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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Tesla-Transformator


Autor: Florian (Gast)
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Hallo,

das Thema passt zwar nicht hier rein aber in diesem Forum sind eine
menge Leute mit sehr viel Ahnung von Physik und Elektotechnik.
Also, ich bin gerade dabei eine Teslaspule zu bauen und bin jetzt
plötzlich sehr verwirrt über den prinzipiellen Aufbau. Egal wie viele
Seiten ich absuche finde ich immer wieder beide Ausführungen. Bei der
1.Sorte ist die Funkenstrecke in Reihe mit der Primärspule, bei der 2.
ist der Kondensator in Reihe mit der Primärspule. Beispiele sind:
1. http://www.pi1.physik.uni-tuttgart.de/Vorlesungsve...
2. http://www.hoelscher-hi.de/hendrik/hv/tesla.htm

Wie ist der Aufbau richtig ? Oder sind gar beide möglich ?

Vielen Dank schon mal für euer Bemühen
Florian

Autor: Florian (Gast)
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Sorry beim 1.Link lief was schief:
http://www.pi1.physik.uni-stuttgart.de/Vorlesungsv...

Autor: Chris (Gast)
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Hallo,
der erste Link funktionierte nicht, im zweiten jedoch war folgendes zu
finden:

"Die optimale Funkenstrecke reißt nach der ersten Energieübertragung
zur Sekundärspule ab (first notch quench). "

Ohne da tief eingestiegen zu sein, sehe ich das folgendermaßen:
Primärspule und Kondensator bilden einen Schwingkreis. Der Kondensator
wird durch das Netzteil aufgeladen, bis die Funkenstrecke zündet.
Dadurch wird der Schwingkreis angeregt und es entsteht eine gedämpfte
Schwingung, wie abgebildet. Ideal ist anscheinend, wenn nur exakt
einmal gezündet wird. Dann wieder laden, wieder Zünden.

Jedenfalls ist der Kondensator immer elektrisch parallel zur
Primärspule auch wenn es im Schaltbild anders erscheint. Das Netzteil
ist nämlich als Kurzschluß aus Sicht des Schwingkreises zu betrachten.
Die Funkenstrecke schließt das Netzteil dann eben regelmäßig brutal
kurz. Aber um das auszuhalten, ist es ja konstruiert. Diese
Kurzschließen regt dann die Schwingung an.
Gruß

Autor: Chris (Gast)
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na ja, in dem anderen Fall soll wohl die Funkenstrecke den Schwingkreis
schließen, und bleibt zumindest für einige Schwingungen leitend. Die
Energie steckt wie zuvor im bis dahin aufgeladenen Kondensator. Das
Netzteil wirkt als Dämpfung und sollte eher hochohmig sein.

Gruß

Autor: Stefan Kleinwort (Gast)
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Ich habe davon zwar keine Ahnung, habe aber mal ne interessante Homepage
dazu gesehen. Da hat einer diese Dinger in Riesen-Dimensionen gebaut.
War eine deutsche Seite, vielleicht findest Du sie noch.

Stefan

Autor: crazy horse (Gast)
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eliches zum Thema findet man auch da:
http://www.hcrs.at/

auch ansonsten ergiebige Seite :-)

Autor: Florian (Gast)
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Danke Chris!
Also sind wohl beide Konstruktionen möglich.

Danke CrazyHorse
Sehr interessanter Link.

Autor: Florian (Gast)
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Der Link von CrazyHorse gibt wirklich unglaublich viel her. Ich muss
mein Fachreferat über Teslatransformationen halten und da reicht die
Seite allein aus. Also, nochmal vielen Dank !!!!!

Autor: Benedikt (Gast)
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Eine wirklich gute Seite zu dem Thema ist
http://www.richieburnett.co.uk

Hab ich für meine Facharbeit verwendet...

