Tesla Spule - Theorie: Resonanzgesetze, Schwingkreise, Skin-Effekt?!
Hi alle zusammen,
In nächster Zeit muss ich vor meiner Klasse im Physik Unterricht einen Vortrag über den Tesla Transformator halten.
Ich habe hierbei allerdings noch ein paar Verständnis Probleme weil ich mich noch nie SO intensiv mit dem Thema Hochfrequenz/ Hochspannung/ Schwingkreise etc. etc. auseinandergesetzt habe.
Faszinierend fand ich das Thema zwar schon immer, allerdings beschäftigt man sich selbst im Schulunterricht nicht so sehr mit der Materie, wie ich es hierfür machen muss.
Ich habe die Thematik soweit herausgearbeitet, allerdings verstehe ich einige Punkte noch nicht so ganz.
Zum ersten wäre da das Resonanzgesetz zur Transformation der Spannung. Ich habe gelesen das es etwas mit einem schwingenden System zu tun hat. (in der Elektrotechnik kurz und vereinfacht gesagt Kondensator (spannung) und Spule (strom), wenn Strom=max => Spannung=0; Spannung= max => Strom=0 vollständiger Energieausgleich?!)
Als weiteres ist mir noch unklar wieso die Funken aus dem Toroid für Menschen unbedenklich sind.
Jedes kleine Kind weiß schließlich, dass Hochspannung lebensgefährlich ist, Hochfrequenz soll nicht viel gesünder sein. Ich habe zu dem Zusammenhang bis jetzt nur etwas zum Skin-Effekt gelesen, was ich aber weder verstehe noch dass ich hierbei einen Zusammenhang zu den Tesla Funken sehe.
Lange Rede kurzer Sinn:
** Frage Nummer 1: was genau sind Resonanzgesetze (und wie genau haben sie mit schwingenden Systemen zu tun) und was ist eine Resonanzfrequenz?
Frage Nummer 2: Warum sind die Funken unbedenklich? **
Bevor mir irgendetwas unterstellt wird:
Wenn ich nach der Schädlichkeit der Funken google, finde ich höchstens Seiten auf denen mir gesagt wird dass die Funkenstrecke gefährlich ist (weiß ich bereits).
Wenn ich nach Resonanzgesetzen google finde ich nur Seiten die mir aussehen als wären sie entweder von Sekten oder von Selbsthilfegruppen, haben aber absolut NICHTS mit Elektrotechnik zu tun.
Wenn sich hier also irgendjemand mit der Thematik auskennt und mir helfen kann sie zu verstehen wäre ich sehr dankbar :)
Grüße
5 Antworten
Wenn ihr im Unterricht beim Tesla-Transformator angekommen seid, dann ist im Physikbuch einige Seiten vorher auch die Resonanz erklärt. Also einfach einige Seiten zurückblättern und die Grundlagen nachlesen. Wenn Du viel von Büchern hältst statt Wikipedia zu fragen, warum nimmst Du nicht das Naheliegendste. Die Kenntnisse braucht man sowieso im weiteren Verlauf des Unterrichts.
Kurz gesagt ist hier das Phänomen zuständig, dass die Parallelschaltung von Kondensator und Spule einen Resonanzkreis darstellt, der bei einer bestimmten Frequenz sich mit einer eingespeisten Schwingung aufschaukelt, daher der Name Resonanzkreis.
Der Skineffekt ist hier eine Randerscheinung, wenn die Frequenz durch kleine Werte von Induktivität und Kapazität sehr hoch liegt.
Die relative Unschädlichkeit von Hochfrequenz für den Körper konnte man früher auf dem Jahrmarkt sehen, wo ein Artist hochfrequenten Strom durch seine Arme und eine Leuchtstoffröhre fliessen liess. Heutzutage würde man wohl Zeter und Mordio schreien wegen der Elektrosmogbelastung des Publikums und erst recht des Artisten.
Der menschliche Körper ist empfindlich bei Frequenzen, die in der Nähe der Herzfrequenz liegen.
www.elektrotechnik-fachwissen.de/wechselstrom/schwingkreis.php Dies koennte ein interessanter Link zur Frage nach Resonanz sein moeglicherweise findest du dort auch Antworten auf deine anderen Fragen.
Das bringt mich schon mal weiter, als Zitat: ''Keine Ahnung'' Dankeschön :)
Tja, wenn ich davon aber nun mal keine A. HABE? Hatte den Begriff noch nicht gehört, tut mir ja sehr leid. Und R-Frequenz IST überall schönstenst erklärt. (Leicht zu ergooglende Fragen können übrigens flugs gelöscht werden - Resonanzfrequenz ist leicht zu ergooglen, und auf vielen Seiten nicht weiter vereinfachbar erklärt) Du denkst anscheinend, dann hätte ich mir den Post sparen können. Mir ging es aber haupts. DARUM, Dir klar zu machen: Dat is nich einfach pauschal UNGEFÄHRLICH! Sondern meist nur, weil z.B. die Kapazität des Stoßkondi keine größeren, stärkeren Entladungen zuläßt. Meist, aber halt nicht IMMER! Wollte im Falle des Falles dein Leben schützen. So unsinnig war also mein Post gar nicht.
