Elektrisehe Entladungsröhre. Die vorliegende Erfindung bezieht sieh auf eine elektrische Entladungsröhre zur Verwendung für kurze und sehr kurze Wellen.
Es ist üblich, die leitenden Röhrenteile aus Nickel, Eisen, vernickeltem Eisen und ähnlichen Werkstoffen herzustellen. Sollen nun auf diese Weise gebaute Elektroden in Entladungsröhren für kurze und sehr kurze Wellen, z. B. kleiner als 3 m, verwendet wer den, so treten Schwierigkeiten auf, indem die Verluste infolge der Hautwirkung ("skin- effect'') zu gross werden, weil die Oberflä- eliensehicht aus einem Metall besteht,
das einen verhältnismässig grossen spezifischen Widerstand und gute magnetische Permea- bilität besitzt. Der durch die Hautwirkung bedingte Widerstand wird zum Beispiel für einen runden Draht durch die Formel
EMI0001.0016
wiedergegeben, in der s den spezifischen Wi- derstand, ,/c. die Permeabilität, <I>f</I> die Frequenz und K eine Konstante bezeichnen.
Um die Verluste bei hohen Frequenzen niedrig zu Balten, muss man eine Oberflächenschicht aus einem Werkstoff mit möglichst geringer Per- nieabilität und geringem spezifischem Wi- dcräta.nd, das heisst einen diamagnetischen Werkstoff mit guter Leitfähigkeit, anwen- den. Man verwendete in diesen Fällen daher eine 0i)erfläehensclaicht aus Kupfer oder Sil ber.
Dabei ist es für die Herabsetzung der Verluste vorteilhaft, diese Schicht möglichst dick zu wählen. Die Elektroden können aber nicht ganz aus Kupfer oder Silber hergestellt werden, weil diese Metalle mechanisch un genügend widerstandsfähig sind. Dicke, gut leitende Schichten aus diamagnetischem Ma terial haben aber den Nachteil, dass sie auch für die zur Entgasung der Elektroden anzu- zvendenden Hochfrequenzströme geringe Ver luste geben, so dass die Hochfrequenzerhit- zung dieser Elektroden sehr schwierig sein wird.
Für diese Hochfrequenzheizung haben Metalle wie Nickel und Eisen gerade einen sehr günstigen elektrischen Widerstand, und auch sind bei diesen Metallen die magneti schen Verluste hoch. Infolge dieser verschie den gerichteten Eigenschaften müssten mit Rücksicht auf die eine Eigenschaft Metalle wie Kupfer und Silber verwendet werden, und nicht Nickel, Eisen oder dergleichen; mit Rücksicht auf andere Eigenschaften aber müsste gerade das Umgekehrte getan werden.
Der Erfindung liegt nun die Erkenntnis zu Grunde, dass besondere Vorteile erhalten werden können, wenn bei einem aus Eisen, Nickeleisen usw. bestehenden Leiter, der eine Oberflächenschicht aus diamagnetischem Me tall mit grösserer spezifischer Leitfähigkeit als Nickel aufweist, diese Schicht besonders dünn ausgebildet ist;
diese ' Vorteile liegen darin, dass für sehr hohe Frequenzen ein ge- ringer Widerstand auftritt, weil diese Fre quenzen sich hauptsächlich durch die Ober flächenschicht fortpflanzen, während Ströme mit niedrigeren Frequenzen einem höheren Widerstand begegnen, weil diese für einen grossen Teil auch noch im Kernmetall laufen.
Die elektrische Entladungsröhre weist da her wenigstens einen metallenen Teil auf, be stehend aus einem Kernkörper und einer Oberflächenschicht aus diamagnetischem Me- tall mit grösserer spezifischer Leitfähigkeit als Nickel, wobei gemäss der Erfindung die Schichtstärke zwischen 1 und 30 Mikron liegt.
Bei einer erfindungsgemässen Entladungs röhre ist der Unterschied hinsichtlich der Eindringtiefe des elektrischen Stromes bei grösseren und bei kleineren Wellenlängen ausgenutzt.
Diese Eindringtiefe ist zum Bei , spiel für Kupfer bei einer Wellenlänge von 3-m etwa 6,5 Mikron; wird nun eine Schicht von 10 bis 30 Mikron verwendet, so haben solche Elektroden ,sehr gute Hautwirkungs- eigenschaften zum Gebrauch auch auf sehr kurzen. Wellen von Dezimeter- und Zenti meterlänge;
auch haben sie sehr gute Eigen schaften für die Hochfrequenzentgasung, da auf den dabei verwendeten Wellenlängen von beispielsweise 50 bis 1000 m die Eindring- o tiefe bedeutend grösser ist, so dass auch eine sehr gute Entgasung der Elektroden statt findet. Eine erfindungsgemässe Röhre eignet sich demnach in. erster Linie gut zum Ge brauch auf kurzen und sehr kurzen Wellen.
Es ist natürlich grundsätzlich möglich, sowohl für den Grundwerkstoff als auch für die Aussenschicht ganz verschiedene Stoffe zu verwenden. Sehr günstige Eigenschaften hat zum Beispiel eine Kombination eines o Nickelkernes mit einer dünnen Kupferaussen schiebt.
