Elektrischer Widerstand. Bei zahlreichen elektrischen Einrich tungen ist es wünschenswert, den Strom nach dem Einschalten nur langsam auf seine Betriebsstärke ansteigen zu lassen. Neben Regelwiderständen hat man zu diesem Zweck auch versuchsweise Körper mit ho hem negativem Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes benutzt. Bisher verwendete Widerstandskörper haben sich jedoch nicht bewährt, da ihr Widerstand und ihre Widerstandsänderung im Laufe der Zeit stark schwankten. Nach der Erfindung wer- nen nun Körper aus Urandioxyd als Vor schaltwiderstände mit hohem negativem Tem peraturkoeffizienten benutzt.
Durch Ver suche wurde festgestellt, dass diese Körper ihre elektrischen Eigenschaften beim Be triebe nicht ändern, und dass sie bereits bei Zimmertemperatur eine genügende Leitfähig keit besitzen, so dass sie ohne Heizvorrich- tung benutzt werden können.
Urandioxyd (U02) unterscheidet sich dadurch grundsätz lich von den übrigen Uranoxyden (U30$ und U03), denn diese höheren Uranoxyde haben bei Raumtemperatur einen um Zehnerpoten zen grösseren Widerstand als U02. Ausser dem zeigen sie beim Gebrauch inkonstante Widerstandswerte, da sie bei höherer Tem peratur einen Teil ihres Sauerstoffes abgeben und beim Abkühlen dieser Sauerstoff nur zum Teil wieder aufnehmen.
Ein weiterer Vorteil bei der Verwendung von Urandioxyd besteht darin, dass letzteres die Verwendung von nichtedlen Metallen als Stromzuführun gen erlaubt, denn Urandioxyd wird im Gegen satz zu den andern Uranoxyden und auch im Gegensatz zu den Oxyden anderer Me talle auch bei höheren Temperaturen nicht durch diese nichtedlen Metalle reduziert. Es können sich daher keine Grenzschichten bil den, wie sie von den Trockengleichrichtern her bekannt sind. Der Widerstand wird da- her nicht durch die Bildung solcher Grenz schichten (Übergangswiderstände) beein flusst.
Es ist zweckmässig, den Widerstands körper aus Urandioxyd in Stäbchen- oder Plattenform in einem mit Wasserstoff ge füllten Gefäss unterzubringen. Die Wärme kapazität des Körpers und das Verhältnis zwischen galt- und Warmwiderstand sind den Bedürfnissen entsprechend zu wählen.
Der Widerstand nach der Erfindung kann zum Beispiel in solchen Schaltungen benutzt werden, die grosse elektrische Ka pazitäten oder gas- oder dampfgefüllte elektrische Entladungsgefässe enthalten. Legt man den Widerstand in den Anodenkreis eines Glühkathodengleichrichters, so können Hei zung und Anodenspannung gleichzeitig ein geschaltet werden, ohne dass die Glühkathode das bekannte Spratzen zeigt.
Besondere Vor teile bietet ein Widerstandskörper aus Uran dioxyd in Verbindung mit einem Wider stand von hohem. positivem Temperatur koeffizienten, insbesondere mit einem Eisen wasserstoffwiderstand, da er die bei diesen Widerständen auftretenden hohen Einschalt stromstösse abfängt.
Auf der Zeichnung ist in Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer .derartigen Ver einigung eines aus Urandioxyd bestehenden Widerstandskörpers mit einem Eisenwasser stoffwiderstand in Ansicht dargestellt.
Im Fussrohr 1 des mit einem Sockel 2 versehenen und mit Wasserstoff gefüllten Glasgefässes 3 sind zwei Stromzuführungen 4, 5 für einen zwischen den Haltedrähten 6, 7 zickzackförmig auf- und abgeführten, als Pufferwiderstand dienenden Eisendraht 8 luftdicht eingeschmolzen. Die obern Halte drähte 7 sind in bekannter Weise an einer Glaslinse 9 des mittleren Tragstiels 10 be festigt. An zwei einander gegenüberstehen den Haltedrähten 7 sind zwei Laschen 11 angeschweisst, an deren freien Enden Kap pen 12 zum Halten eines stabförmigen Wi derstandskörpers 13 vorgesehen sind.
Dieser letztgenannte, einen negativen Temperatur- koeffizienten besitzende und erfindung.- gemäss aus Urandioxyd bestehende Wider standskörper 13 ist zweckmässig mit Metall kappen 12 durch Sintern fest vereinigt. Durch die Befestigung der den stabförmigen Widerstandskörper 13 tragenden Kappen 12 an den Haltern 7 wird bei Benutzung des Widerstandes ereicht, dass der Widerstands körper 13 ständig einem Teil des Eisendrah tes 8 vorgeschaltet und einem Teil parallel geschaltet ist.
Der Widerstandskörper 13 kann aber auch so innerhalb des Gefässes 3 gehalten sein, dass er ständig dem ganzen Eisendraht 8 vorgeschaltet ist.
Die Fig. 2 der Zeichnung zeigt die zeitliche Anderung der Stromstärke nach dem Einschalten bei einem üblichen Wider stand von hohem positivem Temperatur koeffizienten, etwa einem Eisenwasserstoff widerstand für 0,18 Ampere (im Bereich von zirka 90 bis 2!70 Volt). Die Werte sind einem Oszillogramm entnommen. Es ist deut lich zu sehen, dass beim Einschalten zunächst ein. den: Arbeitsstrom um ein Mehrfaches übertreffender Stromstoss durch den Wider- stand fliesst, der erst langsam auf den End- wert abklingt.
