Un difuzor electrostatic ( eng. ElectroStatic Loudspeakers ESL ) este un tip de emițător de sunet ( difuzor ) în care sunetul este creat folosind o membrană plasată într-un câmp electrostatic . Poate avea calități excelente de sunet: coeficient extrem de scăzut de distorsiune neliniară (mai puțin de 0,05%) .
Difuzoarele folosesc o membrană plată subțire (diafragmă), de obicei o peliculă de plastic acoperită cu un material conductor (cum ar fi grafitul ), plasată între două rețele conductoare electric (stator), care este o foaie de metal cu găuri (sau sârmă întinsă), cu un spațiu mic de aer între membrană și stator. Membrana interacționează cu câmpul electrostatic al statorului.
Pot exista unul sau doi statori situati pe laturi diferite ale membranei, iar membrana poate fi cu rezistenta scazuta sau cu rezistenta mare. Pentru a funcționa cu o distorsiune scăzută, diafragma trebuie să funcționeze cu o sarcină constantă pe suprafața sa, mai degrabă decât cu o tensiune constantă . Acest lucru se realizează prin una sau ambele metode: o acoperire conductivă a diafragmei este selectată și aplicată astfel încât să îi confere o rezistivitate de suprafață foarte mare și/sau un rezistor de valoare mare este conectat în serie între tensiunea înaltă. sursa și diafragma (rezistorul nu este prezentat). Cu toate acestea, ultima metodă încă introduce distorsiuni, deoarece sarcina va curge prin diafragmă până la un punct cel mai apropiat de „grilă” sau electrod, crescând astfel forța de mișcare a diafragmei, aceasta se va întâmpla la frecvența audio, astfel încât pentru un difuzor practic, diafragma are nevoie de rezistență ridicată la suprafață ( megaohmi pe pătrat) pentru a reduce rata debitului de încărcare.
În versiunea cea mai comună, o membrană de înaltă rezistență este întinsă între două statoare. Membrana este ținută în poziția de mijloc datorită elasticității.
Un semnal audio de mare amplitudine (printr-un transformator step -up ) este alimentat, în antifază , către grilajele din față și din spate (statoare). Ca urmare, între statoare apare un câmp electrostatic uniform , proporțional cu semnalul sonor. Acest lucru determină apariția unei forțe Coulomb care acționează asupra membranei încărcate și o deplasează, ca urmare a acestor vibrații, mișcă aerul pe ambele părți ale acesteia.
Deoarece câmpul este uniform - acționează uniform asupra întregii membrane, iar membrana în sine are o masă extrem de scăzută, datorită acestui fapt, se obțin caracteristici acustice ridicate: un coeficient de distorsiune neliniară (THD) mai mic de 0,05%, bun răspuns la impuls, răspuns în frecvență plat .
În aproape toate difuzoarele electrostatice, diafragma este condusă de două grile, câte una pe fiecare parte, deoarece forța care acționează asupra diafragmei dintr-o grilă ar fi inacceptabil de neliniară, rezultând distorsiuni armonice. Utilizarea grilelor pe ambele părți elimină partea dependentă de tensiune a neliniarității, dar lasă partea dependentă de sarcină (forța atractivă). Rezultatul este o absență aproape completă a distorsiunii armonice.
Într-una dintre cele mai recente evoluții, o tensiune de frecvență audio este aplicată diafragmei și o tensiune constantă este aplicată rețelelor (așa-numitele soluții de sunet transparent ).
Astfel de difuzoare sunt produse doar de câteva companii și prețul lor este destul de mare .
Membrana este realizată cel mai adesea din folii polimerice ( lavsan , mylar ), folie de poliester (grosime de 2-20 microni) cu proprietăți mecanice excepționale, precum peliculă de polietilen tereftalat .
Statoarele ar trebui să creeze un câmp electric cât mai uniform posibil, în timp ce transmit sunetul. Prin urmare, modelele de grătare adecvate sunt foile metalice perforate , cadru de sârmă întins etc.
La baza sistemului acustic cu difuzoare electrostatice se află un transformator step-up și o sursă de înaltă tensiune (dar în același timp foarte mică, adică nu periculoasă, curent).