Entwurf und Aufbau eines Tesla-Transformators

Schon in der Antike waren die Menschen von der Erscheinungsform und der Wirkung von Blitzen beeindruckt. Dies ist auch der Grund, weshalb die über 100 Jahre alte Erfindung des Tesla-Transformators (Nikola Tesla *10.7.1856 bis +07.1.1943) auch heute noch Menschen fasziniert.

Bei einem Tesla-Transformator handelt es sich um einen Transformator ohne Eisenkern, der mit einer hohen Frequenz von einigen 100 kHz eine Hochspannung erzeugt.

Im Rahmen einer Projektarbeit sollte ein Tesla-Transformator entworfen und gebaut werden, mit dem die Effekte der Hochspannung im Rahmen der Vorlesung und am Tag der offenen Tür bzw. Campustag vorgeführt werden können.

Gebaut wurde ein sogenannter Funkenstrecken-Tesla-Transformator, bei dem das Zünden einer Funkenstrecke als Schalter wirkt. Beim Zünden die Funkenstrecke wird im Primärkreis des Tesla-Transformators ein Serienschwingkreis zugeschaltet, der Energie über eine Primärspule in eine Sekundärspule der Hochspannungsseite überträgt.

Die Höhe der Hochspannung auf der Hochspannungsseite des Tesla-Transformators wird dabei im Gegensatz zu Netztransformatoren für die Stromversorgung nicht hauptsächlich durch das Windungszahlenverhältnis (Übersetzungsverhältnis) bestimmt, sondern es kommt im Resonanzfall (Schwingkreise des Primär- und Sekundärkreises haben gleiche Resonanzfrequenz)  zu einer beträchtlichen Spannungsüberhöhung.

Mit dem Tesla-Transformator konnten nach ausführlichen Tests Entladungen mit einer Länge von ca. 20 cm erzeugt werden, die sich frei in die Luft ausbreiten. Positioniert man eine geerdete Stange in der Nähe der Kopfelektrode, so können sogar Entladungen bis zu einer Länge von 30 cm erzielt werden.

Beeindruckend ist auch, dass man mit diesem Tesla-Transformator eine Leuchtstoffröhre über eine Entfernung von mehr als 1 Meter drahtlos zum Leuchten bringen kann (zu sehen in Bild 2).