Warum funktioniert meine Teslaspule nicht?
Hallo ich habe meine Teslaspule aufgebaut: -7,5 kV Trafo AC -Rotationsfunkenstrecke -Flaschenkondensator -Primär und Sekundärspule Trotzdem geht sie nicht weil ich leider nicht weiß wie man die Resonanzfrequenz einstellt. Auch versteh ich noch nicht wie ein Kondensator mit Wechselstrom geladen werden soll. Fragen zu näheren Infos bitte unten schreiben Danke schon im voraus
1 Antwort
Für die Teslaspule brauchst du Gleichspannung.
Die Spannung lädt den Kondensator bis zum Durchschlag der Luftstrecke. Die Luftstrecke erzeugt dann mit Kondensator und Induktivität der Spule einen Serienschwingkreis.
Dazu am besten nach dem Netzteil einen Widerstand schalten damit der Kurzschluss während die Funkenstrecke durchschlägt den Trafo nicht beschädigt, oder du nimmst einen Kurzschlussfesten Trafo.
Der Sekundärkreis muss die selbe Resonanzfrequenz haben wie der Primärkreis.
Die Induktivität im Sekundärkreis kennst du und die Kapazität hängt von deiner Elektrode ab, wenn du eine Kugel hast. Dann Google mal nach Kapazität einer Kugel zur unendlich weit entfernten Elektrode.
Damit kannst du Näherungsweise die Resonanzfrequenz deines Sekundärkreises rechnen.
Ich mein es geht auch mit Wechselsspannung, aber nicht so gut. Du musst dir dabei die Maximalspannung am Kondensator berechnen, die sollte höher sein als die Durchschlagspannung der Funkenstrecke.
Das kommt auf die Bauart an. Der Fragesteller hat hier nach einer Teslaspule mit Funkenstrecke gefragt, in dem Fall einer Rotationsfunkenstrecke. Diese erzeugt die "Wechselspannung" für die Spule. Bzw sort die Stoßartige Änderung der Spannung für eine Anregung des Schwingkreieses aus Spule und Kapazität.
Diese Bauart von Teslaspulen sind für Gleichspannung ausgelegt und werden auch Impulsteslaspule genannt, du sprichst hier im Gegenzug von einer sogenannten SSTC also Solid State Tesla Coil. Die hat keine Funkenstrecke und ist für einen kontinuierlichen Betrieb ausgelegt benötigt aber eine andere Beschaltung als jene die der Fragesteller hier beschrieben hat.
SSTCs baut man am besten in einer selbstrensonanten Schaltung, dann regeln die auch die Resonanzfrequenz in grenzen nach, sonst hat man Problemen wenn man Objekte in die Nähe bringt und damit den Resonanzkreis verstimmt.
Ich hab nicht von einer SSTC gesprochen, sondern von einer SGTC.
Die betreibt man allerdings mit Gleichstrom, ansonsten bringt die Funkenstrecke nichts.
Die Einstellung der Resonazfrequenz und die Erzeugung der dazu notwendigen HF macht man nur bei SSTC eine SGTC schwingt von ganz alleine in Resonanz du musst dabei nur den Kondensator anpassen, damit die Resonanz von Primär und Sekundär gleich ist.
Ja gut, bei Rotatiosnfunkenstrecken kann es zu Fehlzündungen kommen wenn man sie mit AC betreibt.
Auch bei anderen SGTC machts keinen Sinn. Die Funkenstrecke hast du ja genau deswegen, dass du keine HF erzeugen musst.
Wenn du eine HF mit ausreichend Leistung erzeugst kannst du die Funkenstrecke gleich weglassen und eine SSTC bauen.
Ich kann Ihren Aussagen nicht folgen. Eine Funkenstrecke dient als Schalter und so wurden alle ursprünglichen Teslatransformatoren mit Niederfrequenz betrieben. Eine Funkenstrecke mit Gleichspannung ist zwar möglich aber aufwendig.
Da verstehst du dann aber etwas falsch. Die Funkenstrecke ist ein Schalter ja.
Man lädt mit einem Gleichstromnetzteil einen Kondensator auf. Wenn der Kondensator geladen ist und die Spannung an der Funkenstrecke gestiegen ist schaltet diese durch und der Kondensator hängt über dem Lichtbogen parallel an der Spule und der Schwingkreis schwingt mit seiner natürlichen Resonanzfrequenz.
Dabei geht Energie verloren der Kondensator entlädt sich und das ganze beginnt von vorne. Das Netzteil muss dazu Kurschlussfest sein.
So funktioniert eine SGTC und die betreibt man entweder mit Gleichstrom oder mit einem Niederfrequenten Wechselstrom, der aber weit unterhalb der Resonanz ist zB 50Hz wenn mans direkt ausm Transformator zieht. Es gibt Versionen einer SGTC mit einer Hochspannungskaskade zur Erzeugung der Primärhochspannung. In dem Fall betreibt man den Marxgenerator mit Wechselstrom zB 50Hz, der Ausgang des Marxgenerators ist aber eine Gleichspannung.
