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1122 Ohm bleibt, entsprechend unverändert 0. 18 Amp. Demnach erreicht der Variationswiderstand einen höheren Glühgrad und steigert dabei seinen Widerstand um 24'4%, so dass an seinen Enden nunmehr 124'4 XO'18= 22'4 Volt Spannung auftreten, während der konstante Widerstand noch 0#18 # 1122 = 202 Volt an seinen Enden aufweist.
Die im Stromkreise aufgetretene Zunahme von 4-4 Volt (von 220 auf 224#4 Volt) ist somit absolut voll an dem Variationswiderstande aufgetreten, an dessen Enden hiedurch die aufgetretene Änderung prozentual sogar ein Vielfaches der Gesamtspannungsänderung ergibt, nämlich 22#4 gegen 18 Volt oder eine Zunahme von 24'4. 0/0' d. h. mehr als das 12-fache der prozentualen Gesamtspannungsänderung (von 20/0)'Die Rechnung zeigt somit, dass in absolutem Masse theoretisch vollkommen, praktisch nahezu in voller Grösse die auftretende Spannungsänderung am Variationswiderstande, obgleich derselbe nur einen kleinen Teil des Gesamtwiderstandes bildet (z.
B. 100 Ohm gegenüber 1122 Ohm) auftreten, prozentual jedoch mit einer nahezu im Verhältnis des Gesamtwiderstandes zum Variationswiderstande gesteigerten Empfindlichkeit. Hiedurch kann man auch Voltmeter, Relais und elektro-
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schalter, Regulierwiderstände usw. -Messgeräte) auch schon in einfacher Parallelschaltung, d. h. Abzweigung zu Variationswiderständen mit einer erheblich höheren Empfindlichkeit und Genauigkeit als sonst möglich ist, betreiben.
Wie das Beispiel zeigte, ist dieser Vorteil um so grösser, je kleiner der Variationswiderstand im Verhältnis zum Vorschaltwiderstando bemessen ist ; also der obige Variationswiderstand von z. B. 100 Ohm und 10-30 Volt Reguliergebiet wirkt bei höherer Betriebs-
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wählt auch den Variationswiderstand für ein kleineres Reguliergebiet z. D. 3=10 Volt für derartig kleine Betriebsspannungen. Ein solcher Widerstand für 3-10 Volt aber in einem 140 Voltnetz würde, wenn er normal bei 440 Volt 4#4 Volt Spannung absorbiert, bei
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Spannungsvariation an seinen Enden aufweisen. Charakteristisch für eine derartige Anwendung der Variationswiderstände ist also, dass sie nur einen kleinen Bruchteil dos Gesamtwiderstandes bilden sollen.
Der grösste Teil wird durch einen konstanten oder Verbrauchswiderstand (z. B. 1122 Olun) dargestellt und an diesem Vorschaltwiderstande herrscht, wie ersichtlich, trotz des Auftretens äusserer Spannungsschwankungen (210-230 Volt) doch
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Die Fig. 1 zeigt eine Kurve derartiger Variationswiderstände, wobei die Abszisse den Strom I, die Ordinate die Spannung @ E an den Enden desselben darstellt. Dem Beispiel
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tattnndet wie sonst bei anderen mässig konstanten Widerständen. Die ausserhalb des Reguliergebiets liegenden Spannungen werden meistens nicht verwendet. Das Vorhatten ändert sich etwas, wenn ein konstanter Widerstand an den Variationswiderstaud angeschlossen wird, z. B. ein Relais, Elektromagnet u. dgl. Es ergibt sieb dann die in Fig. dargestellte Kurve, indem der Strom bei zunehmender Spannung um den Wert dos Neben- scbhtssstromos steigt. Ist dieser z.
B. für den erwähnten Fall 1500 Ohm, so würde bei 30 Volt Spannung 0#02 Amp. durch den Nebenschluss fliessen und bei 10 Volt 0#0066 Amp.
Dies Beispiel ist in Fig. 2 dargestellt, indem die geneigte punktierte gerade Linie den Strom im Nebenschluss, die gestrichelte Kurve den Stom im Variatipuswiderstande und die ausgewogene Kurve die beiden Ströme zusammen, wie sie im gemeinschaftlichen Vorschaltwiderstande auftreten, zeigt.
