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Einrichtung mit Gasentladungsgefäß, insbesondere für Beleuchtungszwecke
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung mit elektrischem Gasentladungsgefäß, bei
welcher mittels relativ negativer Elektrode die Brennspannung der Gasentladung verändert
werden kann, insbesondere für Beleuchtungszwecke od. dgl., und besteht darin, daß
der Beeinflussungselektrode ein derart von der Belastung des Gefäßes abhängiges,
mit steigendem Strom negativer werdendes Potential erteilt ist, daß sich eine steigende
Charakteristik ergibt, derzufolge ein Stabilisierungswiderstand od. dgl. im Entladungsstromkreis
praktisch ganz oder zu wesentlichem Teil überflüssig ist.
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Entladungsgefäße mit selbständiger oder halbselbständiger Gasentladung,
insbesondere mit lichtbogenartigem Charakter, besitzen einen negativen inneren Widerstand,
d. h. die Spannung an der Gasentladungsstrecke steigt mit dem Strom nicht an, sondern
bleibt entweder im Bereich verschiedener Ströme annähernd konstant oder fällt sogar
mit steigendem Strom ab. Diese Erscheinung ist für viele Zwecke unerwünscht, insbesondere
bei Gasentladungsgefäßen für Beleuchtungszwecke od. dgl., welche dadurch nur mit
relativ hohen Vorschaltwiderständen oder Strombegrenzungsdrosseln usw. betrieben
werden können, was einen Energieverlust bedingt. Dieser Übelstand wird durch die
Erfindung vermieden, welche es überdies gestattet, Entladungsgefäße mit an sich
geringeren Brennspannungen der Gasentladung für direkten Anschluß an höhere Betriebsspannungen
unter Vermeidung von äußeren Zusatzgliedern zu bauen.
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Es ist bekannt, durch Anwendung einer mit anomal hohem Kathodenfall
betriebenen Glimmentladungskathode für Gasentladungsgefäße eine steigende Charakteristik
zu erzielen. Eine ähnliche Wirkung soll dadurch erreicht werden können, daß eine
oder mehrere Entladungseinengungen durch
Verjüngungen. Diaphragmen,
Gewebe usw. im Entladungsweg vorgesehen werden. Solche Einengungen erschweren jedoch
im Verhältnis zu ihrer brennspannungserhöhenden Wirkung relativ stark das Zünden
des Entladungsgefäßes, und soweit es sich um Gewebeeinengungen od. dgl. handelt,
erfolgt nur bei relativ geringen Gasdrücken, größeren Durchtrittsflächen und mäßigen
negativen Potentialen keine Zusammenziehung der Entladung auf eines oder wenige
Gewebelöcher. Ein Steuereinfluß mittels solcher Einengungen war bekanntlich unmöglich,
da etwaige Potentialschwankungen derselben unwirksam blieben (v g1. z. B. A. G 1
a s e r, Ztschr. techn. Phys., 1932, Nr. ii, S. 549 ff). Übrigens haben sich
solche Maßnahmen wie vorgenannt in der Praxis auch nicht bewährt, und bekanntlich
benötigen stromstarke Gasentladungen auch bei Anwendung von Einengungen, wie etwa
bei Leuchtröhren, in der Regel wesentliche Vorschaltwiderstände (vgl. z. B. »Die
Lichttechnik«, Heft v. 5. April 1936, S. 5). Beim Gegenstand vorliegender Erfindung
hingegen handelt es sich um keine mechanische Einengung der Entladung, sondern die
Beeinflussungselektrode wirkt hier als richtiges elektrisches Steuerorgan ähnlich
dem Gitter einer Hochv akuumröhre; es ist die Zündungsbehinderung nur gering, da
das negative Potential des Beeinflussungsgitters erst nach Zündung seinen Wert erreicht,
und die Beherrschung hoher Stromdichten möglich. Eine stetige Entladungsbeeinflussung
ist ebenso wie das auf Grund derselben gemäß vorliegender Erfindung dabei zum Zweck
der Erzielung einer steigenden Charakteristik stromstarker Gasentladungen anzuwendende
belastungsabhängige, mit steigendem Strom negativer werdende Potential des beeinflussenden
Steuergitters bisher nicht bekannt geworden.
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Ausführungsbeispiele der Einrichtungen nach der Erfindung sind in
den Fig. i bis io der Zeichnung schematisch dargestellt. ES zeigt Fig. i ein Prinzipschema
der erfindungsgemäßen Anordnung und Schaltung zur Aufnahme der Charakteristik, Fig.
2 ein Schaubild mit verschiedenen Kennkurven (Charakteristiken) ; Fig.3, 4 und 8
zeigen die Anwendung des erfindungsgemäßen Prinzips an Entladungsgefäßen' für Beleuchtungszwecke
od. dgl., Fig. 5 bis 7 Details hierzu, Fig. 9 und io die Anwendung für zusätzlich
gesteuerte Gasentladungsgefäße, In der Fig. i bezeichnet 33 ein Gasentladungsgefäß,
in welchem eine Steuerelektrode, zweckmäßig ein engmaschiges Gitter, in den kathodischen
Entladungsteilen, insbesondere im negativen Glimmlicht oder Faradayschen Dunkelraum
der Entladung, vorzugsweise nahe einer Glühkathode, angeordnet ist. Mit Hilfe einer
solchen Steuerelektrode kann die Brennspannung, der innere Widerstand, der Gasentladung
verändert werden, zu welchem Zweck dieser Elektrode ein gegenüber dem Potential
des umgebenden Entladungsraumes negatives Potential erteilt wird. Gemäß Fig. I liegt
nun in der Kathodenleitung des Gasentladungsgefäßes 33 ein Widerstand R, und der
an diesem Widerstandsglied auftretende Spannungsabfall wird der Steuerelektrode
des Gefäßes zugeführt, indem dieselbe an den negativen Teil dieses Widerstandes
angeschlossen ist. Eine Zunahme des durch das Gefäß 33 und damit gemäß der getroffenen
Schaltung auch durch den Widerstand R -fließenden Stromes wirkt daher unter Vermittlung
der Steuerelektrode im Sinne einer Erhöhung der Brennspannung des Gefäßes, während
die Erscheinungen in der Gasentladung an sich eher im Sinne einer Verminderung oder
unveränderten Beibehaltung der Brennspannung mit steigendem Strom wirken (negativer
Widerstand). Die Größe des Widerstandes R wird nun im Sinne der Erfindung derart
gewählt, daß die negative Charakteristik der Gasentladungsstrecke aufgehoben wird,
d. h. die Spannung an der Entladungsstrecke mit dem Strom ansteigt.
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Nach Fig. i liegt parallel zum Entladungsgefäß 33 noch ein Spannungsmesser
E, im Stromkreis des Gefäßes noch ein Strommesser I und ein Regelwiderstand 34.
Diese Hilfsapparate dienen zur Aufnahme der Charakteristik der Anordnung.
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Das prinzipielle Verhalten der Einrichtung ist aus dem in der Fig.