Autor: Florian (Gast)
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Hallo nochmal,
Ich habe immer noch kleine Verständnis Probleme:
Der 1.Schwingkreis ist der Kondensator und die Primärspule, der 2. Die
Sekundärspule und die Masse an der Spitze. Die beiden Schwingkreise
regen sich gegenseitig zum Schwingen an und diese wird dadurch immer
stärker ? Beide Schwingkreise müssen sich auf einer gemeinsamen
Resonanz anrgen ? Wie ? Durch die vergleichsweise kleie Kapazität aber
hohe Induktivität des 2. Schwingkreises im vergleich zum 1. wird eine
hohe Spannung erreicht ?

Wäre sehr dankbar wenn mir das ganze jemand aufhellen könnte oder einen
Link mit einer möglichst leicht zu verstehenden Erkläung sagen könnte.

Autor: Chris (Gast)
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Hallo,

der zweite Schwingkreis besteht aus der Sekundärspule und der
verteilten Kapazität , die die Windungen der Spule bilden. Da sie nicht
explizit eingebaut wird, ist sie oft nicht in Schaltbildern
eingezeichnet. Der Toroid trägt auch etwas zur Kapazität bei, soll aber
eher die Funkenbildung beeinflussen.
Die beiden Schwingkreise regen sich nicht gegenseitig an!!! Dann
brauchte man ja kein Netzgerät. Sondern wenn sie beide die gleiche
Resonanzfrequenz haben, kann Energie auf den Zweiten Kreis übertragen
werden. Diese wird dem ersten entzogen. Sie sind nur lose gekoppelt.
Durch das Windungsverhältnis zwischen den Spulen wird die Spannung
hochtransformiert auf der Sekundärseite. Primär 20 WDG, Sekundär >
1000.
In der Facharbeit muß man aber unterschreiben, daß man ohne fremde
Hilfe die Arbeit angefertigt hat. Oder bin ich nicht fremd?

Gruß

Autor: Benedikt (Gast)
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Falsch ! Das Windungsverhältnis hat überhaupt nichts mit der Spannung zu
tun. Ich habe hier ne Teslaspule die hat 10 Windungen und liefert
einige 10kV...

Das kann anderst leicht erklären:
Nimm mal den Energieerhaltungssatz:
Die Energie bei einem Schwingkreis pendelt immer zwischen Spannung im
Kondensator und Strom in der Spule hin und her. Zusätzlich pendelt die
Energie zwischen Primätschwingkreis und Sekundärschwingkreis hin und
her (mit einigen Hz). Wenn die Gesamte Energie im Sekundärschwingkreis
ist, dann reicht der Strom im Primärkreis nicht mehr aus, und der
Lichbogen reist ab -> Schwingkreis unterbrochen, gesamte Energie im
Sekundärkreis "gefangen". Eine gute Dargestellung gibt es auf
http://www.richieburnett.co.uk/operation.html
Da die Energie im Sekundärkreis zwischen der Spule und dem Kondensator
hin und her pendelt, muss die gespeicherte Energie aus der großen Spule
in den kleinen Kondensator. Und das geht nur über eine hohe Spannung.

Zusätzlich bildet eine Teslaspule noch eine Antenne: Die Drahtlänge
beträgt Lambda/4 der Frequenz und somit erhält man eine zusätzliche
Spannunsgüberhöhung.

Autor: Chris (Gast)
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Hallo,

und warum machen sich die meisten Tesla-Trafo-Begeisterten die Mühe, so
viele Windungen auf ein langes Rohr aufzubringen, wenn das
Windungsverhältnis nicht Maßgebend ist?

Gruß

Autor: tobias hofer (Gast)
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weil wie benedikt sagt die sekundärspule eine transmision line
darstellt. mit der länge lambda/4. und zwar 1/4 der resosnanzfrequenz
des primärschwingkreises. da ist ein min. länge der sekundärspule
gegeben.

gruss tobia

Autor: Benedikt (Gast)
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Weil man ein großes Verhältnis zwischen Induktivität/Kapazität braucht.
Dieses erhält man nur durch eine einlagige Spule. Aufgrund der hohen
Spannungen kann man keinen Kern verwenden, der würde nur dazu führen,
dass es einen Lichtbogen zwischen Kern und Spule gibt.

