DE916898C

DE916898C - Temperaturabhaengiger elektrischer Widerstand

Info

Publication number: DE916898C
Application number: DES6189D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Fritz Kesselring
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1941-08-09
Filing date: 1941-08-09
Publication date: 1954-08-19

Description

Temperaturabhängiger elektrischer Widerstand Fast alle elektrischen Leiter sind positiv oder negativ temperaturabhängig. Für viele Regel- oder Steuervorgänge ist es wichtig, einer solchen Temperaturabhängigkeit einen möglichstgroßenUmfang zu geben.
Nach der Erfindung kann eine sehr hohe Temperaturabhängigkeit von Widerständen dadurch erreicht werden, daß mehrere Leiter mit verschiedenen wirksamen Widerständen zueinander parallel geschaltet werden, wobei in Abhängigkeit von Temperaturänderungen einzelne dieser Leiter an der Stromführung beteiligt bzw. von dieser ausgeschlossen werden. Eine besonders einfache Anordnung für eine solche Steuerung erhält man dadurch, wenn die Aus- bzw. Einschaltung durch Änderung des Aggregatzustandes eines Teilleiters oder eines diesem benachbarten Mediums erfolgt. So ist es beispielsweise möglich, einen guten Leiter beispielsweise in Form eines Eisendrahtes innerhalb eines Behälters anzuordnen, der seinerseits mit einem gut leitendem Elektrolyt, beispielsweise Kalilauge, gefüllt ist. Bei zunehmender Belastung steigt die Temperatur des Eisendrahtes, wodurch erreicht wird, daß die benachbarte Flüssigkeit verdampft. Bei geeigneter Anordnung (isolierte Einführung) kann erreicht werden, daß durch die Verdampfung infolge des Umstandes, daß der Dampf selbst praktisch nichtleitend ist, der Parallelpfad über die leitende Flüssigkeit ausgeschaltet wird.
Mit besonderem Vorteil wird wenigstens einer der Teilleiter aus stark temperaturabhängigem Material, wie- z. B. Eisen oder Wolfram, gemacht. Bei einer solchen Anordnung wird die Widerstandsänderung allmählich durchgeführt. Während an und für sich Eisendraht seinen wirksamen Widerstand bei zunehmender Temperatur bis zu dem Verhältnis von etwa i : io vergrößert, kann der wirksame Gesamtwiderstand einer derartigen Kombination auf :diese Weise in noch wesentlich größerem Ausmaß erhöht werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Mit i ist der drahtförmige Leiter bezeichnet, der aus Eisen besteht und der innerhalb eines Rohrkörpers :2 angeordnet ist, wobei die Einführung des Eisendrahtes durch durchführungsartige Isolierkörper 3 erfolgt. Der Behälter ist mit Elektrolyt 4. angefüllt. Bei entsprechender Erwärmung des Eisendrahtes tritt eine Verdampfung der unmittelbar umgebenden Flüssigkeitshülle ein, so daß sich in der Umgebung ,des Eisenkörpers eine Umhüllung durch einen Gasschlauch ergibt, wie diese durch die gestrichelten Linien, Bezugszeichen 5, angedeutet ist.
Dadurchwirderreicht, daß die Flüssigkeitsfüllung an der Stromübertragung nicht mehr teilnimmt, so daß eine sehr große Erhöhung .des wirksamen Widerstandes erreicht wird. Durch entsprechende Wahl des Behälterdurchmessers hat man es hierbei in der Hand, der Flüssigkeitssäule einen verhältnismäßig geringen Widerstand zu geben, so daß die Widerstandsänderungen durch Abschaltung dieses Parallelzweiges sehr groß wird.
Die Anwendung des Erfindungsgedankens ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So ist es beispielsweise nicht erforderlich, daß der .metallene Leiter auf seiner ganzen Länge die Flüssigkeitsfüllung berührt. Es reicht vielmehr für die beabsichtigte Wirkung aus, wenn der Widerstand an seinen Enden in elektrischer Berührung steht und außerdem für ausreichende Wärmeübertragung gesorgt ist oder wenn etwa durch Verschieben der Flüssigkeitssäule unter der volumenvergrößernden Wirkung der Verdampfung der Ansch.luß der Flüssigkeitssäule an den Stromkreis einseitig unterbrochen wird.
Unter Umständen ist es auch möglich, die Eir-und Ausschaltung eines Parallelzweiges auf andere Weise, beispielsweise mit Hilfe von temperaturabhängig, z. B. auch mit Hilfe von Bimetall, gesteuerten Kontakten durchzuführen. Auch kann man eine größere Anzahl von Parallelwiderständen anordnen, wodurch die Widerstandscharakteristik genau nach. den jeweils bestehenden Wünschen gelegt werden kann.
Ohne an der Erfindung etwas zu ändern, kann statt der Parallelschaltung auch eine Reihenschaltung der Teilwiderstände sowie unter Umständen auch kombinierte Parallel- und Reihenschaltung angewendet werden. Die Anordnungen nach der Erfindung sind in erster Linie für positiv temperaturabhängige Widerstände wichtig. Es ist aber auch möglich, in sinngemäßer Weise durch Zuschaltung bei Volumenveränderungen oder sonstigen wärmeabhängigen Bewegungen negativ temperaturabhängige Widerstände zu erreichen, wobei einzelne Teilleiter z. B. aus Urandioxyd gemacht werden können.
Unter Umständen kann es auch zweckmäßig sein, die Widerstände im Dauerbetrieb kurzzuschließen oder auszuschalten und erstbei Bedarf einzuschalten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Temperaturabhängiger,elektrischer Widerstand, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere zusammenarbeitende Widerstände vorgesehen sind, .die in Abhängigkeit von Temperaturänderungen an der Stromführung beteiligt bzw. von dieser ausgeschlossen werden.
2. Temperaturabhängiger elektrischer Widerstand nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Ausschaltung in Abhängigkeit von der temperaturbedingten Änderung des Aggregatzustandes eines Teilleiters oder eines diesem benachbarten Mediums erfolgt.
3. Temperaturabhängiger elektrischer Widerstand nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Teilwiderstände in Parallelschaltung zusammenarbeiten. d..
Temperaturabhängiger elektrischer Widerstand nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teilwiderstand aus einem Material mit stark temperaturabhängiger Widerstandscharakteristik besteht.
5. Temperaturabhängiger elektrischer Widerstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Teilleiter durch einen Metalldraht gebildet wird, während der andere Teilleiter durch einen Elektrolyt gebildet wird, der innerhalb eines Behälters den Draht umschließt.
6. Temperaturabhängiger elektrischer Widerstand nach Anspruch i bis 5, dadurch 'gekennzeichnet, daß die Ausschaltung des einen Teilleiters dadurch erfolgt, daß dieser durch eine nichtleitende Dampfhülle wenigstens einseitig abgetrennt wird.
7. Temperaturabhängiger elektrischer Widerstand nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Stromflusses im Teilleiter durch eine durch teilweise Verdampfung bedingte Verschiebung der Flüssigkeitssäule des Teilleiters erfolgt.