der teslatransformator

Was ich bisher über den Funkeninduktor gesagt habe, gilt entfernt und vom Prinzip her für jeden Transformator, also auch für den Teslatransformator. Während es sich beim Funkeninduktor um einen selbsterregenden Eisenkerntransformator für die Induktion niederfrequenter Ströme von nur einigen 100 Hertz ( = Schwingungen pro Sekunde) handelt, liegt beim Teslatransformator eine hochfrequente Variante mit Wechselspannungen von ca. 50kHz...ca 1MHz ( Also 50000 bis 2 Millionen Schwingungen pro Sekunde) vor.

Während die niederfrequenten Impulsspannungen des Induktors noch mehr einem zerhackten (pulsierenden)Gleichstrom mit periodisch wechselnder Polarität entsprechen, produziert der Teslatransformator schon eine echte hochfrequente Wechselspannung, die um mehrere Potenzen höher liegt als bei einem einfachen Funkeninduktor. Das hängt vor allem damit zusammen, dass im Teslatransformator ein aufeinander abgestimmtes (In Resonanz befindliches) Primär-Sekundärspulenpaar ohne Eisenkern mittels einer nichtmechanischen Unterbrechervorrichtung (Kombination aus speziellen Kondensatoren mit einer Überschlagfunkenstrecke) zu einer hochfrequenten Schwingung des Primärkreises führt, die als echte Wechselspannung im Sekundärkreis auf ein Vielfaches herauftransformiert und als sog.Teslaspannung spektakuläre Blitz- und Leuchterscheinungen von teilweise mehreren Metern Reichweite erzeugen kann. Dabei sind diese Teslaspannungen aufgrund ihrer hohen Frequenz dem Skineffekt unterworfen.- Das heißt, sie dringen nicht in einen Leiter ein, sondern bewegen sich vielmehr an dessen Oberfläche, wodurch sie ausser einer geringen Erwärmung der Hautoberfläche für den Menschen weitgehend ungefährlich bleiben.

Der Skineffekt ist zugleich auch ein Grund für die Tatsache, dass sich überhaupt derart hohe Spannungen von mehreren Millionen Volt in einer Tesla Sekundärspule ausbilden können: Der ohmsche Widerstand des (ohnehin schon sehr hochohmigen, weil dünnen) Drahtes wird durch das Bewegen der Elektronen über die Oberfläche des Leiters anstatt durch seinen Querschnitt nämlich vernachlässigbar klein, so dass kaum Verluste durch starke Wärmeentwicklung oder Induktion magnetischer Felder auftreten können. Der Spannungsabfall ist daher auch bei Belastung relativ klein.

Dieser Effekt lässt sich durch Verwendung sehr weniger Windungen mit sehr dickem Draht im SEKUNDÄRKREIS auch umgekehrt nutzen, bzw. modifizieren: In diesem speziellen Fall kommt es zur Ausbildung hochfrequenter und zugleich extrem großer STRÖME , die aber aufgrund ihrer kleinen Spannungen (wenige Windungen!!) ebenfalls ungefährlich sind. Diese Ströme werden in sogenannten Diathermiegeräten zur medizinischen Therapie verwendet, da sie ähnlich Microwellen den ganzen Körper tief durchdringen und von innen her (bei richtiger Dosierung) sanft erwärmen können.

Die nachfolgende Grafik zeigt den prinzipiellen Aufbau des Teslatransformators:

Das nebenstehende Bild zeigt den Aufbau eines einfachen Teslatrafos. (Gestrichelte Linie) Er besteht aus Primär- und Sekundärspule und wird durch eine externe Hochspannungsquelle (z.B.:Funkeninduktor) mit einer hohen Gleichspannung versorgt, die den Ladekondensator im Primärkreis auf einen bestimmten Spannungswert auflädt. Wird dieser Wert erreicht, entläd er sich selbstständig über die Funkenstrecke und die Primärspule, wobei in der Sekundärwicklung eine sehr hohe Spannung induziert wird. Dieser Vorgang wiederholt sich ständig mit einer bestimmten Frequenz die von der Größe der Wicklungen und des Ladekondensators abhängig ist. Primär und Sekundärkreis sind dabei auf die gleiche Frequenz abgestimmt. (In Resonanz)

Der Nachbau solch eines Teslatransformators ist für versierte Bastler ebensowenig ein Problem wie der Induktor. Anleitungen gibt es genug im Internet. Ich möchte aber mit Nachdruck nochmals darauf hinweisen, dass bei leichtsinnigem Verhalten, unsachgemäßem Umgang mit den Bauteilen oder bei Isolationsfehlern leicht Brände oder schwere Verletzungen mit Todesfolge eintreten können.- Das Hantieren mit derart hohen Spannungen erfordert nicht nur ein fundiertes Grundwissen sondern vor allem eine ausreichend große Erfahrung um sich selbst und Andere vor Schaden zu bewahren.-

Im Zweifelsfalle besser ganz die Finger davon lassen oder nur im Beisein eines Fachmannes experimentieren!

Um einen kleinen Überblick über die Ausmasse solcher Anlagen zu geben, mit denen Nikola Tesla selbst arbeitete, möchte ich zum Abschluss noch zwei Bilder zeigen:


Teslatransformatorenraum im Teslamuseum Belgrad		Historische Originalaufnahme von Teslas Laboratorium