In Mikrowellenöfen befinden sich sehr leistungsfähige Transformatoren. Der Leistungsbereich liegt oft über 1000VA. Die Spannung beträgt "nur" 2kV, aber der Kurzschlussstrom liegt bei ca. 1A. Für die meisten Versuche muss man 2 MOTs zusammenschalten, um 4kV zu erhalten. Da man sie jedoch nicht beliebig in Reihe schalten sollte, kommt folgende Möglichkeit in Betracht:
Die Trafos werden primärseitig antiparallel geschaltet. Die beiden Eisenkerne werden miteinander
verbunden, und gut geerdet (Steckdose). Zur Strombegrenzung wird ein
dritter MOT in reihe zu den anderen beiden geschaltet. Seine Sek. wird
kurzgeschlossen und geerdet. Jetzt liegen zwischen den HV Anschlüssen ca. 4kV.
Wenn das nicht so ist, einen der Trafos umpolen. Wenn es immer noch nicht
funktioniert: Stecker einstecken!
Hat man ein Steckdose mit 230V und 32A zur Verfügung, kann man auch 4 MOTs anschließen:
Damit das ganze etwas handlicher wird, baut man zwei gleiche Einheiten:
Die Trafos werden nach Schaltplan verdrahtet. Tr1
und Tr2 bzw. Tr3 und Tr4 werden übereinander verschraubt und kommen in ein 150mm KG-Kanalrohr. Der Aufbau ist im Prinzip
der selbe wie bei der vergossenen ZSP. Die MOTs werden jedoch unter Trafoöl gesetzt. Das Öl dient weniger zur
Isolierung als zum Wärmetransport. Da die Trafos eigentlich überlastet werden, wenn man keine zusätzliche Strombegrenzung
einbaut, werden sie sehr schnell warm. Wenn die Rohre von Außen warm sind, sollte man mit den Versuchen aufhören,
da die Trafos im Inneren noch viel wärmer sind. Die Trafoeinheiten brauchen aber mehrere Stunden um abzukühlen! Man
muss auf die Dichtigkeit der Rohre achten. Am besten dichtet man sie unten zusätzlich mit Silikon ab. Tr3 und Tr4 kommen
in ein eigenes Rohr.
Will man nun 8kV haben, schaltet man die beiden Trafoeinheiten primärseitig antiparallel und nimmt die Spannung an den Hochspannungsanschlüssen ab. Braucht man nur 4kV, will aber den doppelten Strom, schaltet man die Trafoeinheiten primärseitig parallel, schaltet ebenfalls die beiden Hochspannunganschlüsse parallel und nimmt hier die Spannung gegen Erde ab.
R dient zur Strombegrenzung, kann aber auch weggelassen werden, wenn es die Sicherung aushällt.
Eine Trafoeinheit liefert Leerlaufspannung von 3,6kV und einen Kurzschlussstrom von 2A!
Zur Einschaltstrombegrenzung und zum einfachen Ändern der Ausgangsspannung kann man sich ein Klemmbrett bauen. An die Lüsterklemme wir das 32A Kabel angeschlossen. Der Strom fließt dann zuerst über einen 15 Ohm 11W Widerstand zu 2 parallel geschalteten Steckdosen. Wenige ms später, zieht das Relais an und überbrückt den Widerstand so dass der volle Strom fließen kann. Möchte man an den Trafos 8kV Ausgangsspannung, steckt man beide Stecker in gleicher Richtung ein. Will man nur 4kV bei doppeltem Strom, braucht man nur einen Stecker rumdrehen.
Achtung: Spannungen die mit MOTs erzeugt werden sind tödlich. Wenn man es doch überlebt bleiben sehr schwere Verbrennungen zurück, denn ein solcher Lichtbogen hat mehrere 1000oC. Also: Versuche auf eigene Gefahr, und selbst dann aufpassen!!!
Lichtbögen:
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Fulgurite entstehen, wenn ein Blitz in Sand einschlägt. Um einen künstlichen Blitz zu erzeugen kann man Mikrowellentrafos verwenden.
Man besorgt sich einen Plastikeimer und füllt eine 5cm dicke Schicht aus feinkörnigem Quarzsand ein, um den Boden zu schützen. Darauf legt man eine stabile Metallplatte, und befestigt daran eine Kabel, das mit der "heißen" Seite der MOTs verbunden ist. Anschließend füllt man den Eimer bis zum Rand mit Sand auf. Dann befestigt man an einer langen Plastikstange eine Elektrode die dick genug ist, dass sie nicht verbrennt. An der Elektrode wird ein Kabel angeschlossen und mit dem "kalten" Ende (Erde) der Mikrowellentrafos die für 4kV verschaltet sind verbunden. Mann kann nun unter Sand einen Lichtbogen ziehen. Wenn man den Lichtbogen langsam auf die volle Länge gezogen hat, sollte man ihn noch etwas länger brennen lassen, damit der Fulgurit auch schön dick wird. Das sieht dann so aus wie im nächsten Bild:
Dass die recht stabilen Glasröhren innen hohl sind, sieht man auf dem nächsten Bild:
Eine weitere Beschreibung des Versuchs und andere Experimente gibt es auf der Hompage Art ´n electrons von Stefan Binder.
Wenn man die Sekundärspule von MOTs mit Kondensatoren zu einem Schwingkreis ergänzt kann eine beträchtliche Leistungssteigerung erreicht werden. Auf den ersten Blick sieht es wie ein Serienschwingkreis aus, bei dem Spule und Kondensator in Reihe liegen und eine Spannungsüberhöhung auftritt. In Wirklichkeit ist es aber ein Parallelschwingkreis! Durch den Lichtbogen wird die rechte Seite der Kondensatoren mit der Erdung verbunden, weshalb sie parallel zu den MOTs geschaltet sind. Ohne Kondensatoren beträgt der Kurzschlussstrom 0,2A. Mit Kondensatoren sind es 2A.
Lichtbögen:
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