Wynalazek dotyczy ukladu magnesowe¬ go do glosników elektromagnetycznych, a- dapterów lub podobnych elektrycznych przyrzadów dzwiekowych o jednym magne¬ sie stalym.Jest rzecza wiadoma, ze w ogólnosci ze wzgledu na dzialanie ukladów magneso¬ wych sa miarodajne wielkosci powierzchni nasady biegunowej oraz glebokosc szczeli¬ ny powietrznej.Jezeli jako punkt wyjscia przyjac nasa¬ dy biegunowe o magnetycznie czynnych po¬ wierzchniach, ustalonych doswiadczeniem praktycznem, i zastosowac równiez prak¬ tycznie ustalona glebokosc szczeliny po¬ wietrznej, wówczas byloby rzecza pozada¬ na zastosowac mozliwie maly magnes, który w danej szczelinie powietrznej wytwarzal¬ by pole magnetyczne o zgóry ustalonem na¬ tezeniu.Jest rzecza wiadoma, ze aby osiagnac mozliwie mala objetosc magnesu, nalezy tak dobrac sredni strumien linij magnetycznych stali magnesowej, aby wartosc sredniego na¬ tezenia pola, pomnozona przez wartosc in¬ dukcji w tym materjale, dawala iloczyn ma¬ ksymalny, co odpowiadaloby wierzcholkowi krzywej BH = cp (H). Dotychczasowe da¬ zenia, zmierzajace do osiagniecia powyzsze¬ go celu, wskutek nieznajomosci zjawisk roz-proszenia, wystepujacych w.posadach bie¬ gunowych ukladów magnesowych urzadzen elektroxnagnetyczriych,jd|iwaly wyniki, od¬ biegajace ^nacznie od t^h wyiniarów naj¬ dogodniejszych. Znane sa inagnesy o bardzo malych wymiarach, uzywane do glosników elektromagnetycznych. T© wymiary nif fa* zostaja w zadnej jednak zaleznosci oA gj§r wisk rozproszenia nasad biegunowych, ce mozna przypisac okolicznosci, ze w uklg= dach elektrodynamicznych rozproszenie na¬ sad biegunowych Ate pdgrywa doininujacej roli w porównaniu z rozproszeniem samych magnesów.Wynalazek podaje rsec prosty srodek do wykonywania magnesów o wymiarach najkorzystniejszych, stosowanych w tych u- kladach magnesowych, w których rozpro¬ szenie nasad biegunowych odgrywa domi¬ nujaca role w stosunku do rozproszenia ma¬ gnesów, co ma miejsce np, w glosnikach e- lektromagnetycznych, odbiornikach dzwie¬ ków lub w przyrzadach podobnych.Przed blizszem wyjasnieniem istoty ni¬ niejszego wyiraUsku ^oetana podane pew- ae ;vf*e&ocei i ipwyl przyesem uzyt* litery maja znaczenia nastepujace.S oznacza przekrój stalowego preta ma¬ gnetycznego prostopadle do linij sil; s — przekrój szczeliny powietrznej prostopadle do linij sil; lm — dlugosc stalowego preta magnetycznego; ls — glebokosc szczeliny powietrznej.Ppnjzej podano dwa prawa: (I) calkowity strumien linij sil <£ jest staly i (II) JHdr = ^mYprzyczem r oznacza W danym przypadku dlugosc drogi linij sil.Poniewaz w przytoczonym przypadku cho¬ dzi o magnes staly, przeto prad i == 0 lub fHdr^p.Piejrwsize prawo nie moze byc tu scisle zastosowane ze wzgledu na zjawiska roz¬ proszenia, które powoduja, ze strumien li¬ nij sil aie jest jednakowy we wszystkich przekroiach preta stalowego, jednak w przyblizeniu mozna przyjac, ze strumien ten jest jednakowy, poniewaz beda rozpa¬ trywane tylko te uklady, w których roz¬ proszenie wystepuje glównie przy nasa¬ dach biegunowych. W ponizszych rozwa • Saniach przyjeto sredni strumien linij sil 4.Strumien sil <£,, w szczelinie magnetycznej j#st mniejszy od tego strumienia . Zakla- 4a sie, ze v/= —, gdzie