Wynalazek dotyczy ogniwa prostujace¬ go do prostowników elektrycznych i stwa¬ rza udoskonalony przyrzad tego rodzaju bardzo prosty, trwaly i pozwalajacy na sprawne sprostowanie pradu o znacznej mo¬ cy. Wynalazek obejmuje równiez sposób wyrobu ogniwa prostujacego.Wynalazek oparty jest ha wyzyskaniu wlasnosci, która posiadaja pewne zwiazki metalowe przy zetknieciu z pewnemi me¬ talami, ia w szczególnosci tlenek miedzia- wy przy zetknieciu z miedzia metaliczna, a która polega na tern, ze prad elektrycz¬ ny latwiej przechodzi w kierunku od' tlen¬ ku do metalu niz w kierunku przeciwnym.Glówne znamie wynalazku etanowi spo¬ sób wyrobu tego prostownika.Do dokladnego zrozumienia niniejsze¬ go wynalazku, tudziez budowy i dzialania prostownika wystarczy opis prostowtnika, skladajacego sie z tlenku miedziawego i miedzi metalicznej.Do budowy takiego prostownika tiizywa sie plyty miedzianej np, w ksztalcie kraz¬ ka i przedewszystkiem oczyszcza ja w od¬ powiedni sposób, np. przez wystawienie jej na dzialanie silnego strumienia piasku lub Iprzez zanurzenie na chwile w zracy roztwór, np. roztwór wodorotlenku sodu lub zwyklego lugu, poczern mtedz wymy-wa sie, woda; dla osuniecia materjalu oczy¬ szczajacego.Slftvie,rdzono, ze-w praktyce jest rzecza obojetna, czy zostanie uzyta miedz miekka lub twarda, specjalna wage nalezy przy¬ wiazywac jedynie dootego, aby powierzch- niai tej miedzii byla gladka i czysta.Miedz ogrzewa sie nastepnie z doste¬ pem powietrza, najlepiej w piecu elek¬ trycznym, 'do Itemperatury okolo 1000°C, by wytworzyc powloke z tlenku. Jesli tem¬ peratura miedzi osiagnie okolo 1040°C, powierzchnia Ijej staje sie szklista, nalezy zatem tak regulowac temperature miedzi, aby nie przekraczala powyzszej granicy, . t. j,, wynosila okolo 1015°C.Ogrzewanie miedzi musi odbywac sie oczywiscie w obecnosci tlenu dla zapewnie¬ nia powstawania tlenku miedziawego, w niektórych jednak przypadkach zaleca sie ograniczanie ilosci powietrza lub tlenu, stykajacego sie z [miedzia.Ogrzewanie miedzi wytwarza na jej powierzchni warstwe czerwonego tlenku miedzi (tlenku miedziawego). Proces nale¬ zy prowadzic az do otrzymania warstwy tlenku dosc grubej i mechanicznie trwalej.Podczas tego procesu tworzy sie równiez cienka warstwa czarnego tlenku miedzi (tlenku miedziowego) o stosunkowo wiel¬ kiej opornosci elektrycznej. Te warstwe tpczniej tisuwa Isie, jak o tern bedzie mowa nizej.Zwiazek chemiczny, utworzony w ten sposób na taiedzi, powinien posiadac ten sam wspólczynnik rozszerzalnosci, co miedz i* powinien przylegac na tyle silnie do 'me¬ talu, zeby nie odpryskiwal przy 'Stygnieciu. s Poza tern zwiazek, utworzony na meta¬ lu, powinien posiadac stosunkowo duza przewodnosc elektryczna, musi byc niepo- rowaty i jednorodny, co mozna osiagnac przez zastosowanie sposobu ogrzewania, podanego wyzej, lub jakiegokolwiek inne¬ go zapewniajacego ten sam skutdk, ' Najwazniejsza cecha tego zwiazku mu¬ si byc to, aby przewodzil prad elektryczny, nie ulegajac rozkladowi lub chemicznej przemianie, to znaczy musi zachowac swa budowe podczas przewodzenia pradu, czy¬ li zwiazek ten jako przewodnik elektrycz¬ nosci musi sie róznic od przewodnika elek¬ trolitycznego, w którym zachodzi rozklad chemiczny podczas przeplywu ^pradu elek¬ trycznego. Innemi slowy zwiazek powinien przewodzic elektrycznosc pod postacia e- .