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Problem bei Abstimmung der Teslaspule
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Teslaner



Anmeldedatum: 08.11.2009
Beiträge: 43

BeitragVerfasst am: So Nov 15, 2009 10:08 am    Titel: Antworten mit Zitat

Ich frag morgen mal auf der Arbeit nach, ob ich mir ein Oszilloskop und Funktionsgenerator mal ausleihen darf.
Ich glaube zwar nicht daran, aber fragen kann man ja mal.
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Antimon



Anmeldedatum: 21.07.2008
Beiträge: 110

BeitragVerfasst am: Mo Nov 16, 2009 6:04 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:

Zitat:
Die Feldverteilung wird mittels einer Antenne gemessen, indem du diese an der Sekundärspule auf und ab bewegst. So kannst du Spannungsminima und -maxima messen. Als Antenne kannst du einen einfachen Draht nehmen, gemessen wird mit dem Oszilloskop.


Das Problem, welches ich dabei sehe ist, dass ich so zwar stehende Wellen sehen kann, welche höhere Frequenzen haben, also irgendwo einen Knoten mittendrin haben. Laut Tesla soll man das aber nicht tun (macht auch isolations-technisch gesehen keinen Sinn). Man sollte eben am Besten eine Lambda/4 stehende Welle haben. Nur ist da das Problem, das die Spannung vom Erdpunkt aus, einfach langsam zunimmt. Aber leider macht das doch jede Tesla-Spule im Sekundärkreis da ja hochtransformiert wird. Wie kann ich also die ganz "normale" Spannungssteigerung in Richtung Kopfkapazität von einer stehenden Welle unterscheiden?


Klar, dass Lambda/4 das Optimum darstellt, möglich jedoch sind andere Konfigurationen auch. Wenn die Drahtlänge jetzt so gewählt ist, dass das Maximum der stehenden Welle gar nicht erreicht werden kann (Lambda/4), steigt die Spannung genau so an wie wenn die Drahtlänge genau auf Lambda/4 abgestimmt ist, jedoch wird die Teslaspule nicht optimal funktionieren, sprich sie ist in der maximalen Ausgangsspannung eingeschränkt. Zwischen den beiden Fällen zu unterscheiden, ist jedoch messtechnisch sehr schwer. Die einzige Möglichkeit die mir einfällt ist die Spannungsverteilung zu differenzieren und die Extremwerte zu bestimmen, sprich dort wo die Steigung der Tangente gleich null ist, tritt die maximale Spannung auf. Wenn diese an der Kopfelektrode noch nicht erreicht ist, wird die Ableitung dort auch nicht null sein.



A.
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fredho



Anmeldedatum: 22.12.2007
Beiträge: 139

BeitragVerfasst am: Di Nov 17, 2009 2:25 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo
Wenn ich das verstanden habe, sollte man bei der Anfertigung der Sekundärspule tunlichst die exakte Drahtlänge ermitteln, um dann die durch Kapazitätsdimensionierung einzustellende Resonanzfrequenz schon vor der Gesamtoptimierung des Teslatransformators zu kennen.( Schöner Bandwurmsatz!!) Richtig?
_________________
fredho
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Antimon



Anmeldedatum: 21.07.2008
Beiträge: 110

BeitragVerfasst am: Di Nov 17, 2009 7:57 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Wenn man sich mit der Mathematik und der Dimensionierung von Teslaspulen auskennt, ist das kein Problem. Man braucht jedoch etwas an Erfahrung. Es ist keineswegs ein sogenannter "Bandwurmsatz", da man die Komponenten vorher schon berechnen kann. Die in der Praxis auftretenden Toleranzen kann man durch "Feinjustierung" abstimmen.

A.
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Sowasaberauch



Anmeldedatum: 09.04.2008
Beiträge: 833

BeitragVerfasst am: Mi Nov 18, 2009 12:12 pm    Titel: Antworten mit Zitat

@Antimon: Vielen Dank für das Bild. Bin zu der Seite gegangen, wo das Bild her ist (http://www.ttr.com/corum/index.htm) und da wird ja alles erklärt. So habe ich das auch verstanden, als ich Tesla gelesen habe, ist aber trotzdem gut, das ganz nochmals in einer gut aufbereiteten Form zu lesen.

