DE684886C - Electrical resistance with negative temperature coefficient - Google Patents

Description

Elektrischer Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten Die Erfindung bezieht sich auf die Ausbildung und Anordnung von Widerständen mit negativem Temperaturkoeffizienten, insbesondere solchen, die auf Grund der thermischen Einwirkung eine fallende Spannungsstromcharakteristikbesitzen. Derartige Widerstände sind für Stabilisierungszwecke, z. B. zur Konstanthaltung von Spannungen oder Strömen oder auch für Einschaltstrombegrenzungen, Stromverzögerungszwecke usw., geeignet. Sie werden in der technischen Fachwelt auch vielfach als Heißleiter bezeichnet. Beim Einbau solcher Widerstände in entsprechende Schaltungen können nun ohne besondere Maßnahmen, die durch die Erfindung näher bezeichnet sind, Nachteile dadurch entstehen, daß dieCharakteristiken infolgeÄnderung der Wärmeableitung keine genügende Stabilität besitzen, so daß der einmal eingestellte Arbeitspunkt im Laufe der Zeit wandert. Die Änderung der Wärmeableitung kann dadurch bedingt sein, daß Wärmewiderstand und Wärmekapazität in der Natur stets gekoppelt auftreten, d. h. daß jeder die Wärme des Heißleiters abführende Körper (Fassung, Einspannung und deren Fortsetzungen) neben der Eigenschaft, dem Wärmezufluß einen Widerstand entgegenzusetzen,noch dieEigenschaft besitzt, Wärme in sich aufzuspeichern. Auf diese Weise ändert sich das Temperaturgefälle längs dieses Körpers im Laufe der Zeit, selbst wenn die Temperatur des Heißleiters konstant bleibt, und es wird dadurch eine Änderung der Stromspannungscharakteristik des Heißleiters verursacht. Der gleiche Effekt kann aber auch dadurch zustande kommen, daß die Körper, an die die im Heißleiter entwickelte Wärme über die vorgesehenen Wärmewiderstände abgeführt wird, zwar eine große Wärmekapazität besitzen, aber in ungenügendem Wärmekontakt mit der Umgebung stehen, so daß sie allmählich auf höhere Temperaturen aufgeladen werden. Eine weitere Änderung der Charakteristik kann ferner dadurch begründet sein bzw. kann sich eine unerwünschte Charakteristik dadurch einstellen, daß sich innerhalb des Heißleiters nicht eine homogene Stromleitung, sondern ein Stromfaden ausbildet. Derartige Erscheinungen treten insbesondere bei Widerstandskörpern von scheibenförmiger Gestalt auf, bei denen die Querausdehnung im Verhältnis zur Längsausdehnung groß ist.Electrical resistance with negative temperature coefficient Die Invention relates to the formation and arrangement of resistors with negative Temperature coefficients, especially those due to thermal effects have a falling voltage current characteristic. Such resistors are for Stabilization purposes, e.g. B. to keep voltages or currents constant or Also suitable for inrush current limitation, current delay purposes, etc. she are also often referred to as NTC thermistors in the technical world. At the Installation of such resistors in appropriate circuits can now be done without special Measures that are described in more detail by the invention, disadvantages arise as a result, that the characteristics do not have sufficient stability due to the change in heat dissipation so that the operating point once set moves over time. The change in heat dissipation can be due to the fact that thermal resistance and Heat capacity always occurs coupled in nature, d. H. that everyone has the warmth body dissipating the thermistor (socket, restraint and their continuations) in addition to the property of resisting the flow of heat, there is also the property owns to store heat in itself. In this way the temperature gradient changes along this body over time, even if the temperature of the thermistor remains constant, and there is thereby a change in the voltage characteristic of the thermistor. The same effect can also come about that the body to which the heat developed in the thermistor is beyond the intended Thermal resistances are dissipated, have a large heat capacity, but in insufficient thermal contact with the environment, so that they gradually rise to higher levels Temperatures are charged. A further change in the characteristic can also be made this can be justified or an undesirable characteristic can arise as a result, that within the thermistor there is not a homogeneous power line, but a Forms stream filament. Such phenomena occur in particular with resistance bodies of disc-shaped shape, in which the transverse extent in relation to Longitudinal expansion is large.

