Bauanleitung

Bauanleitung
1) Spiralplatinen
2) Ankoppelungsspulen
3) Kugeln
4) Stabantenne
5) Verstärker
6) Gesamtschaltung
7) Messprotokoll als Beispiel
8) Physikalische Erklärung
Bauanleitung
1
Anfang
der PPP
Doppel-Spulenherstellung 100 + 80 Windungen
Ausdrucken der Layouts „spirale-100-070622.tif“
und „spirale-80-070622.tif“ mit einem Laserdrucker auf gutes (stärkeres) Transparentpapier.
Es erscheint die Schrift seitenverkehrt. Das
Layout wird mit der Druckseite auf die
Fotoschicht der Printplatte gelegt und damit wird
die Spirale wieder seitenrichtig auf der Platine
abgebildet.
Platine belichten, entwickeln und ätzen wie
üblich.
Überprüfung der fertigen Platinen mit einer Lupe hinsichtlich Unterbrechungen oder Windungsschlüssen ist erforderlich! Nötigenfalls ausbessern.
Bauanleitung
1
Anfang
der PPP
Doppel-Spulenherstellung 100 + 80 Windungen
Die beiden Platinen werden mit Distanzhülsen
montiert (8-10mm). In die Platte mit den 100
Windungen wird in der Mitte ein 3mm-Loch
gebohrt, in dem eine 3mm-Schraube mit Mutter
befestigt wird. Diese Schraube stellt den Kontakt
mit der Stabantenne dar.
Die Platine mit den 80 Windungen hat in der Mitte eine freie Stelle. Diese dient
einerseits dazu, dass es durch die hohe Spannung zwischen Anfang und Ende der
oberen Spirale zu keinen Überschlägen zum Mittelstab kommen kann und andererseits
kann ein Loch in der Mitte der 80-Windungen-Platine gebohrt werden (6mm), durch das
ein Nachziehen der Antennenschraube möglich ist.
Es ist auch möglich nur eine Spiralspule mit 100 Windungen zu verwenden. Die
Betriebsfrequenz liegt dann um 1 MHz.
Bauanleitung
1
Anfang
der PPP
Doppel-Spulenherstellung 100 + 80 Windungen
Eine Leitung zwischen der oberen Platine und der
unteren Platine verbindet den oberen Außenanschluss
mit dem unteren Mittelanschluss.
Zwischen Anfang und Ende einer Spirale treten
Spannungen bis 40 kV und manchmal auch mehr auf.
Auf die fertig verbundenen Platinen kann zur Sicherheit
gegen Überschläge ein Isolierlack aufgesprüht werden.
Es ist wichtig die Verbindungsleitung außen so weit wie
möglich von der unteren Spirale entfernt zu halten.
Es kann auch ein zusätzliches Kunststoffplättchen
zwischen der unteren Spirale und dem Verbindungsdraht eingeschoben werden und auch eines zwischen
dem mittleren Anschluss der unteren Platine und der
Kontaktschraube der oberen Platine (nicht im Bild).
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2
Anfang
der PPP
Ankopplungsspulen 2 + 2 Windungen
• Kunststoffring mit 15 cm Außendurchmesser
• Litzendraht 1mm²
• 4 Windungen mit Mittelanzapfung
An dem Kunststoffring sind vier Löcher
anzubringen, durch die dann die Anschlüsse
der Wicklung gezogen werden.
Details sind im nächsten Bild ersichtlich.
Bauanleitung
2
Anfang
der PPP
Ankopplungsspulen 2 + 2 Windungen
Die Enden der 4 Windungen werden zur
Befestigung zweimal durch den Kunststoff
geführt.
Die Mittelanzapfung wird so hergestellt, dass
ein kleines Stück (5 mm) der Isolation der
mittleren Windung mit einem Messer entfernt
wird. Der blanke Litzendraht wird verzinnt
und an diese Stelle wird ein kurzes AnschlussStück (Mittelanzapfung) angelötet.
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3
Anfang
der PPP
Kugelherstellung
In einfache Kunststoffkugeln mit Hals
(Rosenkugeln, 6 cm und 10 cm) aus dem
Bastelgeschäft wird eine blanke 4 mm
Buchse mit beiden Muttern heiß (180° bis
250°, mit Lötkolben erhitzt) eingepresst.