a dargestellten Stromspannungsdiagramm zu entnehmen. Es zeigt hier die mit Ra bezeichnete
Charakteristik das bekannte Verhalten eines Gasentladungsgefäßes, etwa mit fremdgeheizter
Glühkathode und lichtbogenartiger Entladung, wie es sich ergibt, wenn der Widerstand
R gleich Null gemacht, z. B. kurzgeschlossen wird. Zur Aufnahme einer solchen Kennlinie
wird etwa bei einer Anordnung gemäß Fig. i der Strom des Gefäßes 33 mittels eines
Serienwiderstandes 34 stetig verändert. Die Charakteristik R, zeigt zuerst den bekannten,
dem Strom proportionalen Spannungsanstieg, ähnlich wie in Hochvakuumröhren, bis
zu dem Punkt, wo die bogenartige Gasentladung zündet und die Spannung an der Entladungsstrecke
infolge weitgehender Neutralisierung der negativen Raumladungen auf den Wert der
Bogenspannung zusammenbricht. Von hier an ändert sich die Spannung mit dem Strom
nur mehr unwesentlich und ist im allgemeinen im Arbeitsbereich, d. h. solange die
Kathode noch nicht überlastet wird, weiter mit zunehmendem Strom leicht fallend
oder annähernd konstant. Wird aber nun der Widerstand R eingeschaltet, so wird durch
den Spannungsabfall an demselben mit zunehmendem Strom vermittels der Beeinflussungselektrode
die Brennspannung des Gefäßes 33 erhöht, und es ergeben sich je nach dem gewählten
Widerstandswert von R nunmehr steigende Charakteristiken etwa der Form, wie solche
im Diagramm mit R1 bis R4 bezeichnet sind. Wie ersichtlich, kann durch entsprechende
Wahl der Rückwirkung der negative Widerstand der Gasentladungsstrecke in einen positiven
umgewandelt werden, bei dem die Spannung ähnlich wie an einem Ohmschen Widerstand
ansteigt, R3, oder sogar noch unverhältnismäßig stärker wächst, R4. Aber auch schon
eine relativ
leichte Steigung der Charakteristik R1 ermöglicht es,
den wegen der bisherigen negativen Charakteristik der Gasentladung erforderlichen
Beruhigungswiderstand im Entladungsstromkreis, der mindestens für etwa ein Drittel
der Spannung (Leistung) bemessen werden mußte, weitgehend zu verringern, während
derselbe natürlich bei entsprechend steigender Charakteristik ganz überflüssig ist.
Letzteres ist, abgesehen vom Leistungsverlust durch das sonst erforderliche Vorschaltglied
auch insofern von großer Bedeutung, als einerseits der Aufbau der Anlage dadurch
bedeutend vereinfacht wird, z. B. Gasentladungslampen wie Glühlampen für direkten
Netzanschluß gebaut werden können, andererseits die durch die sonst bei Wechselstrombetrieb
zweckmäßig und üblicherweise verwendeten Vorschaltdrosseln oder Streutransformatoren
verursachte stark induktive Belastung des Netzes (Blindleistungsentnahme, Verschlechterung
des cos (p), die bei weitgehender Verwendung von Gasentladungsröhren bedenkliche
Ausmaße annehmen könnte, vermieden wird. Die in der Fig.2 angegebenen Charakteristiken
sind natürlich nur Beispiele, zur Erklärung der erfindungsgemäßen Funktion.
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Die Fig. 3 zeigt eine Leuchtröhre 35 für Anschluß an ein Gleichstromnetz.
Dieselbe enthält in ihren erweiterten Enden einerseits eine Anode 36, andererseits
eine Glühkathode 2, um welche eine Steuerelektrode 7 angeordnet ist. Letztere erhält
über einen Widerstand 37 ein von dem in der Kathodenableitung liegenden Widerstand
38 abgegriffenes negatives Potential, mit welchem der innere Widerstand und die
Charakteristik der Gasentladungsstrecke veränderlich und auf den gewünschten Wert
einstellbar ist. Eine solche Leuchtröhre hat zwar infolge der Einengung der Entladung,
insbesondere positive Säule, im röhrenförmigen Gefäßteil eine relativ hohe Brennspannung,
aber eine fallende Charakteristik, und es ist normalerweise ein Vorschaltwiderstand
erforderlich, der einerseits zur Strombegrenzung dient, andererseits die Differenz
der für Zündung und Betrieb notwendigen verschiedenen Spannungen zu vernichten hat.
