DE135649C

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Publication number: DE135649C
Application number: DENDAT135649D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Aufgabe des vorliegenden elektrischen Rechenapparates ist:

1. das vierte Glied einer Proportion mechanisch zu finden,

2. das Multipliciren und Dividiren von ganzen Zahlen und Brüchen zu erleichtern. Die Construction desselben beruht auf dem Princip der Wheatstone'schen Brücke.

Die Verwendung der Wheatstone'schen Brückenschaltung zu Rechenzwecken, wie z. B. zur Bestimmung der Entfernung und der Lage eines Gegenstandes (vergl. die Patentschriften 47747 und 82648 der Klasse 42) ist zwar bereits bekannt. Hier jedoch soll dieselbe zur mechanischen Ausführung von Rechnungen verwendet werden.

Wie bekannt, gilt für die Wheatstonesche Brücke die Proportion W₁ : W₂ = w_s : n>_i (w = Widerstand), oder wenn die Drähte, welche die Verzweigung bilden, homogen sind, die Proportion Z₁ : Z₂ = /₃ : I₁ (Z = Länge).

Ist nun z. B. ein Ausdruck von der Form

U-L

zu berechnen, so dürfen I₁ Z₂ Z₃ als Glieder einer Proportion I₁-I₂ -werden. Macht man nun

■ l-i , PVn —

: Z₃ : χ betrachtet die Widerstände

Z₂ und

= Z₃

₃ so ein, dafs die

des Apparates

und stellt den Widerstand w_i

Brücke stromlos wird, so ist der eingestellte

Werth w± gleich dem gesuchten Werth

Z₂ . L

Die Rechenmaschine besteht aus einem HoIzcylinder α, in welchem sich eine Elektricitätsquelle b befindet. An dem Deckel des HoIzcylinders in der Mitte ist ein Galvanometer c angebracht. Dasselbe ist mit einer Kupferscheibe versehen, welche durch die in derselben entstehenden Wirbelströme die Schwingungen der Nadel zu dämpfen sucht. Rings um den Cylinder befinden sich vier Widerstandskasten d e f g. Jeder der drei Widerstandskasten d ef enthält Widerstände, welche gleich 0,1, 0,2, 0,3, o,₄; i, 2, 3, 4; 10, 20, 30, 40; 100, 200, 300, 400; 1000, 2000, 3000, 4000; 10000, 20000, 30 000, 40 000 Widerstandseinheiten sind. Die Widerstandseinheit ist. aus praktischen Gründen kleiner als ein Ohm. Im vierten Widerstandskasten g sind sieben Reihen von je neun einzelnen Widerständen vorhanden. Dieselben sind in jeder Reihe einander gleich.

Und zwar befinden sich in der
i. Reihe Widerstände von 0,1 Widerstandseinheiten,

IO

100

1000

IO 000

IOO 000

Die Ziffern

J , 3) 4, 5, b, 7, 0, 9 im Widerstandskasten g geben nur der Reihe nach die Zahl der einzelnen Widerstände an. Letztere sind statt durch Stöpsel durch Stäbchen h, welche in Höhlungen an den Messingklötzen angebracht sind, kurz geschlossen.

Das Galvanometer c ist mit Hülfe der Drähte k mit den Punkten Z fest verbunden und bildet somit die Brücke.

Der Verlauf des Stromes in dem Apparate ist der folgende^

In Punkt m kommt der Strom an und verzweigt sich dort. Eine Hälfte desselben geht in den Widerstandskasten d, durchläuft alle Reihen bis zum Punkte /, von wo er sich zum Widerstandskasten e wendet. Die Widerstandskasten d und e bilden somit zusammen einen Zweig. In derselben Weise verläuft der Strom in den Widerstandskasten_/ und g, welche den anderen Zweig bilden. Im Punkt η stofsen die Ströme zusammen und fliefsen zur Stromquelle zurück.

Die Handhabung des Apparates ist die folgende:

Gegeben z. ß. eine Proportion

x : 5254 = 12459 ^: 157⁶²·

Man zieht im Widerstandskasten e die Stöpsel der Widerstände

ι ο 000 -f- 2000 -f- 4°° + 4°+^Io+² + 3+4

heraus. Im Widerstandskasten f werden die Widerstände

4000 + 1000 -f- 200 -f- 40 -f- 10 + 4

eingeschaltet. In derselben Weise setzt man die Zahl 15762 im Widerstandskasten d zusammen. Das Galvanometer giebt dann einen Ausschlag.

Da hier eine vierstellige Zahl mit einer fünfstelligen zu multipliciren und durch eine gröfsere fünfstellige zu dividiren ist, mufs die gesuchte Zahl < 10 000 sein. Die ungefähre Gröfse der zu findenden Zahl χ läfst sich auch nach einiger Uebung am Ausschlage des Galvanometers erkennen. Man zieht dann das Stäbchen h der fünften Reihe, von innen gerechnet, bis über vier hinaus. Der Zeiger des Galvanometers kehrt zurück, erlangt aber immer noch nicht die Nulllage. Zieht man das Stäbchen weiter über 5 hinaus, so giebt das Galvanometer einen Ausschlag im umgekehrten Sinne. Man hätte dann also das Stäbchen zu weit hinausgezogen und bleibt daher damit bei 4 stehen.

In derselben Weise verfährt man mit den Stäbchen der vierten und dritten Reihe, indem man mit denselben bei 1 bezw. 5 stehen bleibt.

Endlich zieht man das Stäbchen der zweiten Reihe so weit, bis das Galvanometer keinen Ausschlag mehr anzeigt. Das Ende des Stäbchens kommt dann bei 3 zu stehen (s. Figur). Die gesuchte Zahl ist also 4153.

Ist z. B. die Zahl 1256 durch 314 zu dividiren, so kann man dieselben als zwei Glieder der Proportion 1256 : 314 = χ : ι anstehen. Nach dem obigen Verfahren bekommt man χ = 4. In ähnlicher Weise wird bei der Multiplikation zweier Zahlen verfahren.

Sind Brüche zu dividiren oder zu multipli-5672

ciren, z. B.

15, so hat man sie als

85 080
drei Glieder der Proportion

5672 : 85 080 = χ: 15

aufzufassen und in derselben Weise zu verfahren.

Claims

Patent-Ansprüche:

ι . Ein Rechenapparat für Multiplikation und Division, dadurch gekennzeichnet, dafs die Zahlen durch die Widerstände einer Wheats tone'sehen Brückenschaltung dargestellt sind.
2. Eine Ausführungsform eines Rechenappa-, rates nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch vier kreisquadrantenförmige Widerstandskästen (d e f g), welche rings um ein Galvanometer (c) und eine Stromquelle (b) angeordnet sind.
3. Eine Ausführungsform des Rechenapparates nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dafs der Widerstandskasten (g), welcher das Rechnungsergebnifs anzeigt, statt der Stöpsel mit herausziehbaren Stäbchen (h) zur Einschaltung der Widerstände versehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.