Wynalazek dotyczy cewek na wielka czestotliwosc, nadajacych sie do stosowa¬ nia szczególnie w strojonych obwodach al¬ bo jako dlawiki Wlasnosci elektryczne znanych cewek na wielka czestotliwosc sa pogorszone wskutek nierównomiernego rozlozenia na poszczególne zwoje pojemnosci wlasnej i imdukcyjnosci cewki. Tego rodzaju nie¬ równomierny rozklad moze np. wystapic, gdy poszczególne zwoje róznych czesci cewki maja rózne wymiary. Równiez w przypadku gdy cewka jest ekranowa lub gdy w poblizu cewki znajduje sie prze¬ wodnik o pewnym stalym potencjale, mo¬ ze wystapic nierównomiernosc rozkladu pojemnosci poszczególnych czesci cewki wzgledem przewodnika. Stwierdzono, ze cewki o tego rodzaju nierównomiernym rozkladzie pojemnosci i indukcyjnosci po¬ siadaja zbyt wielkie nierównomiernosci lub nieciaglosci wlasciwosci elektrycznych dla pewnych czestotliwosci, co sprawia trud¬ nosci przy stosowaniu cewek w praktyce.Wiadomo, ze kazda cewka posiada re¬ zonans przy pewnej czestotliwosci i jej wyzszych harmonicznych. Przy czestotli¬ wosci podstawowej na koncach cewki po¬ wstaja wezly pradu i brzusce napiecia, w srodku zas cewki tarzusiec pradu i we¬ zel napiecia. Przy pierwszej harmonicznej na koncach cewki powstaja znów wezly pradu i brziusce napiecia, w srodku zas cewki zamiast brzusca pradu jest wezel pradu,to znaczy, ze w obu polowach takiej, we¬ dlug zalozenia jednorodnej, cewki plyna prady oscylacyjne, podczas gdy w srodko¬ wym punkcie uzwojenia w przypadku ide¬ alnym pradu nie ma; Wyzej rozwazaina byla cewka idealnie jednorodna. W takiej jednorodnej cewce, dzieki równomiernemu rozkladowi induk¬ cyjnosci i pojemnosci na cala jej dlugosc, wezly i ibrzusce poszczególnych drgan har¬ monicznych sa rozlozone harmonicznie w stosunku do wezlów i brzusców drgan podstawowych.Jednakze prawie wszystkie cewki sto¬ sowane w praktyce maja nierównomierny rozklad pojemnosci i indukcyjnosci, co po¬ ciaga za soba dwie wazne technicznie kon¬ sekwencje, a mianowicie brzusce i wezly przy czestotliwosciach harmonicznych nie leza harmonicznie wzgledem brzusców i wezlów drgan podstawowych, a nastep¬ nie, przy drganiach harmonicznych miedzy poszczególnymi Czesciami cewki w punk¬ tach teoretycznych wezlów pradu plyna prady wyrównawcze.Wynalazek ma na celu zapobiec po¬ wstawaniu szkodliwych pradów wyrów¬ nawczych przy drganiach harmonicznych w cewkach w praktyce stosowanych. Osia¬ ga sie to przez wprowadzenie do cewki o niejednorodnym rozkladzie pojemnosci i indukcyjnosci, niejednorodnosci przeciw¬ nego kierunku, a mianowicie niejedno- rodnosci pojemnosci wzajemnej kilku czesci cewki wzglednie pojemnosci czesci cewki wzgledem przewodu. Przedmiotem wynalazku jest cewka na wielka czestotli¬ wosc, skladajaca sie co najmniej z dwóch posobnie polaczonych i wspólosiowo obok siebie umieszczonych zwojnic. Pojemnosc lub indukcyjnosc wzglednie pojemnosc i indukcyjnosc kazdej zwojnicy jest rozlo¬ zona nierównomiernie wzdluz uzwojenia.W cewce wedlug wynalazku laczy