Energieübertragung nach Nikola Tesla

Diplomarbeit der 5CEE

HTL Wels 2001/2002

Der Faraday-Käfig basiert auf dem Prinzip, dass das Innere eines leitenden Körpers feldfrei bleibt. Er wird verwendet, um hertz´sche Wellen abzuschirmen. Unter Annahme, dass die elektromagnetische Welle nur aus der Hertz´schen Welle besteht, darf also nichts den Faraday-Käfig durchdringen. Befindet sich der Sender außerhalb, ist das Innere des Käfigs feldfrei, ist der Sender hingegen im Inneren des Käfigs, wie bei einem Mikrowellenherd, dann sollte der Theorie nach außen keine Welle mehr nachweisbar sein.

Der Effekt, den wir uns von unserem Faraday-Käfig erwartet haben, nämlich dass wir unseren Sender in den Käfig hineinstellen und trotzdem am Empfänger eine Energieübertragung feststellen können, ist eingetreten. Unser Problem war allerdings, dass wir die Verbindungs- und Versorgungsleitungen nicht auf HF-technisch richtige Art und Weise aus dem Käfig hinausführen konnten. Denn wenn wir die Leitung einfach durch die Maschen legen, machten erster die ganze Abschirmung des Käfigs zunichte. Dies wurde auch mit einem im Käfig befindlichen Radio bewiesen, der nur bei Einführen eines Drahtstückes durch die Maschen zu spielen begann.

Wurden beim Übertragungsversuch die Leitungen über Kondensatoren mit dem Gitter verbunden, wurde offenbar der ganze Käfig zum Schwingen angeregt und wirkte somit ebenfalls als Sender.

Wir haben unsere Arbeit mit den Faraday-Käfig beendet, da wir leider auf keine eindeutigen Ergebnisse kommen konnten.

Da wir aus Gründen der Anschaulichkeit beschlossen hatten, mit unser Übertragungsstrecke einen Gleichstrommotor zu betreiben, benötigten wir einen geeigneten Gleichrichter, der uns die hochfrequente Wechselspannung in die gewünschte Form umwandelt.

Aufgrund des optimalen Leistungsdurchsatzes wählten wir die B2 – Brückenschaltung. Versuche mit gewöhnlichen Gleichrichterdioden des Typs 2N4004 und Hochfrequenzdioden des Typs BYW96E führten zu schlechten bzw. zu keinen Ergebnissen (starke Erhitzung). Schließlich befanden wir die ultraschnelle Diode BYV28-200 (Datenblatt als .pdf) für am besten geeignet.

 Abb. 5.3.-1: Bild des Gleichrichters

kurz VCO ( = spannungsgesteuerter Oszillator)

Es wird der VCO des IC CD 4046 benützt. Die Eingangsspannung an Pin 9 bestimmt die Ausgangsfrequenz (Pin 4), wobei die RC-Kombination C1 und R3 die Grundfrequerz festlegt. Über eine Treiberstufe (T1 +T2) wird ein Piezo-Summer (PS) angesteuert (Lautstärkeeinstellung mit Trimmpotentiometer P2).

Mit P1 kann die Schaltung an die jeweiligen Gegebenheit angepaßt werden. Wenn die Spannung am Eingang (Sensor AB) steigt, steigt damit auch die Frequenz, die über den Piezo-Summer ausgegeben wird.

Beim Abstimmen der Strecke wird diejenige Frequenz gesucht, bei der die meiste Enerbgie übertragen wird. Eine Abstimmung mit Hilfe der Helligkeit der Lämpchen oder der Laufgeschwindigkeit des Motors wird schwierig, wenn sich der Empfänger nicht mehr im Sichtweite des Empfängers befindet.

Mit Hilfe des VCOs wird die Höhe der Spannung am Empfänger direkt in einen Ton umgewandelt. Je höher der Ton, desto höher ist auch die Spannung am Empfänger selbst. Dadurch kann die Strecke auch bei größeren Entfernungen abgestimmt werden. Wenn sich der Empfänger auch nicht mehr in Höhrweite der Senders befindet, haben wir einfach den Ton über Handy oder Walkie-Talkie übertragen. Auch hier ist die Abstimmung einfacher, als über stimmliche Kommandos.

Zurück zum Anfang