Willkommen auf der Sicherheitsseite der
der German Speaking Tesla Coilers - den GSTCs
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Allgemeines zum Thema Sicherheit im Umgang mit Teslatrafos:
Ein unsachgemäßer Umgang mit den hier auf der GTL diskutierten Geräten kann lebensgefährlich sein. Bitte seid Euch dessen immer bewußt. Hochspannung IST lebensgefährlich. Das trifft auch für die Netzspannung zu, die Spannung im Primärkreis und auch für die Sekundärspannung. Ein Fehler kann hier tödlich sein. Unser Hobby ist gefährlich und man sollte IMMER wissen was man tut. Wenn man mal etwas nicht weiß, sollte man um Rat fragen. Es gibt keine dummen Fragen - nur wer nicht fragt ist dumm. Bitte geht alles was ihr macht ruhig und besonnen an und habt viel Spaß bei unserem Hobby.
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Gefahrenquellen / Sicherheitsratschläge:
Zur Zeit gibt es noch keinen deutschen Text hierzu. Bitte lest Euch deshalb einstweilen die Sicherheitstips von Chip (von unserer großen Schwester in USA) durch: <http://www.pupman.com/safety.htm>. Eine Übersetzung dieses Textes für unsere GTL-Seiten ist in Arbeit, wird aber evtl. erst im nächsten Jahrtausend hier erscheinen.
Ergänzende Texte gibt es auch hier.
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PCB
Reimund hat eine Broschüre über die Entsorgung von PCB-haltigen Kondensatoren ausfindig gemacht: http://www.zvei.org/kondensatoren/PCB-Merkblatt%200010.pdf
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Skineffekt
CGB> ... Die Eindringtiefe in einen Leiter haengt von dessen spez. Widerstand ab, und zwar je groesser der Widerstand, desto groesser die Eindringtiefe. Bei TC-Frequenzen dringen die Ladungstraeger daher beliebig tief in den menschlichen Koerper ein. Die hohe Frequenz verursacht zwar keine Nerven- oder Muskelreizung, aber da die abgegebene Leistung im Koerper "verbraten" wird kann es trotzdem zu Schaeden kommen. Ich habe Berichte von Coilern gehoert, denen nach einem solchen Versuch der Arm eine ganze Weile weh tat.
STK> Der Skineffekt ist gerade die Abhaengigkeit von der Frequenz. Die Leitfähigkeit spielt natuerlich auch eine Rolle, ebenso die magnet. Suszeptibilitaet. In sehr guten Leitern ist die Eindringtiefe stark herabgesetzt, man kann den Effekt sogar bei 50Hz beobachten, da beträgt die Eindringtiefe (alpha) in massivem Kupfer gerade mal einen Zentimeter. Unter anderem deshalb gibt es StromSCHIENEN (flacher rechteckförmiger Querschnitt) im Kraftwerk statt runden Strängen (gell, Otto?). Alpha ist die Dicke einer äquivalenten Leitschicht, die dem exponentiellen Stromdichteabfall entspringt. Die Formel für die Eindringtiefe alpha lautet für sehr dicke Leiter (d>>alpha): alpha=0,503*sqr(rho/(mu*f)). Für nicht ferromagnetische Stoffe (Kupfer, Mensch) ist mit mu=1 zu rechnen. Wie man sieht, geht hier also die Frequenz UND die Leitfähigkeit mit ein.
Das dumme (bzw. schöne ;-)) ist, dass der menschliche Körper
nicht homogen ist sondern eine anisotrope Leitfähigkeit besitzt.
Die Stromleitung findet bevorzugt in den Nerven- und Blutbahnen statt. Werte
fuer die Eindringtiefe lassen sich deshalb nicht generell angeben. Der
DC-Widerstand des menschlichen Körpers ist etwa 1kOhm für die
Verbindung Arm-Arm bzw. Arm-Fuß. Die Eindringtiefe bei TC ist also
wirklich sehr hoch und vor allen fließt der Strom auch über die
Nerven. Dieses tiefe Eindringen von Teslaströmen wird auch heute noch
in der Medizin benutzt. Die Bezeichnung für diese Disziplin ist
'Diathermie'. Hier wird mit starken hochfrequenten Wechselströmen das
KörperINNERE gezielt (d.h. man ordnet ZWEI Elektroden GEZIELT an)
erwärmt. Mit 'normalen' Methoden (Lampe, Bäder) geht das nicht
immer, vor allem müßte die Hitze dabei erst mal nach innen vordringen,
in der Diathermie wird sie direkt im Körperinneren erzeugt wo sie gebraucht
wird.
Nun zu den Mechanismen der Schädigung:
der TC-Strom schädigt, wenns zu warm wird, das ist klar. Bei Gleichstrom
wandern die Ionen aus ihren Zellen und die Zellen werden dadurch irreparabel
geschädigt (tritt hier aber nicht auf). Das Problem für uns ist,
dass der Strom duch die Eindringtiefe also auch übers Herz fliessen
kann. Und hier sollte er das ja besser nicht tun, der Sinusknoten (Rhytmusgeber
fürs Herz) mag das nämlich gar nicht. Das Herz könnte außer
Takt kommen z.B. zu flimmern anfangen. Ohne Defi ists dann vorbei. Diese
Störungen treten am ehesten bei 50Hz auf, aber auch bei anderen (auch
höheren) Frequenzen. Das Gefährlichste ist ein Lichtbogen, der
den Coiler mit dem Primärkreis in Kontakt bringt. Dann würde er
nämlich direkt an der 50Hz Hochspannung hängen und vermutlich sterben.
