FUNKENINDUKTOR

Einer der ältesten Menschheitsträume überhaupt war unter anderem der Wunsch, Herr über Blitz und Donner zu sein wie etwa der blitzeschleudernde Gott Zeus aus der griechischen Mythologie oder Thor aus dem Lager der germanischen Götter....

aber erst gegen Ende des 18. Jahrhunderts gelang erstmals Benjamin Franklin in seinem berühmten Drachenversuch hohe Spannungen aus Gewitterwolken über die (nasse) Drachenschnur zur Erde abzuleiten. Er gilt seitdem als Begründer der Blitzforschung und erfand somit auch den ersten Blitzableiter.

Erst im 19.Jahrhundert ging man seit der Entdeckung des Induktionsprizips im Jahre 1831 durch Michael Faraday gänzlich neue Wege zur Erzeugung hoher Spannungen:

Faraday entdeckte nämlich, dass beim Ein- und Ausschalten des Magnetfeldes einer Spule (Elektromagnet) jeweils ein kurzer, und relativ hoher Spannungsimpuls auftritt, der die ansonsten niedrige Betriebsspannung der Batterie bei weitem übersteigt. Dieses Vorgang nennt man Induktion bzw.: SELBSTINDUKTION. Sie ist die Grundlage jedes Transformators und kann dazu benutzt werden, recht hohe und höchste Spannungen zu erzeugen:

Wohl jeder halbwegs technisch interessierte Mensch hat schon einmal den Aufbau einer einfachen , elektrischen Klingel gesehen.

Im Prinzip ist solch eine Klingel nicht weiter als ein sich von selbst immer wieder ein- und ausschaltender Elektromagnet:

Der Unterbrecher hat dabei die Funktion eines automatischen Schalters.- Im Ruhezustand ist er eingeschaltet, lässt also Strom zum Elektromagneten.- Dieser wird dadurch magnetisch und zieht den an einer Federzunge befestigten Klöppel an, wodurch gleichzeitig der Unterbrecherkontakt den Strom für die Spule wieder ausschaltet! - Der Klöppel fällt mittels Federzunge wieder in seine Ausgangsposition zurück, der Unterbrecher schließt sich wieder und der ganze Vorgang beginnt von vorne und endet erst dann, wenn man der Klingel keinen Strom mehr zuführt...

Dabei kann man an der Kontaktstelle zwischen den beiden Teilen des Unterbrechers einen kleinen Lichtbogen beobachten, der wiederum aus einer schnellen Folge von einzelnen Funken überschlägen besteht, die sich bei jedem Öffnen und Schließen der Kontakte bilden. Diese Funken entstehen durch hohe Spannungen (Selbstinduktion) beim Aufbau und Zusammenbruch des Magnetfeldes in der Spule des Elektromagneten und können sogar zu leichten Stromschlägen führen, wenn mann die elektrischen Anschlüsse der Klingel während des Klingelns berührt.- Und das, obwohl die Klingel nur mit niedrigen Spannungen um die 6 Volt betrieben wird.

Elektrische Klingel  

Induktion erfolgt immer dann, wenn ein bestehendes Magnetfeld in der Nähe eines Leiters (Draht oder Spule) oder die Position des Leiters in der Nähe eines bestehenden Magnetfeldes (Festmagnet) sich irgendwie ändert ( bewegt oder stärker oder schwächer wird). Bei jeder Bewegung der Anordnung verrichtet man Arbeit gegen die Trägheit des Systems und induziert auf diese Weise in dem betreffenden Leiter einen Spannungsimpuls (erzeugt gewissermassen Strom).Umgekehrt führt das Fließen eines Stromes durch einen Leiter im Gegenzuge zu einem Magnetfeld, wodurch sich Arbeit verrichten lässt (Eisenteil anziehen). Dabei ist selbstverständlich egal, ob man die Spule oder das Magnetfeld selbst (Festmagnet) bewegt.(Wie z.B. Im Fahrraddynamo). Induktion durch ein fremdes Feld in einem in der Nähe befindlichen Leiter wird als Fremd- oder Ferninduktion bezeichnet. Induktion dagegen beim Ein oder Ausschalten durch Aufbau und Zusammenbruch des in einem Leiter selbst entstehenden Magnetfeldes wird dagegen als Eigen- oder Selbstinduktion bezeichnet. In der Praxis lassen sich beide Induktionsarten natürlich auch kombinieren (Transformator)