sie ze soba te krancowe zwoje zwojnic, dla któ¬ rych iloczyn indukcyjnosci zwojnicy przez pojemnosc wlasna ma najmniejsza wartosc, przy czym wzajemny odstep obu zwojnic i ewentualnie odstep od znajdujacego sie w sasiedztwie przewodu elektrycznego lub oslony sa tak dobrane, ze iloczyn induk¬ cyjnosci przez pojemnosc wlasna zostaje praktycznie zrównany, dla dwóch przynaj¬ mniej zwojnic, za pomoca pojemnosci mie¬ dzy poszczególnymi zwojnicami wzglednie miedzy zwojnica a przewodem.Uwzglednienie pojemnosci wzgledem sasiednich przewodów elektrycznych poz¬ wala na daleko idace wyrównanie nierów- nomiernosci równiez w przypadku niesy¬ metrycznego umieszczenia obu zwojnic wzgledem plaszczyzny prostopadlej do osi zwojnic i lezacej miedzy zwojnicami. W tym przypadku jeden z konców zwojnicy majacej mniejsza indukcyjnosc powinien byc polaczony z przewodem znajdujacym sie w sasiedztwie. Najlepiej gdy zwojnica o mniejszej indiukeyjnosci ma wieksza po¬ jemnosc wzgledem przewodu znajdujacego sie w sasiedztwie, przy czym zewnetrzny koniec tej zwojnicy jest polaczony z tym przewodem, podczas gdy wewnetrzny jest polaczony z koncem wewnetrznym drugiej zwojnicy.W ten sposób mozna zbudowac zespól cewek wedlug wynalazku na kilka zakre¬ sów czestotliwosci. Przewodem elektrycz¬ nym znajdujacym sie w sasiedztwie, spel¬ niajacym role wyzej opisana, w przypad¬ ku gdy zespól cewek jest ekranowany, mo¬ ze byc oslona metalowa. Dla lepszego do¬ brania stosunków pojemnosciowych mozna zastosowac dodatkowa oslone, umieszczona w poblizu zwojnicy o mniejszej indukcyj¬ nosci i polaczona bezposrednio z koncem tej zwojnicy.Na fig. 1—4 przedstawiono cew4i we¬ dlug wynalazku i ich schematy zastepcze, na fig. 5 i 6 — wyniki pomiarów cewek we¬ dlug wynalazku w porównaniu z cewkami znanymi, a na fig. 7 — zespól cewek we- — 2 —dlug wynalazku na kilka zakresów czesto¬ tliwosci, otoczony metalowa oslona.Fig. 1 przedstawia cewke 10 wedlug wy¬ nalazku. Prawa czesc figury przedstawia przekrój cewki, lewa zas czesc ^— schemat zastepczy cewki jako uklad polaczen in- dukcyjnosci i pojemnosci. Cewka sklada sie z dwóch pierscieniowych zwojnic lOa i lOb umieszczonych wspólosiowo jedna obok drugiej, których konce zewnetrznie sa ozna¬ czone liczbami 12 i 14, konce wewnetrzne zas—liczbami 13 i 15. Konce wewnetrzne 13 i 15 sa polaczone ze soba przewodem 16, dzieki" czemu zwojnice lOa i lOb sa pola¬ czone posobnie. Obie zwojnice sa umiesz¬ czone na cylindrze 11 symetrycznie wzgle¬ dem plaszczyzny oznaczonej liczba 17.Zwojnice lOa i lOb sa nawiniete w kierun¬ kach przeciwnych, dzieki czemu indukcyj¬ nosc wzajemna zwieksza indukcyjnosc wy¬ padkowa cewki, przy czym odstep wzajem¬ ny zwojnic jest mniejszy od ich srednicy zewnetrznej, aby ich indukcyjnosc wzajem¬ na byla jak najwieksza.W celu teoretycznego rozpatrzenia wla¬ sciwosci elektrycznych cewki rozklada sie obie zwojnice na szereg elementów, np. kazda na dwa, jak to przedstawia lewa czesc fig. 1. Zwojnice lOa i lOb zoiStaly