DEP0026154DA - Schaltungsanordnung mit besonderen Vierpoleigenschaften - Google Patents

Description

SeMalfi^tfsejQoyflamg mit besonderen Titrpoleigeneonaften

Bisher werden für 41© «wischen di® vier Klemmen g§gchal~ tetea Impedsagea einen ρ a HisiYgri elektrischen Tierpsles ele SciialteleffitGti nur Selbstinduktionen (L)_t Widerst':'ade (B), Iii past täten (C) und O· on e :g. i η a afc t i ν 1 täten. verwendet* Ms ersten drei Sltmeate sind peselir« Zweipole, bei denen die Begithmag gtvi sehen öer« AmgtabXiekiswtrt ües des 1leseat äurchf litssendea iBtromts i una ier Spannaag τ am Element durch τ * I || "bezw. τ «» iE hmw» r » TMidt gegeben Ist_e Iin fohalttIement mit ^egenindtaktivitBt ist is Ittalfall (Streuung gleich Äull» Xn&uk*> tivitäten — ^m_f keiat Supfer- und Iiseflfsrluste_s kein® fiok* luagskepsssitlt» keine dielektrischen Verluste) ein Vierpol (ideeIer Transformator) , bei de» zwischen den AugenlJliGkewertea der Primär* und eelnmdftrepajunutgen und -«■StrSae die Beziehungen

i^ « ~n ig

Vg = η V₁ ^¹)

gelten, wenn die peeltIt gesohlten Spannungen »ad Striae den beIbj aaöhetehen4 beeobxiebenen fcrpol nach Tie« 1 angegebenen entsprechen.

Me Eigenschaften isas solchen letswerkeltseaten zuasuuren* gebauter Tiorpole MMnen vie folgt sttaanaengeifaeat wer der* s j|) Bie Besiehungen zwiaoben den die Primär*» und SekundSrkleamen dureaflieegen&en StriSsen und fltß Spannungen an diesen Kleauaen können durah liaeare MfferentisIglQichit&gen wiedergegeben wer ο

la) Sie Iseffisioies dieser ff a r β η t i a 1 g 1 e i chu nga ο sind konstant«.

Werden sinusförmige elektrische Schwingungen ABgBnommBn und XVbe die Spamitiog and des Strom an äaa PfisSr- besvn Seknndäyklestffiea den Tierpols 3ie komplexen Grössen V₁ und I₁ besw. Vg und ig eingeführt, so findet wan eis Lösung der Differentialgleichungen Ewiuchöß (Iieeeft Grossen die Beziehungen

^T2 ^{β 2}Si¹I ^{+ ?J}22 Ber Vierpel kenn keine Saergie Iiefern₉ j|) für die Soeffisientes der vorerwähnten Vierpolgleioiauagen (2) gilt der »©genannte fekelirmngsaatss (Setss von Maxwell), der formelm&ßßig zu© Ausdruck gebrecht wird durchί

^%tt ** hl (3) Bie Erfindung verfolgt den Sweete, ausser den vorerwähnten Hetew er Icel c men ten noch «in flinf tee Üe.tswerkeles&nt, "Gyrator* genannt, »u seheffen, deseen Bigeneokaften zu θ en Eigeneoheften der vorerwähnten Sleisente passen« Baliei ",virti auf die vorstehend unter erwähnte Bigenschaft versichtet. Im Idealfell gelten für dieses fünfte Elesie&t »wischen den Augenblicks^ertfen der Spannung an den Primär*» he zw. Sefcuad ärklesisen und des diese Jilemcien durchflieesenden Strome κ die Beziehungen

^vi ^β ~ ^{β l}2 (4) V₂ - « I_t

wenn wttAevxm die positiven Bifthtungen entsprechend dem la Fig_a 1 dargestellten Herpel aa,g©aoüBif?n w@rd«i„