Der Abstand der Muttern sollte etwa 6-10
mm betragen, sodass beide Muttern im
Kugelhals gut eingepresst sind.
Bauanleitung
3
Anfang
der PPP
Kugelherstellung
Ein blanker Cu-Draht (1,5 mm²) wird ebenfalls an
einem Ende heiß eingepresst und nach dem
Auskühlen eng und im Uhrzeigersinn um den
Kugelhals gewickelt.
Das Ende wird dann um die blanke Buchse gewickelt
und diese wird anschließend mit einer Rundzange an
die eingepressten Muttern angezogen, bis der blanke
Cu-Draht festgeklemmt ist.
Bauanleitung
3
Anfang
der PPP
Kugelherstellung
Dieser beidseitig befestigte Cu-Draht kann
noch mit einem Heißkleber bei dem
Buchsenanschluss gesichert werden.
Wichtig ist, dass die Cu-Spirale am
Kugelhals blank bleibt, damit mit der
nachfolgend aufgetragenen Leitlackschicht
ein guter und großflächiger Kontakt möglich
ist.
Bauanleitung
3
Anfang
der PPP
Kugelherstellung
Mit dem EMV-Spray wird die Kugel von unten her unter steter Drehung
besprüht, wobei zu beachten ist, dass unten eine ausreichende Verbindung zu
dem Cu-Draht und damit zur Buchse hergestellt wird (mehrere Schichten
auftragen).
Nach dem Trocknen ist die Oberfläche matt.
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4
Anfang
der PPP
Stabantenne
Die Stabantenne ist eine
Teleskopantenne, die zusammengeschoben etwa 20 cm lang
ist. Sie besteht aus 8 Segmenten
und die gesamte Länge beträgt
95 cm.
Der Fuß der Stabantenne hat eine
Bohrung mit einem M3-Gewinde, mit
dem er auf die M3-Schraube im
Zentrum der 100- Windungen-Spirale
geschraubt werden kann.
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5
Verstärker
Anfang
der PPP
Bauanleitung
5
Verstärker
Anfang
der PPP
2 St. MOSFET
APT501LVR
1 St. HF-Transistor
SD1446
2 St. Widerstand
0,47 Ohm 4W
1St. Widerstand
1 Ohm 4W
1 St. Widerstand
2,7 kOhm ¼ Watt
1 St. Einstellregler
500 Ohm
1 St. Kondensator
22 nF 63V
2 St. Kondensator
47 nF 63V
2 St. Kondensator
330 nF 100V
2 St. Sicherungshalter (für 10A, 3A SI-flink)
1 St. BNC-Buchse
2 St. 3-fach-Printschraubklemmen
5 St. blanke 4mm-Buchsen
1 St. Ringkern, Durchmesser 2 cm, Höhe 8 mm
Litzendraht 1 mm² für Wicklung
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5
Verstärker - Bestückungsplan
Anfang
der PPP
Bauanleitung
6
Gesamtschaltung
Anfang
der PPP
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Anfang
der PPP
zurück
7
Messprotokoll als Beispiel
Sender
Verstärker
Synchronleitung
Gen
nach Sender
vor Empfänger
DC-HF
U=
I=
P=
f
Phi
Uosz
I~
Phi
Uosz
I~
U~
I~
P~
η
Ku
Ab
st.
