Gnistgap

Även om man kan klara sig med elektroder av koppar, järn eller stål så är onekligen det bästa(och dyraste) materialet Tungsten(Wolfram). Tungsten har en smälttemperatur på ca 3400 ºC och används bl a till TIG-svetsar som svetselektrod. Dessa finns att köpa i den Svenska handeln i form av stänger av olika tjocklek, längd och legering. Pinnarna har en färgmärkning beroende på vilken legering som används.
Här är en tabell för TIG-elektroder:

Färg(ISO)	Materialinnehåll	Smälttemp
Grön	100% Wolfram	3400 ºC
Grå	Wolfram+2% Ceriumoxid	3400 ºC
Svart	Wolfram+1% Lantanoxid	3400 ºC
Guld	Wolfram+1,5% Lantanoxid	3400 ºC
Ljusblå	Wolfram+2% Lantanoxid	3400 ºC
Gul	Wolfram+1% Toriumoxid	3400 ºC
Röd	Wolfram+2% Toriumoxid	4000 ºC
Turkos	Wolfram+3% Toriumoxid	?
Orange	Wolfram+4% Toriumoxid	?
Blå	Wolfram+2% Yttriumoxid	3400 ºC
Gul/Grön	Wolfram+Rheniumoxid	?
Brun	Wolfram+0,3% Zirkoniumoxid	3400 ºC
Vit	Wolfram+0.8% Zirkoniumoxid	3800 ºC

Av listan framgår det att röd svetspinne är hållbarast men oavsett vilken du väljer så får du en elektrod som håller MYCKET längre än andra metaller.

OBS! Tänk på att skall du kapa och bearbeta svetspinne som innehåller Toriumoxid så MÅSTE du använda handskar, andningsskydd och spånsug eftersom Torium är radioaktivt!!
Det är ingen fara att förvara eller ta i det i pinnform utan det är farligt när det kommer in i kroppen som damm.

En viktig funktion med gnistgapet är att kunna släcka ut gnistan snabbt. Anledningen till att man vill släcka ut gnistan snabbt är att man får ett mer effektivt system och ökar antalet BPS(Breaks Per Second) eller överslag per sekund.

P g a elektroderna blir varma väldigt snabbt så är det viktigt att kunna kyla dessa annars är risken att man smälter materialet de är monterade i(eller elektroderna själva). Det kan rent av börja brinna om man har otur. I ett statiskt gnistgap kan man göra det med hjälp av en fläkt och/eller göra ett multigap där man sprider ut gnistbildningen på flera elektroder. I ett roterande gnistgap så kyls elektroderna m h a vinddraget från den roterande skivan(se nedan).

Ett alternativ till de två klassiska gnistgapen kan vara att bygga den halvledarvariant som finns beskriven längst ner på sidan. Med hjälp av tekniska framsteg inom halvledartekniken så har även Teslaspoleentusiasterna kommit på olika sätt att förbättra vår hobby på olika sätt.

SSG(Static Spark Gap), statiskt gnistgap

Det enklaste att bygga om vi har ett mindre system är det statiska gnistgapet. Namnet har det fått av att elektroderna är fast monterade. Det statiska gnistgapet finns i både enkla som lite mer kreativa varianter. Det absolut enklaste är det med t ex två motstående bultar. Till höger kan ni se en variant på denna modell. Här har jag använt två tändstift till en oljepanna och fäst stvå små bitar tungsten längst ut.
Bilden under denna visar ett multigap med flera tungstenspetsar monterade i skallen på några bultar. Jag använde bara ett gap när bilden togs, de övriga gapen var kortslutna med krokodilklämmor.

En annan variant är att göra ett sk RQSG(Richard Quick Static Gap), namnet har det fått av upphovsmannen till denna typ. Fördelen med denna är att elektroderna är monterade i ett rör där man kan sätta en fläkt i ena änden som blåser genom röret. Till höger kan ni se ett av mina. Elektroderna är avsågade bitar av ett kopparrör.

I princip är det bara fantasin som sätter gränserna för utseendet. Alla idéer utom de dåliga är bra.

ARSG(Asynchronus Rotary Spark Gap),Asynkront roterande gnistgap
SRSG(Synchronus Rotary Spark Gap), Synkront Roterande gnistgap

För att få bättre släckning av gnistan och samtidigt få ett gnistgap som tåler större effekt så kan man bygga sig ett roterande gnistgap. Ett roterande gnistgap är också ett måste om man bygger en 'magnifier' eller en DCTC(se typer i menyn).

Skillnaden mellan en ARSG och en SRSG är att i den senare roterar motorn i synkron hastighet med nätfrekvensen(50Hz i Sverige). Anledningen till att man vill ha ett synkront gnistgap är att man får överslagen i tid med nätfrekvensen, detta ger bl a ett effektivare system. Ju högre BPS desto fler elektroder monteras på den roterande skivan. Använd följande formel för att räkna ut BPS-talet.

BPS = (Motorns varvtal x Antalet elektroder)/60.

Man kan även göra en multigapskonstruktion med ett roterande gnistgap som bilden till höger illustrer(4 st luftgap mellan elektroderna). Detta gnistgap använder sig av tungstenspetsar monterade på fästen av koppar. Notera även de utfrästa kylflänsarna på de fast monterade elektroderna.

SISG(Sidac/IGBT Spark Gap), Halvledargnistgap

En relativt ny(ca 2006) variant av gnistgap är detta konstruerat av Terry Fritz. Det är uppbyggt kring tre olika halvledarkomponenter: SIDAC(SIlicon Diode for Alternating Current), IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) och TVS(Transient Voltage Suppressor)-diod. Två varianter på kopplingsschema ser ni till höger.

En SIDAC är enkelt förklarat en en triggad bidirektionell "strömbrytare". Det är samma sak som en DIAC men klarar högre spänning och ström. SIDAC'en i detta fall drivs av IGBT-transistorer och för skydd finns ett antal TVS-dioder.

Kompletta komponentlistor, komponentlayouter och PCB-schema finns på Teslaboys hemsida(finns på länksidan till vänster)

Observera att detta "gnistgap" måste ha likspänning och sålunda endast fungerar till en DCTC(se typer i menyn)

Fördelarna med ett halvledargnistgap är flera. Ett gnistgap är, som jag har skrivit tidigare, den komponent i en klassisk Teslaspole som orskar mest huvudbry.

De mest uppenbara fördelarna är iallafall att man får ett betydligt effektivare gnistgap, man slipper extra produktion av UV-ljus(onyttigt) och Ozon(också onyttigt). Man får även en säkrare och tystare spole. Nackdelarna är desamma som för de olika halvledardrivna Teslaspolarna, det blir svårare att felsöka och det blir framförallt dyrare att bygga. Man får helt enkelt göra en avvägning om man tycker det är värt det.