Ich habe in meinem Post von Theorie für einen Vortrag gesprochen, nicht davon mich auf den Toroid eines Tesla Transformators zu legen.
Dankeschön für den Schutz meines Lebens, ich werde in Zukunft nicht mehr überlegen ob ich mal an die Kupferschienen im Hausanschlusskasten langen soll.
Sarkasmus Ende.
Und ja Tja wenn man keine Ahnung hat dann äußert man sich einfach nicht dazu. ''Gesegnet seien diejenige die nichts zu sagen haben und den Mund halten'' - Wilde
Das ist einzig und allein auf den ersten Teil deines Posts bezogen.
Der zweite Teil war insofern hilfreich als dass ich mich nun noch mehr damit beschäftigen werde von welchen Faktoren es abhängt ob die Funken gefährlich sind oder nicht.
Sogar in dem Versuchsaufbau, der noch aus Zeiten erhalten geblieben ist, als der Tesla Trafo noch im Lehrplan war, den mein Lehrer mir gegeben hat steht : ''Die Hochspannung an der Sekundärspule des Tesla- Transformators ist für den menschlichen Körper ungefährlich.'' Aber gut, das wird dann wohl nur auf den Versuchsaufbau bezogen sein.
Tut mir leid, ich habe davon gesprochen mich weiter zu informieren.
Deine Aussage steht nur gegen die von weckmannu der geschrieben hat, es wäre unter bestimmten Bedingungen ungefährlich. Er hat die Bedingungen definiert.
Leider sind hier zu viele Leute unterwegs, die einfach nur irgendetwas schreiben um Punkte zu sammeln, ohne sich auch nur ansatzweise mit der Thematik auszukennen.
Diese gilt es also herauszufiltern.
Nimms mir nicht übel, aber wenn man seine Antwort mit [...] keine Ahnung [...] anfängt, fällt man eben schneller mal in die Kategorie ''Leute, die herauszufiltern sind''
Du kannst mich gerne noch davon überzeugen dass weckmannu unrecht hat, und nicht du. Vorrausgesetzt du hast das nötige Fachwissen? Das möchte ich nicht beurteilen, das steht mir nicht zu.
Ja, die Frequenz macht's. Ich würde sagen, am gefährlichsten ist ca. 10-1000hz ac, dann kommt dc und am ungefährlichsten ist höherfrequente wechselspannung die man nicht mehr spürt, also ab 10-15khz.
Der Post ist schon recht alt. Daher mein Beitrag nur für Leser die sich hierher verirren.
Die Funken eines Teslatrafos sind aus folgenden Gründen gefährlich:
- Sie haben genug Zündenergie um Luft/Gasgemische zur Explosion zu bringen.
- Ihre Temperatur ist so hoch dass sie (bei ausreichend Leistung) Löcher in die Haut brennen können.
- Die UV-Strahlung kann zu Augenschäden und „Sonnenbränden“ führen.
Aus folgenden Gründen ist der Gebrauch einer Teslaspule weniger gefährlich (gilt nur für die Sekundärschwingkreis-Seite):
- Bei hohen Frequenzen werden die Nerven und Muskeln nicht mehr erregt.
- Bei sehr hohen Frequenzen (f>1 MHz) können kurzzeitig sehr hohe Ströme (bis zu 8 A) durch den Körper geleitet werden da ein Großteil davon Blindströme sind, welche nicht zur Erwärmung beitragen.
Allerdings gilt das nicht immer! Wenn Modulation im Signal vorhanden ist kann es durch Demodulation und die nichtlinearen Widerstände im Körper zu Stromschlägen kommen! Die Versorgungsseite des Trafos ist lebensgefährlich!
Ja, der Skin-Effekt besagt ja, dass hochfrequente Ströme nur über die Haut fließen, jedoch nicht durch den Körper, von daher machen die Funken nüscht.
Nein, der skin-effekt wirkt nur bei guten Leitern, z.b. kupfer. Da fließt der Strom dann nur mehr über die Oberfläche. Im menschlichen Körper, der einen höheren Widerstand hat, fließt trotzdem überall Strom. Allerdings kann der Körper(eigentlich die nerven) auf die hochfrequenz nicht mehr reagieren, man spürt nichts, außer vielleicht Verbrennungen. Ich sag mal, bis 30cm funkenlänge kann man noch angreifen, dann würde ich es mir nicht mehr trauen, auch wenn es manche gibt die es sogar mit 70cm entladungen machen.
Hast Du das schon gelesen?
http://de.wikipedia.org/wiki/Teslatrafo
.... und den links gefolgt?
