Projekte » Mini Tesla Coil

Mit diesem Projekt soll der Bau einer kleinen Teslaspule beschrieben werden, welche noch vergleichsweise ungefährlich ist und mit der man z.B. (auch defekte) Stromsparlampen oder Leuchtstoffröhren zum Leuchten bringen kann. Auch kleinere Funken lassen sich ziehen, wobei diese Teslaspule nicht extra dafür ausgelegt ist.

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Warnung!
Auch wenn diese Schaltung immer wieder (in dieser Größe) als ungefährlich beschrieben wird, sollte man sich darüber im Klaren sein, dass sie nicht absolut ungefährlich ist. Im einfachsten Falle verbrennt man sich nur beim Funken ziehen die Fingerspitze; man kann aber durchaus damit beim Spielen auch Papier anzündeln.
Träger von Herzschrittmachern, Insulinpumpen oder anderer lebenswichtiger Elektronik sollten die Finger von diesem Projekt lassen! Beim Betrieb dieser Teslaspule kann Elektronik in der Nähe empfindlich gestört werden. Bei meinen ersten Versuchen begann z.B. eine in 2 m Entfernung befindliche, durch Berührung dimmbare, Lampe ein Eigenleben zu entwickeln. Sie dimmte ständig auf und ab, und dies auch noch, nachdem die Teslaspule wieder abgeschaltet war. Ich musste die Lampe erst vom Netz nehmen und dann wieder einschalten.
Eine ältere Laborstromversorgung, an der ich die Teslaspule angeschlossen hatte, zeigte sinnlose Stromwerte an.

Die Slayer-Exciter-Schaltung
Die Schaltung ist sehr einfach gehalten und daher leicht nachzubauen.
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Für -R1 und -R2 reicht in der Regel auch ein einzelner 47kOhm Widerstand. Der Transistor sollte, gerade für die ersten Versuche, auf einem Kühlkörper montiert werden.
Die gesamte Schaltung kann auf einer Lochrasterplatine untergebracht werden. Für die Anschlüsse, insbesondere der Spule, sind Schraubklemmen sehr praktisch.

Die Sekundärspule
Was wirklich ein wenig Arbeit macht, ist das Wickeln der Sekundärspule.
Als Spulenkörper habe ich M25 PVC Installationsrohr verwendet. Dieses wird auf einer Länge von rund 16 cm einlagig mit 0,3er Kupferlackdraht bewickelt.
Das Rohr selbst sollte, je nach geplantem Aufbau ca. 200 mm lang sein. Ich hatte es etwas länger gewählt, da es in das Gehäuse durch eine 25er Bohrung eingesteckt und verklebt werden sollte (siehe Fotos).
Bei einem Drahtdurchmesser von 0,3 mm ergibt das theoretisch 533 Windungen. Da beim Draht jedoch noch die Lackschicht hinzukommt, erzielen wir in der Praxis jedoch weniger Windungen. Bei einem Außendurchmesser des Rohres von 25 mm ergibt dies einen Umfang von 78,5 mm, also rund 8 cm. Rechnen wir mit optimistischen 500 Windungen, so ergibt das einen Drahtbedarf von 40 m. Für Drahtanfang und Drahtende habe ich im Rohr zwei kleine Bohrungen (0,5 mm) eingebracht.

Für das eigentliche Wickeln sollte man sich noch eine Rolle Klebeband (Malerkrepp o.ä.) parat legen. Den Drahtanfang steckt man durch die Bohrung, so dass man noch ca. 10 cm für den Anschluss der Spule überstehen hat. Mit dem Klebeband fixiert man den Draht von innen (wer Fleischerfinger hat, kann auch einen Tropfen Sekundenkleber nehmen ).

Jetzt heißt es Geduld haben und Windung an Windung das Rohr straff bewickeln. Ich habe hierzu mit einer Hand das Rohr langsam gedreht und mit dem Daumen der anderen Hand den Draht an das Rohr gepresst. Um allzuviel Frust zu vermeiden, weil man immer mal wider abrutscht und dann die Windungen wild durcheinander fliegen, habe ich immer nach 10 ... 20 Windungen diese mit Klebeband fixiert. Ist man an der anderen Bohrung angekommen, so wird das Ende wieder in der Bohrung versenkt und mit ausreichender Länge herausgeführt.

Zum Abschluss die Windungen mit Elektroisolierlack o.ä. fixieren. Wenn man dies nicht tut, dann fallen die Windungen irgendwann einfach mal runter; liegt einfach daran, dass sich selbst Kupferlackdraht bei Wärme ausdehnt.

Die Primärspule
Die Primärspule ist schnell hergestellt 3 .. 8 Windungen Kupferdraht (z.B. 1 mm², unkritisch) werden als Tellerspule (eine Zylinderspule tuts zur Not auch) gewickelt (oder besser gebogen). Mit der Windungszahl kann man später noch etwas experimentieren, auch mit der besten Position der Spule. Also nicht gleich die perfekte Konstruktion anstreben, sondern die Inbetriebnahme abwarten. Ich habe für den ANfang 4 Windungen gewählt, der Rest sollte aus den Fotos erkennbar sein.

Stromversorgung
Am Unkompliziertesten ist am Anfang eine 9V-Blockbatterie. Allerdings sollte man die Stromaufnahme im Blick haben, denn sonst ist der 9V-Block schneller leer gesaugt, als uns lieb ist.
Besser ist natürlich ein Labornetzteil. Allerdings habe ich da sehr unterschiedliche Erfahrungen gemacht. Mein privates PEAKTECH 6210 ließ sich durch das hochfrequente Feld der Teslaspule nicht beeindrucken. Die Laborstromversorgung in unseren Labortischen war da empfindlicher und fing an zu spinnen. Ein einfaches Netzteil mit Stelltrafo, Gleichrichter und Ladekondensator ist die robusteste Lösung.

Als Gleichspannung werden ca. 5 ... 20 V benötigt; beginnen sollte man mit ca. 9 V.

Inbetriebnahme
Gleich vorweg: Falls die Schaltung nicht gleich funktioniert, ist (bei sonst fehlerfreiem Aufbau) die häufigste Ursache eine Falschpolung der Primärspule.
Ich habe sie mit einer alten (defekten) Stromsparlampe (siehe Fotos) getestet. Das freie Ende der Sekundärwicklung hing dabei wie auf den Fotos frei in der Luft. Bei einem Labornetzteil sollte man die Strombegrenzung auf max. 500 mA einstellen (das spart Transistoren), als Spannung ca. 9 V wählen.
Sollte man nach dem Einschalten der Schaltung und dem Annähern der Lampe diese nicht zum Leuchten bringen, so sind die Anschlüsse der Primärspule zu vertauschen.

Wenn alles läuft, kann man die Schaltung optimieren und die Eingangsspannung langsam erhöhen. Oder die Windungszahl der Primärspule reduzieren. Dabei aber immer auch die Stromaufnahme und die Verlustleistung des Transistors im Auge behalten. Vorher sollte man das obere freie Ende der Sekundärspule aber ordentlich mit einer Metallkugel oder einem Toroid abschließen. Ich habe mich für eine Edelstahlkugel entschieden, denn die gibt es günstig in verschiedenen Größen als Dekokugel für Heim und Garten(teich) aus Edelstahl. Bilder folgen.

Wem das noch nicht reicht, der kann die Sekundärspule natürlich auch mit etwas dünnerem Draht (z,B. 0,22 mm) und dafür mehr Windungen bewickeln.