Eine "richtige" Tesla-Spule zu bauen ist eben nicht ganz so einfach, da das Berechnen der Werte nicht so einfach ist, da Sie nicht mehr als LC-Oszillator funktioniert, sondern eben wie ein Leiter mit einer stehenden Welle.
D.h. man muss genau die "Leiter-Eigenschaften" der Spule kennen. Denn die Ausbreitungsgeschwindigkeit im Leiter hängt ja von dessen Geometrie ab (oder?). Das kennt man ja noch aus den ET-Vorlesungen: Das Ersatz-Schaltbild eines Leiters sind ja ganz viele kleine RLC's in Serie.

Ich hab ja hier schonmal geschrieben, was nach Tesla eine Tesla Spule ausmacht, wenn Sie gut sein soll :
http://forum.hcrs.at/viewtopic.php?t=1036

Damals war ja das Problem, dass man laut Tesla auch eine stehende Welle im Primärkreis haben sollte. Die Frage war da nur, dann müsste der Leiter ja saumässig Lang sein im Primärkreis. Wenn man das aber genauer überlegt, kommt man zu dem Punkt, wo man vielleicht den Primärkreis so konstruieren kann, dass das tatsächlich möglich ist.
War das der Sinn seiner Bifilaren-Spule? Denn als Sekundärspule wäre die sicherlich nicht geeignet. Aber durch die Konstruktion hat diese ja ein sehr grosses C innerhalb der Spule. Das müsste doch zwangsweise auch bedeuten, dass die Ausbreitungsgeschwindigkeit um einiges langsamer ist.
Oder mache ich da einen Überlegungsfehler?
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Teslaner



Anmeldedatum: 08.11.2009
Beiträge: 43

BeitragVerfasst am: Mi Nov 18, 2009 5:55 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Nach welchen Kriterien richtet sich eigentlich die Kapazität, die der Kondensator haben sollte?
Ich habe hier gelesen, dass die Trafoausgangsimpedanz mit der Impedanz des Kondensator übereinstimmen sollte.
Kann man das so sagen?
Dann bräuchte ich bei einem MOT mit 2000V Ausgangsspannung und 0,60A ja eine Kapazität von nur 954nF. Das erscheint mir dann doch ein bisschen arg wenig.


Zuletzt bearbeitet von Teslaner am So Nov 22, 2009 11:18 am, insgesamt einmal bearbeitet
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Antimon



Anmeldedatum: 21.07.2008
Beiträge: 110

BeitragVerfasst am: Do Nov 19, 2009 1:43 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Für einen MOT mit diesen Werten brauchst du eine Kapazität von 955nF. Und das ist auch mit ein Grund, dass man die Spannung so hoch wie möglich und den Strom eher gering halten sollte. Der Hauptgrund ist jedoch dass auch die Sekundärspannung der Teslaspule höher je größer die Primärspannung ist.

Hier noch die Rechnung zum Abschätzen der Primärkapazität:

Ztrafo=U/I=2000/0,6=3333,333Ohm

Ztrafo=Zc=1/(2*pi*f*C)

C=1/(2*pi*f*Ztrafo)=1/(2*pi*50*3333,333)=955nF

A.
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Teslaner



Anmeldedatum: 08.11.2009
Beiträge: 43

BeitragVerfasst am: Do Nov 19, 2009 11:50 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Ich werde dann wahrscheinlich einen Puls-Levelshifter bauen. Dann habe ich mehr Spannung und benötige weniger Kapazität.
Evtl muss ich den Strom noch begrenzen, damit ich mit der Kapazität noch weiter runter komme.
So 30nF sollten reichen.
Sollte jemand einen passenden Trafo abzugeben haben oder eine gute Bezugsquelle kennen, ich bin ganz Ohr.
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Teslaner



Anmeldedatum: 08.11.2009
Beiträge: 43

BeitragVerfasst am: So Nov 22, 2009 11:17 am    Titel: Antworten mit Zitat

Müsste ich nach Antimons Rechnung unbedingt eine Kapazität von 955nF oder ist das nur die Kapazität, die ich maximal ausnutzen kann bei dem Trafo?
Mir gehts darum, ob ich dann einfach eine beliebige Kapazität unterhalb der 955nF nehmen kann oder ob ich den Sekundärstrom so weit reduzieren muss, damit ich auf die gewünschte Kapazität von ca. 30nF komme.
Ich tippe auf Stromreduktion, da die Impedanzen von Trafoausgang und Kapazität sonst nicht mehr überein stimmen.
Ich müsste dann quasi eine bestimmte Induktivität sek. seitig in Reihe schalten, damit ich den Strom so reduziere, dass ich auf die gewünschte Kapazität komme, richtig?
Natürlich könnte man auch eine Induktivität prim. seitig in Reihe schalten, was den Vorteil hätte, ich würde gleich weniger Leistung aus dem Netz ziehen und die Wicklung der Ind. würde nicht so stark belastet, da die Spannung nur 230V.
Vielleicht kann jemand mal einen Blick auf meine Gedankengänge werfen, ob das so hinhauen kann.
Achja, da fällt mir doch glatt noch was ein.
Wenn man 2 MOTs nimmt mit Levelshifter etc dann sollen die MOTs prim. seitig antiparallel geschlaten werden, aber wieso? Was ist der Hintergrund?
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Antimon



