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Vorrichtung zum Gleichlichten von hoch-und niederfrequenten Wechselströmen.
Um technischen Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln, wurden bereits Glimmlichtgleich- richter mit Alkalikathode in Edelgas benutzt. Sie besitzen jedoch einen geringen Wirkungsgrad, weil sie zirka 100 Volt der umzuformenden Spannung in sich selbst als Spannungsabfall verbrauchen. Ander-
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geringfügig.
Eine Gleichrichtung mit hohem Wirkungsgrad wird erst ermöglicht durch Erzeugung eines Glimmbogens im Edelgas, d. i. durch eine Gasentladung, die an der Kathode einen scharfen glühenden Lichtbogenansatzpunkt und an der Anode eine breite nicht glühende Glimmlichtansatzfläche zeigt. Diese Art der Gasentladung wird hervorgerufen durch Wahl einer Alkalikathode oder allgemeiner einer Kathode aus möglichst elektropositiver Substanz (z. B. Kalium oder eine Legierung davon) und einer möglichst elektronegativen Substanz (siehe das periodische System der Elemente) als Anode, z. B. Kupfer oder Konstantan. Dabei ist es nötig, dass der Druck des Edelgases unter 20 mm Quecksilbersäule gewählt wird. Ferner ist die Spannung so einzuregulieren, dass der Glimmbogen zwischen beiden Elektroden entsteht.
Dabei herrscht je nach der Gasart, dem Material der Elektroden und dem Druck des Gases eine Spannungsdifferenz von 12-15 Volt an den Enden des Glimmbogens ; beispielsweise beträgt die geeignete Spannung etwa 15 Volt, wenn man als Substanz für die Anode Konstantan oder Kupfer, als Kathodensubstanz metallisches Kalium oder eine Legierung wählt und die Röhre mit Argon von 1 mm Druck der Quecksilbersäule füllt.
Eine Röhre aus normalem Glas kann für eine Stromstärke von 0-1-5 Ampere hergestellt werden, darüber hinaus sind zweckmässig Quarzröhren, Metallröhren u. dgl. zu wählen, die Stromstärken bis zu 100 Ampere gleichrichten.
Um nun Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln, ist nur erforderlich, in den Wechselstromkreis (bei nicht geeigneter Spannung natürlich unter Benutzung eines Transformators) sowohl den Gleichstromverbraucher als auch die Edelgasröhre in Serie miteinander einzuschalten und die Röhre in der beschriebenen Weise zu betreiben.
Auf der Zeichnung ist in Fig. 1 eine Röhre R beispielsweise in Reihe mit einer aufzuladenden Akkumulatorenbatterie A, B geschaltet, um den Ladestrom für letztere aus dem von der Wechselstromquelle TE gelieferten Wechselstrom zu entnehmen. Der Strom fliesst in der Pfeilriehtung. Die Anode der Röhre ist mit A, die Kathode mit K bezeichnet. Letztere ist als Napf ausgebildet, der z. B. Kalium oder ein anderes Alkalimetall enthält. Die vorerwähnte Argonröhre würde bei einer Wechselspannung von 110 Volt eine Akkumulatorenbatterie von etwa 90 Volt Ladespannung mit zirka 5 Ampere laden.
Fig. 2 zeigt eine Anordnung zu demselben Zweck bei zweiphasigem Wechselstrom. Die Röhre besitzt hier zwei Anoden und eine Kathode. Bei dreiphasigem Wechselstrom würde die Röhre drei Anoden erhalten.
Besondere Sorgfalt ist darauf zu verwenden, dass nicht eine Glimmentladung in entgegengesetzter Richtung auftritt (die Röhre "umschlägt"), was besonders bei höherer Wechselspannung des Kreises (zirka 300 Volt) vorkommen kann. Ein Mittel hiegegen besteht darin, dass man der Kathode eine möglichst grosse Oberfläche, dagegen der Anode eine möglichst kleine Oberfläche gibt. Bei sehr hohen Spannungen ist zweckmässiger eine Serienschaltung von Zellen zu wählen, um mit Sicherheit das Umschlagen zu verhüten. Ferner ist es zweckmässig, die Anode aus einem die Wärme gut leitenden Material (z. B. Kupfer)
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enthält, ein in Edelgas zwischen einer Kathode, aus elektropositiver Substanz (z. B. einem Alkalimetall) und einer Anode- aus elektnmegativer Substanz (z. B.
Konstantan, Kupfer, Eisen usw. ) übergehender Glimmbogen von'nur etwa 12-15 Volt Spannung eingeschaltet ist.