German Tesla List (GTL)

Hier also nochmal die wichtigsten Punkte unserer Diskussion:

RWB> Ich habe einige Versuche mit einer "neuartigen" Funkenstrecke gemacht. Sie wurde ebenfalls als flat gap gebaut. Nur habe ich dieses mal die Cu Rohre durch Sechskant AL Abstandshalter ersetzt. Bei allen Versuchen waren die TC Funken besser (laenger, staerker im Durchmesser und vor allem kraeftig blau/weiß). Das AL erodiert zwar am Anfang recht heftig, aber es tut der Preformance keinen Abruch. In jedem Versuchsfall waren zwischen benachbarten AL Strecken mehr Funken zu sehen als beim vgl. Cu Rohr. Ich glaube aber nicht, AL Partikel zwischen den Strecken vorhanden sind. AL brennt (oder verglüht) mit einem grell weißen Licht. Die Farbe der Funken war aber ein tiefes violett, sehr aehnlich dem Cu Rohr. Ich vermute durch die Erosion des AL werden einfach mehrer kleine Funkenstrecken "gebaut". Diese erlauben ein haerters quenchen der Funkenstrecke. Ich wuerde sogar soweit gehen zu behaupten, dass sie sehr nahe der optimalen 1st notch liegt.

STK> Moeglicher Vorteil des 6kant: Du hast in jedem Spalt zwei Kanten, wo der Funke springen kann. Also auch wieder Verteilung der Hitze / Ionen -> better Quench ....

RWB> Das wäre möglich. Um das zu Prüfen müßte man den Versuch mit Sechskant Cu Rohr wiederholen. Ne Idee wo ich so was bekommen kann?

STK>'optimalen 1st notch', ist das eigentlich /\ oder /\ \/ (also halber oder ganzer Zyklus) ?

RWB> Der "x" notch quench beschreibt den Wirkungsgrad der Energietransfer. Wenn die Funkenstrecke zündet wird die Energie des Caps in die Primärspule, etc. übertragen. Stoppt der gap jetzt, nennt man ihn 1st notch (1ste Güte) quenching. Bleibt die Funkenstrecke aber weiterhin Leitfähig, wird ein Teil der Energie (jetzt in der Primärspule) dem Kondensator zurückgegeben und steht nicht mehr zur Verfügung (für die Sekundärspule). Braucht die Funkenstrecke zwei solcher "Zyklen",bevor sie nicht mehr leitend wirdt, ist sie 2nd notch quenching und so weiter. Bei mehr als 4 Zyklen spricht man von quench failure.

STK> Verstehe ich nun richtig, dass first Notch bedeutet, dass nach dem ersten Nulldurchgang der Spannung an der gap wieder Ruhe herrscht?? Mit 'zwei Zyklen' meinst Du dann also eine volle Periode (zwei Nulldurchgaenge der Spannung)???

RWB> Ja und nein, Der erste Kommentar ist richtig, aber der zweite nicht. Es ist immer die Rede von einer halben Periode (also für jeden Nulldurchgang). Dein letztes Beispiel ist ebenfalls eine 1st notch quench (einen für plus und einen für minus). Das Wort "Zyklen" war in diesem Zusammenhang vielleicht falsch gewählt. Prinzipell geht es darum, das beim first notch quench keine Energie zurück in den cap transferiert wird (damit hat man die höchst mögliche Energie zur verfügung). Der gap stoppt also den Energietransfer auf einmal. Bleibt der gap weiterhin leitend (nach dem Peak), wird ein Teil der Energie in den cap zurück transferiert, so daß nicht die maximale Energie zur Verfügung steht.

STK> Ich glaube jetzt ist der Punkt erreicht, wo man das ganze mal zeichnen sollte. Ich verstehe langsam nicht mehr von welchen Peaks Du wann redest: Power, Primaervoltage, Primaercurrent oder Sekundaerpower....