Wie ersichtlich nimmt der Strom mit steigender Spannung innerhalb des Reguliergebietes (10-30 Volt) zu und die Empfindlichkeit ist etwas ver-
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lastung und Zerstörung der Variatiollswiderstände zu erhalten, kann man zweckmässig auch die in Fig. 4 dargestellte Erscheinung benutzen, die auf der Hintereinanderschaltung von zwei oder mehreren Variationswiderständen von geringer Verschiedenheit ihrer Wärmekapazität und Grössenverhältnisse beruht. Schaltet man z.
B. einen Variationswiderstand für 0 18 Amp., dessen Reguliergebiet zwischen 3 und 10 Volt liegt (Intervall a-b der Spannungskurve Fig. 4) hintereinander mit einem zweiten Variationswiderstand, der bei zirka 0'2 Amp. Stromstärke entsprechend seiner Grösse, Länge usw. ein Reguliergebiet von 10-40 Volt
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lediglich der erstere kleinere Widerstand als Puffer wirken und bei der genauen Strom- stärke von 0-18 Amp. diese Spannungsschwankung um 3 Volt fast vollkommen aufnehmen und auf einem parallel an ihn angeschlossenen Apparat wirken lassen. Erst wenn die Spannungsschwankung grösser ist, die Spannung z. B. um 20 Volt steigt, so wirkt nunmehr der zweite grössere Variationswiderstand b-c, indem er nunmehr, da die Stromstärke etwas steigt, zirka 0#2 Amp. ebenfalls in Glut gerät.
Innerhalb der normalen Regnliergrenzen ist also nur der kleinere für die Anzeigevorrichtung benutzte Variationswiderstand glühend, während der zweite sich nur wenig erhitzt ; bei den gewöhnlich nicht zur Anzeige zu bringenden grösseren Unregelmässigkeiten aber nimmt alsdann der zweite Widerstand durch seine spätere Widerstandserhöhung die Schwankung auf und wirkt damit schützend, indem er eine übergrosse Stromsteigerung verhütet.
Die einfache Nebenschlussschaltung, für welche die vorher erwähnte ParaHel-oder Hintereinanderschaltung von konstanten oder Variationswiderständen bestimmter Kapazität angewendet werden können, ist schematisch in Fig. 5 dargestellt. Hierin ist zwischen die Pole ein Variationswiderstand 1 oder eine vorher erläuterte Kombination solcher mit einem Vorschaltwiderstand 2 in Serie geschaltet ; im Nebenschluss zu 1 liegt ein Relais oder dgl. 3 und bei Über-oder Unterschreiten bestimmter. Grenzen, z. H. bei Änderung der Betriebs-
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anwenden. Wie erwähnt herrscht an einem konstanten Widerstande, der dem Variationswiderstande vorgeschaltet ist, innerhalb des Reguliergebiets eine fast genau konstante Spannung.
Eine Differentialmethode, die auf dem Vergleich dieser konstanten mit der wechselnden Variatorspannung beruht, kann auch als eine neue Art einer Kompensation- methode bezeichnet werden ; denn wie beim Kompensator das Normalelement wirkt hier
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diesen gleich gross, sonst im bestimmten Verhältnis zueinander stehenden konstanten Vergleichswiderstände, das Relais und eine Signalvorrichtung 6 liegt in der Brücke und 2 ist der regulierbar gemachte Vorschaltwiderstand, der den weitaus grössten Teil der Spannung
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ausserordentlich stark, da an ihm fast die volle Grösse des Fehlers, z. B. 10 Volt wirksam auftritt.
Man erhält also durch eine solche Differentialschaltung die direkte Anzeige des @ Spannungsfehlers in absolutem Masse, u. zw. mit um so grösserer Empfindlichkeit je grösser der Widerstand der Brücke 6 ist, wie die Berechnung der Stromverzweigung ohne weiteres zeigt. In der Anordnung der Fig. 6 ist direkt die Betriebsspannung also ohne Hilfsstrom-
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Lage, an der Stärke der Alamierung die Fehlergrösse zu erkennen.