Nach der Erfindung wird der genannte Widerstand zwischen besonderen Wärmeableitwiderständen gelagert, die in Verbindung mit größeren, die Wärme gut leitenden Metallflächen stehen. Letztere sind so ausgebildet, daß schon- bei geringer Übertempera= tur dieser Flächen möglichst viel Wärme entweder durch Konvektion oder erzwungene. Strömung an die Umgebung abgeführt w.ircl so daß sie praktisch die Umgebungstempe-. ratur beibehalten. In Anlehnung an elek=' trische Vorgänge soll diese Maßnahme im folgenden auch als Wärmeerdung bezeichnet sein. Es ist dabei von Vorteil, wenn das Verhältnis - von spezifischem Wärmeahleitwiderstand des zur Wärmeableitung dienenden Körpers zu dessen Wärmekapazität groß gewählt wird. Je größer dieses Verhältnis ist, um so eher wird das Temperaturgefälle stationär. Es soll also bei dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung die Wärmeableitung eines Heißleiters gegenüber seiner Umgebung auf einem konstanten Wert gehalten werden. Dies wird dadurch ermöglicht, daß der Heißleiterkörper von beiden Seiten durch metallische Wärmeableitvorwiderstände, die die Wärme schlecht ableiten, zwischen sehr großen, die Wärme gut ableitenden Platten gehalten wird. Dadurch, daß für die Wärmeableitvorwiderstände Metalle schlechter Wärmeleitfähigkeit gewählt werden, wird erreicht, daß die Temperatur des Heißleiterkörpers in der Mitte und an den Randzonen etwa auf der gleichen Höhe bleibt, so daß ein Temperaturgefälle innerhalb des Heißleiterkörpers vermieden wird. Andererseits ist die Größe des Wärmeleitwertes der Ableitwiderstände so gewählt, daß von dem Heißleiterkörper bestimmte Wärmemengen an die sogenannte Wärmeerde abgeführt werden. Durch diese Maßnahme wird erzielt, daß selbst bei Änderungen der Temperatur der den Heißleiterkörper umgebenden Luft diese auf die Temperatur des Heißleiterkörpers ohne Einfluß bleiben; da ja eine verhältnismäßig viel größere Wärmemenge bereits über die Wärmeableitvorwiderstände zur Wärmeerdung abgeleitet wird.According to the invention, said resistance is between special Heat dissipators stored, which in conjunction with larger ones, the heat well conductive metal surfaces. The latter are designed that even with a slight excess temperature of these surfaces either as much heat as possible by convection or forced. Flow dissipated to the environment w.ircl so that they practically the ambient temperature. Maintain temperature. Based on electrical This measure should also be referred to as thermal grounding in the following. It is advantageous if the ratio - of the specific thermal conductivity of the body serving for heat dissipation is chosen to be large for its heat capacity. The greater this ratio, the sooner the temperature gradient becomes stationary. So it should in the subject matter of the present invention, the heat dissipation of a NTC thermistor can be kept at a constant value in relation to its surroundings. This is made possible by the fact that the thermistor body from both sides by metallic Heat dissipation resistors, which dissipate the heat poorly, between very large, the heat-dissipating plates are kept. In that for the heat dissipation resistors Metals of poor thermal conductivity are chosen, it is achieved that the temperature of the thermistor body in the middle and at the edge zones approximately at the same height remains, so that a temperature gradient within the thermistor body is avoided. On the other hand, the size of the thermal conductivity of the leakage resistors is chosen so that certain amounts of heat dissipated from the thermistor body to the so-called thermal earth will. This measure ensures that even with changes in temperature of the air surrounding the thermistor body this to the temperature of the thermistor body remain without influence; since a relatively much larger amount of heat is already there is diverted via the heat dissipation resistors to the thermal grounding.

Um ferner auch der Gefahr von Wärmedurchschlägen bzw. der Entstehung von Strom- bzw. Wärmefäden im Widerstandskörper zu begegnen und eine möglichst große Stromabhängigkeit -für den Heißleiterwiderstand zu erzielen, soll nach der Erfindung der die Heißleiterwärme abführende Wärmeableitvorwiderstand Wh mindestens 1/1" des inneren Wärmewiderstandes WH des halben -Heißleiters sein. Ein weiterer Gedanke der Erfindung besteht darin, daß zur Vermeidung von Stromfäden die Wärmeleitfähigkeit im Widerstandskörper senkrecht zur Stromrichtung durch eingelegte Metallkörper, z. B. Lamellen, die die Wärme gut leiten, verbessert wird, so daß eine homogene Wärmeverteilung über den gesamten Querschnitt des Widerstandskörpers erreicht wird. Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend an Hand von Beispielen, die durch Zeichnungen erläutert sind, mitgeteilt.In order to also counteract the risk of thermal breakdowns or the formation of current or heat threads in the resistor body and to achieve the greatest possible current dependency for the thermistor resistance, according to the invention the heat dissipation resistor Wh dissipating the thermistor heat should be at least 1/1 "of the inner heat resistance WH be of half -Heißleiters. a further idea of the invention is that to avoid flow filaments, the thermal conductivity in the resistor body perpendicular to the current direction of inserted metal body, z. B. lamellae, which are good heat conductors, is improved so that a homogeneous heat distribution is achieved over the entire cross section of the resistor body.Further details of the invention are given below with reference to examples, which are explained by drawings.

Fig. ia und ib bezeichnen einen einfachen m1.4-all für die Wärmeableitungsverhältnisse bei einem Widerstandskörper, der einen negativen Temperaturkoeffizienten besitzt und in einfacher Weise gelagert sei. In Fig. ia ist ein Widerstandskörper vorausgesetzt, der die Längsausdehnung H besitzt, in welcher auch die Wärme abgeleitet werden soll. Der Widerstandskörper werde beispielsweise in der Richtung des oberen Pfeiles von einem Strom durchflossen, wobei sich die höchste Temperatur in der Mitte des Körpers (Symmetrielinie o-o) ergibt und nach beiden Seiten (vgl. untere Pfeile) die entstehende Wärme abgeführt wird. Bei eingetretenem Gleichgewichtszustand besteht daher in der Mitte des Widerstandskörpers die Temperatur &, an den Enden die Temperatur , von wo aus dann die Temperatur längs der gezeichneten Linienscharen in dem den Widerstand fassenden Medium bis auf den Temperaturwert der Umgebung' 5=o herabsinkt.Fig. Ia and ib designate a simple m1.4-all for the heat dissipation conditions in a resistor body which has a negative temperature coefficient and is stored in a simple manner. In Fig. Ia a resistance body is assumed, which has the longitudinal extent H, in which the heat is to be dissipated. A current flows through the resistance body, for example, in the direction of the upper arrow, with the highest temperature being in the middle of the body (line of symmetry oo) and the resulting heat being dissipated to both sides (cf. lower arrows). When a state of equilibrium has been established, the temperature & is in the middle of the body of resistance and the temperature is at the ends , from where the temperature along the drawn family of lines in the medium containing the resistance drops down to the temperature value of the surroundings' 5 = o.

In Fig. ib ist der gesamte Temperaturverlauf dargestellt. Am Anfang, wenn die Wärmeerde E (Kühlblech) sich noch auf der Umgebungstemperatur, d. li. * = o befindet, ist der Temperaturverlauf i vorhanden. Nach Erwärmung der Wärmeerde E auf die Temperatur üE. geht der genannte Verlauf in den Verlauf 2 über. Die Ableitung der Wärme erfolgt also im Zustand :2 über die Widerstände <.cw -E- WE, so daß gegenüber dem Zustand i eine Vergrößerung des gesamten Wärmevorschaltwiderstandes stattgefunden hat. Dies wirkt sich auf die Stromspannungscharakteristik aus, was in Fig. i c erläutert ist.In Fig. Ib the entire temperature curve is shown. At the beginning, when the thermal earth E (cooling plate) is still at the ambient temperature, i. left * = o is, the temperature curve i is available. After the heating earth E has been heated to the temperature above sea level. the course mentioned changes to course 2. The heat is dissipated in state: 2 via the resistors <.cw -E- WE, so that compared to state i there has been an increase in the total heat resistance. This has an effect on the voltage characteristic, which is explained in FIG.

In Fig. ic sind die Stromspannungskennlinien eines und desselben Heißleiterwiderstandskörpers mit verschiedenen Wärmevorschaltwiderständen Wv gezeigt. Es kommt dabei natürlich nicht auf den absoluten Wert der Wärmevorschaltwiderstände Wv an, sondern auf das Verhältnis 0 = . dieser Wärmevorschaltwiderstände Wv zu dem halben Wärmewiderstand Wg des HeißleiterkÖrpers in der Längsrichtung.In Fig. Ic the current-voltage characteristics of one and the same thermistor resistor body with different thermal series resistors Wv are shown. Of course, it is not the absolute value of the thermal series resistors Wv that matters, but the ratio 0 = . these thermal series resistors Wv to half the thermal resistance Wg of the thermistor body in the longitudinal direction.

