DE139580C

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Publication number: DE139580C
Application number: DENDAT139580D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Aus der Wechselstromtechnik ist bekannt, daß die sekundäre Spannung eines Transformators höhere Werte annehmen kann, als dem Übersetzungsverhältnis entspricht, wenn man denselben mit einem Kabel oder einer anderen Kapazität belastet.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, diese Erscheinung technisch zu verwerten.

Bei Experimenten mit Teslatransformatoren

ίο und auf den Gebestationen für Wellentelegraphie werden Leydener Flaschen an die sekundäre Wicklung eines Transformators oder Induktoriums angeschlossen. Es zeigt sich nun, daß beim Anschließen solcher Leydener Flaschen die sekundäre Spannung des Induktoriums im allgemeinen außerordentlich herabsinkt. Um die für den Betrieb nötige Spannung — ungefähr 2 cm Funkenlänge — zu erhalten, ging man zu sehr großen Induktorien über, deren Schlagweite bei offener Wicklung oftmals bis zu 50 cm betrug. Indessen läßt sich der gleiche Effekt auch mit ganz kleinen Apparaten erzielen, wenn man einen Kunstgriff anwendet. Derselbe besteht in der Erfüllung folgender Gleichung: '

C =

Hierin bedeutet C die Kapazität, L₁ den Koeffizienten der primären, L₂ denjenigen der sekundären Selbstinduktion, M den Koeffizienten der gegenseitigen Induktion und ν die Periodenzahl oder Unterbrechungszahl des eingeleiteten Stromes. Ist obige Gleichung erfüllt, so ist die Eigenschwingung des Induktoriums in Resonanz mit der primär zugeführten Schwingung. In diesem Falle wird die Stromstärke in der sekundären Wicklung nur von dem Ohm'schen Widerstand begrenzt, und es entstehen sehr hohe Spannungen an den Belegungen der Kapazität. Bei den Induktorien und Transformatoren der üblichen Konstruktion ist es nun praktisch sehr schwierig, obige Resonanzbedingung zu erfüllen. Man kommt nämlich auf unerwünscht hohe Kapazitäten oder sehr hohe Periodenzahlen. Der Grund hierfür liegt darin, daß man bisher bestrebt war, zur Verringerung des induktiven. Spannungsabfalles die magnetische Kopplung zwischen primärer und sekundärer Spule zu einer möglichst innigen zu gestalten und magnetische Streulinien zu vermeiden. Magnetische Streulinien aber sind nötig für das Eintreten der Resonanz. Dies geht aus der Resonanzgleichung hervor, in welcher der Ausdruck L₁L₂-Ai² als ein Maß für die Größe der Streuung betrachtet werden kann.

Der erste Teil der vorliegenden Erfindung bezieht sich darauf, daß die Kopplung der beiden Spulen künstlich verringert wird. Man kann dann die Resonanzbedingung schon mit einigen Leydener Flaschen bei der üblichen Periodenzahl von 50 in der Sekunde und, was besonders wichtig ist, mit einer sehr stark herabgesetzten sekundären Selbstinduktion erfüllen. Durch den letzteren Umstand wird die Herstellung des Induktoriums sehr vereinfacht. Denn man kann die sekundäre Spule aus dickerem Drahte wickeln und aus weniger Lagen zusammensetzen.

In den Fig. 1 bis 3 ist eine Anzahl von Konstruktionen schematisch gezeichnet, durch

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Claims

welche die geringere Kopplung der beiden Spulen erreicht wird. In Fig. ι sind die Spulen auf verschiedene Kerne gewickelt und getrennt voneinander aufgestellt. Fig. 2 zeigt den Typ eines Kerntransformators. Zur Vergrößerung der Streuung ist das Fenster durch ein Eisenpaket überbrückt. In Fig. 3 ist zwischen die primäre und sekundäre Spule noch eine Röhre R, welche von Eisendrähten gebildet wird, eingeschoben. Auch dadurch wird die Kopplung geschwächt, da ein großer Teil der Kraftlinien, welche den Kern K durchsetzen, seinen Rückweg durch die Röhre nimmt. Die Konstruktionen der Fig. 1 bis 3 lassen sich noch mannigfach variieren. Das Wesentliche an denselben ist die absichtlich groß gewählte magnetische Streuung. Solche Resonanzinduktorien lassen sich nicht nur dort mit Vorteil verwenden, wo die Kapazitätsbelastung von vornherein geboten ist, sondern auch in vielen anderen Fällen, wo es nur auf sehr hohe Spannungen, aber auf die Art ihrer Erzeugung nicht ankommt. Die Konstruktion der Fig. 2 kann nach Entfernung des magnetischen Nebenschlusses wie ein gewöhnlicher Transformator benutzt werden. Bei-Experimenten mit Wechselströmen hoher Frequenz und in der Wellentelegraphie ist die Kapazitätsbelastung des Induktoriums oftmals durch andere Rücksichten eine fest vorgeschriebene Größe oder nur in engen Grenzen variierbar; kommt ferner hinzu, daß der Strom für das Induktorium aus einer Wechselstromanlage entnommen wird oder sonst die Unterbrechungszahl schwer zu regulieren ist, oder will man endlich Resonanz bei verschiedenen Kapazitätsbelastungen erzielen, so ist man auf die richtige Einstellung der Selbstinduktionen und der gegenseitigen Induktion der Spulen angewiesen. Hierauf bezieht sich der zweite Teil der Erfindung. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 werden die genannten Koeffizienten oder, was auf dasselbe hinaus kommt, die magnetische Kopplung dadurch veränderlich gemacht, daß man die beiden Spulen nicht fest, sondern in ihrer Entfernung verstellbar anordnet. Statt dessen kann man auch die Eisenkerne verschiebbar machen, und zwar ist es in diesem Falle zweckmäßiger, die Spulen hintereinander anzuordnen. Bei den Ausführungsformen nach Fig. 2 und 3 wird eine Änderung der magnetischen Kopplung dadurch ermöglicht, daß man das Eisenpaket, welches das Fenster überbrückt bezw. den Eisenkern K oder die Röhre R verschiebbar anordnet. Der gleiche Zweck läßt sich durch eine ganze Reihe ähnlicher Konstruktionen erreichen. Der Grundgedanke besteht darin, durch Regulierung der Kopplung der beiden Spulen die Resonanzlage zu verändern. Patent-A ν Sprüche:

1. Ein sekundär mit Kapazität belastetes Induktorium, gekennzeichnet durch eine künstlich vergrößerte Streuung der magnetischen Kraftlinien, zu dem Zwecke, die Resonanz zwischen der eingeleiteten Schwingung und der Eigenschwingung des Induktoriums bei geringerer Kapazität, sekundärer Selbstinduktion und niedrigerer Periodenzahl herstellen zu können.

2. Ein sekundär mit Kapazität belastetes Induktorium nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine veränderliche magnetische Kopplung zwischen primärer und sekundärer Spule, zu dem Zwecke, die Resonanzlage verändern zu können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.