Niederfrequenz direkt einspeisen geht zwar auch, es muss aber sichergestellt sein, dass der Kondensator sich schnell genug lädt und die Funkendauer nur ein Bruchteil der Niederfrequenz ist. Dann wirkt die Niederfrequenz ähnlich wie eine Gleichspannung.
Das Betreiben einer Teslaspule in Resonanz mit Wechselspannung ist hingegen wesentlich aufwändiger. Da die Resonanz für gewöhnlich im Bereich um die 100kHz liegt muss man zuerst eine Wechselspannung mit dieser Frequenz erzeugen. Das geht nur noch über Halbleiter und diese Bauert wird SSTC genannt.
Eine SSTC wird ja schon durch einen HF-Generator direkt erregt. Oft sogar mit Rückkopplung. Allerdings muss man, entgegen der häufig bloß auf Theorie basierenden Meinung, eine Funkenstrecke nicht besonders abstimmen wenn man sie mit AC betreibt. Das kann zwar sinnvoll sein wenn man besonders hohe Gütefaktoren erreichen will, ist aber meistens völlig überflüssig. Ich benutze schon lange Funkenstrecken mit den komischsten Singalmustern und die Ergebnisse sind hervorragend.
Ich lese gerade ich habe deinen ersten Kommentar wohl falsch verstanden.
Ich habe den so verstanden, dass du davon sprichst die Teslaspule direkt mit AC der entsprechenden Resonanz anzuregen, was je defakto einer SSTC entspricht.
Wenn du hingegen einfach nur gemeint hast, dass du zur Versorgung eine Niederfequente Wechselspannung meinst dann geht das natürlich. Die Wechselspannung muss hald nur eine wesentlich kleiner Frequenz wie die Schwingungsfrequenz der Spule haben.
Die Form der Wechselspannung ist unerheblich (auch in der Theorie). Es geht ja nur um die Ladung des Kondensators, ob das durch eine wilde Signalform gemacht wird oder durch Gleichspannung ist dafür unerheblich, sofern der Kondensator die Durchschlagsspannung der Funkenstrecke erreicht.
wie rechne ich die induktivität der sekundärspule aus?
Wie berechne ich bei AC am besten die Maximalspannung am Kondensator? Ein funke springt dauerhaft an der Funkenstrecke über aber ich denke das der kondensator nicht geladen wird
Wenn ein Funke springt wird auch der Kondensator geladen.
Bei AC berechnest du die Spannung am Kondensator mittels:
dU/dt * C = i(t)
i(t) ist der Strom mit dem dein Kondensator geladen wird, das führt auf eine Differentialgleichung wobei die bei einem Kurzschlussfesten Trafo nur relativ schwer zu lösen ist.
Von da her würde ich dir eine Gleichspannung empfehlen. Also Hochspannnungsdiodengleichrichter hinter den Trafo und einen Widerstand zur Strombegrenzung.
Dann wird dein Kondensator immer Maximal geladen.
Induktivität der Sekundärspule kannst du nur mit FEM Simulationen errechnen. Für die Näherungsformel ist die Spule zu kurz.
Am besten ist aber wenn du die Induktivität misst.
Schick aber mal den Schaltplan nachdem du die Teslaspule gebaut hast.
Da ich jetzt von beiden Spulen die Induktivität weiß, wie kann ich die Teslaspule so einstellen dass sie funktioniert
Nach dieser Website habe ich gebaut:http://www.m-niggemann.com/dinge_die_bauanleitung.htm
Sollte nach genau dieser Anleitung funktionieren.
Allgemein muss auf Primärseite das Produkt aus Induktivität und Kapazität gleich sein.
Bei der Primärseite kannst du die Kapazität selbst bestimmen, je nach Größe des Kondensators den du einsetzt.
Bei der Sekundärseite ist es etwas komplizierter da hängt die Kapazität von der Geometrie der Elektrode ab und kann nur Näherungsweise rechnerisch ermittelt werden.
Ich würde vorschlagen dass du dich an die Bauanleitung hältst, oder vielleicht findest du eine Tabelle von Kapazität zu Elektrodenform.
Oder (wenn du es kannst) errechnest du die Kapazität selbst, ist im allgemeinen ein Randwertproblem der Elektrodynamik und kann durch ein unendliches bestimmtes Integral gelöst werden.
Für Kugelförmige Elektroden ist es relativ leicht und auch mehr oder weniger algebraisch Lösbar, für andere Elektrodenformen zB Toroid ist es fast nur noch über nummerische Lösungsverfahren wie Finite Elemente (FEM) zugänglich.
Tatsächlich funktioniert es mit Wechselspannung deutlich besser als mit Gleichspannung. Die Resonanzfrequenz ist die Frequenz mit der maximalen Amplitude. Das heißt du musst herausfinden wie viele Windungen auf der Primärspule und was für eine Kapazität dein Kodnensator haben müssen damit aus der Sekundärspule maximale Funkenlängen kommen.