DE898015C

DE898015C - Capacitance-less or low-capacity self-induction

Info

Publication number: DE898015C
Application number: DEW2139D
Authority: DE
Inventors: Gustav Weissenberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1943-04-21
Filing date: 1943-04-21
Publication date: 1953-11-26

Description

Kapazitätslose bzw. kapazitätsarme Selbstinduktionen Betrachtet man zwei gerade, in einem Abstand d liegende parallele Leiter und schreibt man vor, daß diese-von je einem Weichselstrom ldurchfiossen Nver- den, ,die freduenz- und phasengleich sind und' ideren 1llomentan-#verte d-js Stromes (Spannung) gleich sind, so kann mann folgerndes feststellen.: i. Die Selbstinduktiondieses Gebildes läßt sich nach den bekannten klassischen Ansätzen rechnen; -i. die Kapazität eines solchen CGe(biil#des ms.t stets, bleich NTU11. Dies ist deshalb klar, weil zu jedem Zeitpunkt ein belielyi@ger Aufpunkt des einen Leiters. stets einem Punkt kürzester Entfernung (al,so senkrecht zum Leiterstück) gegenüberliegt, dessen Momen- tanwert -der elektriischen Größen gleich iist dem dies Aufpunkbes. Aus Symmetriegründen heben sich diiee Potentiale, bezogen auf anidere symmetrisch belegene Punkte des zweiten Leiters, weg. Dies gilt für jedien Punkt des ersten und, zweiten Leiters und für jeden beliebigen Zeitpunkt. Wenn aber zwischen zwei Punkten kein Potentiia!1 vorhandtn ist, kann auch kein Verschiebestrom fließen, d. h. die Kapazität ist gleich Nulil.Capacitance-free or low-capacity self-inductions Looking at two straight, at a distance d lying parallel conductors and one prescribes that these - each flowing through a Vistula river - Nver- the ', which are freduence and in phase and' ideren 1llomentan- # verte d-js current (voltage) equal the following can be stated: i. the Self-induction of this structure can be according to the calculate known classical approaches; -i. the Capacity of such a CGe (biil # des ms.t always, pale NTU11. This is clear because at any point in time a belielyi @ ger starting point of the one leader. always a point of shortest distance (al, so perpendicular to the ladder section), whose moment The tan value of the electrical quantities is equal to this Aufpunkbes. For reasons of symmetry, the potentials are canceled out relative to other symmetrically occupied points of the second conductor. This applies to every point of the first and second conductor and for any point in time. But if there is no potential! 1 between two points, no displacement current can flow either, ie the capacitance is equal to zero.

Es ist nun möglich, den ersten Leiter mit dem zweiten so zu verbinden, daß diese .Eigenschaft aufrechterhalten wird. Dazu d,st edm Leiter auf einen Zylinder (theoretisch belieMgen Quenschnittes, vorzugsweise aber Kreiszylinder) aufzuwickeln, bei dem die Länge des Leiterstückes beim Wandlern um die Zylinderachse um 36o° genau der Wellenlänge des Wechselstromes entspricht oder einem k-fachen Wert, woben k eine ganze, positive Zahl mit Ausnahme von Null ist. Für den Kreiszylinder ergibt sich angenähert (d der Durchmesser des Kreiszylinders, # die Wellenlänge, k = i, 2, 3, . . .) ; angenähertdeshalb, weildieLängeeinesUmlaufs einer Schraubenlinieetwasgrößerist (genau wobei s die Steigung bedeutet . In diesem Fall liegen wieder jedem Punkt der Schraubenlinie längs der Zylindererzeugenden cstets Punkte mit gleichem Potential gegenüber. Das gilt für jeden Zeitpunkt und übrigens auch für jede Kurvenfarm des Wechselstromes.It is now possible to connect the first conductor to the second in such a way that this property is maintained. To do this, wind up the conductor on a cylinder (theoretically any cross-section, but preferably a circular cylinder), in which the length of the conductor section when converting around the cylinder axis corresponds exactly to the wavelength of the alternating current by 36o ° or a k-fold value, where k is a is a positive integer other than zero. For the circular cylinder the result is approximate (d is the diameter of the circular cylinder, # the wavelength, k = i, 2, 3,...); approximately because the length of one revolution of a helix is slightly larger (exactly where s is the slope. In this case, there are always points with the same potential opposite to each point on the helical line along the cylinder-generating cstets. This applies to every point in time and, by the way, to every curve farm of the alternating current.

Aus diesen Überlegungen ergeben sich folgende Anwendungsmöglichkeiten: i. Isolierung von Leitern, in Sysitemen für ultrakurze Wellen, 2. als Monochromatoren in Ultrakurzwellensystemen.The following possible applications result from these considerations: i. Insulation of conductors, in systems for ultra-short waves, 2. as monochromators in ultra-short wave systems.

Die Isolierung von Leitern irr Systemen für ultrakurze Wellen ist außerordentlich schwierig. Die für die Befestigung der Leiter notwendigen Teile besitzen alle eine über i liegende Dielektrizitätskonstante und stets maßbare dielektriische Verluste. Diese verursachen ünsbesondere bei längeren Leitern und sehr hohen Frequenzen beträchtliche Verluste. Es isst nun. möglich, solche- Leiter auf als Selbstinduktion wirkende Spulen zu setzen, wobei diese so dimensioniert werden, daß die Selbstinduktion entsprechend der verwendeten Frequenz einen sehr hohen Widerstand darstellt. Dimensioniert man die Spuken, wie oben gezenigt, dann sind sie allerdings nur für diareine Wellekapazitätslos. Solche Spulen geben daher praktisch keine Verluste. Der Durchmesser einer solchen Spnde für eine io-cm-Welle beträgt dann 3,i9 cm bzw. als'Schraubenlinie gerechnet 3,i2 cm für s=:2 cm. (Die Länge der Spule und damit die Selbsbinduktion geht in die Kapazität nicht ein.) Hat man: es ,stets nur mit einer Wellenlänge zu tun:, so wird man die Spule aus einem Material fertigen, das eine sehr steife Lagerung ergibt. Federn solche Spulen durch, so verändern stie ihren Durchmesser und verstimmen sich gegenüber der ursprünglilcihen Wellenlänge. Dne Tatsache@, ,daß sich durch Zusammendrücken oder Dehnen die Spulen: gegenüber einer @bestimmten Wellenlänge verstimmen, Jkann man praoktis,ch ausnutzen. Man kann beispielsweise Iden Leiter sternförmig lagern und durch 'bekannte mechanische Mittel die Länge der Spule verstellen, beispielsweise so, daß oder Leiter von 3 gegenseirtng um i--0° versetzten Spiralen gehaltert wird und die Emd punkte der Spiralen durch mechamiiis,che Miittel gleichzeitig und gleichmäß:i1g verlagert werden. Dadurch werden die Durchmesser der Spiralen gleichzeitig um dasselbe Maß vergrößert oder verkleinert und das Gebilde abgestimmt. Die Änderungen in der Seilibstindwkbiion,dier einzelnen Spule fällt wähl kaum ins Gewicht, da die durchsehnitbliche Größe der Selbstinduktion. stets sch hoch gewählt werden kann, daß die Ableitung prakbüsth verschwindet. Die Sel:hstiniduktionen können selbstverständlich geerdet werden. Der Lekungsquerschnlitt spielt, sofern man bei: den übliiehen Dimensdonen bleibt, kenne Rodle. Selbstverständlich können die Leiter als Lecher-Systeme oder als gewöhnliche Energieleiter ausäglebii@det sein. Die Selbstinduktionen könne. an jeden beliebig en Punkt ides Leiters befestigt,%verden, es ist nur derauf zu achten, daß sie sich nicht gegemfseieg beeinflussen.The isolation of conductors in systems for ultrashort waves is extremely difficult. The parts necessary to secure the ladder all have a dielectric constant higher than i and always measurable dielectric constant Losses. This is particularly the case with longer conductors and very high frequencies considerable losses. It eats now. possible such- head on as self-induction to set acting coils, these being dimensioned so that the self-induction represents a very high resistance according to the frequency used. Dimensioned if you look at the ghosts, as shown above, then they are, however, only devoid of capacity for just one wave. Such coils therefore give practically no losses. The diameter of such Spans for a 10 cm shaft is then 3.19 cm or calculated as a helical line 3, i2 cm for s =: 2 cm. (The length of the coil and thus the self-induction goes into the capacity does not.) If one has: it, always to do with only one wavelength :, so you will manufacture the coil from a material that has a very stiff bearing results. If such coils spring through, they change their diameter and become out of tune compared to the original wavelength. Dne fact @ that through Compressing or stretching the coils: towards a certain wavelength disgruntled, Jcan be used praoctically, ch. One can for example iden ladder store in a star shape and adjust the length of the coil using known mechanical means, for example in such a way that or conductors of 3 spirals offset by i - 0 ° in opposite directions is held and the emd points of the spirals by mechamiiis, che means at the same time and evenly: i1g be displaced. This will change the diameter of the spirals at the same time enlarged or reduced by the same amount and coordinated the structure. The changes in the rope windage, the individual coil is hardly a factor Weight, since the average size of the self-induction. always chosen very high it can become that the derivative practically disappears. The sel: hstiniduktionen can naturally be grounded. The Lekungsquerschnlitt plays, provided you are at: Rodle knows the usual dimensions. Of course the ladder can be designed as Lecher systems or as ordinary energy conductors. The self-inductions could. attached to any point on the ladder,% verden, it's just that to be careful that they do not influence each other.

Nach. edier Erfindung könne. elektrische Kaabel für ultrakurze Wellen so ausgebillde@t wenden, daß eine Anzahl von Selibstinfduktionen räumlich um die Leiterachse, vorzugswoise symmetrisch-, und längs der Leiterachse vertei:lit werden, die einerseits mit dem Leiter verbunden sind, anderseits mit dem Ka'belmante@ bz-,#v. mit der Erde. Man kann dann auch den Kabelmantel müt einer einfachen. meichanisc'hen Vorrichtung versehen, idie es gestattet, durch Verdrehen: des Kalbelm@antels um die Leiterachse die Selbstinduktionen zusammenzudrücken oder zu idehnen. Man erreicht so eine gleichmäßige und gleichzeiti ge Abstimmung idbr Setbatinduktionen über die ganze Länger des Leiters.To. edier invention could. electric cables for ultra-short waves so trained that a number of self-infuctions spatially around the Head axis, preferably symmetrically, and distributed along the head axis, which are connected on the one hand with the conductor, on the other hand with the Ka'belmante @ bz -, # v. with the earth. You can then also use a simple cable sheath. meichanical Provide a device that allows, by twisting: the calf jacket around to compress or stretch the conductor axis of the self-inductions. One achieves such an even and simultaneous vote idbr setbatinductions over the whole length of the head.

Aus rein theoretischen Überlegungen kann man annehmen, @daß die Flankensteilheit des Frequenzganiges der Kapazität .in der Höhe der Abstimmungsfrequenz eine endliche ist, id. h. kleine Schwankungen ün: idier Frequenz bewirken noch, lein iSpringen auf die normale Kapazität des Gebildes, die man etwa auffassen kann als Kapazität für unendlich lange Wellen. Diese ,Ansätze ergeben allerdings eine Art Sättiigungsefhe@kt für die Kapazi äit, d. h. die Kapazität ist am Anfan-g eine Funktion des Potentiials. Bei größeren Frequenzschwankungen erhält man aiber stets die normale Kapavität. Für diese kann :die iSelbstinduktion eben zufolge ihrer Kapazität einen Kurzschl:uß bedeuten. Dimensioniert man das Gebilde so, daß die normale Kapazität eine hohe Ableitung- gewährleistet, so wirkt dieses Ciebil!de gleichzeitig al's Mon@ochromatoir, d. h. in einer Leitung, die mit abgestimmten Selbstinduktionen gemäß der Erfindung gestützt ist, wird von einem Frequgemisdh nur jene Welle durchgeleitet, für die die Selbstinduktionen eb,ge.stimmt sinld.From purely theoretical considerations one can assume @ that the slope the frequency range of the capacitance. at the level of the tuning frequency a finite one is, id. H. Small fluctuations un: the frequency still cause no jumping to the normal capacity of the structure, which can be understood as capacity for infinitely long waves. However, these approaches result in a kind of saturation potential for the capacity, d. H. the capacitance is at the beginning a function of the potential. In the case of larger frequency fluctuations, the normal capacity is always obtained. For these: self-induction can be a short circuit due to its capacity mean. The structure is dimensioned in such a way that the normal capacity is high Derivation - guaranteed, this ciebile acts at the same time as Mon @ ochromatoir, d. H. in a line with tuned self-inductions according to the invention is supported, a Frequgemisdh only transmits that wave for which the self-inductions eb, are correct.

Die erfindungsgemiäißen Selbsitinduktionen eignen sich ebenfalde fÜr ul.trahochfreque@nte Schwingkreise, als Anodendrossel und in sonstigen Schaltungen für die Ultrakunzwellente.,ohnik.The inventive self-induction are also suitable for ul.trahochfreque@nte oscillating circuits, as anode choke and in other circuits for the Ultrakunzwellente., ohnik.

Claims

PATENT CLAIMS: i.

Self-induction without capacitance or low-capacitance, characterized in that a conductor is wound onto a cylinder so that it has the desired self-induction and that the length of a Kurrven @ piece of the conductor, calculated from a point of the conductor with a hike of 360 ° around 'the Cylinder axis to the next point on the cylinder generating line,, is equal to or approximately equal to the k -fold waves of the alternating current used; where k is an integer, positive number with the exception of NT-ull. 2. `self-induction according to claim i, characterized in that the cylinder is a Kneirszyliinider with a diameter equal to or approximately the same where the and s mean the slope of the screw line.

3. Self induction according to claims i and 2, characterized in that the tuning by mechanical Stretching or compressing the spirally wound conductor takes place. q ..

the Use of capacitive or low-capacitance self-inductions according to the claims i bis3 as post insulators for any electrical 'lines, in particular for ultrashort electric waves.

5.Electric quay ax for udtr, aku, rziwelilien, thus geken @ n Weichnet @ that a number of capacityless or low capacity Self-induction according to claims i to 3, next to each other and / or spatially are arranged around the conductor axis, the actual conductor in front of the @ abelha @ e separate.

6. Electrical cable according to claim 5, characterized in that the cable sheath can be rotated against the conductor axis by mechanical means, with the purpose of Vote the Raum @ l @ i @ ch around, the Ka'beli axis arranged Selibsainduktionen mach ; Claims i to 3 can be compressed or stretched.

7. The use: durng of capacitive or low-capacity self-inductions according to the claims i @biiis 3 as Schwinagkreiis @ spuil! en, Sperriniduktivitälten, as monochromators and the like in any ultra-short wave circuits.