Statt dessen kann auch selbstverständlich die Signalisiorung selbst mitteist eines in der Brücke liegenden Relais erfolgen, indem dies wie in Fig. 5 einen gesonderten Stromkreis mit Batterie, Signalvorrichtungen oder sonstigen Apparaten oder Schaltern betätigt, wobei alsdann unterschieden werden kann, ob es sich um zu hohe oder zu niedrige Spannung oder dgl. handelt.
Bei gleichzeitiger Benutzung der Differentialschaltung zur Kontrolle sowohl der Spannung wie auch der Isolation des Stromkreises kann man die Anordnung nach Fig. 7 ergänzen, in welcher 4 die in der Brücke liegende Relais Vorrichtung 5 ein für die Funktion nicht weiter wesentlicher Schutzwiderstand, 7 und 8 die Vergleichswiderstände, 3 und (j die Variationswiderstände der entgegengesetzten Brückenzweige, 1 und 2 die Hälften des am besten symmetrisch auf die beiden Hälften des Stromkreises verteilten Vorschaltwiderstandes darstellen. 1 und 2 in Fig. 7 entsprechen also dem einfachen Vorschaltwiderstand 2 in Fig. 6.
Statt der symmetrischen Brücken-oder Differentialschaltung ist in Fig. 8 eine #gestörte" oder unsymmetrische Brücke dargestellt, in welcher 1 und 5 die Variations- widerstände und 6 und 7 nunmehr zwei Brücken an Stelle der sonst einfachen Brücke
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zwischen a und b liegt ein kleider Widerstand 8, welcher gleichsam zum Anlauf"bzw. zur Anfangerregung dient. Die Wirkung ist durch die Strompfeile angedeutet. Das Potential a ist z. B. hei normaler Spannung um 2 Volt dauernd höher als c, das Potential von b um ebensoviel tiefer als c.
Die E ! ektromagnete ss und 7 erhalten also einen schwachen Strom, der schon in normalem Zustande herrscht und die Trägheitswirkung u. dgl. dieser \'orrichtung überwindet, also eine Art Anlaufsmoment zwecks leichteren Angehens, also höherer Empfindlichkeit. Steigt die Spannung nunmehr auch nur um z. B. 1/4 Volt, so würde man schon, da die Totlage bereits überwunden ist, eine Betätigung der Alarmvorrichtung 6 und eine Zunahme der Spannung hieran z. B. von 2 auf : !. 1/4 Volt erhalten, während 7 nicht signalisiert, weil seine Spannung um 1/4 Volt (auf 3/4 Volt) sinkt, denn das Potential an b ist um · Voit gestiegen, also entgegengesetzt dem Anfangspotentialgefälle zwischen c und b.
Umgekehrt würde bei Sinken der Spannung 7 alarmieren und 6 in Ruhe bleiben, da alsdann das Gefälle in 7 unterstützt, in 6 verringert wird.
Innerhalb bestimmter genügend grosser Grenzen wirkt also eine derartige unsymmetrische oder doppelte Brücke als ein Mittel, um mit beliebig weit zu treibender Empfindlichkeit und Genauigkeit und Überwindung aller sonst bei grösseren Apparaten, elektrornagnetischpl1 Relais, Motoren usw. bei der Bewegung aus der Ruhelage entgegenstehenden Trägheitsmomenten die Anzeige-, Schalt-, Mess- und Reguliereinrichtung zu betätigen. Von den zahlreichen Anwendungsarten der Kombination konstanter und Variationswiderstände sei
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die der Einfachheit halber je eine Glühlampe sein können, in den Kreis der Prüfdrähte S und ! 0 eingeschaltet. In der Station enthalten diese Prüfungsdrähte. {und und 9 je einen Variations widerstand 3 bzw. 6 und weiterhin einen Vorschaltwiderstand 1 b/\v. .
Die Mitte ist durch den Schutzwiderstand 5 geerdet (bei Dreileiter auch neutraler Pol). In gleicher Weise sind die übrigen Prüfdrähte ausgerüstet, indem in jedem je ein Variations-
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dem früher Erläuterten derart, dass die Relais in Funktion geraten, sobald die Spannung an den betreffenden Speisepunkten ein bestimmtes Mass über-hxw. unterschreitet. Sie dienen also als Einzelspannungskontrolle, das Mitte) der an einem gemeinschaftlichen Apparat zusammengeschalteten Relaisspannungen signalisiert die Grösse der mittleren Spannung. Ferner wird jeder Isolationsfehler sowohl zwischen Prüfdraht und Erde, wie
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Spannung an ihm sinkt, signalisieren.
Es geschieht dies auch bei Unterbrechungen des l'rilfdrahtes infolge einer Störung und vor allem auch, wenn infolge einer Kabelverletzung oder durch Eindringen von Feuchtigkeit usw. an den Kabelseelen, deren Prüfdrähte im verteilungsnetz rayonweise mit den l'rüfdrähten der zugehörigen Speiseleitung verbunden sind. der Prüfdraht direkt Kontakt macht oder nur noch einen geringen Isolationswiderstand gegenüber der Kabelseile gleicher Polarität erhält ; denn alsdann wird der Vorschalt-
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So werden alle Arten von netzfehlern selbsttätig signalisiert und ihrer Lage nach infolge von der distriktwoison prüfdrahtverbindung - angezeigt. Grössere Spannungsdifforonzen zwischen Prüfdraht und zugehöriger Kabelseele sind dabei vermieden und ohne dass die Stromstärke in den Prafleitungen sich ändert, da die Variatoreu diese Schwankungen aufnehmen, werden an Relais alle Unregelmässigkeiten mit grosser Empfindlichkeit zur Anzeige gebracht.
Analog den früheren Figuren ässt sich ohne weiteres statt der N eben schluss- methode die Differenzialschaltung, u. zw. am besten nach Art der Wheatstonoschon Brücke anwenden, indem in jeden Prüfdraht am Anfang (am Spoisopunkt) der erwähnte Widerstand am Ende aber (in der Station) zwei Variations-und zwei konstante Widerstände in entgegengesetzten Zweigen, ferner ein Relais in der Brücke, sowie der mehrfach erwähnte Vorschaltwiderstand vor dem anderen Pole eingeschaltet werden.
Aus allen diesen Darlegungen geht hervor, dass durch die Anwendung von Variationswiderständen, bestehend aus Metall, besonders Eisen mit so-hohem Temperaturkoeffizienten, dass innerhalb bestimmter"Reguliergebiete"der Strom fast absolut konstant gehalten wird, indem sie nur einen kleinen Teil der Betriebsspannung absorbieren, eine um ein Vielfaches gegenüber den bisherigen Methoden gesteigerte Empfindlichkeit, infolge der Selbstverlinderung des Variationswiderstandes, sowohl zur Anzeige von Spannuags-wie auch von Stromschwankungen und Erdschlüssen usw. erreicht wird.
Diese Vorrichtungen können mit grosser Genauigkeit und Kraftwirkung auch andere Apparate betätigen, wobei durch Anwendung der Differentialschaltung, die dem Charakter nach der Kompensationsmethode ähnelt, diese Variationswidorstände nahezu in vollem Masse zur Anzeige und zur Betätigung beliebiger Vorrichtungen benutzt werden können. Die Eigenschaft dieser Variationswiderstände, dass sie entsprechend ihrer Wärmekapazität eine gewisse Zeitdauer für ihre. Funktion erfordern, kann zur Dämpfung benutzt werden bzw. es kann die Anzeige lediglich momentaner und belangloser
Spannungs- und Isolationsfehler hiedurch verhütet werden. Man hat auch den Vorteil, dass durch diese Nebenschluss- oder Differentialmethode nur relativ kleine Spannungen an den
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beschriebenenMethodeliegt.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Elektrische Mess-, Signal-, Schalt- und Reguliereinrichtung, gekennzeichnet durch die Einschaltung elektrischer Metallwiderstände von hohem Temperaturkoeffizienten (Variations-
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hindurchfliessenden Strom konstant erhalten, während nur ein relativ kleiner Bruchteil der Betriebsspannung an ihnen bzw. an den in Nebenschluss- oder Differential- oder Brücken-
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dass Spannungsschwankungen sowohl dem Charakter als auch der Grösse nach in ihrer vollen Grösse an den Enden der Variationswiderstände auftreten.