Opublikowano dnia 1 sierpnia 1958 r. 5oJ i t?\ POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr. 41460 KI. 42 n, 11/0J Prof. inz. mgr Witold Kotowski Warszawa, Polska Urzadzenie do interpretowania przebiegu zjawisk zachodzacych w torze elektrycznym v Patent trwa od dnia 26 lutego 1958 r- Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do interpretowania w ozasie i przestrzeni, w oparciu o znana teorie zjawisk zachodzacych w torach elek¬ trycznych* Wiadomo, ze przy nauczaniu podstaw elektrotechniki duza trudnosc sta¬ nowi wyjasnienie przebiegu w ozasie i w przestrzeni potencjalu oraz pradu w torze elektrycznym.Trudnosc te rozwiazuje w prosty sposób urzadzenie wedlug wynalazku* W urzadzeniu tym na drodze snopa równoleglych promieni swietlnych, wiedzy zródlem swiatla a optycznym ukladem wyjsciowym, np. przez który ten snop swietlny jest rzutowany na ekran, jest umieszczony model mechaniczny poten¬ cjalu elektrycznego, pradu, fali bieznej lub odbitej potencjalu lub pradu w torze elektrycznym, obracany ze stala szybkoscia katowa, wskutek czego na ekranie, ustawionym prostopadle do kierunku wspomnianego snopa swiatla, otrzymuje sie przebieg zmiennosci w czasie i w przestrzeni danej wielkosci elektrycznej w torze elektrycznym.Model mechaniczny jest wygiety z1 drutu. Krzywa ta okresla miejsce geo¬ metryczne konoów promieni amplitud potencjalu lub pradu w dowolnym miejscu toru elektrycznego, któremu odpowiada os modelu, przy czym potencjal jest obliczony jako równy polowie wartosci nap1661a* Gdy fazy potencjalów lub pradów ea zgodne wzdluz toru, wówczas otrzy¬ muje sie fale stojaca i odpowiednia krzywa modelu jest plaska. Jezeli nato¬ miast fazy potencjalów lub pradów nie sa zgodne, wówczas odpowiednia krzywa modelu jest linia srubowa, a fala potencjalu lub pradu jest biezaca* W sta¬ nie ustalonym fale te stanowia sume fali glównej 1 fali odbitej.Za pomoca urzadzenia wedlug wynalazku mozna interpretowac optycznie równania: U = fl,C sin (tot-p% + y,)+^C sin (oi+jjx + y2) i^7c C sin (ut -jx * y, - e)~g C sin(ui * p% * yt- e) okreslajace przebieg w czasie i w przestrzeni potencjalu oraz pradu w torze* elektrycznym* W równaniu powyzszym u - oznacza chwilowa wartosc* napiecia. A* - wspól¬ czynnik amplitudy skladowej napiecia, oC - wspólczynnik tlumienia, * - dlugosc od krarioa toru, CJ - pulsaoje zmiennosci napiecia lub pradu, £ - czas, fi - wspólczynnik dlugosci, f . - faze poczatkowa skladowej napie¬ cia,^ ¦ - wspólczynnik amplitudy drugTej skladowej napiecia, ty 2 " *aze- poczatkowa drugiej skladowej napiecia, i - chwilowa, wartosc pradu, Z£ - opor¬ nosc falowa / charakterystyczna /, 8 - przesuniecie fazowe skladowych pradu wzgledem skladowyoh napieola, e. - podstawe 1ogarytmów naturalnych.Nalezy przy tym zaznaczyc, ze przebieg w przestrzeni, wzdluz rozpatry¬ wanego toru elektrycznego danej wielkosci elektrycznej, a wiec potencjalu lub pradu, uzyskuje sie w urzadzeniu wedlug wynalazku przez zastosowanie od¬ powiednio- uksztaltowanego modelu mechanicznego, natomiast przebieg w prze¬ strzeni odnosnej wielkosci, wyrazony analogicznie, otrzymuje sie przy pod¬ stawieniu w powyzszych równaniach t - const. Jezeli zas chodzi o zmiennosc w czasie, która w tych równaniach jest Wyrazona przez w t. Interpretacje optyczna przebiegu potencjalu lub pradu uzyskuje sie przez wspomniane urza¬ dzenie ze stala szybkoscia katowa odnosnego mechanicznego modelu* Wynalazek jest wyjasniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie widok z tylu urzadzenia, fig. 2 - przekrój podluzny tego urza¬ dzenia, fig. 3 - przekrój podluzny mechanicznego modelu do optycznej in¬ terpretacji na ekranie zjawisk zaohodzacych w torach elektrycznych i fig. 4 - przekrój poprzeczny modelu wedlug fig. 3* - 