Ergänzung dazu:
Der DC-Hautwiderstand sinkt bei über 1kV auf 1kOhm. Bei unseren
AC-Frequenzen überwiegt eine kapazitive Einkopplung, also Widerstand
fast gegen Null. Dazu kommen örtliche Verbrennungen (falls man kein
Metall in der Hand hat in das der Funke schlägt), dadurch sinkt der
Hautwiderstand nun endgültig ins Bodenlose. Übrig bleibt der reine
(aus dem Mix unserer diversen Gewebe und Flüssigkeiten zusammengesetzte)
Körperwiderstand, der so anisotrop ist, daß der Strom durchaus
fast ungehindert in beliebige Tiefen eindringen kann.
Noch ein Wert zur Höhe des Stromes:
Bei einer TC-Entladung (auch schon kleine Systeme!!!) liegt der Strom bereits
oberhalb einiger Ampere (bei großem Toroid weitaus mehr!). Bei Versuchen
mit intrakardialen Kathetern hat man festgestellt, dass bereits ein Strom
von wenigen MIKRO-Ampere übers Herz genügt, um Herzkammerflimmern
auszulösen (das schrieb ein Kardiologe auf der TCML). Mit anderen Worten:
ein millionstel des 'außen' verfügbaren Stromes kann 'innen'
töten. Selbst wenn jemand nach dieser Diskussion immer noch an den
Skineffekt beim Menschen glauben sollte, so muß er sich bewußt
sein, daß selbst dann (also falls Mensch = homogene Masse) ja der Strom
auch nur exponentiell abklingt...
Ein Problem hat man als Coiler, wenn halt doch mal was schieflaufen sollte (könnt Ihr immer vorhersagen, wohin die Funken schlagen?) und man dann doch einen gewissen 50Hz-Anteil abbekommt. Also FINGER WEG von der Entladung! Die Leute, die man mit Blitzen aus den Fingern irgendwo abgebildet sieht, haben sich das normalerweise jahrelang überlegt und besitzen die nötige Erfahrung um möglichst alle Fehlerquellen auszuschliessen - sie sind Profis.
Für alle, die theoretischen Betrachtungen nicht trauen, hier endlich
ein paar Messungen:
Quelle der Meßkurven:
http://www2.lfu.baden-wuerttemberg.de/lfu/abt3/e-smog/biologische_wirkungen.pdf
Eindringtiefe ~ 1 / Wurzel(f):
http://de.wikipedia.org/wiki/Skineffekt
Handgelenk: Dicke ca. 4cm => halbe Dicke ca. 2cm
Bauch: Dicke ca. 20cm => halbe Dicke ca. 10cm
Selbst bei wohlwollender Extrapolation liegt die Eindringtiefe beim Handgelenk bei 10x der halben Dicke, es wird also komplett durchströmt mit so gut wie keiner Reduktion des Stromes. Auch beim Körperrumpf kommt man gerade mal in die Größenordnung von einer Skintiefe, hier kann man also auch nicht von merklich auftretendem oder gar schützendem Skineffekt reden!
Ergebnis: Für Frequenzen typischer SGTCs (100-300kHz) hat der Skineffekt KEINEN nennenswerten Einfluß auf die Stromverteilung in kritischen Körperteilen! Selbst für 27MHz-Plasmatweeter sind die Verhältnisse nicht wesentlich besser, also auch hier KEINE Wirkung durch Skineffekt vorhanden!
Anmerkung 1: Wenn der Skineffekt eine nennenswerte Auswirkung hätte (Eindringtiefe in Haut im sub-mm-Bereich, also f>20GHz!), würde der ganze Strom in einem sehr viel kleineren Querschnitt laufen: Umfang Handgelenk = 20cm, Strom nur im äußersten mm => 200mm²; Querschnitt Handgelenk ~ 4*6cm = 2400mm². Ohne Skineffekt verteilt sich der Strom also über den 10-fachen Querschnitt, also nur etwa 1/100 der Erwärmung (P=I^2*R), was wohl eher sogar günstig sein dürfte!
Anmerkung 2: Eigentlich sollte die Skintiefe bei homogenen Materialien mit d = 1 / WURZEL(f) gehen, solange der Leiterdurchmesser ein Vielfaches der Skintiefe beträgt. Der starke Abfall in den oben gezeigten Meßkurven (spez. Knochen) zu niedrigen Frequenzen hin deutet darauf hin, daß in der Messung die realen Ausmaße der vorhandenen biologischen Materialien mit eingehen.