Wie bereits oben angedeutet, werden nacht der Erfindung derartige Variationsmöglichkeiten der Charakteristik des Heißleiters dadurch beseitigt bzw. auf ein erträgliches Maß zurückgeführt, daß die Wärmeerde E in Form gut wärmeleitender Körper, z. B. in Form von Kühlblechen, ausgeführt wird, deren Wärmeübergangszahl zwischen Wärmeerde (Kühlblech) und Umgebung (Raum) groß gegenüber dem Leitwert zwischen Heißleiter und Kühlblech ist, damit die Kühlblechtemperatur *E nur um unwesentliche Beträge von der Raumtemperatur 12 = o abweicht. Infolgedessen ist die Wärmekapazität des Kühlbleches belanglos, die im anderen Falle zu einer langsamen Änderung der resultierenden Gesamtwärmeübergangszahl des Heißleiters führen würde, was, wie oben erläutert, einer Veränderung des Wärmevorschaltwiderstandes bezüglich der Wirkung auf die Charakteristik gleichkommt. In ähnlicher Weise würde eine zu große Wärmekapazität der eigentlichen Wärmevorschaltwiderstände zwischen Heißleiter und Kühlblechen wirken. Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist es daher zweckmäßig, für die Wärmevorschaltwiderstände ein Material mit möglichst großem Verhältnis von spezifischem Wärmewiderstand zur Wärmekapazität zu verwenden. Große Wärmeübergangszahlen zwischen Wärmeerde und Umgebung lassen sich praktisch nur durch gute Konvektion erzielen. Dies hat eine weitere günstige Wirkung zur Folge. Die Übergangszahl wächst schon bei geringer Erhöhung der Temperatur des Kühlbleches erheblich, so daß zu große ÜE-Werte leichter vermieden werden, als wenn die Wärmeübergangszahl konstant wäre.As already indicated above, according to the invention such Variation possibilities of the characteristics of the thermistor thereby eliminated or attributed to a tolerable level that the thermal earth E in the form of good thermal conductivity Body, e.g. B. in the form of cooling plates, the heat transfer coefficient between thermal earth (cooling plate) and environment (room) large compared to the conductance between Thermistor and heatsink is so that the heatsink temperature * E only deviates from room temperature 12 = o by insignificant amounts. Consequently is the heat capacity of the cooling plate irrelevant, which in the other case to a slow change in the resulting total heat transfer coefficient of the thermistor would, as explained above, a change in the thermal series resistance in terms of the effect on the characteristic. Similarly would too large a heat capacity of the actual thermal series resistors between NTC thermistors and cooling plates work. According to a further idea of the invention is it is therefore advisable to use a material for the thermal series resistors with if possible to use a large ratio of specific thermal resistance to thermal capacity. Large heat transfer coefficients between the heat earth and the environment can be achieved in practice can only be achieved with good convection. This has another beneficial effect. The transition number increases even with a slight increase in the temperature of the cooling plate considerable, so that too high TU values are more easily avoided than if the heat transfer coefficient would be constant.

In Fig. 2 sind zur Verminderung der Empfindlichkeit der Anordnung gegen Raumtemperaturänderungen zwischen Widerstandskörper i mit negativem Temperaturkoeffizienten und den besonderen ZVärmeableitwiderständen 2 besondere Ballastkörper 5 großen Wärmeleitvermögens zur Vergrößerung der Wärmekapazität des Widerstandes i mit negativem Temperaturkoeffizienten angeordnet.In Fig. 2 are to reduce the sensitivity of the arrangement against room temperature changes between resistor body i with negative temperature coefficient and the special heat dissipation resistors 2 special ballast bodies 5 high thermal conductivity to increase the heat capacity of the resistor i with a negative temperature coefficient arranged.

Eine praktische Ausführung zeigt Fig.3, wo i wiederum den Heißleiter darstellt, z. B. in Form einer Tablette. Mit 2 sind Körper aus Konstantan oder Nickel bezeichnet, an die sich Kupferzylinder 3 anschließen, die mit radialen Kühlflächen 4 versehen sind. Zwecks Erhöhung der Wärmeableitung in 3 kann es zweckmäßig sein, kühlende Gas- oder Flüssigkeitsströme in geeigneter Weise einzuführen, beispielsweise den Körper 3 in Form mehrerer parallel liegender Rohre (Bienenwabenform usw.) auszubilden, durch welche Flüssigkeit strömt. Auch kann der Körper 3 in eine Kühlflüssigkeit getaucht sein oder letztere um die Achse dieses Körpers strömen.A practical version is shown in Fig.3, where i in turn is the NTC thermistor represents, e.g. B. in the form of a tablet. With 2 bodies are made of constantan or nickel referred to, to which copper cylinder 3 connect, with radial cooling surfaces 4 are provided. In order to increase the heat dissipation in FIG. 3, it may be useful to to introduce cooling gas or liquid streams in a suitable manner, for example to design the body 3 in the form of several parallel tubes (honeycomb shape, etc.), through which liquid flows. The body 3 can also be placed in a cooling liquid be immersed or the latter flow around the axis of this body.

