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Einrichtung zur Erzeugung grosser Energieänderungen in Abhängigkeit von kleineren Energieänderungen.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung grosser Änderungen einer Energie in Abhängigkeit von kleineren Energieänderungen, bei der die grossen Energieänderungen in gewissem Grade proportional den kleineren Energieänderungen erfolgen Man kann eine derartige Anordnung als quantitatives Relais bezeichnen, im Gegensatz zu den Gewöhnlichen Relais. bie denen die durch primäre Energieänderungen ausgelösten sekundären Energieänderungen in keinem bestimmten Verhältnis zueinander stehen.
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Gemäss der Erfindung wird zur Erzeugung der grossen Energieänderungen ein sogenannter Glimmstrom benutzt, dessen Stärke durch ein magnetisches Feld beeinflusst wird, das durch kleinere primäre Energieänderungen geändert wird. l'miter Glimmstrom versteht man bekanntlich des Strom in einem Gase. hei dem das Material
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Hin Lichtbogen entsteht vielmehr erst dann, wenn das Material der Kathode durch den Strom verdampft wird.
Kine ständige Hegteiterscheinung des Glimmstromes sind die Kathodenstrahten. Die Kathodenstrahlen sind die Triiger eines gewissen bruchteils des Glimmstromes und stellen den in seiner Lage und Richtung magnetisch oder elektrisch am leichtesten beeinflussbaren Teil des
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ein magnetisches Feld beeinflusst.
Eine besonders einfache Einrichtung dieser Art ist in Fig. 1 dargestellt. Hier bedeutet eine allseitig geschlossene Glasröhre, in der sich ein stark verdünntes Gas befindet, b bedentet die Kathode, c die Stromquelle, d die Anode, e die Verbindungsleitung zwischen der Elektrode
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Es hat sich nun gezeigt, dass die Empfindlichkeit dieser Anordnung sehr verschieden ist, je nach der Stärke des magnetischen Feldes, unter dessen Einfluss die Kathodenstrahlen stehen oder, was dasselbe ist, je nach der Form, welche die Kathodenstrahlen in der Röhre annehmen. Es lassen sich sogar, wenn man der Reihe nach Felder verschiedener allmählich gesteigerter Intensität verwendet, Bereiche verschiedener Empfindlichkeit herausfinden. Um daher eine möglichst günstige Empfindlichkeit zu erzielen, ist es zweckmässig, ausser der Spule f, die von dem primären Strom durchflossen wird, noch eine Hilfsspule koachsial zu der Spule f anzubringen, die von einer Hilfsstromquelle gespeist wird.
Der Strom in der Hilfsspule wird nun, beispielsweise durch einen Vorschaltwiderstand, so geregelt, dass man eine möglichst günstige Empfindlichkeit des Apparates bekommt.
In Fig. 2 ist eine derartige Anordnung dargestellt. Zu den aus Fig. 1 bekannten Elementen kommen als neue Elemente noch hinzu die Hilfsspule g, die Stromquelle in und ein regelbarer Widerstand n. Wenn man durch Verschieben des regelbaren Widerstandes den Strom in der Hilfsspule verändert, so findet man, dass zwischen dem magnetischen Feld der Hilfsspule, das durch die Anzahl der Ampèrewindungen für das Zentimeter Spulenlänge bestimmt ist, und dem Giimmstrom in der Röhre eine Beziehung besteht, die durch die Kurve in Fig. 3 veranschaulicht ist. Man sieht aus dieser Kurve, dass die Gtimmstromstärke i sehr klein ist, solange die Zahl der
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sehr langsam, dann aber zwischen den Punkten x1 und x2 sehr schnell und dann hinter dem Punkt X2 wieder langsam.
Der sehr schnell ansteigende Teil der Kurve stellt das Gebiet der günstigsten Empfindlichkeit der Röhre dar. Stellt man die'Röhre durch Einregeln der Hitsspule auf diese Empfindlichkeit ein, so entsprechen kleinen Energieänderungen in dem primären
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Betrachten der Fig. 3 ohneweiters einleuchtet.
Den bisher beschiebenen Einrichtungen haltet noch der Mangel an, dass ihre Wirkung etwas beeinträchtigt wird durch die Trägheit der Vorgänge an der Anode. Dieser Mangel macht sich besonders dann geltend. wenn es sich um periodische Energieänderungen von sehr hoher Frequenz handelt.
