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Magnetisierbarer Körper aus magnetisierbaren Oxyden Die Erfindung
betrifft eine magnetische Belastung für elektrische Leiter. Magnetische Belastungen,
die in verschiedenen Ausführungsformen bekannt sind, dienen vor allem der Erhöhung
der Induktivität eines Leitungsgebildes, z. B. einer Spule. Besonders ist es bekannt,
die Induktivität eines Kabels durch magnetische Belastung, d. h. Umhüllung mit einem
magnetisierbaren Material, zu erhöhen. Diese Maßnahme dient zur Verschiebung der
für die übertragungsqualität des Kabels maßgeblichen Grenzfrequenz zu höheren Frequenzen
hin. Die magnetischen Belastungen, die aus bekannten magnetisierbaren Stoffen bestehen,
haben eine große Dämpfung, die zum Teil auch technisch ausgewertet wird, z. B. bei
sogenannten Dämpfungsdurchführungen zur Ableitung unerwünschter Frequenzen. Die
große Dämpfung ermöglicht es aber nicht, die magnetischen Belastungen für hohe Frequenzen
nutzbar zu machen. So sind die erwähnten Kabel mit magnetischer Belastung (sogenannte
Krarupkabel) ausschließlich für tiefe Frequenzen, d. h. ungefähr bis 50 kHz, vorzugsweise
im Tonfrequenzgebiet, zu verwenden.
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Es sind bereits Kerne vorgeschlagen worden, die aus magnetisierbaren
Oxyden mit einer bei mittleren Feldstärken eingeschnürten und bei geringen Feldstärken
praktisch nicht geöffneten Hystereseschleife (Perminvarschleife) bestehen. Diese
Kerne zeichnen sich durch außerordentlich geringe Verluste aus, d. h., der neue
Werkstoff erlaubt das Erstellen von magnetisierbaren Körpern mit praktisch kaum
wirksamer Dämpfung und damit sehr hoher Güte. Die Erfindung nutzt nun die Eigenschaften
der vorbeschriebenen magnetisierbaren Körper aus und schlägt vor, diese als magnetische
Belastung hoher Güte für elektrische Hochfrequenzleiter zu verwenden. Besonders
geeignet sind diese Körper als magnetische Belastung für konzentrierte Leiteranordnungen,
insbesondere Schwingkreisspulen für höchste Frequenzen. Bei diesen Spulen für höchste
Frequenzen, z. B. im Ultrakurzwellenbereich und darüber, sind nur wenige Windungen,
meist nur eine oder ein Bruchteil davon erforderlich. Es ergeben sich hierdurch
außerordentlich einfach geformte Leiteranordnungen, die gemäß der Erfindung mit
einem Körper aus magnetisierbaren Oxyden mit sogenannter Perminvarschleife magnetisch
belastet werden. Die magnetische Belastung bewirkt eine Konzentration des den Leiter
umgebenden magnetischen Feldes. Dadurch wird die Leiteranordnung gegenüber den Fremdfeldeinflüssen
unempfindlich und bildet selbst kein Streufeld nach außen aus. Durch die magnetische
Belastung wird die Induktivität der Leiteranordnung erhöht, was auch eine Erhöhung
der Güte gegenüber einer Anordnung ohne magnetische Belastung mit sich bringt.
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Die erfindungsgemäße magnetische Belastung ist jedoch auch für langgestreckte
Leiter, insbesondere für Kabel hoher Güte geeignet. Hier kann die Belastung in Form
eines Bandes, das z. B. aus einem Pulver oxydischer Stoffe, mit Perminvarschleife
versetzt, mit einem Bindemittel oder auf- oder eingebracht in ein Isolierstoffband
besteht, um den Leiter wendelförmig gewickelt sein. Auch als kompakte Masse kann
die Belastung den Leiter fortlaufend umgeben oder in Form von Röhrchen oder Perlen
auf ihm aufgeschoben sein.
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Die magnetische Belastung kann je nach den Erfordernissen in gewünschter
Weise über den Leiter verteilt sein, insbesondere ist es, wenn ein über die Leiterausdehnung
konstantes magnetisches Feld erwünscht ist, zweckmäßig, die magnetische Belastung
stetig auszubilden.