Dieser Widerstand kann infolge der erfindungsgemäßen Anordnung zweckmäßig ganz entfallen
bzw. durch einen relativ sehr kleinen Widerstand 38 ersetzt werden, der zum Abgriff
der Steuerspannung für die Gitterrückwirkung dient (Widerstand R in Fig. r). Vor
Zündung liegt die Beeinflussungselektrode 7 (Steuergitter) der Röhre praktisch an
Kathodenpotential, so daß durch dieselbe die Zündung nicht behindert und erst nach
Einsetzen der Entladung die Brennspannung erhöht und die steigende Charakteristik
hervorgerufen wird. Der Widerstand 37 dient nur als Sicherheitswiderstand im Steuerelektrodenkreis
bzw. zur Strombegrenzung in demselben.
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Besonders zweckmäßig ist die erfindungsgemäße Anordnung für Lampen,
bei welchen die Leuchterscheinung der kathodischen Entladungsteile (negatives Glimmlicht)
zur Lichtlieferung herangezogen wird (Kathodenleuchten). Diese Art von Lampen besaß
bisher die Nachteile, .daß einerseits der in Licht umgesetzte Energiebetrag im Verhältnis
zum Gesamtleistungsverbrauch gering war, andererseits waren dieselben infolge geringer
Brennspannung für direkten Netzbetrieb ungeeignet. In diesem Falle wird nun die
durch die negative Beeinflussungselektrode hervorgerufene Erhöhung der Brennspannung
zur Lichterzeugung voll ausgenutzt.
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Eine solche Lampe mit kathodischer Lichtemission ist in der Fig. q.
schematisch dargestellt. Bei der angegebenen Bauart sind zwei gleichartige beheizte
Elektroden 2 vorgesehen, welche bei Wechselstrombetrieb in der positiven und negativen
Halbwelle abwechselnd als Kathode wirken. Die Kathoden 2 werden je wieder von gitterförmigen
Beeinflussungselektroden 7 umgeben, welche mit den negativen Enden von in den Kathodenableitungen
liegenden Widerständen R verbunden sind, d. h. die bei der Röhre gemäß Fig. 3 nur
einseitig angebrachte Anordnung ist hier symmetrisch ausgeführt. Die Kathoden 2
sind mit Heizwicklungen 39 versehen, welche z. B., wie dargestellt, miteinander
in Serie geschaltet und an die Stromzuführungen parallel zur Entladungsstrecke gelegt
sind.
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Nach dem Einschalten dieser Lampe werden die Kathoden 2 durch die
Heizwicklungen 39 erhitzt, bis sie eine genügende Emissionstemperatur erreicht haben
und die Entladung zündet. Es geht dann bei entsprechendem Gasdruck zweckmäßig zwischen
den Elektroden 2 eine lichtbogenartige Gasentladung über, deren kathodische Entladungsteile
(negatives Glimmlicht) intensiv leuchten, während der Abstand. der Elektroden 2
zweckmäßig so gering gewählt werden kann, daß bei dem gegebenen Gasdruck im Betrieb
eine positive Säule sich nicht oder nur in geringem Maße einstellen kann. Ein solches
Entladungsgefäß besitzt ohne die erfindungsgemäße Anordnung z. B. eine Brennspannung
von .etwa 1q. bis 16 Volt bei einer Zündspannung von etwa 20 Volt, d. h. der Kathodenfall
an den geheizten Elektroden ist gering, was zu begrüßen ist, da das Kathodenfallgebiet
nicht oder nur in sehr geringer Weise zu einer Lichterzeugung beiträgt (Kathodendunkelraum).
