Gleichspannung an einer Teslaspule?

02.12.00
Alexander Lichte

Eigentlich wollte ich nur die Güte meiner gerade in Betrieb genommenen Teslaspule messen....
Aus Messungen mit dem Funktionsgenerator wußte ich, daß die Güte bei kurzgeschlossener Funkenstrecke und Niederspannung relativ hoch ist. Im Betrieb jedoch wurden die Elektroden der Rotationsfunkenstrecke schnell rotglühend, und die Kondensatoren (mit Aluminium innen und außen bewickelte Milchflaschen) waren von einen diffusen, blauen Schein umhüllt. Um die Schwingungen zu messen, habe ich ein sehr altes Röhrenoszilloskop herangezogen, welches aufgrund der fehlenden Halbleiter durch Überspannung kaum zu verwüsten ist. Als weiterer Schutz vom Oszilloskop diente eine Parallelschaltung aus einen 10 KOhm Widerstand und einen 47 nF Kondensator zwischen dem Eingang und der Oszilloskopmasse.

Überraschender Weise zeigte das Oszilloskop nicht die erwarteten Schwingungen, sondern nur Ausschläge in den positiven Bereich. Weil ich angenommen habe, daß das Oszilloskop aufgrund der staken elektromagnetischen und elektrostatischen Einwirkung in diesem Fall nur puren Unsinn anzeigt, habe ich die Messung mit einen Drehspulinstrument, dessen Anschlüsse mit einen 12 uF großen Kondensator überbrückt waren, wiederholt.

Es ergaben sich Gleichströme in einer Größenordnung von ca. 100 µA. Dieser Strom ist bei einer Ausgangsspannung der Teslaspule von ca. 200 KV relativ hoch und sicherlich kein parasitärer Nebeneffekt.

Die Sekundärseite der Teslaspule besteht aus einen PVC Rohr mit ca. 14mm Durchmesser. Dieses Rohr ist zu 2/3 mit dünnen Kupferdraht bewickelt. Das obere 1/3 ist mit Aluminiumfolie umwickelt, und dient als obere Kapazität.

Zeichnung 1:

Bringt man die Elektrode mit dem Drehspulinstrument in den oberen Bereich der Aluminiumfolie, dann läßt sich ein positiver Strom bemerken. Bewegt man die Elektrode ein wenig hinab zum unteren Ende der Aluminiumfolie, so erhält man einen negativen Strom!

Bild 1:

Messung vom Entladungsstrom am oberen Ende der Teslaspule

Bild 2:

Y-Ablenkung: 5 Volt / Div
X-Ablenkung: 3 ms / Div

Deutlich kann man die 50 Hz Schwingungsperioden sehen,
wobei gleichwohl bei der positiven als auch bei der negativen
Halbwelle ein positiver Strom fließt. Bei der negativen Halbwelle
ist der Strom jedoch etwas geringer.

Bild 3:

Messung vom Entladungsstrom am unteren Ende der Aluminiumfolie
An dieser Stelle kann man wesentlich näher an die Spule herangehen als wie bei Bild 1.
Deutlich ist die Büschelentladung an der Elektrode zu erkennen.

Bild 4:

Y-Ablenkung: 5 Volt / Div
X-Ablenkung: 3 ms / Div

An dieser Stelle fließt ein negativer Strom, sowohl bei der positiven,
als auch bei der negativen Halbwelle.

Bild 5:

Hier ein kleiner Versuch, die Gleichspannungen visuell nachzuweisen: Während ein dünner HF-Lichtbogen von der Teslaspule zu einer Metallscheibe führt, prasseln einzelne intensive Blitze von der Platte nach Masse. Wegen der langen Belichtungszeit der Digitalkamera ist der Effekt leider nicht genau zu erkennen. Doch Vorsicht: Die einzelnen Blitze sind unterschiedlicher Polarität. Es handelt sich bei speziell diesem Versuch also vermutlich um einen anderen Effekt, vermutlich um einer Gleichrichtung der 50 Hz Netzfrequenz.