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Die magnetische Belastung umgibt zur Erhöhung ihrer Wirkung zweckmäßig
den Leiter allseitig. Sie kann in Form eines zylindrischen Rohres, das mit ein oder
mehreren Bohrungen versehen ist, ausgebildet sein. Auch eignet sich ein zylindrischer
Körper mit relativ geringer Wandstärke nach Art eines Röhrchens besonders für eine
auf einen Leiter aufschiebbare magnetische Belastung. Des weiteren ist es möglich,
den magnetisierbaren Körper in kleine Stücke aufzuteilen, d. h. die magnetische
Belastung nach Art bekannter Isolierperlen auszubilden. Insbesondere die letzte
Form ermöglicht es, auf einen Leiter mehr oder weniger Perlen aufzufädeln und damit
einen gewünschten Wert der Induktivität des Leiters einzustellen. Die Perlen können
auch verschiedene Längen und/oder Dicken haben. Sie gewähren außerdem dem magnetisch
belasteten Leiter eine gewisse Beweglichkeit.
Der Körper nach der
Erfindung kann vorteilhaft auch als Magnetikum einer Koaxialleitung verwendet werden,
indem er den Raum zwischen Axialleiter und Mantel ausfüllt. Diese Koaxialleitung
kann, wenn sie einseitig kurzgeschlossen ist und ihre Länge ein ungradzahliges Vielfaches
eines Viertels der Betriebswellenlänge ist, als Schwingkreis arbeiten. Die Koaxialleitung
kann, auch wenn sie nicht in ihrer Länge auf die Betriebsfrequenz abgestimmt ist,
Teil eines vorzugsweise durch einen Trimmerkondensator abstimmbaren Schwingkreises
sein.
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Um ein Verrutschen der Hohlkörper auf dem Leiter zu vermeiden, schlägt
die Erfindung weiterhin vor, daß der Leiter mit einem elastischen Stoff geringer
dielektrischer Verluste überzogen ist, und daß auf diesen überzogenen Leiter die
als Belastung dienenden magnetisierbaren Körper aufgebracht sind.
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Aus den Figuren sind verschiedene Ausführungsformender Erfindung und
daraus auch nähere Einzelheiten zu -entnehmen.
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In F i g. 1 ist der haarnadelförmige Leiter 1 längs seiner beiden
Schenkel von Röhrchen 2 und 3 aus einem magnetisierbaren Werkstoff mit sogenannter
Perminvarschleife, deren Innenquerschnitt dem Querschnitt des Leiters, gegebenenfalls
unter Berücksichtigung eines Überzuges, angepaßt ist, umgeben, während in F i g.
2 durch zwei Längsbohrungen eines als magnetische Belastung dienenden magnetisierbaren
Körpers 4 ein Leiter 5 hindurchgefädelt ist. Der Leiter kann auch mehrmals durch
die Bohrungen geführt sein, wobei der Bohrungsquerschnitt entsprechenddem Querschnitt
der Leiter zu wählen ist.
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F i g. 3 zeigt eine langgestreckte Leiteranordnung, z. B. im Schnitt.
Der Leiter 6 ist von der hohlzylindrischen magnetischen Belastung 7 umgeben. Um
die Leiteranordnung ist ein Mantel 8 gelegt, der einmal als Umhüllungs- und Schutzschicht
aus Isolierstoff dienen kann. Der Mantel kann aber auch metallisch sein und dann
stellt die Leiteranordnung ein koaxiales Kabel dar.
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F i g. 4 zeigt eine Koaxialleitung im Schnitt, die aus dem Axialleiter
9, der erfindungsgemäßen magnetischen Belastung 10 und dem metallischen Mantel 11
besteht. An einer Seite ist die Koaxialleitung mittels einer Platte 12 abgeschlossen,
d. h. Axialleiter und Mantel sind kurzgeschlossen. Am anderen Ende der Koaxialleitung
ist ein regelbarer Kondensator angebaut, dessen eine Elektrode 13 mit den ringförmigen
Platten 14 mechanisch und elektrisch mit dem Mantel 11 verbunden ist. Auf dem Axialleiter
9 ist die andere, durch einen Spindeltrieb 15 kontinuierlich in Achsrichtung verschiebbare
Elektrode 16 des Kondensators mit ihren Platten 17 angeordnet und steht mit diesem
in elektrischer Verbindung. Die Leiteranordnung in Form einer Koaxialleitung und
der Trimmerkondensator wirken zusammen als abstimmbarer Hochfrequenzschwingkreis.
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Die um den Leiter allseitig angeordnete magnetische Belastung stellt
für das magnetische Feld des Leiters einen geschlossenen Kreis dar, wodurch die
Eigenschaften, insbesondere die Permeabilität des Werkstoffes sehr gut ausgenutzt
werden können. Zum Beispiel wird bei einer Koaxialleitung die Induktivität um den
Faktor der Werkstoffpermeabilität erhöht, während bei der magnetisch belasteten
Einfachleitung der Faktor bis etwa die halbe Werkstoffpermeabilität betragen kann.