DE172164C - - Google Patents

Description

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PATENTSCHRIFT

- JVl 172164■-KLASSE 21 c. GRUPPE 46; S >

in MEININGEN.

Patentiert im Deutschen Reiche Vom 3. Februar 1905 ab.

Bei Drahtwiderständen, welche aus Material mit hohem Temperaturkoeffizienten, z. ß. Eisendraht, bestehen, ist die Größe des elektrischen Widerstandes von der Temperatur des Widerstandskörpers und somit auch von der in dem Widerstandsdrahte vernichteten Energie abhängig. Schickt man z. B. durch einen Eisendraht von bestimmter Länge einen elektrischen Strom, welchen man langsam

ίο ansteigen läßt, so ergibt sich bei spezifisch starker Belastung des Drahtes für jeden Stromwert ein besonderer Widerstandswert. Bei einem Eisendrahte, welcher einem Strome von 3 Ampere 1,5 Ohm Widerstand bietet, konnten bei 5 Ampere 1,7 Ohm, bei 6 Ampere i,9 Ohm, bei 7 Ampere 2,3 Ohm, bei 8 Ampere 2,7 Ohm und bei 10 Ampere 6,1 Ohm gemessen werden. Läßt man alsdann den Strom dieselben Werte rückwärts durchlaufen, so erhält man, wenn sich der Draht in freier Luft befindet und nicht zu stark ist, dieselben Widerstandswerte wie bei der stufenweisen Erhöhung der Stromstärke. Wenn man hohe Widerstandsveränderungen erhalten will, muß der Draht spezifisch stark belastet sein und etwa bis zur Rotglut erhitzt werden. Wegen der bei dieser Temperatur eintretenden starken Oxydation und der damit verbundenen Widerstandsänderung des Widerstandsmaterials (Eisen) ist die Verwendung stark belasteter Widerstände zur Vernichtung bestimmter Energiemengen in freier Luft ausgeschlossen. Man hat daher

den Widerstandsdraht in Form einer Spirale in luftverdünnten oder mit indifferenten Gasen angefüllten Behältern untergebracht und hiermit für geringe Stromstärken Erfolge erzielt. Bei größeren Stromstärken jedoch treten bei den Drahtwiderständen der erwähnten bekannten Art für abnehmende Stromwerte vollständig andere Widerstandswerte auf als bei ansteigenden Stromwerten. Die Ursache dieser Erscheinung liegt in der Wärmeaufspeicherung des Widerstandsdrahtes selbst und der dem Widerstände benachbarten oder denselben umschließenden Körper begründet. Die aufgespeicherte Wärmemenge wird nicht schnell genug abgeleitet, so daß bei sinkender Stromstärke die Temperatur und damit der Oh msehe Widerstand des Drahtes langsamer sinken als der Strom selbst und somit bei sinkender Stromstärke bei demselben Stromwerte ein anderer Widerstandswert wie bei steigender Stromstärke vorhanden ist. Dieser Vorgang läßt sich besonders deutlich beim Eintritte der Rotglut beobachten. Wenn z. B. bei bis etwa 9 Ampere ansteigender Stromstärke bei 7 Ampere der Drahtwiderstand in Rotglut gerät, so wird bei Verminderung der Stromstärke auf 6 Ampere unter den gewöhnlichen Verhältnissen ebenfalls noch Rotglut vorhanden sein. Die im Widerstände vernichtete Energie wird in beiden Fällen annähernd gleich sein.

Gemäß vorliegender Erfindung werden die Widerstände derart angeordnet, daß bei fallen-

der Stromstärke möglichst dieselben Widerstandswerte erreicht werden wie bei ansteigender Stromstärke. Dies wird dadurch erreicht, daß die Wärmekapazitäten des Wider-Standes auf das geringste Maß herabgemindert werden, so daß die vorerwähnte Wärmeaufspeicherung und damit das ungünstige Verhalten des Widerstandsdrahtes vermieden wird. Zu diesem Zwecke erhält der Widerstandsdraht selbst möglichst wenig Masse, wird also möglichst dünn gewählt, und es wird ferner für eine solche Wärmeableitung Sorge getragen, daß der Draht möglichst viel Energie abgeben kann, ehe er in Rotglut gerät bezw.

die zulässige Glutgrenze überschreitet. Diese Bedingungen werden am besten dadurch erfüllt, daß der Draht frei und ohne Berührung mit wärmeaufspeichernden Massen gestreckt (d. h. nicht etwa in Spiralwindungen) in einem luftverdünnten oder mit einem indifferenten Gase, z. B. Wasserstoff, gefüllten Glasgefäß oder dergl. ausgespannt wird. Die Spiralwindungen des Widerstandsdrahtes sind deshalb nicht vorteilhaft, weil, besonders bei größeren Stromstärken, zufolge der Erhitzung des Drahtes eine Lagenänderung der einzelnen Spiralwindungen gegeneinander eintreten würde, welche wiederum eine stärkere Erhitzung der näher zusammengerückten Windüngen und somit eine Verzerrung des Widerstandswertes oder gar einen Kurzschluß einzelner Windungen zur Folge haben würde. Der gestreckt ausgespannte Draht gibt die überschüssige Wärme um so schneller ab, je besser dafür gesorgt wird, daß der den Draht umgebende Behälter möglichst wenig Wärme aufzuspeichern vermag, was durch entsprechende Bemessung bezw. Vergrößerung der Oberfläche in geeigneter Weise erreicht werden kann. Der Temperaturunterschied zwischen der Wandung des Behälters und dem bis zur Rotglut erhitzten Drahte muß ein möglichst hoher sein. Um den bei der Erwärmung des frei ausgespannten Eisendrahtes auftretenden Ausdehnungen des Drahtes 2.

Rechnung zu tragen und den Draht stets in zentraler Lage im Innern des Behälters auf seiner ganzen Länge in gleichem Abstande von den Behälterwandungen zu erhalten, wird der Erfindung gemäß das eine Ende des Widerstandsdrahtes durch ein Gewicht in Spannung erhalten oder derselbe Zweck durch an dem einen oder an beiden Enden des Drahtes angreifende Federn erzielt. Hierdurch wird auch eine gleichmäßige Abkühlung des Drahtes auf seiner ganzen Länge gewährleistet und Kurzschlüssen oder Zerspringen der Gefäßwandung vorgebeugt. Falls man noch besondere Stützen für den Draht anwenden will, müssen diese Stützen eine sehr kleine Wärmekapazität erhalten.

Eine Ausführungsart des Widerstandes gemäß vorliegender Erfindung für eine elektrische Bogenlampe von 9 Ampere besteht aus vier Röhren von mäßigen Abmessungen, von denen je zwei parallel geschaltet sind.

Claims (1)

1. Patent-An Sprüche:

   i. In luftleere oder mit indifferenten Gasen gefüllte Röhren eingeschlossener Drahtwiderstand aus Material mit hohem Temperaturkoeffizienten, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandsdraht in der Röhre geradlinig ausgespannt ist und durch Feder- oder Gewichtskraft in dieser Lage gehalten wird, zum Zwecke, bei fallender Stromstärke wie bei ansteigender Stromstärke annähernd dieselben Widerstandswerte zu erzielen.

   Elektrischer Widerstand nach An-

   Spruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse des Widerstandsdrahtes selbst, sowie die mit dem Drahte in Verbindung stehenden und denselben umgebenden Teile möglichst gering und die Wandung der umgebenden Röhre in solcher Entfernung von dem Drahte gehalten werden, daß schädliche Wärmeaufspeicherung durch raschen Wärmeaustausch nach Möglichkeit vermieden wird.