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BeitragVerfasst am: So Nov 22, 2009 6:29 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Es können natürlich immer kleinere Primärkapazitäten verwendet werden, du benötigst keine perfekte Anpassung. Diese wär nur ein Optimum. Zu kleine Kapazitäten bewirken eine Zunahme der Primärinduktivität was bedeutet, dass das Verhältnis Wurzel(L2/L1), was ja für die Höhe der Ausgangsspannung wichtig ist, schlechter wird. Auch die Entladeströme verringern sich und das "bremst".

Was ich noch empfehlen kann ist keine Gleichspannung für die Versorgung zu verwenden. Funktioniert zwar, aber ich habe aus eigenen Tests große Einbußen der Ausgangsleistung hinnehmen müssen. Für Puristen ist meines Erachtens Wechselspannungsspeisung ein Muss.

Ein weiterer Tip ist die Primärkapazität aufzuteilen in 2 Kapazitäten und so zu verschalten dass der Primärkreis folgendermaßen aussieht: C - L - C
Dies symmetriert den Schwingkreis und verbessert die Performance. Aber das sind hald nur noch Feinheiten.

Hier alle Gründe zu nennen, was die Primärkapazität betrifft, würde hier in seitenlangen Texten ausarten Smile

A.
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Teslaner



Anmeldedatum: 08.11.2009
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BeitragVerfasst am: So Nov 22, 2009 7:02 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Okay, wunderbar.
Soll heißen, 955nF sind das Maximum, alles drunter geht auch.
Aber desto näher an die 955nF, desto besser arbeitet die Spule, richtig?
Gut, dann werde ich den Strom noch etwas bremsen und max 100nF verwenden.
Noch ne Frage zu den Leitungen.
Ich habe überall dünne Hochspannungsleitung verwendet.
Jetzt habe ich schon öfters gelesen, dass am Kondensator Impulsströme von mehreren 100A entstehen können.
Das würde meine dünne Leitung natürlich niemals aushalten.
Jetzt meine Frage. Sollte ich lieber auf die Hochspannungsleitung verzichten und kurzschlussfeste Leitung verlegen?
Wenn ja, wo überall?
Welche Leitungen mit welchen Querschnitten verwendet ihr?
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Antimon



Anmeldedatum: 21.07.2008
Beiträge: 110

BeitragVerfasst am: So Nov 22, 2009 7:54 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Am wichtigsten ist, dass der Schwingkreis so niederohmig ist wie nur möglich. Natürlich muss man Kompromisse eingehen, aber man sollte auf jeden Fall drauf achten. Die Leitungen vom Trafo bis zum Schwingkreis sind weniger kritisch.

Bei größeren Anlagen und Energien können die Ströme auch im kA-Bereich liegen.

A.
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Teslaner



Anmeldedatum: 08.11.2009
Beiträge: 43

BeitragVerfasst am: Sa Nov 28, 2009 11:46 am    Titel: Antworten mit Zitat

Habe gleich noch eine Frage.
Angenommen ich würde die Trafoleistung voll ausnutzen, dann hätte ich ja eine maximal nutzbare Kapazität von 955nF.
Würde es was ausmachen, wenn der Kondensator mehr Kapazität hat?
Habe einen in Aussicht, der 40µF hat bei genug Spannungsfestigkeit.
Jetzt ist halt meine Frage, ob der auch geht, da der sich dann ja nicht komplett aufläd oder spiel das keine Rolle?
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Antimon



Anmeldedatum: 21.07.2008
Beiträge: 110

BeitragVerfasst am: Sa Nov 28, 2009 1:55 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Nein, der wird nicht funktionieren, den wirst du nie laden können.
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Teslaner



Anmeldedatum: 08.11.2009
Beiträge: 43

BeitragVerfasst am: Sa Nov 28, 2009 3:45 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Wieso? Könntest du das bitte etwas genauer erklären, wieso das nicht geht? Wink
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