V
A
W
kHz
°
Uss
A~
°
Uss
A~
V
A
W
%
cm
cm
29,5
2,6
76,7
748
0
0
35,09
1,754
61,55
80,24
10
94
29,5
2,7
79,65
776
0
0
35,09
1,754
61,55
77,27
10
75
29,5
2,5
73,75
810
0
0
33,33
1,754
58,46
79,27
10
55
29,5
1,8
53,1
895
0
0
17,54
1,316
23,08
43,47
10
33
29,5
3,8
112,1
880
0
0
26,32
1,579
41,56
37,07
15
55
29,5
2,6
76,7
846
0
0
29,39
1,579
46,41
60,5
6
55
29,5
2,7
79,65
780
0
0
35,09
1,754
61,55
77,27
6
94
29,5
2,5
73,75
815
0
0
30,7
1,754
53,85
73,01
keine
94
29,5
1
29,5
1079
0
0
8,772
0,877
7,693
26,08
keine
20
29,5
2,7
79,65
780
2,632
35,09
1,754
61,55
77,27
6
94
0
0,8
3,509
45
0,6
Bauanleitung
7
Anfang
der PPP
Messprotokoll, Erläuterung
Der Wirkungsgrad der Übertragung, Spalte CD-HF, wurde als Verhältnis
der aufgenommenen Gleichstromleistung des HF-Verstärkers zur
tatsächlichen HF-Leistung an den Glühlampen gemessen. Der HFStrom wurde mit einem Zangenmesswandler an einem Oszilloskop und
die Spannung an den Glühlampen wurde ebenfalls mit dem Oszilloskop
gemessen. Da Strom und Spannung in Phase sind, konnte als Leistung
das Produkt beider Werte errechnet werden.
Der Wirkungsgrad des Verstärkers geht mindernd in den Gesamtwirkungsgrad ein.
Am Eingang zu der Sende-Ankopplungsspule wäre auch eine HFLeistungsmessung ideal, aber auf Grund der komplizierten Kurvenform
und Phasenlage von Strom und Spannung, war uns das nicht möglich.
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8
Anfang
der PPP
Physikalische Erklärung
In unseren bisherigen Versuchen
gingen wir von dem Teslaexperiment
aus, bei dem eine Energieübertragung
in Colorado Springs mit 10 kW auf eine
Entfernung von 42 km durchgeführt
wurde. Die Frequenz wird zwischen
100 und 400 kHz vermutet.
Sender und Empfänger waren einseitig
geerdet, sodass eine
Energieübertragung zwischen Kugeln
stattgefunden haben muss.
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8
Anfang
der PPP
Physikalische Erklärung
Prof. K. Meyl (Schwenningen) wies
auch bei seinen Experimenten auf
dieses vermutete Prinzip hin.
Bei einem Kongress im Juni 2007 in
Wien wurden mit nebenstehender
Schaltung Leistungen bis einige
100 Watt übertragen.
Durch den Kongressteilnehmer Ing.
Chmela wurde auf eine interessante Funktionsvariante hingewiesen.
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8
Anfang
der PPP
Physikalische Erklärung
Ing. Chmela meinte, dass die Übertragung einerseits durch die
Verbindungsleitung stattfindet und
dass andererseits die beiden Kugeln
als Kondensator zur Erde zu
betrachten seien. Es wäre somit ein
geschlossener Stromkreis über die
Erde.
Im Herbst wurden dann entsprechende Versuche durchgeführt und die Betrachtungsweise von Ing. Chmela konnte als richtig bestätigt werden.
Somit werden keine elektromagnetischen Wellen erzeugt oder abgestrahlt und die
Energieübertragung erfolgt über die Verbindungsleitung und den Strom der durch
diese fließt (keine elektromagnetischen Welle entlang der Leitung).
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8
Anfang
der PPP
Physikalische Erklärung
Die obenstehende Schaltung ist vertikal gespiegelt, da es
in der Elektrotechnik üblich ist, das Erdpotenzial unten in
Schaltungen zu zeichnen.
Die unteren Kondensatoren entsprechen der Kugelkapazität zur Erde. In der
praktischen Ausführung wurde ein Platten-Luft-Kondensator hergestellt, die obere
Platte ist direkt mit dem Schutzleiter der Steckdose verbunden.
Bauanleitung
8
Anfang
der PPP
Physikalische Erklärung
Diese Schaltung zeigt zwei in Serie
geschaltene Serienresonanzkreise,
bei denen der Resonanzstrom in
der Verbindungsleitung fließt.
Daher ist erklärbar, warum bei
unseren Versuchen ein relativ
hoher Strom in dieser Verbindungsleitung gemessen wurde.
Beim Messprotokoll Zum Messprotokoll wurde ein Strom von 3,5 A gemessen, bei
dem wir vermuteten, dass die Messung mit der Stromzange aufgrund von
unbekannten magnetischen Effekten einen zu hohen Wert ergebe und dass der
wirkliche Strom (Elektronenstrom) wesentlich kleiner wäre.