Eine Teslaspule funktioniert auch mit 5 Windungen, dann eben mit
einigen MHz Resonanzfrequenz. Die Funken bilden einen Kondensator, so
dass die Energie Kapazitiv in den Boden fließt. Je höher die Frequenz,
desto geringer muss die Fläche des Lichtbogen (= der Kondensator) sein,
um die Energie abfließen zu lassen.

Die besten Lichtbögen ergeben sich bei niedrigen Frequenzen (50-150kHz)
-> Viele Windungen, große Induktivität.

Autor: Chris (Gast)
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Hallo,
zu dem Beitrag von Tobias möchte ich noch wissen, welches lambda da
gemeint ist. Wenn ich bei wenigen hundert Kilohertz die Wellenlänge im
Vakuum/Freiraum ausrechne, komme ich auf mehrere hundert Meter. (Z.B.
Mittelwellenrundfunk um <500 Meter, Langwelle 2000 Meter). In welchem
Medium wird da die Ausbreitungsgeschwindigkeit zu Grunde gelegt, damit
das lambda/4 paßt?
Mir geht es nur um die Plausibilität.
Daß man da keinen Kern verwenden darf, ist klar. Nur die Formulierung
"die Funken bilden einen Kondensator" kann ich nicht nachvollziehen,
denn Funken sind immer Plasmakanäle, die gut leitend sind. Höchstens
Funken zwischen Kondensatorplatten, wovon eine die Erde ist, könnte ich
nachvollziehen.

Gruß

Autor: Benedikt (Gast)
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Im Vakuum.
Eine Teslaspule arbeitet meistens im Bereich 100kHz bis 1MHz.
Drahtlängen von einigen 100m sind üblich, und damit kommt man genau in
den Frequenzbereich.

Jedes leitende Material bildet einen Kondendator gegenüber der Erde. Je
größer, desto größer ist die Kapazität. So ist es auch mit dem
Lichtbogen. Aus diesem Grund ändert sich auch die Resonanzfrequenz
einer Teslaspule, sobald ein Lichtbogen zündet, da dieser die Kapazität
vergrößert.

Autor: Chris (Gast)
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Hallo,

aha die Drahtlänge wird zugrunde gelegt. Gleichzeitig sagst Du "im
Vakuum". Ist da nicht ein Widerspruch? Draht ist nicht Vakuum, noch
nie gewesen. Bildet sich dann die Welle entlang des Drahtes aus, wobei
man dann nicht ihre Ausbreitungsgeschwindigkeit auf dem Draht zugrunde
legen müßte? Vakuum könnte man ja nur dann nehmen, wenn man das leere
Innere der Spule betrachten würde (ja, die ist natürlich mit Luft
gefüllt, aber näherungsweise...). Wo ist denn nun die Welle, deren
Lambda/vier maßgebend ist?

Gruß

Autor: Chris (Gast)
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"Draht ist nicht Vakuum" soll heißen, daß die
Ausbreitungsgeschwindigkeit auf dem Draht eine andere ist, als
diejenige im Vakuum.

Gruß

Autor: Benedikt (Gast)
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Keine Ahnung, ich weiß nur dass man c für die Geschwindigkeit
verwendet.
Wiso nimmt sonst man für ein UKW Radio eine 75cm Antenne (= Lambda/4) ?

