Bobine électrique. La présente invention se rapporte à une bobine électrique comprenant un noyau ma gnétique sur lequel plusieurs enroulements sont bobinés concentriquement l'un à l'autre. Suivant l'invention, le noyau de la bobine se prolonge d'une distance égale de chaque côté des extrémités desdits enroulements et un enroulement additionnel unique, à accouple ment faible par rapport aux autres enroule ments, est bobiné au moins en partie sur un des prolongements du noyau.
Le dessin ci-joint se rapporte à une des formes de réalisation de la présente inven tion, donnée à titre d'exemple. Sur ce dessin, la fig. 1 représente la bobine en partie sec tionnée,. et la fig. 2 donne le schéma des enroulements de cette bobine.
La bobine représentée peut, par exemple, très bien convenir en téléphonie dans les circuits des postes d'abonné. Le but pour suivi est d'obtenir, d'une part, une bobine dans laquelle se combine effectivement le transformateur ordinaire et le circuit équili- breur d'un arrangement téléphonique libre de dérivations perturbatrices, et, d'autre part, de réduire le nombre des parties requises dans l'installation d'un poste d'abonné. A cet effet, on bobine sur le même noyau magnétique deux enroulements accouplés l'un à l'autre et agissant comme transformateur, tandis qu'un troisième enroulement est relié par un accou plement faible à chacun des enroulements du transformateur.
Ce troisième enroulement remplit une double fonction, d'abord il agit comme enroulement de transformateur et en suite comme circuit équilibreur.
Suivant la fig. 1, un noyau magnétique 1, construit de préférence en lames d'acier au silicium ou en fils de fer, est recouvert d'une enveloppe convenable 2 formée d'une matière isolante. Aux extrémités du noyau sont pré vues deux pièces cylindriques 6 et 7, aussi cri matière isolante, et qui constituent avec l'enveloppe 2 la carcasse de la, bobine. Entre les pièces extrêmes 6 et 7 est placé un disque isolant 8 fixé sur la bobine de telle manière que l'espace d'enroulement, compris entre lui et la pièce 6, est à égales distances des deux extrémités du noyau, c'est-à-dire que le point milieu de cet espace coïncide avec le point du noyau 1.
Deux enroulements 3 et 4 sont bobinés concentriquement dans cet espace, tandis qu'un troisième enroulement 5 est bobiné partiellement sur les enroule ments 3 et 4 et partiellement dans l'espace compris entre le disque 8 et la pièce 7. Cet enroulement 5 peut consister, si on le désire, en deux enroulements séparés reliés en série. On voit donc que par cet arrangement, le noyau 1 de la bobine se prolonge d'une distance égale de chaque côté des enroule inents 3 et 4, et qu'un enroulement addi tionnel est bobiné en partie sur titi de ces prolongements.
Les enroulements 3 et 4 sont disposés pour constituer un accouplement fort par rapport l'un à l'autre, tandis que l'enroulement 5 forme avec les enroulements précédents titi accouplement faible. En variant la valeur de la partie de l'enroulement 5 bobinée sur les enroulements 3 et 4. le degré d'accouplement peut être varié de manière à correspondre aux conditions requises des circuits dans les quels la bobine décrite peut être intercalée. On peut voir que si l'enroulement 5 est bobiné entièrement sur les enroulements 3 et 4, l'accouplement le plus fort possible est obtenu, tandis que si l'enroulement 5 est complètement bobiné dans l'espace compris entre le disque 8 et la pièce 7, il en résulte un accouplement très faible.
Cette dernière relation donne un coefficient d'accouplement d'environ 50% entre les accouplements 3-5 et 4-5, l'inductance restante de l'enroule ment 5 agissant alors comme une-bobine de self-induction en série avec la partie accou plée aux autres enroulements.
Le résultat d'une telle relation petit être facilement montré par l'exemple suivant. On suppose que l'en- roulement 5 offre au courant continu une résistance de 44 ohms et une self-induction de .027 henry.
La partie de cette inductance, qui est accouplée avec les autres enroule ments, et qui concerne le rôle de transfor mateur joué par la bobine, est seulement de .U07 henry, l'inductance restante, soit approximativement .020 henry, agissant comme bobine de self-induction du circuit équilibreur. En d'autres termes, cette bobine est prati quement semblable à une autre bobine coin- prenant d'abord tin enroulement 5 bobiné entièrement sur les enroulements 3 et 4, mais avec un tel nombre de tours qu'elle offre une self-induction de .007 henry, et ensuite, une bobine d'impédance séparée en série avec l'enroulement 5, et présentant une inductance de .020 henry,
la résistance totale de la bobine d'impédance et de l'enroulement 5 étant la même que celle de l'enroulement 5 seul du cas précédent, c'est-à-dire de 44 ohms. Dans ce cas, pour une fréquence f d'environ 800 cycles par seconde, l'inductance s'exprime par<I>2</I> r <I>f L =</I> 5000 X 0.020, et comme la résistance effective est de 44 ohms, on sait que l'impédance petit s'exprimer par l'expres sion 44 -+- j 0.020 X <U>50</U>00 = 44 + j 100, dans laquelle j =.V- 1.
De cette expression, on déduit que l'impédance est égale à environ 109; c'est-à-dire à
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tandis que l'angle de phase d'équilibre est égal environ à 66 , car on a cos
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Cette valeur de l'angle de phase est légèrement supérieure à celle ordinairement nécessaire pour équilibrer convenablement l'impédance de la ligne. En appliquant ce fait à de courtes lignes élec triques, tels que celles utilisées pour une ins tallation téléphonique dans une maison, or) a trouvé que l'angle de phase doit être légère- tuent inférieur à 450.