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8
Anfang
der PPP
Physikalische Erklärung
Zur genauen Bestimmung des Stromes wurde in die Verbindungsleitung ein
Ohmscher Widerstand (R2) mit 38,2 Ohm eingeschaltet und ein zweiter, gleich
großer Widerstand (R1), wurde mit variabler Gleichspannung (U=) betrieben. Mittels
Wärmebildkamera wurden die Temperaturen (äquivalent zu den Verlustleistungen)
der Widerstände gemessen.
P=I² x R, wenn R und P gleich sind, muss auch I gleich groß sein.
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8
Anfang
der PPP
Physikalische Erklärung
Die Gleichspannungsquelle (U=) wurde so geregelt, dass die Temperatur beider
Widerstände und somit auch die Verlustleistung gleich groß waren. Somit musste
auch der eingestellte Gleichstrom gleich groß mit dem HF-Strom in der
Verbindungsleitung sein. Mit der Messzange wurde nun der HF-Strom an mehreren
Stellen (M1, M2, M3) gemessen und er war an allen Stellen gleich groß (Messfehler
maximal 6%).
Der HF-Strom ist hoch und es gibt keine unbekannten magnetischen Effekte.
Bauanleitung
8
Anfang
der PPP
Physikalische Erklärung Serienresonanzkreis
In Resonanzkreisen ist der
Wechselwiderstand des Kondensators
und der Induktivität gleich groß. Die
Spannungen sind auch gleich groß,
jedoch entgegengesetzt.
Da der Strom nur vom Widerstand der
Leitungen begrenzt ist und dieser sehr
klein im Verhältnis zu
den Wechselstromwiderständen ist, fließt ein relativ großer Strom (bis zu 6A). Die
Spannung an den Wechselstromwiderständen ist bei den Versuchen einige 10 000
Volt.
Von den Kugeln aus entsteht im unmittelbaren Nahbereich ein elektrisches (kein
elektromagnetisches) Feld zur Erde, in dem z.B.: das Gas in Leuchtstofflampen zum
Leuchten angeregt wird.
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8
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der PPP
Physikalische Erklärung - Experimente erlaubt?
Gesetzliche Bestimmungen in Österreich: Telekommunikationsgesetzt 2003
§3 Begriffsbestimmungen
6. "Funkanlage" ein Erzeugnis oder ein wesentlicher Bauteil davon, der in dem für
terrestrische/satellitengestützte Funkkommunikation zugewiesenen Spektrum durch Ausstrahlung
und/oder Empfang von Funkwellen kommunizieren kann; als Funkanlagen gelten auch
elektrische Einrichtungen, deren Zweck es ist, mittels Funkwellen Funkkommunikation zu
verhindern. (http://www.rtr.at/de/tk/TKG2003#p3)
Gesetzliche Bestimmungen in Deutschland: Telekommunikationsgesetzt 2004 (erg. 2007)
§ 3 Begriffsbestimmungen
9."Frequenznutzung" jede gewollte Aussendung oder Abstrahlung elektromagnetischer Wellen
zwischen 9 kHz und 3.000 GHz zur Nutzung durch Funkdienste und andere Anwendungen
elektromagnetischer Wellen. Frequenznutzung im Sinne dieses Gesetzes ist auch die Führung
elektromagnetischer Wellen in und längs von Leitern, für die keine Freizügigkeit nach § 53 Abs. 2
Satz 3 gegeben ist. (http://bundesrecht.juris.de/tkg_2004/index.html)
Nachdem bei den Versuchen KEINE elektromagnetischen Wellen (Funkwellen)
entstehen oder abgestrahlt werden, gibt es KEINE gesetzlichen Hindernisse!
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8
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der PPP
Schlussbemerkung
Wenn beim Nachbau Probleme auftreten sollten, so können Sie gerne
mit uns Kontakt aufnehmen.
Wir sind natürlich auch an Ihren Forschungsergebnissen und Erkenntnissen interessiert und bitten Sie uns diese wenn möglich zu übermitteln.
Ein Erfahrungsaustausch wäre allen eine Hilfe.
HTL-Wels
Fischergasse 30 4600 Wels
07242 65801 295
[email protected]