Als ich zum ersten mal einen Teslatrafo im Physikunterricht in Betrieb sah, war ich von den mehreren 1000 Volt starken Blitzten, die man einfach mit der Hand anfassen kann und dabei so gut wie nichts spürt, absolut begeistert!
Nachdem ich einige Jahre später ein Buch über den Bau solch einer Teslaspule gelesen habe und im Internet die faszinierenden Blitztentladungen sah, beschloß ich auch selber solch eine "Blitztgerät" zu bauen.
Naja, so einfach war die Entscheidung nun auch nicht. Beim Aufbau und beim Betrieb einer Teslaspule muss man höllisch aufpassen! Berührt man etwas falsches, kann man einen tödlichen Stromschlag bekommen. Da ich überhaupt keine Erfahrung mit Hochspannung hatte, war ich mir auch nicht sicher, ob ich so etwas bauen sollte. Na gut, eine Erfahrung mit Hochspannung hatte ich gemacht. Habe aus versehen einen kleinen aufgeladenen Kondensator berührt und bekam solch einen schmerzhaften Stromschlag, dass mein Hertz sogar einige Sekunden lang unregelmäßig schlug! Seit diesem Augenblick habe ich wirklich viel Respekt vor Hochspannung. Und als dann noch meine Eltern mitbekommen haben, was ich da eigentlich bauen will.......
Aber was sollt's: "NO RISK NO FUN" :-) Die Teslaspule wird gebaut!
Damit es nicht ganz so gefährlich wird habe ich mich für eine kleine Teslaspule entschieden. Lasst aber die Finger von Hochspannung, wenn ihr keine Erfahrung damit habt!!!
Der Nachbau und die Durchführungen der auf dieser Seite zu findenden Schaltungen und Aufbauten geschieht auf eigene Gefahr!!! Ich übernehme keine Verantwortung!!!
! Experimente mit hochfrequenter Hochspannung !
Im Prinzip kann man eine Tesla-Spule als einen eisenlosen Trafo
bezeichnen. Durch einen Hochspannungstransformator wird ein
Kondensator, der parallel zum Trafo geschaltet ist, aufgeladen.
Zu den Kondensatoren ist die Primärspule über eine Funkenstrecke
parallel geschaltet. Die Funkenstrecke stellt eine Unterbrechung im
Primärkreis dar. Ist die Spannung der Kondensatoren hoch genug,
dann ionisiert die Luft, die sich zwischen den Kontakten der
Funkenstrecke befindet, und es zündet ein Funke. Diesen Funken
kann man als Kurzschluß der Funkenstrecke betrachten, da das
Luftplasma sehr niederohmig ist. Nun ist die Primärinduktivität
parallel zu den Kondensatoren geschaltet, und dies ergibt einen
Schwingkreis. Der Kondensator entlädt sich über die Primärspule
und gibt seine Energie ab. Es entsteht nun eine hochfrequente
Schwingung mit einer bestimmten "Resonanzfrequenz", die
abhängig ist von der Kapazität des Kondensators und der Induktivität der Spule. Der Sekundärkreis bildet mit der Spule und der Dachkapazität ebenfalls einen Schwingkreis. Entspricht die Resonanzfrequenz des Primärkreises der des Sekundärkreises, so wird die meiste Energie vom Primär- in den Sekundärkreis übertragen.
Durch den hohen Strom in der Primärspule, der beim Entladen der Kondensatoren auftritt, und der damit verbundenen Änderungen im Magnetfeld, wird in der Sekundärspule, die in der Mitte der Primärspule steht, eine hohe Spannung induziert. Und diese Spannung erhöht sich Windung um Windung, bis zum oberen Ende der Spule, wo die Spannung so hoch ist, dass sich die Energie in Form eines Blitzes entlädt.
Beim Entladen des Kondensators sinkt seine Spannung, so das der Funke in der Funkenstrecke wieder abreißt. Dann ist der Schwingkreis wieder unterbrochen, der Kondensator wird erneut von den Transformatoren geladen, und der ganze Vorgang beginnt wieder von vorne.
Um eine hohe Schwingungsenergie zu erreichen, muss bereits eine hohe Eingangsspannung vorhanden sein. Berührt man jetzt das obere Ende der Teslaspule, so fließen einige tausend Volt durch den Körper. Man spürt nur deshalb davon nichts, da die Spannung eine sehr hohe Frequenz hat. Wäre das Gleichstrom, so wäre die Spannung absolut tödlich!!!
Funktionsweise
Mein Aufbau      
Der Hochspannungstransformator

Der Hv Trafo ist das Herz eines Teslastrafos. Er liefert die Energie für den Primärkreis und ist zwingend notwenig, da man nur mit einer hohen Spannung die Funkenstrecke überwinden kann.
Als Hochspannungstrafo dient ein Zeilentrafo aus einem Fernseher. Damit aber solch ein Trafo eine Hochspannung erzeugt, ist eine spezielle Ansteuerung nötig (siehe Foto unten). Dazu wird zuerst die Primärspule abgerupft und zwei Drähte aufgewickelt. Die untere Wicklung besteht aus 5 Windungen eines ca. 1,6mm dicken Kupferlackdrahtes und die obere Wicklung besteht aus 3 Windungen eines ca. 1mm dicken Drahtes. Danach werden die Drähte, die 5 Watt Widerstände und der Hochleistungstransistor (2N3005) gemäß des Schaltplanes verlötet. Der Transistor braucht wegen der großen Wärmeentwicklung einen dicken Kühlkörper.
Die Versorgungsspannung beträgt ca. 12 V / 2A DC. Da ich aber ein Ringtrafo mit 24V / 6A AC hatte, musste ich noch vor die Schaltung einige Widerstände (20 Ohm) und ein Gleichrichter einbauen (siehe unterers rechtes Foto).
Funktionsweise:
Die Primärspule (5 Windungen) erzeugt den hochfrequenten, magnetischen Fluss für die Sekundärspule. Die Feedbackspule (3 Windungen), besser gesagt die in ihr induzierte Spannung, steuert den Transistor und erzeugt so eine Art Schwingkreis. Dabei pendelt sie sich automatisch auf die Resonanzfrequenz der Sekundärspule ein (max. Energieausbeute). Nachdem alles richtig aufgebaut ist, müssten von der Sekundärspule etwa 1cm lange Funken entstehen. Diese sind aber sehr gefährlich (einige tausend Volt)!!! Den Zeilentrafo beim Betrieb auf keinen Fall anfassen! Beim Arbeiten Strom ausschalten!
Der Kondensator

