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Nützliches Equipment

Die nachfolgend beschriebenen Geräte bieten wertvolle Hilfe beim Experimentieren und beim Bau von Teslaspulen. Sie sind jedoch keineswegs Voraussetzung für den Erfolg eines Projekts. Die meisten dieser Geräte können auf Flohmärkten oder bei Online-Auktionen günstig erworben werden. Selbstverständlich könnte diese Liste der "nice to haves" praktisch beliebig erweitert werden ;-)... und wird natürlich laufend erweitert.

Regeltrenntrafo, Variac

Mit einem Regeltrenntrafo kann die Netzspannung stufenlos von Null bis zur maximalen Netzspannung oder sogar noch leicht darüber eingestellt werden. Ein solcher Regeltrafo ist ein äusserst nützliches "Werkzeug", das vor allem beim ersten Einschalten einer Hochspannungsanlage nützlich ist. Ist man nämlich nicht ganz sicher, wie der Aufbau reagiert beim ersten Anlegen der Betriebsspannung, so kann die Versorgungsspannung mit dem Regeltrafo langsam "hochgefahren" werden. Auf diese Weise merkt man relativ schnell, wenn irgendwo ein Überschlag droht. Wird darüber hinaus der Strom in dieser kritischen Phase überwacht, so sieht man sehr schnell, wenn dieser plötzlich sprunghaft ansteigt. Vorsicht: Wird ein Variac in Kombination mit einem Hochspannungstrafo verwendet, so reicht es nicht, den Variac auf Null zu stellen, denn die meisten Variacs liefern dann immer noch 1 bis 2 Volt, welche vom Hochspannungstrafo auf eine gefährliche Spannung von bis zu einigen 100 Volt rauftransformiert werden können!

           

Einige Beispiele typischer Regeltrafos, der ganz rechts hat eine Leistung von 5kVA

Bei den Regeltrafos gibt es unterschiedlichste Varianten. Besonders zu empfehlen ist ein Regeltrafo, der eine galvanische Trennung zwischen Primär- und Sekundärseite aufweist (separate Wicklungen). So kann der Ausgang entweder potentialfrei betrieben werden (kein Erdbezug) oder er kann separat geerdet werden. Ein anderes wichtiges Merkmal (besonders für Hochspannungsversuche) ist die Leistung. Teslaspulen haben meist einen sehr hohen Leistungsbedarf, ein Regeltrafo kann daher eigentlich nie wirklich überdimensioniert sein, je mehr Power, desto besser. Zu beachten ist allerdings, dass grosse Variacs unter Umständen hohe Einschaltströme aufweisen können und daher evt. eine Einschaltstrombegrenzung gebaut werden muss, damit die Haussicherung überlebt. Regeltrafos können kurzzeitig (wie andere Trafos auch) beträchtlich überlastet werden (kurzzeitige Belastung vom 2- bis 3-fachen der angegebenen Nennleistung). Allerdings sollte in diesem Fall der Abgriff nicht verändert werden! Für Hochspannungsexperimente ist ein Regeltrafo mit mindestens 1kVA Nennleistung zu empfehlen. Idealerweise verfügt der Trafo ebenso über eine Spannungs- und/oder Stromanzeige.

   

Innenansicht Variac und Anschlussterminals

Hochspannungssonde, HV-Sonde

       

Fluke und Tektronix Hochspannungs-Tastköpfe

Hierbei handelt es sich um einen Tastkopf mit (normalerweise) einem Teilerverhältnis von 1000:1, welcher an einem handelsüblichen Multimeter angeschlossen werden kann. Das Multimeter zeigt dann im Spannungsbereich in V die tatsächliche Hochspannung in kV an. (Siehe auch Punkt "Messen von Hochspannungen"). Bei der links abgebildeten Sonde handelt es sich um eine Fluke 80K-40 (40kVDC max.) für DC bis 50Hz Messungen, während das mittlere und das rechte Bild einen HF-tauglichen Hochspannungskopf zeigen (Tektronix P6015). Mit diesem können in Verbindung mit einem Oszilloskop HF-Signale gemessen werden mit bis zu 40kV peak oder 20kVDC. Ein wertvolles Hilfsmittel beim Experimentieren mit SSTC's! (Hab ich für wenig Geld bei ricardo.ch ersteigert.)

