CH121917A - Electric capacitor. - Google Patents

Electric capacitor.

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CH121917A
CH121917A CH121917DA CH121917A CH 121917 A CH121917 A CH 121917A CH 121917D A CH121917D A CH 121917DA CH 121917 A CH121917 A CH 121917A
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CH
Switzerland
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capacitor
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auxiliary
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German (de)
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Kuhlmann Karl Dr Prof
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Kuhlmann Karl Dr Prof
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G5/00Capacitors in which the capacitance is varied by mechanical means, e.g. by turning a shaft; Processes of their manufacture
    • H01G5/04Capacitors in which the capacitance is varied by mechanical means, e.g. by turning a shaft; Processes of their manufacture using variation of effective area of electrode
    • H01G5/12Capacitors in which the capacitance is varied by mechanical means, e.g. by turning a shaft; Processes of their manufacture using variation of effective area of electrode due to rotation of part-cylindrical, conical, or spherical electrodes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Description

  

  Elektrischer     Kondensator.       In der Elektrotechnik (Starkstrom  technik,     Messtechnik,    Radiotechnik) werden  vielfach elektrische Kondensatoren, meist  Drehkondensatoren genannt, deren Kapazität  veränderbar ist, verwendet. Es sind nun  bereits Konstruktionen bekannt, bei denen  die Kapazität innerhalb gewisser Grenzen  linear veränderbar ist; jedoch mangelt es  bis heute an Konstruktionen, deren Kapa  zität genau zwischen dem Werte Null und  einem durch die Konstruktion gegebenen  Endwerte veränderbar ist. Der Wert Null  ist hier im strengsten Sinne aufgefasst. Auf  beiliegenden Zeichnungen sind beispielsweise  drei Ausführungsformen des Erfindungs  gegenstandes dargestellt.  



  In     Fig.    1 ist 1 eine Hauptbelegung;  zwischen ihr und der     Hauptbelegung    2  bildet sich im elektrisch erregten Zustande  des Kondensators das die Kapazität des  Kondensators bestimmende elektrische Feld  aus. Die Belegungen sind in der Figur als       Zylinderflächen    gedacht. Bekanntlich hängt  die Kapazität zwischen zwei konzentrischen  Zylinderflächen ausser von der     Dielektrizitäts-          konstante    des     Dielektrikums    und dem Ver-         hältnis    der Zylinderradien nur noch von der  Länge der Zylinder ab.

   Diese Länge wird  nun dadurch veränderlich gemacht und da  mit die Kapazität des Kondensators regu  liert, dass sich über den innern Zylinder,  durch einen kleinen Luftspalt davon ge  trennt, zwei Hilfsbelegungen 3     achsial    ver  schieben können. Berühren sich diese beiden  Hilfsbelegungen an ihren Kanten, so über  decken sie den innern Zylinder vollständig.  Es bildet sich jetzt das elektrische Feld  nur zwischen den Hilfsbelegungen 3 und  der Hauptbelegung 2 aus, wenn man dafür  sorgt, dass die Hilfsbelegungen auf dem  gleichen elektrischen Potentiale wie der von  ihnen umschlossene Zylinder sich befinden,  von diesem aber elektrisch isoliert sind.

    Auf die Hauptbelegung 1, welche durch den  Zuführungsdraht 5 mit der übrigen elektri  schen Einrichtung (Schaltung), in welcher  der Kondensator benutzt werden soll, in  Verbindung steht, fliesst jetzt keine Ladung,  die Kapazität zwischen ihr und der Haupt  belegung 2 ist also Null geworden.

   Dreht  man jetzt an dem Knopf e 9, welcher auf der  hohlen, mit Links- und Rechtsgewinde ver-           sehenen    Achse 4 sitzt" von welcher die  Hauptbelegung 1 durch die isolierenden  Zwischenstücke 8 elektrisch abgetrennt ist,  so bewegen sich die Hilfsbelegungen 3 mit  ihren Endkanten voneinander und geben so  mit eine gewisse Länge L der Oberfläche  der Hauptbelegung 1 frei, von der aus sich  in dieser neuen Stellung     dann    ein     elektri-          sches    Feld nach der Hauptbelegung 2 radial  ausbilden kann, dessen Ladungswert durch  ein Zuleitungsdraht 5 von aussen zugeführt  wird.

