DE625821C - Negativer Widerstand, bestehend aus einer heliumgefuellten elektrischen Entladungsroehre - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM
15. FEBRUAR 1936

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

M 625821 KLASSE 21g GRUPPE 12 oi

Patentiert im Deutschen Reiche vom 30. Oktober 1932 ab

Gegenstand der Erfindung ist ein neuer negativer Widerstand, der aus einer heliumgefüllten elektrischen Entladungsröhre mit -kalten Elektroden besteht, bei welcher die Elektrodenanordnung (Elektrodenabstand),der Gasdruck und die Spannung derart gewählt sind, daß die Röhre in einem negativen. Teil ihrer Stromspannungscharakteristik arbeitet, wo" die Entladung auch ohne Vorschaltwiderstand stabil ist.

Bestimmt man die Durchschlagsspannung einer mit zwei parallelen kalten Elektroden versehenen gasgefüllten Entladungsröhre als Funktion des Produktes aus dem Elektrodenabstand und dem Gasdruck, so zeigt sich, daß diese Funktion einen Mindestwert hat. Diese Funktion hat graphisch dargestellt im allgemeinen die Form der in Fig. 1 dargestellten Kurve. In dieser Figur ist die Durchschlagsspannung V als Funktion des Druckes ρ bei gleichbleibendem Elektrodenabstand oder des Elektrodenabstandes d bei konstantem Druck dargestellt.

Durch sehr genaue Messungen ist jetzt von dem Erfinder festgestellt worden, daß bei einer heliumgefüllten Röhre der links vom Mindestwert liegende Teil der Kurve nicht den bisher dieser Kurve zuerkannten und in Fig. ι dargestellten Verlauf hat.

Es ist überraschend, festzustellen, daß dieser Zweig der Kurve die in Fig. 2 dargestellte Form hat. Die Kurve ist an der in Fig. 3 schematisch dargestellten Entladungsröhre gemessen.

Diese Röhre enthält einen einseitig geschlossenen Metallzylinder 1, der von einem Chromeisenring 2 getragen wird, in den der Zylinder genau einpaßt. Der Ring 2 ist einerseits an dem gläsernen Wandteil 3 und andererseits an der Glasröhre 4 angeschmolzen. Der Wandteil 3 ist mit einem Glasfuß 5 versehen, durch den ein nachgiebiger Stromzuführungsdraht 6 hindurchgeführt ist. An der Glasröhre 4 ist wieder ein Chromeisenzyliiider 7 angeschmolzen, der den Zylinder 1 auf einen Teil seiner Länge in geringer Entfernung umgibt. Der Zylinder 7 enthält einen Boden 8, der das Innere der Entladungsröhre von der Außenluft trennt und mit einem Stromzuführungsdraht 9 versehen ist. Dieser Teil 8 und der Boden 10 des Zylinders 1 bilden die beiden Elektroden der mit einer Menge Helium unter einem Druck von 0,84 mm gefüllten Entladungsröhre. Durch

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr. Frans Michel Penning in Eindhoven.

Verschiebung des Zylinders ι kann der Abstand zwischen den Elektroden und demgemäß das Produkt aus dem. Elektrodenabstand und~ dem Gasdruck geändert werden. Durch Ermittlung der Durchschlagsspannung bei verschiedenen Werten dieses Produktes wurde die Kurve nach Fig. 2 erhalten, .in welcher die Durchschlagsspannung, als Ordinate und der Elektrodenabstand als Abzisse bei konstantem Gasdruck' aufgetragen ist. Bei den zwischen A und B liegenden Werten dieses Abstandes 'ergeben sich, drei Werte der Durchschlagsspannung.

Bestimmt man bei einem zwischen A und B liegenden Wert des Produktes ρ d aus Gasdruck ρ und Elektrodenabstand d die Spannung zwischen den Elektroden als Funktion der Stromstärke, so erhält man die in Fig. 4 dargestellten Kurven. Als Ordinaten sind die Spannungen und als Abzissen die Ströme aufgetragen. Die Kurven 11 und 12 gelten für einen Heliumdruck von 0,84 mm und einen Elektrodenabstand von 2,65 cm. Aus diesen Kurven ist ersichtlich, daß, wenn man bei geeignetem Wert des Vorschaltwiderstandes die Spannung zwischen den Elektroden von Null ab zunehmen läßt, bei einer Spannung C der Strom die Entladungsröhre zu durchfließen anfängt. Bei steigender Spannung nimmt die Stromstärke zu, bis die Spannung den WertZ> erreicht hat. Bei weiterer Steigung der Spannung nimmt die Stromstärke ab, bis die Spannung den Wert E annimmt. Der Teil ίζ F der Kurve ist instabil. Der Punkt F ist in der Weise ermittelt, daß man von einer oberhalb des Wertes E liegenden Spannung ausging und diese verringerte, bis der Strom zu fließen anfing. Nimmt die Spannung über den Wert E hinaus zu, so wird die Röhre zunächst nicht von Strom durchflossen. Erst beim Erreichen des Wertes Q tritt wieder Stromdurchgang auf. Die Entladung hat dann einen stark ausgesprochenen negativen Verlauf, so daß die Kurve 12 nur ermittelt werden kann, wenn ein großer Widerstand mit der Entladungsröhre in Reihe geschaltet ist.

Die Kurve 13 gilt für den Fall, daß der Elektrodenabstand 2,33 cm und der Heliumdruck wieder 0,84 mm beträgt. |

Der zweite Zweig der Kurve entspricht im wesentlichen dem Zweig 12, liegt aber höher als dieser und ist in der Figur nicht dargestellt.

Der Teil der Kurve 11 zwischen den Punkten// und /< stellt, ähnlich wie der zwischen den Punkten L und M liegende Teil der » Kurve 13, einen negativen Widerstand dar. Die. Spannung nimmt nämlich bei abnehmendem Strom zu. Versuche haben ergeben, daß trotzdem die Entladung bei kleinem Vorschaltwiderstand sogar ohne Vorschaltwiderstand in diesen Teilen stabil ist. Dieser Vorschaltwiderstand kann sogar ganz entfallen. Die soeben erwähnten Teile der Kurven 11 und 13 ^entsprechen dem Bereich, in dem eine Röhre gemäß der Erfindung arbeitet.

Die Entladung eignet sich vorteilhaft zur Verwendung als negativer Widerstand, beispielsweise zur Verstärkung von elektrischen Schwingungen.

In Fig. 5 ist beispielsweise eine geeignete Schaltanordnung angegeben, die eine Entladungsröhre 14 von der vorher beschriebenen Bauart, eine Batterie 15, z. B. von 750Volt, und eine Selbstinduktion 16, z.B. von 250 Henry, enthält. Die Entladungsröhre 14 hat einen negativen Widerstand; in dem dargestellten Stromkreis treten daher elektrische Schwingungen auf, die zwischen den Enden der Selbstinduktion 16 abgenommen werden können. Bei den angedeuteten Werten der Schaltelemente des Stromkreises wurden elektrische Schwingungen mit einer Frequenz von 200 in der Sekunde, einer Scheitelspannung von 520 Volt und einer Stromstärke bis 30 m/Amp. festgestellt.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Die Verwendung einer heliumgefüllten elektrischen Entladungsröhre mit kalten Elektroden als negativer Widerstand, bei der die Elektrodenanordnung (Elektrodenabstand), der Gasdruck und die Spannung derart gewählt sind, daß die Röhre in einem negativen Teil ihrer Stromspannungscharakteristik arbeitet, wo die Entladung auch ohne Vorschaltwiderstand stabil ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen