Wie funktionieren Tesla-Spulenmodelle? - EngineDIY

Vor einigen Monaten erhielt ich eine E-Mail mit dem Betreff „Potenzielle Bildungsspende“ von Nathan, einem Highschool-Schüler aus San Diego, Kalifornien, der Maschinenbau und Elektrotechnik studiert.

Nathan ist außerdem ein führendes Mitglied des Ingenieurclubs seiner Schule und hilft bei der Leitung des Ingenieurclubs. Er ist bestrebt, vielen Schülern unserer Schule MINT-Fächer beizubringen, zu denen viele Arten des Ingenieurwesens sowie verwandte Bereiche gehören.
Ihr Ziel ist es, mehr Schüler für den Ingenieurbereich zu begeistern, indem sie sie mit dem inspirieren, was sie selbst bauen können.

In den letzten Monaten haben sie viele Ideen entwickelt und viele waren daran interessiert, mehr über Elektrizität und ihre einzigartigen Eigenschaften zu erfahren. Und hier kommt die Teslaspule ins Spiel.

Da sie jedoch eine Abteilung einer öffentlichen Schule sind, erhalten sie für derartige Projekte leider nicht viele Mittel.
Und sie fragen sich, ob Enginediy Interesse daran hätte, ihrem Club eine Teslaspule zur Verfügung zu stellen, insbesondere unsere Mini-Musik-Teslaspule, da die Qualität und die Funktionen für ihre Zwecke sicherlich beeindruckend wären.

Schließlich sponserte Enginediy Nathan und seinen Club mit vier verschiedenen Teslaspulen. Und hier ist unsere Geschichte zwischen Nathan, dem Ingenieursclub und enginediy.com.

Sehen wir uns nun an, was Nathan aus diesen Teslaspulen lernt.

Die Teslaspule besteht aus wenigen Grundteilen, die für ihre Funktion unerlässlich sind. Jedes dieser Teile spielt eine wichtige Rolle. Zu den Hauptteilen gehören: Entladenadel, Haupt- und Sekundärspule, Kondensatoren und üblicherweise ein donutförmiger Metallring.

Die Teslaspule wurde 1891 von Nikola Tesla erfunden, einem seinerzeit brillanten Ingenieur. Sein Design ähnelt stark den heutigen Designs. Anstatt Funken zu erzeugen, sollte die Spule jedoch mithilfe einer einzigartigen Schaltung drahtlos Strom übertragen. Dies lässt sich veranschaulichen, indem man eine Halogenlampe in die Nähe der eingeschalteten Spule hält. Man sieht, wie die drahtlos übertragene Elektrizität sie zum Leuchten bringt.

Zurück zu den Grundbauteilen: Die Entladenadel ist ein wichtiger Bestandteil jeder Tesla-Spule, da sie die Entladung der aufgebauten Elektrizität ermöglicht. Ohne sie könnte Elektrizität nicht so elegant überspringen. Primär- und Sekundärspule dienen als Transformatoren. Sie transformieren Elektrizität von niedriger auf hohe Spannung, indem sie den Strom reduzieren und so die Spannung erhöhen. Der Donutring (auch Toroid genannt) ermöglicht es, dass sich die Elektrizität der beiden Spulen an einer Stelle aufbaut und von der Nadel entladen wird. Natürlich sind auch die Kondensatoren ein wichtiger Bestandteil der Schaltung und ermöglichen es der Schaltung, Elektrizität aufzubauen, die durch die Spulen geleitet wird.

    Manche Tesla-Spulen verfügen auch über einen Audioeingang, über den sie Musik abspielen können! Das Audiosignal durchläuft den Schaltkreis und teilt der Elektronik tausende Male pro Sekunde mit, wann sie anhalten und wann sie wieder starten soll. Dadurch entsteht eine Frequenz mit dem Lichtbogen. Die Entstehung von Musik oder Schallwellen beruht darauf, dass die Lichtbögen heiß genug sind, um Plasma zu erzeugen und die Luft zu ionisieren. Dadurch entstehen kleine Temperaturunterschiede, die die Luft zum Schwingen bringen und eine Frequenz oder einen hörbaren Druckunterschied erzeugen – das, was wir als Schall kennen.

Es ist wichtig zu wissen, dass eine Teslaspule im Grunde ein großer Transformator ist. Wie bereits erklärt, ist ein Transformator ein elektrisches Bauteil, das eine bestimmte Spannung und Stromstärke in eine höhere Spannung mit niedrigerer Stromstärke umwandelt. Ein Transformator besteht aus Drahtwicklungen, die ein elektromagnetisches Feld erzeugen. Dies ähnelt dem alten wissenschaftlichen Experiment, bei dem man einen Draht um einen Nagel wickelt, um einen Elektromagneten zu erzeugen. Eine Teslaspule ist im Wesentlichen eine größere Version davon. Diese erzeugt ein großes elektromagnetisches Feld und gibt Elektrizität in die die Teslaspule umgebende Luft ab. Deshalb ist es wichtig, bei eingeschalteter Spule einen Sicherheitsabstand einzuhalten, da zu nahe kommende elektronische Geräte beschädigt werden könnten. Außerdem ist es wichtig zu verstehen, dass die Entladung der Teslaspule zu Verbrennungen oder einem Stromschlag führen kann. Glücklicherweise sind dies die meisten Sicherheitsbedenken in Bezug auf die Teslaspule.

Das sind die Grundlagen der Funktionsweise eines Tesla. Eine Teslaspule ist ein brillantes Stück Ingenieurskunst und sehr beeindruckend, wenn man sie persönlich sieht. Sie demonstriert viele elektrische Effekte, Komponenten und Theorien. Es ist wirklich cool, eine Erfindung von Nikola Tesla zu besitzen, die man selbst ausprobieren und die coolen Effekte sehen kann.

Dies ist das Ende des Artikels von Nathan.

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