   Dieser Ladungswert     bezw.    die Ka  pazität des Kondensators ändert sich beim  Verschieben der Hilfsbelegungen 3 propor  tional mit dem Abstand der     Endkanten.     



  In     Fig.    1 bedeutet ferner noch 6 die  Zuleitungsstelle für die auf die Hilfs  belegungen 3, welche durch die Muttern 10  mit der Achse 4 leitend verbunden sind,  fliessenden Ladungen. Diesen Ladungen ent  spricht ein zwischen den Hilfsbelegungen 3  und der Hauptbelegung 2 sich erstreckendes  elektrisches Feld, welches aber lediglich als  ein Schirmfeld für das zwischen den Haupt  belegungen 1 und 2 sich erstreckende und  für die Kapazität dieses Kondensators allein  interessierende Feld anzusehen ist.

   Es soll  dieses Schirmfeld die     Ausbiegung    der elek  trischen Feldlinien, welche von der Haupt  belegung 1 nach der Hauptbelegung 2 sich  erstrecken, verhindern und dadurch einen  genau linearen Kapazitätsanstieg zwischen  den Hauptbelegungen 1 und 2 bei Erweite  rung des Kantenabstandes der Hilfsbelegun  gen 3 erzielen. Die Konstruktionsteile 11  bedeuten isolierende Tragstücke zwischen der  Hauptbelegung 2 und der Achse 4, während  12     isolierende"    an den Hauptbelegungen 2       befestigte    Arme sind, welche sieh in der.  Schlitzen der Hauptbelegung 2 bewegen und  an denen man die Entfernung der Hilfs  belegungen 2 ablesen kann.  



  Es ist ohne weiteres     einleuchtend,    da'  man auch die Hauptbelegung 2 von Hilfs  belegungen überdecken lassen könnte, welch  mit ihr auf gleichem Potential sich befinden.  In der     Fig.    1 ist diese Gruppe von     Hilf,-.          jlelegungen    nicht gezeichnet, da sie praktisch    in jedem Falle entbehrt werden können.  Für die     Erreichung    des gestellten Ziels ist  es immer nur nötig, eine der beiden     Haupt-          belegungen    durch verschiebbare Hilfsbelegun  gen überdecken zu lassen.  



  Eine konstruktive     Abart    der Ausfüh  rung nach     Fig.    1 ist in     Fig.    2 dargestellt.  Bei ihr ist nur ein Teil der Hilfsbelegungen 3  beweglich, der andere dagegen fest angeord  net. Diese     Ausführungsform    ist technisch  einfacher und geeigneter, wenn man durch  Parallelschaltung von mehreren Einzelkon  densatoren die Gesamtkapazität des Konden  sators besonders     gross    gestalten will, ohne in       achsialer        Richtung    auf zu     grossc    Längen zu  kommen. Die eingeschriebenen Bezugszah  len entsprechen     genarg    denen der     Fig.    1.

    Die     Hilfsbelegungen    3 sind natürlich auch  hier auf     gleiehcm    Potential mit den     zu-          @chörigen    Hauptbelegungen 1 und     \?.    Die  auf diese fliessende     Ladung    ist selbstver  ständlich isoliert von der auf die Hilfs  belegung 3     fliessenden    Ladung zuzuführen,  was durch die     Ableitungen    6 geschieht.  



  Die     Fig.    3 zeigt die Anwendung des Er  findungsgedankens auf einen     Drehkonden-          satortyp,    wie er in der     Radiotechnik    sich       cingebürgert    hat. Er besitzt gegenüber den  bekannten     Konstruktionen    eben jenen Vor  teil,     class    die     Kapazität    auf den exakten Wert  Null     herunterreguliert    werden kann. Die  Hilfsbelegungen 3 bestehen auch hier aus  einem festen und einem beweglichen Teile.  Durch die     Verschiebung    des letzteren wird  die Kapazität verändert.  



  Man kann diesen     Kondensatortyp    auch  für sehr hohe Spannungen oder für besonders  grosse     Kapazitäiswerte    herrichten. Zu die  sem Zwecke wird ein nach den     Fig.    1, 2  oder 3     konstruierter    Kondensator in ein     He-          ta.llgefässgesetzt    und vollkommen gas- und       flüssigkeitsdieht        naeli    aussen hin abgeschlos  sen.