Weitere Messgeräte

               

Einige Beispiele von Messgeräten im Elektroniker- und Hochspannungs-Alltag

Oszilloskop und Frequenzgenerator leisten gute Dienste beim experimentellen Bestimmen der Resonanzfrequenz einer Teslaspule. Netzgerät und Multimeter gehören ohnehin zu einer Elektroniker-Grundausstattung. Alle diese Messgeräte sind natürlich für tausend andere Anwendungen hilfreich. Meistens sind diese bei Auktionen günstig zu haben. Ganz rechts ist eine Einschaltbox abgebildet, welche einen FI-Schutzschalter, einen 10A- Sicherungsautomat und einen Ein/Ausschalter mit integriertem Lämpchen beinhaltet. Diese erhöht die Sicherheit beim Experimentieren. Achtung: Der FI-Schalter schützt nicht vor Hochspannung!! 

Hochlast-Schiebewiderstände

Ein weiteres nützliches Hilfsmittel sind Hochlast-Schiebewiderstände. Diese findet man ab und zu bei ricardo, ebay oder auf Funker-Flohmärkten. Mit solchen Widerständen lassen sich provisorische Strombegrenzungen realisieren, oder sie lassen sich als künstliche Last verwenden. Solche Schiebewiderstände sind aber auch praktisch um Strom-Spannungs-Messreihen und Kennlinien aufzuzeichnen.

 

 

Nützlicher Kleinkram zum Sammeln und Verbrauchsmaterial

           

       

Abbildungen einiger "sammelnswürdiger" Gegenstände

Folgende Dinge können immer gebraucht werden im Zusammenhang mit Hochspannungsexperimenten und Teslaspulenbau (die Liste erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit):

  • Kupferlackdraht sollte man immer vorrätig haben! (diesen findet man auf Flohmärkten, bei Alteisenhändlern und auch in elektrotechnischen Geräten, Motoren, Transformatoren, Relais etc. Für die wenigen Windungen einer Primärspule für einen Teslatrafo eignen sich auch Kupferrohre und Seile, besonders wegen ihrer grossen Oberfläche => gutes HF-Verhalten)

  • Spulen, Eisenkerne, Ferritkerne und ähnliches für den Bau von Trafos, Strombegrenzungsdrosseln und GDT's

  • PP und PVC-Abflussrohre als Spulenkörper für die Tesla-Sekundärspule (teilweise Abfälle und Reste von Rohren auf Baustellen, Ganze Rohre können in Baumärkten beschafft werden. Polypropylen eignet sich nach meiner Erfahrung besser für HF-Tesla-Anwendungen als PVC) 

  • Metallkugeln und Toroide für Terminal-Elektroden und Funkenstrecken (eher schwierig zu beschaffen, teilweise in Baumärkten als Gartenschmuck erhältlich, kleinere Kugeln auch von Türgriffen etc.)

  • Isolatoren wie Plexiglas, Plastikspray, Folien, Vergussmasse, Keramische Bauteile

  • Alufolie (für Eigenbau von Hochspannungskondensatoren)

  • Hochspannungsbauteile Widerstände, Dioden, Kondensatoren (auch viele kleine für den Bau einer TC, Marxgenerator oder Kaskade, siehe Bild 4),  HV-Trafos aller Art (siehe auch "Hochspannungsquellen". Besonders vielseitig und ergiebig sind beispielsweise Mikrowellenöfen und Röntgengeräte.

  • Hochspannungskabel (erhältlich von Neonlichtreklamegeschäften, es können aber auch bestimmte Sorten von Koaxialkabel gute Dienste leisten)

  • Halbleiter für den SSTC-Bau, alle Arten von MOSFET's (besonders die leistungsstarken IRF-Typen), Z-Dioden, Oszillator-IC's (NE555, TL494, CD4046 etc.), MOSFET-Treiber-IC's (ICL7667, TC4428, etc.)