8 Nicola Tesla, der Namensgeber der magnetischen Flußdichteeinheit

Die internationale Einheit der magnetischen Flußdichte ist das Tesla. Diese Einheit mit dem Einheitenzeichen T ist festgelegt als die Flußdichte eines homogenen magnetischen Flusses von 1 Weber (Wb), der eine Fläche von 1 Quadratmeter (m2) senkrecht durchsetzt (Bild 22):

Formel

Damit ist die Einheit der magnetischen Flußdichte eine von den Einheiten Volt (V), Sekunden (s) und Quadratmeter (m2) abgeleitete Einheit des Internationalen Einheitensystems, wobei die Einheit Sekunde (5) eine Basiseinheit ist und die Einheiten Volt (V) und Quadratmeter (m2) bereits von den Einheiten Ampere (A), Meter (m), Kilogramm (kg) und Sekunde (s) mehrfach abgeleitete Einheiten darstellen.

Benannt wurde die SI Einheit der magnetischen Flußdichte nach dem amerikanischen Physiker und Elektrotechniker Nicola Tesla (Bild 23). Tesla wurde am 10. 7. 1856 in Smiljan (Kroatien) geboren und wanderte 1882 in die USA ein. Er besaß eine hervorragende technische Begabung und wurde zunächst Mitarbeiter von Thomas Alva Edison (1847¬1931), dem vielseitigen amerikanischen Erfinder.

Im Jahre 1887 baute Nicola Tesla einen zweisträngigen Induktionsmotor (Drehfeldmotor) für ZweiphasenWechselstrom mit einer Eisenscheibe als Läufer (Kurzschlußläufer), der jedoch keine befriedigenden Ergebnisse zeigte (Bild 24). Er gründete die TeslaElectric¬Company und entwickelte weitere Motoren und Generatoren für Mehrphasen Wechselstrom, um seine besonderen Ideen zu verwirklichen und zur Anerkennung in der Fachwelt zu verhelfen. Tesla wurde im Juli 1888 in seinem Laboratorium von dem amerikanischen Ingenieur George Westinghouse (1846 1914) besucht. Er bot ihm die Zusammenarbeit an, die jedoch nur ein Jahr dauerte.

Nicola Tesla (1856-1943)

Bild 23: Nicola Tesla (1856-1943)

Neben Tesla hatten sich auch in Europa Pioniere der Elektrotechnik mit der Entwicklung von Wechselstrommotoren beschäftigt. Zu ihnen gehörte der deutsche Ingenieur Michael von Dolivo Dobrowoisky (1862 1919), der im Jahre 1889 einen robusten Drehstrom¬Asynchronmotor mit Käfigläufer zum Patent anmelden konnte. Damit war man in Europa der amerikanischen Entwicklung um einige Jahre voraus.

Induktionsmotor

Bild 24: Induktionsmotor mit einer Eisenscheibe als Läufer von Nicola Tesla aus dem Jahre 1887 (Nachbildung)

Erst im Jahre 1894 war in den USA die Entwicklung soweit vorangeschritten, daß man mit der serienmäßigen Fertigung von gebrauchsfähigen DrehstromInduktionsmotoren beginnen konnte. Unbestreitbar bleibt jedoch Teslas Beitrag zur Entwicklung von Mehrphasenmotoren und zur Klärung der physikalischen Grundlagen von mehrphasigen Ubertragungssystemen.

Prinzipschaltung des Tesla-Transformators

Bild 25: Prinzipschaltung des Tesla-Transformators

Im Jahre 1889 wendete sich Nicola Tesla Experimenten mit Hochfrequenzströmen zu und entwickelte einen Hochfrequenz Transformator, mit dem er weltberühmt wurde. Das Gerät, das als Tesla Transformator bezeichnet wird, diente der Erzeugung von sehr hohen Hochfrequenzspannungen.

Zweiphasiger Generator und Motor nach Teslas Patentschrift Nr. 382280

Bild 26: Zweiphasiger Generator und Motor nach Teslas Patentschrift Nr. 382280.

Die wesentlichen Bauteile des Tesla Transformators sind ein Netz Transformator, eine Funkenstrecke und ein Schwingkreis, dessen Spule mit einer weiteren Hochfrequenzspule gekoppelt ist (Bild 25). Durch den Netz Transformator werden die Kondensatoren des Schwingkreises periodisch aufgeladen, bis die Ladespannungen so hoch sind, daß ein Durchschlag der Funkenstrecke erfolgt und die Kondensatoren entladen werden. Das Laden und Entladen der Kondensatoren regt den Schwingkreis zu hochfrequenten Schwingungsvorgängen an. Da die Spule des Schwingkreises eine kleine Windungszahl hat und die gekoppelte Hochfrequenzspule eine sehr große, werden bei Resonanz ausgangsseitig sehr hohe Hochfrequenzspannungen induziert. Diese hohen Spannungen führten in einem verdunkelten Raum zu starken Sprüherscheinungen und konnten Gasentladungslampen noch in einiger Entfernung zum Aufleuchten bringen. Praktische Anwendung fand der Tesla Transformator in der Elektromedizin, da die hochfrequenten Ströme für den menschlichen Körper ungefährlich sind. Mit der Erfindung des Hochfrequenz Transformators schuf Tesla aber nicht nur die Grundlage der Hochfrequenz Therapie, sondern auch eine erste Grundlage für die drahtlose Energieübertragung.

Nicola Tesla starb am 7.1. 1943 im 87. Lebensjahr in New York (USA).