Dies kann nun dadurch vermieden werden, dass man den von der sekundären Stromquelle c gelieferten Strom am negativen Pol in zwei Teile teilt, die zu zwei Kathoden führen, wie
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zusammengehörigen Spulen auf der einen Seite sich addieren, während sie sich auf der anderen Seite subtrahieren, so dass also einer Schwächung des Feldes auf der einen Seite eine Verstärkung
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von der einen Kathode auf die andere Kathode vollzieht sich bei dieser Anordnung mit ausserordentlicher Schnelligkeit, so dass diese Anordnung zur Übertragung von Hochfrequenzströmen in ganz hervorragendem Masse geeignet ist.
Der Empfangsapparat ist bei dieser Anordnung nicht direkt in den sekundären Stromkreis geschaltet. sondern es liegen in dem sekundären Stromkreis zwei Transformatorspulen h1 und h2, die eine Sekundärspule t beeinflussen, in deren Stromkreis der Empfangsapparat s liegt.
Um Energieverluste zu vermeiden und die Anode ganz in den Bereich der stark ionisierten, die Kathode umgebenden Gase zu bringen, so dass überhaupt keine mit merklicher Trägheit behafteten Teile des Glimmstromes entstehen können, wird die Anode zweckmässig derart ausgebildet, dass sie die Kathode rohrartig umgibt, wie in den Fig. 5, 5a, 5b und 6 dargestellt ist. Die Anode besteht bei diesen Anordnungen am einfachsten aus einem Metallbelag auf der Innenseite
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Anoden ill, d2. die Verbindungsleitung o zwischen den Röhren dient dazu, den Gasdruck in den Röhren auszugleichen. Um eine dämpfende Wirkung besonders bei Hoch requenzstömen zu vermeiden, wird die Anode geschlitzt, wie Fig. 5b und 6 zeigen.
Selbstverständlich kann die Anordnung auch umgekehrt getroffen werden, derart, dass die Kathode die Anode koachsial
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umgibt, was ohneweiters verständlich ist und am einfachsten dadurch erreicht wird, dass man an die bisherige Kathode den positiven und an die Anode den negativen Pol anschliesst.
Da es von Vorteil ist, die Stromstärke in der Röhre möglichst gross zu machen und dadurch grosse Änderungen in der Stärke des Glimmstromes zu erzielen, so kann man zu diesem Zweck die Kathodenoberfläche vergrössern, indem man sie beispielsweise sternförmig macht, wie Fig. 6 zeigt.
Fig. 7 zeigt eine Einrichtung, bei welcher der Empfangsapparat 8 parallel zu dem sekundären Hochapannungsatromkreia liegt. al und a2 sind zwei Röhren, ähnlich wie in Fig. 5a. An die röhrenförmigen Anoden dl und ist zunächst eine Drosselspule us'eine Batterie c und ein Widerstand v geschaltet. Die Leitungen el, e gehen über Drosselspulen u"u. zu den Kathoden bl, b2. Parallel zu diesem Stromkreis liegt, unter Zwisohensohaltung von Kondensatoren , M der Empfangsapparat, s, der z. B. aus einem auf Wechselstrom ansprechenden Telephon besteht.
Durch die symmetrische Anordnung der Apparate werden Schwankungen in der Stromquelle e nicht auf den Empfangsappart übertragen, da sie durch die Drosselspulen zurückgehalten werden. Ausserdem wird durch die Parallelschaltung der beiden Glimmstromröhren bewirkt, dass Änderungen in der Betriebsspannung in beiden Röhren gleichzeitig und in gleicher Stärke erfolgen, wodurch ebenfalls Stromschwankungen in dem Empfangsapparat ausgeschlossen werden. Man kann deshalb statt der Batterie c eine Dynamomaschine als primäre Stromquelle benutzen.
Eine Anwendungsform der Erfindung auf drahtlose Telegraphie it in Fig. 8 schematisch dargestellt. Eine Antenne z ist über eine Drosselspule y an Erde gelegt. Die Stromschwankungen in der Drosselspule y werden von der Spule q aufgenommen und in die Spule/geschickt, die um die Röhre a mit der Kathode b gelegt ist. In dem sekundären Stromkreis liegt ein Detektor C, der den primären Stromänderungen entsprechend verstärkte Stromschwankungen wiedergibt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Erzeugung grosser Energieänderungen in Abhängigkeit von kleineren Energieänderungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Energie eines Glimmstromes unmittelbar durch die Energieänderung eines von der primären Energiequelle beeinflussten magnetischen Feldes, in dem der Glimmstrom verläuft, geändert wird.