RWB> Puh, im Zeichnen bin ich miserable. Ich versuche es nochmal mit Worten: Stell Dir doch einfach mal die Funkenstrecke als Schalter vor. Wenn der Schalter das richtige (1st notch quench) timing hat, transferierst Du die volle Energie in die Primärspule (Sekundärspule lassen wir jetzt weg, sie ist dafür uninteressant) und dann öffnet sich der Schalter wieder. Bleibt der Schalter jetzt zu lange geschlossen (die anliegende Spannung fällt jetzt ab) wird, sobald die Spannung am Trafo geringer als in der Primärspule ist, ein Teil der Energie wieder in den Cap zurück gegeben. Also hast Du nicht mehr die volle Energie in der Primärspule. Theoretisch müßte die Funkenstrecke die gesamte Energie in Null Sekunden übertragen (dann hätte man die maximal mögliche Energie überhaupt vom Cap in die Prispule übertragen) und dann erst wieder am nächsten Peak der AC Halbwelle zünden. Da aber eine Energie übertragung in null Zeit nicht machbar ist und eine Funkenstrecke (wenn sie nicht pro Halbwellenpeak nur einmal zündet) nicht optimal quenched, verliert man wertvolle Energie. Anders ausgedrückt: Eine optimale (1st notch quenching) Funkenstrecke darf nur am Peak zünden und muß dann sofort alle Energie übertragen. Nach der Übertragung muß sie "stillehalten" bis zum nächsten Halbwellenpeak. Dann beginnt das ganze von neuem. Bleibt eine Funkenstrecke aber auf dem "abfallenden Ast der Halbwelle" (also Richtung Nullpunkt) weiterhin leitend, verlierst Du Energie, da sie wieder in den Cap zurückfließt.

STK> Dabei vebannst Du aber alle Rotarys, die mit mehr als 100 bzw. 120 BPS fahren. Ausserdem musst Du die 50Hz von dem multi-kHz unterscheiden. Fuer das Verhalten der Funkenstrecke ist die Netzfrequenz soooo langsam, dass Du DC annehmen kannst. Entscheidend beim Energietransfer ist, dass die Energie von dem Primaerkreis in die Secondary geht und dann nicht wieder zurueck kann. In der Zeit, wo das passiert, aendert sich die Trafospannung fast nicht. Und der Trafo ist ja auch ueber die Chokes entkoppelt und bekommt gar nix mit. Also nun zum Energieuebertragen: nehmen wir mal 100kHz als Eigenfrequenz an und 50Hz Netzfrequenz (mit konkreten Zahlen redet es sich leichter). Wenn man sich nun die Primaerspannung anschaut, so schwingt sie also mit 100kHz. Bei sehr schwacher Kopplung braucht sie einige Zyklen (unter einem Zyklus verstehe ich zwei Halbwellen, hier mit 100kHz) bis die Einhuellende auf Null abgeklungen ist und die Energie der Schwingung komplett in der Sekundaerspule ist. Spaetestens jetzt sollte die Funkenstrecke abschalten. Ist bei schwacher Kopplung auch kein Problem, da die Einhuellende ja langsam gegen Null strebt. Bei staerkerer Kopplung muss die Energie schneller rueber.

RB> Es gibt bei der Geschichte ein weiteres Problem. Einen 1st notch gap kann man ganz leicht bauen, in dem man den gap mächtig weit auseinander zieht. Dabei ist die Durchbruchspannung sehr hoch. Jede Verkleinerung der Spannung (also nach dem Zünden) führt zum sofortigen Erlöschen der Funkenstrecke.