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird nun nicht bloß nur .eine
steigende Charakteristik erzielt, sondern natürlich damit auch die Brenn-Spannung
der Gasstrecke (für entsprechenden Strom) erhöht, wie sich aus Fig. 2 ergibt. Es
ist nun dadurch möglich, durch geeignete Wahl des Kathodenwiderstandes R die Brennspannung
der Gasstrecke, die ohne die erfindungsgemäße Anordnung z. B. 15 Volt beträgt, auf
bedeutend größere Werte zu erhöhen, so daß ein direkter Anschluß des Entladungsgefäßes
an Speisenetze möglich wird. Dabei wird aber, wie ersichtlich, der günstige niedrige
Wert des Kathodenfalles belassen, und die entstehende; durch die Steuerelektroden
7 hervorgerufene Spannungsdifferenz wird für die Leuchtwirkung ausgenutzt. Die Steuerelektrode
7 wird zu diesem Zweck vorteilhaft im negativen Glimmlicht
oder
insbesondere im Faradayschen Dunkelraum oder im Mittel liegenden Grenzgebiet dieser
beiden kathodischen Entladungsgebilde angeordnet (bezieht sich auf. kathodische
Entladungsgebilde bei offener Anschlußleitung der Steuerelektrode 7). Eine im Kathodenfallgebiet
angeordnete Steuerelektrode 7 würde nur den Kathodenfall erhöhen, d. h. lichttechnisch
keinen Nutzen bringen. Letztgenannte Anordnung kommt aber auch deshalb praktisch
wenig in Frage, weil das Kathodenfallgebiet (Abstand Kathode bis zum Beginn des
negativen Glimmlichtes) bei den praktisch verwendeten Drücken eine so geringe Ausdehnung
besitzt, daß die Anordnung einer Steuerelektrode in demselben technisch auf große
Schwierigkeiten stoßen würde, während der Abstand der Gitterelektroden 7 von der
Kathode so z. B. einige Millimeter beträgt. Die Gitterm4schenweite der Steuerelektrode,
die gleich oder kleiner als der Langmuirsche Dunkelraum um dieselbe sein soll, beträgt
dabei etwa einige zehntel Millimeter, z. B. o,5 bis o,8 mm, welche für die Steilheit
der Einwirkung maßgebend ist, wovon wieder die zu wählende Größe des Widerstandes
R abhängt. Eine derart ausgebildete Netzlampe oll. dgl. besitzt normalerweise eine
steile Stromspannungscharakteristik (vgl. z. B. R4 der Fig. 2) und ist demzufolge
z. B. auch gegen Netzspannungsschwankungen weitgehend unempfindlich. Infolge der
höheren Spannung und des demzufolge für gleiche Leistung geringeren Stromes können
die Kathoden entsprechend-kleiner sein.
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Durch die Beeinflussungselektrode 7 wird eine Erhöhung des Spannungsgefälles
in dem Raum zwischen derselben und der jeweiligen Anode bewirkt. Lichttechnisch
wirkt sich dies nach der Erkenntnis des Erfinders derart aus, daß eine Verlängerung
des Bereiches des negativen Glimmlichtes eintritt. Liegt die Steuerelektrode 7 z.
B. im Faradayschen Dunkelraum der unbeeinflußten Entladung, d. h. also schon außerhalb
des negativen Glimmlichtes, so wird, wenn derselben dann ein negatives Potential
erteilt wird, das Glimmlicht sich entsprechend der vorgenommenen Brennspannungserhöhung
über die Elektrode 7 hinaus ausdehnen und der Faradaysche Dunkelraum entsprechend
weiter anodenwärts rücken, falls letzterer überhaupt noch zur Ausbildung gelangen
kann, nicht wegen Platzmangels fortfällt. Somit wird die Brennspannungserhöhung
rationell für die Lichterzeugung ausgenutzt. Der Absiand der Elektroden 2 wird nunmehr
zweckmäßig so gewählt, daß bei abgeschalteten Beeinflussungselektroden 7 die positive
Säule sich nicht mehr oder nur- in geringem :Maße ausbilden kann. Ob auch eine Änderung
der Anregungsintensität und -frequenz (Lichtfarbe) durch die Steuerelektrode 7 eintritt,
hängt von den gewählten Verhältnissen ab.
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Die Erhöhung der Brennspannung der Entladungsstrecke unter Ausnutzung
des zusätzlichen Spannungswertes für die Lichterzeugung bewirkt auch eine Verbesserung
des Wirkungsgrades der Lampe. Wird z. B. die Brennspannung von 15 Volt, von
welchen der Kathodenfall von etwa io Volt ein reiner Verlust ist, auf 30 Volt erhöht,
so wird damit die Lichtleistung bei gleichem Strom auf das Vierfache gesteigert,
da dann nicht mehr 5 Volt, sondern 2o Volt als Spannungsgefälle für die Lichterzeugung
zur Verfügung stehen. Dabei ist im vorliegenden Fall eine einheitliche Lichterregung
durch das hoch wirksame negative Kathodenglimmlicht, das durch die Beeinflussungselektrode
verlängert wird, gegeben.
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Gegebenenfalls kann es, um die Elektroden 2 in der Lampe nicht direkt
in einen größeren Abstand bringen zu müssen, zweckmäßig sein, zwischen denselben
einen Schirm 40, z. B. aus Glas, Preßstoff oder Metallblech, anzubringen. Die Lampe
hätte dann auch schon ohne Beeinflussungselektroden 7 eine höhere Brennspannung,
und es wird der ganze Lampenkolben von der Leuchterscheinung erfüllt, so daß die
relative Blendwirkung gering ist. Bei Ausführung des Schirmes d.o aus Metall kann
derselbe über einen zweckmäßig hohen Widerstand z. B. mit einer der Elektroden 2
verbunden sein oder zweckmäßig an die Mittelanzapfung eines zwischen den Elektroden
2 liegenden bzw. an deren Stromzuführungen angeschlossenen hochohmigen Spannungsteilers
geschaltet sein. Sofern nicht durch die Beeinflussungselektroden das Glimmlicht
soweit erstreckt wird, wird sich dann zumeist eine positive Säule einstellen, was
wegen der Erhöhung der Brennspannung und damit des Wirkungsgrades der Entladung
und der unter Umständen sehr günstigen Energieumsetzung in der Leuchterscheinung
der positiven Säule für viele Zwecke erwünscht sein kann, wenn diese infolge Einengung
oder hoher Stromdichte intensiv leuchtet.
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Bei Lampen für Wechselstrom mit zwei Kathoden gemäß Fig. q. kann es
gegebenenfalls zwecks Erzielung einer gewünschten Spektralverteilung der Emission
aber auch zweckmäßig sein, den Abstand der Elektroden so zu wählen, daß sich eine
positive Säule der Entladung jeweils in dem Bereich der Entladungsbahn ausbildet,
der in der anderen Halbwelle vom Glimmlicht der anderen Kathode eingenommen wird,
so daß sich für das Auge ein Mischlicht aus den Leuchterscheinungen des Glimmlichtes
und der positiven Säule ergibt.
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Das Entladungsgefäß gemäß Fig. q. kann, wie ersichtlich, mit zweipoligem
Schraubsockel wie eine übliche Glühlampe ausgeführt und auch so verwendet werden.
In einer Anschlußleitung kann gegebenenfalls noch ein Widerstand 41 oll. dgl. vorgesehen
sein, welcher als Sicherheitswiderstand oder zur Verminderung der Spannung an den
Heizwicklungen 39, d. h. Verminderung der Kathodenfremdheizung durch die
einsetzende Entladung, dient. Lampen dieser Art können gegebenenfalls für direkten
Anschluß an Netze von i io, 220 Volt usw. Gleich- oder Wechselspannung gebaut werden.
Die Beeinflussungselektrode (Steuergitter) kann zweckmäßig, wie in der Figur angedeutet,
kastenförmig ausgeführt, d. h. allseitig geschlossen sein, aber gegebenenfalls auch
an den Stirnseiten der längsgestreckten Kathode, wo kein emittierender i Belag vorhanden
ist, offen sein.
