DE625200C

DE625200C - Entladungsgefaess mit Gluehkathode und Anode

Info

Publication number: DE625200C
Application number: DES87330D
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Priority date: 1928-09-05
Filing date: 1928-09-05
Publication date: 1936-02-05

Description

Die Erfindung betrifft ein Entladungsgefäß

mit Glühkathode und Anode zur Erzeugung eines von einer veränderlichen Spannung nach vorgeschriebenen Funktionen abhängigen Stromes.

Für viele wissenschaftliche und technische Zwecke ist es erwünscht, einen Strom 7 zu erzeugen, der von einer gegebenen variablen Spannung V nach der Funktion J = f (V) abhängt, worin / eine irgendwie vorgeschriebene Funktion darstellt. Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung, die diese Aufgabe für monotone Funktionen in einfacher Weise löst. Durch schaltungstechnische Verbindung mehrerer Vorrichtungen ist es ferner möglich, auch Funktionen mit einem oder mehreren Extremen gerecht zu werden.

Es sind bereits Entladungsgefäße bekanntgeworden, bei denen die Anode als hohler Drehkörper ausgebildet ist, und bei denen axial zu der Anode der Glühfaden liegt. Anode und Glühfaden liegen hierbei in einem gleichachsigen Magnetfeld.

Es wurden ferner bereits Vorrichtungen zur Erzeugung eines von einer veränderlichen Spannung nach vorgeschriebenen Funktionen abhängigen Stromes vorgeschlagen, die aus einem Entladungsgefäß mit als Rotationskörper ausgebildeter Anode und gleichachsiger Glühkathode bestehen, deren Elektrodenabstand an den einzelnen Stellen längs der Elektrodenachse verschieden ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist bei Entladungsgefäßen der vorerwähnten Art die Anode als Rotationskörper einer zur Glühkathode schräg verlaufenden krummen Erzeugenden, deren Kurve der Formel

<X_x=f(2,2₁-H²-R²'IO-²)

V V"

den Quotienten -~- oder -^ be-

entspricht, ausgebildet, welche die axial angeordnete, vorzugsweise fadenförmige Glühkathode umschließt. Beide Elektroden liegen hierbei in einem zur Achse der Anode parallel liegenden Magnetfeld. Zwischen die Glühkathode und die Anode kann ein vorzugsweise zylindrisches Gitter geschaltet sein. Beim Betrieb des neuen Entladungsgefäßes wird vorteilhaft so verfahren, daß die für den gewünschten Strom maßgebliche veränderliche 5" Spannung an die Kathode und die Anode oder an die Kathode und das wenigstens annähernd gleiches Potential wie die Anode erhaltende Gitter gelegt wird, so daß der von der Kathode nach der Anode fließende Anodenstrom den gewünschten Strom darstellt. Das axiale Magnetfeld kann durch den Anodenstrom selbst erzeugt werden, z. B. durch ein zu den Elektroden axialsymmetrisch liegendes Solenoid, durch das der Anodenstrom geschickt wird. Das neue Entladungsgefäß eignet sich besonders für quantitative Relais zum Schalten

durch

stimmten, z. B. im Logarithmus des Ouotienten potentialen Stromes.

Ausführungsbeispiele für eine solche Vorrichtung sind auf der Zeichnung dargestellt.

Wie aus Abb, ι zu ersehen ist, besteht die Glühkathode ι aus einem geradlinig ausgespannten Glühdraht und die Anode 2 atis einem dazu rotationssymmetrisch ausgebrldeten hohlen Drehkörper. Dieser Drehkörper ist entstanden durch Rotation der Kurve R = g (x) um die x-Achse (Abb. 2). Die Berechnungdieser Kurve wird weiter unten angegeben. Die Glühkathode 1 ist an die Heizbatterie 5 so angeschlossen» daß deren Minuspol an das Ende des Heizfadens gelegt ist, das von der Anode den kleineren Abstand hat. Außerdem ist die Glühkathode an den Minuspol der veränderlichen Gleichspannung V gelegt, von der der zu erzeugende Strom, abhängig ist und deren Pluspol an die Anode 2 angeschlossen ist. Parallel zur Achse der Anode 2 ist ein konstantes homogenes magnetisches Feld H vorhanden. Dann können die Elektronen, die der Glühdraht 1 emittiert, nur dann zur Anode 2 gelangen, wenn der Abstand der Emissiojisstelle von der Anode einen Abstand R_max nicht überschreitet (Magnetronprinzip). Dieser erlaubte Abstand wird um so größer, je größer die Spannung F bei konstantem Magnetfeld zwischen Kathode 1 und Anode 2 ist; um so mehr Elektronen können zur Anode gelangen und um so stärker wird der Anodenstrom /.

