Funkeninduktor
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Der Funkeninduktor ist ein historisches elektrisches Gerät zur induktiven Erzeugung von Hochspannungsimpulsen. Es wurde vielfältig eingesetzt, um
- eine Hochspannung bis etwa 250 Kilovolt zu erzeugen,
- elektrische Entladungsvorgänge auf höherem Energieniveau durchführen zu können (Bisher stand nur Reibungselektrizität in vielfältigsten Variationen, z.B. die Wimshurst-Maschine oder der Bandgenerator zur Verfügung), sowie um
- Vergleiche mit elektrostatischen Entladungen (Blitz, Gewitter) anzustellen, später auch um
- Röngtenapparaturen mit Hochspannung zu versorgen.
Ein besonders effektiver Funkeninduktor wurde von dem deutschen Erfinder Heinrich Daniel Ruhmkorff 1855 gebaut.
[Bearbeiten] Funktionsweise
Der Funkeninduktor stellt einen Transformator mit hohem Übersetzungsverhältnis, d.h. mit wenigen, dickdrahtigen Windungen auf der Primärspule und tausenden Windungen auf der Sekundärspule dar. Die Wirkungsweise beruht dabei auf der Selbstinduktion in der Spule beim Abschalten des Stromes:
Die Stromzufuhr der Primärwicklung wird durch ein selbstabfallendes Relais, den sogenannten Wagnerschen Hammer, rhythmisch unterbrochen. Dies hat zur Folge, dass jeweils beim Unterbrechen des Stromkreises sich aufgrund der Selbstinduktion in den Spulen eine Gegenspannung aufbaut, die dem Zusammenbrechen des magnetischen Feldes entgegenwirkt. Die induzierte Gegenspannung wird auf der Primärseite durch einen Kondensator über dem Kontakt abgefangen, es entsteht eine gedämpfte Schwingung, deren Spannungsanstiegsgeschwindigkeit dadurch soweit verringert ist, dass der Kontakt mit wenig Funkenbildung öffnen kann. Der Kondensator dient auch zur Zwischenspeicherung der Energie, die Energie des Kondensators steht bei optimaler Arbeitsfrequenz beim nächsten Zyklus zusätzlich zur Verfügung. Sie hat am Wagnerschen Hammer eine funkenlöschende Wirkung.
Parallel zur Stromquelle werden Kondensatoren eingesetzt, um die Stromstöße bei schließendem Schalter abzupuffern. In den Stromkreisen tritt pulsierender Gleichstrom auf.
[Bearbeiten] Anwendung
Funkeninduktoren gab es neben den wissenschaftlichen Anwendungen durch Physiker auch zur Volksbelustigung auf Jahrmärkten sowie als Kinderspielzeug in Form von Elektrisiermaschinen.
Auch heute gehören Funkeninduktoren selbstverständlich noch zur Ausstattung des Physikunterrichtes an Schulen.
Der Entwicklungsweg des Funkeninduktors führte zu den ebenso aufgebauten Zündspulen von Ottomotoren, wie sie auch heute noch eingesetzt werden. Der anstelle des Wagnerschen Hammers hierbei zunächst eingesetzte Zündunterbrecher wurde inzwischen durch Halbleiterschalter (Transistoren) ersetzt.
Auch Schaltnetzteile nach dem Sperrwandlerprinzip und die Hochspannungserzeugung im Zeilentransformator von Fernsehempfängern arbeiten nach dem gleichen Prinzip der Selbstinduktion.