Es ist jedoch auch möglich, andere bekannte Elektrodenstoffe zu verwenden, wie Eisen, Nickeleisen oder dergleichen, und diese mit einer dünnen .Schicht aus Kupfer oder einem sonstigen diamagnetischen Metall zu überziehen, dessen Leitfähigkeit von etwa der gleichen Grössenordnung ist wie die des Kupfers. Die Erfindung ist nun an Hand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert, in denen die Herstellung eines leitenden Teils einer erfindungsgemässen Entladungsröhre erläutert ist.
Ein als Anode zu verwendendes, platten- förmiges Element aus Eisen, dessen Stärke 125 Mikron beträgt, wird vor dem Einbauen in die Röhre mit einer Kupferschicht von 10 bis 15 Mikron Stärke überzogen. Diese Über ziehung kann in bekannter Weise erfolgen, z. B. auf elektrolytischem oder auch kata- phoretischem Wege.
Die so erhaltene Elek trode wird dann in der üblichen Weise mit den andern Röhrenteilen zusammengebaut, und die Röhre wird dann fertiggestellt.
Gemäss einer andern Ausführungsform wird ein Eisendraht mit einer Stärke von 250 Mikron, der sich gut dazu eignet, als Z''erbindungselement zwischen einer Elek trode und einem Stromzuführungsleiter zu dienen, mit einer Silberschicht von 10 bis 15 Mikron überzogen. Dieser Silberüberzug wird vorzugsweise bei denjenigen Elementen ver wendet, die der Oxydation ausgesetzt sein können, z.
B. in der Nähe einer Einschmelz- stelle angeordnet sind, anderseits aber bei Hochfrequenzheizung oder auch im Betrieb der Röhre nicht zu warm werden.
Electric discharge tube. The present invention relates to an electric discharge tube for use in short and very short waves.
It is common to make the conductive tube parts from nickel, iron, nickel-plated iron and similar materials. Are electrodes built in this way in discharge tubes for short and very short waves, e.g. B. less than 3 m, who used, difficulties arise in that the losses due to the skin effect ("skin effect") are too great because the surface layer consists of a metal,
which has a relatively high specific resistance and good magnetic permeability. For example, the resistance caused by the skin effect is given by the formula for a round wire
EMI0001.0016
reproduced, in which s the specific resistance,, / c. denotes the permeability, <I> f </I> the frequency and K a constant.
In order to keep the losses low at high frequencies, a surface layer made of a material with the lowest possible permeability and low specific resistance, ie a diamagnetic material with good conductivity, must be used. In these cases, therefore, a surface claw made of copper or silver was used.
In order to reduce the losses, it is advantageous to choose this layer as thick as possible. However, the electrodes cannot be made entirely from copper or silver because these metals are mechanically insufficiently resistant. Thick, highly conductive layers made of diamagnetic material, however, have the disadvantage that they also produce low losses for the high-frequency currents to be used for degassing the electrodes, so that high-frequency heating of these electrodes will be very difficult.
For this high-frequency heating, metals such as nickel and iron just have a very favorable electrical resistance, and these metals also have high magnetic losses. As a result of these different directed properties, metals such as copper and silver and not nickel, iron or the like would have to be used with regard to one property; but with regard to other properties, exactly the opposite would have to be done.
The invention is based on the knowledge that particular advantages can be obtained if, in the case of a conductor made of iron, nickel iron, etc., which has a surface layer made of diamagnetic metal with greater specific conductivity than nickel, this layer is made particularly thin;
These 'advantages are that there is a low resistance for very high frequencies, because these frequencies are mainly propagated through the surface layer, while currents with lower frequencies encounter a higher resistance, because these are for a large part also in the core metal to run.
The electrical discharge tube therefore has at least one metal part, consisting of a core body and a surface layer of diamagnetic metal with a greater specific conductivity than nickel, the layer thickness being between 1 and 30 microns according to the invention.
In the case of a discharge tube according to the invention, the difference with regard to the penetration depth of the electric current is used for larger and smaller wavelengths.
This depth of penetration is, for example, about 6.5 microns for copper at a wavelength of 3 m; If a layer of 10 to 30 microns is used, such electrodes have very good skin-effect properties for use even for very short periods. Waves decimetres and centimeters long;
They also have very good properties for high-frequency degassing, since at the wavelengths used, for example 50 to 1000 m, the penetration depth is significantly greater, so that the electrodes are also degassed very well. A tube according to the invention is therefore primarily well suited for use on short and very short waves.
It is of course possible in principle to use completely different materials for both the base material and the outer layer. A combination of a nickel core with a thin copper exterior, for example, has very favorable properties.
However, it is also possible to use other known electrode materials, such as iron, nickel iron or the like, and to coat them with a thin layer of copper or some other diamagnetic metal, the conductivity of which is of approximately the same order of magnitude as that of copper. The invention will now be explained in more detail on the basis of two exemplary embodiments, in which the production of a conductive part of a discharge tube according to the invention is explained.
A plate-shaped iron element to be used as an anode, which is 125 microns thick, is coated with a copper layer 10 to 15 microns thick before being installed in the tube. This over drawing can be done in a known manner, for. B. by electrolytic or cataphoretic means.
The electrode thus obtained is then assembled with the other tube parts in the usual manner, and the tube is then completed.
According to another embodiment, an iron wire with a thickness of 250 microns, which is well suited to serve as a connecting element between an electrode and a power supply conductor, is coated with a silver layer of 10 to 15 microns. This silver coating is preferably used for those elements that may be exposed to oxidation, e.g.
B. are arranged in the vicinity of a melting point, but on the other hand do not get too warm with high-frequency heating or when the tube is in operation.