-lektronów, lecz nie zapomoca jonów i po¬ zostawac przewodnikiem elektronowym we wszelkich stosowanych w praktyce temperaturach. Warunkowi temu odpowia¬ da wlasnie 'tlenek miedziawy, otrzymany powyzszym sposobem, gdyz zwiazek ten nie wykazuje zadnej sily przeciwelektro- motorycznej polaryzacji, ani (zadnych in¬ nych objawów rozkladu po dlugiem uzy¬ ciu, i Po zakonczeniu procesu ogrzewania miedz wyjmuje sie z pieca i raptownie stu¬ dzi, najlepiej przez zanurzenie w zimnej wodzie lub wystawienie na prad zimnego powietrza.Jak zaznaczono powyzej, na po¬ wierzchni tlenku miedziawego powstaje zwykle bardzo cienka warstwa tlenku miedziowego W wyniku powyzej opisanego procesu, a poniewaz tlenek miedziowy po¬ siada dosc wielka opornosc elektryczna, przeto zaleca sie usuwac waitstwe tego tlenku, co mozna (Uskutecznic przez zeszli- fowanie jej silnym strumieniem piasku lub w inny odpowiedni sposób, uwazajac przy- tem, aby o ile moznosci nie naruszac warstwy tlenku miedziawego.Stwierdzono, ze w niektórych przy¬ padkach przewodnictwo jednokierunkowe, stanowiace ceche znamienna prostownika, wzmacnia sie przez kilkakrotne powtarza¬ nie procesiu ogrzewania. W tych przypad¬ kach miedz utlenia sie i studzi, jak opisa¬ no powyzej, usuwa sie warstwe tlenku miedziowego, i ponownie wprowadza sie miedz do pieca celem powtórnego ogrza- — 2 —jnia, poczem proces caly powtarza sie az do uzyskania pozadanej budowy powierzchni miedzi, Jednak, o ile mozna bylo stwier¬ dzic, opornosc elektryczna prostownika nie zalezy od grubosci warstwy tlenku.Budowa prostownika wymaga dalej u- suniecia warstwy tlenku z jednej strony miedzi, aby umozliwic polaczenie elektrycz¬ ne z miedzia metaliczna, stanowiaca jedna elektrode prostownika. Polaczenie z druga elektroda, t. j. warstwa tlenku miedziawe- go, mozna uskutecznic przy pomocy plyty lub 'krazka miedzianego.Dla zapewnienia dobrego elektryczne¬ go styku z warstwa tlenku miedziawego zaleca sie umieszczac na tlenku warstwe sproszkowanego koksu naftowego, a wy¬ mieniona dopiero co plyte lub krazek mie¬ dziany pokryc cialem dobrze przewodza- cem, np. cynfolja lub cienkim arkuszem o- lowiu.W praiktyciznem wykonaniu prostowni¬ ka plyta miedziana, na której wytworzono warstwe tlenku miedziawego, moze miec ksztalt okragly i byc zaopatrzona w srod¬ kowy otwór; cynfplje lub blaszki olowiane tego samego ksztaltu uklada sie na tlenku.Na te warstwe mozna polozyc krazek mie¬ dziany równiez z otworem srodkowym, a na odwrotnej stronie plyty miedzianej, na miedzi metalicznej, drugi krazek miedzia¬ ny z wkladka z cynfolji lub olowiu albo bez niej.Caly ten zespól isciska sie nastepnie zapomoca srodkowego sworznia, przecho¬ dzacego przez otwory poszczególnych cze¬ sci. Sworzen ten izoluje sie pirzy pomocy tulei i podkladek z jakiegokolwiek materja- lu izolacyjnego.W prostownikach, zbudowanych na za¬ sadzie tego wynalazku, spólczynnik pro¬ stowania, t. j. stosunek opornosci przy pradzie, przechodzacym w jednym kierun¬ ku, do opornosci przy pradzie, przecho¬ dzacym w odwrotnym kierunku zmienia sie w zaleznosci od róznych czynników.W szczególnosci, zwiekszenie cisnienia w styku pomiedzy tlenkiem miedziawym a plyta lub krazkiem miedzianym ze¬ wnetrznym powoduje znaczne zmiany spólczyninika prostowania. W pewnym przypadku zwiekszenie tego cisnienia z 0,7 kg/cm2 do 8,4 kg/cm2 powiekszylo spólczynnik prostowania z 27,5 na okolo ,120. Przyrost ten nalezy przypisac temu, ze mala opornosc dla pradu, przeplywaja¬ cego w jednym kierunku, zmniejsza sie wraz z powiekszeniem cisnienia w styku predzej, niz duza opornosc dla pradu, plynacego w kierunku odwrotnym. W da¬ nym przypadku duza opornosc spadla z 620 omów na 380 omów przy zwiekszeniu cisnienia w styku z 0,7 kg/cm2 do 8,4 kg/cm2, co wynosi okolo 39% zmiany opornosci, podczas gdy to samo zwieksze¬ nie cisnienia w istyfcu spowodowalo zmniej¬ szenie malej opornosci z 22,5 omów do 3,8 omów, czyli o 83%.Dla malej opornosci zmiana zostala spowodowana prawdopodobnie zmniejsze¬ niem opornosci w styku miedzy tlenkiem a krazkiem miedzianym, podczas gdy dla duzej opornosci zmiane nalezy przypi¬ sac prawdopodobnie zmianie opornosci samego tlenku miedziawego.Mozna wiec otrzymac odpowiednio wy¬ soki spólczynnik prostowania przez zwiek¬ szenie cisnienia w styku, uzywajac do tego jakiegokolwiek sposobu do równomierne¬ go rozdzialu cisnienia na calej powierzch¬ ni istykai. Poza tern je&t rzecza zrozumiala, ze pnzez zmiane tego cisnienia w odpowied¬ ni sposób mozna otrzymac dowolna zmia¬ ne spólczynnika prostowania.Cechy prostownika zaleza równiez i od napiecia pradu, przechodzacego prze¬ zen. W pewnym przypadku, przy uzyciu napiecia okolo 0,01 wolta mala opornosc prostownika wynosila okolo 500 omów, opornosc ta spadla do 50 omów przy po¬ wiekszeniu napiecia do 0,4 wolta, a na¬ stepnie do 15 omów przy zwiekszeniu na- — 3piecia do 8 woltów. Zmniejszenie oporno¬ sci z 500 do 50 omów przy powiekszeniu napiecia od 0,01 wolta do 0,4 woltów bylo stosunkowo znaczne, podczas gdy nastep¬ ne zmniejszenie do 15 omów, przy dalszem powiekszeniu napiecia do 8 woltów, bylo stosunkowo male.Nalezy zaznaczyc, ze w granicach na¬ piecia do 8 woltów mala opornosc pro¬ stownika jeist mniejsza niz normalna opor¬ nosc tlenku miedziawego, stwierdzona w osobnych doswiadczeniach.Co do duzej opornosci (odwrotny kie¬ runek pradu), to zwiekszyla sie ona z 500 omów mniej wiecej przy napieciu okolo 0,01 wolta do jakichs 1000 omów przy na¬ pieciu 0,4 wolta, poczem zmniejszyla sie mniej wiecej Wo 910 omów przy dalszem zwiekszeniu napiecia do 8 woltów.Ilosc praduf jaka moze przepuscic pro¬ stownik, zdaje sie byc ograniczona w przy¬ blizeniu ido 0,08 A na 1 cm2 powierzchni styku elektrody miedzianej i tlenku mie¬ dziawego. Wieksza gestosc pradu moze spowodowac uszkodzenie prostownika wskutek przegrzania.Trwalosc prostownika zalezy od tem¬ peratury jego w dzialaniu, o ile tempera¬ tura ta jest stosunkowo wysoka. Tempera¬ tura ta .zalezy zkolei od gestosci pradu w warstwie tlenku miedziawego.Poza tern stwierdzono, ze gdy prostow¬ nik stosuje sie do zasilania przyrzadu e- lektrycznego, nie posiadajacego sily prze- ciwelektromotorycznej, moze on przepu¬ scic bez krzywdy idla siebie znacznie wiekszy prad, niz przy uzyciu go np. do ladowania akumulatorów pradem zmien¬ nym.W ostatnim przypadku przez czas trwa¬ nia jednego pólokreisu napiecie baterji a- kumulatorów dodaje sie do napiecia obwo¬ du zasilajacego dla wytworzenia pradu w prostowniku w kierunku duzej opornosci i prad ten moze osiagnac wartosc, wywolu¬ jaca szkodliwe dzialanie cieplfoe.W praktyce prostownik, wykonany we¬ dlug wynalazku niniejszego, ulega zni¬ szczeniu bardzo wolno i stopniowo, jezeli jest dobrze zlozony i zabezpieczony przed dzialaniem chemicznem otaczajacej go atmosfery.Poza tern prostownik jest zawsze gotów do pracy statecznej, to znaczy, ze nie po¬ trzebuje zadnego okresu czasu do osiagnie¬ cia statecznych wartosci opornosci. Jedy¬ na zmiana, jaka moze spowodowac prad, jest zmiana opornosci, która zachodzi wte¬ dy, gdy gestosc pradu jest o tyle znaczna, ze wywoluje podwyzszenie tempera¬ tury.Rzecz prosta, ze moznosc zmieniania spólczynnika prostowania i innych ceoh prostownika niniejszego moze byc zuzytko¬ wana rozmaicie, stosownie do potrzeby. jPoza tern wynalazek daje prostownik o stosunkowo znacznej sprawnosci, duzej mocy i o budowie stalej, trwalej i nie- kosztownej. PL