STK> Nö. Der Primaerkreis ist ein Schwingkreis. Erst laedst Du den Cap (E-Feld). Dann entleert er sich in die Spule (B-Feld). Dort geht ein Teil davon (je nach Kopplung mehr oder weniger) in die Sekundaerspule. Danach wird aus dem Rest der Energie wieder E-Feld im Cap (umgekehrtes Vorzeichen der Spannung). Dann gibts wieder Strom durch die Spule und so fort. Was ich sagen will: nach dem Zuenden gibts erst mal sehr viel Strom. Und den stoppst Du nicht so leicht. Drum kann man ja bei nem Polepig den Funken, wenn er mal gezuendet hat, auf mehrere 10cm auseinanderziehen (schau mal beim Quatershrinker seiner 25kVA-page vorbei...). Wie vorher schon angedeutet: Der Clou an einer Loeschfunkenstrecke sind gerade die vielen einzelnen kurzen gaps. Also, wenn die Energie von der Secondary zurueck in den Tank-circuit fliesst, dann ist das nich gut. Aber was ist nun ein '1st notch quench'??? Beschreibt x-Quench nun die Zahl der Nulldurchgaenge der Primaerspannnung oder der Einhuellenden davon?

RB> Man kann das ganze sogar noch einfacher ausdrücken: Die on time (bei einer rotary spricht man von dwell time; dwell=verweilen) der Funkenstrecke im AC Halbwellen peak muß möglichst gering sein.

STK> Naja, man sollte der Energie schon Zeit geben, in die Secondary zu gehen. Und dazu braucht es vollen Strom in der Primary. Also mindestens eine Halbwelle von der 100kHz-Schwingung. Und das gilt nur fuer 100% Kopplung. Ist die Kopplung schwaecher (in unserem Fall ja etwa 10-25%), so brauchst Du mehrere Halbwellen.

RWB> Bitte nochmal alles lesen, da habe beim letzten mal böse Fehler rein gehauen. Jetzt habe ich mich bei Terry nochmal schlau gemacht. Stell Dir doch einfach mal die Funkenstrecke als Schalter vor. Wenn der Schalter "richtig" (1st notch quench) ist, transferierst Du die Cap Energie in die Primärspule, der Schalter öffnet sich und die Energie in der Primärspule wird in die Sekundärspule transferiert. Beim 1st notch quench (hat doch nichts mit der Halbwelle zu tun, sorry, mein Mißverständnis) ist die Funkenstrecke nach dem einmaligen(!) Energietransfer "rühig". Beim 2nd notch quench braucht es zwei "Energietransferzyklen" von Primär zu Sekundärspule bevor der Gap nicht leitend wird. Dieses hin und her "transferieren" verursacht Verluste. Die Energie steht für Tesla Funken nicht mehr zur Verfügung. Dabei spielt natürlich der Kopplungsfaktor eine wichtige Rolle. Jetzt ist mir auch klar, warum bei einem Magnifier die gap quench (wegen des erhöhten Kopplungsfaktors zwischen Primär- und Sekundärspule) so immense wichtig ist. Da hat die Energie weniger Zeit von Primär zur Sekundärspule zu transferieren. (So ähnlich hast Du es auch beschrieben)

STK> OK, also beschreibt x-notch die Zahl der Nulldurchgänge der Einhuellenden der Primaerspannung. Sorry, dass ich solange draufrumgeritten habe, aber nun sind wir alle schlauer und wissen, was man am Oszi zu erwarten hat und wie man es deuten muss.

RWB> Nix Sorry, Keine Entschuldigung nötig!!. Ich will ja das man(n?) bohrt. Dabei lerne ich was und der andere auch. So werden auch Denkfehler (wie hier) ausgemerzt. Außerdem merke ich so daß einer meine Post liest (!).

STK> Hey, dann sind wir uns einig???

RWB> Nun ja, soll auch mal vorkommen......

Zur Belohnung fürs Lesen und Mitdenken (ich bin der Meinung, das war eine der lehrreichsten Diskussionen bisher) gibts jetzt die Grafiken:

First notch quench = Löschen der Funkenstrecke nach einmaligem Energietransfer von der Primär- zur Sekundärspule (P->S):

Fragen dazu bitte an STK oder am besten einfach öffentlich auf der GTL!

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