Einen Kondensator mit ca. 2nF und einer Spannungsfestigkeit von 10kV zu bekommen ist sehr schwer. Außerdem sind solche Kondensatoren sehr teuer.
Eine Lösung für das Problem ist ein MMC (Multi Mini Capacitor). Dieser besteht aus vielen seriell und parallel geschalteten Kondensatoren.
Ich habe 8 Impulsfeste FKP Kondensatoren (4,7 nF/1250V) in Reihe geschaltet. Da dadurch die Kapazität abnimmt, musste ich noch solch eine Reihe parallel dazuschalten. Somit ergibt sich ein Kondensator mit einer Kapazität von 1,175 nF und eine Spannungsfestigkeit von 10 kV.
Beim Betrieb der Teslaspule werden die Kondensatoren aufgeladen. Auch im ausgeschaltetem Zustand sind die Kondensatoren aufgeladen und habe ein tödliche Spannung! Beim Berühren der Kondensatoren müssen sie immer zuerst entladen werden (Kurzschluss)!!!
Die Funkenstrecke

Die Funkenstrecke ist das wichtigste Bauteil, da einen schlechte oder nicht gut gekühlte Funkenstrecke zu ausfällen und Leistungsverlust führt.
Meine Funkenstrecke besteht aus zwei Nägel, die stabil auf einem Stück Plexiglaß befestigt sind. Ein Abstand von ca 0.8 cm zwischen den Nägeln reicht aus, damit dort die tödliche Funken überspringen.
Außerdem entsteht durch die Funken giftiges Ozon. Deßhalb muss der Raum gut gelüftet werden!
Die Spulen

Eine Teslaspule besteht aus einer primären Spule mit großem Durchmesser und wenigen Windungen und einer Sekundärspule.
Diese besteht aus sehr vielen Windungen und ist deutlich schmaler und größer.
Damit solch eine Spule einwandfrei funktioniert, muss alles genau berechnet werden. Dazu gibt HIER es ein sehr hilfreiches Programm. Und hier gibt es ein ausführliches Datenblatt meiner Spule.
Die primäre Spule besteht aus 15 Windungen eines 1,6mm Drahtes mit einem Durchmesser von 11 cm. Der Abstand zwischen den Windungen beträgt 2mm.
Den 5m langen Draht habe ich auf drei Holzprofile, die ich vorher durchbohrt habe, aufgewickelt (siehe oberes Foto). Ich habe für das Aufwickeln gute 15 min. gebraucht.
Die sekundäre Spule besteht aus 700 Windungen(!) eines 0,3 mm dicken Kupferlackdrahtes. Die 120 Meter(!) Draht wurden auf ein 20 cm langes Hartpapierrohr aufgewickelt. Da das mit der Hand einige Stunden dauern würde, habe ich das Rohr auf ein Akkubohrer aufgesetzt und den Draht einfach aufgewickelt. Habe ca. eine halbe Stunde dafür gebraucht. Damit sich der Draht später nich lößt, habe ich ihn mit Klarlack fixiert.
Das untere Ende der Spule muss geerdet sein. Dazu habe ich einfach den Draht an das Erdungskabel eines 230 Volt Kabels angelötet.
Das obere Ende wurde an eine kleine Schraube mit einer Chromkugel (Torus) angeschlossen. Diese Kugel dient als Kapazität für den sekundären Schwingkreis.
So, hier gibt es einige "Beweisfotos". Meine mini Teslaspule erzeugt bis zu 4 cm lange Funken! Und das beste ist, man spührt fast nichts! Jeder kennt das: Ist man aufgeladen und fast ein metallischen Gegenstand an, entsteht ein winziger aber "schmerzhafter" Funke. Meine 4 cm langen Funken sind um ein vielfaches schwächer!!
Fotos / Video!
Meine eigene Plasmakugel

Setzt man eine normale Glühbirne auf die spitzte der Teslaspule, so enstehen sehr feine Blitzte in der Birne. Dabei wird das Gas in den Glühbirnen ionisiert und es beginnt zu leuchten (Plasma). Berührt man die Glühbirne, so werden die Blitzt an der Hand konzentriert. Es entstehen dadurch faszinierende Leuchteffekte!!!
So, hier gibt es ein kurzes Video vom Betrieb meiner kleinen Teslaspule. Da meineVidoekamera leider nicht so empfindlich ist, sind die Funken nicht optimal sichtbar. Aber es lohnt sich das Video anzuschauen!
Einige interresante Links zum Theme Teslaspule:

Tesla Page von SEBASTIAN KUNTNER
Ablenkung im Magnetfeld
Die Teslaspule
MOSFETKILLER
Versuche mit Hochspannung
simple solide state tesla coil