die man am besten erst gar nicht vom netz nimmt. Das Coating wies bei manchen Modelle Schlechte Eigenschaften auf, so dass es unter anderen Sehr lange gedauert hatte bis die Folienspannung sich aufgebaut hat.

Mancher Hersteller rieb die Folie mit Grafit ein. Grafit bindet sich aber Schlecht mit der Folie und Löst sich nach der  zeit wieder. Auch Tapetenkleister kam zum Einsatz. Es wurde viel herum Experimentiert um ein optimales mittel zu finden eine Folie leitend zu bekommen. So Haben Hersteller und Bastler mit den Unterschiedlichsten Beschichtungs- Techniken herum Experimentiert. Dazu gehört auch Tapetenkleister. Kaum ein Hersteller wird sein Rezept Preis geben. Auf dem markt gibt es schon fertige Lösung zu kaufen in unterschiedlichen Qualitäten. Nicht Alle Lösungen sind gut. Und wer der Meinung ist das Teuer Angebotene Lösungen Sprich Coating dann Schließlich das Beste sein soll, Stimmt leider auch nicht. Mach Anbieter möchte eben mehr Geld Damit verdienen. Das Gilt auch für Folien. Da Können die Meter Preise ganz schön Unterschiedlich ausfallen. Kleine mengen  beim Folien Hersteller Wohl kaum zu kaufen auf einer Rolle sind so an die 20 Kilometer drauf. Das ist weit Mehr als ein Privater wohl braucht. Abgerechnet wird nach materialdicke und Kilo Preis. Der Zuschnitt Preis für die Breite der Rolle könnte auch noch Extra anfallen. Auch Einrichtungskosten könnten durch aus anfallen.

 

Das Geheimnis warum ein Elektrostat heute schon ab  15 Watt aus kommt liegt an der Konstruktion und der Folienbeschichtung. So ist es auch Möglich mit 15 Watt einen Vollbereich Elektrostaten an zu treiben. Ich selbst habe damit nicht gerechnet dass es möglich ist.