2 -Wewnatrz obudowy ^1, najlepiej cylindryoznej, umieszczone jest zródlo swiatla w postaci zarówki 2 oraz uklad optyczny, skladajacy sie z dwóch czesci, a mianowicie nieruchomych soczewek ^ i ruchomych soczewek 4, a ponad¬ to transformator £. Uklad optyczny £, 4 sluzy do wytwarzania równoleglego snopa promieni swietlnych wysylanych przez zarówke 2. Snop ten ;jest nastep¬ nie rzutowany na ekran ustawiony w pewnej odleglosci od urzadzenia wedlug wy¬ nalazku w plaszczyznie prostopadlej do tego snopa swietlnego. Mniej wiecej w srodku dlugosci obudowy 1 przymocowana jest do niej na stale przystawka 6, wewnatrz której umocowany jest silnik synchroniczny £• zewnatrz obudowy ^ naprzeciw silnika £ wykonane jest gniazdo jg, które na fig* 2 jest uwidocznio¬ ne schematycznie w postaci zakreskowanego kwadratu. Gniazdo £ sluzy do wy¬ miennego wstawiania do niego modelu mechanicznego ^ przebiegu zjawisk zacho¬ dzacych w torach elektrycznych. Model fren jest uwidoczniony na fig. } i 4.Model mechaniczny A sklada sie z oslony 2, wygietej w ksztalcie litery U, do otwartego konca której przymocowana je*t plyta uchwytowa j£. U oslonie £ osadzony jest obrotowo jeden koniec preta jll, którego drugi konieo umiesz¬ czony jest w plytce J£.Na wyprowadzony na zewnatrz oslony £ koniec preta JJ. nasadzona jest tarczkaj2 z zamocowanym*w niej trzpieniem J^. Do pretu V± przymooowane sa na stale obydwa konce odpowiednio wygietego drutu j£. przedstawiajacego krzywa plaska lub przestrzenna, stanowiaca przebieg odnosnego zjawiska zachodzace¬ go w torach elektrycznych.Po wstawieniu modelu £ dp gniazda 9, trzpien J£ znajduje sie na drodze ruchu czopa J4 zamooowanego w tarozy 1JJ, nasadzonej na os J6 silnika JJ. Przy uruchomieniu tego silnika czop J4 uderza o trzpien Ji modelu £ wprawiajac w ruch obrotowy pret <1Jp, a wraz z nim drut J2» Ten wy^i^ty drut tworzy krzywa wierzcholkowych promieni,symbolizujacych amplitudy odpowiednioh wielkosci fitycznych* Krzywa J2 posiada w kazdym modelu £ inny ksztalt w zaleznosci, od tego co dany model ma interpretowac. Kazda z tych krzywych, utworzonych przez drut 1% ifeesla funkcje zmiennosci wielkosci elektrycznych w zalotnosci od miejsca w torze.W celu umozliwienia takze 1 recznego pokrecania preta J^j, wraz z dru¬ tem J2f silnik £ jest zaopatrzony takze w galke obrotowa 1£, nasadzona na wyprowadzony na zewnatrz przystawki 6 koniec osi tego silnika.Przy obrocie drutu 1£ wraz z pretem 11, stanowiacym OS tego obrotu na ekranie otrzymuje sie optyczny przebieg plaski lub przestrzenny danej wiel- * kosci elektrycznej.Model A moze byc np, modelem potencjalu elektrycznego jednego przewo¬ du w torze elektrycznym bezstratnym przy obciazeniu opornoscia czynna, równa opornosci falowej, modelem pradu w torze elektrycznym bezstratnym przy ob¬ ciazeniu opornoscia czynna równa opornosci falowej% modelem potencjalu elek¬ trycznego jednego przewodu w torze elektrycznym bezstratnym przy obciazeniu - 3 -dowolna opornoscia czynna, modelem prtfcdu w torze elektrycznym bezstratnym przy obciazeniu dowolna opornoscia czynna, modelem fali biezacej i odbitej pradu w torze elektrycznym nie odksztalcajacym w stanie zwarcia, modelem potencjalu jednego przewodu toru elektrycznego nie odksztalcajacego, ob¬ ciazonego opornoscia falowa lub modelem pradu w torze nie odksztalcajacym obciazonym opornoscia falowa* Liczba tych modeli moze byc bardzo duza* Obudowa J. jest zaopatrzona w dwie nózki ;1£ i 19* do poziomego ustawiania przyrzadu wedlug wynalazku na dowolnym podlozu. W nózce 1?» jest osadzony pokretny wylacznik 2£ do wyla¬ czenia silnika 2 * gaszenia zarówki 2# Uklad optyozny 4 jest nastawiany na ostrosc" przez jego przesuwanie, co osiaga sie przez prowadzenie czopa 21 w szczelinie 22 oslony J.. PL