Drahtgewickelter elektrischer Widerstand. Die Erfindung bezieht sich auf einen aus Draht gewickelten elektrischen Widerstand mit kleinem Phasenwinkel, wie er in Hoch frequenz-Fernmeldeanlagen häufig Verwen dung findet.
Bekannte Verfahren zur Herstellung eines solchen Widerstandes bedienen sich n) bifila.rer Wicklungen, b) einer Wicklungsart, bei welcher jede Schicht in einem der Wickelrichtung der be- naehba.rten Schichten entgegengesetzten Sinn gewickelt ist, und e) einer Kombination von<I>a</I> und<I>b.</I>
Im Falle der bifilaren Wicklung werden zwei Drähte nebeneinander auf den Wick lungskörper gelegt und die innern Enden zu- sammengefügt. Dadurch besitzt die eine Hälfte der Wicklung entgegengesetzten Wick lungssinn in bezug auf die andere Hälfte, und wenn die beiden parallelen Drähte genau nebeneinanderliegen, ist die Induktivität der Wicklung Null.
Bei der unter b erwähnten Methode wird ein einzelner Draht aufgewickelt und die Wicklungsrichtung am Ende jeder Schicht gewechselt, so dass, wenn die Anzahl der Windungen genau gleich ist, die Induktivität der ungeraden Schichten durch die der ge-. raden Schichten aufgehoben wird. In den genannten beiden Fällen hat die Wicklung jedoch eine gewisse Kapazität, ausser wenn im Fall b eine ungerade Anzahl Schichten aufgebracht wird, wobei die letztere Schicht induktiv ist und die kapazitive Komponente der andern Wicklungsschichtpaare ganz oder teilweise neutralisiert.
Bei der Herstellung von Wicklungen mit. entgegengesetzt verlaufenden Wicklungs schichten (Wicklungsart b) ergibt sieh der -Nachteil, dass der Wicklungsdraht am Ende jeder Schicht auf dem Wicklungskörper be festigt werden muss; der Körper muss darauf bin aus der Wicklungsmaschine herausgenom men und umgekehrt eingespannt werden.
Es ist ein Verfahren bekannt, bei welchem eine flache Karte als Körper benutzt wird und zwei nebeneinanderliegende Kerben in der Kante der Karte angebracht werden, so dass der Draht am Ende jeder Schicht um den Zahn zwischen den beiden Kerben gelegt wer den kann, wodurch eine weitere Befestigung dahinfällt. Es bleibt jedoch die Notwendig keit, die Karte neu einzuspannen.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines drahtgewickelten Widerstan des, dessen Phasenwinkel bei vorgegebener Fre quenz praktisch Null ist, wobei der Wider stand trotzdem praktisch leicht hergestellt werden kann.' Der erfindungsgemässe Widerstand weist einen ersten Wicklungsteil aus einer Anzahl bifilarer, auf einen Wicklungskörper gewik- kelten Windungen auf, welcher elektrisch in Reihe mit einem zweiten Wicklungsteil, be- stehend aus einer Anzahl auf den gleichen Wicklungskörper aufgebrachter,
nicht bifi- larer Windungen, verbunden ist, dadurch ge kennzeichnet, .dass die Windungszahl .der bei den Wicklungsteile so gewählt ist, dass der Phasenwinkel der kombinierten Wicklung für eine vorgegebene Frequenz praktisch Null ist, wobei die bifilaren und die nicht bifilaren Windungen den gleichen. Wicklungssinn auf weisen.
Das eine Ende der bifilaren Wicklung kann einer Klemme zugeführt werden, wäh rend das andere Ende eindrahtig in gleicher Richtung weitergeführt wird, ohne den Kör per neu einzuspannen oder die Drehrichtung der Maschine zu ändern, so dass die Kapazi tät der bifilaren Windungen bei der Frequenz, bei welcher der Widerstand verwendet werden soll, durch die Induktivität .der eindrähtigen Windungen praktisch neutralisiert wird. Das freie Ende dieses induktiven Teils der Wick lung kann dann der zweiten Anschlussklemme zugeführt werden.
Zum besseren Verständnis ist nachfolgend ein Ausführungsbeispiel des erfindungsge mässen Widerstandes an Hand der beigelegten Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstel lung eines induktionsfreien Widerstandes. und die Fig. 2 bis 5 zeigen die Einzelheiten eines Widerstandes gemäss Fig. 1.
In Fig. 1 bezeichnet leinen zylindrischen Wickelkörper, in welchem drei Löcher 2', 3' und 4 gebohrt sind. Die Anschlussklemmen 2 und 3 sind in die Bohrungen 2' und 3' ein geführt, während die dritte Bohrung 4 dazu verwendet wird, die Endschleife des bifilaren Drahtes 5 zu verankern, der dann in Rich tung der Anschlussklemme 2 aufgewickelt wird. Der Einzeldraht 7 wird über die bifilaren Windungen gewickelt, ohne dass die Drehrichtung der Wickelmaschine ge ändert wird.
Das Ende des Einzeldrahtes 7 wird, wie dargestellt, an die Anschlussklemme 3 angeschlossen. Die Wicklung kann dann mit einem Überzug zum Schutze gegen Feuch tigkeit versehen werden.
In den Fig. 2 bis 5 wird als besonderes Ausführungsbeispiel ein Widerstand von 600 Ohm, der für die Prüfzwecke in Hoch- frequenz-Übertragungseinrichtungen Verwen.. Jung findet, gezeigt. Gleiche Teile sind in den Figuren mit denselben Hinweisungs- zeichen versehen.