Iin IttswÄikelMtBt» für «eleiiee diese Gleiohuagen (4) gelten, wird nsohsteli«fid ale "ideaIer Ctyretor" beselohnet. Iin ideeIer gyrator «©igt eis© is Sagensata zu der Besiehnag (3) die Eigenschaft» dass die Beziehung

B_lg - - %| (5)

gilt,

!««en? den vojrer*IQuiteii_v tinte? a) b)und g)angegebenen Big©»*-

SehsfteR_f von denen letsstere durch die auch für den idealen Traneforftator geltende ®leleftöng

1_Λ ♦ I ₂V₂ . § ₍₆₎

wiedergegeben weräen kenn, besltst ein idealer Syrmter «*B. noch

die folgenden» euf &lelehung (5) beruhenden BigeReehefteai eis stliuadftrer Kureeehluee elnee idealen Gyrator« tritt be ies Pri mil Fltle mm η ele eine unendlich gröse© Impedanz auf» eine eekanditre, kapazitive fieaktans tritt primär sie βIee induktive

die MgmnmhmSt eise» franeferaatore·

Bs elal sogenannte iBped*n*trenefor»iereiade Setewerke bekannt« bei denen für eine beatiasste Frequens öle Beeiehungens

V₁ . j τ I₂

erfüllt «erden· la G^egeaeete au den Beslebungen (4)# feti denen der Fropertionalit&tefektor ^eln entgegengeaetztee Yorzoiahen hat» gilt hier» deee der Proportionalitiitefaktor 31 dae gleiche Vorzeichen net* Seletit Ittzwerke erfüllen somit die Gleichung (5) und ©igö#a eich eleo nioht für ine mit -tier ErfiaiSiiag beabeieh« tigten Zweck.

ti« geaäa« der Brfiadiaeg ein gyrator Terwirkltofet «erden kann» wird an Hand der fig, 1 erläutert. Angenom»en» deae duroh die Spannung T, und den Stres I_i ©a den FriAärkleaaen i*i dee iß Fig. 1 dergeateIlten Tierpole ein elektrleehee Feld alt einer PeldetSrIte und «ein aegnetieohea Feld mit &lmr feld·· etSrke H₁ ersseugt »erden und dass durch die Spannung Tg und den Siiros I₂ en ins Sekundfirkleaaen &»2 dee Tlerpole ein elektrleeheι Feld Bit einer Feldetärke E_g und ein aagaetleohea Peld mit einer Feldetirlre H_g ereeugt «erden (der Be<|u«mltehkeithelber siel iß der Figor slla dieee Tekfer®.» parallel moIrmMet· dargeetelltf im ellgeiaeinen werde» sie Jeäoefe in Beaiig auf einander eine be-IieMgt Biehtosg halsta)» Bit Keeultante der beides Felder ist ia einem Med ixm 5 wirke®®* Die Resultante der elektriaolstn Felder hat eine &r$eee B die der Magnetfelder dine Or^eee II* Inf elf© de» elektriechen Feldes ait der FeldetSr*« I und dee Megnetfeldet silt der PeldetMrke I wird its Radius 3 eine elektrische Polerieation P mici eise ssagnatische l'olsfisetion J ersseugt. Werden liest Felder 1 und H und die Eagebirigsa Polarisationen P und «F geatäes drei aueinander eenkreehten Aehees x, y und ζ »erlegt» eo Mfimea ti© Ioapenentea P und S phänomenologisch liaear abhängig tos den

Eomponeatea S m& K mgmmmmn mtüm* für tin verlustfrelee MMinsi gelangt mn ^rSmm m Gleicimngea fc-Xgender (feetelti

V⁽V*^3ey«^>H«

Sebei Blai tie jfpi«trii«efe, In ltesmg mit die IattptdiagosaXe Iis» geadei* Sfceffisieaten konjugiert»

