DE42218C - Durch Influenz wirkende Transformatoren für elektrische Ströme - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21: Elektrische Apparate.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 31. März 1887 ab.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Vorrichtungen, mittelst welcher die Spannung des elektrischen Stromes (bei elektrischer Beleuchtung und Kraftübertragung) nach Belieben abgeändert werden kann, und zwar nicht wie bei den bisher bekannt gewordenen Transformatoren durch Inductionswirkung, sondern durch Influenz.

Die Construction dieser Transformatoren basin auf zwei den Physikern lange schon bekannten Thatsachen, und zwar:

1. Durch rasches Laden und Entladen eines Condensators wird ein Strom erzeugt, der alle Eigenschaften eines continuirlichen Stromes besitzt.

2. Durch Entladen eines Condensators von geringerer Gröfse in einen Condensator von gröfserer Capacität wird die Spannung der Elektricität vermindert.

Durch entsprechende Combinirung dieser beiden physikalischen Erscheinungen gelangt man in folgender Art zum Ziele:

In beiliegender Zeichnung .zeigt Fig. 1 einen Condensator, durch den man einen hochgespannten Wechselstrom in einen niedrig gespannten umwandeln kann. Derselbe besteht aus zwei kleinen Ladungsflächen A B und zwei gröfseren Entladungsflächen C D.

Die Wirkung dieses Apparates ist folgende: Die kleinen Flächen, welche mit dem Generator verbunden sind, werden von der ersten elektrischen Welle in einem bestimmten Sinne •geladen, von der nachfolgenden entgegengesetzten werden sie entladen und umgekehrt geladen u. s. w.

Diese wechselnden entgegengesetzten Ladungen und Entladungen erzeugen durch Influenz an den Flächen C D ebenfalls Ladungen von entgegengesetztem Sinne.

Es sei Q. die Elektricitätsmenge, welche die primären Platten, deren Fläche F ist, fassen können, und ihr Potential = F, so wird an den secundären Platten, deren Fläche gleich F¹ sei, ebenfalls die Elektricitätsmenge Q. frei und ihr Potential V₁ sein. Zwischen diesen Gröfsen herrschen nun folgende Relationen:

Q=V- F = Q
es ist also:

VF-

Die Spannungen sind also den Flächen umgekehrt proportional, und wird daher die Spannung an den Flächen C D desto kleiner sein, je gröfser dieselben sind. Verbindet man sie durch einen Widerstand S, so wird in demselben ein Strom circuliren, dessen elektromotorische Kraft in einem bestimmten Verhältnifs kleiner ist als diejenige 'des Generators.

Die angewendeten Condensatoren sind aus Stanniolblättern gebildet, die durch einen dünnen Isolator, als Papier, Taffet, Kautschukleinwand, Glimmer u. s. w., getrennt sind.

In praktischen Fällen, wo man grofse Flächen braucht, werden mehrere solcher Condensatoren parallel geschaltet (Fig. 2).

Statt der secundären grofsen Platten kann man auch kleinere, parallel geschaltete anwenden, die über einander gelegt werden (Fig. 3).

Da man in der Praxis auch oft den Wechselstrom nicht gern anwendet, so kann man den

gleichgerichteten Strom vermittelst dieser Condensatoren nach eigener Art transformiren. Dies geschieht durch Combination derselben mit einem Disjunctor (Fig. 4). Derselbe besteht aus einem um eine Achse χ drehbaren Rade R, das an der Peripherie mit zwei gezähnten leitenden Streifen MM¹ versehen ist.

Vier Schleifcontacte α d b c sind an die Streifen angelegt. Die Contacte α d berühren je einen Zahn eines oder des anderen Streifens, die Contacte b c berühren fortwährend ein und denselben Streifen.

Die Contacte α d sind mit den Leitungen vom Stromabgeber, · die Contacte b c mit den Ladungsplatten des Condensators verbunden.

Rotirt der Disjunctor, so werden die Platten abwechselnd entgegengesetzt geladen und entladen. Die Wirkung ist also dieselbe wie bei einem Wechselstrom.

Soll der Entladungsstrom ebenfalls gleichgerichtet bleiben, so darf man nicht die Influenzwirkung benutzen, sondern der Condensator mufs abwechselnd vom Generator geladen und in den Stromkreis entladen werden.

Ist der Condensator mit dem Generator verbunden, so ist die Verbindung mit dem Stromkreis unterbrochen, und umgekehrt.
: . Um das Transformiren zu erzielen, wird bei der Entladung die Fläche des Condensators vergröfsert; am einfachsten geschieht es folgendermafsen:

Der Condensator wird durch den hochgespannten Strom auf Spannung geladen (Fig. 5), vor der Entladung werden die entsprechenden Platten parallel geschaltet (Fig. 6) und dann entladen. Durch das Parallelschalten wird die Fläche des Condensators vergröfsert und die Spannung vermindert. Das Umschalten geschieht mittelst eines Commutators (Fig. 7).

Derselbe besteht aus einem nicht leitenden Cylinder C, an dessen Mantelfläche abwechselnd Streifen a a' a" a'" . . . und discontinuirliche Contacte b b' b". . . angebracht sind. Die discontinuirlichen Contacte verbinden die Condensatoren M vermittelst der Schleifcontacte m hinter einander und zugleich die Endflächen vermittelst der Schleifcontacte A B mit dem Stromabgeber; durch die Streifen a a'. . . werden die Condensatoren parallel geschaltet und werden zugleich durch die Schleifcontacte D E mit dem Stromkreis verbunden.

Von den discontinuirlichen Contacten b b' ... sind immer je zwei gegenüberliegende unter einander verbunden, und zwar so, dafs der erste Contact der einen Reihe frei, der zweite mit dem ersten der zweiten Reihe abermals frei ist. Die Platten der Condensatoren sind mit auf entgegengesetzten Seiten liegenden Schleifcontacten m Ui₁ ... verbunden.

Berühren die letzteren die Contacte b b' . . ., so sind sie hinter einander geschaltet und werden in dieser Lage durch die die beiden Endcontacte berührenden Bürsten A B geladen.

Durch Umkehren der Verbindungen kann man umgekehrt den niedrig gespannten Strom in einen hochgespannten verwandeln. Auf diese Weise erhält man gleichgerichtete Stromwellen, welche vollkommen die Eigenschaften gleichgerichteter Ströme besitzen. Verbindet man die zweite Art von Condensatoren mit der ersten, so kann man alle Fälle der Stromleitung lösen. Man kann den hochgespannten Wechselstrom in niedrig gespannten Wechselstrom , den hochgespannten gleichgerichteten in niedrig gespannten Wechsel- oder gleichgerichteten Strom, den niedrig gespannten gleichgerichteten in hochgespannten Wechselstrom und diesen wieder in niedrig gespannten Wechselstrom oder den niedrig gespannten gleichgerichteten in hochgespannten gleichgerichteten und diesen in niedrig gespannten gleichgerichteten oder Wechselstrom transformiren.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   An Vorrichtungen, welche durch Influenzwirkung elektrischer Ströme transformiren, die Anwendung zweier Beläge, welche mit den beiden Polen des primären (Ladungs-) Stromkreises verbunden sind und durch Influenz auf zwei andere Beläge wirken, welche mit den Enden des secundären (Entladungs-) Stromkreises verbunden sind in der Weise, dafs die beiden mit dem secundären Stromkreise verbundenen Beläge von den beiden mit dem primären Stromkreise verbundenen Belägen eingeschlossen werden oder umgekehrt.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.