podzielone na elementy L± i L2. Pojemno¬ sci wlasne tych elementów przedstawiaja pojemnosci C1 i C2. Pojemnosc C3 stanowi pojemnosc miedzy zwojnicami, a pojem¬ nosc C4 — miedzy koncami 12, 14 obu zwojnic. W celu dokladniejszego zbadania wlasnosci cewki nalezaloby zwojnice lOa i lOb rozlozyc na wieksza liczbe elementów, przy czym schemat zastepczy bylby bar¬ dziej skomplikowany, lecz zasadniczo mial¬ by ten sam charakter. Dla wyjasnienia isto¬ ty wynalazku wystarcza jednak podzial kazdej zwojnicy na dwie czesci.Schemat ukladu przedstawionego na le¬ wej czesci fig. 1 zostal przedstawiony na fig. 2 w sposób bardziej zrozumialy. Jak juz wyjasniono wyzej wady niejednorod¬ nych elektrycznie cewek wystepuja wtedy, gdy wewnatrz zwojnic zjawiaja sie lokal¬ ne prady wyrównawcze. Prady takie mo¬ ga wystapic w ukladzie wedlug fig. 2 w przewodach a i 6. Wtedy gdy uklad jest symetryczny wzgledem srodka w przewo¬ dzie a prad nie plynie. W przewodach zas b nie ma pradu wtedy, gdy czestotliwosc ob¬ wodu Li, Lu C19 Cu Cs jest równa czesto¬ tliwosci rezonansowej obu obwodów L2, C?.Jezdi mianowicie czestotliwosc rezonansom wa jednego z obwodów L%, C2 jest rózna od czestotliwosci rezonansowej obwodu Llf Llf Clt Clf C3, to musi istniec miedzy tymi dwiema czestotliwosciami taika czestotli¬ wosc, przy której opornosc urojona obu obwodów L2, C2 jest równa i przeciwnego znaku niz opornosc urojona obwodu Lu Llf Clf Clf C3. Poniewaz wszystkie te t*zy obwody sa wlaczone posobnie miedzy za¬ ciskami 12 i 14 cewki, to stanowia one zwarcie dla pradów tej wlasnie czestotli¬ wosci. Z powyzszych rozwazan wynika, ze w przewodach b nie bedzie pradu wtedy, gdy odstep miedzy zwojnicami, stanowia¬ cy o pojemnosci kondensatora C3, zostanie dobrany tak, ze spelnione bedzie równanie L1[C1 + 2Cs)=L2C2. (1) Gdy zwojnice JOa i lOb sa polaczone ze soba koncami wewnetrznymi, wtedy Lx . d jest zwykle mniejsze od L2. C2, wobec cze¬ go spelnienie równania (1) nie napotyka na trudnosci. Przy tym nalezy zauwazyc, ze C4 jest pojemnoscia miedzy zaciskami 12 i 14 i ze nie wplywa na rozklad pojem¬ nosci i indukcyjnosci wzdluz cewki. Przez obranie odstepu takiego, abyspelnione by¬ lo równanie (1) stlumiona zostanie druga harmoniczna.W powyzszych rozwazaniach nie byla uwzgledniona indiukcyjnosc wzajemna obu zwojnic. Jednakze rozumowania powyzsze mozna zastosowac równiez uwzgledniajac indukcyjnosc wzajemna.Opisane wyzej cewki, symetryczne wzgledem plaszczyzny srodkowej 17, na- - 3 -daja sie szczególnie do przeciwsobnych ukladów wzmacniajacych.Fig. 3 i 4 przedstawiaja cewke niesy¬ metryczna ekranowa. Równiez i dla tej cewki, istnieje zwiazek miedzy czesto- tliwosciamji rezonansowymi poszczególnych zwojnic a wlasnosciami cewki. Na fig. 3 liczbami 20a i 206 oznaczone sa zwojnice cewki, umieszczone na cylindrze 21. Licz¬ bami 22 i 24 oznaczone sa konce zewnetrz¬ ne zwojnic, liczbami zas 23 i 25 — konce wewnetrzne, które sa polaczone ze soba przewodem 26. Cewka jest ekranowana