AT58725B - Apparat zur Messung der Stärke von magnetischen Feldern und elektrischen Strömen. - Google Patents

Description

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  Apparat zur Messung der Stärke von magnetischen Feldern und elektrischen Strömen. 



   Der nachfolgend beschriebene Apparat, welcher zur Messung von Feldstärken und Strömen dient, aber auch mit zusätzlichen Einrichtungen versehen werden kann, um bei Eintritt einer bestimmten Stromstärke einen Maximalschalter zu betätigen oder   Elektrizitätszähler   einzuschalten, beruht auf einem neuen, bisher in der Elektrotechnik nicht verwendeten Prinzip, dass in einem magnetischen Felde auf einen flüssigen Leiter, welcher von einem Strome durchflossen ist, eine Kraft ausgeübt und dadurch eine Druckdifferenz in dem flüssigen Leiter quer zur Feld- 
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 schiedene Ausführungsformen und Anwendungen des Apparates dar. 



   In der Fig. 1 bedeutet P ein   Plättchen   aus einem nichtleitenden Material, welches nur eine Dicke von wenigen Millimetern zu haben braucht und mit zwei sich kreuzenden Bohrungen A B und C D versehen ist. In die Bohrung A B sind von beiden Seiten Leitungsdrähte eingeführt. welche genau in die Bohrung passen und bis zur Kreuzungsstelle 0 der Bohrungen reichen, doch dürfen sie sich daselbst nicht berühren. In die Bohrung C D sind auf beiden Seiten kleine   Röhrchen   
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   meiden.   dass die Enden der in die Bohrung   A   B eingeführten Drähte vom Quecksilber angegriffen und dadurch dieses verunreinigt werde. können diese Enden vernickelt sein oder aus Platin bestehen. Die oberen Enden der Manometerröhren   Mi, M2   können durch einen Kautschukschlauch verbunden sein.

   Die in die Bohrung A B eingeführten Drähte sind mit   Zuleitungen LI, L2 ver-   bunden, in welche gemäss der Fig. 1 noch ein Kommutator K eingeschaltet ist. Bringt man das Plättchen P in ein magnetisches Feld, z. B. in den Luftschlitz einer elektrischen   Gleichstrom   maschine, so steht das Quecksilber in den Manometerröhren gleich hoch. solange durch die Drähte in der Bohrung A B kein Strom fliesst. Schickt man aber durch die Drähte einen Gleichstrom. so durchsetzt derselbe an der Kreuzungsstelle 0 das Quecksilber in der Bohrung C D ; durch die Wirkung des Feldes entsteht in Richtung der Bohrung C D ein Druck, welcher der Stromstärke und Feldstärke genau proportional ist und an den Manometerröhren beobachtet werden kann. zu welchem Zwecke auch eine Skala dient.

   Kommutiert man den Strom in der Bohrung   4   B. 
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   (Thmmerplatten   zu befestigen, damit der Apparat bequem in den Luftschlitz zwischen dem Anker und den Magnetpolen eingeschoben werden kann. Der Vorteil des Apparates gegenüber anderen   bekannten Apparaten besteht dann.   dass die Feldstärke an einer punktförmigen Stelle gemessen werden kann, denn die Angaben des Apparates hängen nur von der   Stromstärke   und von der Feldstärke an der Kreuzungsstelle O der beiden Bohrungen des   Plättchens   ab. 



   Um zu vermeiden, dass die Ablesung an zwei   Manometerröhren   gemacht werden muss. kann man in analoger Weise wie beim Birnbrometer das eine Rohr M2 durch ein birnförmiges 
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   l'm   den Apparat   empfindlicher   zu machen, kann man die   Ausführungsform   gemäss der Fig. 3   wählen.   Das Manometerrohr Mi ist im unteren Teile weiter als im oberen Teile. Im unteren Teile    at enetw a bis   zur Hälfte mit Quecksilber gefüllt, ober welchem sich bis in das enge Rohr reichend eine   spezifisch leichtere Flüssigkeit,   z. B. gefärbter Alkohol oder Paraffinöl, befindet. Das Manometerrohr M2 kann ebenso beschaffen sein oder. wie in der Figur gezeichnet ist. einfach aus einem weiten Rohre bestehen.

