Teslaspule: Geschichte, Funktionsprinzip, Anwendung

Ein Überblick über die Funktionsweise und die Anwendungsmöglichkeit der weltbekannten Teslaspule. Lesen Sie hier alles über dieses Wunderwerk der Technik.


Die Teslaspule, die auch als Teslatransformator bezeichnet wird, wurde 1891 von Nikola Tesla entwickelt. Nikola Tesla war ein amerikanischer Physiker und Elektrotechniker mit kroatischer Abstammung, Mitarbeiter von Thomas Alva Edison und lebte von 1856 bis 1943. Das Ziel von Nikola Tesla, bei der Entwicklung der Teslaspule, lag in der drahtlosen Übertragung von elektrischer Energie mittels elektromagnetischer Wellen.

Aufbau und Funktionsprinzip
Bei der Teslaspule handelt es sich um einen speziellen Hochfrequenztransformator, der hochfrequente Wechselströme mit nur geringer Stromstärke, jedoch sehr hoher Spannung erzeugt.
Ein Primär- und ein Sekundärkreis schwingen dabei mit derselben Frequenz. Da die Kapazitätsaufnahme im Sekundärkreis relativ gering ist, entsteht eine Spannungsüberhöhung. Durch Resonanzüberhöhung können an der Sekundärspule Hochspannungen entstehen. Es gibt zwei verschiedene Bauarten der Teslaspule: der bekanntere Impulsteslatransformator und der Trägerteslatransformator. Die Teslaspule besteht aus fünf Teilen: einem Transformator, dem Kondensator, der Funkenstrecke, einer Primärspule und einer Sekundärspule.

Der Transformator
Der Transformator hat die Aufgabe, die Netzspannung von 230 Volt in eine Hochspannung von circa fünf bis 40 Kilovolt umzuwandeln. Damit wird der Hochspannungskondensator geladen. Ist die benötigte Spannung erreicht, schließt sich die Funkenstrecke, wird leitend und der Kondensator entlädt sich in die Primärspule. Diese hat nur zehn bis 15 Windungen und einen größeren Durchmesser als die Sekundärspule. Die einlagige und längere Sekundärspule ist zylinderförmig und besteht aus einem Hohlkörper, der mit 1.000 bis 1.500 Windungen aus dünnem Kupferdraht umwickelt ist. Sie nimmt die Hochfrequenzschwingungen der Primärspule auf und kann, je nach Größe der Teslaspule, eine Spannung von mehr als 100.000 bis zu 1,5 Megavolt aufbauen. Diese hohen Wechselspannungen entstehen dabei am oberen Ende der Sekundärspule.

Anwendungen und Gefahren
Der Aufbau der Teslaspule erinnert an frühere Funkanlagen mit großer Bandbreite. Genau wie diese, ist der Betrieb von Teslatransformatoren wegen Beeinträchtigungen im Funkverkehr und beim Rundfunkempfang nicht erlaubt. Diese Störungen entstehen durch elektromagnetische Wellen mit großer Leistung, die aus der erzeugten Hochspannung und deren Frequenzausstrahlung im Lang- und Mittelwellenbereich resultieren. Wirklich große und bedeutende Anwendungen sind für Teslatranformatoren nicht bekannt. Lediglich für experimentelle Zwecke existieren größere Teslaversuchsanlagen in den USA oder in der Schweiz. Das Prinzip des drahtlosen Energietransports, dem eigentlichen Ausgangspunkt für die Arbeit von Nikola Tesla, wird heute nur mit kleinem Leistungsausstoß im Bereich Mikrowatt bis zu Milliwatt praktiziert. Praktische Beispiele sind RFID-Chips und Sensoren, die ohne Hochspannung auskommen. Eine größere Bedeutung haben Resonanzwandler, die auf dem Funktionsprinzip der Teslaspule aufbauen. Sie dienen der Stromversorgung von Leuchtröhren oder in Abwandlung als elektronische Vorschaltgeräte für Leuchtstofflampen. Da Teslatransformatoren hohe elektrische Spannungen und elektromagnetische Felder erzeugen, ergeben sich auch verschiedene Gefahren beim Betrieb dieser Anlagen. Bei Missachtung oder Fahrlässigkeit, im Umgang mit zu treffenden Sicherheitsmaßnahmen, reichen diese von gefährlichen Stromschlägen, über Verbrennungen der Hautoberfläche durch Funkenschlag, bis hin zu Herzschädigungen und Tod durch die entstehenden Hochfrequenzspannungsströme.