Autor: Chris (Gast)
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Hallo,

das C sind die 3 mal zehn hoch 8 Meter pro sekunde und das ist die
Ausbreitungsgeschwindigkeit im Vakuum. Gilt dann, wenn die Welle im
Freiraum ist.
3*10 hoch 8 m/s durch 200000 Hz = 1500 meter
1500 durch 4 = 375

Bei Deinem UKW-Beispiel kommt's genau hin. Und warum? Weil man damit
eine Welle auffangen will, die da im Freiraum vorbeisaust und deshalb
sich mit C ausbreitet. An der lambda-viertel-Antenne ist dann an einem
Ende Spannungsmaximum, am anderen Strommaximum ( so aus dem stehgreif
).

In einer Leitung, beispielsweise einem Koaxialkabel, ist die
Ausbreitungsgeschwindigkeit jedenfalls wesentlich geringer als im
Vakuum. Auf dem Draht dann auch.

Also einige neue Erkenntnisse sind herausgekommen, aber alles ist immer
noch nicht klar. Die Energie wandert zwischen beiden Kreisen hin und
her. Die hohe Spannung entsteht nicht (nur) durch das
Windungsverhältnis, sondern durch das "lambda viertel" und durch die
kleine sekundäre Kapazität bei gleichzeitig großer sekundärer
Induktivität..... Ohne tieferen Einstieg scheint man dem Ding nicht bei
zu kommen. Vielleicht geben ja die Links dazu etwas her. Man schwitze
nochmals über dem Thema "gekoppelte Schwingkreise".

Gruß

Autor: Benedikt (Gast)
Datum:

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Umgekehr ist es genauso: Will man eine Welle aussenden, benötigt man
auch eine Lambda/4 Antenne. Dann hat man am Fußpunkt ein
Spannunsgminimum, aber ein Strommaximum und am Ende ein
Spannungsmaximum.

Autor: Henne (Gast)
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Hallo!
Ich bin gerade durch meine Logs auf diesen Thread gestoßen...
Ich dachte es geht um mein neues DMX-Projekt, aber es ist doch mal
wieder nur die Spule...

Die Funkenstrecke gehört parallel zum Trafo, um die HF vom
Primärschwingkreis vom Trafo fernzuhalten:

zündet die Gap, wird einerseits der Trafo kurzgeschlossen; Andererseits
schließt sich der Schwingkreis von Cap und primary.

Ich habe auch durch eine Facharbeit mit TCs angefangen:
Wenn du sie erst einmal zum Laufen kriegst - und verantwortungsvoll
damit umgehst!!! - hast du schon gewonnen. (Du brennst definitiv
sämtliche anderen Projekte in Grund und Boden ;-)

Autor: Benedikt (Gast)
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> Ich habe auch durch eine Facharbeit mit TCs angefangen:
> Wenn du sie erst einmal zum Laufen kriegst - und verantwortungsvoll
> damit umgehst!!! - hast du schon gewonnen. (Du brennst definitiv
> sämtliche anderen Projekte in Grund und Boden ;-)

Kann ich nur bestätigen....

Und das beste an meiner war die Aussage des Lehrers bei der Bewertung:
Ich hab davon ja wenig Ahnung, also kann ich den Inhalt schlecht
bewerten....ich geb dir aber mal 14 Punkte.

Autor: Stefan Kleinwort (Gast)
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Ich habe die Seite wieder gefunden, von der ich oben geredet habe:

http://www.alset.de/

Viel Vergnügen und viel Vorsicht beim Nachbau!

Stefan Kleinwort

Autor: MIB (last known as Kritiker) (Gast)
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Ma ehrlich
Tesla war n coller typ und die experimente einfach hammer
un die ammis haben den dreh raus:
das is gut un gerne ne >drei meter spule
Der Wahnsinn: http://home.flash.net/~kreld/P2010019.jpg
In Aktion: http://home.flash.net/~kreld/biggspk1.jpg

es ist nicht schlecht sich mal die ganze seite anzuschauen,
vor allem erkennt man ne ganze menge details der Spule:
http://home.flash.net/~kreld/biggg.htm

Mein Favorit ist ganz klar die Rotations-Funkenstrecke.