On arrive à ce résultat en bobinant l'enroulement 5 partiellement sur les enroulements 3 et 4, ainsi qu'il est montré sur la fig. 1.
0n voit donc qu'un accouplement à un degré, quelconque peut être obtenu entre l'enroulement 5 et les enroulements 3 et 4, ou bien encore tin angle de phase d'une va leur déterminée peut être réalisé par le circuit équilibreur prévu, l'angle de phase ne pouvant être plus grand que eelui obtenu en bobinant entièrement l'enroulement équilibrerir dâns l'espace compris entre le disque 8 et l'extré mité 7.
Des arrangements de cireuits dans les quels la bobine décrite trouve particulière- ment son emploi, ont été représenté d'une manière générale dans le brevet suisse ti 95302 du 12 juin 1920 et plus particulièrement dans le brevet suisse n 98441 du 26 décembre 1919.
Electrical coil. The present invention relates to an electric coil comprising a magnetic core on which several windings are wound concentrically to one another. According to the invention, the core of the coil is extended by an equal distance on each side of the ends of said windings and a single additional winding, with low coupling with respect to the other windings, is wound at least in part on one of the windings. core extensions.
The accompanying drawing relates to one of the embodiments of the present invention, given by way of example. In this drawing, fig. 1 represents the partly sectioned coil ,. and fig. 2 gives the diagram of the windings of this coil.
The coil shown may, for example, be very suitable for telephony in the circuits of subscriber stations. The aim for follow-up is to obtain, on the one hand, a coil in which the ordinary transformer and the balancing circuit of a telephone arrangement free from disturbing branches are effectively combined, and, on the other hand, to reduce the number of parts required in the installation of a subscriber station. To this end, two windings coupled to one another and acting as a transformer are wound on the same magnetic core, while a third winding is connected by a weak coupling to each of the windings of the transformer.
This third winding fulfills a dual function, first it acts as a transformer winding and then as a balancing circuit.
According to fig. 1, a magnetic core 1, preferably constructed of silicon steel blades or iron wires, is covered with a suitable envelope 2 formed of an insulating material. At the ends of the core are seen two cylindrical parts 6 and 7, also cry insulating material, and which together with the casing 2 constitute the carcass of the coil. Between the end pieces 6 and 7 is placed an insulating disc 8 fixed on the coil in such a way that the winding space, included between it and the part 6, is at equal distances from the two ends of the core, that is that is, the midpoint of this space coincides with the point of kernel 1.
Two windings 3 and 4 are wound concentrically in this space, while a third winding 5 is partially wound on the windings 3 and 4 and partially in the space between the disc 8 and the part 7. This winding 5 may consist of , if desired, in two separate windings connected in series. It can therefore be seen that by this arrangement, the core 1 of the coil is extended by an equal distance on each side of the windings 3 and 4, and that an additional winding is partly wound on titi of these extensions.
The windings 3 and 4 are arranged to constitute a strong coupling with respect to one another, while the winding 5 forms with the previous windings a weak coupling. By varying the value of the part of the winding 5 wound on the windings 3 and 4. the degree of coupling can be varied so as to correspond to the requirements of the circuits in which the described coil can be interposed. It can be seen that if the winding 5 is wound entirely on the windings 3 and 4, the strongest possible coupling is obtained, while if the winding 5 is completely wound in the space between the disc 8 and the part 7, this results in a very weak coupling.
This last relation gives a coupling coefficient of about 50% between couplings 3-5 and 4-5, the remaining inductance of winding 5 then acting as a self-induction coil in series with the part. coupled to the other windings.
The result of such a relation can easily be shown by the following example. Suppose that winding 5 offers a resistance of 44 ohms to the direct current and a self-induction of .027 henry.
The part of this inductance, which is mated with the other windings, and which relates to the transformer role played by the coil, is only .U07 henry, the remaining inductance, or approximately .020 henry, acting as the coil of self-induction of the balancing circuit. In other words, this coil is practically similar to another wedge coil - first taking a winding 5 wound entirely on windings 3 and 4, but with such a number of turns that it offers a self-induction of .007 henry, and then, a separate impedance coil in series with winding 5, and having an inductance of .020 henry,
the total resistance of the impedance coil and of the winding 5 being the same as that of the winding 5 alone of the previous case, that is to say 44 ohms. In this case, for a frequency f of about 800 cycles per second, the inductance is expressed by <I> 2 </I> r <I> f L = </I> 5000 X 0.020, and as the resistance effective is 44 ohms, we know that the small impedance is expressed by the expression 44 - + - j 0.020 X <U> 50 </U> 00 = 44 + j 100, in which j = .V- 1.
From this expression, we deduce that the impedance is equal to approximately 109; that is to say to
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while the equilibrium phase angle is approximately equal to 66, because we have cos
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This value of the phase angle is slightly greater than that ordinarily required to properly balance the impedance of the line. Applying this fact to short power lines, such as those used for a telephone installation in a house, we have found that the phase angle should be slightly less than 450.
This is achieved by winding the winding 5 partially on the windings 3 and 4, as shown in FIG. 1.
It can therefore be seen that a coupling to any degree can be obtained between the winding 5 and the windings 3 and 4, or even a phase angle of a determined value can be achieved by the balancing circuit provided, the The phase angle cannot be greater than that obtained by fully winding the winding to balance in the space between the disc 8 and the end 7.
Circular arrangements in which the coil described finds particular use have been shown in general in Swiss Patent No. 95302 of June 12, 1920 and more particularly in Swiss Patent No. 98441 of December 26, 1919.