   Wird in dem Plättehen P durch Wirkung eines Magnetfeldes auf den durchgehenden Strom ein bestimmter Druck erzeugt, so bewirkt derselbe in einem Apparate gemäss Fig. 3 ein viel   grösseres   Steigen der Flüssigkeit im Manometerrohr   M 1   als wenn dieses Rohr nur mit Quecksilber allein   gefüllt wäre. Mit einem derartigen   Apparate kann man auch Feldstärken messen, denen nur einige hundert Kraftlinien pro Quadratzentimeter entsprechen.

   Wenn der Apparat   gemäss   Fig. 3 so   abgeändert wird.   dass auch das rechte Manometer-   rohr M, im   oberen Teile schmäler ist und mit einer spezifisch leichten Flüssigkeit gefüllt ist.   su bewirkt   der Im Plättchen P erzeugte Druck, dass in   einem Manometerrohr   das Flüssigkeits- 

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     Dpr   Apparat kann auch zur Messung der Stärke von Wechaelfeldern benutzt werden. Hat der das Wechselfeld erzeugende Strom die Stärke von einigen Ampères, ao kann man ihn un-   mittelbar   durch das Plättchen P senden, welches in das magnetische Feld einzuschieben ist. 
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 Strom von proportionaler Stärke durch das Plättchen senden. Dies wird gemäss der Fig. 4 durch Anwendung eines Stromtransformators T erreicht. In die primäre Wicklung desselben ist der das Feld erzeugende Strom eingeschaltet. die sekundäre Wicklung ist mit einem Regulierwiderstande r. den Stromleitungen zum   Plättchen   P und einem Strommesser verbunden. Während der Messung der Feldstärke ist der durch   daR Plättchen fliessende Wechselstrom   auf eine bestimmte Stärke   @   einzuregulieren. 



   Die Fig.   a   stellt die Anwendung des Apparates als Strommesser für Gleichstrom dar. Das   Plättchen   P ist zwischen den Polen eines permanenten   hufeisenförmigen   Magneten E angeordnet. der im Schnitt gezeichnet ist. Durch das   Plättchen   wird der zu messende Gleichstrom t gesendet. 



  Da die Feldstärke konstant ist. so ist der erzeugte Druck genau proportional der Stromstärke 1. Zur Erhöhung   der Empfindlichkeit könnte   das Manometer von der Art wie das in der Fig 3 gezeichnete sein. Anstatt eines permanenten Magneten E kann man auch emen Elektromagneten verwenden und diesen durch denselben Strom erregen, den man durch das Plättchen sendet. Auf diese Art erhält man. wenn man den Kern des Magneten lamelliert. einen Strommesser. der   auch   für Messung der Stärke von Wechselstrom geeignet ist. 



   Die Fig. 6 und 7 stellen einen Apparat dar. der auf gleichem Prinzipe beruht wie die besprochenen Ausführungsformen und zur Messung von Stromstärken verwendbar ist. Zum Unterschiede von dem   Apparate gemäss   der Fig.   5 wird   aber das magnetische Feld nicht durch einen   Magneten E, sondern durch eine Spule N erzeugt; der Strom fliesst auch nicht durch ein Plättchen P, sondern durch eine Rinne oder ein Gefäss fr. welches mit Quecksilber gefüllt ist   
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 silber gefüllte Gefäss G eingeschaltet : die Stromzuleitung erfolgt durch zwei in das Gefäss eintauchende vernickelte Kupferplatten. Das Gefäss kann durch eine Bohrung in der   grundplatte des   
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   Die Fig. 8 stellt eine Einrichtung zur Kontrolle des Maximalstromes dar. der   m   einer elektrischen Anlage verbraucht wird Zu diesem Zwecke ist ein Strommesser von der Art. wie er 
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 der Magnet   E   ein vom Strome erregter Elektromagnet sei. In dem einen   Manometerrohr   befindet sich ein    Schwimmer H. enn   der Nutzstrom eine bestimmte Stärke erreicht, beginnt   der Schwimmer   einen Zeiger Z zu verstellen, welcher infolge Reibung in der Endstellung stehen 
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 auch abweichend von der Fig. 8 in   Nebenschluss geschaltet   sein oder durch einen permanenten ersetzt werden. 



   Die Fig. 9 stellt die Anwendung des Apparates als Zeltrelaisschalter dar. Das Manometer ist wie in der Fig. 8 eingerichtet. Wenn der Schwimmer H eine gewisse Höhe erreicht, schliesst er den Schalter F für den Relalsstromkreis. Um den Apparat für verschiedene maximale Stromstärken einzustellen, braucht man nur den Abstand des Schalters F vom Schwimmer H zu ändern. 