   Die konstruktiven Massnahmen     hierfür     sind die allgemein     bekannten.    Will man  nun den     Kondensator    für hohe Spannungen  benutzen, so wird man in den Umhüllungs  mantel Druckluft     einpresen;    will man da  gegen einen besonders hohen     Kapazitätswert         erreichen, so wird man den Umhüllungs  zylinder mit Öl anfüllen.

   Dieses Öl gelangt  durch die in der Konstruktion des     Konden-          sators    enthaltenen     Offnungen    zwischen die  Hauptbelegungen 1 und 2 und erhöht durch  seine höhere     Dielektrizitätskonstante    den  Kapazitätswert     Aes    Kondensators.



  Electric capacitor. In electrical engineering (high voltage technology, measurement technology, radio technology), electrical capacitors, mostly called rotary capacitors, whose capacitance can be changed, are often used. Constructions are already known in which the capacity can be changed linearly within certain limits; However, there is still a lack of constructions whose capacity can be changed exactly between the value zero and a final value given by the construction. The value zero is understood here in the strictest sense. In the accompanying drawings, for example, three embodiments of the subject invention are shown.



  In Fig. 1, 1 is a main occupancy; between it and the main occupancy 2, when the capacitor is in the electrically excited state, the electrical field which determines the capacitance of the capacitor is formed. The assignments are intended as cylindrical surfaces in the figure. It is known that the capacitance between two concentric cylinder surfaces depends only on the length of the cylinder, apart from the dielectric constant of the dielectric and the ratio of the cylinder radii.

   This length is now made variable and since the capacitance of the capacitor is regulated that the inner cylinder, separated by a small air gap, two auxiliary assignments 3 can move axially ver. If these two auxiliary assignments touch each other at their edges, they completely cover the inner cylinder. The electric field is now only formed between the auxiliary occupancy 3 and the main occupancy 2 if it is ensured that the auxiliary occupancy is at the same electrical potential as the cylinder it encloses, but is electrically isolated from it.

    On the main occupancy 1, which is connected through the lead wire 5 with the rest of the electrical device (circuit) in which the capacitor is to be used, no charge is flowing, so the capacity between it and the main occupancy 2 has become zero .

   If you now turn the button e 9, which sits on the hollow, left and right-hand thread provided axis 4 "from which the main assignment 1 is electrically separated by the insulating spacers 8, the auxiliary assignments 3 move with their end edges from one another and thus release a certain length L of the surface of the main occupancy 1, from which, in this new position, an electrical field can then radially develop after the main occupancy 2, the charge value of which is supplied from the outside through a lead wire 5.

   This charge value respectively. the capacitance of the capacitor changes when moving the auxiliary assignments 3 proportionally with the distance between the end edges.



  In FIG. 1, 6 also means the feed point for the charges flowing onto the auxiliary assignments 3, which are conductively connected to the axle 4 by the nuts 10. These charges correspond to an electric field extending between the auxiliary occupancies 3 and the main occupancy 2, which, however, is only to be regarded as a shielding field for the field extending between the main occupancies 1 and 2 and the only field of interest for the capacity of this capacitor.

   This screen field is intended to prevent the bending of the electric field lines, which extend from the main occupancy 1 to the main occupancy 2, and thereby achieve a precisely linear increase in capacity between the main occupancies 1 and 2 when expanding the edge distance of the auxiliary occupancy 3. The structural parts 11 mean insulating support pieces between the main occupancy 2 and the axis 4, while 12 are insulating arms attached to the main occupancy 2, which move in the slots of the main occupancy 2 and from which the distance of the auxiliary occupancy 2 can be read.



  It is obvious that the main assignment 2 could also be covered by auxiliary assignments which are at the same potential with it. In Fig. 1 this group of help -. Assignments are not shown because they can be dispensed with in practically every case. To achieve the set goal, it is always only necessary to have one of the two main assignments covered by movable auxiliary assignments.



  A constructive variant of the Ausfüh tion according to FIG. 1 is shown in FIG. With her only part of the auxiliary assignments 3 is movable, the other, however, fixed net angeord. This embodiment is technically simpler and more suitable if you want to make the total capacitance of the capacitor particularly large by connecting several individual capacitors in parallel, without getting too long in the axial direction. The inscribed reference numbers generally correspond to those of FIG. 1.

