Der Tesla-Transformator · Marcel-Andreas Theiß Proseminar: Technische Informatik 06.07.2016 2...
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Der Tesla-Transformator
Screenshot aus dem Video: https://www.youtube.com/watch?v=hgll-XTqcS4
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Gliederung● Nikola Tesla● Ursprüngliches Ziel● Aufbau: Tesla-Transformator● Funktionsweise● Heutiges Vorkommen● Quellen
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Nikola Tesla
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/79/Tesla_circa_1890.jpeg
http://www.teslasociety.com/nikolapic.jpg
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Nikola Tesla● Erster Kontakt mit einer Firma Edisons als
angestellter Telegrafenamtstechniker um 1882● Relativ kurze Zusammenarbeit mit Edison● Erstes eigenes Labor in der Grand Street, NY● 1885 gründete er eine eigene Firma:
– Tesla Electric Light and Manufacturing Company– Erste Patente (Bogenlampe, Kommutator)
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Nikola Tesla● Bis 1888 bereits sieben Patente im
Zusammenhang mit Stromübertragung● Zusammenarbeit mit Firma Westinghouse● 1889: Beginn des Stromkriegs, Westinghouse
und Edison rivalisiert● Letztes Labor in New York wurde wegen
Schulden verkauft
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Nikola Tesla● Nutzte einen neuen Investor aus, um
Wardenclyffe Tower zu bauen● Stellte es als Hochleistungs-Funksender dar
(Konkurrenz zu Marconi)– Projekt wurde vor Vollendung eingestellt
● 1908 erfand er die Tesla-Turbine (Antrieb)● Serienproduktion aufgrund der damaligen
Werkstofftechnik eingestellt
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Nikola Tesla
http://photos.wikimapia.org/p/00/02/68/43/77_big.jpg
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Erfindungen dieser Zeit● 1879: Elektrische Glühlampe, Edison● 1887: Grammophon, Berliner & Edison● 1890: Tesla-Transformator, Tesla● 1893: Kinetoskop, Edison● 1895: Drahtlose Telegraphie, Marconi● 1897: Kathodenstrahlröhre, Braun
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Erfindungen dieser Zeit
https://gjb3111isna.files.wordpress.com/2011/10/edison-kinetoskop11.jpg
http://www.konzert.de/wp-content/uploads/grammophone.jpg
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/fd/L-Telegraph1.png/220px-L-Telegraph1.png
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Ursprüngliches Ziel
Drahtlose Energieübertragung:● Entstehung von starken elektrischen Feldern● Aussendung von Radiowellen im
Resonanzfrequenzbereich● Zweite Spule als Empfänger (gleiche
Resonanzfrequenz)● Rücktransformation: elektromagnetische Welle
in elektrischen Strom
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Aufbau: Tesla-Transformator
http://www.gymmelk.ac.at/~the/lvn/tesla/trafo2.jpg https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/10/Tesla_coil_3.svg/440px-Tesla_coil_3.svg.png
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Aufbau: Tesla-Transformator
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Komponenten: Funkenstrecke● Vergleichbar mit einem Schalter
(Durchbruchspannung)● Optimierung: Löschfunkenstrecke
1) Seriell geschaltete Funkenstrecken2) Externe Hilfsmittel (ständige Luftzufuhr)➔Bessere Wärmeableitung
➔Fördert eine impulsartige Entladung
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Komponenten: Löschfunkenstrecke
http://www.rapp-instruments.de/tesla-coils/quench/images/quench.jpg
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Aufbau: Tesla-Transformator
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Komponenten: Kondensator● Kapazität des Kondensators entscheidet mit
über „Frequenz der Funkenstrecke“● Oft variabler Kondensator verwendet
(veränderbare Kapazität)● Variabler Kondensator durch veränderbare
Fläche● Beispiele: Leidener Flasche, Drehkondensator
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Komponenten: Kondensator
http://www.ld-didactic.de/phk/images/150dpi/54402.jpghttp://www.itwissen.info/bilder/drehkondensator-foto-lmtm-dotde.png
