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Verfahren zur Ermittlung und Darstellung des Kraftlinienverlaufes statischer sowie quasistationärer Felder zwischen beliebig vorgegebenen Flächen
Die Feststellung des räumlichen Kraftlinienverlaufes zwischen beliebig geformten Magnetpolschuhen stösst auf grosse Schwierigkeiten. Be- kanntlich werden solche Untersuchungen entweder als punktweise Ausmessungen mit Sonden durchgeführt, die auf verschiedenen physikalischen Prinzipien beruhen oder für ebene Probleme die althergebrachte Methode der Sichtbarmachung des Kraftlinienverlaufes mittels Eisenfeilspänen zur Anwendung gebracht.
Die punktweisen Ausmessungen sind ausserordentlich zeitraubend, ferner erfordert sie stets Sonden, die im Vergleich zu den auszumessenden Feldern als punktförmig zu betrachten sind, wobei die Sonde aber noch über eine entsprechende Empfindlichkeit verfügen muss, so dass insbesondere die Ausmessung räumlich kleiner Felder auf besonders grosse Schwierigkeiten stösst. Die Benützung der Eisenfeilspäne gestattet im wesentlichen nur die Untersuchung ebener Felder und liefert bloss grobe Hinweise auf den Kraftlinienvel1auf.
Auch die in der Zeitschrift Electronics" (Dezember 1948) beschriebene Methode, die darauf beruht, dass in einem magnetischen Feld im Inneren einer Glühelektronenrohre jeweils örtlich begrenzt breite leuchtende Elektronenbahnen erzeugt werden können, die an der betreffenden Stelle der Richtung der magnetischen Kraftlinien folgen, gestattet nur eine schrittweise Darstellung von Kraftlinienverläufen ; darüber hinaus sind hier Beschränkungen durch die Abmessung der Elektronenröhre auferlegt, so dass diese Methode bei Spalten und Engpässen, die kleiner sind als die Röhre, überhaupt versagt. Auch sind die Linien selbst immer durch die Anode gestört bzw. sogar unterbrochen. Das anmeldungsgemässe Verfahren vermeidet diese Mängel.
Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Anordnung, die unter Benützung von Gasentladungserscheinungen bei vermindertem Druck die Darstellung von Kraftlinienverläufen magnetischer Felder, gleichgültig ob sie von einem Per- manent-oder Elektromagnet herrühren, gestattet.
Die Kraftlinien werden mittels dieser Anordnung als leuchtende, diskrete Glimmbahnen sichtbar gemacht. Diese Anordnung gestattet es, den Kraftlinienverlauf statischer sowie quasistationärer (d. h. zeitlich veränderlicher, aber in einem bestimmten Zeitpunkt an allen Stellen eines betrachteten Leitersystemes ungefähr den gleichen Potentialwert besitzender) Felder, die-in Analogie zum elektrischen Fall-nötigenfalls unter Einführung einer gedachten Sperrfläche, als Potentialfelder betrachtet werden können, insbesondere aber auch solcher von geometrisch kleinen Abmessungen, tatsächlich räumlich sichtbar zu machen ; sie vermeidet das Einbringen von Sonden und liefert sofort den Kraftlinienverlauf als Ganzes.
Fig. 1 stellt den Frontschnitt der Anordnung dar, Fig. 2 einen seitlichen Schnitt durch die Anordnung, Fig. 3 zeigt den Luftspalt des Magnetes mit zwei kegelstumpfformigen Polschuhen und schematischem Kraftlinienverlauf, Fig. 4 zeigt wieder den Luftspalt des Magnetes mit Polschuhen, von denen der eine als Kegel, der andere als Platte ausgebildet ist, und den schematischen Kraftlinienverlauf.
Der Zweck wird der Erfindung gemäss dadurch erreicht, dass die begrenzenden Flächen des zu untersuchenden Feldes als Polschuhe eines entweder vollständig oder teilweise im Raume verminderten Druckes untergebrachten Permanentoder Elektromagneten ausgebildet werden und diese Magnetpole sich auf gleichem elektrischem Potential, dem Kathodenpotential hinsichtlich der Gasentladung, befinden und diese Polschuhe zwecks Sichtbarmachung diskreter Krafthmenverläufe mit einem dielektrischen Überzug versehen werden, der jeweils am gewünschten Ort der Untersuchung Unterbrechungen in Form beliebig geformter Löcher oder Schlitze aufweist.
Die für die Gasentladung erforderliche Anode kann an beliebiger Stelle im Gasentladungsraum vorgesehen werden und beliebig gestaltet sein.
Der Druck im Entladungsraum wird so gehoben ; dass die Glimmentladung einsetzt ; die Art des Füllgases ist belanglos.
Fig. l stellt einen Frontschnitt einer der möglichen Anordnungen dar, wobei 1 die Glasglocke,
7 die Anode und 8 ein als Beispiel angeführter Permanentmagnet
Fig 2 zeigt einen seitlichen Schnitt durch die Anordnung. Die Glasglocke 1, abgeschlossen durch eine planparallele Glasplatte 2 und durch den Stopfen 3, der die erforderlicher. elektrischen
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dienenden Permanentmagnet ist.
Fig. 3 stellt den Raum in der unmittelbaren Umgebung der Polschuhe 12 und 13 des in Fig. 1 und 2 erwähnten Magnetes 8 dar, wobei beide Polschuhe kegelstumpfförmig ausgebildet sind.
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nehmen ihren Ausgang von den auf der Oberfläche des Polschuhes 12 in der dielektrischen Schicht14entsprechendangebrachtenLöchern.
Fig. 4 zeigt wieder schematisch den Verlauf der
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gleichen Bedingungen, wie sie für Fig. 3 ggittu, wennderkegelförmigePolschuh9derzylindrischen Platte 10 gegenübersteht, wobei die dielektrische Schicht 11 auf dem Polschuh 9 wieder die entsprechenden Löcher aufweist.
Die Durchführung des Verfahrens geschieht in der Weise, dass der Magnet 8 zunächst mit den Polschuhen, zwischen denen der Kraftlinien- verlauf untersucht werden soll, versehen wird.
Diese Polschuhe werden vorher in gewünschter Weise mit einer dünnen dielektrischen Schicht überzogen. Der Magnet wird dann in die glocke 1 gebracht, mit der Kathodenzuführung 4 verbunden und die Glasglocke mit der planparallelen Glasplatte 2 abgeschlossen. Der Gasentladungsraum wird durch den Pumpstutzen 6 evakuiert, bis die Glimmentladung einsetzt. In Variation dieses Verfahrens können auch lediglich beide Polschuhe-durch eine isolierende Schicht vom Magnet getrennt - allein auf Kathodenpotential gebracht werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Eimitdung und Darstellung des Kraftlinienverlaufes statischer sowie quasistationirer Felder zwischen beliebig vorgegebenen Flächen dadurch gekennzeichnet, dass die Polschuhe eines Permanent- oder Elektr0- magneten nach diesen Flächen geformt und der Magnet samt den Polschuhen oder die Polschuhe allein in einem Gasraum verminderten Druckes an das Potential einer in diesem befindlichen Kathode gelegt werden, an dner beliebigen Stelle im Gasraum eine beliebig gestaltete Anode untergebracht wird und zwischen den Elektroden eine Glimmentladung eingeleitet wird.