Damit dieser Anodenstrom nur von der Spannung V in der geforderten Weise / = / (V) . abhängt, muß die Kurve R = g (x) nach der Gleichung

Ci_x = f

(i)

berechnet werden. Darin ist H das" axiale Magnetfeld in Gauß, χ die Koordinate in Richtung des Glühfadens in cm mit χ = O an der Stelle, an der der Faden gerade seine Glühtemperatur erreicht, α die Elektronenemission des Glühfadens in Amp/cm und R der Abstand der Anode von der Glühkathode an der Stellen in cm.

Die Formel 1 gilt in erster. Annäherung;

♦5 die Korrekturen müssen experimentell ermittelt werden. Streng gilt die Gleichung bei der Anordnung nach Abb. 3. Hier ist zwischen die Glühkathode 1 und die rotationssymmetrische Anode 2 noch ein zylindrisches Gitter 3 geschaltet; der Abstand des Gitters von der Kathode ist klein im Vergleich zu seinem Abstand von der Anode. Gitter und Anode erhalten ein gleiches: oder annähernd gleiches Potential. Die Spannung V wird in diesem Falle an Gitter und Kathode gelegt; der Strom / ist der nach der Anode 2 fließende Anodenstrom.

Man kann auch den Anodenstrom selbst zur Erzeugung des ablenkenden axialen und bisher als konstant angenommenen Magnetfeldes benutzen, indem man ihn z. B. durch ein zur Kathode und Anode axialsymmetrisdies Solenoid 4 schickt (Abb. 4). Dann ist «fas Magnetfeld H = ß- J. Der Zusammenhang zwischen χ und R bei der Forderung J =■ f (V) wird dann gegeben durch die Gleichung

(X_x = f (2,Z₁ · α² · β² - χ² · R- · ίο-²). (2)

Allgemein, unabhängig von der Form der Anode, gilt, daß der Anodenstrom nur abhängt von dem Ausdruck -^. Man kann die beschriebenen Anordnungen also sämtlich verwenden als quantitative Relais für einen

V V"

Strom, der durch den Quotienten —ß oder -^

bestimmt ist, also z. B. proportional dem Logarithmus des Quotienten ist. Wird ein

~ V" .

Relais gewünscht, das einen -^- proportionalen

Strom schaltet, so ist dies immer mit höchstens zwei der oben beschriebenen Rohre zu erreichen.

Claims

Patentansprüche:

i. Entladungsgefäß mit Glühkathode und Anode zur Erzeugung eines von einer veränderlichen Spannung nach vorgeschriebenen Funktionen (/ = / (V)) abhängigen Stromes, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode als Rotationskörper einer zur Glühkathode schräg verlaufenden krummen Erzeugenden, deren Kurve der¹ Formel

ΐσ-»)

(ι)

entspricht, ausgebildet ist, welche die axial angeordnete, vorzugsweise fadenförmige Glühkathode umschließt, und daß beide Elektroden in einem zur Achse der Anode parallelen Magnetfeld, liegen. .
2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Glühkathode und die Anode ein vorzugsweise zylindrisches Gitter geschaltet ist.
3. Verfahren zum Betriebe der Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die für den gewünschten Strom maßgebende veränderliche Spannung (V) an die Kathode (1) und die Anode (2) oder an die Kathode (1) und das wenigstens annähernd gleiches Potential wie die Anode erhaltende Gitter (3) gelegt wird, so daß der von der Kathode nach der Anode fließende Anodenstrom den gewünschten Strom darstellt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das axiale Magnetfeld durch den Anodenstrom selbst erzeugt wird, z. B. durch ein zu den Elek-

troden axialsymmetrisch liegendes Solenoid, durch das der Anodenstrom geschickt wird.
5. Anwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3 als quantitatives Relais zum Schalten eines durch den Quotien-

V F"

ten -β- oder j- bestimmten, z. B. dem Logarithmus des Quotienten proportionalen Stromes.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen