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Veränderbarer elektrischer Kondensator
Die Erfindung bezieht sich auf
einen elektrischen Kondensator veränderbarer Kapazität, bei welchem die Kapazitätsänderung
in einer vollkommen anders gearteten Weise als bisher üblich erfolgt.
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Bei Untersuchungne dielektrischer Stoffe wunde beobachtet, daß unter
dent Einfluß von Strahlen verschiedener Wellenlänge, beispielsweise durch Lichtstrahlen
kurzer und langer Wellenlänge, eine Verfärbung manches dielektrischen Stoffes eintrat.
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Diese Bildung von Farbenzentren ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen,
daß unter dem Eiinfluß Ider Strahlungsquanten Elektronen ausgelöst werden, die die
Absoprtionsverhältnisse des dlielektrischen Stoffes ändern. Offenbar müßten nun
diamit aber auch die elektrischen Eiogenschaften des Stoffes andere Werte annehmen.
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Wdle entsprechende Versuche bestätigten, ändert sich die Dielektrizitätskonstante
des dielektrischen Stoffes, was an sich bei Zinksulfid schon einmal beobachtet worden.
ist, ohne jedoch wegen der geringfügigen Änderung der dielektrizitätskonstante und
der Tatsache, daß es sich um einen für Kondensatorenzwecke ungeeigneten halbeliter
hawndelt, zu einer Verwertung im Kondensatorenbau geführt zu haben. Die Dielektrizitätskonstante
ändert sich bei Bestrahlung mit Strahlen kürzerer Wellenlänge nach größeren Werten
hin. Die Kapazitätsänderungen sind nun bei Stoffen, Idie an sich eine hohe Dielektrizitätskonstante
aufweisen, überraschenderweise besonders groß, so daß derartige Stoffe zur Fertigung
von Kondensatoren regelbarer Kpazität benutzt werden können.
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Der Kondensator gemäß der Erfindung enthält demnach solche dielektrischen
Stoffe, die unter der Einwirkung von Strahlen. verschiedener Wellenlänge ihre Dielektrizitätskonstante
ändern, mit hoher Dielektrizitätskonstante, wobei die Änderung der Kapazität entweder
durch Strahlungsein-
wirkung allein oder unter gleichzeitiger Anwendung
an sich bekannter Mittel erfolgt.
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Es ist verständlich, daß die größte Regelbarkeit eines solchen Kondensators
dann gegeben ist, wenn das wirksame Dielektrikum in seiner Gesamtheit aus st rahlungsempfindlichen
S Stoffen besteht und völig der Einwirkung der Strahlung ausgesetzt werden kann.
Hierzu ist aber, vor allem wenn es sich bei den regelnden Strahlen um solche des
sichtbaren Spektrums handelt, notwendig, daß die Belegungen, zwischen welchen der
Hauptteil des wirksamen Dielektrikums eingeschlossen ist, für die Strahlen durchlässig
sind. Zweckmäßigerweise wird man also als Belegungen Flüssigkeitselektroden, d.
h. den Strom leitende Flüssigkeiten, verwwnden oder so dünn aufgestäubge oder aufgedampfte
oder gitterartig ausgeführte Metallschichten auf dem Diekektrikum anbringen, Idlaß
die die Änderung der Dielektrizitätskonstante hervorrufenden Strahlen möglichst
ungehindert bis zum Dielektrikum vordringen können.
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Da die Ä nderung der Dielektrizitätskons tante durch Strahlungseinwirkung
zunächst unmittelbar an der Oberfläche des Dielektrikums eintritt und je nach Strahlenart
und beschffenheit des Dielektrikums erst bei längerer Einwirkung der Bestrahlung
auch eine Änderung dfer teiferen Schichten erfolgt, ist es weiterhin zur Erzielung
eines großen Effektes günstig, das Dielektrikum mit einer großen Oberfläche zu versehen.
Dies kann beispielsweise durch Aufrauhen od. dgl. erfolgen.
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Auch sit denkbar. daß unter umständen ein minidestens an der Oberfläche
poröses Dielektrikum sehr zweckmäßig sein kann Als Beispiel für ein strahlungsempfindliches
Dielektrikum sei Titandioxyd angeführt, welches in reiner Rutilform ein leicht gelbliches
Aussehen hat und bei Bestrahlung mit kurzwelligem Licht seine Farbe nach graublauen
Tönen hin ändert. Durch langwellige Strahlung, etwa oberhalb 500 m/u, kann die Verfärbung
und damit auch die höhere Dielektrizitätskonstawnte wieder auf den ursprünglichen
Wert zurückgebracht werden. Die Änderungen der Dielektrizitätskonstante sind beliebig
oft nacheinander ohne Nachwirkung weiderholbar. die Anwendungsmöglichkeiten eines
nach der Erfindung hergestellten Kondensators sind äußerst vielgestaltig, weil der
Kondensator die Eigenschaft einer Fotozelle, eines Regelkondensators und, in Verbindung
mit einer Lichtquelle, die eines Heißleiters in sich vereingit.
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In seiner Eingenschaft als strahlungsabhängier Wechselstromwiderstand
kann er in einer Brückenanordnung, gegebenenfalls in zusammerwirkung mit einem Relais
anrdl einem Verstärker, zur Steuenung von Lichtschranken und Rauchprüfern u. dgl.
m. verwendet werden. Da das Dielektrikum seine Dielektrizitätskonstante in Abhängigkeit
von der Strahlungsintensität und der zeitlichen Einwirkung der Strhalung ändert,
bietet de rKondenstator auch eine Möglichkeit zur objektiven Fotometrie und zur
Messung von Röntgenstrahlendosierungen. zusammen mit einer Induktivität kann ein
solcher Kondensator einen Schwingungskreis bilden, dessen Resonanzfrequenz strahlungsabhängig
ist.
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Auch kann man den Kondersator mit einer elektrischen Lichtquelle,
deren Licht auf ihn einwirkt, zusammenschalten. Steuert man nun die Lichtquelle,
beispielsweise eine Glühlampe, durch einen Fremdstrom, so kann man einen feinstufig
regelbaren Kondensator mit großer Übersetzung erhalten.
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Schaltet man an eine Wechselspannung eine Glühlampe und parallel.
dazu einen idwrch die Clüllampen beeinflußten Kondensator nach der Erfindung mit
einem in Serie liegenden Widerstand, so kann bei geeigneter Dimensionierung der
Schaltteile bei schwankender Eingangsspannung an dem Kondensator eine konstante
Spannung abgegriffen werden.
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Die Anwendungsmöglichkeiten des Kondensators sind durch die genannten
Beispiele keineswegs erschöpft, sondern können, ohne den Rahmen der Erfindung «
zu verlas,sen, noch wesentlich erweitert werden.
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PATENANSPRÜCHE: 1. Veränderbarer elektrischer Kondensator, bei welchem
mindestens ein Teil seines Dielektrikums unter der Einwirkung von Strahlen verschiedener
Wellenlänge seine Dielektrizitätskonstante ändert, dadurch gekennzeichnet, daß die
strahlungsempfindlichen Teile des Dieleiktrikums dielektrische Stoffe hoher dielektrizitätskonstant
esind und daß die Änderung der Kapazität des. Kondensators entweder durch Strahlungseinwirkung
allein oder unter gleichzeitiger Anwendung an sich bekannter Mittel erfolgt.