In der Fig. 4, die einen Seitenriss darstellt. ist 1 der Wicklungskörper, 2 und 3 sind die Anschlussklemmen und 8 die Wicklung. Fig. 5 ist ebenfalls ein Seitenriss und zeigt die Form der Anschlussklemme 3, während die Fig. 2 und 3 den Körper darstellen, wie er für den im folgenden beschriebenen Wider stand verwendet wird.
Der Wert des Widerstandes liegt für den vorliegenden Verwendungszweck innerhalb 1 % des Gleichstromwiderstandes, und der Phasenwinkel soll bei 150 kHz unter 1 liegen. Für einen Phasenwinkel unter 1a beträgt die Reaktanz weniger als 10,5 Ohm und kann bei der gegebenen Frequenz als positive oder negative Ersatzinduktivität ( ,uH) ange geben werden.
Für den vorliegenden. Verwen dungszweck soll .der Widerstand kleine Ab messungen aufweisen, so dass die Dimensionen des Wickelkörpers mit 6,4 mm Durchmesser und 20 mm Länge gewählt werden.
Um die Kapazität der Windungszahl so niedrig als möglich zu .halten, wird ein Chromnickel-Widerstandsdraht mit verhält nismässig hohem spez. Widerstand verwendet. Beim verwendeten Draht von 0,061 min Durchmesser variierte der Widerstand voTi verschiedenen Proben von 324 bis 400 Ohin pro Meter, so dass Versuche mit Draht maxi malen und minimalen Widerstandes angestellt werden mussten,
um die Anzahl der zuerst aufzutragenden bifilaren Windungen und die für jeden Wert auftretenden Grenzwerte des Totalwiderstandes zu bestimmen.
In der folgenden Tabelle werden die Re sultate der vorgenommenen Versuche ä.ng.e- geben, wobei eine bifilare Windung aus zwei nebeneinandergelegten Drähten besteht.
EMI0003.0001
Wicklungsdaten <SEP> Induktivität
<tb> bei <SEP> 150 <SEP> kHz
<tb> 1. <SEP> Einfache <SEP> induktive <SEP> Schicht <SEP> mit <SEP> 85 <SEP> Windungen <SEP> @- <SEP> 15 <SEP> ,uH
<tb> 2. <SEP> Einfache <SEP> bifilare <SEP> Schicht, <SEP> mit <SEP> 42 <SEP> Windungen <SEP> - <SEP> 9 <SEP> AH
<tb> 3. <SEP> 28 <SEP> bifilare <SEP> Windungen <SEP> '-, <SEP> 18 <SEP> induktive <SEP> Windungen <SEP> aus
<tb> Draht <SEP> mit <SEP> 400 <SEP> Ohm/Meter <SEP> - <SEP> 2,5 <SEP> ,UH
<tb> 4. <SEP> 28 <SEP> bifilare <SEP> Windungen <SEP> ;-- <SEP> 32 <SEP> induktive <SEP> Windungen <SEP> aus
<tb> Draht. <SEP> mit <SEP> 324 <SEP> Ohm/_Meter <SEP> -;
- <SEP> 2,0 <SEP> yH Alle diese Wicklungen wurden mit einer CTena.uigkeit von - 1 % für den geforderten (lleichstromwiderstandswert von 600 Ohm < iosgeführt, und in der Tabelle wurden für die I., älle 1 und 2 die beiden Grenzwerte der In duktivität und der Kapazität (das heisst nega tive Induktivität) dargestellt, während in den Fällen 3 und 4 gezeigt wird, wie durch eine wechselnde,
von dem spezifischen Widerstand des benutzten Drahtes abhängige Anzahl in duktiver Windungen die Induktivität bzw. liapazität nahezu neutralisiert werden kann.
Es ist anzunehmen, dass die Induktivität Null gewesen wäre, wenn Draht mit einem MTiderstand von 364 Ohm/Meter verwendet und 2:) induktive Windungen hinzugefügt worden wären.
Es kann also irgendeine Spule derart ge- wickelt werden, da.ss praktisch keine Phasen verschiebung stattfindet, wobei die handels- iibliche Ungleichmässigkeit des Drahtwider standes die Herstellung eines vollkommen induktionsfreien Widerstandes verhindert. Die Herstellungsgenauigkeit des Wicklungskör- pers hat ebenfalls einen Einfloss, welcher jedoch im vorliegenden Beispiel wegen der Kleinheit des Durchmessers des Wicklungs körpers nicht. berücksichtigt wurde.
Auf diese Art können selbstverständlich ebenfalls Widerstände mit Mehrlagenwiek- lung hergestellt werden. In diesem Falle wird die Anzahl der induktiven Windungen vergrössert, um die Kapazität zwischen den einzelnen Schichten der Wicklung zu neu tralisieren. Ausserdem kann der induktive ZU"iel@lungsteil neben den bifila.ren Windun-. gen aufgebracht werden. Ein weiterer Faktor, der die Anzahl der Windungen bestimmt, ist die Dielektrizitätskonstante der für die Im prägnierung des Widerstandes verwendeten Masse.
Im beschriebenen Beispiel wird die Anzahl .der bifilaren Windungen auf 25 redu ziert und die Anzahl der induktiven Windun gen entsprechend erhöht, da der Widerstands draht mit einem die Feuchtigkeit abstossenden Vberzug versehen wird.