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www.kilovolt.chDa die erste Teslaspule TC-001 aus diversen Einzelkomponenten bestand und daher jeweils der Aufwand zum Aufbauen bzw. wieder Zusammenräumen entsprechend gross war, beschloss ich, eine kompakte "Tisch-Teslaspule" zu bauen. Eigentlich wollte ich bei dieser Spule alle Komponenten auf eine einzige Grundplatte bringen, allerdings gelang mir dies nicht ganz, da ich für die Speisetrafos zuwenig Platz eingerechnet hatte. Ursprünglich wollte ich dort nämlich zwei kleine Ölbrennertrafos unterbringen, aber diese hatten nicht genug Power für anständige Resultate. Aus diesem Grund betreibe ich die Spule momentan noch mit separaten Neontransformatoren. Später wird dann wohl mal ein kleiner Röntgentrafo eingebaut, der genug Leistung bringt und trotzdem mit dem gegebenen Platz auskommt. Auch bei diesem Modell ist die Funkenstrecke dürftig und sollte verbessert werden... naja, Zeit ist ein kostbares Gut und nicht im Überfluss vorhanden, daher muss dies wohl erst noch ein wenig warten.
Teslaspule TC-003 gesamter Aufbau
Tabletop Teslacoil TC-003: Detailansicht.
Bilder der Spule im Betrieb sind unter dem Punkt "Entladungen" zu sehen.
Für eine optimale Funktion der Tesla-Spule ist es wichtig, dass die Resonanzfrequenzen von Primär- und Sekundärkreis vollkommen identisch sind. Nur dann sind Ausgangsspannung und Funkenlänge maximal. Die Resonanzfrequenz wird zuerst rechnerisch ermittelt, nach dem Aufbau (beim Tuning) lohnt es sich aber, die Resonanzfrequenzen auch messtechnisch mit Signalgenerator und Oszilloskop zu ermitteln. Dabei geht man wie folgt vor:
Man schliesst einen NF-Signalgenerator, der ungefähr den Bereich von 100 Hz bis 4 MHz abdeckt, über einen Widerstand (in meinem Fall 3.3 kOhm) an den unteren Anschluss der Sekundärspule an, während das obere Ende der Spule (Topload) mit dem Masseanschluss des Generators verbunden wird. Mit dem Oszilloskop wird nun über dem Widerstand gemessen.
Nun wird ein Rechtecksignal mit niedrigen Frequenz eingespiesen, um den Schwingkreis anzustossen, beispielsweise1 kHz. Auf dem Oszilloskop sind dann die Ausschwingvorgänge des Schwingkreises zu sehen, siehe Bilder:
Bild 1 Bild 2 Bild 3
Für eine grössere Darstellung bitte auf die Bilder klicken!
Bild 1: Übersicht Ausschwingvorgänge
Bild 2: X-Achsen Darstellung gedehnt
Bild 3: noch stärkere Dehnung der X-Achse, damit Periodendauer der Schwingung bestimmt werden kann.
Die Periodendauer meiner nachfolgend beschriebenen TC-001 beträgt ungefähr 3.6uS, was eine Resonanzfrequenz von ca. 278 kHz ergibt.
Hier kann genau gleich vorgegangen werden, es muss allerdings die Funkenstrecke im Primärkreis überbrückt werden, damit der Primärkondensator mit der Primärspule verbunden ist (Parallelschwingkreis). Der Vorwiderstand zwischen Schwingkreis und Signalgenerator sollte niederohmiger gewählt werden (beispielsweise ca. 100 Ohm), da auch die Primärspule sehr viel niederohmiger ist als die Sekundärspule. Das Oszilloskop wird parallel zum Schwingkreis angeschlossen. Nun kann genau gleich wie beim Sekundärkreis verfahren werden.
Eine ungefähre Abstimmung (Tuning) kann bereits vorgenommen werden, wenn noch keine Hochspannung anliegt. Mit den oben beschriebenen Methoden werden zuerst die Resonanzfrequenzen ermittelt. Diese müssen nun durch Ändern der Top-Elektrode oder des Abgriffs an der Primärspule aufeinander abgestimmt werden. Eine definitive Abstimmung kann allerdings erst nach einigen Versuchen mit Hochspannung gefunden werden, da unter Umständen bereits der Funkenkanal am Topload dessen Resonanzfrequenz minimal beeinflussen kann und natürlich auch die Messungen mit dem Signalgenerator und Oszilloskop nicht allzu genau sind.