Die Fig. 5 bis 7 zeigen gegenüber der Darstellung
nach Fig, q. veränderte Anschlüsse der Beeinflussungselektrode 7. Nach Fig. 5 ist
die Heizungswicklung 39 gemeinsam mit der Kathodenleitung an den oberen Anschluß
des Widerstandes R1 gelegt, so daß an demselben ein nicht nur vom Kathodenstrom
abhängiges, sondern auch vom Heizstrom abhängiges negatives Potential für die Beeinflussungelektrode
7 erzeugt wird. Diese Schaltung kann dann zweckmäßig sein, wenn das Entladungsgefäß
an relativ sehr hohe Spannungen angeschlossen werden soll und sich dadurch bei einer
Anordnung gemäß Fig. q. eine unerwünscht steile Charakteristik ergeben sollte. Durch
das dann vorhandene negative Ruhepotential der Beeinflussungselektrode 7 wird allerdings
die Zündung der Entladungsstrecke erschwert, was jedoch gegebenenfalls auch durch
Anbringung positiver, z. B. über einen hohen Widerstand mit der Gegenelektrode (Anode)
verbundener Hilfselektroden wieder wettgemacht werden kann.
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Eine weitere Ausbildung dieser Anordnung zeigt die Fig. 6. Hier sind
zwei Widerstände R und R, vorgesehen, von welchen R nur vom Strom der Kathode 2,
R, von diesem und dem Strom der Heizwicklung 39 durchflossen wird. Das Verhältnis
von Ruhe- und Arbeitsspannung der Beeinflussungselektrode ist hier mittels der genannten
Widerstände wählbar.
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Es kann dabei in beiden Fällen äußerst zweckmäßig sein, den Widerstand
R, als Glühdraht, insbesondere als Eisendraht, auszubilden, der etwa bei Einsetzen
des Entladungsstromes der Kathode 2 seine größte relative Spannungssteigerung erfährt
(bekannt von den Eisen-Wasserstoff-Widerständen her, wo dieser Bereich der Regelbereich
ist), so daß also idie Steilheit der Charakteristik auch hierdurch beeinflußt werden
kann.
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Falls aber das Entladungsgefäß an geringe Spannung angeschlossen und
eine steile Stromspannungscharakteristik erhalten soll, so kann gegebenenfalls auch
eine zusätzliche positive Vorspannung für die Beeinflussungselektrode vorgesehen
werden, indem etwa in der Fig. 6 die Anschlüsse der Ableitungen von Kathode 2 und
Beeinflussungselektrode 7 an den Polen des Widerstandes R1 vertauscht werden. In
diesem Fall kann es dann zweckmäßig sein, den Widerstand R, aus einem Material zu
verfertigen, das mit steigender Temperatur seinen Widerstand vermindert, z. B. Uranoxyd,
Siliziumkarbid od. dgl.
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Gegebenenfalls können die Verhältnisse (Gittermaschenweite und Widerstand
E) auch so gewählt werden, daß bei Änderungen der Speisespannung, zumindest innerhalb
gewisser Grenzen, der Strom sich überhaupt nicht oder zumindest nicht wesentlich
ändert (senkrechte Charakteristik). Eine solche Anordnung kann gegebenenfalls auch
zur Konstanthaltung (Stabilisierung) von Strömen bzw. von an Serienwiderständen
abgegriffenen Spannungen verwendet werden.
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Die Fig.7 zeigt schließlich eine Schaltung, wo ein eingebauter Widerstand
zum Teil als Kathodenwiderstand R, zum Teil als Vorschaltwiderstand 42 für die Heizwicklung
39 verwendet Wird.
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In allen Fällen kann der Kathodenwiderstand R bzw. R1 auch zur Aufheizung
der Elektroden :2 herangezogen werden.
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Fig. 8 zeigt eine Anordnung mit Leuchtröhre gemäß Fig. 3, jedoch für
Wechselstrombetrieb. Ebenso wie nach Fig. q. ist hier die Wechselstromausführung
zweckmäßig symmetrisch mit zwei Kathoden gebaut, und es wäre somit die in Fig. 3
rechts dargestellte Anordnung auch bei der zweiten Kathode anzubringen. Hier werden
jedoch statt Widerständen 38 bzw. R Drosselspulen (Transformatoren) 43 verwendet,
welche je eine Sekundärwicklung zur Erzeugung eines negativen Potentials für die
zur Beeinflussung der Charakteristik bzw. auch Erhöhung der Brennspannung dienende
Beeinflussungselektrode besitzen.
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Die Fig. 9 zeigt die Verwendung der erfindungsgemäßen Anordnung für
zusätzlich gesteuerte Entladungsgefäße. Die Röhre 44 besitzt hier zwei Steuerelektroden,
wobei an eine derselben die Steuerspannung ES gelegt ist, während die andere an
den negativen Pol eines in der Kathodenableitung liegenden Widerstandes R gelegt
ist. Es kann somit infolge Erzielung einer steigenden Charakteristik mit geringen
Widerständen im Anodenkreis gearbeitet werden. Diese Schaltung ist u. a. beispielsweise
zweckmäßig, wenn das Gefäß 44 eine steuerbare Lichtquelle für Lichttelefonie, Fernsehen
od. dgl. ist.
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Eine ähnliche Anordnung zeigt auch noch die Fig. 1o. Hier hat das
Entladungsgefäß 45 nur eine Steuerelektrode, welche gleichzeitig sowohl zur Steuerung
des Entladungsstromes der Gasentladung als auch zur Beeinflussung von deren Charakteristik
verwendet wird. Die dargestellte Schaltung mit Widerstand R in der Kathodenleitung
und Parallelkondensator 46 ist für Hochvakuumröhren zur Gewinnung einer negativen
Gittervorspannung an sich bekannt. Hier erfüllt dieselbe aber, wie ersichtlich,
einen völlig anderen Zweck; denn erstens ist für die Steuerelektrode bei der Steuerung
einer Gasentladung keine äußere negative Vorspannung erforderlich, und zweitens
ist das Problem der Veränderung der Charakteristik von einer fallenden in eine steigende
bei Hochvakuumröhren nicht gegeben. Für :diese Schaltung wird .daher bei Verwendung
in Verbindung mit einem Entladungsgefäß mit selbständiger oder halbselbständiger,
insbesondere lichtbogenartiger Gasentladung und Steuerung ebenfalls ein Schutz beansprucht.
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Die erfindungsgemäßen Entladungsgefäße arbeiten zweckmäßig mit Niederdruckentladungen,
so daß die kathodischen Entladungsgebilde eine entsprechende Ausdehnung besitzen,
was wegen sicherer Wirkung der Beeinflussungselektroden und bei Lichterzeugung mittels
negativen Glimmlichtes wegen größerer Ausdehnung und Wirksamkeit derselben vorteilhaft
ist. Es wird etwa eine Füllung aus einem oder mehreren Edelgasen oder anderen elektropositiven
Gasen, wie Stickstoff, C 02, Wasserstoff od. dgl., mit einem Druck von einigen Millimeiern
Quecksilbersäule
verwendet oder an deren Stelle oder in Kombination damit auch Dämpfe, insbesondere
Metalldämpfe, z. B. Quecksilberdampf, etwa mit einem Druck von etwa einem tausendstel
bis einigen hundertstel Millimetern Hg (oder gegebenenfalls auch mehr) im Betriebszustand,
der von einem in das Entladungsgefäß eingebrachten Quecksilbertropfen oder einem
Amalgam entwickelt wird.
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Die Maßnahmen der Erfindung können einzeln, in Kombination untereinander
sowie auch in nunmehr für den Fachmann geläufigen Abänderungen zur Anwendung gelangen.