g1 oznacza a wspólczynnik rozproszenia w szczelinie (w innych czesciach obwodu magnetyczne¬ go rozproszenie moze byc pominiete). Je¬ zeli literami Bs i Hs oznaczyc indukcje i natezenie pola w szczelinie, literami zas fi;„ i HM — srednia indukcje i natezenie pola w materjale magnetycznym, wówczas otrzymuje sie zaleznosc: B = ®sp = ° s a .s z czego wynika, ze B*. a. s = 0 lecz poniewaz Rm =- i * przeto Bs. a . s = Zastosowanie drugiego prawa (II) do obwodu magnetycznego magnesu stalego daje, jak wiadomo, zaleznosc: HmL =HJs (2) Dalsza zaleznosc pomiedzy wymienionemi wielkosciami przedstawiono w postaci krzy¬ wej namagnesowania B,„ = f(Hm) (3) zastosowanej stali magnetycznej.Przy budowie ukladu magnesowego na¬ lezy zalozyc, ze glebokosc i przekrój po¬ przeczny szczeliny powietrznej, a takze pozadane natezenie pola w tej szczelinie oraz wspomniana krzywa namagnesowania sa znane. Przyjmujac za Hm wartosc, od¬ powiadajaca najwiekszej wartki ilocacynu(B. H) wedlug krzywej namagnesowania, mozna ze wzoru (2) wyliczyc najdogod¬ niejsza dlugosc lm magnesu.Ze wzoru (1) nie moze byc jednak obliczona wartosc przekroju poprzecznego S, poniewaz przekrój ten zalezy od war¬ tosci wspólczynnika rozproszenia a, który, jak wiadomo, jest uwarunkowany ksztaltem i budowa nasady biegunowej.Wedlug wynalazku do powyzej poda¬ nego wzoru (1) wprowadza sie wartosc a = 1,8 — 4, wskutek czego, biorac pod uwage wzory (2) i (3), stal magnetyczna przyjmuje samoczynnie wartosci B i H, na¬ lezace do punktu (BH)max. Nalezy przy- tem baczyc, azeby te wielkosci nie osia¬ gnely swej najdogodniejszej wartosci, je¬ zeli, przyjmujac za punkt wyjscia nasady biegunowe, które wedltijg rodzaju budowy i ukladu posiadaja o = 7, wprowadzic do obliczen a = 4.Aczkolwiek okazalo sie, ze nasady bie¬ gunowe sa wykonane z kilku ukladów elektromagnetycznych, tak iz wspólczyn¬ nik rozproszenia lezy wpoblizu 4 (to jest, ze przy podstawieniu do wzoru (1) za a wartosci równej 4 otrzymuje sie najdo¬ godniejsze wymiary magnesów), w rzeczy¬ wistosci nie mozna jednak tego nigdy wy¬ korzystac przy obliczaniu magnesu, lecz, przeciwnie, magnes oblicza sie zawsze tak, jakgdyby wspólczynnik rozproszenia byl przynajmniej dwa razy wiekszy, wskutek czego, jak to zaznaczono wyzej, magnes nie przyjmuje nigdy wartosci B i H *(BH)mnx.W celu wyjasnienia istoty wynalazku na fig. 1 rysunku przedstawiono krzywa na¬ magnesowania B = t(H) i krzywa BH = y(H) przy dowolnie obranej stali magne¬ tycznej. Z krzywej BH = poniewaz krzywa ta posiada wierzcholek wzglednie plaski, przeto przy rozmaitych wartosciach B i H mozna osiagnac mniej wiecej jednakowe wartosci najkorzystniej¬ szego iloczynu (B- H), Z tego wynika, ze pozadany wynik da nie jedna tylko war¬ tosc wspólczynnika rozproszenia, lecz pew* na mala grupa tych wartosci Jak juz wspomniano, w znanych kon¬ strukcjach magnesów magnesom tym nada¬ wano zawsze taki ksztalt, aby wspólczyn¬ nik rozproszenia byl znacznie wiekszy od podanej górnej wartosci granicznej 4, wskutek czego punkt roboczy bedzie lezal w punkcie A krzywej BH wedlug fig. 1, co odpowiada punktowi A1 krzywej nama¬ gnesowania. Za podstawe obliczen wymia¬ rów magnesu nie mozna przyjac zbyt du¬ zej wartosci