P uftd 1 tee ssliiiiMi sieh iif β Iß Cleiamtapsef¹ _f iss direkt alt einen eXektrieehea f©3J. gekoppeXt iet, 3" und H besieh«! siel auf «ia Kl9wmmpmr§ des direkt sit «tat» aegnetiseaea FeId gekoppelt iet* tin TrEasiormstor oder «la fcyrate* kenn Bim r*eli* Blurt «erden durofa, die Ioppiuag sweier Kieasjenpaere» weich© Kopplung herbeigeführt werden kann durch ein« der ««ehe in (?) eagegebeaen SetertaifcMifttritea k, X_i fe» g, κ und iw Wir erhalten bei Icpplisiig dureh

ic - «* « eiaea floppelt-elektri teteß ^rsaaformator_l 2 «. « -ρ einen doppeltr-elektrioehen Gyrator, !a - - - eineA eXektro-flngafttisehen Gyrator_i g _{w M H} fis@s elektroHstagnetieehen Trsseforisttator_v m ·* <■» «■ eines <lopp©ltH^ga$ti schon ^rssasforssator» Il « «, einen i©£?p@Xt*«|ja« tische» Sjrator· Bit Koeffiaieateft k »ad a beziehen eiefc euf die Suesse ptibi*

IitIt de© Ifaterisls aas MMitms 3·

$est&86 der Irfiaduag wir«! ©iß derertlgee besw. #iß gegebenenfalls la eine eolene Lag« gebrecht©» Medium verwendet, äags e*- die Biffsseb-Ift Msitst_iI das» wenigetens einer A&r Knefflslentea h,l und Q ungleich Nail Isrfe_is denn, 1st die« der füll, so 1st et EiSglicli_l durch eis« in vorstehender tfbereieht angegebene Kopplung ssvlechen einest prla&ren ©4er eine® sekundären elektrisches oder oagnetleehen Felde einen SegtfeiPiaeafaI-Ie idealen Oyretor eufeu-

te Hand der Flg. 2 und 5 werden einige Beispiele von leiiiec heeproehea, für welohe gilt* &me& «lner diener IosffigieBtee ungleleli Nail Iett in fif« 4 ist ©is. Aewentltingenelepiel «im®© erfindunge^e&äes ausgebildeten Gyrator» hergestellt·

la flg. f ist sin Syreter dergeetellt» bei de® si© Mtdina ein Btoff gtwltiilt iet» fir den der Reeffielent a unglelen Ml let. Sia eel eher Stoff kann iwefa Yerwendung eins» e.B, magaetieehen Seterlele erhalten werden» dee mittels eines Eoaetenten Iafiietfeia.es geringer feidetKrke H_e 'bereit© in den SSttigunge«» suetend geerseht werden Iuiiin· Aii die PriiaMrkleiainen t let ein© ffieklung 4 engeeehloeeen, *obel Isfelge dee diese Wicklung 4 ■ durchfliessenden Ptrenee «1« prleäree megnetieehee fell sit feld stärkt H₁ ereeugt wird» Safafe die Ioiafeifis tion dleeee ^ecUeelfeldee H₁ und dee Veldee H_q wird infolge der gyromftgnetlaeben Wirkung eenterecbt eu den beiden ein megnetieehee »echeelfeld Eg erzeugt» üm in der an die Sekundärklestisefl ? angeeebloe-Etue ITiefclung «sin«? Sfefiamag induciert, die dem den Prtmfir'feltamea I Bugeftihrten Btros propertlonel let. ΰβ eine möglichst ideale Oyraterwiytaimg to gewihrleieten, let es erwünscht, dass die gegeneettlge Isiuktios tischen den Spulen 4 and T ©inlisel ist,

