DE184816C

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Publication number: DE184816C
Application number: DENDAT184816D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

Von einer Stromleitung trete ein kleines, nur wenige Centimeter betragendes Stück zu Tage und es sei die Aufgabe gestellt, nicht allein die durch dieses Drahtstück fließende Stromstärke = I, sondern auch die E. M. K. der betr. Stromquelle = U und den Gesamtwiderstand des Stromkreises = A in einer Messung zu bestimmen.

Wir durchschneiden das erwähnte Drahtstück und verbinden die Schnittenden durch das den Gegenstand der Erfindung bildende Meßinstrument, dessen Widerstand = B variabel ist.

Dadurch wächst der Widerstand von A auf

A 4- B = W an und die
gende Stromstärke sinkt auf:

bisher I = —r betra-A

A + B

Nun setzt sich der Widerstand B aus mehreren, (in diesem Falle zwei) parallel geschalteten Widerständen ρ und (p -\- d) zusammen, d. h.

zwei parallel geschaltete Drähte (in diesem Falle von gleichem Widerstand pro Längeneinheit) sind so angeordnet, daß sich dem einen derselben der Widerstand eines Galvanometers, Amperemeters, Relais usw. = d addiert und der zur Stromleitung gehörige Schlitten s beliebig verschoben werden kann. An Stelle der Drähte ρ können auch Systeme von Widerstandsspulen treten.

B ist also =

2p + d

2p -f- d

- d) . —- — A,

35

40

2p + d
wenn ρ = ο.

Ersetzen wir in der Formel: 45

_ U
¹ ~ A + B

den Ausdruck: ^4 + B durch den oben gefundenen, so ist 5°

_. _ U (2p + d)

Hiervon entfällt auf Leitung (p -{- d):

_{i =}

A(2p+dJ+p(p und auf Leitung ρ:

U(p + d)

die Stromstärke i wird zum Maximum, wenn

f = Ad,
also:

p²

(Gleichung I) A = ^~-

ist. Dann ist
(Gleichung II) U = i -UL±^dl±ll

( - III)..... J₌f fr+ ff

( - IV)..... I₁=I^-

und ähnlich auch das Produkt IU = I²A zu bestimmen.

Ein zweiter Weg ist der folgende:

Wir stellen den Schlitten s so, daß ρ einer bestimmten, bequemen Größe entspreche, z. B. = iooo Ohm sei, markieren hierbei den Ausschlag in d und verschieben nun s so lange, bis wir wieder denselben Ausschlag, oder das «fache, eventuell pfache, ^fache desselben, haben.

Nennen wir diese zweite Stellung q an Stelle von p, so ist _s

Z₂=Kf (bezw. pi, qi usw.),

also

η Up

Uq

also

_Λ_

pq(p + d—nq — nd)

Für η

2,npq -\-npd — 2,pq— qd
ι resultiert hieraus:

(Gleichung V)

und in ähnlicher Weise neue Gleichungen anstelle von Gleichung II, III und IV.

Wählen wir die Leitungen p, P₁ verschieden, am besten so, daß die Längenwiderstände derselben in dekadischem oder ähnlichem Verhältnisse stehen, so sind wir in der Lage, die Messung dekadisch oder ähnlich abzustufen; auch können mehr als zweij?-Linien vorhanden sein, die Leitungen ρ,ρ -\- d können so gewählt werden, daß die Widerstände sich in verschiedenen Verhältnissen ändern.

Zwei Instrumente können derart kombiniert werden, daß das i des einen abnimmt, wenn das des anderen zunimmt und so die Grundlage zu neuen Gleichungen resultiert.

An Stelle von ρ bezw. ρ -j- d kann auch ein sich um ρ verminderndes P und P -\- d treten und zu analogen Formeln führen.

Die ganze Konstruktion kann automatisch und so gewählt werden, daß nicht nur d für sich, z. B. als Amperemeter, benutzt werden, sondern auch durch geeignete Umschaltevorrichtungen die Linien ρ oder ρ -f- d oder beide oder auch nur d zu A in Hintereinanderschaltung gelangen können. An Stelle der Stromstärke kann auch die Klemmenspannung, Stärke der Magnetisierung, Selbstinduktion usw. als Grundlage der Messung dienen oder umgekehrt unter entsprechender Abänderung des Instruments bestimmt werden. Die einzelnen Elemente können so gewählt werden, daß die gesuchten Zahlen direkt oder aber durch Verwendung logarithmischer oder sonstiger Kurven oder aber durch graphische Darstellung abgelesen werden können.

Abweichend von dem bisher Gesagten zeigt uns Fig. 2 den Fall, daß das Instrument sich gewissermaßen in einem Nebenschluß oder in einer Verzweigung befindet.

Bezeichnet hierin α den Widerstand der Leitung im Telegraphenamte mit der Stromquelle = u, b den Fernwiderstand mit der Stromquelle = ν, χ die Stromstärke im Zweige α, y die im Zweige b, \ die im Zweige c (letzterer mit dem eigentlichen Meßinstrumente), so ist

u (b -j- c) — cv ab + be -j- ac ' ν (a + c) — uc _ ab -\- ac -\- be ' ub + av

ab + ac + &c Ersetzen wir in 7 die Größe c durch

so ist

(2ρ -f- d) (üb -f- av)

tf& (^2ρ -\- d) -\- ρ (p -\- d) (a ~\- b)

Hiervon entfällt auf den Zweig (ρ -\- d) die Intensität

ρ (ub -j- aiij

und wird zum Maximum, wenn

2 , ^ab

α -\- 0

und demnach:

(Gleichung VI) b =

αρ^Δ

(Gleichung VII) a =

ad—ρ²

bd

Claims

Gleichung VI und VII gehen in Gleichung I über, wenn α oder b = unendlich wird.

Dieselben oder ähnliche Gleichungen resultieren, wenn wir ν = ο sein lassen oder aber das Instrument in den Stromkreis α oder b legen, z. B.

p² ab -f- be -\- ac T⁼ b~+~c

ίο wenn das Instrument in α und
"² ab -\- be + ac

Zl
d

a + c

wenn das Instrument in b Hegt. Auch hier resultiert Gleichung I, wenn c = unendlich.

Was nun die Verwendung des Instrumentes

anbetrifft, so dient dasselbe zunächst zur direkten Bestimmung des Widerstandes überall da, wo die Wheatstonesche Brücke nicht zur Anwendung gelangen kann, aber auch zur Bestimmung der E. M. K. usw.

Bei Thermoelementen herrscht bekanntlich die Schwierigkeit, daß mit der Erwärmung der Lötstelle nicht nur die Potentialdifferenz, sondern auch der Leitungswiderstand sich ändert; das vorliegende Instrument dürfte das einzige sein, das die getrennte und gleichzeitige Bestimmung beider Größen ermöglicht. Ähnliche Schwierigkeiten bereitet die Messung von Telegraphenwiderständen, namentlich durch das Vorhandensein mehrerer die Stromstärke beeinflussender Stromquellen, während das vorliegende Instrument die Messung während des Betriebes gestattet.

Pate ν τ-An Sprüche:

ι. Vorrichtung zur Messung von W iderstand, elektromotorischer Kraft und Stromstärke, besonders in Stromkreisen, die nur auf eine kurze Strecke zugänglich sind, gekennzeichnet durch eine in den Stromkreis einschaltbare Meßbrückenanordnung, welche aus zwei oder mehreren parallel geschalteten gleichen oder in einem beliebigen andern Verhältnisse stehenden, zwangläufig miteinander regelbaren Widerstandszweigen besteht, deren einem ein Meßgerät zur Beobachtung der in diesem Zweige jeweilig herrschenden Stromstärke vorgeschaltet ist.
2. Meßverfahren unter Anwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Hintereinanderschaltung oder auch Zweigschaltung die Meßbrücke entweder auf das Maximum der Stromstärke oder auf zwei gleiche Stromstärken zu beiden Seiten des Maximums eingestellt wird, um aus dem Betrag der hierdurch festgelegten Brückenwiderstände und aus dem als bekannt vorausgesetzten Widerstand des Strommeßgeräts die gesuchten Werte des Widerstands usw. zu erhalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.