wspólczynnika rozproszenia a, jak równiez niesluszne jest obrac za punkt wyjscia najmniejsza wartosc, pomimo ze mozna przypuszczac, iz najmniejsza war¬ tosc da najlepsze wymiary magnesu. Ten przypadek jako typowy jest przedstawiony na rysunku przez wyznaczenie punktów C i C, na podstawie których mozna stwier¬ dzic, ze takze i wtedy wymiary magnesu beda bardzo niedogodne.Jezeli przy pomocy wzoru (2) obliczyc dlugosc magnesu, który w szczelinie po¬ wietrznej wytwarza pole o okreslonem natezeniu; wówczas okaze sie, ze dlugosc ta jest nieco wieksza od kilku centymetrów.Posiada to duze znaczenie, gdyz pozwala na wykonywanie ze stali magnetycznej sa¬ mej tylko nasady biegunowej, dzieki cze¬ mu osiaga sie bardzo zwiezla budowe ukla¬ du magnesowego.W celu zobrazowania róznicy miedzy istniejacemi ukladami magnesowemi a ukladem magnesowym wedlug wynalazku, podano nastepujace przyklady: Ze wzorów (1) i (2) wynika, ze: Hs^BsX /, X s X o ^Hm XBmXlm XS Poniewaz w szczelinie powietrznej Hs = Bs przeto: l.s vs ' (Hm Bm)max gdzie Vm i ys sa objetosciami magnesu i szczeliny.Jezeli za H przyjac np. pole o nateze^ — 3 —niu 12000 gausów, co bezwzglednie jest zbyt duza wartoscia dla istniejacych obec¬ nie ukladów magnesowych, a jako mate- rjal magnesowy zastosowac stal wolframo¬ wa, dla której (BH)mnx wynosi 3.105, wów¬ czas uzyska sie najkorzystniejszy wspól¬ czynnik o dla istniejacych konstrukcyj. Na podstawie otrzymanego o oblicza sie wy¬ miary magnesów, wychodzac ze wzorów (1), (2)i(3).Przyklad L Przy Vm = 70 cm3 i vs = 0,012 cm5 Vm^ 70 = 144.10* Vs 0,012 3.10* ° Z powyzszego otrzymuje sie, ze a = 12,2.Wynika stad, ze pomimo obrania za punkt wyjsciowy pola H, silniejszego od pola, rzeczywiscie wystepujacego (w celu zmniejszenia wspólczynnika rozproszenia), wspólczynnik ten jest jednak znacznie wiekszy od wartosci granicznej.Przyklad II. Vm = 59 cm3 V, = 0,015 cm3 H = 12000 gausów V»^ 59 = 144,10* Vs 0,015 3.10* '*' z czego wynika, ze o = 8,1.Przyklad III. Vm = 44,5 cm3 vx = 0,011 cm3 H = 12000 gausów Vm= 44'5 = 1441°6 Vs 0,011 3.105 '*' z czego wynika: o = 8,3.Przyklad IV. Vm = 62 cm3 Vx = 0,030 cm3 H = 11000 gausów Vm = 62 = 121 106 v* 0.030 3.105 '*' z czego wynika: o = 5,1.Przyklad V. Vm = 46,5 cm3 vx = 0,0324 cm3 ff = 8000 gausów V"= 46'5 =64-10<-g- Vs = 0.0324 3-105 '°' z czego wynika: o = 6,8.Postac wykonania ukladu magnesowe- go wedlug wynalazku, w którym zastoso¬ wano stal kobaltowa, posiadajaca najwiek¬ szy iloczyn B . H = 6 . 105, daje wyniki na¬ stepujace: Vm = 12,4 cm3 v = 0,05 cm3 # = 8000 gausów VM = 12,4 =80002 Vs~ 0,05 _6.10* °' z czego wynika: 0 = 2,3.Z powyzszego wynika, ze w istnieja¬ cych ukladach magnesowych magnesy sa zawsze obliczone tak, jakgdyby wspól¬ czynnik o byl wiekszy od 4, podczas gdy nasady biegunowe magnesów wedlug wy¬ nalazku winny posiadac ten wspólczyn¬ nik, lezacy w granicach od 1,8 do 4.Zalety, osiagane dzieki wynalazkowi, wystepuja najbardziej jaskrawo w wyrów¬ nanych ukladach magnesowych. Pod ukla¬ dem takim nalezy rozumiec uklad, w któ¬ rym nasady biegunowe sa umieszczone wzgledem kotwicy tak, ze sily, dzialajace na kotwice, znajdujaca sie w swem sred- niem polozeniu, sa w równowadze. Jest rzecza wiadoma, ze