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Trägheitsloses Telephonrelais.
Gegenstand der Erfindung ist ein ohne mechanisch bewegte Teile, also trägheitslos arbeitendes Telephonrelais, bei welchem die den Linienströmen proportionalen Schwankungen eines zwischen diesen und den eigentlichen Empfangsströmen angeordneten Verstärkungsstromes, d. h. eines Stromes, der die Schwankungen des zu verstärkenden Stromes in verstärktem Masse weiterleitet, durch Beeinflussung des elektrischen und magnetischen Feldes eines festen glühenden Halbleiters erzeugt werden, der in den Verstärkungsstromkreis eingeschaltet ist. Manche Halbleiter zeigen die Eigentümlichkeit, dass sie für Spa. nnungsänderu. ngen sehr empfindlich sind. So z.
B. scheiterten die anfänglichen Versuche mit dem Nernststift an dessen Uberempfindlichkeit gegen Potentialschwankungen, bis er durch Anordnung eines vorgeschalteten Beruhigungswiderstandes für Beeuchtungs2. wecke brauchbar wurde.
Auf der grossen Empfindlichkeit der meisten Halbleiter gegen Potentialschwankungen beruht nun die Erfindung.
Liegt nämlich das elektrische und magnetische Feld des vom Verstärkungsstrom durchflossenen Halbleiters in einem elektrischen und einem magnetischen Wechselfeld des zu verstärkenden Stromes,
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Relaiswirkung zustande kommt.
Die Zeichnung zeigt eine Ausführungsform des Relais der Erfindung.
Bei der dargestellten Einrichtung befindet sich auf einer Unterlage 1 ein hufeisenförmiger, permanenter Magnet 2, welcher an seinem langen Schenkel 3 befestigt ist, während der kürzere Schenkel 4
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eisenhebel 6, der um die Achse 7 beweglich ist, mehr oder weniger magnetisch kurzgeschlossen werden, wobei die entsprechende Stellung des Hebels 6 durch eine Klemmschraubenmutter 8 festgestellt werden kann. Auf dem längeren Schenkel : 3 des permanenten Magneten 2 ist eine Spule 9 angeordnet, deren Kern 10 hohl und on einem Leitungsdraht 11 des Verstärkungsstromes durchsetzt ist. Auf demselben Gestell 2 ist auch ein Ständer 52 angeordnet, welcher mit dem Ständer 51 durch eine mit einer zentralen Öffnung versehenen Brücke 53 verbunden ist.
Auf dieser Brücke ist eine zweite Brücke 12 angeordnet, welche von einer Schraube 14 durchsetzt wird, die durch eine Gegenmutter 13 gesichert werden kann.
Eine Kleinmschraube 15 dignt zur Befestigung von Stromzuführungsleitungen 39, 40. Der Ständer 52 wird von einer horizontal'angeordneten, gegen den Ständer isolierten Spindel 16 durchsetzt, welche einerseits eine kreisförmige Kondensatorplatte 18 trägt und anderseits mit einer Klemmschraube 20 versehen ist. Die Kondensatorplatte 18 ist dabei mittels eines Griffrädchens 21 kontinuierlich und zwangsläufig verstellbar. Ebenso trägt der Ständer 51 eine horizontal und isoliert angeordnete Spindel 17 mit einer Kondensatorscheibe 19, einer Klemmschraube 22 und einem zum Verstellen dienenden Griffrädchen 23.
Neben dem Ständer 52 ist auf derselben Unterlage 1 ein permanentes Hufeisenmagnet 26 mit zwei gleich langen Schenkeln 27, 28 so angeordnet, dass zwischen den Polen der Schenkel auf dem unterteilten Eisenkern die Primärspule 24 und die Sekundärspule 25 der Empfangskopplung Platz finden.
Ein magnetischer Nebenschluss 29, der um eine Achse 30 drehbar ist, wird durch eine Schraubenmutter 31 festgeklemmt.
Der Verstärkungsstrom wird bei der Klemme 32 zugeführt und fliesst über Leitung 33 und Spule 24 zur Klemmschraube 34 einer mittels eines Gnffrädchens 35 zwangsläufig verstellbaren isolierte. n Spindel 36,
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mit der Schraube 14 gut leitend und fest verbunden ist. Der Magnesiastift 37 befindet sich in der Mitte zwischen den Platten 18 und 19.
Der Draht 11 kann mittels des Griffrädchen 35 ohne Verdrehung gespannt werden, wodurch eine Einstellung des Maguesiastiftes 37 parallel zu den beiden Kondensator- platten 18 und 19 erzielt wird An die Schraube 14 ist mittels der Klemmschraube J ! 5 die Leitung 89 angeschlossen, die über einen Regelwiderstand 40 mit einer Stromzuführungsklemme 42 in Verbindung steht. An die Klemmen 82 und 42 wird eine möglichst konstante Stromquelle 41, z B. eine Akkumulatorenbatterie, angeschlossen. Von den Klemmschrauben-M und 4. 5 zweigt ferner ein Nebenschluss 44 ab, in welchen ein variabler Kondensator 43 eingeschaltet ist.
Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende : Unter normalen Umständen bietet der Magnesiastift 37 dem Strom einen ausserordentlich hohen Widerstand. Um diesen Halbleiter 37 elektrisch leitend zu machen, wird er geradeso wie bei der Nernstlampe vorgewärmt ; der darin durchiliessende Strom, der durch den Widerstand 40 geregelt werden kann, erhitzt den vorgewärmten Magnesiastift 37 bh zur Weissglut und bildet ein elektrisches und ein magnetisches Feld um diesen aus.
Der zu verstärkende Linienstrom wird an den Klemmen 45, 46 zugeführt, fliesst über die Wicklung der Spule 9 und ladet die an die Verteilungspunkte 47, 48 parallel angeschlossenen Kondensatorplatten 18, 19 auf. Er beeinflusst also den Verstärkungsstrom durch die Spule magnetisch und durch den Kondensator elektrostatisch.
Der glühende Magnesiastift. 37 ist sehr empfindlich gegen Schwankungen des zwischen den Platten 18, 19 ents : ehenden elektrischen Feldes ; schwache Veränderungen dieses Feldes erzeugen ebenfalls grössere Spannungsschwankungen in dem Verstärkungsstromkreis. Da dem glühenden Halbleiter 37 ein regelbarer Kondensator 43 parallel geschaltet ist, so werden die Spannungsschwankungen durch die sich gleichzeitig entladende Kapazität im Resonanzfalle in ihrer Amplitude noch vergrössert. Der hiedurch erzeugte Wellenstrom induziert durch die Spule 24 der Empfangskopplung in deren Sekundärspule 25 einen kräftigen Strom, der zwei Klemmen 49,50 zugeführt wird, an welche der eigentliche Empfangsapparat, z.
B. ein Telephon , angeschlossen ist ; diesem letzteren ist ausserdem ein Kondensator 52 parallel geschaltet. Die nähere Erklärung der Wirkungsweise des Magnesiastiftes ist folgende :
Da der spezifische Glühwiderstand in einem von den zu verstärkenden Strömen gesteuerten, von zwei Platten eines Luftkondensators gebildeten elektrischen Wechselfelde sich befindet, so werden dessen wechselnde elektrische Ladungen sowohl die aus Elektronen bestehende Raumladungswolke in den Poren des Glühkörpers und in seiner nächsten Umgebung als auch die durch Elektronenstoss ionisierten Gas-bzw. Dampfmoleküle ableiten oder zurückdrängen. Damit wächst oder sinkt sein Widerstand und infolgedessen auch der Strom.
Durch die Beimengung radioaktiver Substanzen zum Material des Nernststiftes wächst die Dichte der Elektronen in der Raumladungswolke und ebenso der durch Elektronenstoss erzeugten Ionen und damit die Energie der durch das elektrische und magnetische Wechselfeld hervorgerufenen Spannungsschwankungen, d. h. die Verstärkung der Relaiswirkung.
Anderseits wirkt die von den zu verstärkenden Strömen durchflossene Spule in der Weise, dass das vom Glühwiderstand erzeugte magnetische Wechselfeld das von der Spule 10 erzeugte Wechselfeld beeinflusst, wodurch der zu verstärkende Strom geändert wird. Die Ionen bzw. Elektronenwolke des Glühwiderstandes wird dadurch abgeblasen oder konzentriert und somit die Spannung und, da die gleichzeitigen Widerstandsänderungen nicht ausgeglichen wurden, auch der Strom geändert.
Die Summe dieser elektrostatisch-kapazitiven und magnetisch-induktiven Beeinflussung ergibt nach Angabe des Erfinders bei einem spezifisch überempfindlichen Leiter zweiter Ordnung, wie es der Nernstitift ist, eine verstärkende Relaiswirkung.
Anstatt des Nernststiftes (Halbleiters) kann auch ein aus einem Gemenge von radioaktiven Stoffen mit Magnesia-Zirkonerde, Zer-und Tonverbindungen gepresster Glühkörper in Form eines Stiftes, Netzes u. dgl. verwendet werden.
Die infolge der Ionisation durch die radioaktiven Stoffe hervorgerufene Leitfähigkeit des Halbleiters wird durch das elektrische Wechselfeld des Kondensators 18, 19 so starkbeeinflusst, dass sein Widerstandin
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Das vorliegende Relais kann sowohl als Empfänger als auch als Sender Anwendung finden.
Namentlich ist es möglich, mit ihm die Unterbrechungen oder Schwankungen sehr schwacher Ströme, z. B. mit einem Stimmgabelunterbrecher erzeugter Wellenströme etwa für das Senden bei drahtloser Telegraphie, dadurch nutzbar zu machen, dass der schwache Strom zuerst proportional verstärkt und hierauf der verstärkte Strom in bekannter Weise zum Senden verwendet wird. Es ist dadurch möglich, den Sender, statt mit einer grösseren Maschine, mit einer leichten Akkumulatorenbatterie zu betreiben, ohne die Vorteile der Verwendung von tönenden Funken usw. einzubüssen.