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Aufbau: Tesla-Transformator
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Komponenten: Primärspule● Wenige Windungen mit Abstand zueinander● Größerer Innendurchmesser des Drahtes
– stärkere Felder– entstehende Skin-Effekte:➔ Bei höher frequentem Wechselstrom Stromdichte
im Draht niedriger als außen● Induziert Spannung auf die Sekundärspule
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Aufbau: Tesla-Transformator
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Komponenten: Sekundärspule● Einige 100 bis 2000 Windungen● Unteres Ende ist gut geerdet● Oberes Ende mit Elektrode (Torus) verbunden● Nachteil einer Kugel:
– Erleichtert Herunterwandern der Entladung– Arbeitet gegen das Feld der Spulen
● Schwingt im Betrieb in Eigenresonanz
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Komponenten: Elektroden
http://www.arvox.de/ARVOX_Site_1.0/KWM-9_files/Teslatrafo1.jpg
http://www.homeconstructor.de/public/images/projekte/teslaspule/Toroid3.jpg
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Aufbau: Tesla-Transformator
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Funktionsweise● Vorgeschalteter Hochspannungstransformator● Spannungsanstieg am Kondensator und der
Funkenstrecke● Funkenstrecke schaltet durch mit Funken
– Kondensatorkapazität und anliegender Strom bestimmt „Frequenz der Funkenstrecke“
● Während Funkenüberschlag Entladung des Kondensators
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Funktionsweise
http://members.asak.at/kuntner/bilder/tesla01.jpg
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Funktionsweise● Hochfrequenter Primärkreis (10 – 500kHz)
erzeugt starkes elektromagnetisches Feld● Feld induziert Spannung an der Sekundärspule● Je höher die Frequenz des Primärkreises,
desto höher die induzierte Spannung● Entstehung eines zweiten Schwingkreises an
der Sekundärspule (mehr als 100kV)
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Optimierung
http://www.homeconstructor.de/public/images/projekte/teslaspule/Primaerspule.jpg
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Heutiges Vorkommen● „Electrum“ in Auckland, Neuseeland – 130 kW● Normaler Betrieb nicht erlaubt (Funkverkehr)● Als Musikinstrument:
– Elektrisches Geräusch bei Funkenentladung– Tonhöhe durch veränderte Frequenz (125 – 12000Hz)– Video: 1:37min – 2:13min
https://www.youtube.com/watch?v=8LAhKkPUo_A
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QuellenTexte:
https://de.wikipedia.org/wiki/Tesla-Transformator
https://de.wikipedia.org/wiki/Nikola_Tesla
http://www.tentacle.franken.de/papers/tesla-fa.pdf
http://www.physik-box.de/tesla/teslatrafo.pdf
https://www.oppisworld.de/zeit/erfinder/chronik03.html
Video:
https://www.youtube.com/watch?v=8LAhKkPUo_A
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QuellenBilder:
http://members.asak.at/kuntner/bilder/tesla01.jpg
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/10/Tesla_coil_3.svg/440px-Tesla_coil_3.svg.png
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/79/Tesla_circa_1890.jpeg
http://www.gymmelk.ac.at/~the/lvn/tesla/trafo2.jpg
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/09/TeslaTurbineOriginal.png
http://photos.wikimapia.org/p/00/02/68/43/77_big.jpg
http://www.homeconstructor.de/public/images/projekte/teslaspule/Primaerspule.jpg
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Quellenhttp://www.konzert.de/wp-content/uploads/grammophone.jpg
https://gjb3111isna.files.wordpress.com/2011/10/edison-kinetoskop11.jpg
http://www.teslasociety.com/nikolapic.jpg
http://www.itwissen.info/bilder/drehkondensator-foto-lmtm-dotde.png
http://www.ld-didactic.de/phk/images/150dpi/54402.jpg
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/fd/L-Telegraph1.png/220px-L-Telegraph1.png
http://www.homeconstructor.de/public/images/projekte/teslaspule/Toroid3.jpg
http://www.arvox.de/ARVOX_Site_1.0/KWM-9_files/Teslatrafo1.jpg
http://www.rapp-instruments.de/tesla-coils/quench/images/quench.jpg
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Vielen Dank für IhreAufmerksamkeit!