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Großer Tesla Trafo
Nach den guten Erfahrungen mit dem >>>kleinen Teslatrafo<<< wurde eine größere Anlage geplant und gebaut


Sekundärkreis und Primärkreis:
Als Dachkapazität wurden zwei der bewährten "Ikea Salatschüsseln" verwendet, diesmal die größere Ausführung mit 40 cm Durchmesser. Diese 40 cm Kugel hat eine Kapazität von 22.2 pF. Für den Spulenkörper der Sekundärspule wird ein Kunststoffabflussrohr mit 16 cm Durchmesser verwendet. Für die Wicklung wird Kupferlackdraht mit 1 mm Durchmesser verwendet. Nach den >>>Tesla Formeln<<< ergeben sich für die Sekundärspule folgende Daten:
Spulen Durchmesser: 16 cm Wicklungszahl: 687 Drahtdurchmesser: 1 mm
Wickellänge: 73 cm Eigenkapazität: 12.5 pF Induktivität: 15.6 mH
Resonanzfrequenz: 217 kHz (inclusive der Dachkapazität)
Wiederum wurde nach der Fertigstellung der Spule eine sehr gute Übereinstimmung der gemessenen Resonanzfrequenz (215 kHz) mit der vorausberechneten Frequenz von 217 kHz festgestellt
Als Primärkapazität wird ein vorhandener Impulskondensator mit einer Kapazität von 15 nF und 40 kV Betriebsspannung ( HiVoltage Components Inc. Model 5L9-40D) verwendet. Die Spule wird, entsprechend der hohen Leistung, aus 10 mm dickem Kupferrohr gefertigt. Um trotz guter Kopplung ausreichenden Abstand von der Sekundärspule zu wahren, wird die Primärspule nicht als Zylinderspule sondern als Spiralspule ausgeführt.
Die Daten der Spule wurden mit dem >>>JHCTES Version 3.42 Web Page Program<<< berechnet
Innendurchmesser: 17.5 cm Aussendurchmesser: 52.5 cm Wicklungszahl: 9.6
Wicklungsabstand: 1.8 cm Drahtdurchmesser: 10 mm Induktivität: 33.8 µH
Die gemessene Resonanzfrequenz des Primärkreises beträgt 220 kHz
 
Als Hochspannungsschalter wird wieder eine rotierende Funkenstrecke verwendet. Die Funkenstrecke hat eine 120° Teilung, sodaß mit zwei rotierenden Flügeln sechs Entladungen pro Umdrehung zünden, somit sind 2000 U/min für 100 Hz und 1000 U/min für 50 Hz Betrieb nötig. Für die Elektroden wurden M6 Hutmuttern und als Rotor ein Kupferbalken verwendet. Zur Dämpfung des Geräuschpegels ist die Funkenstrecke in eine Plexiglaskammer eingebaut. Kondensator und Funkenstrecke sind zu einer kompakten Einheit zusammengebaut, überhaupt wurde beim Aufbau darauf geachtet alle Verbindungen im Primärkreis möglichst widerstands- und induktionsarm zu gestalten


Spannungsversorgung
Zur Versorgung des Primärkreises dient ein leistungsstarker Hochspannungstrafo (11 kV , 200 mA). Zum Schutz dieses Trafos vor gefährlichen Hochfrequenz- und Überspannungen dienen zwei HF-Drosseln und eine als Hörnerfunkenstrecke ausgeführte Sicherheitsfunkenstrecke. Die Hörnerfunkenstrecke besitzt den Vorteil, daß ein eventuell sich ausbildender Lichtbogen selbsttätig wieder gelöscht wird. Da dieser Trafo kein Streufeldtrafo ist, werden zur Vermeidung von schädlichen Kurzschlußströmen vier Hochlastwiderstände mit insgesamt 2.5 kOhm in die Hochspannungsseite und eine Drossel (120 mH) in den Primärkreis eingeschleift. Angesteuert wird dieser Trafo mit einem 2kVA motorgesteuertem Regeltrafo.
Der Hochspannungstrafo ist zusammen mit den Schutzwiderständen, den HF-Drosseln und der Hörnerfunkenstrecke zu einer Einheit verbaut

Steuerteil
Die meisten Bauteile des Steuerteils sind auf einem eigenen Modul untergebracht, dazu gehören der Regeltrafo, der zugehörige Motor und dessen Steuerung, die primäre Strombegrenzungsdrossel, das primäre Schaltrelais und das 24 V Netzteil für den Betrieb diverser Kontrolleuchten, Relais und den Funkenstreckenmotor

Gesamtaufbau

Alle Einheiten wurden in ein stabiles Gestell, welches aus Dexion Schienen zusammen geschraubt wurde, eingebaut. Vorn die Kondensator/Funkenstrecken Einheit, links dahinter der Netztrafo mit Überspannungsableiter, HF-Drosseln und Vorschaltwiderständen. Rechts hinten der Steuereinschub Vor allem der Netztrafo ist mit circa 40 kg Gewicht ziemlich schwer, die ganze Anlage kommt auf etwa 60 kg sodaß ein stabiler Aufbau zwingend notwendig ist. Zwecks leichterer Handhabung des Gerätes wurden an die Unterseite vier Rollen montiert.
Den Deckel des Gerätes bildet eine Holzplatte welche zugleich als Halterung für die Primär- und Sekundärspule dient.
Das Schaltpanell des Gerätes beinhaltet den Kaltgerätenetzanschluß, die Sicherungen, einen Betriebsstundenzähler, den Hauptschalter, zwei Kontrolleuchten und den Steckeranschluß für das Fernsteuerteil

Zur sicheren Handhabung werden alle Funktionen über eine Fernsteuerung bedient sodaß man bei Betrieb der Anlage einen Sicherheitsabstand wahren kann. Das Meßgerät zeigt die Primärspannung des Hochspannungstrafos an. Darunter der Kippschalter zur Verstellung der Spannung, daneben der Schlüsselschalter zur Freigabe des Hochspannungstasters unten rechts. Unten links das Potentiometer zur Drehzahl Einstellung des Motors der Funkenstrecken

Betrieb

  
Beim ersten Testbetrieb wurden bereits sehr eindrucksvollen Entladungen erreicht. Bei einer Primärspannung von 200 V erreichen die Streamer Längen von bis zu 80 cm, entsprechend einer Spannung von einigen Hundert Kilovolt
Besonders eindrucksvoll werden die Entladungen wenn der Dachkapazität eine geerdete Spitze angenähert wird. Die Streamerentladung geht dann in eine lautstarke Funkenentladung über