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Die '''Tesla-Spule''' (auch '''Tesla-Transformator''') ist eine Erfindung von [[Nikola Tesla]], der sich zeitlebens mit der Wechselstromtechnik und Hochfrequenztechnik beschäftigte. Es handelt es sich um ein System zur Erzeugung hochfrequenter, sehr hoher Wechselspannung bis in den Megavolt-Bereich, mit der sich spektakuläre blitzförmige Koronaentladungen erzeugen lassen.

Die '''Tesla-Spule''' (auch '''Tesla-Transformator''') ist eine Erfindung von [[Nikola Tesla]], der sich zeitlebens mit der Wechselstromtechnik und Hochfrequenztechnik beschäftigte. Es handelt es sich um ein System zur Erzeugung hochfrequenter, sehr hoher Wechselspannung bis in den Megavolt-Bereich, mit der sich spektakuläre blitzförmige Koronaentladungen erzeugen lassen.

Der Teslatransformator besteht zwei magnetisch gekoppelten Spulen, wobei die Sekundärwicklung, der die Hochspannung entnommen wird, eine hohe Windungszahl hat. Im Gegensatz zu einem "normalen" Tranformator mit Eisenkern ist die Kopplung vergleichsweise lose. Das System wird resonant betrieben, d.h. die Primärspule wird durch einen Kondensator zu einem Schwingkreis ergänzt. Die Resonanzfrequenz der Sekundärspule ergibt sich dagegen aus Streukapazitäten der Wicklung und des am Ende der Sekundärstule angeschlossenen Gebildes, häufig eine Kugel, von der dann die Hochspannungsblitze ausgehen. In der ursprünglichen Form wurde der primärseitige Kondensator von einer Hochspannungsquelle von z.B. 5000 V aufgeladen und über eine Funkenstrecke über die Primärwicklung entladen. Dadurch entstand in der Primärwicklung ein kräftiger periodischen Stromfluss mit einer Frequenz von typisch einigen 10 kHz bis zu einigen 100 kHz. Da sich der Kondensator dabei entlud, stellte sich ein abklingender Vorgang ein (gedämpfte Schwingung). Durch zyklische Wiederholung des Vorgangs konnte eine quasi-kontinuierliche Hochspannungsquelle realisiert werden. Die fortwährende Wiederholung wurde z.B. dadurch bewirkt, dass der Kondensator von einer (niederfrequenten) Wechselspannungsquelle aufgeladen wurde.

Der Teslatransformator besteht zwei magnetisch gekoppelten Spulen, wobei die Sekundärwicklung, der die Hochspannung entnommen wird, eine hohe Windungszahl hat. Im Gegensatz zu einem "normalen" Tranformator mit Eisenkern ist die Kopplung vergleichsweise lose. Das System wird resonant betrieben, d.h. die Primärspule wird durch einen Kondensator zu einem Schwingkreis ergänzt. Die Resonanzfrequenz der Sekundärspule ergibt sich dagegen aus Streukapazitäten der Wicklung und des am Ende der Sekundärstule angeschlossenen Gebildes, häufig eine Kugel, von der dann die Hochspannungsblitze ausgehen.  

Dies ist das Prinzip des [http://de.wikipedia.org/wiki/L%C3%B6schfunkensender "Löschfunkensenders"], der bereits 1886 von Heinrich Hertz in seiner Vorläuferversion des Knallfunkensenders eingesetzt worden war. Sowohl der Knallfunkensender als auch der Löschfunkensender wurden vor Tesla erfunden. Bei beiden Sendertypen werden gedämpfte hochfrequente Schwingungen ausgesendet, die nicht dazu geeignet sind, Sprache oder Musik zu übertragen. Sie ermöglichen es jedoch Morsezeichen zu übertragen, die Tonhöhe entspricht dabei der Frequenz der Funken pro Sekunde. Hat die Wechselspannungsquelle zur Aufladung des Kondensators beispielsweise eine Frequenz von 500 Hz, ergeben sich 1000 Funken je Sekunde.