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R I S I K O H I N W E I S ! (leicht abgewandelte Form eines Textes einer Großbank :-)
Diese Publikation erhebt, trotz sorgfältiger Recherchen bei der Erstellung, keinen Anspruch auf Vollständigkeit und enthält nur eine unverbindliche Stellungnahme zu den Sicherheitsaspekten und technologischen Hintergründen die uns zum Zeitpunkt der Veröffentlichung bekannt waren. Die für die Erstellung dieser Publikation verwendeten Informationen und Zahlen beruhen auf von uns teilweise nicht überprüfbaren öffentlichen Quellen, die wir für verläßlich erachten. Sie dient lediglich einer allgemeinen Information und macht in keinem Falle eine individuelle und fachgerechte Beratung mit weiteren zeitnahen Informationen entbehrlich.
Ein paar Auszüge aus mails zum Thema was man mit TCs alles kaputt machen kann:
EH> zum Thema elektromagnetische Strahlung wollte ich nur folgendes anmerken: <SNIP> Einmal hab ich den "Baby - Tesla" in der Vorlesungsvorbereitung eingeschaltet, um ihn jemanden zu zeigen. Im selben Moment wies mich mein Chef darauf hin, das der Feueralarm ertönt. Nach einem großen Durcheinander und dem Eintreffen der Feuerwehr, was sich als unnötig rausstellte, kam man auf den Schluß, daß die Alarmanlage evtl durch ein Handy, oder ähnliches ausgelöst wurde, da sonst keine Ursachen gefunden werden konnten.
STK> Das kommt mir irgendwie bekannt vor: Waerend meiner Facharbeit 1986 entstand mein erster eigener Tesla-Trafo (gepackt hatte es mich aber schon in der 9. Klasse als mir mein damaliger Physik-Lehrer einen Freiwilligen suchte...). Zum Test benutzte ich eines Tages auch mal die statische Serienfunkenstrecke von Leybold-Heraeus. Auf Nachfrage beim Hersteller erfuhr ich, dass man die Funkenstrecke zur Reinigung auch zerlegen konnte. Naja, den ersten Schreck bekam mein Physiklehrer, als er mich in der 1.Pause erwischte, wie ich die Einzelteile seiner 'heiligen' Funkenstrecke mit Schmirgelpapier bearbeitete. Den zweiten Schreck bekam er dann in der zweiten Pause, als ich die TC mit der frisch gereinigten Funkenstrecke dann in der Physikvorbereitung in Betrieb nahm. Auf einmal gab es etwa 3x so lange Funken - und im selben Augenblick Feueralarm ;-) Da half nun Leugnen auch nicht mehr... Logischerweise kann man die Feuerwehr nicht abbestellen, sie kamen also trotzdem. War richtig Action :-)) Technischer Hintergrund: In der Schule gabs etwa 5 Jahre zuvor schon Probleme sowohl mit der TC als auch mit der Klospuelung (kein Witz!). Immer wenn man die TC einschaltete oder in der Pause die automatische Klospuelung losging, gabs erst mal Feueralarm. Dann hatte man wohl irgendeine Schwellwertschaltung und Filter eingebaut, so dass Stoersignale auf der Leitung keinen Effekt mehr haben sollten. Naja, da war aber die Funkenstrecke durch die damit verbundenen Tests schon 'zugewachsen'. Bis ich sie dann reinigte...
JR> Bei meinem alten Atari 520ST+ hat's mit einem winzigen Trafo (30cm Spule und 5cm Funken) den Floppykontroller zerlegt, weil das Floppykabel als Antenne gewirkt hat. Einen Freund hat's eine Funkuhr auf dem Schreibtisch gekostet, sie empfängt nichts mehr. In beiden Fällen waren die Abstände 2-3m, allerdings waren es im zweiten Fall ca. 600W, im ersten nur 200W.
STK> auch ich hab mal ne On-Board-Mausschnittstelle geschrottet, d.h. das Mainboard war damit hin. War aber nicht so schlimm, der 12MHz-AT war ja 1998 sowieso schon ein Saurier...
RM> Ich habe z.B. im Zimmer meines Freundes mal einen "Elektroschocker" eingeshaltet. Mit dem ergebnis das sein Digital-Radiowecker buchstaeblich "abgestuerzt" ist und seit dem starke funktionsstoerungen hat. Sowie einen Taschenrechner gekillt. Und das bei einer einschaltzeit von nur ca.3 Sekunden.
CA> Vorgestern habe ich einen Kondensator aus einer Plastikflasche mit Salzwasser (Innen-) und Alufolie als äußerde Elektrode verwendet. Ich bin gleich auf 4.5nF mit einer Flasche gekommen! Das hab ich dann an ein 10kV DC "Netzgerät" aus einem Kopierer angeschlossen, und das ganze dann mal laufen lassen... Die Funken machten einen höllenlärm! Danach mußte ich leider feststellen, daß meine Fritz! ISDN-Karte gestorben ist...
STK> Mein Modem geht nun uebrigens wieder super, nachdem ich die neue Firmware (aus dem Web runtergeladen) reingeflasht habe. Moeglicherweise waren da bei mir ja ein paar Bits durch die TC-Versuche im Nebenraum durcheinandergebracht worden
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