Zeichnung 2:

Der Effekt der Gleichspannung (Bild 1-4) war für mich einige Jahre unverständlich, bis ich die kleinen Büschelentladungen genauer beobachtet habe: Am oberen Ende der Teslaspule gab es ein sehr starkes Potentialgefälle zur Umgebung, weshalb sich starke Büschelentladungen an der Aluminiumfolie der Spule gebildet haben. Die Elektrode vom Oszilloskop besaß eine glatte Oberfläche, weshalb sich hier keine Entladungen gebildet haben. Offensichtlich besitzt Luft die Eigenschaft, eher positive Ionen auszubilden, so daß es im hochfrequenten Feld der Teslaspule bei einer positiven HF-Halbwelle eher zu Entladungen an der Teslaspule kommt als wie an der Elektrode vom Oszilloskop. Bei einer negativen Spannung ist die Elektrode vom Oszilloskop positiv gegenüber der Spule, und müßte in diesem Fall positive Büschelentladungen zur Teslaspule hin bilden. Diese werden jedoch unterdrückt, weil die Oberfläche der Elektrode viel glatter ist als die der Aluminiumfolie der Teslaspule.
Anders verhält es sich am unteren Ende der Aluminiumfolie der Teslaspule: Weil sich hier am Rande der Folie ja die Kupferwicklung der Spule befindet, ist das Potentialgefälle zur Umgebung viel geringer, weshalb sich kaum Büschelentladungen ausbilden können. Bringt man die Elektrode vom Oszilloskop in die Nähe, dann bilden sich jetzt die Büschelentladungen an der Elektrode aus, weil diese einen größeren Spannungsgefälle ausgesetzt ist, als die Aluminiumfolie an dieser Stelle. Ergebnis: Es fließt ein negativer Strom.

Diese Theorie habe ich überprüft, in dem ich als Elektrode für das Oszilloskop keine Platte, sondern einen Nagel hergenommen habe. Jetzt konnte ich fast nur noch negative Ströme messen.

An diesem Beispiel kann man sehr gut erkennen, wie doch recht verblüffende Messungen am Ende recht plausibel erklärt werden können. Und dennoch bleibt eine Erkenntnis: Auch die großen Spulen von Nikola Tesla haben auf dieser Weise sicherlich eine große Menge von Gleichstrom in die Atmosphäre gepumpt. Vielleicht hilft diese Erkenntnis jemanden weiter...

Das originale Drehspulinstrument, mit welchem ich die Messung früher durchgeführt habe, steht nicht mehr zur Verfügung: Es ist schon längst im mein Magnetfeldmeßgerät eingebaut, welches in der Lage ist, aus dem statischen Magnetfeld eines Sensormaterials direkt elektrischen Strom zu gewinnen... Doch dazu will ich ein andermal kommen, wenn ich über meine Untersuchungen über den Magnetstromapparat von Hans Coler berichte. Kehre ich lieber wieder zur Teslaspule zurück: Die großen Teslaspulen haben also im Takt der Rotationsfunkenstrecke Gleichstromimpulse in die Atmosphäre abgegeben. Es ist denkbar, daß diese Impulse tagsüber mit der E-Schicht und nachts mit der F2-Schicht der Ionosphäre in Resonanz gerät. Der Gedanke ist nicht abwegig: Bei einer Höhe der E-Schicht von ca. 90 KM würde ein 5 KHz Signal auf der 3. Oberwelle in Resonanz geraten. Es kommt hinzu, daß derart niedrige Frequenzen auch beim senkrechten Eintritt in die Ionosphäre totalreflektiert werden. (Siehe z.B. Ionosphäre und Wellenausbreitung / Siebel Verlag).