Fig. q. zeigt eine andere Ausführungsform, wobei der Widerstandskörper i durch Metallkappen 6 gefaßt ist und an Drähten 2 von mäßiger Wärmeleitfähigkeit aufgehängt ist. Die Drähte sind zwischen metallischen Kühlflächen 3 ausgespannt, die durch einen Porzellanhohlkörper 7 distanziert sind. Der Porzellankörper kann auch den Heißleiter völlig einbetten.Fig. Q. shows another embodiment, wherein the resistance body i is covered by metal caps 6 and on wires 2 of moderate thermal conductivity is hung. The wires are stretched between metallic cooling surfaces 3, which are spaced apart by a porcelain hollow body 7. The porcelain body can also completely embed the thermistor.

Wie sich aus den betrachteten Beispielen ergibt, ist eine symmetrische Anordnung bzw. Lagerung des Widerstandskörpers vorzuziehen. An Stelle von Konstantankörpern für den Ableitungswiderstand können auch Nickelwiderstände oder entsprechende ähnliche Metalle oder geeignete Legierungen, die hohe Wärmewiderstände haben und bei höheren Temperaturen beständig sind, Verwendung finden.As can be seen from the examples considered, it is symmetrical Preferred arrangement or storage of the resistor body. Instead of constantan bodies Nickel resistors or the like can also be used for the leakage resistance Metals or suitable alloys that have high thermal resistance and higher Temperatures are stable, find use.

Aus Gründen der homogenen Erwärmung des Heißleiters kann es zweckmäßig sein, das Verhältnis von thermischem Vorwiderstand zum thermischen Eigenwiderstand des Heißleiters möglichst groß zu machen. Dies sei an folgender Rechnung erläutert: In den Fig. 6 a und 6 b soll i die Charakteristik des Widerstandes bezeichnen, falls dieser sich über den gesamten Querschnitt homogen erwärmt. 2 bzw. 2a stellt dagegen eine Charakteristik dar, die sich bei Ausbildung eines Wärmefadens, d. h. bei ausgesprochener Erwärmung an einer bestimmten Stelle ergibt. 3 stellt eine Widerstandsgerade dar, die der Stabilisierung-des Stromkreises durch einen elektrischen Vorwiderstand entspricht, der den Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten enthält. Da sich die Charakteristik i nicht trägheitslos, sondern mit einer durch die Wärmekapazität des Widerstandes bedingten Verzögerung einstellt, kann es bei plötzlichem Einschalten des Widerstandes vorkommen, daß sich sofort der weniger träge Wärme- bzw. Stromfaden ausbildet mit der Charakteristik 2, falls das Maximum h2max seiner Charakteristik wie in Fig.6a noch unterhalb der Widerstandsgeraden 3 liegt. Man muß, wie in Fig. 6b dargestellt ist, entweder die Charakteristik für diesen Fall so bemessen, daß der Wert 1l2 maz über der Widerstandsgeraden liegt oder daß eine Widerstandsgerade so gelegt wird, daß sie unterhalb von V2., verläuft. Für den Fall der homogenen Erwärmung kann bei gewissen Annahmen der Wert gesetzt werden, wo (vgl. Fig. i c) Ra wiederum den elektrischen Widerstand des Widerstandskörpers bei der Übertemperatur o, a den Temperaturkoeffizienten, w,, den Wärmewiderstand des Vorwiderstandes, wi den inneren Wärmewiderstand des Heißleiters, 2, den spezifischen elektrischen Widerstand und ri den Wärmeleitwert des Widerstandskörpers in Längs- (Strom-) richtung bezeichnen. Es ist dabei vorausgesetzt, daß wi < zu,, ist. Die Maximalspannung der Charakteristik für die Ausbildung eines Wärmefadens dagegen ergibt sich zu wo h,.ad den W ärmeleitwert in radialer Richtung bezeichnet und r, gleich der halben Länge H des Widerstandskörpers a zu setzen ist. Es sei dabei auf Fig. 7 hingewiesen, wo i einen scheibenförmigen Widerstandskörper von der Länge H darstellt und ein Wärmelinienbild für einen Stromfaden qualitativ andeutet. Für die Abkühlungsverhältnisse eines solchen Stromfadens .läßt sich annehmen, daß auf dem Zylindermantel im Abstand rd = von der Achse des Stromfadens praktisch die Übertemperatur 79 - o erreicht ist. Aus der zuletzt genannten Gleichung ergibt sich demnach: Das Verhältnis beider Maximalspannungen errechnet sich daraus: Aus dem Ergebnis geht hervor, daß mit steigendem Verhältnis w,: wi auch das Spannungsverhältnis beträchtlich erhöht werden kann, so daß bei festliegender Maximalspannung V 1 max