PHYSIK compact - Basiswissen 7

Der Tesla-Transformator

Lernziele

Fachbezug

Wechselstrom, Transformator. Angeregter LC-Schwingkreis. Hochspannung.

Warnung: Experimente mit dem Tesla-Transformator können mit einem vergleichsweise geringem Aufwand durchgeführt werden. Bei unsachgemäßem Hantieren besteht Lebensgefahr!

Aufbau

Der Tesla-Transformator besteht im Wesentlichen aus den beiden Spulen in der rechten Bildhälfte: Hochfrequente Wechselspannung erzeugt in der breiten Spule mit etwa 10 Windungen ein hochfrequentes Magnetfeld. Dieses induziert in der langen Spule mit vielen Windungen die hochfrequente Hochspannung. Wegen der hohen Frequenz sind spektakuläre Experimente "mit freier Hand" möglich...

Hochspannungs-Transformator

Die Schaltung wird mit niederfrequenter Wechselspannung (U ≈ einige kV) betrieben. Im Bild ist der Hochspannungstransformator für Wechselstrom (U = 230 V, f = 50 Hz) mit einem Übersetzungsverhältnis von etwa 1 : 40 links im Bild zu sehen.

Funkenstrecke

Zur Sekundärspule des Hochspannungstransformators ist eine Funkenstrecke parallel geschaltet. Aufgrund der Spannung von einigen kV schlagen dort (unregelmäßig) Funken über. Die Funkenüberschläge füren zu einem ständigen "Ein- und Abschalten" der Wechselspannung. Sobald Funken überschlagen, wird der anschließende LC-Schwingkreis geschlossen.

LC-Schwingkreis

Der Kondensator (im Bild die im Hintergrund stehende Leidener Flasche) und die breite Spule bilden einen Schwingkreis, der durch die Spannungsimpulse der Funkenstrecke angeregt wird. Aufgrund der geringen Kapazität C der Leidener Flasche und aufgrund der kleinen Induktivität der Spule treten hochfrequente elektrische Schwingungen im LC-Kreis auf.

Tesla-Spule

Die Sekundärspule bildet über die Erdnung einen geschlossenen Hochfrequenz-Schwingkreis. Dieser wird mittels Resonanz von der Primärspule angeregt.

Aufgaben

Weblinks