Befindet sich die "Erdresonanz" von Nikola Tesla vielleicht gar nicht bei n*7.82 Hz, oder gar bei 180 KHz, sondern bei 5 KHz? Immerhin wurde ein wesentlicher Teil seiner Funkenstrecken mit 5000 Unterbrechungen/Sekunde betrieben (z.B. in Wardencliff)...

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Zeichnung 1: Bringt man die Elektrode mit dem Drehspulinstrument in den oberen Bereich der Aluminiumfolie, dann läßt sich ein positiver Strom bemerken. Bewegt man die Elektrode ein wenig hinab zum unteren Ende der Aluminiumfolie, so erhält man einen negativen Strom!
Bild 1: Messung vom Entladungsstrom am oberen Ende der Teslaspule
Bild 2: Y-Ablenkung: 5 Volt / Div X-Ablenkung: 3 ms / Div Deutlich kann man die 50 Hz Schwingungsperioden sehen, wobei gleichwohl bei der positiven als auch bei der negativen Halbwelle ein positiver Strom fließt. Bei der negativen Halbwelle ist der Strom jedoch etwas geringer.
Bild 3: Messung vom Entladungsstrom am unteren Ende der Aluminiumfolie An dieser Stelle kann man wesentlich näher an die Spule herangehen als wie bei Bild 1. Deutlich ist die Büschelentladung an der Elektrode zu erkennen.
Bild 4: Y-Ablenkung: 5 Volt / Div X-Ablenkung: 3 ms / Div An dieser Stelle fließt ein negativer Strom, sowohl bei der positiven, als auch bei der negativen Halbwelle.
Bild 5: Hier ein kleiner Versuch, die Gleichspannungen visuell nachzuweisen: Während ein dünner HF-Lichtbogen von der Teslaspule zu einer Metallscheibe führt, prasseln einzelne intensive Blitze von der Platte nach Masse. Wegen der langen Belichtungszeit der Digitalkamera ist der Effekt leider nicht genau zu erkennen. Doch Vorsicht: Die einzelnen Blitze sind unterschiedlicher Polarität. Es handelt sich bei speziell diesem Versuch also vermutlich um einen anderen Effekt, vermutlich um einer Gleichrichtung der 50 Hz Netzfrequenz.
Zeichnung 2: Der Effekt der Gleichspannung (Bild 1-4) war für mich einige Jahre unverständlich, bis ich die kleinen Büschelentladungen genauer beobachtet habe: Am oberen Ende der Teslaspule gab es ein sehr starkes Potentialgefälle zur Umgebung, weshalb sich starke Büschelentladungen an der Aluminiumfolie der Spule gebildet haben. Die Elektrode vom Oszilloskop besaß eine glatte Oberfläche, weshalb sich hier keine Entladungen gebildet haben. Offensichtlich besitzt Luft die Eigenschaft, eher positive Ionen auszubilden, so daß es im hochfrequenten Feld der Teslaspule bei einer positiven HF-Halbwelle eher zu Entladungen an der Teslaspule kommt als wie an der Elektrode vom Oszilloskop. Bei einer negativen Spannung ist die Elektrode vom Oszilloskop positiv gegenüber der Spule, und müßte in diesem Fall positive Büschelentladungen zur Teslaspule hin bilden. Diese werden jedoch unterdrückt, weil die Oberfläche der Elektrode viel glatter ist als die der Aluminiumfolie der Teslaspule. Anders verhält es sich am unteren Ende der Aluminiumfolie der Teslaspule: Weil sich hier am Rande der Folie ja die Kupferwicklung der Spule befindet, ist das Potentialgefälle zur Umgebung viel geringer, weshalb sich kaum Büschelentladungen ausbilden können. Bringt man die Elektrode vom Oszilloskop in die Nähe, dann bilden sich jetzt die Büschelentladungen an der Elektrode aus, weil diese einen größeren Spannungsgefälle ausgesetzt ist, als die Aluminiumfolie an dieser Stelle. Ergebnis: Es fließt ein negativer Strom.