Derartige Stromstösse bedeu ten jedoch für empfindliche Einrichtungen, beispielsweise Verstärkerröhren, eine ernste Gefährdung.
Die Fig. 3 zeigt im Gegensatz zu Fig. im Schaubild den zeitlichen Verlauf des Einschaltstromes bei einer ähnlich der Fig. 1 ausgebildeten Einrichtung, bei welcher aber dem ganzen Eisenwasserstoffwiderstand ein aus Urandioxyd bestehender Wideirstands- körper mit negativem Temperaturkoeffizien ten vorgeschaltet ist.
Der Eisenwasserstoff widerstand ist wiederum für 0,18 Ampere (90 bis 270 Volt) bestimmt, Die sich bei der Benutzung des neuen vereinigten Wider standes ergebenden, aus dem Schaubild leicht ablesbaren Werte sind ebenfalls einem Os- zillogramm .entnommen. Man sieht, dass der Einschaltstrom praktisch, von Null begin nend, innerhalb 0,4 Sekunden auf den end gültigen Wert steigt, ohne diesen wesentlich zu überschreiten.
Electrical resistance. In many electrical devices, it is desirable to allow the current to increase slowly to its operating level after switching on. In addition to variable resistors, bodies with a high negative temperature coefficient of the electrical resistance have also been used on a trial basis for this purpose. However, resistance bodies used up to now have not proven to be successful, since their resistance and their change in resistance fluctuated greatly over time. According to the invention, bodies made of uranium dioxide are now used as pre-switching resistors with a high negative temperature coefficient.
Tests have shown that these bodies do not change their electrical properties during operation and that they have sufficient conductivity even at room temperature so that they can be used without a heating device.
In this way, uranium dioxide (U02) differs fundamentally from the other uranium oxides (U30 $ and U03), because these higher uranium oxides have a resistance that is ten powers greater than U02 at room temperature. In addition, they show inconsistent resistance values when in use, as they release part of their oxygen at higher temperatures and only partially absorb this oxygen again when they cool down.
Another advantage of using uranium dioxide is that the latter allows the use of non-noble metals as power supply, because uranium dioxide, in contrast to the other uranium oxides and also in contrast to the oxides of other metals, is not through them at higher temperatures reduced non-precious metals. Therefore, no boundary layers can form as they are known from dry rectifiers. The resistance is therefore not influenced by the formation of such boundary layers (transition resistances).
It is useful to accommodate the resistance body made of uranium dioxide in the form of rods or plates in a vessel filled with hydrogen. The heat capacity of the body and the relationship between cold and warm resistance must be selected according to requirements.
The resistor according to the invention can be used, for example, in such circuits that contain large electrical capacities or gas or vapor-filled electrical discharge vessels. If the resistor is placed in the anode circuit of a hot cathode rectifier, the heating and anode voltage can be switched on simultaneously without the hot cathode showing the familiar cracking.
A resistance body made of uranium dioxide in conjunction with a high resistance offers particular advantages. positive temperature coefficient, especially with a ferrous hydrogen resistance, since it absorbs the high switch-on current surges that occur with these resistors.
In the drawing, in Fig. 1, an embodiment of a .der such a United union of a uranium dioxide resistor body with an iron hydrogen resistance is shown in view.
In the foot tube 1 of the glass vessel 3, which is provided with a base 2 and filled with hydrogen, two power supply lines 4, 5 for an iron wire 8, which is fed in zigzag between the holding wires 6, 7 and serves as a buffer resistor, are fused in airtight manner. The upper holding wires 7 are fastened in a known manner to a glass lens 9 of the central support stem 10 be. Two tabs 11 are welded to two opposing holding wires 7, at the free ends of which Kap pen 12 for holding a rod-shaped Wi derstandskörpers 13 are provided.
This last-mentioned resistor body 13, which has a negative temperature coefficient and according to the invention, consists of uranium dioxide, is expediently firmly united with metal caps 12 by sintering. By fastening the caps 12 carrying the rod-shaped resistance body 13 to the holders 7, when the resistance is used, the resistance body 13 is constantly connected upstream of a part of the Eisendrah th 8 and connected in parallel with a part.
The resistance body 13 can, however, also be held within the vessel 3 in such a way that it is always connected upstream of the entire iron wire 8.
Fig. 2 of the drawing shows the change in current over time after switching on at a conventional counter-stand of high positive temperature coefficient, such as a ferrous hydrogen resistance for 0.18 amps (in the range of about 90 to 2! 70 volts). The values are taken from an oscillogram. It can be clearly seen that when you switch on a. den: The working current, which exceeds the current by a multiple, flows through the resistor, which only slowly decays to the final value.
However, such current surges mean a serious risk to sensitive equipment, such as amplifier tubes.
In contrast to FIG. 3, in the diagram, FIG. 3 shows the course of the inrush current in a device designed similar to FIG.
The ferrous hydrogen resistance is in turn determined for 0.18 amperes (90 to 270 volts). The values obtained when using the new combined resistance, which can be easily read from the diagram, are also taken from an oscilloscope. It can be seen that the inrush current practically rises from zero to the final value within 0.4 seconds without significantly exceeding it.