me¬ talowa oslona 28. Koniec 22 jest polaczo¬ ny bezposrednio z oslona 28. Zacisk 22a cewki jest polaczony z koncem 22 poprzez oslone, do której jest przymocowany bez¬ posrednio. Obie zwojnice sa nawiniete w kierunkach przeciwnych, dzieki czemu in- dukcyjnosc wzajemna zwieksza indukcyj- nosc wypadkowa cewki.Z podzialu cewki wedlug fig. 3 na ele¬ menty mozna zrezygnowac, poniewaz po¬ dzial ten jest taki sam, jak dla cewki we¬ dlug fig. 1. W cewce wedlug fig. 3 zostanie rozpatrzony wiec jedynie wplyw niesyme- trii oslony, wnioski zas otrzymane dla cew¬ ki wedlug fig. 1, dotyczace stosunków we¬ wnetrznych w tej cewce, beda wazne rów¬ niez i dla cewki wedlug fig. 3. Wobec te¬ go schemat zastepczy cewki wedlug fig. 3 bedzie uproszczony, Indukcyjnosc i pojem¬ nosc zwojnic 20q i 20b sa przedstawione na nim w postaci indukcyjnosci L4 i L5 oraz pojemnosci C4 i C5. Pojemnosc miedzy zwojnicami 20a i 206 jest przedstawiona jako pojemnosc C7. Pojemnosci miedzy zwojnicami a oslona 28 przedstawiaja po¬ jemnosci C6 i C8. Azeby w ukladzie wedlug fig. 4 nie plynely prady wyrównawcze, na¬ tezenie pradu w przewodzie c powinno byc równe zeru. Zachodzi to wtedy, gdy cze¬ stotliwosc rezonansowa obwodu L4, C4, C6 jest równa czestotliwosci rezonansowej ob¬ wodu L5, C5. Pojemnosci C7 i C8 sa wla¬ czone bezposrednio miedzy zaciski 22 i 24 i nie wplywaja z tego powodu na rozklad pojemnosci i indukcyjnosci. Gdyby zwoj¬ nice 20a i 206 mialy jednakowe liczby zwo¬ jów, czyli ich indukcyjnosci L4 i L5 i po¬ jemnosci C4 i C5 byly sobie równe, to tego warunku równosci czestotliwosci rezonan¬ sowych nie mozna byloby spelnic. Przez zmniejszenie jednak liczby zwojów w zwoj¬ nicy 20a mozna osiagnac to, zeby czesto¬ tliwosc rezonansowa obwodu L4, C4, G3 byla równa czestotliwosci rezonansowej ob¬ wodu L5, C5. Zachodzli to gdy LACi + Ce)=liC,. (2) Spelnienie równania (2) powoduje stlumie¬ nie drugiej harmonicznej. Równiez i przy powyzszych rozwazaniach nie zostala uwzgledniona indukcyjnosc wza j emna zwojnic, co jednak nie wplywa na slusz¬ nosc wniosków.Jak wiadomo przewodnosc cewki dla pradów wielkiej czestotliwosci, przy pomi¬ nieciu opornosci omowej cewki, wyraza sie wzorem i G ='•(•" c-^r) gdzie C oznacza pojemnosc wlasna cewki, L — indukcyjnosc cewki, a co -— pulsacje.Dla czestotliwosci wiekszych od czestotli¬ wosci, rezonansowej cewki przewodnosc ta posiada na ogól charakter pojemnosciowy; mozna zatem napisac: G = j(*Cp.Pojemnosc Cp jest nazywana pojemnoscia pozorna cewki; wyraza sie ona wzorem: Cp = C " ^ L Fig. 5 przedstawia wyniki pomiarów po¬ jemnosci pozornej cewki zbudowanej wed¬ lug wynalazku o indukcyjmosci 30 mH.Krzywa A przedstawia przebieg pojemno¬ sci pozornej w funkcji czestotliwosci, przy czyim obie zwojnice mierzonej cewki sa po¬ laczone ze soba w sposób opisany powyzej. — 4 -Cewka badana miala czestotliwosc rezo¬ nansowa 420 kc/sek i dzialala zasadniczo jak indukcyjnosc 30 mH polaczona równo¬ legle z pojemnoscia 4,8 pF.Krzywa B przedstawia