Berichte aus dem Hochspannungslabor
Die Renovation des von meinem Onkel geerbten Wimhustgenerators konnte erfolgreich abgeschlossen werden. Die Maschine erzeugt dank neuen Bürsten und neuer Einstellung nun bis zu 130'000 Volt! Aus Freude darüber habe ich eine DVD (-> Wimhurst-DVD) zusammen-gestellt, auf der die Restauration und die Resultate der wichtigsten Versuche dokumentiert sind.
Betrachtet man die Versuche im Dunkeln, so sieht man wilde, total verrückte Lichterscheinungen rund um um den ganzen Windhurstgenerator; Elektrostatische Felder gehen eindeutig andere Wege als man es sich von der Niederspannungseite her gewohnt ist. Leider lässt sich das wegen der geringen Helligkeit nicht dokumentieren.
Diese Erfahrungen aus der Elektrostatik erlauben mir nun in die noch viel interessantere Welt der dynamischen Felder vorzudringen. In der Zwischenzeit ist in meiner Werkstatt ein erster Teslatransformer entstanden, welcher dank eisenloser Resonanz-Transformation hochfre-quente Hochspannung auf bedeutend höherem Level erzeugt. Nikola Tesla wollte damit ursprünglich elektrische Energie über die ganze Welt verteilen, was ihm aber nicht gelang.
Er entdeckte aber dabei aber die wichtigsten Gesetzmässigkeiten der Hochfrequenztechnik wie Resonanz und Frequenzgleichlauf von Sender und Empfänger.
Der Aufbau und die ersten Versuche sind in einem ersten -> Dokument und als -> Video zusammengestellt. Darin sieht man den Aufbau und das Abstimmen des 1 MHz- Funkensenders. Es werden auch die ersten spektakulären Hochfrequenzeffekte wie das Leuchten von Sparlampen, die entstehenden gefächerten Entladungsblitze und die ionisierten Entladungsfelder gezeigt. Die Entladespannung war mit ca. 40'000 Volt anfänglich noch etwas zu klein um grosse, ausgefächerte Entladeblitze (wie sie bei Gewittern üblich sind) zu generieren. Durch Vergrössern der Funkenstrecke konnte ich sie in der Zwischenzeit bereits auf ca. 80'000 Volt erhöhen, wodurch es nun bereits unheimlich schöne Blitzerscheinungen gibt. Hier einige Aufnahmen dazu:
|
|
|
|
Nachdem mein Hochspannungstrafo sein Leben aufgegeben hat und ich mit grossem Aufwand einen stärkeren beschaffen musste, habe ich mich entschlossen einen zweiten, etwas grösseren Tesla-Trafo zu bauen. Die Dimensionierung war rasch abgeschlossen, aber das Wickeln der beiden Spulen von Hand hat ganze vier Tage in Anspruch genommen. Die Arbeitsfrequenz soll neu tiefer liegen, wozu eine grössere Induktivität benötigt wird, die auch mehr Energie aufnehmen kann. Wir werden ja sehen, ob sich diese Spekulation auszahlt. Hier drei Aufnahmen vom Wickeln der Spulen:
|
|
|
|
||
| Spule nach 2 Tagen | fertige Sekundärspule | fertige Primärspule |
Den zur Krönung der Spule notwendige Toroid baue ich aus einem mit Alufolie umwickelten Polystirol-Ring auf und nach einer kurzen Montage präsentiert sich der neue Teslatrafo:
|
|
|
|
||
| Wickeln des Toroids | fertiger Toroid | fertige Teslaspule |
Der grössere Teslatrafo abeitet wie beabsichtigt mit einer tieferen Arbeitsfrequenz von ca. 700 kHz. Das verlangte eine grössere Kapazität für eine Spannung von über 35 kVolt die ich vorerst aus 24 einzelnen in Serie geschalteten Impulskondensatoren mit je 1.6 kVolt Spannungsfestigkeit herstellte:
Das sah schön aus, hat sich aber aus Sicht Überspannung und Flexibilität gar nicht bewährt. Anstelle des Kaufs von neuen Kondensatoren, entschloss ich mich auf meine alte Methode mit Glaskondensatoren zurüchzugreifen und musste wegen der damit erreichbaren relativ niedrigen Kapazität die Primärwicklung anpassen.
Beim mechanischen Aufbau musste ich wegen der primärseitig recht hohen Arbeitsspannung die Abstände zwischen der Primär- und Sekundärspule und zwischen den Klemmen an der Anschlussleiste mehmals vergrössern.
Nun läuft der neue Tesla-Trafo mit 100 kVolt bereits recht gut. Hier eine erste Beschreibung und das fertge Videos das den Aufbau und die Funktion erklärt und einige Messungen und Experimente zeigt.
In einem weiteren Schritt versuche ich nun die Ausgangsleistung auf ca. 130 kVolt zu erhöhen, wozu ich aber vorerst die Funkenstrecke auf mehrere seriegeschaltete Teilfunkenstrecken und den Primärkondensator auf noch höhere Spannung umbauen muss.