Designing Sound

Model
453
can jump through the air as a spark, heating the air to an ionic plasma and
making an electrically conductive path. But this rapidly disperses and cools
in a normal atmosphere so the conduction path is broken as cold, insulating
air rushes back in. The sparking stops. Meanwhile, the source of (presumably
limited) current keeps flowing towards the gap, building up the charge again.
This cycle repeats, often in a periodic pattern, with charge building up and
then discharging.
Phasing
We looked at the effect of phasing earlier. Recall that it happens when two
or more copies of the same (or very similar) signal are delayed a short time
relative to one another and mixed. Since a spark moves very fast it is effec-
tively a simultaneous extent, radiating acoustic waves in a cylinder rather than
a sphere. Parts of the sound signal arrive at some location at different times
depending on the spark length and the observation point. Additionally, sparks
may “dance,” following paths that are similar but never exactly the same. This
causes many copies of slightly different pressure patterns to arrive at the listen-
ing position over time. Phasing can also occur in AC circuits like transformers
where two circuits with slightly different reactivity (AC impedance) are in close
proximity. This leads to a slow shifting of the spectrum as different vibrating
parts slip in and out of phase with one another.
Resonance
The phasing effect in AC transformers is a feature of circuit resonances, but
resonance is also relevant to the acoustics of sparking sounds. The sound of a
spark in an anechoic chamber is almost an ideal impulse (which is why spark
gaps are used to do impulse captures), so the sound of the crackle is influenced
greatly by the surrounding material. Detailed analysis generally shows spark
sounds to contain at least one prominent echo- or reverb-like resonance.