  Durch passende Bemessung des Manometerrohres kann erreicht werden, dass das Relais nicht sofort nach Eintritt des festgesetzten   Höchstwertes   des Stromes, sondern erst nach einer gewissen 
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   Der Apparat kann noch in mannigfacher Art abgeändert werden. Wenn man in einem Apparate gemäss Fig. 5 als Magneten E einen Elektromagneten benutzt, der eine   dünndrahtige.   in Nebenschluss zu einer elektrischen Anlage geschaltete Wicklung hat und den Nutzstrom durch das Plättchen P sendet, so wirkt der Apparat als Leistungsmesser. Der Apparat gemäss Fig. 9 könnte so abgeändert werden, dass durch den Schwimmer H der Nebenschlusskreis eines   Elektrizitätszählers   geschlossen wird ; dadurch wäre erreicht, dass der Verbrauch an elektrischer Energie erst registriert wird, wenn die Stärke des Stromes einen festgesetzten Höchstwert übersteigt.

   Endlich liessen sich noch Elektrizitätsmesser konstruieren, indem man die Wirkung des magnetischen Feldes auf den Strom im Quecksilber nicht zum Heben einer Quecksilbersäule in einem   Manometer ; sondern   zur Erzeugung einer kontinuierlichen Strömung benutzen würde. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Apparat zur Messung der Stärke von magnetischen Feldern oder elektrischen Strömen, dadurch gekennzeichnet, dass in eine Stromleitung an einer Stelle ein flüssiger Leiter eingeschaltet ist, welcher sich im Bereiche eines magnetischen Feldes befindet, so dass durch die Wirkung des magnetischen Feldes eine Druckdifferenz im flüssigen Leiter erzeugt wird. welche als Mass für die Feldstärke oder Stromstärke dient.

Claims (1)

1. 2. Ausführungsform des Apparates nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Erhöhung der Empfindlichkeit des Apparates zur Messung der Druckdifferenz ein Manometer angeordnet ist, welches mit Quecksilber und einer spezifisch leichteren Flüssigkeit gefüllt ist. wobei das Quecksilber nur bis in den unteren weiteren Teil des Rohres, die leichtere Flüssigkeit bis in den oberen engen Teil des Rohres reicht.

   3. Ausführungsform des Apparates nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der flüssige Leiter innerhalb eines dünnen Plättchens aus nicht. leitendem Material angeordnet ist. welches zwei sich kreuzende Bohrungen enthält, wobei die eine Bohrung mit Quecksilber gefüllt ist und mit zwei Manometerrohren verbunden ist, während in die andere Bohrung von beiden Seiten Strol1lzuleitungen eingeführt sind, die an der Kreuzungsstelle der Bohrungen einen kleinen Abstand haben.

   4. Ausführungsform des Apparates nach Anspruch 1, 2 und 3 als Strommesser für Gleichstrom, dadurch gekennzeichnet, dass der in den Stromkreis eingeschaltete flüssige Leiter zwischen den Polen eines permanenten Hufeisenmagneten angeordnet ist.

   5. Ausführungsform des Apparates nach Anspruch 1, 2 und 3 als Strommesser für Gleichstrom oder Wechselstrom. dadurch gekennzeichnet, dass der flüssige Leiter zwischen den Polen eines Elektromagneten angeordnet ist, der von dem Stromes welcher durch den flüssigen Leitei fliesst, oder von einem in der Phase übereinstimmenden Strome erregt ist.

   6. AusfÜhrungsform des Apparates nach Anspruch 1, 2 und 3 als Strommesser für Gleichstrom oder Wechselstrom, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Feld. welches in dem vom Strome durchflossenen flüssigen Leiter eine Druckdifferenz hervorruft, durch eine Spule oder Windung ohne Eisenkern erzeugt wird. welche von dem durch den flüssigen Leiter fliessenden Strom selbst durchflossen ist.

   7. Ausführungsform des Apparates nach den Ansprüchen 1 bis 6 als Vorrichtung zur Messung EMI3.1 des zur Messung des Druckes dienenden Manometers beim Emporsteigen über eine gewisse Grenze ein sich mit Reibung bewegender Zeiger verstellt wird.

   8. AusfÜhrungsform des Apparates nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Flüssigkeitssäule des zur Messung des Druckes dienenden Manometers beim Emporsteigen über eine gewisse Grenze Kontaktschluss in einem Relaisstromkreis oder anderem Stromkreise bewirkt wird.