Richi´s Lab

 

Teslaspule / Primärkondensator

 

Die ersten Experimente führte ich mit MKT-Kondensatoren durch. Sie sind auf dem recht schlechten Foto rechts zu erkennen. Die Funkenlänge, die ich damit erreichte, war eigentlich ganz respektabel, allerdings explodierten nach ein paar Sekunden die ersten Kondensatoren! Die MKT-Typen haben zu hohe Verlustfaktoren und sind daher nicht für Teslaspulen geeignet.

Ich stieg dann auf die vergleichsweise günstigen Keramikkondensatoren um (links). Die sich ergebenden 10nF/15kV nutzte ich sehr lange.
Auch die Keramikkondensatoren hatten einen relativ hohen Verlustfaktor, taten aber während der kurzen Einschaltzeiten ihren Dienst.

 

Nach dem Umstieg auf eine neue, besser Funkenstrecke zeigten sich sporadisch Überschläge an den Anschlüssen der Kondensatoren. Die Überschläge bekam ich mit Epoxid einigermaßen in den Griff.
Es war allerdings nur eine Frage der Zeit bis die zu hohe Belastung die Kondensatoren zerstörte.

 

Ich baute schließlich einen MMC (Multi-Mini-Cap) aus vielen kleineren und vor allem gebräuchlicheren Kondensatoren auf.
Bei der Auswahl kam es auf eine möglichst hohe Kapazität und Spannungsfestigkeit und natürlich einen niedrigen Verlustfaktor an. Ich benutze WIMA FKP-1 100nF 1600V=/650V~. Diese qualitativ hochwertigen Kondensatoren verkraften auch eine gewisse Überlastung ohne Probleme.

 

Aus zehn Kondensatoren entstand mit Kupferdrahtstücken ein Hochspannungskondensator mit einer Kapazität von 10nF und einer Spannungsfestigkeit von 16kV=/6,5kV~.
Der MMC wurde auf ca. 11kV Spitzenspannung aufgeladen, was ohne Probleme funktionierte.

Die dünnen Verbindungsdrähte waren natürlich nicht das Richtige für den primären Schwingkreis.

 

Vier solcher MMCs montierte ich auf eine Sperrholzplatte. Über Serien- und Parallelschaltungen konnte ich verschiedene Kapazitäten und Spannungsfestigkeiten einstellen.

Auf Grund der hohen Ströme aus den Hochspannungstrafos war die höhere Kapazität dringend notwendig.
Die höhere Kapazität, die höheren Spannungsanstiegszeiten und der geringere Verlustfaktor machten sich in der Funkenlänge deutlich bemerkbar.

Zwischenzeitlich stockte ich den MMC mit 68nF-Kondesatoren auf 53,6nF auf.

 

Durch 80 weitere WIMA-FKP1-100nF-Kondensatoren konnte ich den Primärkondensator auf maximal 134nF aufrüsten.
Meistens verwendete ich allerdings nur 94nF. Mit den vollen 134nF konnte ich nur noch sehr wenige Primärwicklungen abgreifen um auf die Resonanzfrequenz von 208kHz zu kommen.

Die Resonanzfrequenz des Primärkondensators (134nF) mit der Hochspannungsversorgung aus vier Mikrowellentransformatoren hatte ich mit 70Hz gemessen.
Nach meinen Berechnungen wäre ein 127nF-Kondensator notwendig gewesen um auf eine Resonanzfrequenz von 50Hz zu kommen.
Auch wenn die WIMA-FKP-Kondensatoren als extrem robust bekannt waren, wollte ich die Spannungsüberhöhung durch 50Hz-Resonanz nicht unbedingt austesten.

Rechnerisch würden bei 94nF und 208kHz 1479A Spitzenstrom durch die Primärspule fließen. Bei längerem Betrieb macht sich das durch eine starke Erwärmung der Primärspule und der Anzapfung bemerkbar. Nach kurzer Zeit hatte sich das Kupfer der Primärspule verfärbt.
Bei 134nF/208kHz ergäbe sich ein theoretischer Spitzenstrom von 2109A!
Die maximal mögliche Spannungsanstiegszeit der Kondensatoren betrug 3500V/µs wodurch jede Reihe einen maximalen Strom von 360A ermöglichen konnte.

 

Durch den Umstieg auf die Messwandlertrafos benötigte ich eine höhere Spannungsfestigkeit.
100 neue FKP1-Kondensatoren formierte ich zu einem 16nF-MMC mit einer Spannungsfestigkeit von 40kV=/16,3kV~. Den alten MMC baute ich zu weiteren 16nF um.
Insgesamt konnte ich nun auf 32nF zurückgreifen.

 

zurück