dotychczas nawet przy zwyklych nasadach biegunowych bylo bar¬ dzo trudno obliczyc .strumien rozproszenia z duza dokladnoscia. Przy wyrównanych ukladach magnesowych o zlozonej budo¬ wie nasad biegunowych obliczenie takie jest jeszcze trudniejsze. Z tego wzgledu nie zdolano rozwiazac dotad omawianych kwestyj. Wedlug wynalazku zagadnienie to zostalo rozwiazane równiez i w odniesie¬ niu do wyrównanych ukladów magneso¬ wych, dzieki czemu mozna stosowac ma¬ gnesy o mozliwie najmniejszej objetosci.Przedmiot wynalazku jest blizej wy¬ jasniony przy pomocy schematycznego ry¬ sunku, na którym przedstawiono kilka przykladów jego wykonania. Fig. 2 przed¬ stawia widok znanego ukladu magnesowe¬ go w zastosowaniu do glosników, fig. 3 — widok ukladu magnesowego wedlug wyna- — 4 -lazku, przy pomocy którego mozna osia¬ gnac te same wyniki, jakie osiaga sie przy pomocy ukladu wedlug fig. 2. Fig. 4 przed¬ stawia widok boczny ukladu magnesowego wedlug wynalazku w zastosowaniu do adapterów elektrycznych, fig. 5 — widok ukladu magnesowego wedlug wynalazku, w którym magnes spelnia jednoczesnie role nasady biegunowej, wreszcie fig. 6 przed¬ stawia inny widok ukladu magnesowego wedlug fig. 5.W ukladzie magnesowym wedlug fig. 2 cyfra 1 oznaczono magnes, cyframi 2 i 3 — nasady biegunowe, zaopatrzone w dwie na¬ sadki 4, 5 oraz 6, 7, tworzace dwie szcze¬ liny powietrzne, w których osadzona jest ruchomo kotwica 8. Podluzny kierunek ko¬ twicy jest prostopadly do plaszczyzny ry¬ sunku.Objetosc magnesu wynosi 24,2 cm3.Magnes wykonany jest ze stali kobalto¬ wej, zawierajacej 6% kobaltu, nasady zas biegunowe — z miekkiego zelaza.Wedlug fig. 3 magnes, posiadajacy ksztalt prostopadloscianu, oznaczony jest cyfra 9. Do magnesu przymocowane sa dwa slupki 10 i 11 z miekkiego zelaza, sluzace jako podpory nasad biegunowych 12, 13, odpowiadajacych nasadom wedlug fig. 2.Objetosc magnesu, wykonanego rów¬ niez ze stali kobaltowej, zawierajacej 6% kobaltu, wynosi 8,8 cm3, czyli okolo Vs objetosci magnesu wedlug fig. 2.W ukladzie magnesowym, przeznaczo¬ nym do adaptera elektrycznego i przedsta¬ wionym na fig. 4, liczba 14 oznaczono ko¬ twice, osadzona obrotowo na osi 15 mie¬ dzy nasadami biegunowemi 16 i 17 z miek¬ kiego zelaza. Liczba 18 oznaczono nieru¬ chomy rdzen srodkowy, na którym jest osadzona cewka 19. W czasie drgan igly, a wiec i kotwicy 14, w cewce 19 jest in¬ dukowane odpowiednie napiecie.Obydwa zakreskowane prostokaty 20 przedstawiaja magnesy, których objetosc calkowita jest mniejsza od Vz cm3. Przy porównaniu mozna stwierdzic, ze w istnie¬ jacych adapterach o takiej samej sile i ja¬ kosci laczna objetosc stali magnesowej wynosi co najmniej 4 cm3.Na fig. 5 i 6 liczba 21 oznaczono dwa magnesy, polaczone ze soba zapomoca pre¬ ta 22 z miekkiego zelaza. Magnesy te spel¬ niaja jednoczesnie role nasad biegunowych.Jak mozna stwierdzic na podstawie rysun¬ ku, kazdy magnes jest wygiety tak, ze mie¬ dzy jego wolnemi koncami 23 i 24 powsta¬ je szczelina powietrzna, w której umie¬ szczona jest ruchomo kotwica 25.Uklady magnesowe, przedstawione na fig. 2 — 6, naleza do ukladów z kotwica zrównowazona. Ze wzgledu na przejrzy¬ stosc rysunku nie przedstawiono narzadów, podtrzymujacych kotwice. PL