Stellt man sich also nun vor, dass der Induktionseffekt nicht nur auf die Klingelspule selbst beschränkt bliebe, sondern durch Aufbringen einer weiteren Spulenwicklung auf den Elektromagneten gewissermassen durch Fremdinduktion ausgekoppelt werden kann, dann hat man bereits einen einfachen Funkeninduktor gebaut.

Ein Funkeninduktor ist also ein sich selbst erregender Wechselspannungstransformator, der aus einer PRIMÄRWICKLUNG (Elektromagnet) mit wenigen Windungen dicken Drahtes, einem Unterbrecher (Wagnerscher Hammer) oder Chopper (elektronisch in neueren Geräten), sowie einer SEKUNDÄRWICKLUNG mit sehr vielen Windungen eines sehr dünnen Drahtes zur Auskopplung der Selbstinduktionsimpulse besteht. Diese werden dabei entsprechend dem Verhältnis der Windungsanzahl von Primär zu Sekundärwicklung nach dem Transformatorprinzip verstärkt und induzieren in der Sekundärwicklung eine sehr hohe Spannung von im Idealfalle einigen 1000 Volt! Es erfolgt also eine Umwandlung einer niedrigen Spannung mit hoher Stromstärke (daher dicker Draht!) in eine hohe Spannung niedriger Stromstärke (dünner Draht!). Der Aufbau sieht dann im Groben etwa folgendermaßen aus:

Prinzipielle Schaltung eines Funkeninduktors mit Spannungs-Zeitdiagramm.

 

Der parallel zum Unterbrecherkontakt geschaltete Kondensator reduziert den Lichtbogen zwischen den Kontaktflächen, wodurch neben einer längeren Lebensdauer des Unterbrechers auch ein höherer Wirkungsgrad der Anordnung erreicht wird. Die dabei zwischengespeicherte Funkenenergie wird auf diese Art wieder in den Primärkreis zurückgeführt und bewirkt somit eine Steigerung der in der Sekundärwicklung auftretenden Spannungen und Strömedie einer Funkenstrecke zugeführt werden. Hier kann man eine zehackte Gleichspannung mit abwechselnder Polarität und unterschiedlichen Verläufen (Niederfrequente,asymmetrische Impulsschwingung) beobachten, die sich bei geeignetem Abstand der beiden Elektroden in einem knatternden Funkenbüschel entlädt. Je niedriger dabei die Taktfrequenz des Zerhackers ist, desto gefährlicher sind auch die resultierenden Spannungsspitzen für einen lebenden Organismus und können bei der beschriebenen Anordnung leicht zum Tode führen.-

Eine detailliertere Bauanleitung wie in manchen anderen Internetseiten angeboten wird, möchte ich mir aus diesem Grunde übrigens verkneifen, obwohl ich selbst als kleiner Junge voller Begeisterung einen Funkeninduktor nach dem anderen gebaut und die immer länger werdenden Funkenstrecken bewundert habe....

Das Prinzip des Induktors allerdings ist uns allen in etwas abgewandelter Form von den Zündspulen der Benzinmotoren her bereits gut bekannt.- Nur wird der Unterbrecher in diesem Falle nicht direkt von der Zündspule selbst sondern über eine sich mitdrehende, kleine Achse im Zündverteiler direkt durch den Motor angetrieben. Die sich hierbei ergebende hohe Spannung von einigen 1000 Volt wird dann in einer bestimmten Folge den Zündkerzen zugeführt um das in den Zylindern befindliche Benzin-Luftgemisch zur Explosion zu bringen (Ottomotor).

Aufgrund bestimmter praktischer und technischer Grenzen ist diese Anordnung aber nur bis zu einigen 10 000 Volt brauchbar. Möchte man dagegen noch höhere und höchste Spannungen erzeugen, benötigt man einen sogenannten TESLATRANSFORMATOR

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