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Ein leistungsstarker Röhrenoszillator mit der 6L6GC für Experimente zur magnetischen Induktion
Erstellung: 6.6.2020, Version 2

Mit magnetischen Hochfrequenzfeldern lassen sich die verschiedenen Wirkungen der elektromagnetischen Induktion anschaulich darstellen, vom Induktions-Kochfeld bis zur Magnetschwebebahn. Dazu habe ich mit einer starken Endstufen-Pentode einen Oszillator gebaut, dessen Feldspule auf kleinstem Raum ein äußerst konzentriertes magnetisches Hochfrequenzfeld erzeugt. Das Video gibt schon mal einen Eindruck davon:

Zum Video

  • Stahlnadeln zum Glühen bringen
  • mit Nägeln berührungslos Wasser zum Sieden bringen
  • aus einem alten Teelichtbecher und einer Stecknadel einen Motor bauen
  • magnetische Levitationsversuche mit Alufolie
  • merkwürdige Schwingungsformen an Ferritantennen erzeugen
  • das Prinzip des Teslatrafos mit einer Fotoblitzröhre demonstrieren

Der Schaltplan. Ein kapazitiver Dreipunktoszillator mit einer 6L6GC, die normalerweise eher audiophile Aufgaben wahrnimmt. Der Oszillator ähnelt ansonsten dem Universator und dem Lokomobilisator. Bei etwa 300 bis 350 V Versorgungsspannung aus einem Netzgerät kann er 15 bis 20 Watt Induktionsleistung abgeben, bei 200 bis 400 kHz. Wegen der hohen Spannungen und der Störsicherheit habe ich Elektronik und Röhrenfassung in ein kleines Metallgehäuse eingebaut.

Die Schwingkreisspule, die auch das Magnetfeld für die Induktionsexperimente liefert, wird über Stecker von außen angeschlossen.

Ich habe eine ganze Auswahl davon, mit verschiedenen Windungszahlen und Durchmessern.
Wichtig: Der Oszillator darf nur dann eingeschaltet werden, wenn eine Schwingkreisspule LA angeschlossen ist. Sonst zerstört der einsetzende Strom sofort das Schirmgitter der Röhre.

Die Kondensatoren C1 und C2 an der Anode sind HF-feste Polyesterkondensatoren für 600 V AC und haben 2,2 nF. C3 hat 6,2 nF (1,5 und 4,7 nF parallel).

Vor das Steuergitter der Röhre habe ich zwei Schutzwiderstände von 1 und 10 kΩ eingebaut. Das verhindert eine Überlastung des Steuergitters. Hier fließt nämlich viel Strom über die Gitter-Kathoden-Kapazität.

Die schnelle Schottky-Diode BYV-21 in der Gitterzuleitung ist nicht zwingend erforderlich. Sie verzerrt das Steuersignal, das vom Schwingkreis an das Gitter geleitet wird und verbessert das Timing des Schaltens. Dadurch konnte ich die Leistung des Oszillators nochmals um 20 bis 30 Prozent steigern.

Exemplare für die Spulen LA habe ich mit 75 und mit 155 Windungen. Das sind bei 3,5 cm Durchmesser 150 bzw. 580 µH. Die Frequenzen sind 220 bzw. 410 kHz.
Die Spulen habe ich aus HF-Litze Typ AWG 120/0,071 auf dünnwandige Holz- oder Kunststoff-Röllchen gewickelt. Mit gewöhnlichem Kupferlackdraht habe ich schlechte Erfahrungen gemacht. Da frist der berüchtigte Skin-Effekt die ganze HF-Leistung, und die Spule wird sehr schnell heiß. Hierin fließen immerhin 2 Ampere HF-Strom.
Die Anschlußdrähte zum Oszillator sind aus PVC-isolierter, flexibler Kupferlitze. Die ist beim Verlegen und Montieren nicht so empfindlich wie die HF-Litze und zudem hochspannungsfest.
Die 4,7-mH-Spule vor der Anode ist eine Festinduktivität vom Gurt. Diese braucht nur wenig Strom auszuhalten.

Ein Reagenzglas, das mit 5 cm Wasser und zwei kleinen Eisennägeln gefüllt ist, beginnt bald heftig zu sprudeln, wenn es in die Spule gesteckt wird.

Elektromagnetische Levitation. Ein dünner Ring aus Alufolie beginnt im Hochfrequenzfeld der Spule zu schweben. Der Bleistift sorgt dafür, dass er nicht zur Seite ausweicht.

Was stellt man an Weihnachten mit all den ausgebrannten Teelichtern an, das heißt, aus den kleinen Alutöpfchen ? Richtig: man balanciert sie auf einer Nadelspitze und baut einen Motor. Ein Weinkorken ist bestimmt auch zu finden.

Neben der Oszillatorspule brauchte ich eine zweite, die mit einem Drehkondensator von 2 x 500 pF verbunden wird. Sobald der zweite Schwingkreis auf Oszillatorfrequenz abgestimmt ist, beginnen die magnetischen Feldlinien um den Becher mit 280 KHz zu kreisen. Und nehmen ihn (wenn auch langsam) mit.

Nun fragte ich mich, ob ich mit der zweiten Spule auch noch etwas anderes machen könnte. Zum Beispiel hohe Spannungen erzeugen wie mit einem Tesla-Trafo. Aber selbstverständlich! Ich hatte nur leider keine Tesla-Spule zur Hand, sondern einfach eine Spule von etwas höherer Induktivität. Darin steigt die Spannung, die der Oszillator induziert, bald ins Unermessliche, wenn man mit dem Drehko Resonanz herstellt. Zum Erleuchten einer Xenon-Blitzröhre, die zum Zünden ein paar 1000 Volt braucht, reicht es allemal.

Ich betreibe den Oszillator mit diesem Heathkit PS3-Labornetzgerät. Es liefert sowohl die Heizspannung von 6,3 V für die 6L6GC, als auch bis zu 350 V bei knapp 80 mA. Da der Oszillator seinen Strom in Form von sehr starken Impulsen bezieht, schalte ich am Spannungsausgang einen ELko von 100 µF zur Entlastung parallel.



Der Kathodenstrom der Röhre bei - von oben nach unten - Leerlauf, mittlerer und maximaler Belastung des Induktionsgeräts. Im Leerlauf, wenn die Induktionsspule leer ist, hat die Röhre nicht viel zu tun. Sie schaltet praktisch nur ihren Schirmgitterstrom. Steigt die Last an der Induktionsspule, dann wächst der "Kathodenstromhöcker" bis auf über 200 mA. Die Röhre pumpt dann über die Anode die maximal mögliche Leistung in den Schwingkreis.

Die Sicherheit: Ich weise darauf hin, dass bei diesem Versuch Maßnahmen zur Vermeidung von Funkstörungen ergriffen werden müssen, die auf diesen Internetseiten nicht beschrieben sind. Er kann nach meiner Einschätzung nur von qualifiziertem Fachpersonal durchgeführt werden. Ich schließe jede Haftung meinerseits für die eventuelle Folgen aus, die sich aus einem Nachbau und der Inbetriebnahme dieses Gerätes ergeben.