In der ursprünglichen Form wurde der primärseitige Kondensator von einer Hochspannungsquelle von z.B. 5000 V aufgeladen und über eine Funkenstrecke über die Primärwicklung entladen. Dadurch entstand in der Primärwicklung ein kräftiger periodischen Stromfluss mit einer Frequenz von typisch einigen 10 kHz bis zu einigen 100 kHz. Da sich der Kondensator dabei entlud, stellte sich ein abklingender Vorgang ein (gedämpfte Schwingung). Durch zyklische Wiederholung des Vorgangs konnte eine quasi-kontinuierliche Hochspannungsquelle realisiert werden. Die fortwährende Wiederholung wurde z.B. dadurch bewirkt, dass der Kondensator von einer (niederfrequenten) Wechselspannungsquelle aufgeladen wurde. Dieses Funktionsprinzip wird auch "Impuls-Teslaspule" genannt. Dies ist das Prinzip des [http://de.wikipedia.org/wiki/L%C3%B6schfunkensender "Löschfunkensenders"], der bereits 1886 von Heinrich Hertz in seiner Vorläuferversion des Knallfunkensenders eingesetzt worden war. Sowohl der Knallfunkensender als auch der Löschfunkensender wurden vor Tesla erfunden. Bei beiden Sendertypen werden gedämpfte hochfrequente Schwingungen ausgesendet, die nicht dazu geeignet sind, Sprache oder Musik zu übertragen. Sie ermöglichen es jedoch Morsezeichen zu übertragen, die Tonhöhe entspricht dabei der Frequenz der Funken pro Sekunde. Hat die Wechselspannungsquelle zur Aufladung des Kondensators beispielsweise eine Frequenz von 500 Hz, ergeben sich 1000 Funken je Sekunde.

 

Später wurde der resonante Tesla-Hochspannungstransformator auch durch einen Hochfrequenzgenerator (bzw Sender) mit konstanter Frequenz und Leistung fremdgesteuert, ein Funktionsprinzip was zu ungedämpften Schwingungen führt und als "Träger-Teslaspule" bezeichnet wird.

Teslas Hintergedanke zu seiner Spule war, eine drahtlose Energieübertragung über große Entfernungen hinweg zu ermöglichen, indem die Energie durch ionisierte Kanäle in der Luft wie bei einer natürlichen Blitzentladung geleitet wird. Seine Idee war es offensichtlich, die Ströme in die Ionosphäre, zumindest aber nicht in die Erde abzuleiten. Dies ist jedoch auf diese Weise nicht praktikabel, da die von seinem Transformator ausgehenden Blitze (hier "streamer" genannt) nur eine relativ geringe Reichweite haben und ihre Energie auch nur zu einem geringen Teil in der Entfernung genutzt werden kann. Teslas Überlegungen zur drahlosen Energieübertragung spielen auch eine Rolle bei der "Tesla car"-Anekdote aus den 1930er Jahren.

Teslas Hintergedanke zu seiner Spule war, eine drahtlose Energieübertragung über große Entfernungen hinweg zu ermöglichen, indem die Energie durch ionisierte Kanäle in der Luft wie bei einer natürlichen Blitzentladung geleitet wird. Seine Idee war es offensichtlich, die Ströme in die Ionosphäre, zumindest aber nicht in die Erde abzuleiten. Dies ist jedoch auf diese Weise nicht praktikabel, da die von seinem Transformator ausgehenden Blitze (hier "streamer" genannt) nur eine relativ geringe Reichweite haben und ihre Energie auch nur zu einem geringen Teil in der Entfernung genutzt werden kann. Teslas Überlegungen zur drahlosen Energieübertragung spielen auch eine Rolle bei der "Tesla car"-Anekdote aus den 1930er Jahren.