Find jetzt zwar nicht den link aber es gab mal irgendwo nen
Zeitungsartikel, da ham n paar leute Blitztürme gebaut mit denen die
blitze von 100Fuß oder ähnlich geschossen haben(zwischen den türmen)

werd denlink nachschicken

Autor: Darwin-Award (Gast)
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alles kurz vorm Darwin-Award

Autor: Profi (Gast)
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Als alter Hochenergie-Fan kenne ich die besagte Seite natürlich auch.
Unbedingt ansehen, die Videos sind der Oberhammer.
http://205.243.100.155/frames/longarc.htm

Wen der unruhige Hintergrund stört, einfach die Seite abspeichern
(Alt+D U) und dann die gespeicherte Seite anschauen, so gehen zwar
nicht alle Bilder, aber das nervige Hintergrundbild auch nicht -
zumindest bei mir.


Zu der brennenden Trafostation: soetwas ist vor ca. 8-10 Jahren in
einem benachbarten Chemiewerk auch passiert. Dort gibt es zwei 110KV
Einspeisepunkte. In einen davon wurde ein neuer Trafo eingebaut, etwa
in dieser Größenordnung:
http://www.ihr-nachbar.de/detailnews.asp?nach_id=697

Ein Jahr später gab es in dieser Station einen unterirdischen
Kabelbrand, der einen satten Kurzschluß auslöste und diesen Trafo
hochgehen ließ. Das Problem war, dass  durch den Stromausfall im halben
Werk  die Zuleitung nicht mehr abgeschaltet werden konnte. Ich glaube,
erst nach 15-20 Minuten konnte telefonisch die übergeordnete
Schaltwarte des Stromversorgungsunternehmens die Leitung abschalten.
Die hatten sich schon über den hohen Stromverbrauch gewundert.

Vom Trafo und dessen Halle ist nicht mehr viel übrig geblieben.
Der GesamtSchaden belief sich auf geschätzte 100 Mio. DM.

Autor: ... (Gast)
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@Profi...warum lassen die die Technik nicht rotieren?

Autor: Detlef _a (detlef_a)
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hier amerikanische Tesla Werker:

http://www.ttr.com/

Cheers
Detlef

Autor: MIB (Gast)
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für freaks: http://www.hcrs.at/50KV.HTM
http://www.jogis-roehrenbude.de/Roehren-Geschichtl...

Hier n Paar "elektrisierende videos"
(is der direkte download/playlink)

http://www.blountecs.org/Videos/345kV_SWITCH.mpeg
http://www.blountecs.org/Videos/500kV_Switch.mpeg
http://www.blountecs.org/Videos/XfrmBlast1.mpeg
http://205.243.100.155/frames/mpg/MVI_0953.AVI

(Für die ohne DSL oder mit DSL-Volumentarif: Die klips haben alle eine
Grösse zwischen 1 und 5 MB oder so, bis auf den lezten, der ist
aufgrund de avi-formats ca.10 MB gross.)

PS: der 100-Fuß(es waren 100+ meter,laut der seite 150 Meter (492
foot)!!!) blitz den ich meinte hat "Profi"
gefunden:
http://205.243.100.155/frames/longarc.htm

Autor: Detlef (Gast)
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Eine weitere Nette Seite zu diversen Hochspannungsspielereien

http://tesladownunder.com/

Autor: Daniel R. (daniel_r)
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@Chris

>>Die beiden Schwingkreise regen sich nicht gegenseitig an!!! Dann
>>brauchte man ja kein Netzgerät.

Doch, das tun sie. Ein Netzteil ist prinzipiell nur dazu nötig, die
verlorene Energie(Funken= Licht = Energie; Spule haben Widerstand...)
nachzureichen und den ersten Anstoß zu geben. Wäre eine verlustlose
Energieübertragung möglich bräuchte man außer zum ersten Anschucken
kein Netzteil.

Daniel

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