John
Mehr oder weniger Aufmerksam. Von Wikipedia halte nicht sonderlich viel, auch wenn ich es bereits überflogen habe; ich bin was soetwas angeht lieber altmodisch und verlasse mich auf Bücher.
und wie ich bereits erwähnt habe, habe ich mir die Thematik soweit erarbeitet und bin eben auf diese zwei Sachen ( eine sehr grundlegende und eine weniger) gestoßen, die ich nicht verstehe und deswegen um eine Erklärung gebeten habe, dass ich sie sowohl verstehe, als auch in meinem Vortrag verständlich rüberkommen lassen kann. :(
ResonanzGESETZ? Keine Ahnung... R-Frequenz ist doch überall erklärt. Und die Funken sind bestimmt NICHT IMMER ungefährlich. Nur bei kleineren Dingern.
Ja Resonanzgesetze
[...] Ein Teslatrafo nutzt die Resonanzgesetze aus, um die Spannung zu transformieren. [...]
Quelle: Experimente mit Hochfrequenz, Harald Chmela
Nach dem Auschlussverfahren schon. Bei allen Warnungen wird vor Ozon und Stickstoff gewarnt, wegen Ultraviolett strahlung etc. etc. aber nicht vor der Hochspannung der Funken. Höchstens dass man Verbrennungen bekommt. Wie bei Blitzeinschlägen.
Aber selbst wenn bei großen Tesla Spulen die Funken gefährlich sind wieso sind sie es dann bei den kleinen nicht?! Hierbei handelt es sich schließlich auch um Hochspannung.
Hochspannung ist sehr allgemein gesagt. Die Höhe der Spannung ist nicht unbedingt von der Größe abhängig. Gibt auch kleine mit höherer Spannung als manche Große. Aber dafür: Meist der Strom. Größere Geräte, auch mit evtl. nur der halben Spannung wie ein kleines, arbeiten meist mit höheren Strömen. Also, ICH halte das NICHT für allgemein ungefährlich. Hast Du schon mal so Riesen-Tesla-Trafos gesehen, zweimal Mannshöhe oder so? Die Wissenschaftler stellen sich gerne darunter - aber nur in einem Faraday-Käfig. Rate, warum...
Klar ist der Strom gefährlich. Aber der menschliche Körper bildet ja einen Wiederstand, richtig? Daher ist es ja wohl von der Spannung abhängig ''wie viel Strom überhaupt durch den Körper gelangt''.
Demnach wird jeder Strom umso gefährlicher, je höher die Spannung ist und nicht andersrum?
Tut mir leid aber deinen ''Erklärungen'' kann ich nicht folgen, sie wiedersprechen allem was ich in dem Zusammenhang je gelernt habe.
Dein ironisch in Anf.-Zeichen setzen finde ich etwas unverschämt. Mit Dank zurück. Da Du in Deinem "gesamten erlernten Verständnis" nicht einmal einen Unterschied machst zwischen der Steckdose, an der nur der Körperwiderstand (wider wie bei zuwider, nicht wieder (mal)) zählt, solange kein weiterer Widerstand dazwischen liegt, und einem Tesla-Trafo, wo der potentielle (frequente, kurzzeitige) Stromfluß bei Kurz-/Nebenschluß hauptsächlich von den Bauteilen wie z.B. dem Stoßkondensator bestimmt wird, machst, solltest Du noch VIEL dazu "lernen".
Ja um zu lernen gehe ich zur Schule.
Den Unterschied muss ich nicht mehr machen, wenn du mir erzählst, dass die Spannung für soetwas unbedeutend ist.
Dann drück dich doch bitte gleich so verständlich aus wie möglich und fang nicht in jedem Kommentar von einem ganz neuen Thema an. :)
mannomann, ihr beharkt euch ja mächtig. Ich sehe das so: Es gibt kleine und große Tesla-Transformatoren. Den kleinesten habe ich vor ca. 50 Jhren im Physikunterricht vorgeführt bekommen. Der produzierte Funken von ca. 3-4 cm Länge. Das sind bis zu vielleicht 50000V. Man konnte aber in den Funkenweg fassen, ohne dass da etwas dramatisches passierte. Es kribbelte etwas. Der Grund dafür ist der, dass da ganz wenig Leistung übertragen wurde. Die größten Tesla-Transformatoren werden in Hochspannungsprüffeldern eingesetzt, dort, um Isolatoren zu testen. Diese Geräte können Funkenstrecken von mehreren Metern erzeugen. Dort sind dann auch erheblich höhere Leistungen im Spiel. Ich schätze, es kann tödlich sein, in solch eine Funknstrecke zu geraten. Es ist also so, wie mit vielen Dingen - "It depends". Ähnlich ist es auch mit dem Elektrosmog. Der "Elektrosmog" in einer Mikrowelle ist für ein Küken innerhalb weniger Minuten tödlich - der aus einem Handy eher nicht.
Ja das ist das naheliegendste, aber der Tesla Transformator ist seit einigen Jahren nicht mehr im Lehrplan.
Danke dir für deine ausführliche Antwort.