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Experimente mit selbstgebauten Jakobsleitern Höchstpannungs-Lichtbögen selbst erzeugen

:	Matthias Kallenberger
:	Experimente mit selbstgebauten Jakobsleitern Höchstpannungs-Lichtbögen selbst erzeugen
:	Franzis
:	9783772337765
:	1
:	CHF 8,70
:

:	Elektrizität, Magnetismus, Optik
:	German

:	157
:	Wasserzeichen/DRM
:	PC/MAC/eReader/Tablet
:	PDF

Dieses Buch beschreibt, wie Sie anhand verschiedener Experimente, die Hoch- und Höchstspannungen erzeugen, solche Leistungen sicher und gut verpackt sichtbar machen.

2.4 Köcheln im Wachsbad (S. 49-52)

Bei großen Spulen funktioniert das Köcheln nur in großen Töpfen. Es wird eine Menge Wachs benötigt, das man sich z. B. in einer Kerzenfabrik besorgen kann. Eine weitere Möglichkeit wäre es, in Pfarrämtern nach alten Kerzenresten zu fragen, die oft einen hohen Anteil an Reinwachs haben. In Kerzenfabriken bekommt man günstig Abfallwachs, das farblich etwas verunreinigt ist. Abb. 2.13 Zeigt den Wachstopf mit der Kochplatte. Eine gebrauchte Campingkochplatte eignet sich gut, ein alter Waschtopf komplettiert die Ausrüstung. In der Abb. 2.14 sehen wir den Aufbau der Kochanlage. Man füllt den Topf so, dass der Spulenkörper, der mit seiner Masse den geschmolzenen Sud verdrängt, den Inhalt nicht zum Überlaufen bringt, und schmilzt das Wachs auf. Auf einer glühenden Platte kann geschmolzenes Wachs wie Petroleum aufflammen.

Der ganze Sud kann Feuer fangen. Wenn man feststellt, dass das Wachs schon sehr heiß ist, hängt man die Spule hinein, die sich, durch Holzlatten gesichert, in der Mitte befindet. Würde sie auf dem Topfboden stehen, würde das Holz des Spulenkörpers anbrennen. Dieser Vorgang sollte in einer windstillen Ecke im Freien oder in einer offenen Garage stattfinden, aus der man alle brennbaren Stoffe zuvor entfernt hat. Ein Feuerlöscher in erreichbarer Nähe ist zu empfehlen. Da das Wachs, besonders bei einer größeren Menge, sehr lange braucht, um heiß zu werden, kann es Stunden dauern. Wenn das heiße Wachs seine optimale Temperatur erreicht, treten viele feine Bläschen aus dem Holz des Spulenkörpers, größere Bläschen aus der Wicklung und den einzelnen Schichten. Man lässt die Spule etwa eine Stunde gut kochen, bevor man die Platte abschaltet.

Das Wachs, wird bei dem langsamen Abkühlen zähflüssig und zieht sich wieder zusammen. Wenn die Oberfläche des Suds eine dicke Haut gebildet hat, zieht man die Spule vorsichtig aus dem Topf und wartet so lange, bis alles abgetropft ist. Natürlich fließt auch Material aus den Randzonen. Aber diese Randzonen liegen mit ihrer Bemessung im grünen Bereich, so dass durch diese Luftstellen trotzdem keine Durchschläge stattfinden können. Wenn das Wachs noch warm ist, wird der Spulenkörper gesäubert. Hinterher kann er nicht mehr gesäubert werden, denn das kalte Wachs lässt sich nur schwer abschaben. Das warme Wachs kann sogar mit einem Tuch weggeputzt werden.

2.5 Aufbau der Peripherie des 20-kVTransformators

Wie die Zeichnung in Abb. 2.15 zeigt, kann der Transformator beweglich aufgebaut werden. Auf einer stabilen Grundplatte aus Multiplex oder mehrschichtig stabverleimtem Hartholz, unter dem Bockrollen angebracht sind, ist der Apparat nicht mehr so schwer und kann überall bequem hingeschoben werden. Man hat nun zwei Möglichkeiten, die Elektroden anzuordnen: Entweder baut man sich einen separaten Elektrodenständer oder man befestigt die Elektroden direkt auf dem Trafo. Durch die zweite Variante spart man Stellplatz und die Gefahr, dass man darüber stolpert oder hängenbleibt, ist geringer. Ein Elektrodenständer hingegen hat den Vorteil, dass er von mehreren Trafos verwendet werden kann. Dafür sind allerdings wieder lange Zuleitungen nötig, die immer gesichert aufgebaut werden müssen. Bei einer einzelnen Sekundärspule, die mit dem Kern geerdet ist, erhält man auch nur eine Hochspannungsphase. Es muss also nur ein Isolator angebracht werden.