Fig₉ 3 eeigt belepleIeeelee₉ wie ein Ifedium 3 aergeeteilt werden lease? bei dem der ICoeffisieat h ungleich Nill ist. 2u dleeee IweeJc wird iß einer Tr&gerfItieeigkelt eine Suepeneiee elnee saegnetisehen Materiele Iitrfestallt₀ und in dieeer trSger-» fISfeiffetit wird «ueh die übereilttlgte Ifisung elnee »eteriele mit eine» hohen elektrischen Bipelßeaent gebildet* Pleee flüssigkeit wird unter den liaflass elnee eterken elektrlenhen und fflegnetleehen fulden gebreehtf die FeldstErIc« dieser Felder elnd parellel sueinender und in gleiche« oder entgegengeeetxtesi Siase

gariohtet. ETia die fflagfietisehaa Difel® 5 bildet »ich et&e dünne laut ame •IeKtrieohem Oipolsatarial, wohei die elektrieehait und BHigaetieeheii foleritäten den gleichen oder entgegengesetzten BlitA babes, fire! eis me einen eolehen magnetischen Katerlsl aufgehabte β Media» 5« hei deet die Ileaentetreagnete gleichzeitig ei» groaeea stegnetieehee und ei» au die«eis Parallelea_f elektrieohee Dipolmettent besitzen, is den Ereftlinieeweg δ gebrecht, ao Wird_t wenn den an die Friaärkieismen t angeschlossenen Elektroden 8 ei» Strew angeführt wird» IHaga dee Wegee € ei» magnetie eher Ireftflmse erzeugt, der aur Foige .!ist, dass iß der en die Klea»«Ä 2 angeschlossenen Wicklung 7 eine Spannung induziert wird, die dem den Priiallrklemiiaea i zugeführte» Strojaproportional iet.·

line Solialtwigt bei äer da© Medium einen Koeffizienten 1 hat, der •MtgXeieti lull Ist₈ kann z.B. auf tin© der flg. 2 entsprechende Welee euegeführt Werden_f web-eil die Spulen 4 und 7 öurch SCendenset orp 1 a11e« areetat werden*

Die Erfindung ist sieht auf #yrotoren mit ^edlen₉ von deren Itoeffiaienten h, 1 oder η nur einer ungleich Fall iet, beschränkt &gs ist ©Qglieh₅ das© gleichgültig etehr ale einer dleeer K©effl* ^ gietöü ungleich Hull ist« Im allgemeinen sind suscerß®??, einig© der Koeffislenteit k, η oder g ungleich Hull.

Ale alIgeaeiae Eigenschaft eine« mit einem Gyrator aufgeheilten Titrpol«© gilt, dass Z^₂ ungleieh Sg^ ißt.

Fig« 4 zeigt die Anwendung eines erfIndungegemMsa eu0g«feil«- de ten Gyratore· Die Eriaülrkleisraen £ de» Gyrator«^- 3 eind en einen auf die mittlere Frequenz der au Ubtrtregenden ©lektrisohaa Sehwingungen abgestimmten Scfaw-IagungetertiiB i? angeaehloseeSi während öle Selcundirkleees 2 an einen Sialiehen Sehwingungakreie t3 angefechloeeen sind« Bie untere SXseiate i und eil© unter® Klemme 2 sind alt einem Punkt konstanten Potentiele Tertounden_s die olmT &n Kleiamen I und 2 sind miteinander Über ein« galvanische Kopplung 14 Ttrbundea_e Ee erweist si oh nun als möglich, die galvaniao&e Kopplung 14 und die Cryratorkopplung 3 in Bwug auf siasader derart zn be-raeesen, daee sieh di© Sehaitung alt Bandfilter verhält, Hat dabei die ßyratorkopplung das richtig« foraeichen in Beaug rauf die galvanische Iopplung_f eeösss die beiden Ieppluiigen is, glaiebea Siiaie wirken* ao ergibt Sioli_t 4@ge

bei gleicher Bandbreite and Issi gleicher Bingange«* und AuegsageimptdsBS wie bei eines StIlehes Baafifilter mit induktiv ®üm kapazitiv gekoppelt©» Kfeieea_i die TeretSrtetmg bei kritisch« Kepplung um den Faktor (1 + T2) grgeeer ieto

Wire als Oyretor der iß Fig.2 äargesteilte Tierpol TerwtEdet₉ so können in geeigneter Weis« für Ala in den Ireieen 12 tmd 15 «5 lage fügt en Selbstinduktieneη ölt Spulte 4 iirnl ? verwendet werden.-