    The auxiliary assignments 3 are of course at the same potential here as the associated main assignments 1 and \ ?. The charge flowing on this is of course isolated from the charge flowing on the auxiliary occupancy 3, which happens through the discharge lines 6.



  3 shows the application of the concept of the invention to a rotary capacitor type as it has become naturalized in radio technology. Compared to the known constructions, it has the advantage that the capacity can be regulated down to the exact value zero. The auxiliary assignments 3 also consist of a fixed and a moving part. Moving the latter changes the capacity.



  This type of capacitor can also be prepared for very high voltages or for particularly large capacitance values. For this purpose, a capacitor constructed according to FIGS. 1, 2 or 3 is placed in a meta-container and completely gas- and liquid-tight on the outside.

   The design measures for this are generally known. If you now want to use the capacitor for high voltages, compressed air is injected into the casing jacket; if you want to achieve a particularly high capacity value, you will fill the envelope cylinder with oil.

   This oil gets through the openings in the construction of the capacitor between the main assignments 1 and 2 and increases the capacitance value Aes of the capacitor due to its higher dielectric constant.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: I#',hktrischer Kondensator, dessen Kapa zität vom genauen Werte Null bis zu einem durch die Konstruktion gegebenen Endwert reguliert werden kann, dadurch gekennzeich net, dass' die Einregulierung des absoluten Nullwertes der Kapazität dadurch erreicht wird, dass verschiebbare Gruppen von Hilfs belegungen, welche je mit einer der Haupt belegungen des Kondensators auf gleichem Potential sich befinden, in der Nullstellung die Belegungen gleichen Potentials so weit überdecken, dass auf diese weder Ladung fliessen, noch von ihnen ein elektrsiches Feld ausgehen kann. UNTERANSPRÜCHE: 1. PATENT CLAIM: I # ', hktrischer capacitor, the capacity of which can be regulated from the exact value zero to a final value given by the construction, characterized in that' the regulation of the absolute zero value of the capacitance is achieved by the fact that movable groups of auxiliary assignments, which are each with one of the main assignments of the capacitor at the same potential, in the zero position cover the assignments of the same potential so far that neither charge nor an electrical field can emanate from them. SUBCLAIMS: 1. Kondensator nach Patentanspruch,. da durch gekennzeichnet, dass die Gesamt kapazität des Kondensators durch Parallel schaltung mehrerer A inzelkondensatoren erhöht wird, deren Hilfsbelegungen von einer gemeinsamen Achse gleichzeitig ver stellt werden. Kondensator nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass' von der eine Hauptbelegung umschliessenden Hilfs belegung nur ein Teil beweglich, der andere Teil dagegen fest angeordnet ist. Capacitor according to claim. characterized in that the total capacity of the capacitor is increased by connecting several single capacitors in parallel, the auxiliary assignments of which are simultaneously adjusted by a common axis. Capacitor according to claim, characterized in that 'of the auxiliary occupancy enclosing a main occupancy only a part is movable, the other part, on the other hand, is fixed. Kondensator nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass derselbe in ein allseitig metallisch abgeschlossenes Gefäss gas- und flüsigkeitsdicht eingebaut wird, zu dem Zwecke, den Kondensator für höhere elektrische Spannungen oder für die Erreichung höherer Kapazitäts werte geeignet zu machen. Capacitor according to patent claim, characterized in that it is installed gas- and liquid-tight in a container that is metal-sealed on all sides, for the purpose of making the capacitor suitable for higher electrical voltages or for achieving higher capacitance values.
CH121917D 1926-08-07 1926-08-07 Electric capacitor. CH121917A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE869819C (en) * 1938-01-08 1953-03-09 Siemens Ag Adjustable electrical capacitor made of rigid building material
DE752883C (en) * 1936-12-29 1953-09-14 Gustav Dr Zickner Variable capacitor for short waves with a very small initial capacity and a relatively large final capacity

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE752883C (en) * 1936-12-29 1953-09-14 Gustav Dr Zickner Variable capacitor for short waves with a very small initial capacity and a relatively large final capacity
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