	Cover	1
	Copyright	4
	Vorwort	5
	Wichtige Hinweise! Unbedingt beachten!	7
	Inhaltsverzeichnis	9
	1. Einführung	15
	1.1 Geschichte der elektromagnetischen Induktion	15
	1.1.1 Erste elektromagnetische Versuche früherer Wissenschaftler	15
	1.1.2 Das große Wechselstromnetz	15
	1.1.3 Zur Beschaffung von Hochspannungstransformatoren	16
	1.1.4 Induktion	16
	1.1.5 Lenzsche Regel	17
	1.1.6 Allgemeines	18
	1.2 Hochspannungstransformatoren	18
	1.2.1 Drehstromtransformatoren	18
	1.2.2 Zweiphasen-Transformatoren	19
	1.2.3 Einphasen-Transformatoren	19
	1.2.4 Allgemeines über Transformatoren	20
	1.3 Beschreibung von Lichtbögen	21
	1.3.1 Lichtbögen niederer Hochspannungen	21
	1.3.2 Lichtbögen von Höchstspannungen	22
	1.3.3 Lichtbögenfärbung	23
	1.4 Gefahren und Vorsichtsmaßnahmen	23
	1.4.1 Die Erdung der Apparaturen	23
	1.4.2 Gefahren bei Betrieb von Jakobsleitern	24
	Gefahren durch Ozon	24
	Gefahren durch UV-Strahlung	24
	Gefahren durch brennbare Stoffe	24
	Stromschlag wegen Feuerlöscher	25
	Gefahr durch unsachgemäße Handhabung	25
	Gefahren durch Mangel an Konzentration	25
	Gefahr durch schlechte Anschlussverbindung	25
	Gefahr durch Unordnung	25
	1.5 Kerne und Wicklungen	26
	1.5.1 Kerne	26
	1.5.2 Wicklungen	28
	1.5.3 Berechnung von Verhältnissen	29
	Spannungsberechnungen	29
	Berechnung der Stromstärke	29
	Berechnung der Leistung	30
	1.5.4 Blindwiderstand und Wirkstrom	30
	1.6 Zündabstände und Funkenstrecken	31
	1.7 Energiequellen	31
	2. Bau von Hochspannungstransformatoren	33
	2.1	33
	2.1	33
	33	33
	2.1.1 Isolationspapier	33
	2.1.2 Hilfsmittel	34
	2.1.3 Spulenkörper	36
	2.1.4 Schichtenspannung	37
	2.1.5 Richtige Erdung der Sekundärseite	38
	2.1.6 Berechnung des 20-kV-Transformators	40
	2.2 Aufbau der Holzspulenkörper	42
	2.2.2 Der Sekundärspulenkörper	43
	2.2.3 Der Primärspulenkörper	43
	2.3 Wickeln der Spulen	45
	2.4 Köcheln im Wachsbad	49
	2.5 Aufbau der Peripherie des 20-kV-Transformators	51
	2.5.1 Isolator	52
	2.5.2 Der heiße Pol	52
	2.5.3 Verschraubungen	53
	Verschraubungen allgemein	53
	Kernverschraubungen	54
	2.5.4 Elektroden	54
	3. Hochspannungsapparatur mit Behälterbau	57
	3.1 Behältermaterial	57
	3.2 Öle	58
	3.3 Unterbau des Behälters	59
	3.4 Kabelzuführung zum Behälter	60
	3.5 Teilbehälterbau	61
	3.5.1 Fiberglas-Spulenbehälter für Wicklungen	61
	3.5.2 Kunststoff-Spulenbehälter für Wicklungen	63
	4. Sicherheitsabstände	65
	4.1 Das elektrische Wechselfeld	65
	4.2 Sicherheitsabstände für Menschen	66
	4.3 Sicherheitsabstände in der Apparatur	66
	5. Lichtbogentätigkeit	69
	5.1 Elektrodenformen	70
	5.2 Weitere Entladungen	72
	5.3 Elektrodenwiderstand und -kapazität	73
	6. Höchstspannungstransformatoren	77
	6.1 Spulendimension	77
	6.1.1 Der Bau der Sekundärspulen	77
	6.1.2 Der Bau der Primärspulen	79
	6.2 Schenkelanordnung	80
	6.2.1 Waagerechte Anordnung	80
	6.2.2 Senkrechte Anordnung	80
	6.3 Behälterbau	81
	6.3.1 Kunststoffbehälter	81
	PE (Poly-Ethylen)	82
	PC(Polycarbonat, Macrolon)	82
	PP (Poly-Propylen, PPS= schwer entflammbar, PPH=Industriekunststoff, PP-Natur)	82
	PVC (Poly-Vinyl-Chlorid)	82
	PMMA (Plexiglas)	83
	6.3.2 Multiplex- oder Schichtholzbehälter	83
	6.3.3 Holzbehälter mit inneren Folienauslage	83
	6.3.4 Metallbehälter	86
	6.3.5