w funkcji cze¬ stotliwosci przebieg poijeinnosci pozornej cewki, której zwojnice zostaly polaczone nie wedlug wynalazku, a w sposób przed¬ stawiony na rysunku (5) u dolu fig. 5/ Jak widac z krzywej B pojemnosc pozorna dla czestotliwosci pierwszej, drugiej i trzeciej harmonicznej wykazuje duze wahania.Krzywa C przedstawia przebieg pozorny pojemnosci cewki w tym przypadku,, gdy polaczony jest koniec wewnetrzny mniej¬ szej zwojnicy z koncem zewnetrznym wiek¬ szej — jak to uwidacznia rysunek (C).Przebieg tej krzywej jest analogiczny do przebiegu krzywej B.Nierównomiernosc przebiegu pojemnos¬ ci pozornej w funkcji czestotliwosci moz¬ na jeszcze bardziej zmniejszyc przez umie¬ szczenie cewki na rdzeniu magnetycznym, np. ze sproszkowanego zelaza.Fig. 6 przedstawia charakterystyke ro¬ bocza, to jest krzywa zaleznosci miedzy pojemnoscia pozorna cewki a czestotliwos¬ cia dla cewki o indukcyjnosci 90 mH zbu¬ dowanej tak, jak cewka przedstawiona na fig. 3. Z krzywej D widac, ze nagle zmia¬ ny pojemnosci pozornej dla pierwszej i drugiej harmonicznej zostaja niemal cal¬ kowicie stlumione, Trzecia harmoniczna wystepuje jeszcze w malym stopniu, co jed¬ nak ma male znaczenie, szczególnie w ma¬ lych cewkach, poniewaz pojemnosc miedzy zwojami dziala jako zwarcie dla drgan wyzszej czestotliwosci. Na fig. 6 przedsta¬ wiony jest poza tym szereg krzywych /, H, G, F, E dla róznych odstepów miedzy zwojnicami. Krzywym E, F, G, H oraz / odpowiadaja kolejno odstepy: 1,6 mm, 2,4 mm, 3^2 mm, 4,8 mm, 6,4 mm. Z tych krzywych widac, ze druga harmoniczna jest tlumiona najskuteczniej przy odstepie 3,2 mm (krzywa G). Druga grupa krzy¬ wych J, K, L, M przedstawia te same charakterystyki przy odstepach kolejno 0,8 mm, 1,6 mm, 3,2 mm i 6,4 mm po do¬ braniu odpowiedniego stosunku liczby zwo¬ jów obu zwojnic, w celu spelnienia równai- nia (2). Z przebiegu tych krzywych wyni¬ ka, ze najlepszym odstepem jest odstep 3,2 mm (krzywa L).Cewki wedlug wynalazku mozna zasto¬ sowac do zespolów strojonych na kilka za¬ kresów czestotliwosci. Fig. 7 przedstawia taki zespól, w którym cewka na najnizszy zakres czestotliwosci jest wykonana wed¬ lug wynalazku. Cewka ta sklada sie ze zwojnic 40a i 40b. Zwojnice te sa umiesz¬ czone na cylindrze 41, na którym znajdu¬ ja sie równiez pozostale cewki zespolu, a mianowicie 42, 43 i 44 dla zakresów wyzszych czestotliwosci. Poszczególne cew¬ ki sa polaczone posobnie, konce zas ich sa polaczone ze stykami 45 przelacznika 46.Przelacznik jest tak wykonany, ze pod¬ czas pokrecania go kolejno zwiera poszcze¬ gólne cewki. Kondensator strojeniowy 47 jest wlaczony równolegle do zespolu ce¬ wek, to znaczy miedzy zewnetrzne zaciski zwojnic 40a i 44. Zespól cewek jest oto¬ czony oslona 48. Miedzy zwojnica 40a a dnem oslony 48 umieszczona jest dodat¬ kowa metalowa plytka 49, dzieki której niezaleznie od ksztaltu oslony mozna tak dobrac pojemnosc zwojnicy 40a wzgledem ziemi (pojemnosc C6 na fig. 3 i 4), aby spelnione bylo równanie (2). PL