die Gefahr eines Wärmedurchschlags verringert wird. Aus dem letztgenannten Ergebnis läßt sich ferner entnehmen, daß auch durch Vergrößerung des Verhältnisses der gleiche Erfolg herbeigeführt oder das durch Vergrößerung des Verhältnisses - angestrebteErgebnis verbessert werden kann. Um das letztgenannte Verhältnis im günstigsten Sinne beeinflußen zu können, d. h. eine Vergrößerung der radialen Wärmeleitfähigkeit herbeizuführen, werden nach der Erfindung Zwischenschichten von guter Wärmeleitfähigkeit im Widerstandskörper angeordnet, die insbesondere sehr dünn und aus geeignetem Metall, wie z. B. Kupfer, Silber usw., gewählt werden. Der Widerstandskörper kann dabei in Säulenform aus einzelnen Scheiben aufgebaut sein oder auch als Ganzes mit den ihn durchsetzenden radialen Leitflächen zusammengeschweißt sein.For reasons of homogeneous heating of the thermistor, it can be useful to make the ratio of the thermal series resistance to the inherent thermal resistance of the thermistor as large as possible. This is explained using the following calculation: In FIGS. 6 a and 6 b, i is intended to denote the characteristic of the resistor if it heats up homogeneously over the entire cross section. 2 or 2a, on the other hand, represents a characteristic which results when a heating thread is formed, ie when there is pronounced heating at a certain point. 3 shows a straight line of resistance which corresponds to the stabilization of the circuit by an electrical series resistor which contains the resistor with a negative temperature coefficient. Since the characteristic i does not take place without inertia, but with a delay caused by the thermal capacity of the resistor, if the resistor is suddenly switched on, the less sluggish heat or current filament with characteristic 2 is formed immediately if the maximum h2max its characteristic is still below the resistance line 3, as in FIG. 6a. As shown in FIG. 6b, one must either dimension the characteristic for this case in such a way that the value 1112 maz lies above the straight line of resistance or that a straight line of resistance is placed so that it runs below V2. In the case of homogeneous heating, the value where (cf. Fig. ic) Ra again the electrical resistance of the resistor body at the overtemperature o, a the temperature coefficient, w ,, the thermal resistance of the series resistor, wi the internal thermal resistance of the thermistor, 2, the specific electrical resistance and ri denote the thermal conductivity of the resistor body in the longitudinal (current) direction. It is assumed that wi <is to ,,. The maximum tension of the characteristic for the formation of a thermal thread, on the other hand, is given by where h, .ad denotes the thermal conductivity in the radial direction and r, is to be set equal to half the length H of the resistance body a. Reference is made to FIG. 7, where i represents a disk-shaped resistor body of length H and qualitatively indicates a heat line image for a current filament. For the cooling conditions of such a stream filament, it can be assumed that on the cylinder jacket at a distance of rd = from the axis of the current filament, the overtemperature 79 - o has practically been reached. The equation mentioned last results in: The ratio of the two maximum voltages is calculated from this: The result shows that as the ratio w: wi increases, the voltage ratio can also be increased considerably, so that if the maximum voltage V 1 max is fixed, the risk of heat breakdown is reduced. From the last-mentioned result it can also be seen that also by increasing the ratio the same success brought about or that by increasing the ratio - desired result can be improved. In order to be able to influence the latter ratio in the most favorable sense, ie to bring about an increase in the radial thermal conductivity, intermediate layers of good thermal conductivity are arranged in the resistor body according to the invention. B. copper, silver, etc., can be selected. The resistance body can be constructed in the form of a column from individual disks or it can also be welded together as a whole with the radial guide surfaces penetrating it.

Die praktischen Ausführungen von scheibenförmigen Widerstandskörpern haben gezeigt, daß die Ausbildung von Wärmefäden besonders am Rande der Körper zu erwarten ist, da hier die radiale Wärmeableitung in die Umgebung der Tablette hinein besonders klein ist. Nach der weiteren Erfindung werden daher die Wärmeleitflächen in radialer Richtung etwas kleiner als die Scheiben des Widerstandskörpers bemessen (vgl. Fig. 8a). Nach der weiteren Erfindung (vgl. Fig.8b) werden die Wärmeleitflächen in radialer Richtung in der Weise ausgebildet, daß sie in der Nähe des Randes der Widerstandskörper unterbrochen sind, so daß nur die inneren Teile elektrischen Strom führen. Dies kann z. B. dadurch geschehen, daß die Flächen aus zwei konzentrischen Teilen gebildet werden. In diesem Falle ist auch am Rande des Widerstandskörpers eine verhältnismäßig gute Wärmeleitfähigkeit in Richtung nach außen gewährleistet. Das gleiche Ergebnis kann erzielt werden, wenn der Widerstandskörper in radialer Richtung in ein elektrisch nicht leitendes, aber die Wärme möglichst gut leitendes Material gebettet wird. Auch kann die letztgenannte Maßnahme mit den vorgenannten vereinigt werden.The practical versions of disk-shaped resistance bodies have shown that the formation of warmth threads is increasing especially on the edge of the body is to be expected, since here the radial heat dissipation into the area around the tablet is particularly small. According to the further invention, therefore, the heat conducting surfaces Dimensioned somewhat smaller in the radial direction than the disks of the resistor body (see Fig. 8a). According to the further invention (see FIG. 8b), the heat conducting surfaces formed in the radial direction in such a way that they are near the edge of the Resistance bodies are interrupted, so that only the inner parts electrical current to lead. This can e.g. B. happen that the surfaces of two concentric Parts are formed. In this case it is also on the edge of the resistance body ensures a relatively good thermal conductivity towards the outside. The same result can be achieved if the resistance body in radial Direction in an electrically non-conductive, but the heat as well as possible conductive Material is bedded. The last-mentioned measure can also be combined with the aforementioned be united.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrischer Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten, gekennzeichnet durch Lagerung zwischen besonderen metallischen Wärmeableitwiderständen geringer Wärmeleitfähigkeit, die die im Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten erzeugte Wärme an einen oder mehrere Metallkörper großer Wärmeleitfähigkeit, die in gutem Wärmekontakt zur Umgebung stehen, abführen. a._ Elektrischer Widerstand nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer möglichst großen Stromabhängigkeit des Widerstandes (i) mit negativem Temperaturkoeffizienten der Wärmeableitwiderstand der besonderen Wärmeableitwiderstände (a) mindestens ljio des inneren Wärmeableitwiderstandes des halben Widerstandes mit negativem Temperaturkoeffizienten (i) ist. 3. Elektrischer Widerstand nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von spezifischem Wärmeableitwiderstand zur Wärmekapazität der besonderen Ableitungswiderstände groß gewählt ist. q.. Elektrischer Widerstand nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten über einen metallischen Körper von beschränkter Wärmeleitfähigkeit, wie z. B. Nickel, Konstantan usw., finit einem metallischen Körper von hoher Leitfähigkeit, wie z. B. Kupfer, Silber usw., verbunden ist. 5. Elektrischer Widerstand nach Anspruch.4, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper von großer Wärmeleitfähigkeit mit insbesondere radial angeordneten Kühlflächen versehen ist (Fig.3). 6. Elektrischer Widerstand nach Anspruch q. und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper von großer Wärmeleitfähigkeit durch Gas- oder Flüssigkeit gekühlt ist. 7. Elektrischer Widerstand nach Anspruch i und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (i, Fig. q.) mit - negativem Temperaturkoeffizienten zwischen Drähten (2) von mäßiger Wärmeleitfähigkeit aufgehängt bzw. ausgespannt ist, die in metallischen, die Wärme gut leitenden Kühlflächen (3) enden. B. Elektrischer Widerstand nach Anspruch7, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (i, Fig. q.) mit negativem Temperaturkoeffizienten innerhalb eines Porzellankörpers (7) oder eines anderen geeigneten Isolierkörpers für Wärme und Elektrizität und zwischen Kühlflächen (3), die den wärmeisolierenden Körper abschließen, aufgehängt oder eingebettet ist. g. Elektrischer Widerstand nach Anspruch i und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten (i, Fig.2) und den besonderen Wärmeableitwiderständen (2) Ballastkörper (5) großen Wärmeleitvermögens zur Vergrößerung der Wärmekapazität des Widerstandes mit negativem Temperaturkoeffizienten angeschlossen sind. io. Elektrischer Widerstand nach Anspruch i und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung des Widerstandes mit negativem Temperaturkoeffizienten hinsichtlich der Ableitungswiderstände, Ballast- und Erdungskörper symmetrisch ist. i i. Elektrischer Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandskörper (i, Fig. 8 a) zur Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit in radialer Richtung senkrecht zur Richtung des abgeleiteten Wärmestromes und zur Vermeidung von Stromfadenbildungen von flächenförmigen, insbesondere sehr.dünnen, die Elektrizität und Wärme gut leitenden Körpern (2) durchsetzt ist. 12. Elektrischer Widerstand nach Anspruch i i, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrecht zur Stromrichtung angeordneten Leitflächen (Fig. 8 a) eine geringere Ausdehnung als der Querschnittdes Widerstandskörpers besitzen. 