Claims (3)

1. I_s SehalteRg©efi©rasiiag_y die einen passiven eIektrlsoiieB

   Vierpol dare teilt ₍/%β# gwiaehea der Speaimiig und dem Strom ta l ed PrlsMr- and Bekundärlclemjsea de® TlerpeXe 41© BesIshuagt

   bestellt , dadurch geltenaseiofeß©t, das» 41e SCooffiaionten mad Sg^ mngleioä β Ind., lad ©ta das von einer Spsnnuag T^ und einem Strosi en den Primärlelammen dee Tlerpels trgeugte elektrische und Mguitieoke Faid alt dem tob ©laer Spaaaiifig V_g und eines* Strom lg Sb den SeIctiodSrkleiBatB dee Tlerpcls erzeugten βlektrl- BQhmi Feld mad sagö«tiss'ti©s Feld duron Vermittlung ein«# Mediiaae fekegpelt ist und dabei mttr TernaehlUeeigung von Terluaten zwischen der IelstriaoIien tolarisatiöa P_s der magnetischen Pelsrisation J, der elektn sähen Feliiil-rte§ S Mi der magnatt-8©hen ?eldetärke H die allgemeine Beaiehuag

   V^cV-ⁱVVVy^cW³V*** ^cWⁱVV^cV⁺ⁱVV

   V ^cWⁱVVV-ⁱVVVV* V^V* WⁱV V

   Vv-³Vv^cWⁱVV^cWⁱVVVVV⁺ⁱWV

   V⁺ ^V H_z

   V^cWV^} WⁱWV^cWⁱVVV-^VWy

   aeeteat med wenlgs-tane einer der loeffigitntta h, 1 oder a Ufigltleli lull ist ( ⁿGvrstor") *
2. 2* SCiieltttagseaordB-Uag aacb Anspruch ί» bei welofeer der

   Koeffieieat η uag3©ich Nail let, dadurcb gekeiiazeicaaet» das« aa die Prieftr- «ad Sekuad&rkle*»*a Spmlea aagesealceeea «IM, mad dee in den feldern dieser Spalea aageordaete Seiimm durch ©la konstsatee Magaetield, das senkrecht »ti tits beidea er«tgenanatea Feiaera gerichtet Ist₉ saaesra. in äea Sittlgaagasa*· stand gebracht Ist«
3. 3. Seaeltaagsaaerdaaag aaah Aaepraoa i, bei welcher

   der Ioeffisieat Ii ungleich Hall Ist_t da&ureh. g«KeAae«ieaaet_y dass dae SeditUi m& »agae ti »ehern Mater? al besteht und dabei die 11emeatarraagaete gleichzeitig eia groaeee «agaetieehee Dipelasaest und eis au dieses parolleiss elektrisches per~ maaeatee SipoIaoseat besitzen«

   4» Äawendaag der Scb% 1 tttags3norc1 nung η sofc einem der vor-

   aergeheadea AnsprUetie tob übertrage» ©Itktrieclier Sebwlnguagea_t dadurch gekeaasetehaet, da»e da a Primer- «ad das Sefcaadtrfcl eassen« paer des elektrischen Vierpols (% rs tors) an Je eine© auf ti© Preqaeae der au übertragenden Beawiagaagea »bgeetliagitea Schwiagkreis(!S₉ i?) angeaehloasen ist uan dabei suseer-äeffi eina gaIvani«» sctie Kopplung (Ϊ4-) arischen de» PriaSr~ and Sekuadlirkleamea dee Tierpole vorgesehen iet und die durch des Tierpol (Syrstor) verursachte Kopplung eueaaiiten mit der galvaaiechea Eoppluag (44) so elageeteilt ist* daß a® Sefewiagkreie (13) des SekuadSrklemssea· paaree des? Tiarpels (Gyratora) eine Tspanousg bei priaSrer Biaepeleaag ©Btstelit_f die hSh#r 1st als die ohne den Tierpol (©yrator5 ©rreiehlHare *