13. Elektrischer Widerstand nach Anspruch ii, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrecht zur Stromrichtung angeordneten Leitflächen (2) eine größere Ausdehnung als der Querschnitt des Widerstandskörpers besitzen, in der Nähe des Randes (Fig. 8b) aber unterbrochen sind, z. B. durch Anordnung zweier konzentrischer Teile, durch Lochung usw. 1q.. Elektrischer Widerstand nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandskörper in radialer Richtung von einem elektrisch nicht leitenden, aber die Wärme möglichst gut leitenden Material umgeben ist.PATENT CLAIMS: i. Electrical resistance with negative temperature coefficient, characterized by storage between special metallic heat dissipation resistors low thermal conductivity, which is the resistance with a negative temperature coefficient generated heat to one or more metal bodies of great thermal conductivity, the stand in good thermal contact with the environment, dissipate. a._ Electrical resistance according to claim i, characterized in that to achieve the largest possible Current dependence of the resistor (i) with a negative temperature coefficient of Heat dissipation resistance of the special heat dissipation resistors (a) at least ljio of the internal heat dissipation resistance of the half resistance with negative temperature coefficient (i) is. 3. Electrical resistor according to claim i, characterized in that the ratio of specific heat dissipation resistance to the heat capacity of the special Lead resistance is chosen to be large. q .. Electrical resistance according to claim i, characterized in that the resistor with a negative temperature coefficient over a metallic body of limited thermal conductivity, such as. B. Nickel, Constantan etc., finite a metallic body of high conductivity, how z. B. copper, silver, etc., is connected. 5. Electrical resistance according to claim 4, characterized in that the body of great thermal conductivity with in particular radially arranged cooling surfaces is provided (Fig. 3). 6. Electrical resistance according to claim q. and 5, characterized in that the body is of great thermal conductivity is cooled by gas or liquid. 7. Electrical resistor according to claim i and following, characterized in that the resistor (i, Fig. q.) With - negative Temperature coefficient suspended between wires (2) of moderate thermal conductivity or is stretched out, which is in metallic, heat-conducting cooling surfaces (3) end up. B. Electrical resistor according to claim 7, characterized in that the Resistance (i, Fig. Q.) With negative temperature coefficient within a porcelain body (7) or another suitable insulating body for heat and electricity and suspended between cooling surfaces (3) which close off the heat-insulating body or is embedded. G. Electrical resistance according to claim i and the following, characterized in that between the resistor with a negative temperature coefficient (i, Fig.2) and the special heat dissipation resistors (2) ballast body (5) large Thermal conductivity to increase the thermal capacity of the resistor with negative Temperature coefficients are connected. ok Electrical resistance according to claim i and following, characterized in that the storage of the resistor with negative Temperature coefficients with regard to the leakage resistances, ballast and grounding bodies is symmetrical. i i. Electrical resistance with a negative temperature coefficient according to claim i, characterized in that the resistance body (i, Fig. 8 a) to increase the thermal conductivity in the radial direction perpendicular to the direction of the dissipated heat flow and to avoid the formation of streamlines from flat, especially very thin, which permeates bodies (2) which conduct electricity and heat well is. 12. Electrical resistor according to claim i i, characterized in that the guide surfaces arranged perpendicular to the direction of flow (FIG. 8 a) have a lower value Have extension than the cross-section of the resistor body. 13. Electric Resistor according to Claim ii, characterized in that the direction perpendicular to the current direction arranged guide surfaces (2) have a greater extent than the cross section of the resistor body own, but are interrupted near the edge (Fig. 8b), z. B. by arrangement two concentric parts, through perforation, etc. 1q .. electrical resistance according to Claim 12, characterized in that the resistance body in the radial direction made of an electrically non-conductive material that conducts heat as well as possible is surrounded.