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If you are not located in the United States, you -will have to check the laws of the country where you are located before -using this eBook. - -Title: Elektrotechnisches Experimentierbuch - Eine Anleitung zur Ausführung elektrotechnischer Experimente - unter Verwendung einfachster, meist selbst herzustellender - Hilfsmittel - -Author: Eberhard Schnetzler - -Release Date: December 11, 2022 [eBook #69522] - -Language: German - -Produced by: the Online Distributed Proofreading Team at - https://www.pgdp.net - -*** START OF THE PROJECT GUTENBERG EBOOK ELEKTROTECHNISCHES -EXPERIMENTIERBUCH *** - - - #################################################################### - - Anmerkungen zur Transkription - - Der vorliegende Text wurde anhand der Buchausgabe von 1909 so weit - wie möglich originalgetreu wiedergegeben. Typographische Fehler - wurden stillschweigend korrigiert. Ungewöhnliche und heute nicht mehr - verwendete Schreibweisen bleiben gegenüber dem Original unverändert; - fremdsprachliche Ausdrücke wurden nicht korrigiert. - - Die Fußnoten wurden an das Ende des jeweiligen Kapitels verschoben. - Als Multiplikationszeichen wurde im Original ein Punkt auf der - Grundlinine (.) eingesetzt; in der vorliegenden Version wird - für dieses Zeichen der mittig gesetzte Punkt (·) verwendet, um - Verwechslungen mit einem Punkt am Satzende vorzubeugen. - - Das Original wurde in Frakturschrift gesetzt; besondere - Schriftschnitte werden im vorliegenden Text mit Hilfe der folgenden - Sonderzeichen gekennzeichnet: - - fett: #Rautenzeichen# - gesperrt: ~Tilden~ - Antiqua: _Unterstriche_ - - #################################################################### - - - - - Elektrotechnisches - Experimentierbuch - - - Eine Anleitung zur Ausführung elektrotechnischer - Experimente unter Verwendung einfachster, meist - selbst herzustellender Hilfsmittel. - - - Von Eberhard Schnetzler. - - - Mit 250 Abbildungen. - - #Einundzwanzigste neubearbeitete Auflage.# - - - [Illustration] - - - Stuttgart, Berlin, Leipzig. - - Union Deutsche Verlagsgesellschaft. - - - - - Alle Rechte, - insbesondere das der Übersetzung wie der sämtlichen - im Werke mitgeteilten Original-Konstruktionen vorbehalten. - - Druck und Copyright 1909 der Union Deutsche Verlagsgesellschaft in - Stuttgart. - - - - -[Illustration] - - - - -Vorwort - - -Bei der Ausarbeitung vorliegenden Buches war ich erstens bestrebt, -eine klare Anleitung zur Ausführung von Experimenten zu geben; -zweitens sollten die physikalischen Vorgänge soweit wissenschaftlich -erklärt werden, als es dem Zwecke des für die Jugend bestimmten Buches -entsprechen konnte; drittens habe ich dem Umstande Rechnung getragen, -daß unsere jungen Physiker sich oft mit sehr geringen Mitteln begnügen -müssen; ich habe deshalb bei jedem Kapitel eine eingehende Beschreibung -der ~Selbstherstellung~ der nötigen Apparate gegeben und auch hierbei -wieder keine zu großen Anforderungen an den Besitz von Werkzeugen oder -gar Werkzeugmaschinen gestellt. Diese Anleitungen sind die Ergebnisse -~praktischer~ Erfahrungen; nach Möglichkeit habe ich ungeprüfte Ideen -vermieden, da sie fast nie einer wirklichen Ausführung entsprechen. - -Um den drei Teilen: Anfertigung der Apparate, Ausführung der -Experimente und theoretische Erklärung derselben durch das ganze -Buch hindurch einen inneren Zusammenhang zu geben, erkläre ich in -erzählender Form, wie sich ein Knabe, Rudi, Apparate herstellt für -Experimentalvorträge, die er vor einem Auditorium von Verwandten hält, -wie er in diesen Vorträgen die Experimente ausführt, und wie er die -Vorgänge erklärt. Was sich in diese Form nicht einpassen ließ, aber -dennoch nicht fehlen durfte, ist in einem Anhange nachgetragen. - -Ich kann dem jungen Leser nichts näher ans Herz legen, als durch -Abhalten kleiner Vorträge sich selbst in seiner Liebhaberwissenschaft -zu prüfen; denn: _docendo discimus_. Ein zweiter Vorteil ist hierbei -auch der Umstand, daß man gezwungen ist, auf ein bestimmtes Ziel -hinzuarbeiten; das Experimentieren des jungen Physikers verliert dann -den Charakter der gedankenlosen Spielerei, den es sonst so oft trägt, -und macht seine Arbeit zu einer angenehmen, unterhaltenden, aber -dennoch ernsten und Nutzen bringenden. - -Da die ersten Auflagen des Buches bei den jungen Physikern so großen -Anklang gefunden haben, sah ich mich veranlaßt, das Buch einer erneuten -Durchsicht zu unterziehen. Nur weniges, das sich als überflüssig -zeigte, konnte gestrichen werden, dafür mußte Neues, Wichtigeres an die -Stelle treten. Auch mußten manche älteren Versuchsanordnungen durch -neuere ersetzt werden, entsprechend den Fortschritten der Physik und -Elektrotechnik. Auch wurde der Bau einiger Apparate neu beschrieben. - - Eberhard Schnetzler. - - - - -Inhalt. - - - Seite - 1. Vortrag. Reibungs- und Influenzelektrizität 1 - - 2. Vortrag. Der galvanische Strom 55 - - 3. Vortrag. Die praktische Anwendung des elektrischen - Gleichstroms 112 - - 4. Vortrag. Induktions- und Wechselströme 157 - - 5. Vortrag. Von der Geissler- zur Röntgenröhre 209 - - 6. Vortrag. Elektrische Schwingungen 230 - - Anhang 274 - - Telephonanlage 274 - - Rheostate 286 - - Taschenakkumulator 291 - - Universal-Volt-Ampere-Meter 294 - - Elektroskop 306 - - Anlage für Funkentelegraphie 307 - - Kraftmaschine mit Gewicht 311 - - Alphabetisches Sachregister 315 - - Verzeichnis der Abbildungen 319 - - - - -[Illustration] - - - - -Erster Vortrag. - -Reibungs- und Influenzelektrizität. - - -Es war ein schwüler, heißer Sonntagnachmittag, als unser Rudi in seinem -Dachkämmerchen, das er sich zur Werkstätte eingerichtet hatte, unwillig -die Werkzeuge beiseite legte: „Heute ist es da oben zu heiß,“ seufzte -er und ging hinunter in die Wohnung, um zu sehen, was denn seine -Geschwister machten. Er hatte noch zwei ältere Schwestern und einen -jüngeren Bruder; er fand sie alle drei beisammensitzen und sich eifrig -damit beschäftigen, eine Siegellackstange zu reiben und dann damit -kleine Papierschnitzelchen anzuziehen. Mit einiger Selbstgefälligkeit -fragte er, ob sie denn überhaupt wüßten, was sie da machten, und woher -das käme, daß diese Papierschnitzel von dem geriebenen Siegellack -angezogen würden. „Ja, der Siegellack wird elektrisch, und die -Elektrizität zieht an,“ meinte eine der Schwestern. Ob dieser naiven -Erklärung lachte Rudi seine Schwester aus, die ihm nun erwiderte: „Wenn -du alles Elektrische so gut verstehst, so könntest du uns auch ab und -zu etwas davon erklären; aber du sitzest den ganzen Tag in deiner -Dachkammer und läßt uns nichts wissen und nichts sehen von deinen -Experimenten.“ -- „Und wenn man einmal hinaufkommt,“ meinte die jüngere -Schwester, „dann sieht man überall mit großen Buchstaben geschrieben: -‚Berühren gefährlich‘, oder ‚Vorsicht, geladen‘, oder ‚Gift‘; man -traut sich kaum, etwas anzusehen.“ -- „Ja, das ist gar nicht schön -von dir,“ fiel der kleine Karl ein, und nun entspann sich ein kleiner -Streit zwischen den Kindern, in dem Rudi angeschuldigt wurde, daß -er seine Geschwister vernachlässige. Da kam zur rechten Zeit die -Mutter dazwischen und schlichtete den Streit. Sie machte nun Rudi den -Vorschlag, er solle in einer Reihe von kleinen Experimentalvorträgen -sie über die Geheimnisse seiner Spezialwissenschaft belehren. - -Das war für Rudi ein neuer Gedanke, der ihn nun ganz fesselte. Er ging -gleich auf seine „Bude“, wie er sein Zimmer nannte, setzte sich in -den bequemsten Stuhl und besann sich nun, über was er seinen ersten -Experimentalvortrag halten und wen er dazu einladen sollte. - -Da er ein kluger und ruhig überlegender Kopf war, so hielt er es -für das beste, mit dem Einfachsten anzufangen. „Reibungs- und -Influenzelektrizität,“ meinte er, „das wird wohl reichen für einen -Vortrag.“ Nun kam ihm aber ein Bedenken: er hatte ja gar nicht genug -Apparate für einen solchen Vortrag; aber auch das war schließlich kein -Hinderungsgrund für einen Jungen, der dem Grundsatz huldigte: „Hat man -keines, so macht man eines.“ Er stellte sich also zusammen, was er an -Apparaten schon habe, und was er sich noch machen müsse. - -Eine Reibungselektrisiermaschine, ein Elektrophor, ein Elektroskop und -zwei Leidener Flaschen hatte er sich schon hergestellt; es fehlten ihm -nur noch eine Influenzelektrisiermaschine und einige zur Demonstration -besonders geeignete Apparate. So brauchte er zwei genügend große -Gestelle zum Aufhängen von elektrischen Pendeln und einen sogenannten -Konduktor, um die elektrische Verteilung zeigen zu können, ferner einen -Apparat zum Nachweis der ausschließlich oberflächlichen Verteilung -der Elektrizität auf Leitern. Außerdem wollte er auch zeigen, daß die -Elektrizität Wärme erzeugen könne; auch hierzu mußte er sich einen -geeigneten Apparat machen, und die Franklinsche Tafel durfte natürlich -nicht fehlen. - -Wir wollen nun zunächst sehen, wie Rudi sich die -Reibungselektrisiermaschine und die Leidener Flaschen hergestellt hat -und wie man sich die übrigen Apparate mit einfachen Mitteln ohne große -Kosten herrichten kann. - -[Sidenote: Glas, Hartgummi, Holundermark.] - -Eine rote Siegellackstange, einen Hartgummistab, der aber auch durch -einen Hartgummikamm oder -federhalter ersetzt werden kann, sowie einen -Glasstab und einige Holundermarkkügelchen muß man sich kaufen. Glas -und Hartgummigegenstände beschafft man sich am besten und sichersten -bei einem Mechaniker. Das Holundermark kann man auch selbst gewinnen: -Im Winter sammelt man einige starke einjährige Triebe und macht das -Mark durch Abspalten des Holzes frei. Mit einem scharfen Messer werden -die Kügelchen roh geschnitzt und schließlich durch Rollen zwischen den -Händen schön rund gemacht. - -[Sidenote: Seide.] - -Außerdem brauchen wir eine Anzahl guter Seidenfäden. Nicht alle -Sorten sind gleich gut, da sehr oft das zum Färben verwandte Pigment -metallhaltig ist. Die äußere Seidenumspinnung der elektrischen -Leitungsschnüre (meist grün) ist ziemlich zuverlässig; man wickelt -davon einen Strang, etwa 30 bis 40 _cm_, ab und auf ein Stückchen -Karton auf. - -[Sidenote: Elektrisches Pendel.] - -Zwei Gestelle für die elektrischen Pendel werden folgendermaßen -hergestellt: Man richtet sich ein kreisrundes Brettchen von 10 -_cm_ Durchmesser und 1 _cm_ Dicke, rundet die Kanten mit Feile und -Glaspapier ab und klebt auf die Unterseite an drei Stellen nahe dem -Rande je ein 3 bis 4 _mm_ starkes Korkscheibchen fest. Aus 2 _mm_ -starkem Eisen- oder besser Messingdraht biegen wir nun einen Bügel, -dessen Maße, Form und Befestigungsart wohl zur Genüge aus Abb. 1 -hervorgehen. - -[Illustration: Abb. 1. Gestell zum elektrischen Pendel.] - -[Sidenote: Verwendung von Messing.] - -Es sei an dieser Stelle gleich noch einiges über die Verwendung von -Messing gesagt. Messing ist nicht gerade billig und kann wohl meistens -durch Eisen ersetzt werden. Da es sich aber viel leichter bearbeiten -läßt als Eisen und nicht rostet, so wird man es in den meisten -Fällen diesem vorziehen. Außerdem sind die blanken Messingteile an -physikalischen Apparaten viel schöner; sie sind leicht zu reinigen und -machen dann durch ihren Glanz einen erfreulichen, sauberen Eindruck. -Eisen darf oft wegen seiner magnetischen Eigenschaften gar nicht -verwendet werden. - -[Sidenote: Elektrophor.] - -Elektrophore können auf sehr verschiedene Arten hergestellt werden; -es sei hier nur eine angegeben; die Anfertigung erfordert einige -Aufmerksamkeit, sichert aber schließlich ein zweifellos gutes Resultat. - -[Illustration: Abb. 2. Form zum Elektrophor.] - -Wir machen uns aus starkem Papier, etwa Packpapier, einen -kuchenblechförmigen Behälter, 20 bis 30 _cm_ im Durchmesser, 1 bis 1,5 -_cm_ hoch. Während der Boden nur eine Lage stark zu sein braucht, muß -das Papier für den Rand mindestens fünffach genommen werden. Zum Gießen -muß die Form auf eine ebene Unterlage gestellt werden, und der Boden -darf keine Falten werfen. -- Eine bessere Form erhält man, wenn man auf -ein völlig ebenes und glattes Brett ein kreisrundes, ziemlich starkes -und völlig glattes Stanniolblatt legt und darum herum einen Papierrand -wie oben aufklebt (Abb. 2). - -Die Herstellung der Masse erfordert nun einige Sorgfalt: Wir wägen -5 Teile (ca. 250 _g_) ungebleichten Schellack, 1 Teil Terpentin und -1 Teil Wachs ab. In einer reinen Pfanne werden zuerst über mäßigem -Feuer das Wachs und das Terpentin zusammengeschmolzen; dann wird bei -stärkerer Hitze und unter ständigem Umrühren mit einem Glasstabe der -Schellack ganz langsam in kleinen Portionen zugegeben; man warte -mit der folgenden Portion jeweils so lange, bis die vorausgegangene -~völlig~ vergangen ist. Ist so aller Schellack zusammengeschmolzen, -so nimmt man das Gefäß vom Feuer und läßt es ein paar Minuten ruhig -stehen. Zum Gusse muß die Form ein wenig angewärmt und völlig eben -gestellt worden sein. Nun wird die Masse langsam eingegossen und -die etwa entstehenden größeren Luftblasen werden mit dem Glasstabe -beseitigt. Ist alle Masse eingelaufen und gleichmäßig verteilt, so darf -sie vor dem völligen Erkalten nicht mehr berührt werden. Am sichersten -ist es, man läßt sie 5 bis 6 Stunden stehen; nun wird der Papierrand -abgerissen, und etwa zurückbleibende Papierreste werden mit ~kaltem~ -Wasser abgewaschen. Der Stanniolbelag auf dem Boden wird sorgfältig -abgezogen, und die Kanten rundet man mit Messer und Feile säuberlich -ab. Zum Gebrauche nehme man ~die~ Seite nach oben, welche beim Gusse -unten war. - -Den Deckel für das Elektrophor kann man auf verschiedene Arten -herstellen. Er soll etwa 3 _cm_ kleiner sein als der Kuchen und kann -aus Messing-, Kupfer- oder Zinkblech gefertigt werden: man schneidet -eine kreisrunde Scheibe und wölbt durch Hämmern den Rand etwas nach -oben, doch achte man sehr darauf, daß die Scheibe selbst völlig eben -bleibe. In der Mitte der Scheibe wird ein Stückchen Messingrohr mit -etwa 1 _cm_ lichter Weite aufgelötet und in dieses ein Glasstab -eingekittet. - -[Sidenote: Schellackkitt.] - -Als Kitt kann gewöhnlicher roter Siegellack verwendet werden; besser, -aber etwas schwieriger herzustellen ist der Schellackkitt: Man gibt -in einen großen Blechlöffel oder in ein kleines Pfännchen etwa drei -Teelöffel Schellacklösung -- Schellack wird in Weingeist gelöst -- und -stellt das Gefäß auf einem großen Eisenblech, welches das Entzünden der -Masse verhindern soll, über die Flamme eines Bunsenbrenners. - -Sobald die Lösung heiß geworden ist, wird ungelöster Schellack -beigegeben, und zwar so viel, bis eine dickflüssige Masse entstanden -ist. Nun gießt man noch einige Tropfen Spiritus zu, rührt mit einem -Glasstab um, zündet die Masse an, bringt sie ~brennend~ an die -zusammenzukittenden Teile, die schon vorher etwas angewärmt werden -mußten, und bläst dann sofort die Flamme aus; man hat nun noch Zeit, -die einzelnen Teile in die richtige Stellung zueinander zu bringen; -war das Verhältnis von geschmolzenem und gelöstem Schellack richtig, -so ist der Kitt nach 12 bis 24 Stunden trocken und ohne spröde zu -sein derartig fest, daß an ein Trennen der zusammengekitteten Teile -nicht mehr zu denken ist. Dieser Kitt erträgt sogar eine ziemlich hohe -Temperatur, ohne weich zu werden. - -[Sidenote: Prüfung der Isolierfähigkeit des Glases.] - -Zum Griff läßt sich nicht jedes Glas gleichgut verwenden, da manche -Sorten schlecht isolieren. Um die Isolierfähigkeit von Glas zu prüfen, -verfährt man folgendermaßen: Man hängt an zwei ~leinenen~ Fäden je ein -Holundermarkkügelchen auf und befestigt die Fäden an der Glasstange. -Das Glas muß vorher gründlich gereinigt, dann mit destilliertem Wasser -und endlich mit Weingeist abgewaschen werden. Ladet man nun die beiden -Kügelchen durch Berühren mit einer geriebenen Siegellackstange negativ -elektrisch, so stoßen sie sich ab und dürfen bei trockenem Wetter -während der ersten 20 Minuten sich nur wenig nähern, wenn das Glas -als ein hinreichend guter Isolator gelten soll. Zuverlässiger ist die -Prüfung mit dem Elektroskop, das auf Seite 9 beschrieben ist. Man -ladet das Elektroskop und beobachtet, wie weit die Blättchen in einer -bestimmten Zeit zusammengehen; dann ladet man wieder bis zum gleichen -Ausschlag und berührt mit dem Glasstab, den man fest in der Hand hält, -den Knopf des Elektroskopes; gehen jetzt die Blättchen merklich rascher -zusammen, als das erste Mal, so ist das Glas kein guter Isolator. - -Wir können uns auch noch auf eine etwas einfachere Art einen -Elektrophordeckel herstellen: Wir überziehen eine Scheibe aus starker -Pappe sorgfältig mit Stanniol, das wir mit dem Eiweiß eines ungekochten -Eies aufleimen. Als Griff verwenden wir hierbei drei Seidenfäden, die -wir am einen Ende zusammenknüpfen; die drei freien Enden werden an der -Pappescheibe befestigt. - -[Sidenote: Konduktor.] - -Abb. 3 zeigt den Konduktor; er besteht aus einem viereckigen Brettchen -(_a_), das an den Ecken mit Korkstollen versehen ist, aus dem Glasfuß -(_b_), der mit Siegellack in ein entsprechendes Loch des Grundbrettes -eingekittet ist, und dem oberen, metallenen Teil; diesen stellen wir -uns aus einer etwa 3 _cm_ weiten und 15 _cm_ langen Messingröhre -her (_c_). Nun beschaffen wir uns zwei messingene Herdkugeln (_d_, -_d_), deren Durchmesser etwa 5 _mm_ größer ist als der der Röhre, -und welche so in diese eingelötet werden, daß die Ansätze der Kugeln -nach innen kommen. An der Mitte wird nun noch ein etwa 2 _cm_ langes -Messingröhrchen (_e_) angelötet, in welches das obere Ende des -Glasstabes eingekittet wird. Statt Messing zu verwenden, kann man sich -auch den oberen Teil des Konduktors bei einem Drechsler von Holz drehen -lassen; dieser Teil wird dann sorgfältig mit Stanniol überklebt, oder -mit Graphitstaub eingepinselt und dann galvanisch verkupfert. - -[Illustration: Abb. 3. Konduktor.] - -[Illustration: Abb. 4. Messingkugeln für den Konduktor.] - -[Sidenote: Grosse Messingkugeln.] - -Nun sollten wir noch eine Messingkugel von etwa 7 _cm_ Durchmesser -haben; diese sind oft sehr schwer zu beschaffen, aber wir können uns -auch hier mit einer mit Stanniol zu überziehenden Holzkugel begnügen. -Man kann sich aber auch anders helfen: In jedem Metallwaren- oder -Küchengerätegeschäft kann man sich zwei gleichgroße, halbkugelförmige -Messingschöpflöffel kaufen, von denen man die meist angenieteten -Stiele entfernt, die Nietlöcher zu- und die beiden Halbkugeln -aufeinander lötet. Gleichzeitig kauft man sich noch zwei etwas größere -Schöpflöffel, die zusammengelegt einen genügenden Hohlraum bilden, -um die eben erwähnte Kugel völlig zu umhüllen. Auch hier werden die -Stiele entfernt. Die geschlossene Kugel erhält nun noch einen Ansatz -von Messingrohr, in den man den Glasfuß einkittet, der wie bei dem -Konduktor auf einem Holzbrettchen befestigt wird. Die beiden größeren -Halbkugeln erhalten, wie das aus der Abb. 4 zu ersehen ist, je einen -Glasgriff, der in der üblichen Weise befestigt wird. Da man mit ihnen -die Kugel soll völlig umschließen können, so müssen sie da, wo sie den -Fuß der Kugel umfassen sollen, je einen halbkreisförmigen Ausschnitt -von entsprechender Weite erhalten. - -[Sidenote: Franklinsche Tafel.] - -Die Franklinsche Tafel: Eine auf ihre Isolierfähigkeit geprüfte -Glastafel 30 : 30 _cm_ groß, bekleben wir beiderseits je mit einem -15 : 15 _cm_ großen Blatt Stanniol, so daß ringsherum ein 7½ _cm_ -breiter Rand frei bleibt. Auf ein ovales Brett, 30 cm lang, 12 _cm_ -breit, nageln wir zwei 2 _cm_ hohe Leistchen auf, die um etwa 2 _mm_ -mehr, als die Glasdicke beträgt, voneinander entfernt sind, und kitten -die Scheibe in den so erhaltenen Spalt. Nun wird noch der freie -Glasrand mit dünner Schellacklösung bestrichen. (Über Schellackbezug -siehe bei der Influenzelektrisiermaschine, Seite 20.) - -[Sidenote: Leidener Flasche.] - -Die Leidener Flasche: Bevor wir uns eine solche herstellen, wollen -wir sehen, wie wir die guten Glassorten schon äußerlich, soweit -als das überhaupt möglich ist, von den schlechten unterscheiden -können. Betrachten wir ungefärbte Gläser im durchfallenden Lichte, -so erscheinen sie uns meist alle farblos; betrachten wir sie dagegen -auf der Schnittfläche, so scheinen die einen grün, die anderen -blau, seltener rot oder farblos. Gläser, die auf der Schnitt- oder -Bruchfläche bläulich oder rötlich erscheinen, sind von vornherein -für elektrische Zwecke unbrauchbar. Grünliches Glas, gewöhnliches -Fensterglas, ist oft recht gut; am sichersten geht man mit farblosem; -doch unterlasse man auch hier nicht, die zu verwendenden Gläser erst -auf ihre Isolierfähigkeit nach der oben angegebenen Methode zu prüfen. - -Für Leidener Flaschen, an die keine allzugroßen Anforderungen gestellt -werden, kann man gewöhnliche Einmachgläser gut verwenden. Diese werden -gründlich gereinigt und zuletzt mit etwas Weingeist abgewaschen. -Nun wird das Stanniol zuerst innen, dann außen möglichst blasen- -und faltenlos mit ~Eiweiß~ aufgeklebt. Wer nicht sehr gewandt ist, -wird gut daran tun, den Belag nicht in einem Stück aufzukleben, -sondern in etwa 5 bis 10 _cm_ breiten Streifen. Die Höhe des Belags -soll bei kleinen Flaschen ¾, bei großen ⅔ der Gesamthöhe der Flasche -betragen. Der oben frei gebliebene Glasrand wird mit einem dünnen -Schellacküberzug versehen. Ähnlich wie es nachher beim Elektroskope -beschrieben ist, wird hier eine mit einer Messingkugel versehene -Metallstange in der Flasche befestigt. Um das untere Ende dieser Stange -wird ein aus mehreren Stanniolstreifen bestehendes Büschel herumgelegt -und mit Bindfaden befestigt; die freien Enden dieser Streifen sollen -auf dem Boden der Flasche aufliegen. - -Wir können uns auch aus großen Reagenzgläsern eine große Anzahl kleiner -Leidener Flaschen machen und sie zu einer Batterie zusammenstellen, -indem wir alle inneren Beläge miteinander verbinden und ebenso alle -äußeren. - -[Illustration: Abb. 5. Elektroskop.] - -[Sidenote: Elektroskop.] - -Zur Herstellung eines Elektroskopes brauchen wir eine etwa 10 _cm_ -hohe, 7 _cm_ breite, sehr gut isolierende Flasche mit nicht zu engem -Hals. Ein etwa 5 _mm_ starkes Messingstängchen wird an einem Ende -meißelartig zugefeilt und an das andere Ende wird eine Messingkugel -oder ein Blechscheibchen, dessen Rand abgerundet ist, aufgelötet. Nun -wird diese Messingstange in ein Glasrohr gesteckt, in das sie aber -nur knapp hineingehen soll, und das so lang sein muß, daß nur das -zugeschärfte Ende frei bleibt. Ein Kork, der gut auf die Flasche paßt, -erhält ein Loch, durch das die Glasröhre mit der Messingstange so weit -hindurchgesteckt wird, daß das untere Ende der Stange etwa 7 _cm_ vom -Boden der Flasche entfernt ist. Aus ganz dünnem Stanniol, oder besser -aus unechtem Blattgold schneiden wir uns zwei 4 _mm_ breite, 5 _cm_ -lange Streifen, die man übrigens auch von einem Goldschläger vorrätig -beziehen kann, und kleben sie mit einer möglichst geringen Spur von -Eiweiß so auf den beiden zugeschärften Seiten der Messingstange an, daß -sie dicht nebeneinander und parallel zueinander herunterhängen. Die -Arbeit des Aufhängens der Blättchen erfordert vollkommen ruhige Luft; -man halte womöglich auch den Atem an. Die Abb. 5 zeigt das fertige -Elektroskop. (Über die Herstellung eines feineren Instrumentes siehe im -Anhang.) - -[Sidenote: Reibungselektrisiermaschine.] - -Nun wollen wir sehen, wie sich Rudi seine Reibungselektrisiermaschine -mit verhältnismäßig wenig Mitteln hergestellt hat. -- Zuerst sah -er sich nach einer geeigneten Scheibe um. Sich eine solche bei dem -Mechaniker zu kaufen, war ihm zu teuer. Da er einmal einen alten, schon -mehrfach gesprungenen Spiegel in der Gerätekammer gesehen hatte, so -fragte er seine Mutter, ob er diesen für seine Zwecke verwenden dürfte, -und er erhielt die Erlaubnis. Ein ziemlich großes Stück des Glases war -noch unbeschädigt; dies trug er zum Glaser und ließ es sich zu einer -runden Scheibe schneiden, die einen Durchmesser von 30 _cm_ bekam. - -[Illustration: Abb. 6. Angelötete Scheibe.] - -[Illustration: Abb. 7. Die Stützen des Rohrs.] - -[Sidenote: Befestigung der Achsen an Glasscheiben.] - -Nun schabte er mit einem alten Messer den Quecksilberbelag ab und ging -mit der Scheibe zu einem Glasgraveur, um sich ein Loch in die Mitte der -Platte bohren zu lassen. Da der Graveur aber keine Garantie für die -Platte übernehmen wollte und sagte, bei dem Bohren springe jede dritte -Platte, so besann sich Rudi, wie er diesem Übel abhelfen könnte. Mit -Flußsäure ätzen, das wäre ihm bei dem dicken Glase zu langsam gegangen; -aber er hatte eine andere Idee: ließe sich denn nicht die Notwendigkeit -eines Loches umgehen? Gewiß, und zwar ganz leicht. Triumphierend über -den guten Einfall ging nun Rudi mit seiner Scheibe wieder nach Hause. -Hier suchte er zuerst nach einer geeigneten Metallstange oder Röhre für -die Achse und fand dann auch ein 20 _cm_ langes und 1,5 _cm_ dickes -Stück eines Gasrohres, das er in zwei gleiche Teile auseinandersägte, -worauf er die Schnittränder völlig eben feilte. Nun schnitt sich Rudi -aus 1 bis 2 _mm_ starkem Messingblech zwei 6 _cm_ große Scheiben aus -und lötete sie so auf die eben gefeilte Schnittfläche, wie es Abb. 6 -zeigt; dabei mußte er besonders darauf achten, daß die Längsachse des -Rohres völlig senkrecht auf der Ebene der Blechscheibe stand; um einem -Verbiegen der Blechscheibe gegen die Achse vorzubeugen, lötete er vier -3 _mm_ breite Blechstreifen so an die Scheibe einerseits und an dem -Rohr anderseits an, wie dies in Abb. 7 zu erkennen ist. Den Rand der -Blechscheibe krümmte er mit einer Flachzange etwas von der Achse weg -um, wie dies ebenfalls aus der Abb. 7 hervorgeht. Nachdem nun so zwei -völlig gleiche Achsenstücke hergestellt waren, bezeichnete Rudi den -Mittelpunkt der Scheibe mit einem kleinen Tintenpunkt; er hatte die -Mitte mit Hilfe der beiden Mittelsenkrechten zweier Sehnen gefunden. -Nun bereitete er sich einen Schellackkitt, wie dies Seite 5 schon -beschrieben wurde, goß davon in genügender Menge um den Mittelpunkt -der Scheibe herum und drückte die Blechscheibe mit der angelöteten -Achse darauf; dann bemühte er sich, diese noch möglichst senkrecht zur -Glasscheibe zu stellen. Allein sein Bemühen war vergebens, denn der -Kitt war zu rasch hart geworden. Nun hieß es, die Achse nochmals von -der Scheibe los zu bekommen; Erwärmen hätte nicht viel geholfen und -zudem die Glasscheibe gefährdet; den Schellack mit Spiritus aufzulösen -ging auch nicht, da er zum größten Teil unter der Blechscheibe lag. -Rudi versuchte nun mit einem spitzen Instrument zwischen Glas- und -Blechscheibe einzudringen; dies brachte ihm schließlich Erfolg. Er -befreite beide Scheiben von dem alten Schellack und begann die Arbeit -von neuem. Was für Fehler trugen nun an dem Mißerfolge die Schuld? -Erstens hatte er den Schellackkitt beim Auftragen zu lange brennen -lassen; dadurch war nicht nur zu viel Spiritus verbrannt, sondern -der geschmolzene Schellack war überhitzt worden, was ihn in eine -fast unschmelzbare harte Masse verwandelte. Zweitens hätten beide -Gegenstände, Glas- und Messingscheibe, etwas vorgewärmt werden müssen; -doch daß er letzteres vergessen hatte, war sein Glück, denn sonst wäre -es ihm wohl kaum noch gelungen, die beiden Teile unbeschädigt wieder -zu trennen. Beim zweiten Versuch gelang ihm nun das Zusammenkitten -zu voller Zufriedenheit. Er hatte sich diesmal auch einer recht -praktischen Hilfseinrichtung zum raschen Senkrechtstellen der Achse -bedient: Er machte sich aus starker Pappe ein Winkelscheit, dessen -Form aus Abb. 8 hervorgeht; der Ausschnitt im Scheitel des rechten -Winkels dient dazu, daß das Winkelscheit, ohne durch die Messingscheibe -behindert zu werden, sowohl auf der Glasplatte, als auch an der Achse -angelegt werden kann; sobald er die Achse auf den Schellack aufgedrückt -hatte, überzeugte er sich mittels dieses Winkelscheites von ihrer -richtigen Stellung. In der gleichen Weise befestigte Rudi die andere -Achse, genau in der Verlängerung der ersten. - -[Illustration: Abb. 8. Winkelscheit.] - -[Sidenote: Glasätzen mit Flusssäure.] - -Für solche, die es vorziehen, das Loch durch die Platte mit Flußsäure -zu ätzen, sei erwähnt, daß mit Flußsäure ~sehr vorsichtig~ umgegangen -werden muß, schon weil ihre Dämpfe den Schleimhäuten des Mundes und -der Nase äußerst gefährlich sind, und weil sie, auf die Haut gebracht, -sehr bösartige Wunden verursacht. Sie wird in Gummi- oder Bleigefäßen -aufbewahrt und ist in jedem Geschäft, das Chemikalien führt, zu -haben. Es ist sehr zu empfehlen, beim Hantieren mit dieser Säure ein -Fläschchen mit konzentriertem Ammoniak bereitzustellen; ist von der -Säure etwas an einen unrichtigen Platz gekommen, so gießt man reichlich -Ammoniak zu, wodurch ein Schaden sicher verhindert wird. - -Um ein Loch in die Platte zu ätzen, muß man erst die ~ganze~ Platte -auf beiden Seiten mit einer Wachsschicht überziehen und dann an der -Stelle und in der Größe des erwünschten Loches das Wachs abschaben -und den Wachsrand noch bis zu 5 _mm_ wallartig erhöhen. In das dadurch -entstandene Näpfchen wird nun Flußsäure gegossen und mit einem -Papierhütchen wird es zugedeckt. So bleibt dann die Platte etwa 2 -Stunden liegen, nach welcher Zeit das angeätzte Glas mit einem Nagel -oder sonst einem spitzen Gegenstand aufgeschabt wird; dies wird alle 2 -bis 3 Stunden wiederholt. Über Nacht läßt man stehen; am nächsten Tag -wird mit Fließpapier die noch vorhandene Flüssigkeit aufgesaugt und -durch frische Flußsäure ersetzt. Dies setzt man fort, bis ungefähr die -Hälfte der Glasdicke durchgeätzt ist, und beginnt dann mit dem gleichen -Verfahren von der anderen Seite. - -Hat man also eine durchbohrte Scheibe, so kann man die Achse aus einem -Stück machen. Etwas mehr als halbe Glasdicke neben der Mitte der Achse -wird auf diese eine Messingscheibe aufgeschoben und angelötet, und -daran wird nun die Glasscheibe mit Schellack angekittet. Dann wird eine -zweite Messingscheibe auf die Achse geschoben und auf der Glasplatte -festgekittet; diese auch noch an der Achse anzulöten ist unnötig. - -[Illustration: Abb. 9. Reibungselektrisiermaschine.] - -Nachdem nun Rudi die Achsen in der erwähnten Weise an der Scheibe -angebracht hatte, schritt er zur Anfertigung des Gestelles. Abb. 9 -zeigt die fertige Maschine. (Da die einzelnen Maße von der Größe der -Scheibe abhängen, geben wir keine Zahlen an, sondern verweisen nur auf -die aus der Abbildung hervorgehenden Größenverhältnisse.) _a_ ist ein -starkes Brett aus hartem Holz; Rudi hatte zuerst Tannenholz verwendet; -doch da dieses sich nach gar nicht langer Zeit warf, so mußte er es -durch Nußbaumholz ersetzen. Wer dennoch Tannenholz verwenden will, -muß auf der Unterseite mindestens drei Leisten aus hartem Holz quer -zu den Fasern des Brettes aufleimen und anschrauben (Leimen oder -Schrauben allein genügt nicht!); _b_, _b_ sind die beiden Lagerträger, -die aus Tannenholz gefertigt sein dürfen; sie werden an die Seiten -des Brettes _a_ angeschraubt. Um ihnen noch mehr Halt zu geben, -schraubte Rudi in der Art Leisten an den Rand des Brettes, daß die -Träger gewissermaßen in einer Vertiefung festsaßen. Die Lager selbst -machte er folgendermaßen: er wickelte um die Achse einen 2 _mm_ starken -Kupferdraht, Windung hart an Windung, bis er auf diese Weise ein 6 -_cm_ langes Stück umwunden hatte, das er von der Achse abstreifte, -mit Lötwasser bestrich, mit einem Plättchen dünn gehämmerten Lotes -umgab und so lange in eine Bunsenflamme hielt, bis alles Lot sich -schön zwischen den Windungen verteilt hatte. Es war so ein Röhrchen -entstanden, das er nun in zwei gleiche Teile zersägte, welche die -Achsenlager bilden sollten; als er sie jedoch wieder auf die Achse -schieben wollte, paßten sie nicht mehr darauf, denn es war etwas zu -viel Lot in das Innere gelaufen; dies entfernte er mit der Rundfeile, -bis sie sich ohne zu großen Spielraum aber doch leicht auf der Achse -hin und her schieben ließen. Nun bohrte Rudi in die oberen Enden der -Lagerträger je ein Loch, das so groß war, daß ein Lagerröhrchen gerade -noch hindurchgesteckt werden konnte, und sägte, die Mitte dieses Loches -kreuzend, den oberen Teil des Lagerträgers ab (siehe Abb. 10). Mit -zwei Holzschrauben konnte er diesen wieder aufschrauben und so das -Lagerröhrchen fest einklemmen. - -[Illustration: Abb. 10. Lagerträger.] - -[Illustration: Abb. 11. Gestell des Reibzeugs.] - -Für die Kurbel benutzte Rudi eine 4 _mm_ starke Eisenstange (_l_ in -Abb. 9), die er rechtwinkelig umbog, worauf er über das eine Ende einen -hohlen Griff (_m_) stülpte und das andere in das an dem einen Ende der -Achse angebrachte Loch einnietete. - -Abb. 11 zeigt das Gestell des Reibzeuges. Hierbei bediente sich Rudi -eines starken massiven Glasstabes (_b_), den er in den Holzklotz _a_ -fest einkittete; den Holzklotz _c_ machte er etwas höher und bohrte -ein Loch ein, in das der Glasstab nur knapp hineinging; hier kittete -er ihn ~nicht~ ein. Nun sägte er sich aus starkem (3 bis 4 _mm_) -Zigarrenkistenholz zwei gleiche rechteckige Brettchen, deren Länge etwa -⅔ des Scheibendurchmessers betrugen und die halb so breit als lang -waren. Diese Brettchen beklebte er je auf einer Seite mit einer nicht -zu dicken Lage von gewöhnlicher Watte. Dann richtete er sich aus 1 bis -2 _mm_ starkem Messingblech vier etwa 5 _mm_ breite Streifen (_d_ in -Abb. 11), die er einerseits an dem Brettchen _e_, anderseits an _c_ -festschraubte und derart zusammenbog, daß sich die gepolsterten Seiten -der Brettchen _e_, die nach innen gerichtet waren, berührten. - -[Illustration: Abb. 12.] - -[Illustration: Abb. 13. Reibfläche.] - -Aus Kalbleder fertigte Rudi die Reibfläche: er schnitt sich zwei -Stücke, deren Form aus Abb. 12 hervorgeht; die Löcher am Rande -dienten dazu, um das Leder auf die in Abb. 13 angegebene Art über -das Reibzeugbrettchen zusammenzuschnüren; er hatte dabei auch nicht -vergessen, daß die ~Fleischseite~ des Leders das Glas berühren muß. - -[Sidenote: Amalgamieren.] - -Obgleich Rudi die Amalgamierung der Reibkissen erst zuletzt vornahm, -so sei dies doch schon hier beschrieben. Er holte sich das Amalgam bei -einem Mechaniker, hätte es sich aber auch selbst bereiten können: man -schmilzt in einem Tontiegel zuerst 1 Gewichtsteil Zinn, und wenn alles -geschmolzen ist, gibt man in kleinen Stücken 1 Gewichtsteil Zink zu; -hat sich auch dieses alles verflüssigt, so wird der Tiegel vom Feuer -genommen, und es werden unter Umrühren 2 Gewichtsteile Quecksilber, -das vorher etwas angewärmt wurde, zugeschüttet; das Ganze wird nun -unter ständigem, tüchtigem Umrühren -- man kann dazu den Stiel einer -Tonpfeife verwenden -- in Wasser gegossen. Die dabei entstandenen -Amalgamkörnchen werden zwischen Filtrierpapier getrocknet und in einem -Reibschälchen zu Pulver verrieben. -- Mit solchem Amalgam rieb er die -Fleischseite der beiden Lederlappen tüchtig ein und spannte sie dann -wieder auf die Reibzeugbrettchen. - -An dem Holzklotze _c_ (Abb. 11) kann man nun entweder eine große -Herdkugel oder eine mit Kugelenden versehene Messingröhre anbringen, -ähnlich der in Abb. 3 dargestellten, aber kürzer als diese; dieser Teil -der Maschine ist in den Abbildungen nicht gezeichnet; Rudi ließ ihn -auch anfangs weg, brachte ihn aber später doch noch an. - -[Sidenote: Spitzenkamm.] - -Wir wollen nun noch sehen, wie der Spitzenkamm hergestellt und an der -Maschine angebracht wird. Rudi verwendete als Träger wieder einen -starken Glasstab, doch es genügt hier auch eine starke Glasröhre. Den -Stab kittete er wie bei dem Reibzeug in die Ausbohrung des Klötzchens -_f_ (Abb. 9). Auf ihn setzte er das etwas größere Holz _g_ und kittete -auch dieses, nachdem er das Brettchen _i_ und die Kugel _k_ daran -befestigt und alle seine Kanten und Ecken wohl abgerundet hatte, fest; -_k_ soll möglichst groß sein und kann wie die in Abb. 4 ersichtliche -Kugel des Konduktors hergestellt werden. Das Brettchen _i_ hatte Rudi -nur angeleimt; da es ihm aber später einmal wegbrach, so ist es ratsam, -es mit einer Schwalbenschwanzfuge in _g_ einzulassen. - -Für den Spitzenkamm sägte sich Rudi zwei handspiegelförmige Brettchen -aus Zigarrenkistenholz und schnitt sich zwei gleichgeformte -Pappscheiben; letztere beklebte er beiderseits mit starkem -Stanniolpapier und steckte in je drei konzentrischen Kreisen eine große -Anzahl kurzer Stecknadeln hindurch. Diese stacheligen Pappescheiben -klebte er nun mit der Seite, auf welcher die Köpfe der Stecknadeln -waren, auf dem Holzbrettchen fest, das er an das Brettchen _i_ -anschraubte. Dabei zeigte sich aber, daß sich jetzt die Spitzen so -nahe gegenüberstanden, daß sich die Glasscheibe nicht zwischen ihnen -hätte drehen können, ohne verkratzt zu werden oder die Nadelspitzen -umzubiegen; er legte deshalb zwei kleine Pappestückchen zwischen _i_ -und die Spitzenkämme _h_, wodurch diese, nachdem sie wieder befestigt -waren, den richtigen Abstand erhielten. Die Kugel _k_ mußte nun noch -mit den Nadeln in leitende Verbindung gebracht werden; Rudi bohrte -durch _g_ in Abb. 9 ein Loch, das hart neben dem Ansatz von _k_ begann -und neben dem Brettchen _i_ bei dem Ansatz des einen Spitzenkammes -endete. Durch dieses Loch führte er einen Kupferdraht, den er -einerseits mit dem Stanniolbelag des Spitzenkammes in innige Berührung -brachte, anderseits an den Ansatz der Kugel _k_ anlötete. - -Nun mußte Rudi noch den Reibzeug- und den Spitzenkammträger auf dem -Grundbrett _a_ befestigen, was er dadurch erreichte, daß er beide mit -je vier Schrauben von unten her an _a_ festschraubte. Das Reibzeug -ließ sich trotzdem noch leicht abnehmen, da ja das Klötzchen _c_ (Abb. -11) nicht auf _b_ aufgekittet, sondern nur darübergeschoben war. An -diesem Reibzeug befestigte Rudi nachträglich zwei Flügel aus Seide (man -kann auch Wachstaffet verwenden), die sich beiderseits an die Scheibe -anlegen sollten und die an ihrem äußeren Rande zusammengenäht waren; -ihre Form ist aus Abb. 9, _o_ zu ersehen. Sie sollen verhindern, daß -auf dem Wege vom Reibzeuge zum Spitzenkamme die Glasscheibe von ihrer -Elektrizität verlöre. - -Zuletzt überzog Rudi alle Holzteile und die beiden Glassäulen mit -Schellackfirnis. - -Um diese Maschine vor dem für viele elektrische Apparate sehr -schädlichen Verstauben zu bewahren, fertigte er sich als Schutz aus -starkem Packpapier eine große Hülle, die er, wenn die Maschine nicht -gebraucht wurde, käseglockenartig darüber stülpte. - -[Sidenote: Elektrisches Flugrad.] - -Das elektrische Flugrad ist sehr einfach herzustellen: man schneidet -sich aus gewöhnlichem Weiß- oder Messingblech ein rundes Scheibchen, -das man genau in der Mitte mit einem Körnerpunkt versieht; auf dieses -Scheibchen lötet man nach den vier verschiedenen Seiten radial nach -außen gerichtet vier lange Stecknadeln, deren Spitzen dann alle -rechtwinkelig nach der gleichen Seite umgebogen werden. Ein 20 _cm_ -langes und 4 bis 5 _mm_ starkes Glasröhrchen wird in ein Fußbrettchen -eingekittet, und mit Siegellack wird eine lange Stecknadel im oberen -Ende befestigt. Das Flugrädchen wird nun mit dem Körnerpunkt auf -die Stecknadelspitze aufgesetzt und muß in horizontaler Lage im -Gleichgewichte schweben; sollte dies nicht zutreffen, so kann man durch -Auftropfen von etwas Siegellack auf die Unterseite des Scheibchens das -Flugrädchen ausbalancieren. - -[Sidenote: Lanesche Massflasche.] - -Es sei nun noch die elektrische Maßflasche von Lane erwähnt: auf -einem mit Stanniol überzogenen Grundbrettchen wird eine kleine -Leidener Flasche aufgeleimt oder festgekittet, jedoch so, daß der -äußere Flaschenbelag in leitender Verbindung bleibt mit dem Belag des -Brettchens; 5 _cm_ neben der Flasche wird ein Messingstab in dem Brette -befestigt, der oben in Höhe der Kugel der Leidener Flasche ein 2 bis 3 -_mm_ weites Loch erhält, in welchem sich ein entsprechend starker etwa -10 _cm_ langer Messing- oder Kupferdraht leicht hin und her schieben -läßt; diesen Draht versieht man an dem einen Ende mit einer Kugel, am -anderen biegt man ihn zu einer kleinen Schleife. - -[Illustration: Abb. 14. Luftthermometer.] - -[Sidenote: Luftthermometer.] - -Nun können wir uns noch einen einfachen Apparat herstellen, mit dem -wir die Erwärmung von Leitern beim Durchgang von Elektrizität durch -sie nachweisen können. Abb. 14 zeigt diesen Apparat im Schnitt: auf -dem Grundbrett _a_ wird ein kleineres Brettchen _b_ befestigt; darauf -wird ein Glaszylinder _c_ aufgekittet. Für diesen Glaszylinder kann -man den Lampenzylinder eines Auerlichtes verwenden, von dem man sich -ein entsprechendes Stück absprengen läßt. _d₁_ und _d₂_ sind zwei -in Paraffin gekochte Korke, durch welche ein innen und außen zu -Häkchen _f_ umgebogener Draht führt; in _d₁_ ist außerdem noch eine -Öffnung, in die die Glasröhre _g_ einmündet, deren Form aus der Figur -hervorgeht; _e_ ist eine aus dünnem Eisendraht gewundene Spirale. Wer -einem gelegentlichen Durchschmelzen dieser Spirale vorbeugen will, -muß Platindraht verwenden. Die Spirale wird auf folgendem Wege in -den Zylinder gebracht. Sie wird mit ihrem einen Ende in den Haken -des Korkes _d₁_ eingehakt, worauf dieser, die Spirale voran, in den -Zylinder geschoben wird; nun zieht man von der anderen Seite das noch -freie Ende der Spirale vorsichtig aus dem Zylinder heraus, hakt es -in den Haken von _d₂_ und drückt darauf _d₂_ in den Zylinder. Darauf -bringt man in die Glasröhre _g_ etwas gefärbtes Wasser und steckt sie, -wie aus der Abbildung ersichtlich, in die Öffnung von _d₁_. - -[Sidenote: Die Influenzelektrisiermaschine.] - -Rudi brauchte nun zu seinem Vortrag noch eine -Influenzelektrisiermaschine; diese lieh er sich einstweilen bei -einem Schulkameraden, weil er die Anfertigung dieser Maschine für -später aufschieben mußte. Da es jedoch für manchen jungen Bastler -von Interesse sein wird, zu erfahren, wie man die verschiedenen -Schwierigkeiten, die sich der Selbstanfertigung einer Influenzmaschine -entgegenstellen, leicht umgehen kann, so wollen wir schon jetzt davon -eine Beschreibung geben. - -[Sidenote: Glasscheiben.] - -Wir beginnen zunächst mit den Glasscheiben; die Scheiben, die für -Reibungselektrisiermaschinen gut verwendet werden können, sind für -Influenzmaschinen nicht immer die geeignetsten; die Hauptsache ist, daß -das Glas gut isoliert. Wir suchen zuerst, ob wir in unserem Glasvorrat -etwas Geeignetes finden[1]; wenn nicht, dann suchen wir bei einem -Glaser die beste Glassorte aus, wobei auch darauf zu achten ist, daß -die Glastafeln möglichst eben sind. Wir lassen uns nun zwei kreisrunde -Scheiben schneiden, deren Durchmesser womöglich 60 _cm_, keinesfalls -aber weniger als 30 _cm_ betragen darf. Wer ganz sicher gehen will und -größere Auslagen nicht scheut, besorgt sich die Glasscheiben bei einem -Mechaniker oder von ~Warbrunn, Quilitz u. Co. zu Berlin~, welche Firma -auch ausgezeichnete Gläser für Leidener Flaschen liefert. - -[Illustration: Abb. 15. Rudi bei der Anfertigung einer -Influenzelektrisiermaschine.] - -[Sidenote: Der Schellacküberzug.] - -Durch die Mittelsenkrechten zweier Sehnen finden wir die Mitten der -Scheiben und bezeichnen sie je mit einem Tuschepünktchen; ist die -Tusche fest aufgetrocknet, so werden die Scheiben zuerst mit Seifen-, -dann mit reinem, gewöhnlichem, endlich mit destilliertem Wasser und -zuletzt mit Weingeist abgewaschen; der Weingeist muß selbst rein sein -und darf nur mit einem ganz reinen Schwämmchen aufgetragen werden. -Die zweite Aufgabe ist, beide Scheiben mit einem feinen Überzug von -Schellackfirnis zu versehen. Wir lassen 30 _g_ Schellack in ¼ Liter -Spiritus sich vollständig lösen und gießen kurz vor dem Gebrauch noch -100 _ccm_ reinen Spiritus zu und schütteln kräftig; die Lösung wird -noch filtriert und ist dann gebrauchsfertig; soll sie längere Zeit -aufbewahrt werden, so lege man, um die Feuchtigkeit zu binden, ein paar -Gelatinestreifen hinein und halte die Flasche stets gut geschlossen. -Das Auftragen der Lösung geschieht mit einem ~großen, weichen~ Pinsel, -der vor dem Gebrauch durch Klopfen und Waschen von allem Staub befreit -werden muß. Es ist ziemlich wichtig, einen schönen gleichmäßigen -Schellacküberzug zu erzielen, und es dürfte wohl manchem nicht auf -das erste Mal gelingen. Die Scheibe wird auf eine Zigarrenkiste oder -besser auf eine runde Pappschachtel gelegt, deren Durchmesser etwa -handbreit kleiner ist, als der der Scheibe. Die Schellacklösung wird -in ein offenes Gefäß gegossen. Doch bevor wir mit dem Überstreichen -beginnen, muß die Scheibe angewärmt werden; ist es Sommer, so können -wir sie einfach etwa eine halbe Stunde den Sonnenstrahlen aussetzen, -andernfalls muß die Erwärmung künstlich geschehen (am besten über einer -Dampf- oder Warmwasserheizung). Die Scheibe darf so warm sein, daß wir -sie gerade noch mit der Hand anfassen können. Nun wird sie auf die oben -erwähnte Unterlage gelegt, so daß der äußere Rand auf der Unterseite -frei bleibt. Das Überstreichen muß recht gewandt ausgeführt werden; mit -großen Strichen überfahren wir die Fläche und achten darauf, daß keine -Stelle frei bleibt, aber auch keine zweimal überstrichen wird, damit -wir einen möglichst gleichförmigen Überzug erhalten. Wir streichen mit -der rechten Hand, in der linken haben wir ein in Spiritus getauchtes -Läppchen, mit welchem wir alles, was von der Lösung am Rand auf die -Unterseite der Scheibe gelangt, sofort abwischen. Hat man keinen -gleichmäßigen Überzug erzielt, so tut man am besten, die ganze Scheibe -mit Spiritus abzuwaschen und von vorn zu beginnen. Ist der Anstrich bei -beiden Seiten gelungen, so läßt man sie an einem staubfreien Orte, etwa -in einer großen Tischschublade, einen Tag liegen. Die anderen Seiten -der Scheiben werden genau so behandelt, nur dürfen sie diesmal nicht -so stark erwärmt werden und es muß ein Überlaufen von Schellackfirnis -unbedingt vermieden werden. ~Man bezeichne sich die zuerst bestrichenen -Seiten der Scheiben.~ Diesmal lassen wir sie nur 5 bis 6 Stunden in der -Schublade liegen und stellen sie dann ~senkrecht~ an einem staubfreien -Orte so auf, daß sie außer an den Kanten nirgends anliegen; so lassen -wir sie 2 Tage unberührt stehen. - -[Illustration: Abb. 16. Anfertigung der Achsenrohre.] - -[Illustration: Abb. 17. Achsenrohr.] - -[Illustration: Abb. 18. Aufgelötete Messingscheibe.] - -[Sidenote: Die Achsenansätze.] - -Unterdessen fertigen wir die beiden Achsen an. Dazu brauchen wir -zunächst zwei Messingstäbe, je 15 _cm_ lang und 5 bis 7 _mm_ dick, -ferner 50 _cm_ blanken, geglühten, 2 _mm_ starken Kupferdraht. Den -Draht reiben wir mit Glas- oder Schmirgelpapier sauber und wickeln -ihn dann in dicht nebeneinanderliegenden Windungen zu einer 3 _cm_ -langen Spirale auf einen der Messingstäbe auf (Abb. 16); ein Stück -Lötzinn wird zu einem feinen Plättchen ausgehämmert und um die -mit Lötwasser bestrichene Spirale herumgebogen, aus der wir den -Messingstab herausziehen und sie dann in die Flamme eines Spiritus- -oder Bunsenbrenners halten, bis sich das Lot gleichmäßig zwischen den -Windungen verteilt hat. Nachdem sich dies so entstandene Rohr abgekühlt -hat, sägen wir es mit einer in den Laubsägebogen eingespannten -Metallsäge in vier gleiche Teile. Diese vier Ringe sollen sich immer -noch bequem über die Messingstange schieben lassen; sollte dies -Schwierigkeiten machen, weil vielleicht etwas zu viel Lot in das Innere -gedrungen ist, so entferne man dies mit der Rundfeile. Nun schneide man -aus Messingblech zwei Rechtecke von je 30 × 65 _mm_. Bei jedem machen -wir an dem einen Ende mit einer Blechschere 10 bis 12 Einschnitte -von je 2 _cm_ Länge parallel zu den Längskanten, so daß also 45 _mm_ -uneingeschnitten übrig bleiben. Auf jedes Blech legen wir zwei von -den vier Ringen, den einen am inneren Ende der Einschnitte nach innen -zu, den anderen am entgegengesetzten nicht eingeschnittenen Rande, -so daß zwischen ihnen etwa 3 _cm_ Raum bleibt; dann rollen wir das -Blech fest um die Ringe. Es wird keinen vollständig geschlossenen -Zylinder bilden, vielmehr wird ein etwa 4 _mm_ breiter Zwischenraum -frei bleiben. Wir umwickeln nun diesen Blechzylinder fest mit Draht und -löten ihn mit den Kupferringen zusammen. Nach dem Abkühlen entfernt -man den Draht. Eines der so erhaltenen Achsenrohre zeigt Abb. 17: -_a_ sind die Kupferdrahtringe, _b_ ist der Blechzylinder mit den -durch Einschneiden entstandenen Streifen _c_. Um nachher diese beiden -Achsenrohre an den Glasscheiben ankitten zu können, schneiden wir uns -aus Messingblech zwei Scheiben von je 6 _cm_ Durchmesser und sägen -bei jeder genau in der Mitte ein Loch, durch welches das in Abb. 17 -dargestellte Achsenrohr sich gerade noch hindurchschieben läßt; nachdem -wir das getan haben, biegen wir die Blechstreifen um und löten sie an -der Messingscheibe fest (Abb. 18). Nunmehr wird die ebene Blechscheibe -_a_ mit einer Flachzange am ganzen Rande, von der Achse weg ein wenig -krumm gebogen, wie das in der Abb. 19 deutlich zu sehen ist; aus dieser -Zeichnung geht auch hervor, wie dieser in der Abb. 18 abgebildete -Teil auf der Glasscheibe aufzukitten ist: _G_ ist die Glasscheibe, -_S_ der Schellackkitt, _B_ die Messingscheibe, _R_ die Kupferringe -und _H_ die Messinghülse. Das Aufkitten mit Schellack erfolgt genau -in der schon bei der Reibungselektrisiermaschine angegebenen Weise; -nur müssen wir, um das Achsenrohr mit dem schon erwähnten Winkelmaß -(Abb. 8) genau senkrecht zu stellen, eine der beiden Messingstangen -in das Rohr stecken und dann wie oben beschrieben verfahren (siehe -auch Abb. 20). Diese Achsenrohre müssen bei beiden Scheiben auf die -~zuerst~ bestrichenen Seiten aufgekittet werden. Sollte sich nach -dem Auftrocknen des Kittes herausstellen, daß die Achsenrohre doch -nicht genau senkrecht stehen, was man am deutlichsten erkennt, wenn -man die Scheiben auf ihren Achsen rotieren läßt, so kann man noch -folgende Vorkehrung treffen: Wir löten, wie aus Abb. 21 hervorgeht, -eine Messingscheibe _M_, ähnlich der Scheibe _B_, nur etwas kleiner, -aber dicker als diese mit ein paar Millimeter Abstand an. (Mit dem -Lötkolben rasch anlöten, damit sich das Glas nicht zu sehr erwärmt!) Am -sichersten geht man, wenn man diese Vorrichtung gleich von vornherein, -also schon vor dem Aufkitten, an dem Achsenrohr anbringt. Vorher haben -wir schon nahe dem Rande in gleichen Abständen drei Löcher gebohrt -und über jedes Loch eine Schraubenmutter (_R_) gelötet. (Wir können -auch das Muttergewinde in die Scheibe _M_ selbst bohren.) Mit drei -Metallschrauben, die wir durch diese Muttern eindrehen und verschieden -stark anziehen, können wir nun mit Leichtigkeit die senkrechte Stellung -der Achsenrohre erreichen. Nun müssen wir noch auf die Innenseite der -einen Scheibe genau in der Mitte, also dem Achsenrohr gegenüber, mit -einem Tropfen Schellack ein Zweipfennigstück aufkleben. - -[Illustration: Abb. 19. Aufkitten auf die Glasscheibe.] - -[Illustration: Abb. 20. Anlegen des Winkelmaßes.] - -[Illustration: Abb. 21. Vorrichtung zur Erzielung der senkrechten -Achsenstellung.] - -Während der übrigen Arbeit sollen die Scheiben unberührt liegen -bleiben. Wir richten uns deshalb zwei Holzklötzchen her, die wir je mit -einem Loch versehen, in das die Achsenrohre eingesteckt werden, so daß -die Scheiben in horizontaler Lage aufbewahrt werden können, ohne daß -das Glas selbst irgendwo aufliegt. An einem staubfreien abgeschlossenen -Platze werden die Scheiben bis auf weiteres aufbewahrt. - -[Illustration: Abb. 22. Maschinengestell.] - -[Sidenote: Das Maschinengestell.] - -[Illustration: Abb. 23. Achsenträger.] - -[Illustration: Abb. 24. Außenseite eines Achsenträgers.] - -[Sidenote: Die Achsenträger.] - -Wir wenden uns nun zu dem Maschinengestell. Zuerst schneiden wir uns -eine Pappscheibe, genau so groß wie die Glasplatten, und stecken -durch sie eine Messingstange, 30 _cm_ lang und genau so stark (5 bis -7 _mm_), wie die schon erwähnten Achsen. Abb. 22 zeigt das Gestell im -Grundrisse; _Gl_ sollen die später einzusetzenden Glasscheiben sein. -Entsprechend ihrer Größe wählen wir nach Anleitung des Grundrisses -ein starkes Grundbrett _a_ von ausreichender Länge und Breite. _c_ in -Abb. 22 zeigt die Befestigungsstelle der Achsenträger (Abb. 23). Man -fertige sie beide aus Holzstücken, deren Länge je um 7 _cm_ mehr als -der Scheibenradius beträgt und mache sie unten 10, oben 6 _cm_ breit. -Oben ist ein etwa 15 _mm_ weites Loch _a_ zu bohren, und daneben sägen -wir zu beiden Seiten einen Schlitz _b_ von 20 _mm_ Länge und 5 _mm_ -Breite. Auf der Innenseite des Achsenhalters befestigen wir mit vier -Holzschrauben eine Eisen- oder Messingplatte (in Abb. 23 durch die -punktierte Linie und mit _b_ bezeichnet), die das Loch _a_, nicht aber -die seitlichen Schlitze verdeckt. Die Platte muß ziemlich stark sein -(3 _mm_) und kann nötigenfalls durch Aufeinanderlöten von zwei oder -drei Blechscheiben hergestellt werden. Ehe diese Platte aufgeschraubt -wird, ist sie mit einer mittleren Durchbohrung zu versehen, weit genug -(5 bis 7 _mm_), daß die Scheibenachse gerade noch hindurchgesteckt -werden kann. Die Platte ist so aufzuschrauben, daß ihre Durchbohrung -mit dem Loche _a_ konzentrisch wird. Abb. 24 zeigt in etwas größerer -Darstellung die Außenseite eines Achsenträgers und eine daraufliegende -Metallplatte _a_ von etwa 5 × 1 _cm_ Größe, die das Loch _c_ und die -beiden Schlitze _d_ bedeckt und drei Durchbohrungen hat: eine runde in -der Mitte (5 bis 7 _mm_ weit) und zwei viereckige, die Schlitze _d_ -rechtwinkelig kreuzend. Diese Metallplatte wird jedoch folgendermaßen -befestigt: man steckt durch die einander kreuzenden Schlitze je eine -Metallschraube von 5 _mm_ Dicke, deren Kopf man durch Überschieben -eines breiten flachen Metallringes vergrößert, und schraubt eine -passende Schraubenmutter auf das Gewinde. Die Platte _a_ in Abb. 24 -wird dadurch festgehalten und kann nach Lüftung der beiden Muttern nach -oben, unten und der Seite verschoben werden; denselben Teil zeigt Abb. -25 im Schnitt, _a_ ist die verstellbare Metallplatte, _b_ der hölzerne -Achsenträger, _c_ das runde Loch darin und _d_ die Achse. - -[Illustration: Abb. 25. Achse im Träger.] - -[Illustration: Abb. 26. Schematischer Aufriß der Maschine.] - -Die beiden Achsenträger sind nun an den zwei in Abb. 22 mit _c_ -bezeichneten Stellen auf dem Grundbrette zu befestigen, indem wir -zunächst von dessen Unterseite her je zwei Schrauben eindrehen, durch -das Brett hindurch bis in die Achsenträger. Da diese Befestigung -wahrscheinlich nicht ausreichen würde, so schneiden wir von einer -sogenannten Glaserlatte vier längere (je 10 _cm_) und vier entsprechend -kürzere Stücke ab und schrauben sie bei jedem Achsenträger um dessen -Fuß herum so auf das Grundbrett auf, daß sie seitlich ganz fest an den -Trägern anliegen und diese wie in einer Versenkung stehen. Zur Probe -und Abschätzung der Größenverhältnisse kann nun die Pappscheibe mit -ihrer Achse in die Achsenlager der Träger eingesetzt werden. Abb. 26 -zeigt einen schematischen Aufriß der Maschine, wobei _S_ die Scheibe, -_T_ die Achsenträger bezeichnet. - -[Sidenote: Die Spitzenkammträger.] - -Nunmehr sind die Träger _g_ der beiden Spitzenkämme _Sp_ anzubringen. -Die Träger _g_ sind Glasstäbe oder dickwandige Glasröhren, etwa 2 _cm_ -im äußeren Durchmesser und an Länge etwa gleich den Achsenträgern _T_. -Sie sind innen und außen genau so zu reinigen wie die Glasscheiben -und auch in der gleichen Weise ebenfalls innen und außen mit einem -Schellacküberzug zu versehen und dann 1 bis 2 Tage an einem staubfreien -Orte liegen zu lassen. Unterdessen besorgen wir uns zwei Holzklötze -(Abb. 26 _k_), jeden 4 × 4 _cm_ breit und 5 _cm_ hoch. Jeder dieser -Klötze erhält von oben nach unten eine 3 _cm_ tiefe Bohrung, die so -weit ist, daß wir die Glassäule bequem mit Siegellack oder Schellack -einkitten können. Das obere Ende der Röhre (wenn wir eine solche und -keinen Glasstab benutzt haben) wird mit einem Korke verschlossen und -dann, wenn wir sicher sind, daß keine Feuchtigkeit in dem Rohre ist, -das heißt, wenn es sich auf der Innenseite nach ein paar Stunden noch -nicht beschlagen hat, mit Siegellack abgedichtet. Nachdem letzteres -geschehen ist, krönen wir die Glassäule mit einem Holzklotz _f_, 4 × 4 -_cm_ breit, 7 _cm_ hoch. Die Kammträger werden 3 _cm_ vom Scheibenrande -entfernt an den in Abb. 22 mit _b_ bezeichneten Stellen aufgeschraubt -und ebenso wie die Achsenträger mit Lattenstückchen umgeben. - -[Sidenote: Die Triebräder.] - -Die nächste Arbeit besteht in der Anfertigung der Triebräder, die -in Abb. 27 mit _R_ bezeichnet sind. Man stellt sie aus Holz her und -versieht sie am Rande mit einer Furche zur Aufnahme der Triebschnur. -Die Achse dieser Triebräder muß durch entsprechende Löcher gehen, die -in _T_ einzubohren sind, und soll nahe unter den untersten Scheibenrand -zu liegen kommen. Um einen leichteren Gang zu erreichen, können -wir die Lager dieser Achse _T_ mit Lagerröllchen ausstatten, deren -Herstellung schon bei Abb. 16 beschrieben wurde. Zur Befestigung der -Triebräder bohre man an den entsprechenden Stellen dünne Löcher in -die Achse und treibe Drahtstifte hindurch, an welchen dann die Räder -so befestigt werden, daß sie sich auf der Achse nicht mehr drehen -können. Mit ebensolchen Drahtstiften ist die Achse selbst in ihren -Lagern zu fixieren. Am einen Ende feilt man die Achse vierkantig und -befestigt mit größter Vorsicht an ihr die Kurbel _k_, die mit einem -entsprechenden Loche versehen sein muß. - -[Illustration: Abb. 27. Antrieb der Scheiben.] - -[Sidenote: Das Einsetzen der Scheiben.] - -Nun erfolgt das Einsetzen der Glasscheiben (Abb. 28). Die Scheiben -werden hervorgeholt und man steckt die zu Anfang unserer Betrachtung -erwähnten je 15 _cm_ langen Messingachsen _b_ von außen durch die -Metallplatten _c_ und durch _h_ in die Achsenrohre _a_, nachdem man -an entsprechenden Stellen die ebenfalls mit einer Furche versehenen -Triebrollen _d_ auf ihnen befestigt hat. Die Achsen _b_ werden so weit -nach innen geschoben, daß die beiden Glasscheiben _g_ in der Mitte -sitzend nur noch durch das auf der einen aufgekittete Geldstück _f_ -voneinander getrennt sind; durch Verstellen der Platten _c_ muß man -es dahin bringen, daß die Scheiben _g_ genau vertikal und zueinander -vollkommen parallel stehen. Da wo sich die Achsenrohre auf den Achsen -drehen, werden diese ~gleich~ etwas eingeölt. - -[Illustration: Abb. 28. Achsenlager der Scheiben.] - -[Illustration: Abb. 29. Stellung der Spitzenkämme.] - -[Illustration: Abb. 30. Durchschnitt des Spitzenkammträgers.] - -[Illustration: Abb. 31. Spitzenkammträger.] - -[Sidenote: Die Spitzenkämme.] - -Wir kommen nun zur Herstellung der Spitzenkämme. Ihre Größe im -Verhältnis zu den Scheiben, sowie ihre Stellung zu denselben geht aus -dem schematischen Grundriß der Abb. 29 hervor; dabei sind _c_, _c_ die -Holzklötze, welche die schon erwähnten Spitzenkammträger krönen. Nun -sind zuerst einmal alle Ecken und Kanten dieser Holzklötzchen völlig -abzurunden; dann erhalten sie auf zwei einander gegenüberliegenden -Seiten je eine Furche, die so weit und tief ist, daß sie die nachher -für den Spitzenkamm zu verwendende Röhre genau zur Hälfte in sich -aufnimmt; Abb. 30 ist ein Schnitt, Abb. 31 eine Ansicht dieses Teiles. -Die Spitzenkämme selbst werden bei kleinen Maschinen aus mindestens -5 _mm_, bei großen aus mindestens 10 _mm_ weiten Messingröhren -hergestellt. Wir brauchen vier gleichlange Stücke, welche in Abb. 29 -mit _Sp_ bezeichnet sind. Ferner benötigen wir zwei etwa 3 _cm_ weite -Messingrohre, wie wir solche schon zu dem in der Abb. 3 dargestellten -Konduktor verwendet haben, ihre Länge soll etwa gleich dem Abstand der -beiden Achsenträger _T_ sein. Jedes dieser Rohre erhält drei Bohrungen. -Das erste Loch sei möglichst nahe dem einen Ende; die Mitte des zweiten -Loches sei von der Mitte des ersten genau um die Dicke des Holzklotzes -_c_ (4 _cm_) entfernt; das dritte Loch ist nahe dem anderen Ende. Diese -Bohrungen sollen so weit sein, daß wir die Messingröhren _Sp_ und _b_ -gerade noch hindurchschieben können. Die Röhren _Sp_ erhalten da, wo -sie an _c_ anliegen sollen, je eine Bohrung, durch welche sie mittels -einer Holzschraube an _c_ festgeschraubt werden können. Statt hierbei -Holzschrauben zu verwenden, können wir uns bei einem Mechaniker vier -Messingkügelchen drehen und je mit einem Muttergewinde versehen lassen, -ebenso zwei 3 _mm_ starke Messingstäbchen etwa 6 _cm_ lang, und an den -Enden ebenfalls mit Gewinde versehen. Wir durchbohren nun nicht nur -die Rohre _Sp_, sondern auch _c_, so daß wir die Messingstäbchen ganz -hindurchstecken und durch beiderseitiges Aufschrauben der Kugelmuttern -die Rohre _Sp_ an _c_ anklemmen können. - -Nun müssen wir die Spitzenreihen auflöten. Die Spitzen sollen etwa 1 -_mm_ Abstand von den Glasscheiben haben. Wir besorgen uns eine große -Anzahl von Stecknadeln von passender Größe. Wir dürfen für eine 20 -_cm_ lange Spitzenreihe 80 bis 100 Nadeln rechnen. Die Rohre _Sp_ -werden auf einer Seite etwas flach gefeilt, die Nadeln werden einzeln -mit Schmirgelpapier abgerieben und mit den Spitzen in entsprechenden -Abständen in einen Pappstreifen gesteckt und mit ihren Kopfenden -- -die Köpfe selbst sind alle mit einer Drahtzange abgezwickt worden -- -auf die abgeflachte Seite des Rohres gelegt; durch Beschweren und -Unterstützen werden beide Teile in dieser Lage festgehalten und mit -Lötwasser bestrichen; unter Anwendung von ziemlich viel Lot werden die -Nadeln aufgelötet. Nach dem Erkalten wird die ganze Lotstelle sorglich -rund gefeilt. Sollte sich nachher herausstellen, daß einige Nadeln zu -lang sind und die Glasscheiben berühren, so kann man sie durch Biegen -nach oben oder unten auf ihren richtigen Abstand bringen. Ist dies -alles geregelt, so können wir die Rohre _a_ über die noch frei über _c_ -hinausragenden Endstücke von _Sp_ schieben und anlöten. An die Enden -selbst löten wir kleine Kugeln _k_. Die Enden der Rohre _a_ haben wir -schon vorher, wie bei dem Konduktor in Abb. 3, mit Kugelhauben versehen. - -[Sidenote: Die Elektrodenstangen.] - -Nun wären noch die Elektrodenstangen anzubringen; ihre Form geht aus -Abb. 29 hervor; sie werden aus dem gleichen Material gefertigt wie -die Spitzenkämme und müssen sich in der für sie bestimmten Bohrung in -_a_ hin und her schieben lassen. Die inneren Enden werden mit Kugeln -versehen, die äußeren müssen isolierende Griffe erhalten. Diese können -wir uns selbst in der Weise herstellen, daß wir die mit einer groben -Feile aufgerauhten Enden mehrfach mit in Schellackfirnis getränktem -Bindfaden umwickeln und nach dem Auftrocknen des Schellacks mit einer -dicken Schicht roten Siegellacks überziehen. - -[Sidenote: Die Ausgleicher.] - -Abb. 26 zeigt nun noch die beiden Ausgleicher _A_, die wir aus zwei -Kupferdrähten von 3 _mm_ Stärke herstellen; die Länge der Drähte darf -etwas weniger als der Durchmesser der Scheiben betragen. Sie werden -mit ihren Mitten an den Achsenträgern befestigt und erhalten an ihren -Enden aus Metalldresse hergestellte Pinselchen, die auf den Scheiben, -etwa 4 _cm_ vom Rande, leicht aufliegen sollen. Die Stellung der beiden -Ausgleicher ist aus Abb. 26 zu ersehen: _A₂_ ist der vordere und bildet -mit den Kämmen einen Winkel von 45°, _A₁_ befindet sich auf der anderen -Seite der Scheiben und kreuzt _A₂_ unter einem rechten Winkel. - -[Illustration: Abb. 32. Stanniolbeläge an den Außenseiten der Scheiben.] - -[Sidenote: Aufkleben des Scheibenbelages.] - -Nun geht die Maschine ihrer Vollendung entgegen. Wir nehmen die -Scheiben nochmals heraus und bestreichen alle Holzteile mit Schellack. -Die Scheiben selbst versehen wir jetzt mit den Stanniolbelägen: Wir -zeichnen auf einen Bogen Papier einen Kreis, dessen Durchmesser gleich -dem Scheibendurchmesser ist. Dieser Kreis ist in Abb. 32 mit _a_ -bezeichnet; außerdem zeichnen wir mit einem 2 bis 2,5 _cm_ kleineren -Radius einen zweiten (_b_) und mit einem je nach Scheibengröße 6 bis -10 _cm_ kleineren Radius einen dritten konzentrischen Kreis (_c_). Den -Umfang der Kreise _b_ und _c_ teilen wir dann in 16 bis 24 gleiche -Teile und verbinden die Teilpunkte paarweise. Endlich zeichnen wir wie -in Abb. 32 um diese Linien schraffierte Flächen auf, die etwa halb -bis ein Drittel so breit sind als ihre Zwischenräume. Einen dieser -Sektoren schneidet man heraus und fertigt sich nach seinem Muster die -doppelte Anzahl (32 bis 48) Beläge aus starkem Stanniol. Man legt -nun zunächst die eine, dann die andere Scheibe auf die Zeichnung und -beklebt eine jede da, wo die schraffierten Flächen durchscheinen, mit -Stanniolbelägen. Das Bekleben geschieht folgendermaßen: man bestreicht -den Stanniolstreifen auf einer Seite mit einem Pinsel mit Spiritus, -legt ihn mit der bestrichenen Seite auf die Glasplatte, gleich genau an -seinen Platz, und streicht ihn dann mit dem Finger fest auf, ohne ihn -aber dabei zu verschieben. - -[Illustration: Abb. 33. Auflegen der Treibschnüre.] - -[Sidenote: Die Treibschnüre.] - -Sind die Sektoren alle aufgeklebt, so kann die Maschine wieder -zusammengesetzt werden, und es fehlen dann nur noch die Treibschnüre. -Da sich die Scheiben in entgegengesetzter Richtung drehen müssen, so -können wir dies nur dadurch erreichen, daß wir auf der einen Seite -die Schnur direkt, auf der anderen sich kreuzend über Triebrad und -Triebrolle führen. Abb. 33 veranschaulicht diese Anordnung. - -Pünktliche, saubere Arbeit ist die erste Bedingung für das Gelingen. -Wer alle hier gegebenen Anweisungen genau befolgt, dem bleibt der -Erfolg sicher nicht aus. Die Maschine selbst muß auch nach der -Fertigstellung sehr sorglich behandelt werden. Vor allem muß sie bei -Nichtgebrauch vor dem schädlichen Verstauben bewahrt bleiben, weshalb -es sehr ratsam ist, eine Papierhülle herzustellen, wie dies schon -bei der Reibungselektrisiermaschine (Seite 17) beschrieben wurde. -- -Läßt bei ein- bis zweijährigem Gebrauche die Wirkung der Maschine -nach, so sind die Scheiben völlig von ihrem Überzug und ihren Belägen -zu befreien und müssen von neuem hergerichtet werden, genau so, wie -das erste Mal. -- Für den Besitzer einer Influenzelektrisiermaschine -ist eine Reibungselektrisiermaschine überflüssig; diese hat nur den -Vorzug, daß sie einfacher herzustellen ist; dagegen ist sie weniger -leistungsfähig und erfordert viel mehr Arbeit, um aus ihr die benötigte -geringe Menge von Elektrizität zu erhalten. Die Influenzmaschine kann -für viele Versuche einen Funkeninduktor ersetzen. - -[Sidenote: Die letzten Vorbereitungen zum Vortrag.] - -Da unser Rudi alles, was er einmal anfing, auch pünktlich und gut -ausführte und lieber etwas mehr Zeit aufwandte, als etwas schlecht -zu machen, so war es über seinen Vorbereitungen Winter geworden. Die -nötigen Apparate waren fertig, auch wäre es in seinem Dachkämmerchen -jetzt zu kalt gewesen, um noch darin zu arbeiten. Es handelte sich -nun noch darum, den Vortrag selbst auszuarbeiten und schließlich denn -auch wirklich zu halten. Die Ausarbeitung des Vortrags machte unserem -Rudi zwar mehr Mühe, als er sich anfangs vorgestellt hatte, doch wurde -er verhältnismäßig bald damit fertig, und nun wurden die Zuhörer und -Zuhörerinnen geladen auf einen Sonntagnachmittag 6 Uhr. - -Es galt zunächst, das größte Zimmer der Wohnung in ein Auditorium -umzuwandeln. Zu diesem Zwecke wurde, von den schweren Möbeln abgesehen, -alles aus dem Zimmer herausgeräumt; zwei Schritte von der einen -kürzeren Wand entfernt wurde ein langer Tisch aufgestellt und vier -Schritte davon begannen die Stuhlreihen. Auf dem Tisch hatte Rudi die -Apparate so aufgestellt, wie er sie nacheinander in seinem Vortrag -brauchte. Die Mitte des Tisches hatte er freigelassen. Außerdem versah -er die einzelnen Lampen des Kronleuchters nach der Seite der Zuhörer -mit Lampenschirmen, so daß der Experimentiertisch zwar hell beleuchtet, -die Stuhlreihen aber im Schatten waren. Mit der Ausführung der -einzelnen Experimente hatte Rudi bereits seine jüngere Schwester Käthe -vertraut gemacht; sie sollte ihm während des Vortrags assistieren. - -[Sidenote: Der Vortrag.] - -Unter allerlei Vorkehrungen, die noch getroffen werden mußten, verging -der Nachmittag, die geladenen Gäste begannen zu kommen, und als die -letzte Tante eingetreten war und Platz genommen hatte, erschien Rudi, -gefolgt von seiner Schwester, die sich auf der einen Seite auf einen -Stuhl setzen mußte, stellte sich hinter seinen Tisch, schlug bedächtig -sein Vortragskonzept auf, ließ einen forschenden Blick über die Zuhörer -schweifen und begann also zu sprechen: - -„Meine Herren und Damen! Zuerst meinen besten Dank für Ihr zahlreiches -Erscheinen. Ich hoffe, daß es mir gelingt, Ihnen heute einige -interessante und lehrreiche Experimente vorzuführen, Experimente aus -dem Gebiet der Reibungs- und Influenzelektrizität.“ - -[Sidenote: Die geriebene Siegellackstange.] - -„Das Wort Elektrizität stammt von dem griechischen Worte Elektron, -das Bernstein bedeutet. Es war schon den alten Griechen bekannt, -daß Bernstein, wenn er gerieben wird, die Fähigkeit erlangt, kleine -leichte Gegenstände anzuziehen. Wie Sie alle wissen, ist Bernstein -ein Harz, und wir können daher dieses bekannte Experiment mit jeder -Siegellackstange wiederholen (Käthe war aufgestanden, rieb nun die -bereitgelegte Siegellackstange mit einem wollenen Lappen und führte -das Experiment aus), wie Sie hier sehen. Es gibt nun noch eine ganze -Reihe von Körpern, die durch Reibung diese Fähigkeit erlangen, die, -wie wir uns ausdrücken, elektrisch werden. So werden wohl manche von -Ihnen schon die Beobachtung gemacht haben, daß beim Kämmen der Haare -mit einem Kautschukkamme dieser elektrisch wird und die Haare anzieht; -oft hört man dabei ein Knistern, und im Dunkeln sieht man kleine -Fünkchen überspringen. Hier wird ein Stab aus Hartgummi gerieben, er -zeigt die gleiche Fähigkeit, ebenso dieser Glasstab. Wer eben den -Vorgang genau beobachtet hat, konnte sehen, daß einige der angezogenen -Papierschnitzel, kaum daß sie an dem Glasstab hingen, gleich wieder -weggeschleudert wurden. Woher mag das kommen?“ - -[Sidenote: Anziehung und Abstossung.] - -[Sidenote: Leiter und Nichtleiter.] - -[Sidenote: Die verschiedenen Elektrizitäten.] - -[Sidenote: Erklärungen über die elektrischen Erscheinungen.] - -„Ich habe hier an diesen beiden Gestellen je ein Holundermarkkügelchen -an einem Faden aufgehängt. Ich reibe diesen Hartgummistab mit einem -Katzenfell, und Sie sehen, wenn ich ihn hier in die Nähe bringe, -so wird das Holundermarkkügelchen sehr rasch angezogen, doch kaum -hängt es am Stab, so wird es heftig abgestoßen und weicht nunmehr -ständig dem Stab aus. Ich will nun das gleiche Experiment mit -diesem zweiten Holundermarkkügelchen anstellen: es wird ebenfalls -angezogen, doch springt dieses nicht ab; es bleibt vielmehr fest -hängen; ich reiße es los, es wird wieder angezogen. Was mag nun den -Unterschied in diesen beiden Erscheinungen hervorrufen? Dies erste -Kügelchen wird immer noch abgestoßen, das zweite angezogen. Wenn Sie -genauer zusehen, so bemerken Sie, daß das erste Kügelchen hier an -einem seidenen, das zweite an einem leinenen Faden aufgehängt ist. -Es muß also zwischen Seide und Leinen ein ganz besonderer mit der -Elektrizität zusammenhängender Unterschied bestehen. Sehen wir zu, -daß wir noch mehr Stoffe nach dieser Art voneinander unterscheiden -können. Ich will einmal das Kügelchen mit den Fingern berühren; nun -wird es von dem frischgeriebenen Hartgummistab wieder angezogen, doch -alsbald wieder abgestoßen. Berühre ich es mit diesem Glasstab, der -nun nicht mehr elektrisch ist (Käthe hatte ihn unterdessen, um ihn zu -entelektrisieren, mehrmals durch eine zu diesem Zwecke aufgestellte -Weingeistflamme gezogen), so verliert es seine Eigenschaft, von dem -Hartgummistab abgestoßen zu werden, nicht; berühre ich es dagegen -mit dieser Messingröhre, so fällt es wieder in seinen ursprünglichen -Zustand zurück und wird wieder erst von dem Ebonitstab angezogen. Ich -wiederhole nun dieses Experiment mit Gummi, Eisen, Holz, Schwefel, -Seide, Leinen, Porzellan, Kupfer. Diejenigen Stoffe, bei deren -Berührung das Holundermarkkügelchen seinen Zustand nicht ändert, will -ich hier (rechts), die anderen hier (links) hinlegen. (Er führte die -Versuche aus.) Sie sehen nun, hier (rechts) liegt der Gummischlauch, -diese Schwefelstange, das Seidentuch und der Porzellanteller, hier auf -dieser Seite (links) ist es dies Messer, der Holzstab, das Leinentuch -und der Kupferdraht. Wir können also hier die verschiedenen Stoffe -in zwei Gruppen trennen: in solche, die den elektrischen Zustand des -Holundermarkkügelchens ableiten, und in solche, die ohne Einfluß auf -ihn sind. Die Stoffe, die diesen elektrischen Zustand abzuleiten -vermögen, nennen wir kurz Leiter, die anderen nennen wir Nichtleiter -oder Isolatoren. Es wären also Glas, Siegellack, Seide, Porzellan, -Gummi, Schwefel Nichtleiter oder Isolatoren, dagegen Leinen, der -menschliche Körper, Holz, die verschiedenen Metalle Leiter der -Elektrizität zu nennen. Daraus erklärt sich nun auch, warum sich -das Holundermarkkügelchen am Leinenfaden anders verhält wie das am -Seidenfaden. (Kaum hatte Rudi das letzte Experiment beendet, als seine -kleine Assistentin das Holundermarkkügelchen mit dem ~Leinenfaden~ -entfernte und dafür ein solches an einem ~Seidenfaden~ an dem Gestell -aufhängte.) Ich habe nun hier zwei Holundermarkkügelchen, beide an -Seidenfäden, also isoliert aufgehängt. Ich will nun jedes einzeln mit -diesem geriebenen Glasstab berühren; Sie sehen das gleiche Schauspiel -wie vorhin, und nun werden beide von dem Glasstab abgestoßen; ich -rücke nun die beiden Gestelle zusammen, so daß unter normalen -Verhältnissen die Kügelchen einander berühren müßten, aber sie stoßen -nun einander ab; ich berühre sie mit der Hand, und jetzt hängen sie -ganz friedlich dicht nebeneinander. Jetzt will ich das eine wieder -mit dem geriebenen Glasstab berühren (nachdem er die Gestelle wieder -auseinandergerückt hatte), das andere aber mit diesem Ebonitstab -und nun die Gestelle vorsichtig wieder einander nähern: Sie sehen, -die Kügelchen ziehen einander an, jetzt sind sie beisammen und nun -fallen sie wieder auseinander und reagieren auch aus allernächster -Nähe nicht aufeinander. Es muß also zwischen der Elektrizität des -Glases und des Ebonits ein Unterschied bestehen. Ich will nun einmal -den gleichen Versuch mit Ebonit und Siegellack machen. (Das Reiben -der Stäbe besorgte stets Käthe mit großem Eifer.) Nun verhalten sich -die Kügelchen so wie vorhin, als ich beide mit dem Glasstab berührte; -also ist zwischen der Elektrizität des Siegellacks und des Ebonits -kein Unterschied. Ferner ersehen wir aus diesen Versuchen, daß, wenn -beide Kügelchen mit der gleichen Elektrizität ‚geladen‘ sind -- um -diesen Ausdruck jetzt schon zu gebrauchen -- sie einander abstoßen, -dagegen anziehen, wenn sie verschiedene Elektrizitäten tragen. Sie -sehen daraus, meine Herren und Damen, daß das Sprichwort: ‚Gleich -und gleich gesellt sich gern‘ hier nicht gilt. Über die eigentliche -Natur der elektrischen Erscheinungen war man lange Zeit nicht ins -klare gekommen. Hypothesen kamen und gingen, und früher wurde ein -heftiger und leidenschaftlicher Kampf um die einzelnen Erklärungen -geführt. Es ist heute nicht meine Aufgabe, Ihnen die geschichtliche -Entwicklung darzutun, ich will nur versuchen, Ihnen ein Bild, oder -richtiger gesagt: Bilder der Vorgänge zu entwerfen, Bilder, die -Ihnen verständlich sein können und die sich an die Tatsachen so nahe -anlehnen, daß sie für Sie als Erklärungen der Erscheinungen gelten -können.“ - -[Illustration: Abb. 34. Vorgang der Anziehung und Abstoßung.] - -„Man weiß heute, daß die elektrischen Erscheinungen eng verknüpft -sind mit den magnetischen, daß sie als Zustände des hypothetischen -Aethers aufzufassen und qualitativ mit Licht und Wärme identisch -sind. So kam es auch, daß die Erkenntnis der elektrischen Vorgänge -fast alle bis dahin noch vorhandenen Rätsel der Lichterscheinungen -gelöst hat. Wird ein Körper gerieben, so werden durch diese Reibung -die den Molekülen beigeordneten, die elektrischen Werte tragenden -sogenannten ~Elektronen~, die vorher willkürlich durcheinander lagen, -in eine bestimmte Ordnung und Stellung zueinander gebracht; dadurch -wird nicht nur der geriebene, sondern auch der reibende Körper in -den eigentümlichen elektrischen Zustand versetzt. Daß auch der -reibende Körper elektrisch wird, sehen Sie hier: Ich fasse diesen -amalgamierten Lederlappen, um ihn von meiner Hand zu isolieren, mit -dem Seidentuche an und reibe damit den Glasstab, mit welchem ich das -eine Holundermarkkügelchen berühre; mit diesem Reibzeug berühre ich -das andere Holundermarkkügelchen, und nun sehen Sie, daß die beiden -einander anziehen, also entgegengesetzt oder, wie man zusagen pflegt, -ungleichnamig geladen sind. Man kann sich die Elektrizitäten als zwei -verschiedene Stoffe denken, die alle Körper erfüllen und die für -gewöhnlich nicht zur Geltung kommen, da, wenn von beiden gleichviel -vorhanden ist, sie einander binden. Durch Reibung aber werden beide -getrennt; der eine bleibt auf dem reibenden, der andere auf dem -geriebenen Körper. Diejenige Elektrizität, die der Glasstab beim Reiben -annimmt, bezeichnen wir mit diesem Zeichen (hier machte Rudi auf eine -an der Türe hinter seinem Tisch angebrachte Tafel mit Kreide ein -+-Zeichen) und nennen sie positive Elektrizität; die andere, welche der -Siegellack- oder Hartgummistab annimmt, wird mit diesem Zeichen (−) -versehen und heißt negative Elektrizität. Den Vorgang der Anziehung -und Abstoßung soll Ihnen diese Zeichnung hier veranschaulichen (Käthe -hielt einen großen, mit weißem Papier überzogenen Pappendeckel -in die Höhe, auf welchen Rudi die obenstehende Abb. 34 in großem -Maßstabe aufgezeichnet hatte.) Sie sehen hier, dies stellt eine -Holundermarkkugel dar; die positiven und negativen Elektrizitäten -sind regellos verteilt. Bringe ich nun diesen positiv elektrischen -Glasstab in die Nähe, so werden die negativen Elektrizitätsteilchen -der Kugel auf die dem Stab zugekehrte, die positiven dagegen auf -die entgegengesetzte Seite wandern; da nun die ungleichnamigen -Elektrizitäten einander näher sind als die gleichnamigen, so wird die -Holundermarkkugel angezogen. Doch da nun bei der Berührung ein Teil -der positiven Elektrizität vom Glasstab auf die Kugel, von dieser aber -ein Teil der negativen Elektrizität auf den Glasstab übergeht, so wird -auf der Kugel bald ein Überschuß von positiver Elektrizität sein, -und deshalb wird nun das Kügelchen abgestoßen. Anders verhält sich -die Sache, wenn ich das Holundermarkkügelchen an einem ~Leinenfaden~ -aufhänge, es also in leitende Verbindung mit der Erde bringe: dann -flieht die abgestoßene Elektrizität nicht nur auf die andere Seite des -Kügelchens, sondern nimmt ihren Weg durch den leitenden Faden hindurch -bis in die Erde, und es bleibt nur die angezogene Elektrizität zurück; -deshalb wird auch das am Leinenfaden aufgehängte Kügelchen nicht -abgestoßen, wie das am Seidenfaden befestigte.“ - -[Illustration: Abb. 35. Darstellung der Verteilung der Elektrizitäten.] - -[Sidenote: Elektrische Verteilung.] - -„Um diese Vorgänge gewissermaßen dem Auge sichtbar zu machen, dient -dieser einfache Apparat hier: ein auf einer isolierten Glassäule -ruhendes und mit Kugelenden versehenes Messingrohr; hier nahe den -beiden Enden habe ich je zwei Holunderkügelchen an ~leinenen~ Fäden -aufgehängt. Bringe ich nun diesen stark geriebenen Ebonitstab in die -Nähe des einen Endes dieses Konduktors, so sehen Sie, daß die Kügelchen -beider Paare einander abstoßen. Die Erklärung dieser Erscheinung -gibt Ihnen diese Tafel hier (Käthe nahm die zweite Tafel hoch, auf -der das in Abb. 35 dargestellte Schema zu sehen war): Dieser negativ -geladene Ebonitstab zieht die positiven Elektrizitätsteilchen auf die -ihm zugekehrte Seite des Konduktors und treibt alle anderen nach dem -entgegengesetzten Ende; daher werden die beiden Kügelchen eines jeden -Paares gleichnamig geladen und stoßen einander deshalb ab. Entferne ich -nun den Stab wieder, so sinken sie zusammen. - -Ich kann die Verteilung der Elektrizitäten auch noch anders nachweisen. -Ich entferne zu diesem Zwecke die Kügelchen. Hier habe ich an einem -Seidenfaden eine kleine Messingkugel aufgehängt; bringe ich sie -mit einem elektrisch geladenen Körper in Berührung, so nimmt sie -dessen Elektrizität an, wie vorhin jenes Holundermarkkügelchen. Ich -will nun an diesem Gestell hier das elektrische Pendel, wie man die -Einrichtung auch nennt, mit positiver Elektrizität laden, indem ich -es mit dem geriebenen Glasstabe berühre. Bringe ich nun wieder wie -vorhin den Ebonitstab in die Nähe des Konduktors und berühre mit diesem -Messingkügelchen, das durch den Seidenfaden von meiner Hand isoliert -ist, das dem Ebonitstab zugewandte Ende dieses Leiters, so muß es -dessen Elektrizität annehmen; welcher Natur diese ist, können wir an -dem elektrischen Pendel sehen; es ist positiv geladen und wird von -dem Messingkügelchen abgestoßen, also enthält letzteres auch positive -Elektrizität, welche ich ihm durch Berühren mit der Hand entziehe. Ich -mache nun den gleichen Versuch, berühre das dem Ebonitstab abgewandte -Ende des Konduktors, und Sie sehen, daß das Holundermarkpendel von dem -Messingkügelchen angezogen wird. Wir haben also wirklich auf diesem -Konduktor die beiden Elektrizitäten getrennt. - -Ich bringe nun an dem Konduktor die beiden elektrischen Pendel wieder -an. Wenn ich den Ebonitstab in die Nähe bringe, so divergieren sie, -wenn ich ihn entferne, so fallen sie wieder zusammen. Wenn ich aber -diesen Konduktor, während der Hartgummistab in der Nähe ist, einen -Augenblick mit dem Finger berühre und dann den Stab entferne, so -divergieren nun beide Pendel, obgleich ich den elektrischen Stab -weit entfernt halte. Die Erklärung des Vorganges ist sehr einfach: -Berühre ich den Konduktor, dessen Elektrizitäten durch die Nähe -des elektrischen Stabes verteilt sind, mit der Hand, so wird die -abgestoßene negative Elektrizität zur Erde abgeleitet, während seine -positive, durch die negative des Ebonits gebunden, allein zurückbleibt; -entferne ich nun zuerst die Hand, dann den Stab, so bleibt der Rest -positiver Elektrizität auf dem ganzen Leiter verteilt zurück, wie die -Pendel zeigen; daß nun an beiden Enden wirklich gleiche Elektrizitäten -sind, können wir wieder mit dem Messingkügelchen nachweisen (hier -führte Rudi den oben genannten Versuch nochmals aus). Dadurch sind -wir also in stand gesetzt, einem isolierten Körper eine elektrische -Ladung zu geben. Man sagt, z. B., dieser Messingkonduktor sei positiv -geladen. Bringe ich in die Nähe eines solchen geladenen Körpers einen -ungeladenen, mit der Erde in leitender Verbindung stehenden, z. B. -meinen Finger, so sehen Sie, daß ein kleiner Funke überspringt. (Damit -dieser Funke besser gesehen werde, beschattete Käthe mit einem großen -schwarzen Karton den Konduktor und die Hand ihres Bruders.) Was ist -nun dieser Funken, woher kommt er und wann tritt er auf? Die positive -Elektrizität des Konduktors zieht die negative Elektrizität meines -Körpers an; es sammelt sich also in meiner Fingerspitze eine gewisse -Menge negativer Elektrizität an; je mehr ich den Finger dem Konduktor -nähere, desto stärker naturgemäß wirken die beiden Elektrizitäten -aufeinander und schließlich so stark, daß sie den Widerstand, den der -Luftzwischenraum ihnen entgegensetzt, überwinden und sich durch die -Luft hindurch vereinigen. - -[Sidenote: Das Elektroskop.] - -Hier habe ich nun noch einen einfachen Apparat, der dazu dient, -geringere Mengen von Elektrizität nachzuweisen: Er besteht aus einer -Glasflasche, durch deren Kork ein Messingstäbchen geht, das hier unten -zwei Plättchen aus ganz dünnem Metall trägt. Bringe ich in die Nähe -dieser Kugel einen elektrischen Körper, so tritt, wie vorhin bei dem -Konduktor, elektrische Verteilung ein, weshalb die beiden Plättchen, da -sie gleichnamig geladen sind, divergieren. - -[Sidenote: Das Elektrophor.] - -Die Tatsachen der elektrischen Verteilung hat man benutzt, um einen -einfachen Apparat zur Erzeugung von Elektrizität zu konstruieren. Es -ist das Elektrophor. Sie sehen hier eine Scheibe aus Schellack; ich -lege sie auf ein Blatt Stanniol und reibe sie mit einem Fuchsschwanz -ab, wodurch sie elektrisch wird. Lege ich nun einen Metalldeckel hier -darauf, so wird in ihm die Elektrizität so verteilt, daß die positive -auf der Unterseite, von der negativen des Kuchens gebunden, die -negative auf der Oberseite sich befindet; berühre ich den Deckel mit -der Hand, so leite ich dadurch die abgestoßene negative Elektrizität -ab und es bleibt nur noch positive zurück. Hebe ich die Metallscheibe -jetzt an dem isolierenden Glasgriff empor, so kann ich ihr, wie vorhin -bei dem Konduktor, mit dem Finger einen Funken entlocken. - -[Sidenote: Oberflächenverteilung und Spitzenwirkung.] - -Aus all diesen Experimenten geht also, um dies nochmals zu betonen, -deutlich hervor, daß die gleichnamigen Elektrizitäten einander -abstoßen, sich so weit voneinander entfernen, als sie nur können, und -daß die ungleichnamigen einander anziehen und binden. Wenn wir dies -bedenken, dann müssen wir zur Annahme kommen, daß z. B. bei einer -elektrisch geladenen Kugel sich die größte Menge der Elektrizität auf -der Oberfläche ansammeln muß, da ja die einzelnen elektrischen Teilchen -einander fliehen, soweit sie nur können; oder daß bei einem mit Ecken -und Spitzen versehenen Körper sich die Elektrizität besonders in diesen -anhäuft. Dies ist auch in der Tat der Fall, wie wir mit dieser Kugel -beweisen können: Ich will sie einmal mittels des Elektrophors mit -positiver Elektrizität laden und ebenso dieses Holundermarkkügelchen. -Sie sehen, das Holundermark wird abgestoßen; nun umgebe ich die Kugel -mit diesen beiden Halbkugeln (Abb. 4), entferne sie wieder, und Sie -sehen, diese stoßen das Holundermarkkügelchen ab, während nun die Kugel -unelektrisch geworden ist. - -[Sidenote: Das elektrische Flugrad.] - -Daß sich die Elektrizität besonders stark in Spitzen anhäuft und -infolge davon auch leicht aus diesen in die Luft ausströmt, beweist -das sogenannte elektrische Flugrad. Ich habe hier ein Rädchen mit -umgebogenen Spitzen; ich setze es auf eine Nadel, welche ich durch -ein Kettchen mit dieser Maschine, die ich nachher noch erklären -werde, verbinde; durch die Drehung der Scheibe dieser Maschine wird -Elektrizität erzeugt, die sich nun in den Nadelspitzen ansammelt, -und schließlich so stark aus ihnen ausstrahlt, daß sich infolge des -Rückstoßes das Rädchen dreht. Nehme ich das Rädchen ab, halte diese -einzelne Nadelspitze gegen die Flamme der Kerze hier und lasse die -Maschine drehen, so sieht es aus, als ob von dieser Spitze ein Wind -ausginge; dies ist auch in der Tat der Fall, und die Erscheinung rührt -daher, daß infolge der starken Ansammlung der Elektrizität in der -Spitze die benachbarten Luftteilchen ebenfalls elektrisch werden, und -da sie nun die gleiche Elektrizität enthalten wie die Spitze, so werden -sie von dieser abgestoßen, was dann die Winderscheinung, elektrischer -Wind genannt, verursacht. - -[Sidenote: Kondensatoren.] - -Aus den eben vorgeführten Experimenten ist ersichtlich, daß es nicht -gerade so ganz einfach sein wird, auf einem Leiter eine größere Menge -von Elektrizität anzusammeln; denn sobald sie eine gewisse Dichte -erreicht hat, so fängt sie an, einfach in die Luft auszuströmen. -Um dies zu verhindern, hat man, ich möchte sagen, eine kleine List -angewendet: - -[Sidenote: Franklinsche Tafel.] - -Ich habe hier eine Glastafel, auf beiden Seiten mit Stanniol überzogen; -lade ich mit dem Elektrophor die eine Seite mit positiver Elektrizität, -so wirkt diese verteilend auf die Elektrizitäten des anderen Belages: -die negative wird angezogen, die positive abgestoßen. Berühre ich -nun diesen Belag mit dem Finger, so leite ich die freie, abgestoßene -Elektrizität fort; nun ist hier nur noch negative und auf der anderen -Seite positive Elektrizität; da beide einander anziehen und sich -deshalb binden, so kann ich nun noch mehr positive Elektrizität -zuführen. Der gleiche Vorgang wird sich wiederholen, und ich kann ein -drittes Mal laden u. s. f. bis zu einer gewissen Grenze, die wir später -kennen lernen werden. Erwähnt sei noch, daß es nicht einerlei ist, -welcher Stoff sich zwischen den beiden Leitern befindet. Stelle ich -zwei Metallplatten, die den Stanniolblättern dieser Tafel entsprächen, -mit geringem Abstand einander gegenüber, so daß nur Luft dazwischen -ist, so kann ich keine so starke Ladung erzeugen, als wenn ich z. B. -eine isolierende Flüssigkeit (Petroleum) oder einen festen Körper -dazwischen bringe. Die ~Kapazität~, d. i. Aufnahmefähigkeit für -Elektrizitätsmengen, ist also nicht nur von der Größe des Leiters, -sondern auch von der Natur der isolierenden Substanz abhängig. Man -hat nun bestimmt, wievielmal größer die Kapazität der gleichen -Metallplatten bei gleichem Abstand wird, wenn man statt Luft andere -Isolatoren verwendet; die Zahlen, die sich dabei für die verschiedenen -Stoffe ergeben haben, nennt man deren ~Dielektrizitätskonstanten~ -bezogen auf Luft = 1. Wir werden nachher eine Methode kennen lernen, -die uns erlaubt, die Kapazität eines Kondensators zu messen. Habe ich -zwei Metallplatten, die auf Glasfüßen isoliert nur 5 _mm_ voneinander -entfernt stehen, so kann ich, sofern nur Luft zwischen den Platten ist, -auf der einen Platte, während die andere zur Erde abgeleitet ist, eine -gewisse Elektrizitätsmenge aufladen; bringe ich z. B. Glas dazwischen, -so kann mehr Elektrizität in die Platte dringen. Ich führe den Versuch -nicht aus, weil er mich zu lange aufhielte. - -[Sidenote: Leidener Flasche.] - -Nichts anderes als eine veränderte Form dieser Tafel, die auch die -Franklinsche Tafel genannt wird, ist die Kleistsche oder Leidener -Flasche. Sie sehen eine solche hier. Will ich sie laden, so stelle -ich sie so auf, daß der äußere Stanniolbelag in leitender Verbindung -mit der Erde steht, damit die freie Elektrizität abströmen kann. Ich -kann die Leidener Flasche dadurch laden, daß ich möglichst oft aus -dem geladenen Elektrophorteller ein Fünkchen in den Messingknopf der -Flasche, der durch diese Stange mit dem inneren Belag in Berührung -steht, überspringen lasse. (Während Rudi so sprach, führte Käthe den -Versuch aus.) Nachdem nun etwa fünfzig kleine Fünkchen in die Flasche -übergegangen sind, will ich das Laden unterbrechen und den gebogenen -Draht, den ich an diesem isolierenden Griffe anfasse, mit dem einen -Ende an den äußeren Belag anlegen und das andere der Kugel nähern -(ein heller klatschender Funke sprang über). Nun haben die beiden -Elektrizitäten, die sich durch das Laden auf den Belägen angesammelt -haben, durch den mittels des Entladers verkürzten Luftzwischenraum -hindurch einander ausgeglichen, wodurch die Flasche unelektrisch, das -heißt entladen worden ist. - -[Illustration: Abb. 36. Messen der Kapazität.] - -[Sidenote: Die Massflasche.] - -Die Mengen der Elektrizität, die sich in einer solchen Flasche -ansammeln lassen, sind nicht unbegrenzt, sondern hängen von der Größe -der Stanniolbeläge und von dem Dielektrikum ab; je mehr Elektrizität -ein Kondensator, wie solche Sammelvorrichtungen auch genannt werden, zu -fassen vermag, desto größer ist seine Kapazität, und wir können diese -Kapazität eines Kondensators messen, indem wir die eines anderen als -Maß benutzen. Einen solchen Maßstab sehen Sie hier; er ist im Grunde -nichts anderes, als eine gewöhnliche Leidener Flasche. Ich kann z. B. -messen, wievielmal so groß die Kapazität dieser großen Flasche ist als -die einer kleineren. Ich stelle den Kondensator, dessen Kapazität ich -messen will, ~isoliert~ auf. (Käthe, welche unterdessen die Apparate -zusammengestellt und verbunden hatte, verwendete zur isolierenden -Aufstellung der großen Flasche den Elektrophorkuchen, den sie noch -mit einem vierfach zusammengelegten Seidentuche bedeckte. Dann -stellte sie den Karton mit dem in Abb. 36 dargestellten Schema auf.) -Ich verbinde den äußeren Belag der zu messenden mit dem inneren der -messenden Flasche und den inneren der ersteren mit dem Konduktor der -Elektrisiermaschine. Setze ich nun diese in Bewegung, so wird die große -Flasche geladen; die dabei frei werdende Elektrizität auf dem äußeren -Belag der großen Flasche wird hier aber nicht zur Erde abgeleitet, -sondern dazu benutzt, die Maßflasche zu laden. Stelle ich nun diese -beiden Kugeln (_a_ _a_ in Abb. 36) auf einen bestimmten Abstand, so -wird sich die Maßflasche, sobald sie eine gewisse Ladung erhalten hat, -durch den geringen Zwischenraum hindurch entladen, um gleich wieder -von der immer noch frei werdenden Elektrizität des äußeren Belages neu -geladen zu werden, bis ein zweiter Funke überspringt. Dieser Vorgang -wiederholt sich so lange, bis auf der großen Flasche keine freie -Elektrizität mehr auftritt, das heißt bis sie ganz geladen ist. Ich -lasse nun die Maschine in Bewegung setzen und zähle die überspringenden -Funken: eins -- zwei -- drei -- vier -- fünf -- sechs -- -- nun kommt -keiner mehr. Die hier frei werdende Elektrizität hat also ausgereicht, -die kleine Flasche sechsmal zu laden. Ich will nun statt dieser -eine größere Flasche benutzen. (Rudi schaltete jetzt seine größte -Leidener Flasche ein und wiederholte den Versuch, wobei zwölf Funken -übersprangen.) Hier sind nun zwölf Funken übergesprungen, also gerade -nochmal so viel wie bei der kleineren Flasche; die Kapazität dieser ist -also nur halb so groß, als die der großen. Der besprochene Apparat wird -nach seinem Erfinder die Lanesche Maßflasche genannt. - -[Sidenote: Die Reibungselektrisiermaschine.] - -Ich will nun noch die Maschine, die ich heute schon mehrmals gebraucht -habe, und ihre Wirkungsweise erklären. Sie erinnern sich ja noch, daß -der Glasstab, mit dem amalgamierten Lederlappen gerieben, elektrisch -wurde. Hier bei dieser Maschine wird eine Glasscheibe dadurch, -daß man sie zwischen zwei anliegenden, amalgamierten Lederkissen -dreht, elektrisch; unweit des Reibzeuges ist die Scheibe von zwei -mit vielen Spitzen versehenen Brettchen umfaßt; die Spitzen, die -aus Stecknadeln hergestellt sind, stehen in metallischer Verbindung -mit der Messingkugel. Erinnern Sie sich nun an die Erscheinungen -der elektrischen Verteilung, so werden Sie leicht einsehen, daß von -der positiv geladenen Glasscheibe die positive Elektrizität in die -Kugel abgestoßen, die negative aber in die Spitzen angezogen wird. -Die Folge davon ist, daß die negative Elektrizität, von den Spitzen -auf die Glasscheibe ausströmend, diese unelektrisch macht, auf dem -Konduktor dagegen sich freie positive Elektrizität zeigt. Aber nicht -nur dies tritt ein, sondern man kann geradezu sagen, daß die positiven -Elektrizitätsteilchen der Glasscheibe, da sie einander gegenseitig -abstoßen, einander selbst in die Spitzen hineinjagen, oder, wie man -sich fälschlicherweise auszudrücken pflegt, von diesen ausgesaugt -werden; daher auch der Name Saugspitzen. - -[Sidenote: Die Influenzelektrisiermaschine.] - -Eine zweite Maschine, die ebenfalls zur Erzeugung von Elektrizität -dient, sehen Sie hier vor sich; es ist die sogenannte Wimshurstsche -Maschine. Sie ist auf dem Prinzip der Influenz -- daher auch -Influenzelektrisiermaschine genannt -- konstruiert. Elektrische -Influenz ist im allgemeinen nicht verschieden von der schon eingehend -besprochenen elektrischen Verteilung. Hier sind zwei Ebonitscheiben, -die in entgegengesetzter Richtung gedreht werden; diese aufgeklebten -Stanniolsektoren wirken gegenseitig etwa so, wie bei den Versuchen -über elektrische Verteilung der Hartgummistab und der Konduktor. Die -Ableitung der freien Elektrizität, die dort durch Berühren mit der Hand -hergestellt wurde, besorgen hier die Ausgleicher; nur werden dabei die -freien Elektrizitäten der Sektoren, die jeweils von diesen Pinselchen -berührt werden, nicht zur Erde abgeleitet, sondern sie gleichen -einander aus; daher der Name Ausgleicher. Durch diese Wechselwirkungen -wird erreicht, daß die Stanniolsektoren der beiden Glasscheiben -gerade dann ~gleiche~ Ladung haben, wenn sie einander zwischen den -Spitzenkämmen gegenüberstehen. Da jedoch die beiden Elektrizitäten -einander abstoßen, so treiben sie einander in die Spitzen, und durch -die Elektrodenstangen, die zu Anfang zusammenstoßen müssen, findet ein -Ausgleich der beiden Elektrizitäten statt. Entferne ich nun die Kugeln -etwas voneinander, so geht ein kontinuierlicher Funkenstrom über. - -[Illustration: Abb. 37. Darstellung des Ausgleiches der Elektrizitäten.] - -[Sidenote: Ausgleich der verschiedenen Elektrizitäten.] - -Über den Ausgleich der Elektrizitäten will ich nun noch einiges -erwähnen. Sie haben solche Ausgleiche bei dem Funken des -Elektrophortellers und bei der Entladung einer Leidener Flasche schon -gesehen. Wir haben oben gesagt, daß die Elektrizität als ein Zustand -des Äthers aufzufassen ist, ein Zustand, der von bestimmten Punkten -eben jener oben schon erwähnten Elektronen ausgeht und sich mit diesen -im Raum bewegen kann. Wir haben bisher hauptsächlich Erscheinungen der -ruhenden Elektronen betrachtet; in dem Ausgleich der verschiedenen -Elektrizitäten erkennen wir aber bewegte Elektronen. Wie man sich -nun den Vorgang eines derartigen Ausgleiches vorstellen kann, möge -Ihnen aus folgender Analogie erhellen: Sie erblicken hier auf dieser -Tafel (Rudis Schwester erhob den Karton, dessen Zeichnung in Abb. 37 -dargestellt ist) zwei Behälter, deren einer mit Wasser gefüllt ist; -hier unten ist ein Hahn, den wir uns vorerst geschlossen denken wollen. -Der gefüllte Behälter stellt einen positiv geladenen Leiter dar, der -leere einen solchen mit negativer Ladung; der ~geschlossene~ Hahn kommt -der isolierenden Substanz gleich, die die beiden Leiter noch trennt. -Öffne ich nun den Hahn, so fließt ein Teil des Wassers in den anderen -Behälter, bis es in beiden gleich hoch steht. Die analoge Erscheinung -bei entgegengesetzt elektrisch geladenen Körpern tritt ein, wenn wir -sie mit einem Draht verbinden, oder so nahe zusammenrücken, daß ein -Funke überspringt. Dabei ist aber eines noch zu beachten: bei dem -Beispiel mit den Wasserbehältern scheint der Ausgleich nur in der einen -Richtung und zwar in der des fließenden Wassers zu geschehen; wir -müssen uns deshalb die ursprüngliche ~Leere~ des Behälters _A_ auch als -ein bewegliches Medium vorstellen, das beim Öffnen des Hahns in _B_ -hinüberfließt, also entgegen dem Wasserstrom. Ich will einmal annehmen, -_B_ sei mit zwei Raummengen Wasser, die hier mit zwei Pluszeichen -angegeben sind, gefüllt; diesen entsprechen zwei Raummengen ~Leere~ -im Behälter _A_, die mit zwei Minuszeichen veranschaulicht seien. -Öffne ich nun den Hahn, so fließt die Hälfte der Wassermenge aus _B_ -in _A_ hinüber; dadurch ist nun _A_ nur noch halb leer, _B_ dagegen -nur noch halb voll; in jedem Behälter ist also ein Raumteil Leere und -ein Raumteil Wasser. Die zweite Figur der Tafel zeigt Ihnen diesen -Zustand. Sie sehen hier in jedem Behälter je ein + und ein -; auf die -elektrischen Verhältnisse übertragen, heißt das so viel als daß der -Körper _A_ und der Körper _B_ nun unelektrisch sind. - -[Sidenote: Der elektrische Strom.] - -Wenn man von einem elektrischen Strome spricht, so versteht man -gewöhnlich nur den positiven Richtungsstrom darunter, das heißt in -unserem Beispiel nur den Fluß des Wassers aus dem gefüllten in den -leeren Behälter. Man darf aber dabei nie vergessen, daß ebenso, nur in -entgegengesetzter Richtung, der negative Strom fließt. Was in unserem -Beispiel die Röhre ist, durch die bei geöffnetem Hahn das Wasser -fließt, ist bei der Elektrizität eine leitende Verbindung, z. B. ein -Metalldraht. Also so wie durch die Röhre das Wasser, so fließt durch -den Draht, der zwei entgegengesetzt geladene Körper verbindet, ein -elektrischer Strom, oder genauer zwei Ströme, ein positiver und ein -diesem entgegengesetzter negativer. - -[Sidenote: Erwärmung durch den elektrischen Strom.] - -Daß in einem zwei verschieden geladene Körper verbindenden Draht -tatsächlich etwas vor sich geht, beweist neben vielem anderen der -Umstand, daß sich dieser Draht erwärmt. Die Erwärmung können wir -mit einem Apparat (Abb. 14) nachweisen. Ich habe hier in einem -geschlossenen Raum eine Drahtspirale, durch welche ich einen -elektrischen Strom leiten kann; wird nun durch diesen Strom der Draht -warm, so wird die Luft erwärmt, dehnt sich aus, drückt dadurch auf -die blaue Flüssigkeitssäule in der Glasröhre und wird sie um einige -Dezimeter herunterschieben. (Rudi machte den Versuch, indem er die -Entladung seiner größten Leidener Flasche durch die Drahtspirale des -Apparats gehen ließ.) - -[Sidenote: Der Blitz.] - -Ich will nun noch einiges über die allen bekannte elektrische -Erscheinung des Gewitters sagen. Der Blitz ist ein riesenhafter -elektrischer Funke, oft von mehreren Kilometern Länge. In seiner Natur -ist er von den Funken, die ich hier erzeugen kann, nicht verschieden; -auch er ist der Weg eines elektrischen Ausgleiches durch die Luft. -Die Lichterscheinung rührt von der kolossalen Erwärmung der Luft -und der Staubteilchen her, die dabei ins Glühen geraten. Woher die -Wolken, zwischen denen der Blitz überspringt, ihre elektrische Ladung -erhalten, kann heute noch niemand bestimmt sagen, es bestehen allerhand -Hypothesen hierüber, doch ist keine haltbar genug, um der Erwähnung -wert zu sein. Wir müssen uns mit einer allgemeinen Betrachtungsweise -zufrieden geben. Wenn wir eine isolierte Spitze oder besser eine Flamme -mit den Blättchen eines guten Elektroskopes (siehe Anhang) verbinden -und sie an einer langen Stange in die Luft hinaufhalten, während das -Gehäuse mit der Erde leitend verbunden ist, so erhalten wir einen -Ausschlag, dessen Größe von vielen Faktoren, z. B. Ort, Jahreszeit, -Feuchtigkeit, Temperatur, Abstand von der Erde usw. abhängig ist. -Diese Tatsache beweist, daß von den höheren Luftschichten nach der -Erde zu ein Potentialgefälle vorhanden ist, das man bei sehr großen -Schwankungen auf rund 100 Volt pro Meter veranschlagen kann; daraus -folgt, daß die ganze Erdoberfläche eine starke negativ-elektrische -Ladung besitzt. Dieses bei gutem Wetter ziemlich gleichmäßige -Spannungsgefälle erleidet bei Wolken- und Gewitterbildungen ganz -beträchtliche Störungen, die so stark werden können, daß zwischen -Wolken und Erde oder zwischen zwei Wolken Spannungsdifferenzen -auftreten, die in die Millionen Volt betragen. Die Folge dieser großen -Spannungen ist der Blitz. Sind die Spannungen nicht so stark, daß es -zum Funkenausgleich kommt, so findet eine allmähliche Ausstrahlung der -Elektrizität statt, was sich bei Nacht durch feine „Büschellichter“, -auch „St. Elmsfeuer“ genannt, zu erkennen gibt: An Blitzableitern, -Hausvorsprüngen, Schiffsmasten und ähnlichen hervorragenden -Gegenständen sieht man bläuliche Lichtbüschel, die den Glimmentladungen -unserer Elektrisiermaschinen gleichen. Endlich sei auf die ebenfalls -elektrische Erscheinung des „Nordlichtes“ besser „Polarlicht“ noch -hingewiesen; man sieht in polaren Zonen nachts eigenartige prächtige -Lichterscheinungen am Himmel, die in ihrer Häufigkeit und Intensität im -Zusammenhang zu stehen scheinen mit den Perioden der Sonnenflecke. Man -will sie mit den Erscheinungen, die wir später bei den Geißlerröhren -kennen lernen werden, in Zusammenhang bringen, doch sind gerade hier -die bekannten Tatsachen noch zu spärlich. Es fehlt uns eben für die -Elektrizität ein Sinn; wir können sie nicht sehen, nicht hören, nicht -schmecken usw. Das ist auch der Grund, warum es so lange dauerte, bis -es gelang, mehr in das Wesen der Elektrizität einzudringen, nur aus -ihren Wirkungen konnte man auf ihre Gesetze schließen. Dem ernsten -und unermüdlichen Forscherstudium ist es aber heute gelungen, den -Zusammenhang dieser bisher so geheimnisvollen Naturerscheinungen mit -den übrigen unseren Sinnen direkt zugänglichen und daher viel früher -erkannten zu finden. Noch nicht alle Fragen sind gelöst, aber der Weg -der Erkenntnis liegt offen vor uns.“ - -[Sidenote: Kritik des Vortrages.] - -Sich verbeugend schlug Rudi sein Vortragskonzept, in das er nur selten -einen flüchtigen Blick geworfen hatte, zu, und während die Zuhörer -eifrig Beifall klatschten, verschwand er, gefolgt von seiner Schwester, -mit würdiger Miene, wie er gekommen. -- Unter den Zuhörern war auch -ein sachkundiger Onkel, der den Abend noch in der Familie verbrachte. -Diesen bat Rudi um eine ausführliche Kritik über den Vortrag, welche -etwa folgendermaßen lautete: - -„Zuerst muß ich bemerken, daß der ganze Vortrag ein klein wenig zu -lang war; er hat zu vielerlei gebracht, und das hat sicher viele des -Aufpassens ungewohnte Zuhörer ermüdet. Du hättest manches weglassen -können, wie z. B. die ausführliche Beschreibung der Maßflasche; auch -hätten andere Abschnitte wie der über elektrische Verteilung kürzer -zusammengefaßt werden dürfen. Die Anordnung des Ganzen war gut, nur -hätte ich die Beschreibung der Reibungselektrisiermaschine früher -gebracht. Auch die Experimente waren gut ausgeführt bis auf die ersten -Versuche mit den Holundermarkkügelchen, die sich, da sei weiß waren, -von dem weißen Kleide der meist dahinterstehenden Käthe kaum abhoben; -ein schwarzer Karton, hinter den elektrischen Pendeln aufgestellt, -hätte diesen Übelstand beseitigt. Im übrigen kann ich,“ fuhr der Onkel -zu Käthe gewandt fort, „der kleinen Assistentin nur meine größte -Bewunderung und Anerkennung aussprechen. Ferner hätte ich an deiner -Stelle, wie schon gesagt, vieles kürzer gestaltet, dafür aber noch -eingehender über die Gewitterbildung gesprochen. Den Blitzableiter -und seine Wirkung hast du ganz vernachlässigt, und das hatte doch -sicher sehr viele der Zuhörer interessiert; das hättest du schon bei -der Erwähnung der Spitzenwirkung vorbringen können.“ „Ja,“ warf Rudi -ein, „den Blitzableiter habe ich im Vortrag nur vergessen, im Konzept -steht ein ganzer Abschnitt darüber.“ „Dann habe ich nichts weiter -auszusetzen; du hast laut und deutlich gesprochen, und das ist immer -viel wert.“ Nun sprachen die beiden noch über die verschiedensten -Experimente, und Rudis Onkel wußte noch ein wenig gekanntes, aber -leicht ausführbares und sehr interessantes Experiment: Die Benutzung -einer Influenzelektrisiermaschine als Motor. - -[Sidenote: Die Influenzmaschine als Motor.] - -Am sichersten gelingt der Versuch mit zwei Influenzmaschinen, -einer größeren und einer kleineren; man kann aber auch eine der -Influenzmaschinen durch eine gute Reibungselektrisiermaschine -ersetzen. Von der Maschine, die als Motor dienen soll, entfernt man -die Treibschnüre und verbindet die auseinandergeschobenen Elektroden -durch zwei Kupferdrähte mit den sich anfangs berührenden Elektroden -der größeren Influenzmaschine, die man nun in Gang setzt, wonach die -Elektroden so weit als möglich voneinander entfernt werden. Dadurch -erhalten die beiden Spitzenkämme der als Motor dienenden Maschine -entgegengesetzte Ladungen, z. B. der rechte positive, der linke -negative; so werden beide Scheiben auf der rechten Seite positiv und -auf der linken negativ elektrisch; sie stoßen also einander ab und -beginnen sich in entgegengesetzter Richtung zu drehen, wobei die -elektrischen Vorgänge genau so, nur in umgekehrter Reihenfolge, wie bei -der die Elektrizität erzeugenden Maschine eintreten. Es ist möglich, -daß dabei anfangs die beiden Scheiben derart einander das Gleichgewicht -halten, daß sie sich nicht von selbst zu drehen beginnen; es genügt -dann ein kleiner Anstoß der einen Scheibe. Hat man die Maschine kurz -vorher in Gang gesetzt, so läuft sie sicher von selbst an. - -Es sei nun noch erwähnt, daß der Besitzer eines sogenannten -Elektrophorkastens die darin meist sehr zahlreich vorhandenen -elektrischen Spielzeuge in einem solchen Vortrage nur möglichst -kurz vorführen soll; sie unterhalten zwar die Zuschauer, haben aber -theoretisch zu wenig Bedeutung; es sind eben nur Spielzeuge, und wir -haben darum auch die Beschreibung ihrer Herstellung weggelassen. - - - [1] Siehe auch, was bei den Leidener Flaschen über die Glasfarbe - gesagt ist. - - - - -[Illustration] - - - - -Zweiter Vortrag. - -Der galvanische Strom. - - -Da Rudis erster Vortrag allgemeine Anerkennung bei seinen Verwandten -und Bekannten gefunden hatte, ließ er nicht viel Zeit verstreichen, -bis er an die Vorbereitungen zu einem zweiten ging. Er wollte diesen -wissenschaftlicher gestalten als den ersten und darum nur Freunde und -solche Verwandte einladen, bei denen er mehr Vorkenntnisse voraussetzen -konnte. Für die Tanten und Cousinen wollte er dann außerdem noch einen -gemeinverständlichen Vortrag halten. - -Da es zu weit führen würde, so sei diesmal nicht der ganze Vortrag -wörtlich wiedergegeben, sondern es sollen nur die ausgeführten -Experimente beschrieben werden. Auch setzte sich Rudi diesmal das, was -er sprechen wollte, nicht wörtlich auf, sondern legte sich nur eine -Übersicht zurecht, die er während des Vortrages auf dem Tisch liegen -hatte; damit er nicht wieder einen Teil vergesse, strich er jeweils den -behandelten Abschnitt in seiner Niederschrift, dem Konzept, durch. - -Auch diesmal sollte Käthe wieder die Assistentin sein; sie half nicht -nur bei der Ausführung der Versuche, sondern sogar bei der Herstellung -der Apparate selbst. - -[Sidenote: Geschichte der Entdeckung des galv. Stromes.] - -In der Einleitung des Vortrages erwähnte Rudi, daß man während -langer Zeit keine andere Methode als die der Reibung und Influenz -zur Erzeugung von Elektrizität kannte, bis im Jahre 1789 Galvani, -Professor der Medizin in Bologna, eine ihm anfangs unerklärliche -Beobachtung machte: er hatte, um den Einfluß der Luftelektrizität auf -die Nerven zu untersuchen, an einem eisernen Geländer eine Anzahl an -einen Kupferdraht befestigte Froschschenkel aufgehängt. Sobald nun der -Wind diese hin und her blies und die unteren Enden der Schenkel das -Eisengeländer berührten, zuckten sie heftig zusammen. Galvani selbst -kam aber dem Wesen dieser Erscheinung nicht auf die Spur, und erst -Volta stellte fest, was für Bedingungen erfüllt sein müßten, damit -der Versuch gelänge. Erstens mußten irgend zwei verschiedene Metalle -vorhanden sein (bei Galvanis Versuch waren es Eisen und Kupfer), die -einander einerseits unmittelbar berühren, anderseits aber durch eine -salzige oder sauere Flüssigkeit verbunden sind (der im Salzwasser -gewaschene Froschschenkel). Der Froschschenkel selbst war für das -Gelingen des Versuches nur insofern nötig, als er einen an sich -unsichtbaren Vorgang anzeigte, indem er durch sein Zucken erkennen -ließ, daß irgend etwas in ihm vorginge. - -[Illustration: Abb. 38. Darstellung des galvanischen Stromes.] - -[Sidenote: Die Entstehung des galv. Stromes.] - -Volta fand nun durch eine ganze Reihe von Versuchen folgendes: Werden -zwei verschiedene Metalle in eine angesäuerte Flüssigkeit gebracht -und außerhalb derselben durch einen Draht verbunden, so spielt sich -in dem dadurch gebildeten geschlossenen Kreis ein ganz bestimmter -Vorgang ab. Der Anzeiger dieses Vorganges war anfangs der zuckende -Froschschenkel, doch entdeckte man bald eine ganze Anzahl besserer -und zweckmäßigerer (sicherer) Mittel, um das Vorhandensein dieses -Zustandes nachzuweisen. Man fand die Ähnlichkeit dieser Erscheinungen -mit den bekannten elektrischen Vorgängen und ein sicheres, wenn -auch nicht sehr feines Erkennungsmittel war die Erwärmung, die alle -vom Strom durchflossenen Leiter zeigen. Hier wies Rudi auf den -entsprechenden Versuch in seinem letzten Vortrag hin, während Käthe -folgendes einfache Experiment ausführte: In einem Glasgefäß (_Gl_ -in Abb. 38) hatte sie verdünnte Schwefelsäure (1 Teil Schwefelsäure -und 10 Teile Wasser. ~Man muß hierbei zuerst das Wasser eingießen, -und dann unter ständigem Umrühren mit einem Glasstabe langsam die -Schwefelsäure zugießen, da eine sehr starke Erwärmung eintritt~)[2]. -In diese Flüssigkeit tauchte sie während des Vortrages eine Zink- und -eine Kupferplatte, die einander selbst nicht berühren durften; an jeder -Platte war ein etwa 30 _cm_ langer Kupferdraht angelötet. Zum Nachweis -der Erwärmung bei geschlossenem Kreis hängte sie an die Drahtenden -eine kleine 1 Volt-Glühlampe, die nun hell aufleuchtete, sobald die -Platten in die Flüssigkeit kamen. Auch mit dem in Abb. 14 dargestellten -Luftthermometer wies Rudi die Erwärmung des Drahtes nach und sprach -dann über die Vorgänge, die den elektrischen Strom erzeugten. - -[Sidenote: Die elektromotorische Kraft.] - -Wenn man irgend zwei verschiedene Metalle, z. B. Kupfer und Zink, -in eine angesäuerte Flüssigkeit taucht, so entsteht auf jedem der -beiden Metalle eine elektrische Spannung, das ist eine gewisse -elektrische Ladung, und zwar ist immer die eine der beiden Platten -positiv, die andere negativ elektrisch. Verbindet man nun die beiden -Platten mit einem Leiter, z. B. einem Kupferdraht, so gleichen sich -die verschiedenen Ladungen aus, doch es bilden sich sofort wieder -neue, so daß durch den Draht ein fortwährender Strom fließt. Dabei -bemerken wir, daß sich das Zink unter Wasserstoffbildung viel rascher -in der verdünnten Schwefelsäure auflöst als unter normalen Umständen, -ohne die Gegenwart eines anderen Metalles. Es spielt sich also auch -neben dem elektrischen ein chemischer Vorgang ab, und zwar ist der -chemische der primäre, der elektrische dagegen der sekundäre. Chemische -Vorgänge sind es, die den beiden Metallplatten ihre verschiedene Ladung -erteilen. Jedoch müssen auch noch andere Einflüsse dabei im Spiele -sein, denn man hat gefunden, daß es genügt, zwei verschiedene Metalle -ohne Feuchtigkeit miteinander in Berührung zu bringen, um auf ihnen -verschiedene Ladungen hervorzurufen; allein die Anschauungen über diese -Dinge sind noch nicht geklärt. Wir wollen nur daran festhalten, daß, -wenn irgend zwei verschiedene Metalle in eine angesäuerte Flüssigkeit -gebracht werden, auf ihnen entgegengesetzte Ladungen entstehen. Man -hat nun durch Versuche die Metalle so in einer Reihe angeordnet, daß -je ein vorhergehendes mit irgend einem nachfolgenden in eine saure -Flüssigkeit gebracht, immer positiv elektrisch wird, während das zweite -negative Ladung erhält. Dabei ist der Unterschied in der Stärke der -beiden Ladungen, die sogenannte ~Spannungsdifferenz~, umso größer, -je weiter die Stoffe in der genannten Reihe, der ~Spannungsreihe~, -auseinanderstehen. Je stärker die Spannungsdifferenz ist, umso stärker -wird auch der Strom sein, der den verbindenden Draht durchfließt. Der -Strom wird also von einer unbekannten, wahrscheinlich von chemischen -Vorgängen herrührenden Energie in Bewegung gesetzt und erhalten, und -man spricht deshalb von einer ~elektromotorischen Kraft~; je größer sie -ist, umso stärker ist auch der Strom, den sie in Bewegung setzen kann. - -Soviel sprach Rudi etwa über die theoretischen Dinge und ging dann -dazu über, den Zuhörern die verschiedenen Arten von Stromquellen, bei -denen chemische Energie zur Erzeugung der Elektrizität verwendet wird, -vorzuführen. - -[Sidenote: Herstellung verschiedener Elemente.] - -Da es nicht nur von theoretischem, sondern auch von praktischem -Interesse ist, wie man mit einfachen Mitteln starke, ausgiebige -Stromquellen, sogenannte Elemente, sich herstellen kann, so sei an -dieser Stelle die Anfertigung einer größeren Anzahl der verschiedensten -Elemente beschrieben. - -Das einfachste Element ist schon in der Abb. 38 dargestellt; -es gibt 1,1 bis 1,2 Volt; es ist ziemlich konstant, jedoch für -Demonstrationszwecke nur bei kurzer Benützung geeignet, da der sich -an der Zinkelektrode bildende Wasserstoff mit der Zeit lästig auf die -Atmungsorgane wirkt. - -[Illustration: Abb. 39. Leclanché-Elemente.] - -[Sidenote: Das Leclanché-Element.] - -Ein sehr einfaches und leicht herzustellendes Element ist das von -Leclanché. Wir können uns die Bestandteile dazu kaufen. Abb. 39 -zeigt zwei verschiedene Formen: Bei _A_ dient ein Hohlzylinder aus -Retortenkohle mit Braunstein gefüllt als positive Elektrode, bei _B_ -steht dagegen ein Kohlenstab, in ein Gemisch von Kohle und Braunstein -eingebettet, in einem porösen Tonzylinder. Die einzelnen Bestandteile -der Elemente sind bei beiden: erstens ein Glasgefäß (_gl_). Hierzu -können gewöhnliche Einmachgläser verwendet werden; auch kann man von -hinreichend weiten Flaschen den oberen Teil samt dem Hals absprengen. -Dazu wird die Flasche vorsichtig über einer Flamme so stark als möglich -erwärmt (jedoch bei weitem nicht bis zum Glühen!) und dann entlang -der Stelle, an welcher der Sprung entstehen soll, mit einem nassen -Bindfaden umgeben, worauf der Hals abfällt. Um die dabei entstehenden -außerordentlich scharfen Ränder des Glases unschädlich zu machen, -versieht man sie mit einem Wulst von Siegellack, der aber sehr heiß auf -das vorgewärmte Glas aufgetragen werden muß, da er sonst schlecht hält. -Wir können uns auch vier- oder mehrkantige Gläser nach der auf Seite -78 u. ff. beschriebenen Weise herstellen. Zweitens ein Zinkzylinder -(_z_). Diesen biegen wir aus mindestens 1,5 _mm_ starkem Zinkblech -und versehen ihn mit drei Ansätzen, die auf dem Glasrande aufliegend -ihn tragen; außerdem wird an einem der Ansätze ein 30 _cm_ langer, 1 -bis 2 _mm_ starker, unisolierter, zur Spirale gewundener Kupferdraht -angelötet und die Lotstelle mit Asphaltlack bestrichen. Drittens bei -_A_ aus einem hohlen Kohlenzylinder (_K_), der mit feingekörntem -Braunstein (_B_) gefüllt und unten mit einem Kork verschlossen ist; -oben in dem Kohlenzylinder ist eine Klemmschraube (_Kl_) befestigt. -Bei Abb. _B_ haben wir einen porösen Tonzylinder (_T_) in dem, wie -schon erwähnt, ein in einem gleichteiligen Gemisch von feingekörntem -Braunstein und feingekörnter Retortenkohle (Reststücke von -Bogenlampenkohlen) oder Koks (_Bk_) eingebettet ein Kohlenstab (_K_) -steht, der um einige Zentimeter den Tonzylinder überragt. An dem freien -Ende wird eine Klemme (_Kl_) angebracht. Die Braunsteinkohlefüllung -darf den Zylinder nicht ganz ausfüllen, sondern es sollen oben 2 bis 3 -_cm_ freibleiben, welcher Raum dann mit Kolophonium (_Ko_) ausgegossen -wird. Beide Elemente werden bis einige Zentimeter vom oberen Rande mit -gesättigter Salmiaklösung gefüllt. Alle Kohlen und auch die Tonzylinder -müssen an ihren oberen Enden, soweit diese aus der Flüssigkeit -herausragen sollen, einige Minuten in kochendes Paraffin getaucht -werden. Ein mit entsprechenden Ausschnitten versehener Deckel aus einem -Stück in Paraffin gekochter, nicht zu schwacher Pappe verhindert das zu -rasche Verdunsten der Flüssigkeit. - -[Illustration: Abb. 40. Holzstab für Anfertigung von Gipszylindern.] - -[Sidenote: Anfertigung von Gipszylindern.] - -Da wir bei den nachher zu beschreibenden Daniellschen und Bunsenschen -Elementen ebenfalls poröse Zylinder brauchen, so sei an dieser Stelle -die Herstellung solcher aus Gips beschrieben. - -An Hand der folgenden fünf Abbildungen 40 bis 44 ist das Verfahren -leicht zu erklären. Wir richten uns einen etwa 30 _cm_ langen, 3 bis 4 -_cm_ dicken, runden Holzstab (ein Stück Besenstiel) her und umwinden -ihn mit einer dünnen Schnur oder einem starken Leinenfaden, wie dies -aus Abb. 40 bei dem unten freien Ende des Holzstabes zu sehen ist. Um -diesen herum wickeln wir nun mehrere Lagen eines starken Papieres, bis -der Stab so dick geworden ist, als der Hohlraum des Zylinders weit sein -soll. Das Abrollen der Papierumhüllung verhindern wir durch Umwinden -mit einem dünnen gewöhnlichen Nähfaden. Abb. 40 zeigt diesen ersten -Bestandteil der Gußform. Nun brauchen wir zwei Gummiringe, die so -stark sein müssen, als die Wandungen des Zylinders dick werden sollen. -Diese Ringe können wir aus einem Gummischlauche herstellen, indem wir -Stücke von passender Länge über eine Kordel ziehen und die Enden mit -Gummilösung zusammenkleben. An einem Ringe werden, wie Abb. 41 zeigt, -an zwei Stellen Bindfäden befestigt. Bevor die Ringe auf den Stab -geschoben werden, wird dessen Papierbelag mit Fett (Schweineschmalz) -eingerieben. Die obere Fläche soll möglichst eben sein, etwa vorhandene -Spalten zwischen den einzelnen Papierlagen müssen mit Fett angestrichen -werden. Nun wird der eine Ring mit den Fäden auf das obere Ende des -Stabes geschoben; der andere von unten her so weit von diesem entfernt, -als die Tiefe des Zylinders betragen soll. Aus der Abb. 42 ist diese -Anordnung deutlich zu erkennen. - -[Illustration: Abb. 41. Gummiring.] - -[Illustration: Abb. 42. Holzstab nach Befestigen der Gummiringe.] - -Des weiteren richten wir uns aus starkem Papier einen ziemlich -langen Streifen, der etwa 5 _cm_ breiter ist, als der Abstand der -beiden Gummiringe beträgt. Dieser Papierstreifen soll, wie aus -dem Längsschnitt der Abb. 43 zu ersehen ist, über den Stab, durch -die Gummiringe von ihm getrennt, aufgerollt werden und zwar so, -daß der entsprechende Rand der Papierhülle 1 _cm_ (oder mehr, je -nachdem die Stärke des Bodens gewünscht wird) über das obere Ende -des Stabes hinausragt. Die Innenseite der Papierhülle muß ebenfalls -stark eingefettet sein, und man bestreicht deshalb am besten vor dem -Aufwickeln ein entsprechend breites Stück mit Fett. Das selbsttätige -Aufrollen der Hülle verhindert man wiederum durch Umwinden mit -Bindfaden. - -[Illustration: Abb. 43. Aufrollen des Papierstreifens.] - -[Illustration: Abb. 44. Die fertige Form zur Herstellung von -Gipszylindern.] - -Der Hohlraum, der in Abb. 43 mit _h_ bezeichnet ist, wird nun mit -ziemlich dickflüssigem Gipsbrei unter Benützung eines Messers -ausgestrichen, und außerdem wird die Stelle auch außen noch mit einem -Wulst von Gips (_l_) umgeben. Ebenso wird an dem oberen Ende ein -Gipskranz _m_ angebracht. - -Sind die Gipswülste, die zur Erhöhung der Festigkeit der Form dienen, -genügend getrocknet, so wird der obere Gummiring mit Hilfe der beiden -Fäden herausgezogen, und nun ist die Form fertig. Abb. 44 zeigt, wie -man sie in einem mit Erde gefüllten Blumentopfe bequem senkrecht -aufstellen kann. - -Im Gusse darf nur ganz reiner, guter Gips verwendet werden. Wir gehen -am sichersten, wenn wir uns an einem bereits erhärteten Stückchen Gips -davon überzeugen, ob es, in verdünnte Schwefelsäure geworfen, seine -Festigkeit nicht verliert. Der Gipsbrei darf nicht zu wässerig sein, er -soll gerade noch gut fließen, wenn er in die Form gegossen wird. Etwa -mitgerissene Luftblasen werden durch vorsichtiges Erschüttern der Form -zum Steigen gebracht und an der Oberfläche dann abgestrichen. Um dem -Boden eine Wölbung nach innen zu geben, wird irgend ein nicht zu stark -gewölbter Gegenstand (z. B. ein Schaumlöffel oder irgend ein passender -Deckel) eingefettet und auf die Form gedrückt, so daß noch etwas Gips -auf den Seiten herausquillt. - -Ist der Guß -- man kann dies an dem oben herausgequollenen Gips -erkennen -- hinreichend erhärtet, so wird die Form aus dem Blumentopf -herausgenommen und umgedreht und der um den Holzstab gewundene -Faden wird an dem freien Ende herausgezogen. Dadurch wird der Stab -frei und kann auch herausgenommen werden. Nun rollt man den inneren -Papierstreifen nach innen zusammen und nimmt ihn ebenfalls heraus. Die -äußere Hülle springt nach Entfernung der Gipswülste und der Schnur von -selbst los. Runden wir noch die meist zu scharfen Kanten mit einem -Messer ab, so ist der Zylinder fertig. - -Indem wir den Holzstab mit verschieden starken und langen Papierbelägen -umwickeln, können wir den Zylindern die verschiedensten Formen geben. -Die einzelnen Bestandteile der Form lassen sich wieder zusammensetzen -und von neuem gebrauchen. - -[Illustration: Abb. 45. Kohlenelektrode.] - -[Illustration: Abb. 46. Trockenelement (Durchschnitt).] - -[Sidenote: Kohlenelektroden.] - -Für Leclanché-Elemente sind die sog. Kohlebeutelelektroden der -Verwendung von Tonzellen vorzuziehen, schon deshalb, weil sie viel -einfacher herzustellen sind. Die Ansicht einer solchen Elektrode zeigt -Abb. 45, der Durchschnitt ist in Abb. 46 dargestellt. Wir besorgen uns -eine gewöhnliche Bogenlampenkohle, deren Dicke sich nach der Größe -des Elementes richten muß. Für ein Element mittlerer Größe soll sie -etwa 1,5 bis 2,0 _cm_ dick und 15 bis 20 _cm_ lang sein. Der Kohlestab -muß zu ¾ bis ⅘ seiner Länge in einem mit einem Braunsteinkohlegemisch -gefüllten Tuchbeutel stecken. Wir feilen nahe dem unteren Ende der -Kohle eine nur wenig tiefe Ringnut ein und ebenso an der Stelle, bis -zu welcher der Beutel reichen soll. Ein beiderseits offenes Säckchen -aus starkem Leinenstoff wird einerseits in die untere Nut eingebunden -und mit einem gleichteiligen Gemisch aus ziemlich fein gekörntem -Braunstein und Koks (oder Retortenkohle) gefüllt. Damit der Beutel -eine regelmäßige Form erhält, umgeben wir ihn mit einem Zylinder -aus Pappdeckel, den wir mit einer Schnur umwinden, damit er einigen -Druck aushält. Jetzt wird die Füllung unter Zugabe von Wasser mit -einem Holzstab so fest als möglich in das Säckchen hineingepreßt und -festgestampft; dann wird der obere Rand des Säckchens in die obere -Ringnut der Kohle eingebunden. Nach Entfernung des Pappzylinders wird -der Beutel noch mit Schnur befestigt, wie dies aus der Abb. 45 zu -ersehen ist. Der aus dem Beutel herausragende Teil der Kohle wird in -kochendes Paraffin getaucht und dann wird am oberen Ende die Rundung -mit der Feile etwas abgeflacht, damit eine Klemmschraube bequem -angesetzt werden kann. - -[Illustration: Abb. 47. Zinkzylinder.] - -[Sidenote: Das Trockenelement.] - -Auch die in neuerer Zeit so sehr beliebt gewordenen Trockenelemente -kann man sich leicht selbst herstellen; sie sind ebenfalls nach -dem System von Leclanché konstruiert. An Hand der Abb. 46 sei -ihre Anfertigung erklärt: Als Behälter (_a_ in Abb. 46) für das -Trockenelement wählen wir ein Glasgefäß von passender Größe; den -Zinkmantel (siehe unten) selbst als Gefäß zu benutzen, ist nicht -empfehlenswert. Ferner fertigen wir uns aus starkem Zinkblech einen -zylindrischen Mantel mit einem Fortsatzstreifen an. Wie aus einem Stück -Blech zwei solcher Mäntel ohne Materialverlust geschnitten werden, -zeigt Abb. 47. Der Zinkmantel (_b_ in Abb. 46) soll mit 2 bis 3 _mm_ -Spielraum in das Glasgefäß hineinpassen. Endlich stellen wir uns eine -Kohlebeutelelektrode (_c_) her, deren Durchmesser je nach der Größe -des Elementes 2 bis 5 _cm_ kleiner ist, als der des Zinkzylinders. -Die Füllung (_d_) besteht aus feinem, reinem Sägemehl von weichem -Holz, das 1 bis 2 Stunden in einer gesättigten Salmiaklösung gelegen -hat. Kurz vor Gebrauch wird das Sägemehl in einen Leinenbeutel -gefüllt und durch leichtes Pressen von der überschüssigen Flüssigkeit -befreit. Dann gibt man in das Glasgefäß erst eine etwa 5 _mm_ dicke -Schicht davon auf den Boden; hierauf werden der Zinkzylinder und die -Kohlenelektrode, die vorher in Salmiaklösung stand, eingesetzt und -der freie Raum zwischen diesen sowie zwischen Zink und Glas mit der -genannten Füllmasse ausgefüllt. Mit einem geeigneten Holzstab muß die -Masse recht fest zusammengestampft werden. Die dabei an die Oberfläche -tretende Flüssigkeit gießt man erst ab, wenn die Füllung beendet ist; -letztere soll die obere Fläche des Kohlebeutels noch etwa 5 _mm_ hoch -bedecken. Ist die überschüssige Flüssigkeit abgegossen, so ebnet man -die Oberfläche der Füllung, steckt zwei kleine Gummischläuchlein -(Ventilschlauch) (_e_, _e_) etwa 5 _mm_ tief hinein und gießt nicht zu -heißes Paraffin auf die Füllung direkt auf, eine 2 bis 3 _mm_ dicke -Schicht (_f_). Jetzt wird der noch freie Glasrand innen mit einem -Wattebausch sehr sorgfältig getrocknet. Die nächste Deckschicht (_g_) -besteht aus Kolophonium-Wachskitt, dem außer ziemlich viel Leinöl auch -etwas Spiritus (etwa 5 Volumenprozent) zugesetzt ist; der Kitt muß auch -nach dem Erkalten noch eine zähe, fadenziehende Masse bilden. Hiervon -wird eine 5 bis 10 _mm_ dicke Lage eingegossen, wobei der Kitt sehr -heiß sein soll. Für die oberste Schicht (_h_) verwenden wir wieder -Paraffin oder Asphalt. - -Die käuflichen Trockenelemente sind meist nach Verfahren hergestellt, -die Fabrikgeheimnisse sind. Die Leistung sehr vieler dieser Fabrikate -ist sehr gut, insbesondere kommen für die kleinen Taschenlämpchen sehr -gute, kleine Batterien (meist 3 Elemente) in den Handel. Da Rudi gerade -diese kleinen Taschenlämpchen viel gebrauchte, sei hier einiges über -sie gesagt. - -Die Trockenbatterien zu 3 Elementen, meist zusammen in ~einer~ -Papierhülle, leisten 4 Volt und bringen ein kleines Lämpchen zum hellen -Leuchten; besonders erfreut war Rudi, als auch diese 4-Volt-Lämpchen -mit Metallfaden, statt Kohlenfaden ausgerüstet wurden, wodurch bei -gleichem Stromverbrauch mehr als die dreifache Helligkeit erzielt -wurde. Ein Brechen des feinen Metallfadens ist nicht zu befürchten, da -er zu kurz ist; sie sind also weit weniger empfindlich als die großen -Metallfadenlampen, die gegen Erschütterungen sehr empfindlich sind. - -Wer einen möglichst konstanten, starken Strom gebraucht, muß sich -schon eine Batterie von Bunsen- oder Daniellelementen herstellen; -auch Chromsäurebatterien sind recht geeignet. Wer gute Gelegenheit -zum Akkumulatorenladen hat, beschafft sich natürlich eine -Akkumulatorenbatterie. Wo solche Gelegenheit fehlt und größere Kosten -nicht gescheut werden, sind die ~Kupronelemente~ entschieden am meisten -zu empfehlen. - -[Sidenote: Das Bunsenelement.] - -Das Bunsenelement besteht aus einem Glasgefäß, in dem ein dicker -Zinkzylinder steht; in dem Gefäß befindet sich verdünnte Schwefelsäure -(auf 10 Teile Wasser 1 Teil Schwefelsäure) und ein poröser Tonzylinder, -in dem in konzentrierter, gewöhnlicher Salpetersäure ein starker -Kohlenstab steht. Dies Element gibt 1,9 Volt. - -[Illustration: Abb. 48. Das verbesserte Bunsenelement.] - -[Sidenote: Das Daniellsche Element.] - -Das Daniellsche Element besteht ebenfalls aus einem Glasgefäß mit -einem porösen Tonzylinder. In ersterem steht ein Kupferzylinder in -gesättigter Kupfervitriollösung, in letzterem ein starker Zinkstab oder -Zinkmantel in verdünnter Schwefelsäure oder auch Zinksulfatlösung. Die -erzeugte elektromotorische Kraft beträgt hier etwa 1,1 Volt. - -[Sidenote: Verbessertes Bunsenelement.] - -Die beiden obigen Elemente haben in der beschriebenen Form für uns -eigentlich mehr theoretisches als praktisches Interesse. Rudi hatte -sich eine stattliche Batterie aus abgeänderten Bunsenelementen -hergestellt, die ihm einen starken und konstanten Strom, mit dem er -auch Akkumulatoren laden konnte, lieferte. Abb. 48 zeigt ein solches -Element. Die Kohlenelektrode stellen wir aus vier flachen Kohlenplatten -her, die, ungefähr ein Viereck bildend, um die Tonzelle aufgestellt -sein sollen. Es handelt sich nun darum, die vier Kohlenplatten gut und -fest miteinander zu verbinden. Können wir Platten verwenden, deren -obere Enden, wie in Abb. 49, mit Klemmschrauben versehen sind, so -stellen wir uns aus dickem, geglühtem Kupferdraht einen Ring her, wie -ihn Abb. 51 zeigt. Durch die vier an den breitgeschlagenen Stellen -eingebohrten Löcher werden die Schraubenenden der Kohlen gesteckt und -mittels Muttern festgeschraubt. - -[Illustration: Abb. 49. Kohlenplatte mit eingebrannter Polschraube.] - -[Illustration: Abb. 50. Kohlenplatte mit Klemmschrauben. - -_a_ Klemme zur Befestigung des Metallstreifens (für jedes Element drei -erforderlich). _b_ Klemme für denselben Zweck, jedoch gleichzeitig zum -Anschrauben des Poldrahtes (für jedes Element eine erforderlich).] - -Stehen uns nur einfache Kohlenplatten zur Verfügung, so versehen wir -sie an ihrem oberen Ende mit einem Loch, durch das wir Metallschrauben -mit Muttern hindurchstecken können (Abb. 50). Durch einen entsprechend -gebogenen und mit vier Löchern versehenen Kupferblechstreifen werden -die Kohlen miteinander verbunden, wie dies in Abb. 48 deutlich zu -erkennen ist. Die oberen Enden der Kohlen müssen in kochendes Paraffin -getaucht, die Metallteile mit Asphaltlack bestrichen werden. Auf den -Boden der Tonzelle gießt man etwas Quecksilber (dies ist zwar ~nicht~ -unbedingt nötig und verhindert nur rascheres Auflösen des Zinks) und -stellt einen gut amalgamierten starken Zinkstab hinein. Nun wäre das -Element noch zu füllen: Wir stellen den Tonzylinder in das Standglas -und geben zuerst eine als Depolarisator wirkende Masse auf den Boden -des Gefäßes, einige Zentimeter hoch. Die Masse besteht aus 6 Teilen -pulverisiertem, doppeltchromsauren Kali, die mit 60 Teilen Kalialaun -in einem Glas- oder Porzellangefäß unter Zugießen von 10 Teilen -konzentrierter Schwefelsäure mit einem Glasstab zusammengerührt werden. -Die dabei entstehende Masse ist teigartig und kann längere Zeit offen -aufbewahrt werden. - -[Illustration: Abb. 51. Breitgeschlagener Kupfer- oder Messingdraht.] - -Nun wird zuerst der Tonzylinder mit verdünnter Schwefelsäure (1 : 10) -und dann das Glasgefäß mit verdünnter Chromsäure (1 : 9) angefüllt. -Hier sind Volumteile gemeint. Diese Elemente eignen sich besonders zum -Laden von Akkumulatoren. - -[Sidenote: Das Chromsäureelement.] - -Wir wollen nun noch die Chromsäureelemente, die nur in Form von -sogenannten Tauchbatterien verwendet werden, kurz besprechen. Unser -Rudi war zwar ein persönlicher Feind dieser Elemente, denn er hatte -schlechte Erfahrungen damit gemacht. In der Tat erfordert eine -Chromsäurebatterie zu ihrer guten Instandhaltung mehr Arbeit und -Sorgfalt, als sie eigentlich wert ist. Jedoch ist ihre Herstellung -ziemlich einfach und billig. - -[Illustration: Abb. 52. Holzgestell für Chromsäurebatterie.] - -Die positive Elektrode des Elements besteht aus zwei Kohlenplatten, -zwischen denen eine starke Zinkplatte steht und die negative -Elektrode bildet. Die Chromsäurelösung wird aus 1 Gewichtsteil -doppeltchromsaurem Kali, 12 Gewichtsteilen Wasser und 2 Gewichtsteilen -Schwefelsäure hergestellt. Die Schwefelsäure gieße man, wie schon -erwähnt, unter ständigem Umrühren langsam zu. Die Elektroden müssen -so aufgehängt werden, daß sie mit einem einfachen Handgriff in die -Gläser eingetaucht und herausgezogen werden können. Wir können uns -hierfür verschieden konstruierte Holzgestelle herrichten. Abb. 52 -zeigt ein solches, bei dem Kohle und Zink aus der Flüssigkeit gehoben -werden. Diese Art von Batterien ist den vielfach noch gebräuchlichen -Chromsäureflaschenelementen, wie Abb. 53 ein solches zeigt, entschieden -vorzuziehen; diese seien nur der Vollständigkeit wegen erwähnt. - -[Illustration: Abb. 53. Chromsäureflaschenelement.] - -Jede Batterie, die nicht in kürzester Zeit schlecht werden soll, -bedarf sorgfältiger und reinlicher Wartung. Man stelle sie deshalb -nicht an unzugänglichen Orten auf. Größere Batterien von solchen -Elementen, die Wasserstoff entwickeln (fast alle, bei denen Zink in -Schwefelsäure steht), sollen nicht in einem bewohnten Zimmer sein. -Bei den Salmiakelementen wird regelmäßig das verdunstete Wasser der -Lösung durch frisches ersetzt; die Gläser sollten stets mit Deckeln -versehen sein. Sobald sich innerhalb oder außerhalb an den Elementen -Salze gebildet haben, sind Gefäß und Elektrode gründlich davon zu -befreien, zu reinigen, einige Stunden, die Elektroden aber getrennt, in -verdünnte Salzsäure zu stellen, dann mit Wasser gründlich abzuspülen -und schließlich neu zu füllen. Die aus der Flüssigkeit herausragenden -Teile der Kohle müssen immer mit einem guten Paraffinüberzug versehen -sein; freie Teile der Zinkelektroden werden am vorteilhaftesten mit -Asphaltlack bestrichen. Verbindende Drähte sind entweder zu verlöten -oder mittels guter Klemmschrauben fest anzuschließen; mangelhafte -Verbindungsstellen bilden große Widerstände. - -[Sidenote: Der Akkumulator.] - -Als das beste und brauchbarste Element, das wir kennen, ist jedenfalls -der Bleiakkumulator zu bezeichnen. Eine günstige Gelegenheit, den -Akkumulator selbst zu laden oder laden zu lassen, darf wohl bei den -meisten jungen Lesern vorausgesetzt werden; für geringere Ansprüche -genügt auch eine der oben beschriebenen Batterien zum Laden der -Akkumulatoren. - -[Illustration: Abb. 54. Einteilung des Werkbleistreifens in Platten.] - -Die Selbstanfertigung eines guten Akkumulators ist nicht so schwierig, -als wohl manchem scheinen möchte. Ein wenig Geduld müssen wir haben; -denn ein großer Teil der Arbeit, das Ausstanzen der Löcher, ist nicht -gerade sehr unterhaltend. - -Zuerst müssen wir uns klar darüber werden, wie viel Zellen mit wie viel -und wie großen Platten wir herstellen wollen. Wir nehmen einmal an, es -sollten zwei Zellen, jede zu fünf Platten angefertigt werden und jede -Platte 10 _cm_ lang und 5 _cm_ breit sein, also 50 _qcm_ Fläche haben. -In diesem Falle genügt ein 1,5 _mm_ dickes Bleiblech, da wir jede -Platte aus zwei Lagen bestehen lassen werden; bei mehr als 50 _qcm_ -muß das Blei 2 _mm_ stark sein. Wir haben also zwei Zellen, jede zu -fünf Platten, die je aus zwei Lagen zusammengesetzt sind, deren jede 50 -_qcm_ Fläche hat. Wir brauchen also 2 · 5 · 2 · 50 _qcm_ = 1000 _qcm_; -dabei haben wir aber die Fortsätze noch nicht in Rechnung gezogen, die -an den Platten sein müssen. Diese machen nochmals 200 _qcm_ aus, so -daß im ganzen 1200 _qcm_ erforderlich sind. Um das Material möglichst -auszunützen, kaufen wir uns einen 1 _m_ langen, 12 _cm_ breiten und 1,5 -_mm_ starken Streifen von gewöhnlichem Werkblei. Dieser wird nach dem -in Abb. 54 angegebenen Muster in Doppelplatten eingeteilt, die alle mit -langen Fortsätzen versehen sind. Die beiden Hälften einer Doppelplatte -hängen bei Nr. II bis IX so zusammen, wie es Abb. 55 zeigt. Nur bei _X_ -haben wir die langen Seiten gemeinsam und bei Nr. I gar keine. Nachdem -wir die Einteilung auf den Bleistreifen aufgezeichnet haben, schneiden -wir die Doppelplatten heraus (Abb. 55). - -[Illustration: Abb. 55. Eine Doppelplatte.] - -[Illustration: Abb. 56. Maschine zum Ausstanzen der Löcher.] - -Um die wirksame Fläche der Platten zu vergrößern, müssen wir sie -mit einer großen Anzahl von Löchern versehen; wir wollen auf jeden -Quadratzentimeter Fläche ein 4 _mm_ weites Loch annehmen. Wir ritzen -gitterartig Linien auf den Doppelplatten (Abb. 55) ein, deren erste -5 _mm_ vom Rande entfernt ist, während jede folgende 1 _cm_ von der -vorhergehenden absteht, somit fünf Linien parallel zu den langen, -20 parallel zu den kurzen Seiten. In den 100 Schnittpunkten beider -Liniensysteme sind die Löcher auszustanzen, wozu wir uns eine -einfache Maschine anfertigen, die Abb. 56 im Schnitt zeigt. Auf ein -2 _cm_ starkes quadratisches Brett wird eine Eisenplatte genagelt -oder besser in das Brett eingelassen; sie enthält in ihrer Mitte ein -Loch, das 4 _mm_ weit sein und möglichst scharfe Kanten haben soll. -Außerdem verschaffen wir uns eine genau in das Loch passende, also -auch 4 _mm_ starke Eisenstange (_f_), die 7 bis 8 _cm_ lang und auf -einem Ende möglichst eben und scharfkantig abgefeilt sein muß. An -zwei gegenüberliegenden Stellen am Rande des Brettes _a_ werden zwei -2 bis 3 _cm_ dicke Holzklötzchen (_c_ und _d_) und über diese eine -3 _cm_ starke und etwa 5 _cm_ breite Leiste (_e_) aufgenagelt. In -letztere wird genau über dem Loch in der Eisenplatte eine Durchbohrung -angebracht, die so weit ist, daß die Eisenstange _f_ leicht, doch ohne -zu viel Spielraum zu haben, hindurchgeschoben werden kann. Ebenso -erhält das Brett _a_ eine sich nach unten erweiternde Fortsetzung -(_b_) des Loches in der Eisenplatte. Die Stange _f_ muß, durch die -Bohrung in _e_ gesteckt, genau auf das Loch in der Platte stoßen. Wir -legen nun die Bleiplatte so auf diesen Apparat, daß eine der durch -die Schnittpunkte der eingeritzten Linien bezeichneten Stellen genau -unter den etwas in die Höhe gehobenen Stab _f_ zu liegen kommt, auf -den nun mit dem Hammer ein kräftiger Schlag ausgeübt wird; ein kleines -Bleischeibchen fällt dann zu dem Loche _b_ heraus. Wir verschieben -nun die Bleiplatte bis zum nächsten Schnittpunkt und wiederholen die -gleiche Manipulation, und so fort, bis alle 1000 Löcher durchgestanzt -sind. Wer etwas Mühe sparen will, kann vier Doppelplatten, die dann -beim Montieren die beiden äußersten Platten in jeder Zelle bilden, -ungelocht lassen. - -[Illustration: Abb. 57. Eine zusammengebogene Doppelplatte.] - -Nun wird jede Doppelplatte II bis IX so zusammengebogen, daß die -beim Ausstanzen oberen Seiten nach innen kommen, jedoch ohne -einander zu berühren (Abb. 57); die Platte X läßt sich entsprechend -längs der mittleren Langseite biegen. Die beiden Platten I muß man -unter Zwischenlegen von Glasröhren einstweilen zusammenbinden. -In ein genügend weites und tiefes Glasgefäß stellen wir fünf der -zusammengebogenen Doppelplatten, durch Glasröhren voneinander getrennt, -so ein, daß die erste, dritte und fünfte ihre Fortsätze nach links -haben, die zweite und vierte nach rechts; ebenso in einem zweiten -Glas die übrigen fünf Platten. Beide betten wir in eine mit Sägemehl -angefüllte Kiste und verbinden nun die sechs Fortsätze der einen Seite -untereinander mit einem Kupferdraht, ebenso die vier Fortsätze der -anderen Seite. Die beiden Drahtenden führen wir zu zwei Klemmschrauben, -die wir an der Kiste angebracht haben, und bezeichnen das Drahtende, -das von den sechs Fortsätzen kommt, mit - (minus), das andere mit + -(plus). Nun werden die beiden Gefäße mit verdünnter Schwefelsäure -- -1 Teil Schwefelsäure auf 9 Teile Wasser -- soweit angefüllt, daß die -Platten, von den Fortsätzen abgesehen, vollständig in der Flüssigkeit -stehen. Um die Platten zur weiteren Behandlung geeigneter zu machen, -werden sie geladen und zwar zuerst in umgekehrter Richtung, das -heißt der ~positive~ Pol des Ladestromes wird mit dem ~negativen~ des -Akkumulators, und der ~negative~ mit dem ~positiven~ verbunden. So läßt -man 2 Stunden lang einen 1½ Ampere starken Strom bei mindestens 5 Volt -hindurchgehen. Dann dreht man den Strom um und verbindet die positiven -Pole miteinander und ebenso die negativen und ladet nun 5 Stunden. Wir -können nun den gleichen Vorgang wiederholen, das heißt wieder 2 Stunden -verkehrt und 5 richtig laden, doch ist dies nicht unbedingt nötig. Nach -dem Laden sehen die vier positiven Platten schwarzbraun, die sechs -negativen grau aus. Sie werden nun alle aus den Gefäßen herausgenommen -und an einem Platze, wo die verdünnte Schwefelsäure nichts schaden -kann, zum Abtropfen aufgestellt. Unterdessen rühren wir in einem -irdenen oder porzellanenen Schälchen etwa 150 _g_ Mennige und in einem -anderen ebensoviel Bleiglätte mit verdünnter Schwefelsäure (1 : 10) -zu einem dicken, jedoch noch gut plastischen, nicht zu trockenen Brei -an. Dann nehmen wir eine der positiven (braunen) Doppelplatten heraus, -biegen sie auseinander, legen sie auf eine ebene Unterlage, streichen -die Löcher gut mit dem Mennigebrei aus und bedecken die Platte außerdem -noch 1 _mm_ hoch damit. Ist dies geschehen, so wird die Bleiplatte -wieder zusammengebogen, diesmal aber, ohne einen Zwischenraum darin -zu lassen; dann legt man sie zwischen zwei Bretter und beschwert -diese mit ein paar Kilogramm. Genau so wird mit den übrigen braunen -Platten verfahren und auch mit den grauen, nur daß letztere mit der -gelben Bleiglätte behandelt werden. Wer eine zarte Haut, oder gar -wunde Stellen an den Fingern hat, unterlasse es ja, das Auftragen -des mit verdünnter Schwefelsäure angerührten Breies mit den Fingern -zu besorgen, obwohl diese die besten Instrumente für solche Arbeit -sind. Man schnitze sich ein flaches Stäbchen und besorge es damit. -Wer dennoch die Hände dazu gebrauchen will, stelle eine Schüssel mit -Wasser, in das er soviel Ammoniak (Salmiakgeist) gegeben hat, daß -es stark danach riecht, neben sich und halte die Hände alle 2 bis 3 -Minuten einige Sekunden hinein, oder ziehe Gummihandschuhe an. Sind -Kleidungsstücke mit Schwefelsäure bespritzt worden, so betupfe man -sie an der betreffenden Stelle reichlich mit Salmiakgeist. Nun wird -jede Platte für sich in saubere (alte) Leinwand -- man kann sich zu -diesem Zweck auch billigen Schirting kaufen, der aber vor dem Gebrauch -gewaschen werden muß -- eingehüllt und so einen Augenblick in verdünnte -Schwefelsäure getaucht; dann werden je fünf Platten aufeinander und -die beiden Stöße nebeneinander gelegt und mit etwa 50 kg beschwert. So -bleiben sie über eine Nacht; dann werden sie wieder ausgepackt und 24 -Stunden in verdünnte Schwefelsäure gestellt. Endlich werden sie wieder -herausgenommen und an einem geschützten, aber nicht etwa geheizten Orte -zum Trocknen aufgestellt. - -[Illustration: Abb. 58. Das Vernieten der Platten. - -(Es sind hier sechs Lochreihen statt fünf angenommen.)] - -Um die beiden Hälften der einzelnen Platten fest zusammen zu halten, -werden sie miteinander vernietet. Man bohrt an den in der Abb. 58 -mit Sternchen bezeichneten Stellen Löcher und steckt kurze Stückchen -Bleidraht von entsprechender Dicke hindurch, so daß sie auf jeder Seite -1 _mm_ herausragen mögen. Da das Blei sehr weich ist, so fällt es nicht -schwer, die Drahtstückchen durch einfaches Klopfen mit dem Hammer so zu -vernieten, daß sie nicht mehr über die Platte herausragen. - -Damit sind die Hauptbestandteile des Akkumulators, die Platten, -fertig, und wir können zu ihrem Einbau in die Glasgefäße schreiten. -Da die Bleiplatten nicht unmittelbar auf dem Boden aufstehen dürfen, -weil sonst etwa abbröckelnde Stückchen von Bleioxyd einen Kurzschluß -verursachen könnten, so stellen wir sie auf zwei 1 _cm_ starke -Glasröhren, die wir auf dem Boden jedes Gefäßes mit ein paar Tropfen -Siegellack befestigen. Jetzt können die Platten eingesetzt werden, -wieder wie vorher, die Fortsätze der negativen auf der einen, die -der positiven auf der anderen Seite. Jede Platte ist dabei von der -folgenden durch je zwei 3 bis 4 _mm_ dicke Glasröhren zu trennen. -Statt der Glasröhren kann man auch starkwandigen, entsprechend -dicken Gummischlauch verwenden. Der Rand des Glasgefäßes soll 2 bis 3 -_cm_ höher als der obere Rand der Platten sein, da die Schwefelsäure -mindestens einen halben Zentimeter hoch über den Platten stehen soll -und außerdem noch ein gut schließender Deckel angebracht werden muß. -Wir füllen das Glas bis 1,5 _cm_ vom oberen Rande mit Wasser und -achten dabei besonders darauf, daß die Bleifortsätze und der Teil der -inneren Glaswand, der nicht unter Wasser ist, völlig trocken bleiben, -da sonst die abschließende Vergußmasse nicht genügend fest haften -bleibt. Nun wird in der einen Ecke des Behälters mit etwas Wachs ein 3 -bis 4 _mm_ weites Glasröhrchen angebracht, das oben mit dem Gefäßrand -abschneidet und unten gerade noch unter den Wasserspiegel taucht. In -der Mitte stellen wir auf die Platten ein 1 _cm_ weites, 2 bis 3 _cm_ -langes Glasröhrchen. Dann wird in einem kleinen Pfännchen oder in einem -Blechlöffel Paraffin geschmolzen und in möglichst heißem Zustand auf -das Wasser gegossen, wo es sich dann rasch verbreitet und erstarrt. -Es soll überall an den Glaswänden und den Bleistreifen gut anliegen; -nötigenfalls gießt man noch etwas nach. Die Paraffinschicht braucht -nicht stärker als etwa 2 _mm_ zu sein; denn der eigentliche Verschluß -wird genau so hergestellt, wie dies oben beim Trockenelement schon -beschrieben wurde. Ist der Guß völlig erkaltet, so gießen wir das -Wasser aus. - -Es sind nun noch die Bleifortsätze zusammenzulöten. Wir biegen die vier -Bleistreifen der negativen Platten nach der Mitte zusammen, umwinden -sie mit einem Draht, so daß sie fest aneinander liegen, und schmelzen -die Oberfläche der vier Enden mit einem bis zur Rotglut erhitzten -und reichlich mit Salmiak gereinigten Lötkolben zusammen; Lötwasser -darf dabei ~nicht~ verwendet werden. Ebenso werden die Streifen der -positiven Platten miteinander vereinigt. Gleichzeitig können wir sowohl -an den negativen wie an den positiven Fortsätzen je einen 10 bis 20 -_cm_ langen starken Bleidraht anschmelzen. - -Jetzt haben wir den Akkumulator nur noch zu füllen: wir gießen -in 9 Volumteile ~destilliertes~ Wasser 1 Volumteil konzentrierte -reine Schwefelsäure (unter Beobachtung der bereits erwähnten -Vorsichtsmaßregeln). Nachdem sich die Flüssigkeit abgekühlt hat, -wird die Akkumulatorenzelle damit angefüllt und das in den Verschluß -eingegossene Glasrohr in der Mitte mit einem _Gummi_stöpsel -verschlossen, während das kleine in der Ecke offen bleibt. - -[Illustration: Abb. 59. Fertige Akkumulatorzelle.] - -Die nun fertige Zelle wird in einem geeigneten Holzkasten in Sägemehl -eingebettet. An dem Holzkasten bringen wir zwei Klemmschrauben an, -zu denen die Bleidrähte geführt werden. Mit roter Ölfarbe wird unter -jede Klemme das ihr zukommende Vorzeichen gesetzt. Abb. 59 zeigt den -fertigen Akkumulator. Über das Laden und den Gebrauch der Akkumulatoren -wird weiter unten (S. 80/81) noch ausführlich gesprochen werden; jetzt -wollen wir noch sehen, wie wir uns auf einfache Weise selbst gute -Gefäße für Akkumulatoren herstellen können. - -[Illustration: Abb. 60. Der Boden des Holzgestelles.] - -[Sidenote: Herstellung von Glasbehältern.] - -Wir verwenden gewöhnliche Glasplatten, etwa alte photographische -Platten, von denen die Schicht abzuwaschen ist, und schneiden uns für -jede Zelle fünf Scheibchen -- vier Seiten und eine Bodenfläche -- in -passender Größe. Dann fertigen wir uns aus Zigarrenkistenholz ein -Gestell, in welches die zugeschnittenen Gläser gerade hineinpassen, und -dessen Herstellungsweise aus den beiden Abb. 60 und 61 hervorgeht. Die -etwa 1 _cm_ breiten Holzleistchen müssen, wenn sie geschnitten sind, -mit Glaspapier schön geglättet und dann einige Minuten in Paraffin -gekocht werden. Hierauf läßt man sie abkühlen, schabt das oberflächlich -anhaftende Paraffin mit einem Messer ab und setzt die Leistchen, wie -Abb. 61 zeigt, zu dem Gestell zusammen. Nun bereiten wir uns wieder den -bekannten Kolophonium-Wachskitt, nehmen aber diesmal etwas mehr Leinöl, -etwa 3 bis 3,5 _g_ auf 10 _g_ Kolophonium. Mit dieser kleberigen, -fadenziehenden Masse bestreichen wir zuerst die Ränder des Scheibchens, -das den Boden bilden soll, und legen es an seinen Platz im Gestell; -ebenso verfahren wir dann mit den für die Seitenwände bestimmten -Glasplatten, die darauf zwar alle schon fest zusammenhalten, aber noch -nicht genügend dicht schließen. - -[Illustration: Abb. 61. Das Holzgestell.] - -Einen an Leinöl ärmeren Kitt (0,5 bis 1 _g_ : 10 _g_), dem wir etwas -gewöhnlichen Asphalt (3 _g_) zusetzen, erhitzen wir unter tüchtigem -Umrühren bis zum Sieden[3] und gießen damit die inneren Kanten des -Gefäßes aus. War der Guß genügend heiß, so wird er sich überall gut an -das Glas angeschlossen haben, was man daran erkennt, daß die Masse -in den Kanten hohl liegt, wie dies in Abb. 62 _a_ angedeutet ist. Ist -sie dagegen nicht in dieser Weise auf die Glasplatten übergeflossen, -sondern zusammengeballt geblieben, wie in Abb. 62 _b_, so muß man -sie an Ort und Stelle mit einem dicken, glühenden Nagel nochmals zum -Schmelzen bringen, wobei sie sich dann richtig an das Glas anschmiegt. -Ein anderer für solche Zwecke ebenfalls sehr geeigneter Kitt wird -dadurch hergestellt, daß man erst 50 Teile Kolophonium schmilzt, dann -50 Teile rohes Bienenwachs zugibt und in der siedenden Masse 10 bis 20 -Teile Guttapercha auflöst. Endlich können wir die Kittfugen noch mit in -Alkohol gelöstem roten Siegellack überstreichen, der aber vollkommen -trocken sein muß, bevor die Gläser gefüllt werden. - -[Illustration: Abb. 62. Ausgießen der Kanten des Gefäßes.] - -Die Rahmen für solche Gefäße können wir uns auch aus Blechstreifen -zusammenlöten, doch ist gerade bei Akkumulatoren paraffiniertes Holz -vorzuziehen, da Metall von der Säure sehr stark angegriffen wird. Die -Glasplatten halten auch ganz ohne Rahmen sehr fest zusammen, doch sind -sie in solchen vor dem Zerbrechen mehr geschützt und können bequemer -getragen werden. Sollen sie dennoch ohne Gestell gefertigt werden, so -ist es zu empfehlen, die zusammenzukittenden Ränder der Glasscheiben -vorher mit Flußsäure rauh zu machen. (Über die Handhabung der Flußsäure -siehe Seite 12.) Auf alle Fälle müssen sie unbedingt rein sein, weshalb -sich ein vorheriges Abwaschen mit Natronlauge empfiehlt. Die so -gereinigten Stellen sollen mit den Fingern nicht mehr berührt werden. - -~Für die Bedienung und Instandhaltung der Akkumulatoren~ beachte man -folgendes: Jede geladene Akkumulatorenzelle hat eine Spannung von 2,2 -(max.) Volt. Beim Zusammenschalten mehrerer Zellen gilt genau das -gleiche, was auf den folgenden Seiten allgemein von Elementen gesagt -ist. Der Ladestrom für eine Akkumulatorenbatterie muß immer eine etwas -höhere Spannung haben, als die geladene Batterie. Die Stromstärke -richtet man mit Hilfe eines Regulier- oder Lampenwiderstandes -(siehe Anhang) so ein, daß beim Beginn der Ladung gerade eben eine -leichte Gasentwicklung zu bemerken ist; es sollen nur vereinzelte -kleine Gasbläschen von den Platten aufsteigen. Die Ladung soll dann -bei gleichbleibendem Strom so lange fortgesetzt werden, bis die -Gasentwicklung anfängt stürmisch zu werden. Man kann im allgemeinen -rechnen, daß der Ladestrom pro Quadratdezimeter Oberfläche der -positiven Platten während 8 bis 10 Stunden mit 0,5 Ampere wirken -soll. Stärker darf auch der Entladestrom nicht sein; nur ganz kurze -Augenblicke (5 bis höchstens 10 Sekunden) kann man etwa die vierfache -Stromstärke dem Akkumulator entnehmen, ohne ihn zu schädigen. - -Der obere Plattenrand soll immer von der Säure bedeckt sein; ist -sie durch Verdunsten weniger geworden, so wird destilliertes Wasser -nachgegossen. Sollen mehrere Zellen dauernd zu einer Batterie -vereinigt werden, so dürfen die Verbindungen nur aus Blei (Draht oder -Blechstreifen) bestehen und müssen in der oben angegebenen Weise -verschmolzen werden. Man sehe immer von Zeit zu Zeit zwischen den -Platten durch, ob sich nichts dazwischen gesteckt hat, denn es kommt -leicht vor, daß losgelöste Mennige zwischen den Platten Kurzschluß -bildet; solche Teilchen sind zu entfernen. Akkumulatoren, die zum -Laden nicht aus dem Haus getragen werden müssen, werden vorteilhaft -nicht mit einem festen Verguß, sondern nur mit einem lose aufsitzenden -Deckel verschlossen. Werden die Akkumulatorenzellen in Holzkästen -eingebaut, so sollten diese stets seitliche Öffnungen haben, durch die -man zwischen die Akkumulatorenplatten sehen kann. Sind Platten infolge -langen Gebrauches schlecht geworden oder haben sie sich verbogen, so -werden sie herausgenommen und getrocknet; dann entfernt man durch -leichtes Klopfen alles lose sitzende Bleisuperoxyd und streicht -in die mit verdünnter Schwefelsäure angefeuchtete Platte wie oben -neuen Mennigebrei ein. Darauf werden die Platten zwischen feuchten -Leinenlappen ein paar Stunden gepreßt und endlich wieder eingesetzt. - -[Sidenote: Kupronelement.] - -Endlich sei noch das Kupronelement (Kupferoxydelement) erwähnt, das -wohl von allen primären Elementen -- so nennt man alle obengenannten -Elemente zum Unterschied vom Akkumulator, den man auch sekundäres -Element nennt -- das beste ist; es liefert bei 0,9 Volt einen sehr -konstanten Strom und erfordert fast keine besondere Bedienung. Es hatte -aber für Rudi einen sehr großen Nachteil: die guten Fabrikate sind sehr -teuer und die billigeren älteren Konstruktionen nicht empfehlenswert. - -[Illustration: Abb. 63. Luftthermometer zum Nachweis des -Peltiereffektes.] - -[Sidenote: Thermoelemente.] - -Zum Schluß seien auch noch die Thermoelemente erwähnt, die für unsere -Zwecke nur theoretisches Interesse haben, da sie als Stromquellen -nicht in Betracht kommen. Rudi führte in seinem Vortrage ungefähr -folgendes aus: Wir haben gesehen, daß bei der Berührung von zwei -verschiedenen Metallen auf diesen eine Spannungsdifferenz auftritt, -die unter Zwischenschaltung von Elektrolyten recht groß werden kann. -Es zeigen sich überhaupt immer eigentümliche Erscheinungen und nicht -nur solche elektrischer Natur bei der Berührung verschiedener Stoffe. -So hat man (Peltier) z. B. gefunden, daß die Temperatur der Lötstelle -zweier verschiedener Metalle sich beim Stromdurchgang verändert, -und zwar je nach den Metallen und der Stromrichtung positiv oder -negativ. Zum Nachweis dieser Temperaturveränderung baute sich Rudi -folgenden Apparat, der im wesentlichen zwei hintereinander geschaltete -Luftthermometer darstellt. Die Anordnung erkennen wir aus der etwas -schematisierten Abb. 63. Die Thermometergefäße bestehen aus zwei -kurzen Stücken eines weiten Glasrohres _a_, _a₁_ (in der Abbildung -im Schnitt gezeichnet), die beiderseits durch Korke verschlossen -sind; die Korke _b_ und _b₁_ erhalten je ~eine~, _c_ und _c₁_ je zwei -Bohrungen. Einen etwa 3 _mm_ starken Eisendraht _d_ hämmert man an -seinen Enden _e_, _e_breit und schneidet gerade ab; an die dadurch -entstandenen Schneiden lötet man die ebenso hergerichteten Enden je -eines 3 _mm_ starken Kupferdrahtes _f_ und _f₁_; die freien Enden -werden mit Klemmschrauben _g_ und _g₁_ versehen. Dieser Streifen -_f_, _d_, _f₁_ wird mittels der Korke _b_ und _c_ so zwischen den -beiden Glasrohrstücken festgehalten, wie dies aus der Figur erhellt. -Durch die zweite Bohrung der beiden Korke _c_ und _c₁_ sind die oben -rechtwinkelig umgebogenen Glasröhren _h_ und _h₁_ eingelassen, deren -untere Enden durch den Gummischlauch _i_ miteinander verbunden sind. -_h_ und _h₁_ sind etwa zur Hälfte mit irgend einer farbigen Flüssigkeit -gefüllt. Die Korke werden mit Siegellack oder Kolophonium-Wachskitt -abgedichtet. Der ganze Apparat ist auf einem Grundbrett _k_ -aufmontiert, auf dessen Unterseite die Leiste _l_ angeschraubt wird, -die so hoch sein muß, daß _k_ mit der Tischebene einen Winkel von -etwa 10° bildet. Leitet man von einem oder mehreren Elementen (bei -Akkumulatoren muß, weil sonst durch Kurzschluß Schaden entstehen -könnte, ein Widerstand vorgeschaltet werden) einen Strom z. B. von -_g_ nach _g₁_, so sieht man, daß in _h_ die Flüssigkeit steigt und -in _h₁_ entsprechend fällt; d. h. so viel, als daß sich die Luft in -_a_ zusammenzieht, also ~abgekühlt~ wird, in _a₁_ sich ausdehnt, -also ~erwärmt~ wird. Wird die Stromrichtung umgekehrt, so dreht sich -auch die Temperaturerscheinung um. Indem man diesen Versuch auch mit -anderen Metallen als mit Eisen und Kupfer ausführt, ergibt sich wie -bei der Voltaschen Säule eine Spannungsreihe, in der die Metalle so -angeordnet sind, daß, wenn der Strom von einem vorstehenden zu einem -nachstehenden fließt, die Lötstelle immer abgekühlt wird und daß der -Grad der Abkühlung umso stärker ist, je weiter die beiden Stoffe in der -Reihe auseinanderstehen. Die wichtigsten Stoffe der Reihe sind: Wismut, -Quecksilber, Platin, Gold, Kupfer, Zinn, Blei, Zink, Silber, Eisen, -Antimon. - -Wenn man nun den Apparat so abändert, daß man den in Abb. 63 mit -_d_ bezeichneten Eisendraht länger (etwa 20 _cm_) macht und ihn -nicht in ein Luftthermometer einschließt, sondern die eine Lötstelle -in eine Kältemischung (Salz-Eis), die andere in siedendes Wasser -bringt, also die eine abkühlt und die andere erwärmt, und die Klemmen -_g_ und _g₁_ mit einem Galvanoskop verbindet, so zeigt dieses das -Vorhandensein eines Stromes an, der um so stärker ist, je größer die -Temperaturdifferenz an den beiden Lötstellen ist. Untersucht man auch -hier verschiedene Metalle, so ergibt sich die gleiche Spannungsreihe -wie oben, bei welcher Anordnung der positive Strom an der wärmeren -Lötstelle von einem in der Reihe früher zu einem in der Reihe später -stehenden Metall fließt. - -Die in solchen Thermoelementen erzeugten Ströme, die thermoelektrischen -Ströme, sind aber so schwach, daß sie in der Praxis nur für eine ganz -spezielle Verwendung Bedeutung haben, nämlich zu Temperaturmessungen. -Da man auch die schwächsten elektrischen Ströme noch mit großer -Genauigkeit messen kann und da bei einem Thermoelement sich die -allergeringste Temperaturänderung in einer, wenn auch geringen, so -doch meßbaren Änderung des Thermostromes äußert, so benutzt man das -Thermoelement, verbunden mit einem feinen Galvanometer, direkt zur -Messung kleinster Temperaturdifferenzen. - -Nachdem wir die Herstellung der verschiedensten Elemente kennen gelernt -haben, wollen wir hören, was Rudi über die Gesetze des galvanischen -Stromes vorgetragen und welche erklärenden Versuche er dabei ausgeführt -hat. - -[Sidenote: Die Gesetze des galvanischen Stromes.] - -Was wir unter elektromotorischer Kraft verstehen, haben wir schon -gehört, wie auch, daß sie abhängig ist von der Größe der Spannung, die -infolge der chemischen Einflüsse auf den beiden Elektroden auftritt. -Noch nicht erwähnt haben wir, wie Rudi an einem sehr einfachen -Experimente zeigte, von welcher Bedeutung für die elektromotorische -Kraft eines Elementes sowohl die Natur der beiden Elektroden als auch -die der Flüssigkeit sei: In ein Standglas mit Wasser stellte er eine -Eisen- und eine Zinkplatte, die je mit einem längeren Draht versehen -waren, und wies mit einem Multiplikator, dessen Herstellung später -beschrieben wird (Seite 92 bis 96), das Vorhandensein eines sehr -schwachen Stromes nach. Dann schaltete er den Multiplikator aus und -eine 1,5 Volt-Glühlampe in den Stromkreis ein, die ~nicht~ glühte; -aber als er etwas Schwefelsäure unter das Wasser mischte, begann der -Kohlenfaden schwach rot zu werden, leuchtete aber erst dann hell auf, -als die Eisenplatte durch eine solche von Kupfer ersetzt wurde. - -Ein zweiter Versuch sollte zeigen, daß je nach den Verhältnissen ein -Strom bei gleichbleibender elektromotorischer Kraft verschieden stark -sein kann: In den Stromkreis eines Leclanchéelementes schaltete Rudi -mit zwei kurzen Drähten eine 1,5 Volt-Glühlampe ein, die hell glühte. -Dann ersetzte er den einen der kurzen Drähte durch einen sehr langen -und sehr dünnen Kupferdraht, worauf das Lämpchen nur noch mit halber -Kraft glühte. Darauf vertauschte er den Kupferdraht mit einem kurzen -Nickelindraht, und die Lampe wurde noch etwas dunkler. An Hand dieser -Versuche wies er darauf hin, daß die Stärke eines Stromes nicht nur -von der ihn treibenden Kraft abhängt, sondern auch von der Natur -der ihn leitenden Stoffe und von der Länge und Dicke seines Weges. -In dem langen Draht ist der Strom schwächer als in dem kurzen; bei -gleichlangen Drähten verliert er in Nickelin mehr von seiner Kraft als -in Kupfer, in einem dünnen Draht mehr als in einem dicken. Es scheinen -also die Metalle zwar den Strom zu leiten, aber nicht, ohne ihm einen -gewissen Widerstand entgegenzusetzen; denn sonst würde der Strom nicht -in einem langen Leiter mehr geschwächt werden als in einem kurzen, in -einem dünnen nicht mehr als in einem dicken. Auch leiten verschiedene -Metalle verschieden gut. Haben wir nun recht aufgepaßt, so konnte uns -nicht entgehen, daß wir es hier mit drei Größen zu tun haben: 1. mit -der elektromotorischen Kraft, unmittelbar abhängig von der Spannung, -die auf den Elektroden entsteht, und deren Maßeinheit das ~Volt~ ist; -2. mit der Stromstärke, denn je heller die Lampe glühte, desto stärker -mußte der sie durchfließende Strom sein; die Einheit für die Stärke -oder die Intensität des Stromes ist 1 ~Ampere~; 3. mit dem Widerstand, -den wir in ~Ohm~ messen. (Die elektromotorische Kraft sei fernerhin -immer mit _E_, die Intensität des Stromes mit _J_ und der Widerstand -mit _W_ bezeichnet; man setzt oft auch die Anfangsbuchstaben der drei -Einheiten: _V_, _A_, _O_.) Durch genaue Messungen hat man nun ein sehr -einfaches Gesetz gefunden, das zwischen diesen Größen besteht: es ist -das Ohmsche Gesetz und sagt aus, daß _J_ umso größer ist, je größer _E_ -und je kleiner _W_ ist, oder in eine Formel gefaßt: _J_ proportional -_E_/_W_. Man hat zur Vereinfachung die drei Einheiten so gewählt, daß -sogar _J_ = _E_/_W_ ist. Daraus ergibt sich _E_ = _J_ · _W_, oder in -Worten: _E_ ist umso größer, je größer _J_ und je größer _W_ ist; -ferner ergibt sich, daß _W_ umso größer ist, je größer _E_ und je -kleiner _J_ ist: _W_ = _E_/_J_. - -Des weiteren schaltete Rudi in den Stromkreis eines Leclanchéelementes -eine 2 Volt-Glühlampe[4], die nur schwach glühte; dann schaltete -er zwei Elemente hintereinander, das heißt so, daß er den Kohlepol -des einen mit dem Zinkpol des anderen verband; als er nun die Lampe -einschaltete, glühte sie hell. Diesen Vorgang erklärte er wie folgt: -Wie schon erwähnt, besteht auf den Elektroden eines Elementes eine -Spannungsdifferenz; hier beträgt sie etwa 1 Volt; das Zink hat eine -Ladung ~negativer~ Elektrizität von ½ Volt, das Kupfer eine solche -~positiver~ Elektrizität von ½ Volt. Bringe ich nun das Zink mit der -Erde in leitende Verbindung, so sinkt sein Potential (= Spannung) auf -den Wert 0; da aber die Spannungsdifferenz des Elementes immer gleich -1 ist, so muß nun das Potential des Kupfers auf 1 Volt steigen. Bringe -ich das Zink in Verbindung mit dem Konduktor einer Elektrisiermaschine, -so steigt seine Spannung auf 100000 Volt und folglich die des Kupfers -auf 100001 Volt. Daraus ergibt sich nun folgende praktisch sehr -wichtige Tatsache: Schalte ich eine größere Anzahl von Elementen, -sagen wir zehn, so, daß jeweils die negative Elektrode des einen mit -der positiven des nächsten verbunden wird, so wirkt in der dadurch -entstandenen Reihe (Kette) eine zehnmal größere elektromotorische -Kraft als in ~einem~ Element; denn nehmen wir die Spannung auf dem -Kupfer des ersten Elementes als 1 Volt an, so werden alle mit ihm -verbundenen aber sonst isolierten Leiter dieselbe Spannung annehmen. -In unserem Fall wird das Zink des zweiten Elementes ebenfalls die -Spannung von 1 Volt erhalten, damit steigt aber das Potential des -Kupfers im zweiten Element auf 2 Volt; da mit dieser Kupferplatte aber -die dritte Zinkelektrode ebenfalls eine Spannung von 2 Volt erhält, so -steigt diese beim dritten Kupferpol auf 3 Volt und so fort, bis wir -bei der zehnten und letzten positiven Elektrode eine Spannung von 10 -Volt haben. Bei dem Zink des ersten Elementes haben wir das Potential -0 angenommen und so ergibt sich eine Spannungsdifferenz von 10 Volt; -es ist also auch die elektromotorische Kraft dieser Kette zehnmal -größer als die eines einzelnen Elementes. Wir können nun aber auch alle -gleichnamigen Elektroden miteinander verbinden, also die Zinkplatten -aller Elemente zusammen und die Kupferplatten zusammen; dadurch -gewinnen wir an elektromotorischer Kraft nichts. Die Vorteile dieser -Schaltungsweise werden wir nachher kennen lernen. - -Wir können nun mit Hilfe des Ohmschen Gesetzes einige einfache -Berechnungen machen. Nehmen wir an, wir hätten eine Anzahl von -Elementen und einen Stromkreis von einem bestimmten Widerstand -gegeben. Wir wollen nun berechnen, wie wir die Elemente schalten -müssen, ob hintereinander oder nebeneinander, um einen möglichst -starken Strom zu erhalten. Nehmen wir ein Bunsenelement und verbinden -wir seine Pole mit irgend einem Widerstand (z. B. einer Glühlampe), -so ist nach dem Ohmschen Gesetz die Intensität des Stromes gleich -der elektromotorischen Kraft des Bunsenelementes dividiert durch den -gesamten Widerstand; dabei ist nicht zu vergessen, daß der Strom -auch die Flüssigkeit des Elementes zu passieren hat und in ihr einen -Widerstand findet, der umso kleiner ist, je größer und einander näher -die Elektroden sind; man nennt ihn den ~inneren~ Widerstand des -Elementes. - -Vereinige ich nun etwa zehn Elemente so, daß ich jeweils den Kupferpol -des einen mit dem Zinkpol des nächsten verbinde, also hintereinander -oder, wie man auch zu sagen pflegt, in Serie, so tritt in dieser -Anordnung von Elementen die zehnfache elektromotorische Kraft eines -einzigen Elementes auf. Aber auch der innere Widerstand ist nun zehnmal -so groß, so daß sich für die gesamte Stromstärke ergibt: ~zehnfache -elektromotorische Kraft eines Bunsenelementes geteilt durch den äußeren -Widerstand plus dem zehnfachen inneren eines Elementes~; oder in einer -Formel geschrieben: _J_ = 10 _E_/(_O_ + 10 _W_). Dabei sei mit _O_ der -äußere, mit _W_ der innere Widerstand bezeichnet. Ist nun der äußere -Widerstand so klein im Verhältnis zum inneren, daß wir ihn, ohne einen -allzu großen Fehler zu begehen, vernachlässigen können, so haben wir -_J_ = 10 _E_/(10 _W_) oder _J_ = _E_/_W_. In diesem Falle ist es also -ziemlich gleich, ob man ein oder zehn hintereinander geschaltete -Elemente benützt. - -Ist dagegen der äußere Widerstand sehr groß, so daß man ihm gegenüber -den inneren vernachlässigen kann, so ist annähernd: _J_ = 10 _E_/_O_. -Diesmal haben wir also beinahe die zehnfache elektromotorische Kraft, -als wenn wir nur ~ein~ Element benützten. - -Nun kann man aber auch die zehn Elemente so zusammenschalten, daß man -einerseits alle Zink-, anderseits alle Kohlenelektroden miteinander -verbindet, das heißt, wie schon erwähnt, daß man sie alle nebeneinander -schaltet. Dadurch gewinnen wir zwar nichts an elektromotorischer Kraft, -dafür haben wir aber nur ⅒ des inneren Widerstandes eines einfachen -Elementes. Die Stromstärke berechnet sich hier also folgendermaßen: -_J_ = _E_/(_O_ + ⅒ _W_). - -Nehmen wir nun den äußeren Widerstand sehr klein an, so ist _J_ = -_E_/(⅒ _W_) = 10 _E_/_W_, die Intensität ist also nahezu zehnmal so -groß, als wenn wir nur ein Element gebrauchten. Ist umgekehrt dagegen -der äußere Widerstand sehr groß, so ist _J_ = _E_/_O_, also nicht -stärker als bei nur einem Element. - -Daraus ergibt sich also die Regel: - -Will man von einer Anzahl von Elementen einen möglichst starken Strom -erhalten, so schalte man sie bei einem sehr großen äußeren Widerstand -hintereinander, bei einem sehr kleinen dagegen nebeneinander. Wir -können auch die beiden Schaltungsweisen kombinieren, je nachdem es das -Verhältnis des äußeren zum inneren Widerstand als günstig erscheinen -läßt. Abb. 64 zeigt fünf verschiedene Schaltungsweisen. - -[Illustration: Abb. 64. Darstellung fünf verschiedener Schaltungsarten.] - -Bei all diesen Versuchen hatte Rudi, um die verschiedenen Stromstärken -sichtbar zu machen, sich kleiner Glühlampen bedient. Er tat dies, um -nicht Apparate verwenden zu müssen, die er erst später beschreiben -wollte. Bei manchen Versuchen wäre es trotzdem geeigneter gewesen, wenn -er sich des Galvanoskopes oder eines Voltmeters bedient hätte. Da für -die nächsten Versuche diese Apparate unumgänglich nötig sind, so seien -sie an dieser Stelle beschrieben. - -[Illustration: Abb. 65. Galvanoskop.] - -[Sidenote: Einfaches Galvanoskop.] - -Um einen aus einem Pappestreifen gebogenen Rahmen wickeln wir einige -Windungen von isoliertem Kupferdraht auf. In den Rahmen stellen wir -einen gewöhnlichen Kompaß und drehen nun ersteren so, daß seine -Windungen parallel der Magnetnadel verlaufen. Schicken wir dann -einen Strom durch den Draht, so wird die Magnetnadel aus ihrer -Nord-Südrichtung abgelenkt und kommt in einer zu den Windungen nahezu -senkrechten Stellung wieder zur Ruhe. Rudi hatte sich in dieser Art -besonders für Demonstrationszwecke einen ziemlich großen Apparat -hergestellt (Abb. 65). Auch die große, 10 _cm_ lange Magnetnadel hatte -er sich selbst gefertigt, indem er ein Stück einer alten Uhrfeder -zuerst völlig durchglühte, ihm dann durch Beschneiden mit einer -Blechschere die doppelte Lanzettform gab und in die Mitte ein Loch -bohrte, durch das er, nachdem er die Nadel wieder gehärtet hatte, -ein auf einer Seite zugeschmolzenes kurzes Glasröhrchen (etwa 5 _mm_ -lang) steckte, um es dann mit etwas Siegellack zu befestigen (besser -wäre auch hier unser Kolophonium-Leinölkitt). Durch Streichen mit -einem starken Magneten verlieh er nun der Nadel eigenen Magnetismus. -Eine durch einen Kork gesteckte Nähnadel bildete die Spitze, auf der -die Nadel schwebte. Wie Magnete herzustellen sind, werden wir noch an -anderer Stelle des Buches (S. 103) ausführen. - -[Sidenote: Vertikalgalvanoskop.] - -Für den Nachweis sehr schwacher Ströme genügt jedoch dieses Instrument -nicht; auch ist es, selbst wenn es noch so groß ausgeführt ist, -zur Demonstration wenig geeignet, da man es, um Beobachtungen zu -machen, von oben betrachten muß. Rudi hatte sich deshalb auch noch -ein Vertikalgalvanoskop hergestellt. Abb. 66 zeigt ein solches von -ziemlich einfacher Art. Der Rahmen, auf den der isolierte Kupferdraht -aufgewunden wird, ist 10 _cm_ lang, 0,5 _cm_ breit, 3 _cm_ tief und ist -aus dünnem Zink- oder Messingblech gefertigt. Abb. 67 zeigt das Netz, -Abb. 68 den fertigen Rahmen, der auf der Außenseite mit einem dicken -Schellacküberzug versehen und dann mit 30 bis 40 _m_ eines 0,5 bis 0,6 -_mm_ starken isolierten Kupferdrahtes umwickelt wird. - -[Illustration: Abb. 66. Vertikalgalvanoskop.] - -[Illustration: Abb. 67. Netz für das Vertikalgalvanoskop.] - -[Illustration: Abb. 68. Rahmen.] - -Nun biegen wir uns einen 2 bis 3 _mm_ starken Messingdraht so wie den -in Abb. 66 mit _b_ bezeichneten und befestigen an ihm den Blechrahmen -in der ebenfalls aus der Abbildung hervorgehenden Weise. Auf den beiden -oberen Rändern des letzteren werden noch zwei Blechstreifchen (_d_) -angelötet, die als Lager für die Achse dienen und deren Form Abb. 69 -_d_ zeigt. Bei einem Mechaniker kaufen wir uns einen flachen, etwa -9 _cm_ langen Stabmagneten (_e_) -- wir können ihn uns auch selbst -anfertigen, wie es bei der magnetelektrischen Maschine beschrieben -ist --, den wir in der Mitte mit einem Band aus Messingblech (_m_) -versehen. Dabei legen wir die Enden des Bandes nicht übereinander, -sondern biegen sie nach oben und löten sie zusammen. Dadurch entsteht -eine kleine Lasche, welche wir durchbohren, um das 1,5 _cm_ lange -Stück einer Stricknadel (_l_) hindurchzuschieben und festzulöten. -Außerdem wird daran ein etwa 10 _cm_ langer, 1 _mm_ starker Kupferdraht -(_f_) angelötet. An der Unterseite des Bandes wird ein kürzeres Stück -Draht angelötet, an welchem wir ein kleines Scheibchen aus Bleiblech -(_n_) befestigen. An dem Draht _f_ bringen wir ein Scheibchen aus -Messingblech (_k_) so an, daß wir es verschieben können, außerdem -an seinem oberen Ende eine herzförmige Zeigerspitze (_g_) aus rotem -Papier. Über dem gebogenen Teil des Drahtes _b_ (Abb. 66) befestigen -wir eine aus weißem Karton ausgeschnittene Skala (_h_). Nun sind die -beiden Drahtenden der Spule noch zu zwei Klemmen (_i_, _i_) auf dem -Grundbrette zu führen, und der Apparat ist fertig. - -[Illustration: Abb. 69. Stabmagnet.] - -Obgleich das eben beschriebene Instrument schon recht empfindlich ist --- die Empfindlichkeit läßt sich durch Verschieben der Messingscheibe -_k_ nach oben vermehren, durch Verschieben nach unten verringern --, so -wird es uns nicht für alle Fälle genügen, und wir wollen deshalb sehen, -wie wir uns einen Apparat fertigen können, der an Empfindlichkeit für -schwache elektrische Ströme nichts zu wünschen übrig läßt. - -[Sidenote: Der Multiplikator.] - -Der Multiplikator, wie man ein solches Instrument nennt, ist im Prinzip -nicht anders konstruiert, als die beiden obigen Apparate: ein Magnet, -der sich senkrecht zu den vom Strome durchflossenen Windungen einer -Drahtspule zu stellen sucht. - -[Illustration: Abb. 70. Multiplikator im Vertikalschnitt.] - -Abb. 70 zeigt uns den Multiplikator im Vertikalschnitt: _a_ ist ein -kreisrundes Grundbrett, an dessen Rande drei verstellbare Schrauben die -Füße bilden. Auf dem Brett liegen mit 3 bis 4 _mm_ Zwischenraum zwei -Drahtspulen nebeneinander (_b_ und _c_), die beide im allgemeinen genau -so zu verfertigen sind, wie die des Vertikalgalvanoskopes, nur müssen -sie kleiner sein als jene, etwa 7 _cm_ lang, 2 _cm_ breit, und es darf -der Spulenrahmen nicht aus Weißblech gemacht werden, wie überhaupt -jede Spur von Eisen an dem Apparat zu vermeiden ist. Für die Rahmen -verwenden wir dünnes Zink-, Kupfer- oder Messingblech, oder wir kleben -sie aus Karton zusammen. Das Bewickeln hat für jede Spule mit 30 bis -34 _m_ 0,4 _mm_ starken Drahtes zu geschehen, und es muß jede Lage von -der nächsten durch ein in Schellackfirnis getränktes Papier getrennt -werden. Man sehe sich vor, daß die Isolierung des Drahtes nirgends -verletzt werde. Die fertigen Spulen klebt man mit Schellack in 3 bis 4 -_mm_ Abstand genau in die Mitte des Grundbrettes. Die beiden äußeren -Drahtenden werden zu zwei Klemmen auf den Rand des Brettes _a_ geführt, -die beiden inneren werden miteinander verbunden. Sind die Spulen -richtig gelegt worden, so muß ein elektrischer Strom ~beide~ in der -~gleichen~ Richtung durchfließen. - -Bei diesem Instrument kommt nun nicht nur ~eine~ Magnetnadel -zur Verwendung, sondern ein System von zweien, ein sogenanntes -~astatisches Nadelpaar~. Dies besteht aus zwei miteinander verbundenen -und parallelen Magnetnadeln, die mit den ungleichnamigen Polen -übereinanderliegen. Von einer ziemlich dünnen Stricknadel schneiden -wir uns zwei Stäbchen ab, das eine 6 _cm_, das andere 7 _cm_ lang. Die -beiden Enden des längeren schleifen wir auf einem Schleifsteine zu -feinen Spitzen aus. Die Nadeln werden dann, nachdem sie magnetisiert -sind, in einem Abstande, der sich aus der Dicke der Spulen ergibt (5 -bis 7 _mm_), so miteinander verbunden, wie es Abb. 71 darstellt: mit -einem geglühten und mit Glaspapier gereinigten, etwa 8 _mm_ starken -Kupfer- oder Messingdrahte wird die Mitte zuerst der kürzeren, dann mit -dem richtigen Abstande die der längeren Nadel umwunden und schließlich -das Ende des Drahtes zu einem Häkchen umgebogen, dessen oberste Stelle -genau über der Mitte der beiden Nadeln liegen muß. Um der Befestigung -noch mehr Halt zu geben, löten wir die Windungen des Kupferdrahtes -zusammen. Dies hat mit einem Lötkolben zu geschehen und muß möglichst -rasch ausgeführt werden, damit die Härte des Stahles der Nadeln nicht -durch zu große Erhitzung leidet. - -[Illustration: Abb. 71. Astatisches Nadelpaar.] - -Zum Aufhängen des Nadelpaares an einem Seidenfaden dient uns der -Drahtbogen _e_, der aus 3 bis 4 _mm_ starkem Messingdrahte gebogen ist -und mindestens 20 _cm_ hoch sein soll. Nachdem wir die beiden Schenkel -des Bogens unten in das Grundbrett eingelassen und befestigt haben, -sägen wir ihn oben in der Mitte auseinander, um zwischen die dadurch -entstandenen Enden ein 4 bis 5 _mm_ weites dünnwandiges Messingröhrchen -einzulöten, wie es Abb. 72 _a_ im Schnitt, _b_ in der Ansicht zeigt. Da -in diesem Röhrchen der Stift _f_ (Abb. 70), der als Aufhängepunkt für -den Seidenfaden dient, verschiebbar sein soll, so müssen die Wandungen -des Röhrchens federnd an ihm anliegen, was dadurch erreicht wird, -daß wir es von oben und unten mit zwei Sägespalten versehen (siehe -Abbildung 72 _b_) und dann seitlich etwas zusammendrücken. An dem Stift -_f_, der oben mit einem Knopf, unten mit einem Häkchen zu versehen ist, -werden einige nicht gedrehte Kokonfäden (_g_) befestigt, deren unteres -Ende in das Ringchen des Nadelpaares eingeknüpft wird. Die für diesen -Zweck geeignetsten Kokonfäden sind als Seidenumspinnung an den ~guten~ -elektrischen Kabelschnüren zu finden. Auch aus loser, nicht zu stark -gedrehter Stickseide können wir gute Kokonfäden herausziehen. Der Faden -muß so lang sein, daß bei einer mittleren Stellung des Stiftes _f_ -die untere Nadel genau in der Mitte des Hohlraumes der beiden Spulen -schwebt; die obere Nadel ist so weit von der unteren entfernt, daß sie -nun einige Millimeter über der oberen Fläche der Spulen steht, auf -welche noch eine mit einer Gradeinteilung versehene runde Kartonscheibe -(_h_) aufgeklebt wird; diese muß in ihrer Mitte einen 7 _cm_ langen, 4 -_mm_ breiten Spalt haben, damit man die Nadel herausnehmen kann. - -[Illustration: Abb. 72. Messingröhrchen für den Multiplikator.] - -Damit wäre unser Multiplikator in der Hauptsache fertig, nur müssen -wir die überaus leicht bewegliche Nadel vor Luftströmungen schützen -können, was wir durch eine über den ganzen Apparat gestülpte Glasglocke -erreichen. Wir können uns aber auch selbst eine durchsichtige -Schutzhülle herstellen, die uns nicht so teuer zu stehen kommt, indem -wir uns aus ebenen Glasplatten einen viereckigen Kasten nach Art -der auf Seite 79 beschriebenen Glasbehälter fertigen. Wer gar einen -unbrauchbar gewordenen, noch nicht zerschnittenen ~Rollfilm~ erhalten -kann, der verfahre wie folgt: Sagen wir, die Schutzhülle soll einen -Durchmesser von 10 _cm_ und eine Höhe von 20 _cm_ bekommen. Wir -schneiden uns von dem Film, der etwa 10 _cm_ breit sein mag, zwei 32 -_cm_ lange Stücke ab und befreien sie durch Abwaschen in mäßig warmem -Wasser von ihrer Gelatineschicht. Aus starkem Karton kleben wir uns -einen 10 _cm_ weiten und 1 _cm_ breiten Ring, den wir mit Essigäther, -welcher ein Lösungsmittel für Zelluloid ist, bestreichen, und ziehen -dann den Filmstreifen darüber, dessen übereinanderfallende Ränder wir -ebenfalls mit Essigäther bestreichen und zusammenkleben. Den zweiten -Streifen kleben wir oben an dem ersten an. Dadurch ist ein etwa 20 _cm_ -hoher Zylinder entstanden, dessen oberer Rand, wie der untere, noch -durch einen Kartonstreifen verstärkt wird. Die eine der Öffnungen des -Zylinders wird mit einer kreisrunden Zelluloidscheibe zugeklebt, und -die Schutzhülle ist fertig. - -[Sidenote: Volt- und Amperemeter.] - -Die oben beschriebenen Apparate dienen, wie der Name schon sagt, mehr -dazu, das ~Vorhandensein~ galvanischer Ströme gewissermaßen sichtbar -(Galvano~skop~) zu machen, weniger um ihre Stärke zu messen; dazu -gebrauchen wir besondere Meßinstrumente, ~Voltmeter~ und ~Amperemeter~ -(Galvano~meter~). - -[Illustration: Abb. 73. Schema eines Voltmeters.] - -Abb. 73 zeigt uns das Schema eines Voltmeters. An dem Grundbrette _a_, -das mit Stollen versehen wird, ist die Rückwand _b_ angeschraubt. Auf -_a_ befestigt ist die Drahtspule _c_, deren Bewickelung sich nach -der Größe der mit dem Instrument zu messenden Spannungen richten -muß. _d_ ist ein Eisenkern aus gut durchgeglühtem weichem Eisen, -der mit einer Drahtschlinge an dem Hebel _e_ aufgehängt ist. Abb. -74 zeigt diesen Hebel in etwas größerem Maßstabe: Ein dünnes etwa 1 -_cm_ langes Messingröhrchen (_m_), das glatt über einen 3 bis 4 _cm_ -langen Messingstift paßt, dient als Lager im Drehpunkt des Hebels. Der -Hebel selbst (_h_ in Abb. 74) wird aus 1 _mm_ starkem Messingblech -geschnitten und auf _m_ angelötet. Das Verhältnis der Armlängen geht -aus der Figur hervor. Der Zeiger _z_ wird aus Kupferdraht hergestellt -und an _h_ angelötet. Der Messingstift _f_ ist in _b_ eingelassen. Die -Spiralfeder _g_ ist aus etwa 0,5 _mm_ starkem ungeglühtem Kupferdraht -hergestellt und soll einen Durchmesser von 1 bis 1,5 _cm_ haben. -Entsprechend den drei Einschnitten im Hebel sind auf dem Brett _b_ -drei Häkchen, _h₁_,_ h₂_, _h₃_ angebracht; dadurch kann man die -Feder an drei verschiedenen Punkten des Hebels angreifen lassen und -damit die Empfindlichkeit des Instrumentes regulieren. _i_ ist ein -Kartonstreifen, auf den die Skala eingezeichnet wird. - -[Illustration: Abb. 74. Hebel.] - -Für unsere Zwecke wird für die Spule eine Bewickelung von 40 _m_ -eines 0,3 bis 0,5 _mm_ starken Kupferdrahtes geeignet sein. Da nun -ein Voltmeter, um als solches zu dienen, nicht in den Hauptstromkreis -eingeschaltet werden darf, sondern im Nebenschluß liegen muß, so müssen -wir einen Draht von geringerem Widerstand als dem der Spule auf der -Rückseite des Brettes _b_ anbringen. Wir verwenden dazu einen 1 _mm_ -starken, 5 _m_ langen Kupferdraht, dessen Enden wir wie auch die der -Spule zu Klemmen führen, die auf dem Grundbrette _a_ angebracht sind. -Näheres über die Schaltungsweise werden wir später hören. - -Ein Amperemeter unterscheidet sich nur dadurch von einem Voltmeter, -daß es in den Hauptstromkreis eingeschaltet wird und deshalb die -Windungen der Spule in geringerer Zahl und von dickerem Draht sein -müssen. Wir werden also etwa 3 bis 5 _m_ eines 1,5 bis 2 _mm_ starken -Kupferdrahtes verwenden. Bei einem Mechaniker lassen wir uns die -Instrumente durch Vergleich mit guten Präzisionsapparaten eichen. - -Abb. 75 zeigt uns eine andere Konstruktion eines Galvanometers welches -dadurch wirkt, daß sich in einer Drahtspule eine feste Eisenplatte und -ein bewegliches Eisenplättchen befinden; geht nun ein Strom durch den -Draht, so werden beide Eisenteile gleichnamig magnetisch und stoßen -einander ab. - -[Illustration: Abb. 75. Andere Konstruktion eines Galvanometers.] - -[Illustration: Abb. 76. Rahmen des Galvanometers.] - -Wir stellen uns aus dünnem Messingblech einen Rahmen her, dessen Form -Abb. 76 zeigt; die vordere Begrenzungsplatte ist in der Abbildung -weggelassen; sie soll ziemlich größer sein als die hintere und auch -aus etwas stärkerem Blech hergestellt werden. Auf dem Boden des -Rahmens befestigen wir eine 2 bis 3 _mm_ starke Eisenplatte. In dem -Winkel, den diese Eisenplatte mit der geraden Seitenwand des Rahmens -bildet, soll die Drehungsachse für das bewegliche Plättchen liegen. -Da die Lagerreibung möglichst gering sein muß, stellen wir uns ein -Spitzenlager her: Ein Eisenstäbchen, 2 _mm_ stark und 3 _mm_ länger -als der Rahmen, wird an beiden Enden spitz zugefeilt. Nun wird aus -dünnem Weißblech ein rechteckiges Plättchen geschnitten, dessen Größe -sich aus der Konstruktion ergibt und außerdem aus Abb. 75 zu ersehen -ist und das, wie der aus Kupferdraht herzustellende Zeiger, an das -Eisenstäbchen anzulöten ist (siehe Abb. 77). Sowohl an der vorderen -als auch an der hinteren Begrenzungsplatte werden zwei kleine Arme -(_e_ in Abb. 78) so angebracht, daß sie noch in die Öffnung des -Rahmens hineinragen. Beide erhalten je an einem ihrer Enden kleine -kegelförmige Vertiefungen (mit dem Körner einzuschlagen!), die zur -Aufnahme der Spitzen des Eisenstäbchens dienen. Einer dieser Arme darf -angelötet sein, während der andere mit zwei Schrauben befestigt wird. -Für die Bewickelung gilt bei diesem Instrument das gleiche wie bei dem -oben beschriebenen. Bevor wir jedoch den Draht auf den Metallrahmen -aufwinden, müssen wir ihn mit in Schellack getränktem Papier umkleben. - -[Illustration: Abb. 77. Das Plättchen mit Zeiger.] - -[Illustration: Abb. 78. Anbringen der Arme zur Aufnahme der Spitzen des -Eisenstäbchens.] - -Ein rechteckiges Brettchen wird auf ein Grundbrett aufgeschraubt -und erhält oben eine Öffnung, die so groß ist, daß wir den hinteren -Teil des Rahmens durchschieben können, daß sie aber von der -vorderen Begrenzungsplatte ganz bedeckt wird; letztere wird mit -vier Schrauben an dem Brett befestigt. Jetzt soll der Zeiger nicht -senkrecht herunterhängen, sondern unten etwas nach links sehen; das -Eisenplättchen soll horizontal liegen, mit dem Zeiger einen Winkel von -100 bis 110° bilden und in einem Abstand von höchstens 2 _mm_ über der -Eisenplatte schweben. Ist es so leicht, daß es dem nach links ragenden -Zeiger nicht das Gleichgewicht halten kann, so hilft man sich, indem -man es mit einigen Tropfen Siegellack beschwert. Die Drahtenden werden -zu Klemmen geführt, und schließlich wird die Skala angebracht, wie dies -oben beschrieben wurde. - -[Sidenote: Die Messbrücke.] - -Zur Bestimmung von Widerständen bedient man sich im allgemeinen der -sogenannten Wheatstoneschen Brücke, die sehr einfach und leicht -herzustellen ist. Abb. 79 gibt die Ansicht einer solchen von oben, -Abb. 80 einen Querschnitt. _a_ ist ein 10 _cm_ breites, 1,10 _m_ -langes Brett aus gutem Holz (etwa Nußbaum); darauf aufgeschraubt sind -in einem Abstand von 2 _cm_ die beiden Leisten _b₁_ und _b₂_, zwischen -denen der 3 _cm_ lange Schieber _c₁_ sich hin und her schieben läßt. -Auf diesen Schieber wird ein Messingblech aufgeschraubt, dessen Form -aus Abb. 80 II (von oben gesehen) und III (von der Seite gesehen) zu -erkennen ist. An den Enden des Brettes werden zwischen den Leisten _b₁_ -_b₂_ quadratische Brettchen aufgeleimt; auf diesen werden je mit einer -Klemmschraube die Enden eines 1 _mm_ starken Nickelindrahtes befestigt. -Der Draht muß gut angespannt sein und genau in der Mitte zwischen _b₁_ -und _b₂_ verlaufen; außerdem muß er auf der Spitze des Kontaktbleches -_e_ fest aufliegen. Auf dem Brettchen _b₂_ wird nun noch ein Metermaß, -auf dem auch die Millimeter eingezeichnet sind, angebracht und auf dem -Schieber eine Noniuseinteilung, deren Nullpunkt ~genau~ vor der Spitze -des Kontaktbleches _e_ liegen muß. - -[Illustration: Abb. 79. Die Wheatstonesche Brücke.] - -[Illustration: Abb. 80. Querschnitt der Wheatstoneschen Brücke.] - -Nun brauchen wir noch einen oder mehrere Vergleichswiderstände, das -heißt Drähte, deren Widerstände, in Ohm gemessen, uns bekannt sind. -In den einschlägigen Geschäften kann man sich geeichte Widerstände -kaufen. Außerdem sei erwähnt, daß ein 1 _m_ langer und 0,5 _mm_ starker -Nickelindraht einen Widerstand von etwa 2 Ohm, und daß ein 4 _m_ langer -und 0,3 _mm_ starker Kupferdraht einen solchen von ungefähr 1 Ohm -besitzt. - -[Illustration: Abb. 81. Der Kommutator.] - -[Illustration: Abb. 82. Seitenansicht des Kommutators.] - -[Sidenote: Der Kommutator.] - -Es fehlt uns nun noch der Kommutator oder Stromwender, das ist eine -Einrichtung, um mit einem einfachen Handgriff die Richtung des Stromes -in einer Leitung zu ändern. An den beiden Schmalseiten eines Brettchens -(_B_ in Abbildung 81) befestigen wir je zwei Klemmschrauben (_a_, -_b_, _c_, _d_). Dann machen wir zwei 5 _mm_ starke und 7 _cm_ lange -Messingblechstreifen (_e₁_ _e₂_) durch kräftiges Hämmern federnd und -geben ihnen die aus Abb. 82 (Seitenansicht) zu erkennende Form. Ihre -Mitten werden mit einem Hartgummi- oder Beinstäbchen (_f_), welches -mit Nieten befestigt wird, verbunden. Die nicht aufgebogenen Enden der -Federstreifen werden durchbohrt und bei α und β so angeschraubt, daß -sie sich gerade noch leicht drehen lassen. Die in Abb. 81 mit I, II, -III bezeichneten Punkte sind drei flachgewölbte, messingene Ziernägel, -die so anzubringen sind, daß jeweils zwei davon unter den Enden der -Federn _e₁_ und _e₂_ liegen. Nun werden die Klemmen _a_ mit α und _b_ -mit β durch ein kurzes Stück Kupferdraht, das beiderseits anzulöten -ist, verbunden. Ebenso werden I mit _c_, II mit _d_ und III wieder mit -_c_ verbunden. Die einzelnen Verbindungsdrähte dürfen nicht in leitende -Verbindung miteinander kommen, die Enden von _e₁_ und _e₂_ müssen -federnd und fest auf den Nagelköpfen aufliegen. Verbinde ich nun den -positiven Pol einer Stromquelle mit _a_, den negativen mit _b_, so ist -bei der in Abb. 81 gezeichneten Stellung der Federn _d_ die positive -und _c_ die negative Klemme. Schiebe ich nun die Messingstreifen so, -daß sie die Köpfe II und III berühren, so wird _c_ positiv und _d_ -negativ. - -Nachdem wir nun mit der Beschreibung aller der Apparate, die Rudi im -weiteren Verlauf seines Vortrages gebrauchte, zu Ende gekommen sind, -wollen wir in nachstehendem hören, welche Versuche er damit anstellte. - -[Sidenote: Der Einfluss des galvanischen Stromes auf den Magneten.] - -Rudi legte seine große Magnetnadel auf die Spitze des Gestelles, das -er sich für das elektrische Flugrad (Seite 17) gemacht hatte, und -versah deren nach Norden zeigende Spitze mit einem roten, die nach -Süden zeigende mit einem weißen Papierchen, um die Bewegungen der -Nadel deutlicher sichtbar zu machen. Er zeigte mit einem gewöhnlichen -Stabmagnet die Anziehung und Abstoßung der ungleichnamigen und -gleichnamigen Pole. Dann leitete er durch einen einfachen, zur Spirale -gewundenen Draht einen starken Akkumulatorenstrom -- dabei durfte er -die Einschaltung eines Widerstandes (siehe Anhang) nicht vergessen, -da es sonst einen Kurzschluß (Seite 153) gegeben hätte -- und zeigte, -daß diese Spirale die gleichen Eigenschaften aufwies, wie der Magnet. -Nun ließ er von seiner Schwester den Strom ausschalten und zog die -Spirale auseinander, so daß er einen gestreckten Draht in den Händen -hatte, welchen er parallel über die wieder zur Ruhe gekommene Nadel -hielt. Als Käthe den Strom wieder einschaltete, wurde die Nadel von -ihrer Nord-Südrichtung abgelenkt. Die gleichen Versuche machte Rudi mit -einigen aus ~vielen~ Windungen bestehenden Drahtspulen, wies auf die -nun erhöhte Wirkung hin und erklärte, daß die Wirkung einer solchen -Spule umso größer ist, je größer das Produkt aus der Zahl der Amperes -und der Zahl der Windungen (~Amperewindungen~) ist. - -[Sidenote: Die Kraftlinien.] - -Um den Begriff der Kraftlinien zu erläutern, legte Rudi einen -starken Stabmagneten unter einen weißen Karton, den er mit feinen -Eisenfeilspänen bestreute und durch Klopfen mit dem Finger leicht -erschütterte; dabei ordneten sich die Eisenspäne nach den Kraftlinien -des Magneten. Solche Kraftlinienbilder hatte sich Rudi schon vor dem -Vortrag mehrere hergestellt und sie durch sehr reichliches Bestäuben -mit Fixativ fixiert; diese gab er nun seinen Hörern, da die Linien -des anderen beim Herumgeben zu bald zerstört worden wären. Um zu -zeigen, daß sich um jeden Strom, auch wenn er geradlinig verläuft, ein -kreisförmiges magnetisches Feld ausbreite, steckte Rudi durch das Loch -einer dünnen Messingscheibe, die er mit Eisenfeile bestreute, einen 3 -_mm_ starken Kupferdraht, mit dem er seine Akkumulatorenbatterie ~nur -einige Sekunden~ kurz schloß, während er gleichzeitig die Blechscheibe -etwas erschütterte; dabei ordneten sich die Feilspäne in konzentrischen -Ringen um den Draht herum. (Man sei bei diesem Versuche vorsichtig, -da der Draht durch den Kurzschluß bis zum Glühen oder gar Schmelzen -erhitzt werden kann!) Wie sich nun diese Kraftlinien bei einer Spule so -vereinigen, daß sie eine ähnliche Anordnung wie beim Magneten erhalten, -erläuterte Rudi an einer Tafel, auf der das in Abb. 83 wiedergegebene -Bild aufgezeichnet war. Bei dieser Gelegenheit wies er auch darauf hin, -daß die Größe der magnetischen Kraft mit der Zahl der Kraftlinien, die -z. B. durch 1 _qcm_ gehen, also mit der Dichte der Linien wächst. - -[Illustration: Abb. 83. Verlauf der Kraftlinien in einer vom -elektrischen Strome durchflossenen Drahtspirale.] - -[Sidenote: Der Elektromagnet.] - -Für den nächsten Versuch stellte Rudi eine Spule (mit etwa 300 -Windungen) so in der Nähe seiner Magnetnadel auf, daß diese, sobald -durch jene ein Strom in Stärke von drei Leclanché-Elementen floß, ein -wenig abgelenkt wurde. Ohne den Strom auszuschalten, schob er dann -einen Eisenstab in die Spule; dadurch wurde die magnetische Kraft -sofort um so viel stärker, daß die Magnetnadel ganz nach der Spule -hingezogen wurde. Dabei wies er darauf hin, daß jetzt die Kraftlinien -der Windungen nicht mehr ~allein~ wirken, sondern auch das Eisen -selbst magnetisch machen und dieses nun eigene Kraftlinien erzeugt. -Ferner erwähnte er, daß sich nicht alle Sorten von Eisen gleich stark -vom elektrischen Strome magnetisieren lassen und daß weiches Eisen -sich ganz anders verhalte wie Stahl. Er tauchte ein Stück eines gut -durchgeglühten 3 _mm_ starken Eisendrahtes in Eisenfeilspäne, welche -~nicht~ angezogen wurden; dann steckte er über den Draht eine kleine -vom Strom durchflossene Spule, und nun wurden die Feilspäne angezogen; -darauf entfernte er die Drahtrolle, und die Späne fielen herab. -Denselben Versuch machte er auch mit einer stählernen Stricknadel; als -er aber hierbei die Drahtspule entfernte, fielen die Feilspäne nicht -herab, sondern blieben hängen. Die Erklärung dieser Vorgänge führte -Rudi etwa folgendermaßen aus: Wir müssen uns die Moleküle des Eisens -als mit zwei magnetischen Polen versehen vorstellen. Für gewöhnlich -liegen diese kleinsten Teile gänzlich ungeordnet, so daß sie ihre -magnetischen Wirkungen gegenseitig aufheben. Durch die Kraftlinien -einer magnetischen Drahtspule werden die Moleküle so geordnet, daß nach -der einen Richtung alle ihre nordmagnetischen Pole, nach der anderen -alle südmagnetischen zeigen; dadurch summieren sich ihre Wirkungen, -so daß an den Enden des Stabes der stärkste Magnetismus auftritt, -wie dies ja auch beim gewöhnlichen Stahlmagneten der Fall ist. Wird -der elektrische Strom unterbrochen, so fallen beim weichen Eisen die -Moleküle wieder in ihre ursprüngliche Lage zurück. Anders dagegen beim -Stahl oder auch schon beim gehärteten Eisen. Wir wollen einmal das -Stück von weichem Eisendraht, das, wie wir vorhin gesehen haben, nur so -lange magnetisch blieb, als es vom Strome umflossen war, härten, indem -wir es in glühendem Zustande in kaltes Wasser tauchen, und dann den -Versuch wiederholen. Nun verhält es sich, wie vorhin die Stricknadel, -es behält seinen Magnetismus; glühen wir es wieder aus, so verliert es -ihn wieder. Vollständig verliert dagegen selbst das weichste Eisen den -ihm einmal beigebrachten Magnetismus nicht; der zurückbleibende Rest -wird ~remanenter~ Magnetismus genannt. Darüber werden wir im nächsten -Vortrag noch ausführlicher sprechen. - -In dem nächsten Versuch erläuterte Rudi die Beziehung zwischen -Stromrichtung und Magnetpol. Er stellte einen Elektromagneten so -weit von der großen Magnetnadel auf, daß diese gerade noch deutlich -sichtbar abgelenkt wurde. In den Stromkreis der Drahtspule hatte er den -Kommutator eingeschaltet, mit dessen Hilfe er -- nachdem er ihn zuvor -kurz beschrieben hatte -- die Stromrichtung änderte. Dadurch wurde die -vorhin angezogene Nadelhälfte jetzt abgestoßen, und die andere strebte -nun dem Elektromagneten zu. Rudi wies darauf hin, daß die Bezeichnung -der Pole von der Stromrichtung abhinge und zeigte diese Tatsache auch -an dem Vertikalgalvanoskop, dessen Zeiger bei der einen Stromrichtung -nach rechts, bei der anderen nach links hin ausschlug. An dieser Stelle -erwähnte Rudi auch die Amperesche Schwimmerregel: Denkt man sich in dem -Draht der Magnetisierungsspirale in der Richtung des positiven Stromes -schwimmend, so daß man mit dem Gesicht dem Magnetstab zugewendet ist, -so muß dessen Nordpol zur linken Seite des Schwimmers entstehen. - -Über einige praktische Anwendungen des Elektromagneten, wie elektrische -Klingel, Telegraph u. s. w. werden wir im nächsten Vortrage hören; -jetzt wollen wir noch die Wirkungsweise der einzelnen Meßinstrumente -genauer kennen lernen. - -[Sidenote: Die Wirkungsweise der Messinstrumente.] - -Das einfache Nadelgalvanoskop ist nichts anderes als eine flache -Drahtspule, durch welche, sobald sie ein Strom durchfließt, Kraftlinien -laufen, die die Magnetnadel in ihre Richtung zwingen. In der gleichen -Weise kommt die Wirkung des Vertikalgalvanoskopes zu stande. - -Ebenso verhält sich der Multiplikator; nur daß wir hier eine durch -vier Umstände erhöhte Empfindlichkeit haben. Erstens ist die -Beeinflussung der Erde auf das Nadelpaar sehr herabgesetzt, da die -beiden ungleichnamig übereinanderliegenden Pole nach entgegengesetzten -Richtungen streben. Sie spielen trotzdem in die Nord-Südrichtung ein, -da der Magnetismus der oberen (längeren) Nadel etwas stärker ist. -Zweitens haben wir bei diesem Instrument ~zwei~ Drahtspulen, also -mehr Amperewindungen und damit mehr Kraftlinien. Drittens wirken die -Kraftlinien nicht nur innerhalb der Spule auf das Nadelpaar, sondern -auch außerhalb, und zwar auf beide Nadeln in gleicher Weise -- obgleich -diese mit den ungleichnamigen Polen übereinanderliegen -- da die -Kraftlinien außerhalb der Windungen in entgegengesetzter Richtung -laufen, wie die innerhalb der Windungen. Viertens bietet die Art der -Aufhängung am Kokonfaden der Drehung nur einen sehr geringen Widerstand. - -Die Wirkungsweisen der beiden auf Seite 96 bis 99 beschriebenen -Instrumente ist dort schon hinreichend erklärt worden; wir wollen jetzt -nur noch hören, warum das Voltmeter, entgegengesetzt dem Amperemeter, -im Nebenschluß liegen muß. Doch bevor wir das verstehen können, müssen -wir die Spannungsverhältnisse an den verschiedenen Stellen eines vom -Strome durchflossenen Leiters kennen lernen. - -[Sidenote: Das Spannungsgefälle.] - -Zu dem Versuch, den wir dabei ausführen, müssen wir schon einen -praktischen Gebrauch von dem im Nebenschluß liegenden Voltmeter machen. -Wir verbinden die Pole eines Bunsenelementes mit einem etwa 1 _m_ -langen, zum Kreise gebogenen Nickelindrahte von 0,5 _mm_ Stärke. Dann -führen wir von den beiden Stellen des Drahtkreises, die den Polen des -Elementes am nächsten liegen, je einen Kupferdraht zu den Klemmen -unseres Voltmeters, das, wenn wir es für diesen Versuch verwenden -wollen, mindestens Zehntelvolt anzeigen muß. Ist unser Instrument -nicht so empfindlich, so müssen wir statt ~eines~ 5 bis 10 Elemente -hintereinandergeschaltet oder unser Vertikalgalvanoskop verwenden, -das freilich nur die relativen, nicht die absoluten Spannungsgrößen -angibt. Verwenden wir das Voltmeter, so müssen wir den auf der Rückwand -angebrachten Nebenschlußdraht ~ausschalten~, da der Nickelindraht nun -seine Stelle vertritt. (Für die weiteren Betrachtungen nehmen wir an, -wir hätten das in Abb. 66 dargestellte Vertikalgalvanoskop verwendet.) -Nachdem wir also die genannte Verbindung hergestellt haben, werden -wir einen Ausschlag der Nadel nach rechts etwa bis zur Ziffer 6 der -Skala bekommen. Rücken wir nun die beiden Drahtenden, die wir um den -Nickelindraht herumgebogen haben, von den Polen des Elementes weg -und der Mitte des Drahtes zu, so wird der Ausschlag der Nadel immer -kleiner und kleiner, bis sie auf 0 zur Ruhe gekommen ist. Jetzt werden -die verschobenen Drahtenden noch 10 oder 20 _cm_ voneinander entfernt -sein. Wir schalten, ohne im übrigen etwas zu verändern, statt des -Galvanoskopes unseren Multiplikator ein, der, da er viel empfindlicher -ist, jetzt noch kräftig ausschlägt. Wir schieben nun die Drahtenden -noch weiter zusammen, bis auch dieses Instrument keinen Strom mehr -anzeigt; sie werden dann nur noch wenige Zentimeter voneinander -entfernt sein. - -[Illustration: Abb. 84. Schematische Darstellung eines -Stromkreislaufes.] - -Diese Erscheinung erklärte Rudi an zwei Zeichnungen, die er in großem -Maßstabe ausgeführt hatte und die in den Abb. 84 und 85 dargestellt -sind. Eine Glasröhre sei mit verdünnter Schwefelsäure gefüllt und -einerseits mit einer Kupferplatte _K_, anderseits mit einer Zinkplatte -_Z_ verschlossen, so daß sie ein Voltasches Element bildet; von _Z_ -nach _K_ führt ein Draht. Wir haben dann einen geschlossenen Stromkreis -_K_--_a_--_Z_--_b_--_K_. Bei _K_ haben wir ½ Volt positiver Spannung; -wie wir vorhin gesehen haben, sinkt diese, je weiter wir uns der -Mitte (_a_) des Drahtes nähern, bis sie hier auf dem Wert 0 angelangt -ist. Gehen wir noch weiter, so sinkt die positive Spannung noch mehr, -das heißt sie geht in eine negative Spannung über, bis sie bei _Z_ -den Wert −½ Volt erreicht hat. Verfolgen wir nun die Potentiale -auch in der Flüssigkeit, so finden wir, daß bei _Z_ ein plötzlicher -Wechsel eintritt: von −½ Volt (der Zinkplatte) steigt die Spannung -(der Flüssigkeit) auf +½ Volt, um von da ab wieder bis 0 (bei _b_) -zu sinken, bis sie bei _K_ wieder den Wert −½ Volt erreicht hat. -Den plötzlichen Wechsel der Potentiale bei _K_ und _Z_ verursacht -die elektrische Scheidekraft, die Kraft, der wir das Entstehen der -elektromotorischen Kraft verdanken. In Abb. 85 sei _~KZ~_ ein vom -Strome durchflossener Leiter. Bei _K_ hat die Spannung den positiven -Wert _~KA~_, bei den Punkten _a_, _b_, _c_, _d_ sinkt sie ständig (die -Längen der Linien _~aa₁~_, _~bb₁~_, _~cc₁~_, _~dd₁~_ u. s. w.), bei _M_ -ist sie gleich 0 und bei _Z_ gleich dem negativen Wert _~ZB~_. - -[Illustration: Abb. 85. Schema des Spannungsgefälles.] - -[Illustration: Abb. 86. Schaltungsschema für Volt- und Amperemeter.] - -[Sidenote: Die Voltmeterschaltung.] - -Jetzt ist auch leicht zu verstehen, warum ein Voltmeter nicht wie -das Amperemeter in den Hauptstromkreis eingeschaltet werden darf. -Betrachten wir das Schema in Abb. 86: _A_ ist eine Stromquelle, _X_ ein -Leitungsnetz, _B_ das in den Hauptstrom eingeschaltete Amperemeter, -das, um dem Strom möglichst wenig Widerstand zu bieten, aus wenig -Windungen eines dicken Drahtes besteht. Weil der Widerstand des -Instrumentes nahezu gleich 0 ist, besteht auch zwischen den Klemmen -α und β fast kein Spannungsunterschied. Anders verhält sich dies -bei den beiden Punkten γ und δ, an welchen die Zuleitungsdrähte zum -Voltmeter _C_ angeschlossen sind: Hier herrscht die Spannungsdifferenz, -die die elektromotorische Kraft der Stromquelle bei dem Widerstand -des Leitungsnetzes _X_ hervorzurufen im stande ist. Das Voltmeter -besteht aus vielen Windungen eines dünnen Drahtes, damit es der -Hauptleitung nicht zu viel Strom entziehe; denn durch den großen -Widerstand des langen dünnen Drahtes fließt nur ein geringer -Bruchteil des Hauptstromes, dem nur der vielmal kleinere Widerstand -_X_ entgegensteht. Fehlt ein natürlicher Hauptstromkreis bei einer -Stromquelle, deren Spannung gemessen werden soll, so muß er künstlich -hergestellt werden (vergleiche Seite 97). - -[Sidenote: Widerstandsbestimmung.] - -Wir haben jetzt gesehen, wie wir Stromstärken und Spannungen messen -können, und wollen nun noch eine einfache Art der Widerstandsbestimmung -kennen lernen. - -[Illustration: Abb. 87. Wheatstonesche Brücke.] - -Lassen wir ~einen~ elektrischen Strom durch zwei gleiche Drähte -fließen (_a_, α, _b_ und _a_, β, _b_ in Abb. 87) und verbinden zwei -beliebige Stellen (α und β) dieser Leitungen miteinander, so wird nur -dann ein Strom durch diese Verbindung, die auch ~Brücke~ genannt wird, -fließen, wenn die Spannungen an den beiden Anschlußstellen (α und β) -verschieden sind, das heißt, wenn an den Enden des Verbindungsstückes -eine Potentialdifferenz besteht. Ist diese nicht vorhanden, so kann in -αβ auch kein Strom fließen. Denken wir uns nun das Spannungsgefälle -der beiden Drähte _a_, α, _b_ und _a_, β, _b_ graphisch dargestellt, -so bekommen wir zweimal die Abb. 85. Markieren wir hier auf den -beiden Abbildungen zwei Punkte gleicher Spannungen, z. B. _e_, so ist -das Verhältnis _~Ke~_ : _~eZ~_ bei der einen Abbildung gleich dem -Verhältnis _~Ke~_ : _~eZ~_ bei der anderen. Nehmen wir auch an, der -Widerstand der beiden Zweigdrähte sei verschieden, so gilt doch das -Gleiche. In Abb. 88 sei I der Zweigdraht mit größerem, II der mit -geringerem Widerstand; die Spannung ist an den Enden beider gleich -_~KA~_ und _~ZB~_, und nur die durch die Länge von _~KZ~_ ausgedrückten -Widerstände sind verschieden. Zeichnen wir nun hier zwei Punkte -gleicher Spannungen ein, z. B. in I ~α_x_~ und in II ~β _x_~, so ist -auch hier ~_K_α~ : ~α_Z_~ = ~_K_β~ : ~β_Z_~. Das Gleiche gilt auch -dann, wenn wir annehmen, daß einer der Zweigdrähte aus zwei Teilen mit -verschiedenen Widerständen bestehe. - -[Illustration: Abb. 88. Spannungsgefälle in zwei verschiedenen -Widerständen.] - -[Illustration: Abb. 89. Wheatstonesche Brücke.] - -Wir spannen nun einen homogenen, an allen Stellen gleichstarken Draht -gerade aus, wie ~_ab_~ in Abb. 89, und betrachten ihn als einen Zweig -unserer Doppelleitung, die vom Element _E_ gespeist wird; den anderen -Zweig stellen wir zusammen aus einem unbekannten Widerstande _X_ und -einem bekannten _V_ (Vergleichswiderstand). In die Brücke ~αβ~ schalten -wir unseren Multiplikator _G_. Wenn es nicht der Zufall gerade gewollt -hat, so ist jetzt die Spannung bei α nicht gleich der bei β, weshalb -uns der Multiplikator einen Strom anzeigen wird. Verschieben wir nun -das Drahtende bei β nach rechts oder links, so werden wir leicht die -Stelle finden, die mit α auf gleicher Spannung ist, was wir daran -erkennen, daß der Multiplikator keinen Strom mehr anzeigt. Daß der -ausgespannte Draht ~_ab_~ dem Nickelindraht (_a_) unserer Meßbrücke -(Seite 100) und das Drahtende β dem Schieber (_c_) gleichkommt, braucht -nicht näher erwähnt zu werden. Da auf unserer Meßbrücke ein Maßstab -angebracht ist, so können wir leicht das Verhältnis ~_a_β~ : ~β_b_~ -ablesen; wir wissen aber auch, daß dies gleich ~_a_α~ : ~α_b_~ ist. -Nehmen wir an, daß der Schieber unserer Brücke, die in 100 Teile -(Zentimeter) geteilt ist, bei 75 steht, ferner daß unser bekannter -Widerstand 10 Ohm habe, so können wir folgende Proportion aufstellen: -75 : 25 = _X_ : 10; daraus ergibt sich _X_ = 30 Ohm. - -Wollen wir genaue Messungen machen, so müssen wir zu den Verbindungen -der einzelnen Apparate möglichst kurze und dicke Drähte verwenden, -damit wir ihre Widerstände vernachlässigen können, ohne dabei einen -merkbaren Fehler zu begehen. - -Will man Widerstände bei Anwendung von Wechselströmen (siehe vierter -Vortrag) messen, so können zur Bestimmung der Stromlosigkeit der -Brücke unsere bisher gebrauchten Apparate nicht verwendet werden. Man -bedient sich in diesem Falle des Telephons (siehe Anhang). Wird dieses -von einem Wechselstrom durchflossen, so gerät durch den Wechsel der -Magnetpole die Membrane in Schwingung und gibt einen Ton von sich; -ist es tonlos, so ist es auch stromlos. Hat man kein Telephon zur -Verfügung, so genügt es, einen einfachen kleinen Elektromagneten mit -möglichst vielen Windungen eines dünnen Drahtes in einem Kästchen -einer Membran gegenüber zu bringen, wie das auch bei dem im Anhang -beschriebenen Telephon gemacht ist. - - - [2] Schwefelsäure zersetzt sehr rasch jede organische Substanz, - weshalb man seine Hände und Kleider vorsichtig vor ihr schützen - soll. Verdünnte Schwefelsäure wirkt nicht so rasch, doch hat man - damit sich oder seine Kleider begossen, so unterlasse man es - nicht, sofort mit Ammoniak (Salmiakgeist) die betreffenden Stellen - abzuwaschen. - - [3] Das Schmelzen dieser sehr leicht entzündbaren Stoffe darf ~nie~ - auf dem ~offenen~ Feuer geschehen. Zwischen Schmelzgefäß und - Flamme soll sich immer ein großes Stück Eisenblech oder ein Stück - starken Drahtstramines befinden. - - [4] Man kann sich für diese Versuche auch des Vertikalgalvanoskopes - (Abb. 66) bedienen, dessen Empfindlichkeit man durch Entfernen des - Regulierschiebers an der Nadel herabgemindert hat. - - - - -[Illustration] - - - - -Dritter Vortrag. - -Die praktische Anwendung des elektrischen Gleichstroms. - - -[Illustration: Abb. 90. Rudi hält seinen dritten Vortrag.] - -Den dritten Vortrag bestimmte Rudi wieder für solche Hörer, bei denen -er keinerlei Vorkenntnisse, außer solchen, die sie sich in seinem -ersten Vortrag erworben hatten, vorauszusetzen brauchte. Er sprach -deshalb auch hier nochmals, aber kürzer, über die ~Entdeckung des -galvanischen Stromes~ und die ~Beschaffenheit eines Elementes~ sowie -über die Zusammenstellung mehrerer Elemente zu einer ~Batterie~. Dann -ging er dazu über, an der Hand der bereits bekannten Experimente -den ~Einfluß des galvanischen Stromes auf den Magneten~ zu zeigen -und die Beschaffenheit und Wirkung eines ~Elektromagneten~ zu -erklären. Dann kam er auf die Beschreibung der ~elektrischen -Klingel~, des ~Telegraphen~ und der ~Elektromotoren~ zu sprechen. -Um auch das Wesen der Dynamomaschine erklären zu können, sprach -er eingehender über ~Magnetinduktion~ und ~Induktionsströme~, -beschrieb die ~magnetelektrische Maschine~ und führte schließlich die -~Dynamomaschine~ vor. Die verschiedenen ~Ankerkonstruktionen~, wie -~_T_-, Ring- und Trommelanker~, berührte er nur kurz. Damit hatte er -hinreichend über die Erzeugung des galvanischen Stromes gesprochen -und erklärte nun die ~elektrische Straßenbahn~, ~die Bogenlampe~, -~das Glühlicht~, elektrisch betriebene ~Ventilatoren, Heiz- und -Kochapparate~ u. s. w. Dann ging er zur Beschreibung des ~Akkumulators~ -über und sprach noch kurz über ~Spannungen~, ~Leitungsnetze~, -~Sicherungen~ und ~Kurzschluß~, um mit einer an seine Ausführungen -über Induktionsströme anschließenden Beschreibung des ~Telephons~ den -Vortrag zu schließen. - -Auf dem Bild Seite 112 sehen wir Rudi, wie er nach dieser Disposition -unter Käthes Assistenz die Herstellung der dabei benutzten Apparate und -die mit ihnen ausgeführten Experimente beschreibt. - -[Illustration: Abb. 91. Die elektrische Klingel.] - -[Sidenote: Die elektrische Klingel.] - -Eine elektrische Klingel ist sehr einfach herzustellen. Abb. 91 zeigt -uns eine solche im Grundriß. _a_ ist ein Grundbrett von beliebigem -Holz; _b_ ist ein Elektromagnet, den Abb. 92 im Schnitt zeigt: _a_ ist -ein Stück Bandeisen, in das die beiden Magnetschenkel _b₁_ und _b₂_ -eingenietet sind. _c_, _c_ sind die Drahtspulen. Die Rähmchen für diese -drehen wir aus Holz oder kleben sie aus Karton zusammen. Das Bewickeln -von Drahtspulen haben wir im zweiten Vortrag Seite 93 behandelt. Für -eine Drahtrolle verwenden wir je nach Größe 12 bis 20 _m_ eines 0,4 -bis 0,6 _mm_ starken Kupferdrahtes (für geringere Ansprüche genügen -auch 8 bis 10 _m_ eines etwas stärkeren Drahtes). ~Die Endflächen der -Magnetpole werden mit Papierscheibchen beklebt, weil sonst der Anker -infolge des remanenten Magnetismus ab und zu haften bleiben könnte.~ -_c_ (Abb. 91) ist ein federnder Blechstreifen, den wir aus einer alten -Uhrfeder oder aus Messingblech herstellen, das wir durch kräftiges -Hämmern auf dem Ambos elastisch machen, daran wird _e_, der Eisenanker -(ein Stück Bandeisen), angenietet oder angelötet. Die Magnetkerne und -der Anker müssen gut durchgeglüht werden. _d_ ist ein Holzklotz, an -dem das eine Ende der Feder _c_ befestigt ist, das andere Ende wird -mit einem Messinghämmerchen oder einer Messingkugel versehen; etwa in -der Mitte wird ein Stückchen Platinblech aufgelötet, dem gegenüber die -Kontaktspitze _f_ auf einer kleinen Messingsäule ruht. Es ist gut, -wenn man _f_ mit einem Muttergewinde versieht, durch das eine Schraube -eingedreht werden kann; an dieser lötet man vorn ein kurzes Stückchen -Platindraht auf, das die Kontaktspitze bildet. Am Ende des Brettchens -_a_ wird die Glockenschale _g_ angebracht. Wie die einzelnen Teile -untereinander in leitende Verbindung zu setzen sind, geht aus der -Abbildung hervor. Über dem ganzen kann eine Schutzhülle aus Holz oder -Pappe angebracht werden; die Glocke selbst muß natürlich frei bleiben. - -[Illustration: Abb. 92. Elektromagnetkern mit Spulen (Schnitt).] - -[Illustration: Abb. 93. Schnitt durch den Kontaktknopf.] - -[Sidenote: Der Kontaktknopf.] - -Wir können uns auch ohne Drehbank recht hübsche Kontaktknöpfe -herstellen: Auf ein rundes Grundbrettchen _a_ (Abb. 93) wird in -der Mitte ein Nagel mit einem breiten Messingkopf _b_ (Reißnagel) -eingeschlagen. Aus gehämmertem Messingblech schneiden wir einen -spiralförmigen Streifen (Abb. 94), den wir so mit dem breiteren Ende -neben _b_ anschrauben, daß das etwas in die Höhe gebogene schmälere -genau über _b_ zu stehen kommt. Die Kapsel stellen wir uns durch -Übereinanderleimen von 3 bis 4 Ringen aus Zigarrenkistenholz her. -(Siehe Abb. 93.) - -[Illustration: Abb. 94. Feder für den Kontaktknopf.] - -[Illustration: Abb. 95. Schaltungsschema einer Klingelanlage.] - -[Illustration: Abb. 96. Der Morseschreiber (Seitenansicht).] - -Zur Erklärung der Schaltungsweise der elektrischen Hausklingel stellte -Rudi eine Tafel auf, deren Zeichnung Abb. 95 zeigt. - -[Sidenote: Der Morsesche Telegraph.] - -Der Morsesche Telegraphenapparat ist nicht so schwer herzustellen, wie -es vielleicht manchem scheinen möchte. Die ganze Konstruktion ist aus -den beiden Abb. 96 (Seitenansicht) und 97 (Grundriß) zu erkennen. _a_ -ist das Grundbrett; _b₁_ und _b₂_ sind die Achsenträger für die Achse -(_c_) des gleicharmigen Hebels _d_, der aus einem Holzstäbchen mit -quadratischem Querschnitte herzustellen ist. Für _c_ nehmen wir ein -Messing- oder Eisenstäbchen, eventuell einen starken Nagel. Die Achse -soll im Hebel fest sitzen, sich in ihren Lagern in _b₁_ und _b₂_ aber -leicht drehen lassen. In das eine Ende des Hebels wird der Anker, der -mindestens 4 _mm_ dick und 1 _cm_ breit sein soll, eingelassen; das -andere Ende wird mit einer Drahtöse versehen, in welche die Spiralfeder -_g_ eingehängt werden kann; letztere wird aus 0,6 bis 0,7 _mm_ -starkem Messingfederdraht durch Aufwickeln auf ein bleistiftstarkes -Metallstäbchen hergestellt. Die Spannung regulieren wir erst später -durch Verlängern oder Verkürzen des Aufhängehakens _p_. Statt der -Spirale kann auch einfach eine Gummischnur verwendet werden. - -[Illustration: Abb. 97. Der Morseschreiber (Aufsicht).] - -Der zweispulige Elektromagnet _f_ wird ebenso hergestellt wie der -der elektrischen Klingel; er muß aber etwas größer und stärker sein. -Auf dem Hebel _d_ wird an dem Ankerende ein etwa 1 _cm_ breiter -Blechstreifen aus gehämmertem, 0,5 bis 0,7 _mm_ starkem Messingblech -angebracht. Dieser Streifen soll nahezu so lang sein wie der Hebel -selbst. Das vorderste Ende (1 _cm_) wird rechtwinkelig aufgebogen und -ein kurzes Stückchen Messingrohr mit etwa 5 _mm_ lichter Weite, in das -wir später einen weichen Bleistift stecken, wird daselbst festgelötet. -In den _Lagerträgern i₁_ und _i₂_ sind, wie dies in Abb. 98 zu sehen -ist, zwei gedrehte Holzwalzen (_k₁_ und _k₂_) eingelassen, die 1,5 -bis 2 _cm_ dick sind. Der eine Lagerfortsatz der Walze _k₂_ muß etwas -länger sein, damit wir eine Kurbel an ihm befestigen können. - -[Illustration: Abb. 98. Rollen zur Bewegung des Papierstreifens -(Schnitt).] - -Da beide Walzen stets fest aufeinanderliegen müssen, so sind die -Lager von _k₁_ so einzurichten, daß sie vermittels zweier Schrauben -niedergedrückt werden können, wie dies aus Abb. 99 zu ersehen ist: -Aus dem oberen Ende des Lagerträgers _i_ wird ein rechteckiges Stück -(_a_), das die Bohrung für die Rollenachse enthält, herausgesägt und -der dadurch entstandene rechteckige Einschnitt noch etwas vertieft. -Damit _a_ nicht nach außen herausfallen kann, werden die Enden der -Rollenachsen, nachdem die Stückchen _a_ darübergeschoben sind, mit -kleinen Scheibchen (_c_, Abb. 98) beklebt. Durch Aufschrauben des -Leistchens _b_ (Abb. 98 und 99) wird _a_ niedergedrückt, und dadurch -werden die beiden Rollen, die wir noch je mit einem Stückchen -Gummischlauch überziehen, aufeinandergepreßt. Die Lagerträger _i_ sind -so auf _a_ anzuschrauben, daß _k₁_ gerade unter das Messingröhrchen, -das wir am Ende von _h_ angelötet haben, zu liegen kommt. Die beiden -Träger _l₁_, _l₂_ haben oben offene Einschnitte, so daß wir den runden -Holzstab, auf den wir die Papierstreifenrolle aufschieben, bequem -einsetzen können. Nun führen wir noch die beiden Drahtenden des -Elektromagneten zu zwei Klemmen an einem Ende des Brettchens _a_. - -[Illustration: Abb. 99. Rollen zur Bewegung des Papierstreifens -(Seitenansicht).] - -Wer etwa eine alte Wanduhr, die ihren Zweck als solche nicht mehr -erfüllt, besitzt, kann diese zum maschinellen Antrieb für die Rollen -_k_ benutzen. Alles für diesen Zweck Unnötige wird von der Uhr -entfernt; also Zifferblatt, Zeiger, auch die Zahnradübersetzung 1 : 12 -für den Stundenzeiger; ferner wird Pendel, Anker und Ankerrädchen -herausgenommen. Das Rädchen, das zum Antrieb für das Ankerrädchen -gedient hat, wird durch Anlöten zweier Blechplättchen mit Windflügeln -versehen. Die Hauptachse, auf der der Minutenzeiger saß, wird mit der -Rolle _k₂_ verbunden. Die Uhr selbst wird auch auf dem Grundbrette -befestigt. In dem Werke bringen wir einen Hebel so verstellbar an, -daß er das Flügelrädchen entweder freigibt oder festhält. Sollte nun -die Geschwindigkeit, die die Uhr den Rollen erteilt, zu groß sein, -so können wir, falls der Antrieb mit einem Gewicht erfolgt, dieses -verkleinern. Bei Federantrieb geht das nicht; wir müssen deshalb das -Ankerrädchen wieder einsetzen und an dieses die Flügel anlöten; durch -Verbiegen der letzteren können wir die Geschwindigkeit noch weiter -regeln. War die Geschwindigkeit zu gering, so müssen wir eben noch ein -weiteres Übersetzungsrädchen herausnehmen. - -[Illustration: Abb. 100. Morsetaster.] - -Wir brauchen nun noch den Taster, der in Abb. 100 dargestellt ist. -Er besteht aus einem Grundbrett und einem 1 _cm_ breiten und etwa 7 -_cm_ langen Streifen aus federndem Messingblech, ist an einem Ende -auf dem Grundbrett aufgeschraubt und am anderen, wie die Abbildung -zeigt, umgebogen. Unter dem umgebogenen Ende ist ein Nagel mit einem -Messingkopf angebracht. Dieser ist mit der einen, die Feder mit der -zweiten Klemme in leitender Verbindung; mit der dritten Klemme ist ein -Blechstreifen leitend verbunden, der über die Feder reicht und diese, -wenn sie nicht niedergedrückt wird, berührt. Es ist gut, wenn die -Verbindungsdrähte nicht nur eingeklemmt, sondern festgelötet werden. - -Um den telegraphischen Verkehr zwischen zwei Stationen zu erläutern, -hatte Rudi sich zwei Apparate gemacht, die er an den beiden Tischenden -aufstellte und mit Batterie und Klingel so schaltete, wie die Abb. -101 zeigt. Hier sind die Apparate der beiden Stationen (I und II) -folgendermaßen bezeichnet: _M_ = Morseapparat, _T_ = Taster, _B_ -= Batterie (3 bis 4 Leclanché-Elemente), _g_ = Glocke und _U_ = -Umschalter. Letzterer ist ähnlich konstruiert wie der Kommutator (siehe -Seite 101); er erlaubt mit einem Handgriff entweder die Glocke, oder -den Morseapparat einzuschalten. - -[Illustration: Abb. 101. Schaltungsschema der Morseapparate.] - -Angenommen, man will von Station I nach Station II telegraphieren, so -hat man folgendes zu tun: Der Umschalter ist so zu stellen, daß der -Morseapparat statt der Glocke eingeschaltet ist; dann wird der Taster -niedergedrückt, wodurch die Glocke bei II ertönt. Dabei macht der -Strom folgenden Weg: in _T₁_ wird der Kontakt _a₁_ geschlossen; von da -geht der Strom nach _B₁_, _b₁_, _c₁_, _d₁_, _M₁_, _e₁_, _k₁_, _l₁_, -_f_, _l₂_, und da hier _U₂_ noch auf die Glocke geschaltet ist, nach -_o₂_, durch _g₂_ hindurch nach _p₂_, _n₂_, _i_, _n₁_, _m₁_, _g₁_ und -_a₁_. Durch das Glockenzeichen aufmerksam gemacht, wird nun auf II der -Umschalter von _g₂_ auf den Morseapparat umgeschaltet und zum Zeichen, -daß dies geschehen, der Taster ein paarmal niedergedrückt; dies bemerkt -man in I an dem Aufschlagen des Ankers auf den Elektromagneten. In II -wird nun der Papierstreifen in Bewegung gesetzt und in I der Taster. -Drücken wir diesen längere Zeit nieder, etwa 1 Sekunde, so wird in II -ebensolang der Anker angezogen und dadurch der Bleistift auf das über -die Rollen gleitende Papier gedrückt, wodurch ein Strich aufgezeichnet -wird. Drückt man dagegen den Taster nur ganz kurz nieder, so wird -dadurch nur ein Punkt entstehen. Aus verschiedenen Zusammenstellungen -von Punkten und Strichen hat man ein Alphabet festgesetzt, das hier -wiedergegeben werden soll. - -Die Zeichen für die Buchstaben sind: - - a . -- j . -- -- -- s . . . - ä . -- . -- k -- . -- t -- - b -- . . . l . -- . . u . . -- - c -- . -- . m -- -- ü . . -- -- - d -- . . n -- . v . . . -- - e . o -- -- -- w . -- -- - f . . -- . ö -- -- -- . x -- . . -- - g -- -- . p . -- -- . y -- . -- -- - h . . . . q -- -- . -- z -- -- . . - i . . r . -- . ch -- -- -- -- - -Die Zeichen für die Zahlen sind: - - 1 . -- -- -- -- 4 . . . . -- 8 -- -- -- . . - 2 . . -- -- -- 5 . . . . . 9 -- -- -- -- . - 3 . . . -- -- 6 -- . . . . 0 -- -- -- -- -- - 7 -- -- . . . - -Weitere Zeichen sind noch für: - - Punkt . . . . . Komma . -- . -- . -- Fragezeichen . . -- -- . . - Ausrufzeichen -- -- . . -- -- - -Nachdem Rudi seiner Schwester auf diese Weise ein Telegramm über -den Tisch hinüber gesandt und Käthe es übersetzt hatte, erwähnte er -noch, daß man in der Praxis die eine der beiden Leitungen nicht legt, -sondern den Strom durch die Erde leitet. Auch erklärte er, daß man -mit dieser einfachen Einrichtung nicht auf sehr große Entfernungen -telegraphieren könnte, da in dem großen Widerstand des langen Drahtes -der Strom so sehr geschwächt würde, daß er nicht mehr im stande wäre, -einen Morseapparat in Tätigkeit zu setzen. Man bediene sich deshalb der -sogenannten Relais. Rudi beschrieb nur die Einrichtung und Schaltung -des Relais, da er sich keines hergestellt hatte. Er mußte es jedoch -später für die drahtlose Telegraphie anfertigen, und es sei deshalb -schon hier beschrieben. - -[Sidenote: Das Relais.] - -Abb. 102 zeigt das Relais im Grundriß. Im wesentlichen ist es -konstruiert wie die elektrische Glocke; nur fehlt die Glockenschale, -und die Kontaktspitze befindet sich auf der Seite des Ankers, auf der -auch der Elektromagnet ist. Der Anker steht ~höchstens~ 0,5 _mm_ von -den Magnetpolen entfernt, und die Feder darf nicht sehr stark sein; -ihre Spannung kann mit der Stellschraube _e_ reguliert werden. Man darf -nicht vergessen, die Polenden mit Papier zu bekleben. Die Kontaktspitze -ist so zu stellen, daß sie etwa 0,5 _mm_ von der ihr gegenüberliegenden -Verlängerung der Feder absteht. Für normale Ansprüche genügt hier die -gleiche Bewickelung, wie bei der Klingel. Nehmen wir mehr und etwas -dünneren Draht, so wird das Instrument empfindlicher. - -[Illustration: Abb. 102. Relais im Grundriß.] - -Zum Gebrauche werden die Fernleitungen an die beiden Klemmen _a_ -und _b_ angeschlossen; die Klemme _c_ wird mit der einen Klemme des -Morseapparates, _d_ mit dem einen Pol der Batterie und die andere -Klemme des Apparats mit dem anderen Pole der Batterie verbunden. Kommt -nun durch die Ferndrähte von der anderen Station ein Strom, so wird -er, auch wenn er sehr schwach ist, den Anker des empfindlichen Relais -anziehen; dadurch wird aber der lokale, durch den Morseapparat gehende -Batteriestrom geschlossen und der Schreibstift auf den Papierstreifen -niedergedrückt. Hört der Fernstrom auf, so geht der Anker des Relais -zurück und unterbricht damit auch den lokalen Strom u. s. w. - -[Sidenote: Der Elektromotor.] - -Eine weitere, in der Praxis ungeheuer wichtig gewordene elektrische -Maschine ist der Elektromotor. - -Alle die Konstruktionen, nach denen man sich gute Elektromotoren -selbst anfertigen kann, hier zu beschreiben, würde zu weit führen. Es -seien deshalb nur die Haupttypen erwähnt. - -[Illustration: Abb. 103. Elektromotor im Grundriß.] - -_a_) ~Mit zweipoligem Hufeisenanker.~ Der einfachste Motor besteht aus -zwei einander mit den Polen gegenüberstehenden Elektromagneten, von -denen der eine fest (~Feldmagnet~), der andere drehbar ist (~Anker~). -Die Anordnung geht aus Abb. 103 hervor. _A_ ist der feste, _B_ der -bewegliche Magnet; beide sind im wesentlichen ebenso hergestellt wie -die der elektrischen Klingel, nur müssen hier die beiden Magnetschenkel -weiter auseinanderstehen, da zwischen ihnen die Achse und deren -Lagerträger Platz finden müssen. Das Verbindungsstück des drehbaren -Magneten ist in der Mitte mit einer Bohrung versehen zur Aufnahme der -Achse, die angelötet werden kann. Die Lager werden so hergestellt, -wie es schon früher (siehe Seite 22 u. f.) beschrieben wurde, und -müssen auch hier gleich eingeölt werden. Bei _c_ wird die Achse mit -einer Feile etwas aufgerauht und auf eine Strecke von 1 bis 2 _cm_ in -2 oder 3 Lagen mit Bindfaden umwunden. Dabei ist darauf zu achten, -daß alle Windungen regelmäßig nebeneinander liegen. Der dadurch -entstandene Wulst ist reichlich mit Schellacklösung (siehe Seite 20) -zu bestreichen. Er muß so dick sein, daß wir gerade noch ein etwa 1,5 -_cm_ langes Stückchen Messingrohr darüberschieben können. Letzteres -wird in zwei Halbzylinder zersägt und so auf dem Wulste befestigt, daß -die beiden Hälften einander nicht berühren. Ihre Befestigung erfolgt -dadurch, daß wir sie nahe den äußeren Rändern mehrmals mit einem -starken Seidenfaden umwinden (siehe auch Seite 143, Abb. 121). Diesen -Teil der Maschine nennt man den ~Kollektor~, obgleich die Bezeichnung -hier nicht ganz richtig ist; besser wäre es, diesen Teil Kommutator zu -nennen; denn er bewirkt, daß die Stromrichtung im Anker im geeigneten -Moment geändert wird. Der Ausdruck Kollektor ist von den Ring- und -Trommelankermaschinen übernommen. -- Die Enden der Ankerbewickelung -sind an den beiden Halbröhrchen, deren Stellung zu den Magnetpolen -aus Abb. 104 zu erkennen ist, anzulöten. Der Strom wird dem Anker -durch zwei auf dem Kollektor schleifende Federn aus Kupferblech (_a_ -und _b_) zugeführt. Wie die einzelnen Drähte zu verbinden sind, geht -aus Abb. 103 hervor. Der Strom tritt bei _d_ ein, geht durch die -beiden Spulen des Feldmagneten zur oberen Schleiffeder (_b_), durch -die Ankerwickelung zur unteren Schleiffeder (_a_) und durch _e_ zur -Stromquelle zurück. - -[Illustration: Abb. 104. Wirkungsschema des Elektromotors.] - -Betrachten wir nun die drei schematischen Bilder der Abb. 104. In -_A_ geht der Strom so durch den Draht, daß die Pole die vermerkten -Vorzeichen erhalten. Die Folge davon ist, daß die Ankerpole von denen -des Feldmagneten angezogen werden, bis sie die in _B_ angedeutete -Stellung erreicht haben. Hier wird nun die Stromrichtung in der -Ankerwickelung gewechselt, da der zur unteren Schleiffeder eintretende -Strom jetzt durch die andere Kollektorhälfte in die Ankerwindungen -eintritt; dadurch werden die einander gegenüberstehenden Pole -gleichnamig magnetisch und stoßen einander ab, wodurch die Stellung _C_ -erreicht wird u. s. w. - -[Illustration: Abb. 105. Vierpoliger Hufeisenanker.] - -[Illustration: Abb. 106. Verlauf des Stromes beim vierpoligen Anker.] - -_b_) ~Mit vierpoligem Hufeisenanker.~ Wollen wir die Wirkung dieses -Motors verstärken, so können wir statt eines zweipoligen einen -vierpoligen Anker verwenden, wie ihn Abb. 105 zeigt. Dementsprechend -ist auch der Kollektor vierteilig zu machen, und es sind die -Drahtenden der einzelnen Spulen so mit den vier Kollektorlamellen zu -verbinden, wie das Abb. 106 zeigt. Hier sind die beiden Schleiffedern, -das heißt die Stellen, an denen der Strom ein- und austritt, mit -den Pfeilen α und β bezeichnet. Wie dann der Strom die Magnetpole -umkreist, ist durch kleine Pfeile angedeutet. Wir können uns neben der -Ampereschen Schwimmerregel zur Bestimmung der Magnetpole noch eine -andere, etwas einfachere Regel merken. Sehen wir auf die Polfläche -eines Elektromagneten und lassen den Strom ~gegen~ die Richtung der -Uhrzeigerbewegung, also ~links~ herum kreisen, so wird der Pol ein -~Nordpol~; geht dagegen der Strom in gleicher Drehungsrichtung wie der -Uhrzeiger, also rechts herum, so wird der Pol ein ~Südpol~. - -Wir können noch weiter gehen und auch den Feldmagnet vierpolig -machen. Dann müssen aber die einander ~gegenüberstehenden~ Pole des -Ankers jeweils ~gleichnamig~ magnetisch sein und ebenso die Pole des -Feldmagneten. Die Stromumkehr im Anker muß immer dann erfolgen, wenn -Anker und Feldmagnetpole einander gegenüberstehen. - -[Illustration: Abb. 107. Sechspoliger Elektromotor.] - -_c_) ~Mit sternförmigem sechspoligem Anker.~ Abb. 107 zeigt eine -sechspolige Maschine, bei der aber Feldmagnete und Anker etwas anders -angeordnet sind als bei der oben beschriebenen Maschine. Diese nach -einer photographischen Aufnahme wiedergegebene Maschine kann sich jeder -mit sehr geringen Hilfsmitteln anfertigen. Der Anker besteht aus einem -sechsteiligen Stern, der aus geglühtem Eisendraht zusammengesetzt ist. -Jeder Teil dieses Sternes besteht aus einem Drahtbündel, das fest -mit dünnem Bindfaden zu umwinden ist. Durch die Mitte geht eine als -Achse dienende Messingstange, die mit den Drähten verlötet ist. Damit -die Polenden des Ankers alle gleichweit von der Mitte entfernt seien --- und das ist sehr wichtig --, wurden die einzelnen Drähte zuerst -etwas länger genommen und die umwundenen Bündel dann an der richtigen -Stelle abgesägt; denn feilen lassen sich die Enden solcher Drahtbündel -nicht gut. Die einzelnen Schenkel des Feldmagneten sind gleichfalls -aus Drahtstücken hergestellt, die in ein aus vier Bandeisenstreifen -hergestelltes und mit Draht umwundenes Sechseck eingeklemmt sind. In -die vier Eisenbänder wurden an den sechs Stellen der Magnetschenkel -halbrunde Ausschnitte eingefeilt, in welche die runden Drahtbündel -eingeklemmt werden konnten, ohne ihre Form zu verlieren. Die Maschine -ist für zweiphasigen Wechselstrom von 120 Volt gebaut, kann aber -auch für Gleichstrom verwendet werden und dient zum Antrieb für eine -Influenzelektrisiermaschine von 50 _cm_ Scheibendurchmesser. Der -Abstand zweier Sechseckseiten beträgt 20 _cm_. Werden die Magnetenden -noch mit Polschuhen versehen (siehe unten), so wird die Wirkung erhöht. - -_d_) ~Mit Doppel-_T_-Anker.~ Die Motoren mit dem Doppel-_T_-Anker sind -zwar in ihrer Konstruktion sehr einfach, haben aber den Nachteil, daß -wir uns den Anker, wie den Feldmagnet nicht selbst herstellen können. -Wir kommen auf diese Ankerform bei der magnetelektrischen Maschine -(Seite 138 u. f.) nochmals zurück und gehen darum hier nicht näher -darauf ein. Bei all den hier beschriebenen Maschinen sind die Lager für -die Achsen nach der auf Seite 22 u. f. angegebenen Weise anzufertigen -und sofort zu ölen. - -_e_) ~Mit Ringanker.~ Rudi erklärte in diesem Vortrag auch den -Grammeschen Ring ziemlich ausführlich. Er hatte sich einen -Ringankermotor gebaut, der ihn allerdings sehr viel Zeit und Arbeit -kostete, wobei er sich aber durch manchen Mißerfolg nicht abschrecken -ließ. - -Es möge hier die Herstellung einer solchen Ringmaschine beschrieben -werden; doch es sei vorher erwähnt, daß nur sauberste und sorgfältigste -Arbeit einen guten Erfolg verbürgt. - -Zuerst wollen wir jedoch das Wesen des Grammeschen Ringes kennen -lernen, das Rudi mit einem einfachen Experiment seinen Hörern klar -machte. Er umwickelte zwei halbkreisförmig gebogene kleine Eisenstangen -nach der in Abb. 108 angegebenen Weise in wenig Windungen mit je -einem isolierten Kupferdrahte, durch den er dann in einer bestimmten -Richtung den Strom schickte und die dabei entstehenden Magnetpole -durch die Ablenkung der Magnetnadel erkennen ließ. Als er nun die -beiden Halbkreise so mit den gleichnamigen Polen zusammenhielt, daß -ein geschlossener Kreis entstand, wirkte der Ring wie ein einziger, -zweipoliger Magnet. - -[Illustration: Abb. 108. Entstehung der Pole im Grammeschen Ring.] - -[Illustration: Abb. 109. Form f. d. Grammeschen Ring.] - -So einfach die Herstellung dieses Modells des Grammeschen Ringes ist, -soviel Mühe und Sorgfalt erfordert der richtige Ringanker. - -Der Kern des Ankers, der die Form eines flachen Ringes erhält, wird -aus 0,5 _mm_ starkem gut durchgeglühtem Eisendraht hergestellt, indem -wir den Draht auf eine entsprechende Form aufwinden. Den Schnitt durch -diese Form zeigt Abb. 109. Ein rundes Brettchen, dessen Durchmesser -gleich dem der Öffnung des Ringes ist, wird beiderseits mit zwei -größeren Brettchen begrenzt, so daß eine Rinne entsteht, in die der -Draht hineingewickelt wird. (Die Größenverhältnisse der einzelnen Teile -kann man der Abb. 114 entnehmen.) Zwischen die einzelnen Lagen wird -reichlich eine dicke Schellacklösung gegossen, die nach dem Trocknen -den Draht zusammenhält, so daß die runden Brettchen entfernt werden -können. - -Der Ring wird nun mit zwölf kleinen Drahtspulen umgeben, wie wir -aus Abb. 110 ersehen können. Um diese Spulen möglichst regelmäßig -anbringen zu können, bezeichnen wir die betreffenden Stellen durch -Papierstreifchen, die wir mit Schellack aufkleben. Jede Spule erhält -drei bis vier Lagen eines ~gut~ isolierten Kupferdrahtes. Über die -Drahtstärken wird weiter unten (Seite 134) noch ausführlich gesprochen -werden. Kommt mit Baumwolle umsponnener Draht zur Verwendung, so ist -dieser während des Aufwickelns mit Schellacklösung zu bestreichen. -Bei doppelt mit Seide umsponnenem Draht ist das nicht nötig, es trägt -jedoch zur größeren Festigkeit der Spulen bei. Die Drahtenden werden -von ihrer Isolierung befreit, und jeweils wird der Anfang des Drahtes -der einen Spule mit dem Ende des Drahtes der nächsten zusammengedreht. - -[Illustration: Abb. 110. Der mit 12 Spulen bewickelte Grammesche Ring.] - -[Illustration: Abb. 111. Holzkern für den Grammeschen Ring (Schnitt).] - -[Illustration: Abb. 112. Schnitt durch Holzkern und Ring.] - -Um den Anker bequem auf eine Achse montieren zu können, lassen wir uns -einen Holzkern drehen, den Abb. 111 im Durchschnitt zeigt. Der dickere -Teil soll gerade in den bewickelten Ring hineinpassen und der dünnere -einen Durchmesser von mindestens 1,5 _cm_ haben. Abb. 112 zeigt diesen -Kern nochmals im Schnitt mit dem darübergeschobenen Ring, der an seiner -Stelle genau senkrecht zu der Richtung der Längsbohrung fest sitzen -muß. Um den Ring möglichst fest mit dem Holze zu verbinden, bestreichen -wir beide Teile vor dem Zusammenfügen mit Schellackkitt (siehe Seite 5). - -Der dünnere Teil des Holzkerns wird nun in zwölf gleiche Teile -eingeteilt; auf den Teilstrichen sollen Kupferblechstreifen befestigt -werden, die, wie Abb. 113 zeigt, alle an ihrem hinteren Ende umgebogen -sind und an dem dickeren Teil des Kernes anliegen. Die Streifen -(~Kollektorlamellen~) sollen so breit sein, daß die Zwischenräume -zwischen den einzelnen nur etwa 1 _mm_ betragen. Um die Lamellen sicher -und regelmäßig befestigen zu können, verfahren wir folgendermaßen: Wir -bestreichen den Kern mit sehr dicker Schellacklösung und drücken die -heißgemachten Blechstreifen auf, wenn der Schellack fast getrocknet -ist. Die Streifen müssen sofort genau an ihre richtige Stelle gebracht -werden, da sie nachträglich nicht mehr verschoben werden können. Um zu -verhindern, daß sie beim Gange der Maschine durch die Zentrifugalkraft -abgeschleudert werden, müssen wir sie nahe dem vorderen und hinteren -Ende mit in Schellack getränktem Bindfaden umwinden (siehe auch Abb. -114). Nun werden die an dem dickeren Teil des Holzkernes anliegenden -Enden der Kupferstreifen gereinigt und mit den zusammengedrehten -Drahtenden der Spulen verlötet. - -[Illustration: Abb. 113. Ringanker mit Kollektor.] - -[Illustration: Abb. 114. Fertiger Motor (links Ansicht, rechts -Schnitt).] - -Die übrigen Teile der Maschine sind alle aus Abb. 114 und 115 zu -erkennen. Die linke Hälfte der Abb. 114 ist als ~Ansicht~ von vorne, -die rechte als Horizontalschnitt gezeichnet; nur der Kollektor und -das Schleiffedergestell sind nicht geteilt, sondern ganz als Ansicht -gezeichnet. - -Zur Erzeugung eines kräftigen magnetischen Feldes, in welchem sich der -Anker drehen soll, dienen zwei starke Elektromagnete. Für geringere -Ansprüche genügt auch einer; es ist dann nur der untere in Abb. 114 -auszuführen. - -Der untere Magnet wird ähnlich hergestellt, wie der, den wir auf Seite -113 kennen gelernt haben. In ein ziemlich langes Stück Bandeisen _b_ -(Abb. 114) wird in die Mitte ein Loch gebohrt, das später das Lager für -die Achse aufnehmen soll. In einem Abstand von der Mitte, der sich aus -der Figur ergibt, sind zwei starke Stücke Rundeisen _c_ einzunieten, -die die Magnetschenkel bilden. Die Nietfortsätze (_d_) sind durch -Befeilen oder auf der Drehbank herzustellen. Wer im Besitze eines -Gewindeschneideapparates ist, tut am besten, alle in der Figur als -vernietet gezeichneten Teile zu verschrauben. Um den Ring auf einer -möglichst großen Fläche zu umfassen, werden die Pole mit sogenannten -Polschuhen (_e_) versehen. Die Form eines Polschuhes ist aus Abb. 116, -sein Größenverhältnis zum Anker an Abb. 115 (_e¹_) zu erkennen (_e¹_ -sind zwar die Polschuhe des oberen Magneten; diese aber haben genau -dieselbe Form wie die des unteren). Bevor wir die Polschuhe aufnieten, -müssen die fertig gewickelten Drahtspulen (_f_) über die Kerne -geschoben werden. (Über Drahtstärken siehe unten.) - -Die beiden Schenkel des oberen Magneten sind etwas anders geformt. -Damit die Gestelle der Schleiffedern Platz und Spielraum haben, -sitzen die Kerne, die hier flach sind, weiter außen. _b¹_ ist ein -Stück Bandeisen von derselben Stärke wie _b_. Es enthält in der Mitte -ebenfalls eine Bohrung zur Aufnahme des Lagers, ferner zwei Löcher für -die beiden Nietzapfen (_d¹_) des flachen Kernes _c¹_; dieser erhält auf -seiner Außenseite einen kurzen Fortsatz (in der Figur etwas zu lang -gezeichnet), der nach unten zeigt und dem Anker, wie dies aus der Figur -zu ersehen ist, möglichst nahe steht. Die übrigen Löcher in _b¹_ werden -jetzt auch gleich eingebohrt, doch soll erst später ihre Lage und Weite -mitgeteilt werden. Diese Teile können wir auch in Abb. 115 erkennen. -Die einzelnen Stücke sind da mit denselben Buchstaben bezeichnet wie -in Abb. 114. Die linke Hälfte der Abbildung ist als von oben gesehen -gezeichnet; die rechte ist so gedacht, als wäre die Maschine in Höhe -der Kollektormitte durchschnitten und ebenfalls von oben gesehen. -Entsprechend dem flachen Querschnitt der Kerne _c¹_ sind auch die -Drahtspulen _f¹_ flach, genau über den Kern passend herzustellen. -Die Polschuhe _e¹_ werden wie bei dem unteren Magneten erst dann -aufgenietet, wenn die bewickelten Spulen über die Kerne geschoben -sind. Da _c¹_ weiter von der Mitte entfernt ist als _c_, so muß _e¹_ -so an _c¹_ angenietet werden, daß die Abstände von _e_, _e_ und _e¹_, -_e¹_ gleich sind; denn die Polschuhe sollen nachher beim Montieren der -Maschine genau übereinander liegen. - -[Illustration: Abb. 115. Motor von oben gesehen (rechts Schnitt).] - -[Illustration: Abb. 116. Gestalt eines Polschuhes.] - -Jetzt richten wir uns ein starkes Grundbrett (_a_) aus hartem Holze -her, ferner zwei starke rechteckige Holzsäulen (_g_), die ihrer -ganzen Länge nach zu durchbohren sind. Die Höhe der beiden Säulen muß -folgender Summe ~genau~ gleich sein: der Entfernung der unteren Seite -von _b_ bis zur oberen Fläche von _e_ plus 1 _mm_ plus der Dicke des -bewickelten Ankers plus 1 _mm_ plus der Entfernung der unteren Fläche -von _e¹_ bis zur unteren Seite von _b¹_. Durch die Längsbohrung von -_g_ und durch entsprechend einzubohrende Löcher in _b_, _b¹_ und _a_ -wird eine an ihren Enden mit Gewinden versehene ~Messingstange~ (_h_) -gesteckt, und durch Aufschrauben der Muttern _i_ und _i¹_ werden -die einzelnen Teile fest zusammen gezogen. Es ist vorteilhaft, für -die Mutter _i_ in dem Grundbrett eine Versenkung einzubohren. Auf -der Unterseite von _g_ ist ein Einschnitt einzusägen, in den der -Bandeisenstreifen _b_ genau hineinpaßt, so daß die Säule nicht auf _b_ -sondern auf _a_ aufsteht; natürlich darf der Einschnitt nur so groß -sein, daß auch _b_ noch genügend fest gehalten wird. - -Für die Achse (_k_) des Ankers wählen wir eine je nach der Größe der -Maschine 5 bis 10 _mm_ starke Messingstange. Nach ihrer Dicke muß sich -die Weite der Bohrung durch den Holzkern (_l_) des Ankers richten. -Letzterer wird dadurch an der Achse befestigt, daß wir ihn an einem -an dieser angelöteten Messingblechscheibchen (_m_) anschrauben. Das -untere Ende der Achse ist ein wenig abzurunden und zuerst mit gröberer, -dann mit feinerer und schließlich mit allerfeinster Schmirgelleinwand -abzureiben. Unter der mittleren Bohrung von _b_ ist ein starkes -Glasplättchen (_n_) in _a_ einzulassen; es dient der Achse als -Auflager. Die beiden Lager (_o_) in _b_ wie in _b¹_ werden auf die -bekannte Weise mit Kupferdraht hergestellt und in den betreffenden -Bohrungen eingelötet (siehe Seite 22 u. f.). Die Lager sind ~sofort~ -einzuölen. - -Sind nun die einzelnen Teile in der angegebenen Weise montiert, so muß -sich der Anker ohne zu streifen zwischen den Polschuhen, von denen er -~höchstens~ 1 _mm_ Abstand haben darf, drehen lassen. - -Es wären nun noch die Schleiffedern anzubringen. Sie sollen so den -Kollektor berühren, daß die Magnetpole an den Punkten α und β (Abb. -115) entstehen. Wie aus dem Schema Abb. 108 erhellt, entstehen die -Pole da, wo der Strom ein- und austritt. Die Verbindungslinie der -Berührungspunkte müßte also senkrecht stehen zu der Verbindungslinie -der Mitten der Magnetkerne. In Wirklichkeit aber ist die günstige Lage -der Berührungspunkte etwas im Sinne der Ankerdrehung verschoben. Da -wir diese Lage nur durch Probieren herausfinden können, müssen wir die -Schleiffedern an einem drehbaren Gestelle anbringen. Die günstige -Stellung können wir daran erkennen, daß beim Gang der Maschine die auf -dem Kollektor auftretenden Funken kleiner sind, als bei jeder anderen -Lage. Eine Platte aus dünnem Holz (Ahorn) oder besser aus Vulkanfiber -oder Hartgummi, deren Form aus Abb. 115 _p_ -- _p_ zeigt nur die eine -Hälfte -- hervorgeht, ist in der Mitte durchbohrt und wird so auf _b_ -aufgelegt, daß die Achse durch diese Bohrung hindurchgeht. In jeder -Ecke dieser Platte wird ein in Abb. 114 mit _q_ bezeichneter 2 bis -3 _mm_ starker Kupferdraht befestigt. An je zweien auf der gleichen -Seite sich befindenden Drähten wird ein federnder Kupferstreifen -_r_ angelötet. _r_ ist so zu biegen und die zweimal rechtwinkelig -umgebogenen Drähte _q_ sind so zu stellen, daß die Schleiffeder unter -gelindem Druck auf dem Kollektor aufliegt. Hart neben _p_ ist ein Loch -in _b¹_ einzubohren und mit einem Gewinde zu versehen, in das die -Metallschraube _s_ (mit breitem Kopf) hineinpaßt. Indem wir nun _p_ -während des Ganges der Maschine um die Achse drehen, können wir, wie -bereits erwähnt, die günstigste Berührungsstelle für die Schleiffedern -ausfindig machen und sie in dieser Lage durch Anziehen der Schraube _s_ -fixieren. - -[Illustration: Abb. 117. Bewickelungsschema.] - -Wie die Spulen zu bewickeln und untereinander zu verbinden sind, geht -aus dem Schema Abb. 117 hervor. - -[Sidenote: Bestimmung der Drahtstärken.] - -Jetzt wollen wir noch sehen, wie wir die Stärken und Längen der Drähte -für unsere Bewickelungen bestimmen können. Man beachte folgende Punkte: - -1. Der Widerstand der Bewickelung des Feldmagneten soll stets etwas -größer sein als der der Ankerwickelung (Feldmagnet = ⅗, Anker = ⅖). Der -Widerstand eines Drahtes ist proportional seiner Länge und umgekehrt -proportional seinem Querschnitte. Der Querschnitt _q_ berechnet sich -aus dem Durchmesser des Drahtes nach der Formel: _q_ = π · (_d_/2)², -worin π = 3,14 ist. (Man benutze auch die Tabellen am Schlusse des -Buches.) - -2. Der Widerstand in einem Ringanker ist gleich ¼ des Widerstandes im -ganzen Ankerdraht, da dem Strom zwei Wege, die nur halb so lang sind -als die genannte Ankerwickelung, offenstehen. - -3. Bauen wir einen Motor mit Rücksichtnahme auf eine bestimmte -Stromquelle, so kann er um so größer ausgeführt werden, je mehr -elektrische Energie uns zur Verfügung steht. Die Energie eines Stromes -wird in Watt gemessen und ist gleich dem Produkt aus Spannung und -Stromstärke. 1 Watt gleich 1 Volt mal 1 Ampere (siehe auch zweiter -Vortrag S. 84 u. f.). Haben wir bei gegebener Energie verhältnismäßig -hohe Spannung und geringe Stromstärke, so ist es nach dem Ohmschen -Gesetze (S. 86 u. f.) vorteilhafter, längere und dünnere Drähte für -die Bewickelung zu verwenden, als wenn wir eine geringe Spannung und -eine große Stromstärke haben. Um einen Anhaltspunkt für die absoluten -Maße zu geben, sei folgendes gesagt. Ist der Feldmagnet eines Motors -an Größe dem Magnet einer mittelgroßen elektrischen Klingel gleich -und steht uns eine Batterie von etwa 3 bis 6 Leclanché-Elementen zur -Verfügung, so mag die Bewickelung des Feldmagneten gleich der der -betreffenden elektrischen Klingel sein, also für jede Spule etwa 20 _m_ -eines 0,5 _mm_ starken Kupferdrahtes. - -4. Schalten wir die Magnet- und Ankerwickelung hintereinander -(~Hauptstrommaschine~), das heißt so, daß der Strom zuerst die -Magnetschenkel umkreist, dann durch den Ankerdraht fließt und -schließlich wieder zur Stromquelle zurückkehrt (siehe auch Abb. 125), -so ist der Gesamtwiderstand der Maschine größer, als wenn wir die -beiden Wickelungen nebeneinander (~Nebenschlußmaschine~) schalten, -also so, daß sich der Strom beim Eintritt in den Motor teilt und -einerseits um den Feldmagnet, anderseits um den Anker fließt, um beim -Austritt aus der Maschine sich wieder zu vereinigen und zur Stromquelle -zurückzukehren (Abb. 126). Wollen wir einen Motor von vornherein als -Nebenschlußmaschine bauen, so ist der Widerstand der Ankerdrähte -eben so groß oder etwas kleiner zu wählen, als der der Drähte des -Feldmagneten. Näheres über die Unterschiede dieser Schaltungsweisen ist -bei der Beschreibung der Dynamomaschine ausgeführt (S. 148). - -5. Um aus den hier gegebenen Anhaltspunkten die Drahtmaße für eine -der hier beschriebenen Maschinen berechnen zu können, vergleichen wir -zuerst den für den Motor zur Verfügung stehenden Strom mit dem, den -die unter 3. erwähnten 3 bis 6 Leclanché-Elemente liefern. Den inneren -Widerstand des oben erwähnten Motors berechnen wir mit Hilfe der -Widerstandstabelle (im Anhang) und erhalten für die Bewickelung des -Ankers 3,2 Ohm, dies sind ⅖ des gesamten Widerstandes: es kommen auf -den Feldmagneten ⅗, also 4,8 Ohm, so daß wir im ganzen einen Widerstand -von 8 Ohm erhalten. Haben wir einen Strom, der die doppelte Anzahl von -Watt liefert wie die 3 bis 6 Elemente, so sind die Dimensionen des -Motors etwa 1,5mal so groß auszuführen; der gesamte Widerstand (8 Ohm) -hat aber gleich zu bleiben für den Fall, daß auch das Verhältnis von -Spannung zu Stromstärke gleichgeblieben ist. Wollen wir dagegen den -Motor für einen Strom bauen, der zwar dieselbe Energie besitzt wie die -Leclanchébatterie, aber bei geringerer Stromstärke eine höhere Spannung -hat, so ist der Gesamtwiderstand der Maschine dadurch größer zu -machen, daß man mehr Windungen macht, also längeren und dünneren Draht -verwendet. - -6. Sind wir nun über die Dimensionen und die Drahtwiderstände der -herzustellenden Maschine im klaren, so schätzen wir mit Hilfe der -Widerstandstabelle Länge und Stärke des Drahtes, der auf eine Spule -kommen soll, ungefähr ab. Um erkennen zu können, ob der Draht die -gegebene Spule auch ausfüllt oder auf ihr hinreichend Platz findet, -müssen wir den inneren Spulendurchmesser (also die Kerndicke) zu -dem äußeren Spulendurchmesser addieren -- die Maße sind immer in -Millimetern auszudrücken -- die Summe mit 2 dividieren und das Resultat -mit π (π = 3⅐) multiplizieren. Wir erhalten dadurch die mittlere Länge -einer Windung. Um die Zahl der Windungen festzustellen, müssen wir die -Dicke des Drahtes mit der Isolierung kennen. - -Nehmen wir zum Beispiel an, der Kerndurchmesser sei 1 _cm_, der äußere -Spulendurchmesser 3 _cm_, die Spulenlänge 5 _cm_, der Widerstand des -Drahtes 1 bis 1,5 Ohm und die Drahtdicke hätten wir auf 0,5 _mm_, -mit der Isolierung also auf 0,7 _mm_, geschätzt. Wir wollen nun die -erforderliche Länge und den Widerstand berechnen. - - Spulendurchmesser = 30 _mm_, - Kerndurchmesser = 10 _mm_, - -somit mittlere Länge einer Windung - - (10 + 30)/2 · π = 20 · ²²⁄₇ = 62,9 _mm_, rund 6,3 _cm_. - -Wieviel Windungen haben auf der 50 _mm_ langen Spule eines mit der -Isolierung 0,7 _mm_ starken Drahtes Platz? - - 50 : 0,7 = #71,4# Windungen. - -Wieviel Lagen gehen auf die Spule, wenn ihr Halbmesser 15 _mm_, der -Halbmesser des Kernes 5 _mm_ beträgt? - -15 − 5 = 10 _mm_; 10 : 0,7 = #14,3# Lagen. - -Somit ergeben sich 71,4 · 14,3 = #1021,02# Windungen. Jede Windung hat -eine durchschnittliche Länge von 6,3 _cm_, also ergibt sich für die -Gesamtlänge - - rund 1021 · 6,3 _cm_ = #64,32# _m_. - -Da die Dicke des Drahtes ohne die Umspinnung 0,5 _mm_ beträgt, so -ergibt sich nach der Tabelle ein Widerstand von - - 64,32 · 0,08 = #5,1# Ohm. - -Wir haben also nicht sehr gut geschätzt; der Widerstand ist etwa 4mal -zu groß. Wir müssen deshalb die gleiche Rechnung nochmals für einen -etwas stärkeren Draht durchführen. Nehmen wir zum Beispiel für den -nackten Draht 0,7, für den umsponnenen 1 _mm_ an, so brauchen wir davon -31,5 _m_, deren Widerstand sich auf etwa 1,25 Ohm beläuft. - -7. Die hier angegebenen Verhältnisse brauchen nur dann berücksichtigt -zu werden, wenn wir von dem Motor unter größtmöglicher Ausnützung -der vorhandenen elektrischen Energie Arbeit verlangen. Soll die -Maschine nur ein Spielzeug sein, das sich dreht, wenn man einen Strom -hineinleitet, so sind wir daran nicht gebunden und können die Maße für -die Bewickelungsdrähte ganz willkürlich wählen. - -[Sidenote: Induktionsströme.] - -Nachdem Rudi seine verschiedenen Motoren vorgeführt und erklärt hatte, -ging er dazu über, soviel über Induktionsströme zu sprechen, als -unbedingt zum Verständnisse der magnetelektrischen Maschine und der -Dynamomaschine nötig war. An einigen kurzen Experimenten zeigte er -zuerst die Haupterscheinungen der Magnetinduktion und dann die der -Elektroinduktion. - -[Sidenote: Magnetinduktion.] - -Zur Demonstration der Entstehung von Induktionsströmen hatte sich Rudi -eine große hohle Drahtspule gemacht, auf der nahezu 80 _m_ eines 0,5 -_mm_ starken Drahtes aufgewickelt waren. (Es genügen für diesen Versuch -aber auch kleinere Spulen.) Eine größere Anzahl von Stricknadeln hatte -er einzeln magnetisiert (Magnetisieren siehe Seite 90 u. 140) und dann -so zu einem Bündel zusammengebunden, daß alle gleichnamigen Pole auf -derselben Seite waren. Dadurch war ein starker Stabmagnet entstanden. -Die Drahtenden der Spule verband Rudi mit seinem Vertikalgalvanoskop. -Sobald er dann den Stabmagnet in die Spule hineinschob, schlug die -Nadel des Instruments einen Augenblick nach der einen Seite aus; -als er ihn herauszog, geschah der Ausschlag nach der anderen Seite. -Das gleiche Experiment wiederholte er, indem er den Magnet viel -rascher hineinsteckte und herauszog; dabei wurden die Ausschläge des -Galvanoskopes größer als vorher. - -Nach diesem Versuche schob Rudi eine kurze Betrachtung über die -Kraftlinien ein, über die er ja schon im zweiten Vortrag eingehend -gesprochen hatte. Er erklärte fernerhin, daß, wenn ein Leiter der -Elektrizität von Kraftlinien durchschnitten wird, in ihm elektrische -Ströme auftreten. In einem beliebig geformten Leiter sind die Ströme -ungeordnet und kommen nicht zur Geltung. Geben wir aber dem Leiter die -Form eines langen, zur Spule aufgewickelten Drahtes, so summieren sich -die kleinsten Stromimpulse zu einem durch seine Wirkungen erkennbaren -elektrischen Strome. Ein Strom wird nur so lange erzeugt, als die -Kraftlinien in Bewegung sind. Je rascher sie sich bewegen, desto -stärker ist der Strom. Der Strom, der beim Eintritte von Kraftlinien in -einem Leiter entsteht, ist in seiner Richtung dem Strom, der durch die -austretenden Kraftlinien hervorgerufen wird, entgegengesetzt. - -[Sidenote: Elektroinduktion.] - -Ähnlich wie ein Stahlmagnet wirkt eine von einem Strome durchflossene -Spule. Um auch das zu zeigen, hatte sich Rudi eine kleinere Spule -gemacht, die in die größere eingesteckt werden konnte. Auch die -kleinere Spule war hohl, so daß es möglich war, einen Eisenkern in sie -hineinzuschieben. Rudi führte den Versuch zuerst ohne, dann mit dem -Eisenkern aus. In letzterem Falle war die Wirkung bedeutend stärker, da -durch die Gegenwart des Eisens die Zahl der Kraftlinien sehr vergrößert -wurde. - -Der dritte Versuch bestand darin, daß Rudi die kleine Spule mit dem -Eisenkern in der großen stehen ließ und den Strom zur kleinen plötzlich -ein- und ausschaltete. Beim Einschalten des Stromes erhielt er den -Ausschlag des Galvanoskopes nach derselben Seite wie beim Eintauchen -des Magneten; das Ausschalten entsprach in dieser Beziehung seinem -Herausnehmen. - -Nach diesen einleitenden Versuchen ging Rudi zur Erklärung der -Wirkungsweise der magnetelektrischen Maschine über. Er hatte sich -selbst eine solche gefertigt, und wir wollen nun sehen, wie man dabei -zu Wege gehen muß, um zu einem sicheren und guten Ergebnisse zu -gelangen. - -[Sidenote: Die magnetelektrische Maschine.] - -Um eine gutgehende magnetelektrische Maschine herstellen zu können, -bedürfen wir vor allem eines starken Stahlmagneten, dessen Form von -der des Ankers abhängt. Von den drei uns schon bekannten Ankerformen -kommen nur die beiden in Abb. 118 dargestellten in Betracht. - -[Illustration: Abb. 118. Ankerformen für magnetelektrische Maschinen.] - -Für die Stahlmagnete eignet sich der dänische Stahl am besten; für -unsere Zwecke jedoch genügt gewöhnlicher Werkzeugstahl, der in 50 bis -70 _cm_ langen Stäben als Rund- und Bandstahl von den verschiedensten -Querschnittdimensionen in den Handel kommt. Es können auch Sägeblätter -verwendet werden. - -Die Doppel-_T_-Anker sind für solche Maschinen geeigneter als die -sogenannten Hufeisenanker, haben aber den Nachteil, daß wir sie nicht -selbst herstellen können. Man kann sie dagegen bei jedem Mechaniker -kaufen. - -Der Werkzeugstahl kommt meist in weichem, geglühtem Zustand in den -Handel; trotzdem ist es vorteilhaft, ihn vor der Bearbeitung nochmals -durchzuglühen. Da es sich hier um ziemlich starke Stücke handelt, wird -allerdings in den meisten Fällen selbst ein guter Bunsenbrenner nicht -mehr genügen, die Eisenstäbe richtig zum Glühen zu bringen. - -[Illustration: Abb. 119. Die improvisierte Schmiedeesse (Schnitt).] - -[Sidenote: Die Schmiedeesse.] - -Wir müssen uns deshalb rasch eine kleine ~Schmiedeesse~ anfertigen. An -das eine Ende eines Gummischlauches stecken wir einen alten Trichter -aus Eisenblech, an das andere einen Blasebalg. Der Trichter wird mit -der Öffnung nach oben in eine mit Sand gefüllte Kiste gesteckt und -der Schlauch zu einem in die Seite eingebohrten Loche hinausgeleitet. -Die Trichteröffnung wird etwa zur Hälfte mit etwas mehr als nußgroßen -Kieselsteinen angefüllt. Den Schnitt durch diese Einrichtung zeigt Abb. -119. - -Nehmen wir nun an, unser Anker habe einen Durchmesser von 25 _mm_ -und eine Länge von 30 _mm_, so brauchen wir ein 60 _cm_ langes, 12 -_mm_ breites und 3 _mm_ dickes, ferner ein 18 _cm_ langes, 15 _mm_ -breites und 3 _mm_ dickes Stück Bandstahl. Ersteres wird in zehn, je -6 _cm_ lange, letzteres in vier, je 4,5 _cm_ lange Stäbe zerlegt. Wie -diese später zu einem Magnetstock angeordnet werden, geht aus Abb. -120 hervor. Um den Anker an einer möglichst großen Fläche nahe zu -umschließen, müssen in den einander gegenüberstehenden Magnetschenkeln -der Ankerkrümmung entsprechende Aushöhlungen angebracht werden -(siehe Abb. 120 _A_). Um die einzelnen Stäbe zu einem festen Ganzen -zusammenzuhalten, müssen die längeren an dem dem Ankerausschnitt -entgegenliegenden Ende, die kürzeren an beiden Enden durchbohrt -werden. Es erübrigt nun noch, alle Kanten, mit Ausnahme derer der -Ankerausschnitte, mit Feile und Schmirgelpapier wohl abzurunden. - -Je dünner die einzelnen Stäbe sind, desto besser lassen sie sich -magnetisieren, weshalb sich Sägeblätter sehr gut eignen. Auch können -wir dann das Magnetisieren in Ermangelung eines starken Stromes durch -Streichen mit einem Stahlmagneten bewerkstelligen (siehe unten). Zum -Ausfeilen der Rundung für den Anker klemmen wir dann eine größere -Anzahl solcher Blätter zusammen in den Schraubstock und befeilen sie -mit der halbrunden Eisenfeile. - -[Sidenote: Härten und Magnetisieren von Stahlstäben.] - -Jetzt müssen die Stahlstäbe gehärtet werden. In einem Holzkohlenfeuer, -das wir auf unserer Schmiedeesse entfachen, werden sie einzeln bis -auf helle Rotglut erhitzt und dann direkt aus dem Feuer heraus in -kaltes Wasser geworfen. Nachdem so alle Stäbe gehärtet sind, werden -sie mit Schmirgelleinwand von der durch das Glühen entstandenen -Oxydschicht etwas befreit und müssen dann magnetisiert werden. -Zu diesem Zweck stellen wir uns eine Drahtspule her, in die die -Stahlstäbe gerade hineinpassen. Die Bewickelung muß so gewählt werden, -daß mit der uns zur Verfügung stehenden Stromquelle ein möglichst -~starker~ Gleichstrom durch möglichst ~viele Windungen~ fließt. Mit -Hilfe des Ohmschen Gesetzes (Seite 86 u. f.) ist es nicht schwer, -das festzustellen. Ist unsere Stromquelle überhaupt schwach, so -müssen wir den Strom entsprechend länger wirken lassen, was jedoch -den Mangel an Intensität bei weitem nicht ersetzen kann. Es ist weit -vorteilhafter, 12 Ampere 2½ Minuten wirken zu lassen, als z. B. 1 -Ampere 30 Minuten. Nach einem andern Verfahren, das aber auch einen -starken Strom erfordert, verfährt man folgendermaßen: Man windet sich -aus 2 bis 2,5 _mm_ starkem, isoliertem Kupferdraht eine Spule, die -aber für die kürzeren Magnetstäbe nicht länger als 2 _cm_, für die -längeren nicht länger als 2,5 bis 3 _cm_ sein darf. In diese Spule -bringen wir den zu magnetisierenden Stab so, daß die Spule genau über -seiner Mitte liegt; erst jetzt wird ein möglichst starker Strom durch -die Windungen geschickt und der Stab so in der Spule etwa 15 bis 20 -mal hin und her geschoben, daß das Stabende der einen Seite immer nur -bis zum Spulenende der gleichen Seite geführt wird. Man hört wieder in -der Mitte auf und zwar so, daß jede Stabhälfte gleich oft durch die -Spule gegangen ist; dann wird der Strom abgestellt. Steht uns kein -starker Strom zur Verfügung, so tun wir gut daran, das Magnetisieren -von einem zuverlässigen Mechaniker besorgen zu lassen. Stehen uns gute, -starke Stahlmagnete zur Verfügung, so können wir unsere Stäbe auch -durch Streichen magnetisch machen. Das einfachste Verfahren, wozu wir -auch nur ~einen~ Magneten brauchen, besteht darin, daß man erst den -einen, z. B. den Nordpol des Strichmagneten, in der Mitte auf den zu -magnetisierenden Stab aufsetzt, ihn unter starkem Aufdrücken nach dem -Ende zu führt, da hochhebt, in der Luft im Bogen zurückgeht, wieder -in der Mitte aufsetzt u. s. f. 10 bis 20 mal; dann wiederholt man -das gleiche Verfahren mit dem anderen Pol nach der anderen Seite des -Stabes. Bessere Resultate gibt folgendes Verfahren: Wir legen zwischen -2 Stabmagnete ein Holz, das so dick wie die Magnete und 1 bis 2 _cm_ -kürzer als die zu magnetisierenden Stäbe ist; rechts liegt der Nordpol, -links der Südpol am Holz an. Darauf wird der Stahlstab so gelegt, daß -seine Enden auf den Magnetpolen aufliegen. Zwei weitere Stabmagnete -werden, durch ein 5 _mm_ dickes Hölzchen getrennt, so in der Mitte des -Stabes aufgesetzt, daß sie mit diesem Winkel von 45° bilden und daß -rechts der Nord-, links der Südpol aufliegt. Nun fährt man erst an das -eine Ende (nicht darüber hinaus!), dann über die Mitte weg nach dem -anderen u. s. f. 10 bis 20 mal und hört so in der Mitte auf, daß man -gleich oft über jede Hälfte gefahren ist. - -Es ist besonders darauf zu achten, daß die eine Hälfte, also -fünf Stück, der längeren Stahlstäbe an dem mit dem Ausschnitt -versehenen Ende + (nord-) magnetisch, die andere Hälfte der Stäbe -an dem ausgeschnittenen Ende − (süd-) magnetisch werden. Mit einer -freischwebenden Magnetnadel stellen wir die Nord- und Südpole der -einzelnen Magnete genau fest und bezeichnen sie deutlich mittels -Tinte mit den Zeichen + und −. Nun werden diese Magnete in der aus -Abb. 120 hervorgehenden Anordnung zusammengestellt. Zwei Eisenstäbe, -die an beiden Enden mit Gewinden versehen sind, werden durch die -Löcher geschoben, und mit je zwei Muttern werden die Magnete fest -zusammengepreßt. Sollten an den Berührungsflächen der einzelnen -Magnete infolge des Glühens oder eines anderen Umstandes Unebenheiten -aufgetreten sein, so müssen diese durch Schleifen, was aber vor dem -Magnetisieren auszuführen ist, mit Schmirgel beseitigt werden, feilen -läßt sich gehärteter Stahl nicht mehr! - -Den so gewonnenen Magnetstock können wir dadurch verstärken, daß wir -uns noch Magnete von passender Größe herstellen, mit denen wir die -Zwischenräume zwischen den einzelnen Stäben ausfüllen, natürlich unter -richtiger Berücksichtigung der Pole. - -[Illustration: Abb. 120. Der aus einzelnen Stäben zusammengesetzte -Magnetstock.] - -[Illustration: Abb. 121. Gleich- und Wechselstromabnehmer auf einer -Achse.] - -Wir kommen nun zur Bewickelung des Ankers. Je länger und dünner der -Draht ist, den wir verwenden, desto höher ist die Spannung und desto -geringer die Stromstärke. Für eine Maschine in den hier angegebenen -Dimensionen dürfte ein 0,3 bis 0,5 _mm_ starker Draht die besten -Resultate ergeben. Die Drahtenden werden zu einem Kollektor geführt, -wie er schon auf Seite 123 beschrieben worden ist. Die Stellung der -Schleiffedern ist hier genau dieselbe wie dort. Außer diesem Kollektor, -der den in den Spulen induzierten Wechselstrom in Gleichstrom -umwandelt, können wir auch einen solchen zur Abnahme von Wechselstrom -auf der Achse anbringen. Er besteht einfach aus zwei nebeneinander -liegenden, aber voneinander isolierten Metallringen. Abb. 121 zeigt -beide Kollektoren nebeneinander auf einer Achse. Die Drahtenden der -Spule, die zu dem äußeren der beiden Kollektoren führen, müssen -natürlich ~unter~ dem inneren hindurchgehen. - -[Illustration: Abb. 122. Verschiedene Formen für Feldmagnete.] - -Verwenden wir statt des Doppel-_T_-Ankers den in Abbildung 118 _B_ -abgebildeten, so ist der dazu nötige Stahlmagnet etwas einfacher -herzustellen. Abb. 122 zeigt drei verschiedene Formen. Für die -Verwendung von Sägeblättern dürfte die Form _C_ am geeignetesten sein; -natürlich müssen dann mehr als drei Streifen zusammengelegt werden. Die -Stirnfläche des Feldmagneten soll mindestens 1 _qcm_ groß sein. - -Abb. 123 zeigt den Anker mit den Spulen (_d_) und deren Stellung zum -Feldmagnet (_a_) im Schnitt; _c_ ist die Achse, _b_ der Ankerkern, _e_ -der Kollektor. Diese Teile sind den entsprechenden des auf Seite 123 -beschriebenen Elektromotors in jedem Punkte gleich. Für die Bewickelung -gilt das nämliche wie beim Doppel-_T_-Anker. - -Der Anker der magnetelektrischen Maschine muß, um einen elektrischen -Strom zu liefern, ziemlich rasch gedreht werden. Wir befestigen deshalb -auf der Achse eine aus Hartholz gedrechselte Welle, über die wir einen -Riemen oder eine Schnur zu einem Schwungrade leiten. Wir können dazu -das Schwungrad einer Nähmaschine mit Fußbetrieb verwenden, wenn wir -die Nähmaschine von dem Tischchen abheben. Wir können uns aber auch ein -Schwungrad folgendermaßen selbst herstellen: Wir sägen uns aus einem -breiten Brett, das wir eventuell aus anderen zusammenleimen, eine runde -Scheibe. Auf ihre beiden Seiten kleben wir je einen Ring aus starkem -Pappendeckel, der so groß ist, daß er den Rand der Scheibe um etwa 0,5 -_cm_ überragt. Dadurch wird eine Rinne gebildet, in der eine Schnur -laufen kann, ohne abzugleiten. Es ist nun noch eine Kurbel anzubringen -und die Scheibe auf einer Achse an einem Gestelle zu befestigen. Dessen -Konstruktion ausfindig zu machen, überlassen wir der Phantasie des -jungen Bastlers. - -[Illustration: Abb. 123. Schnitt durch die magnetelektrische Maschine -mit Hufeisenanker.] - -[Sidenote: Wirkungsweise der magnetelektrischen Maschine.] - -Die Wirkungsweise der magnetelektrischen Maschine erklärte Rudi im -Anschluß an die Experimente über Magneto- und Elektroinduktion. Dort -haben wir gesehen, daß in einem Leiter elektrische Ströme entstehen, -sobald Kraftlinien sich in ihm bewegen. Dabei konnten wir beobachten, -daß das ~Ein~- oder ~Aus~treten der Kraftlinien für die Stromrichtung -bedingend war. Maxwell hatte eine Regel aufgestellt, die uns gestattet, -die Richtung des Induktionsstromes sicher festzustellen. Betrachten wir -die Abb. 124, die die Kraftlinien eines Magnetstabes _NS_ darstellt; -wir sehen an den eingezeichneten Pfeilen, daß diese Linien, vom Nordpol -nach allen Seiten ausstrahlend, sich nach dem Südpol hin bewegen. -Die Maxwellsche Regel heißt: ~Betrachtet man eine Drahtspule, die -sich in einem magnetischen Felde[5] bewegt, in der Richtung der -Kraftlinien, so bringen eintretende Kraftlinien einen Strom hervor, der -der Uhrzeigerbewegung entgegengesetzt ist, austretende dagegen einen -solchen, der dieselbe Drehungsrichtung hat wie der Uhrzeiger.~ - -[Illustration: Abb. 124. Drahtringe, die sich in einem magnetischen -Feld bewegen.] - -In Abb. 124 sind fünf Drahtringe eingezeichnet. Nehmen wir an, daß sich -I und II von links nach rechts bewegen und III, IV und V von rechts -nach links, so werden die induzierten Ströme in der eingezeichneten -Richtung fließen. - -Betrachten wir nun die Verhältnisse bei unserer magnetelektrischen -Maschine mit dem Hufeisenanker in der in Abb. 123 dargestellten Lage, -so gehen die Kraftlinien im Bogen vom +-Pol des Stahlmagneten durch den -Anker hindurch zum −-Pol. Dabei treten sie in die linke Drahtrolle von -vorn, in die rechte von hinten ein, da sie in einem Bogen von einem -Pol zum anderen gehen. Wird der Anker so gedreht, daß die linke Spule -gewissermaßen nach oben aus der Bildfläche heraustritt und die rechte -sich abwärts bewegt, so treten aus beiden Spulen Kraftlinien so lange -~aus~, bis der Anker eine Drehung von 90° gemacht hat. Wird er dann -weiter gedreht, so dringen Kraftlinien ~ein~, aber von der anderen, der -hinteren Seite her, bis die Pole des Ankers, nachdem er sich um 180° -gedreht hat, vor denen des Magneten stehen. Wir wollen die Richtung der -während der halben Umdrehung in den beiden Spulen induzierten Ströme -feststellen. Dabei soll „von vorn gesehen“ ~jedesmal~ die Richtung vom -Anker zum Feldmagneten, „von hinten gesehen“ die umgekehrte Richtung -angeben. Zuerst, während sich die linke Spule nach oben bewegt, -treten von hinten kommende Kraftlinien aus ihr heraus, oder, wie man -sich auch ausdrücken kann, die Zahl der von ~hinten~ in die Spule -eindringenden Kraftlinien wird ständig ~geringer~; der Strom wird also -von ~hinten~ gesehen im Sinne der Uhrzeigerbewegung durch die Spule -fließen. Beginnt die Spule nach einer Drehung von 90° sich wieder -abwärts zu bewegen, so wird die Zahl der von ~vorn~ eindringenden -Kraftlinien beständig ~größer~. Betrachten wir nun wie vorhin die -Spule von ~hinten~, so fließt der induzierte Strom immer noch im Sinne -der Uhrzeigerbewegung. Jetzt wollen wir sehen, was unterdessen in -der anderen Drahtrolle -- die ursprünglich rechts stand -- vor sich -gegangen ist. Hier sind zuerst die von ~vorn~ kommenden Kraftlinien aus -der Spule ~aus~getreten, dann -- nach einer Viertelumdrehung -- die von -~hinten~ kommenden ~ein~getreten, also gerade umgekehrt wie bei der -zuerst betrachteten Drahtrolle. Hier fließt demnach der Induktionsstrom -von hinten gesehen ~entgegen~ dem Sinne der Uhrzeigerbewegung. Daraus -folgt, daß der Strom in den Spulen, die sich oberhalb der Bildebene -bewegen, in der einen, in denen, die sich unterhalb der Ebene bewegen, -in der anderen Richtung fließt. Verbinden wir die Drahtenden der -Spulen so wie bei einem gewöhnlichen Elektromagnet, bei welchem der -Draht um den einen Magnetschenkel ~rechts~, um den anderen ~links~ -herum aufgewickelt ist, so werden sich die in den beiden Drahtrollen -induzierten Ströme nicht entgegenfließen, sondern addieren; dagegen -werden sie die Drähte während der ersten halben Umdrehung in der einen, -während der zweiten in der anderen Richtung durchfließen, da ja in -beiden Spulen in dem Augenblick, in dem sie die Pole des Feldmagneten -passieren, der Induktionsstrom seine Richtung ändert. - -Führen wir die Drahtenden der Ankerspulen zu zwei ganzen, voneinander -isolierten Ringen auf der Achse und leiten mittels zweier Schleiffedern -den Strom in einen Draht, so durchfließt er diesen unter fortwährender -Änderung seiner Richtung. Davon können wir uns überzeugen, wenn wir das -Vertikalgalvanoskop mit den Schleiffedern verbinden und die Maschine -ganz langsam in Gang setzen: nach je einer halben Ankerumdrehung wird -die Nadel des Instrumentes zuerst nach der einen, dann nach der anderen -Seite ausschlagen. Drehen wir aber den Anker sehr rasch, so bekommen -wir überhaupt keinen Ausschlag, weil die einzelnen Impulse, die ständig -ihre Angriffsrichtungen auf die Nadel ändern, so rasch nacheinander -eintreffen, daß die Trägheit der Nadel und des Magneten diesen nicht -erlauben, den Impulsen zu folgen. Wir können dagegen mit einer kleinen -Glühlampe das Vorhandensein eines Stromes nachweisen, denn der -Kohlenfaden wird in der gleichen Weise erhitzt, ob der Strom in der -einen oder anderen Richtung ihn durchfließt. - -Um von der magnetelektrischen Maschine Gleichstrom abnehmen zu können, -haben wir auch den zweihälftigen Kollektor auf der Achse montiert. Daß -dieser als Kommutator, als Stromwender wirkt, haben wir schon auf Seite -123 gesehen. - -[Sidenote: Die Dynamomaschine.] - -Sich selbst eine Dynamomaschine, die wirklich als Generator zu -gebrauchen ist, anfertigen zu wollen, ist ein Unternehmen, das meistens -daran scheitert, daß eben eine solche Maschine in allen ihren Teilen -ganz genau berechnet sein will. Wer sich nach den Berechnungsangaben -auf Seite 134 u. f. einen größeren Motor gebaut hat, kann unter -Umständen das Glück haben -- es wäre ein Zufall --, daß derselbe auch -als Generator zu verwenden ist. Unter den beschriebenen Motoren kann -in dieser Beziehung am meisten von den vierpoligen mit Hufeisenanker -oder von solchen mit Doppel-_T_-Anker erwartet werden. Wie wir die -Maschinen auf ihre Fähigkeiten dieser Art hin zu prüfen haben, wird am -Ende des Abschnittes erwähnt. Jetzt wollen wir zuerst hören, was Rudi -in seinem Vortrag über das Prinzip der Dynamomaschine ausführte. - -[Illustration: Abb. 125. Schema einer Hauptstrommaschine.] - -Wir haben gesehen, daß, wenn sich ein Drahtkreis in einem magnetischen -Felde bewegt, in diesem -- dem Drahtkreis -- ein elektrischer Strom -erzeugt wird. Der Strom ist umso stärker, je stärker das magnetische -Feld ist. Nun ist es eine bekannte Tatsache, daß wir ein Stück weiches -Eisen mit Hilfe eines elektrischen Stromes zu einem viel stärkeren -Magnet machen können als ein gleich großes Stück Stahl. Es lag deshalb -der Gedanke nahe, für magnetelektrische Maschinen statt Stahlmagnete -Elektromagnete zu verwenden und den Strom für diese entweder einer -Batterie, oder einer kleineren magnetelektrischen Maschine zu -entnehmen. Werner v. Siemens kam zuerst (i. J. 1867) auf den Gedanken, -den Ankerstrom selbst zur Erregung der Feldmagnete zu verwenden. Auch -das weichste Eisen, wenn es einmal magnetisch gemacht war, behält eine -Spur von Magnetismus, die genügt, einen wenn auch sehr kleinen Strom im -Anker zu erzeugen. Dieser kleine Strom wird um den Feldmagnet geleitet -und macht ihn ein wenig stärker, wodurch auch der induzierte Strom -wieder stärker wird und den Feldmagnet noch stärker macht u. s. f., bis -die Grenze der Magnetisierungsfähigkeit des Eisens erreicht ist. Zur -besseren Veranschaulichung dieses Vorganges stellte Rudi eine Tafel mit -der in Abb. 125 dargestellten Figur auf. - -Diese Tafel zeigt die sogenannte ~Hauptstrom-~ oder ~Serienschaltung~, -weil der Hauptstrom, das ist der ganze im Anker erzeugt werdende Strom, -durch die Windungen des Feldmagneten fließt. Anders verhält sich das -bei der in Abb. 126 dargestellten Schaltungsweise, der sogenannten -~Nebenschlußschaltung~. Hier liegen die Feldmagnete im Nebenschluß zu -dem im Anker erzeugten und durch das Leitungsnetz (_X_) fließenden -Strom. Diese Schaltungsweise ist die gebräuchlichere, da durch einen -bei _R_ (Abb. 126) eingeschalteten Rheostaten (siehe Anhang) die -Spannung bequem reguliert werden kann. Mache ich den Widerstand in _R_ -größer, so sinkt die Spannung, mache ich ihn kleiner, so steigt sie. - -[Illustration: Abb. 126. Schema einer Nebenschlußmaschine.] - -[Illustration: Abb. 127. Schema einer Maschine mit Fremderregung.] - -Es können auch beide Schaltungsweisen kombiniert werden (Verbund- -oder Compoundmaschine), doch ist hier nicht der Platz, auf all diese -Einzelheiten einzugehen; wir wollen uns lieber nur mit solchen -Experimenten beschäftigen, die den Verhältnissen unseres einfachen -Laboratoriums angepaßt sind. - -So wollen wir z. B. sehen, wie wir einen Elektromotor zur -magnetelektrischen Maschine machen können: Wir verbinden die Drahtenden -der Feldmagnetwickelung mit einer Batterie und können dann, wenn -der Anker gedreht wird, von den Schleiffedern Strom abnehmen. Diese -Schaltungsweise zeigt Abb. 127. - -[Illustration: Abb. 128. Einschaltung eines Hilfsstromes in den -Stromkreis der Dynamo.] - -Wollen wir mit einem unserer Motoren unser Glück probieren, ob er auch -als Generator zu verwenden ist, so müssen wir folgendermaßen verfahren: -Wir schalten Anker und Feldmagnet hintereinander (Serienschaltung), in -den Stromkreis des Feldmagneten eine Stromquelle und in den äußeren -Stromkreis ein Amperemeter _X_ ein, wie aus Abb. 128 ersichtlich -ist. (Die Elemente können natürlich auch an einer anderen Stelle des -Stromkreises eingeschaltet werden.) Dieser Hilfsstrom braucht nicht -stärker zu sein, als daß er den Motor gerade noch in langsame Rotation -versetzt. Drehen wir nun den Anker gewaltsam in entgegengesetzter -Richtung, als er durch den Batteriestrom gedreht wurde, so wird er -einen Strom erzeugen, der gleichgerichtet mit dem der Elemente ist. -Während die Maschine im Gang ist, verbinden wir zuerst die beiden -Punkte _a_ und _b_ (Abb. 128) durch einen kurzen Kupferdraht und -schalten dann die Batterie aus. An dem angeschlossenen Amperemeter -können wir jetzt sehen, ob das Glück uns hold war und unseren Motor -auch als Generator arbeiten läßt. - -Nachdem Rudi die wichtigsten theoretischen Dinge über Motoren und -Generatoren besprochen hatte, ging er dazu über, seinen aufmerksamen -Zuhörern die praktische Anwendung dieser Maschinen im Großbetriebe zu -erklären. - -[Sidenote: Die elektrische Lokomotive.] - -Zuerst führte er eine kleine elektrische Lokomotive vor. Er hatte sie -sich aus einer Spielzeugeisenbahn, an deren Maschine die Betriebsfeder -gebrochen war, hergestellt, indem er einen kleinen Elektromotor so -auf der Lokomotive, von der er Kessel und Uhrwerk entfernt hatte, -befestigte, daß die Welle des Motors unmittelbar auf dem oberen Rande -des Lokomotivenrades auflag. Um die Reibung zwischen diesen beiden -Rädern zu vergrößern, legte er in die Furche der Motorwelle einen -kleinen Gummiring. - -Das Geleise der Bahn, das ein großes Oval bildete, befestigte er auf -einem entsprechend großen Pappendeckel, den er, um ihm mehr Halt zu -geben, auf der Unterseite mit Holzleistchen benagelte. In Abständen -von etwa 10 _cm_ stellte er Tragmasten aus Weidenholzstäbchen auf und -verband je zwei, die einander gegenüber standen, während das Geleise -zwischen ihnen hindurchlief, mit einer Schnur. An dieser wurde die -aus 1 _mm_ starkem Kupferdraht bestehende „Oberleitung“ befestigt. -Damit die Unterseite, an welcher der stromabnehmende Schleifbügel -entlanggleiten sollte, auch an den Befestigungsstellen völlig glatt -sei, lötete er auf der Oberseite Drahthäkchen an, die in Schlingen -der Aufhängeschnüre eingehängt wurden. Der Schleifbügel war in der -Form gebogen, wie wir sie an unseren Straßenbahnen sehen, isoliert von -dem übrigen Gestell auf der Lokomotive befestigt und mit der einen -Polklemme des Motors verbunden. Die andere Klemme wurde mit dem Gestell -der Maschine und außerdem mit einer auf der Radachse aufliegenden -Schleiffeder in leitende Verbindung gebracht. Die einzelnen Schienen -des Geleises waren untereinander verlötet. Der Strom eines kleinen -Akkumulators, der durch die Oberleitung in den Motor eintreten und -durch die Räder und Schienen wieder zurückfließen konnte, ließ unsere -elektrische Lokomotive ohne Schwierigkeiten eine stattliche Anzahl -kleiner Wagen mit ziemlich großer Geschwindigkeit hinter sich herziehen. - -[Illustration: Abb. 129. Einfache Bogenlampe.] - -[Sidenote: Die Bogenlampe.] - -Auch eine kleine Bogenlampe fertigte sich Rudi. Abb. 129 zeigt ihre -Einrichtung: Auf dem Grundbrett _a_ ist die Säule _b_ errichtet, in -welcher der Hebel _c_ mit dem Griff _d_ befestigt ist. Der Hebel ist -aus Holz und darf sich nicht zu leicht um seine Achse drehen, damit -er in jeder Lage, in die wir ihn bringen, stehen bleibt. Er hat bei -_e_ ein Loch, in welchem die Kohle _K₁_ festgesteckt werden kann; -für denselben Zweck ist in _a_, bei _f_ ein Loch. Für _K₁_ und _K₂_ -verwenden wir möglichst dünne Bogenlampenkohlen, die wir, wenn wir nur -einen schwachen Strom zur Verfügung haben, mit dem Messer sehr fein -zuspitzen. Um die Kohlen wickeln wir blanke Kupferdrähte, die zu den -Klemmen _g_ und _h_ führen. Um den Lichtbogen zu erzeugen, verbinden -wir die beiden Klemmen mit unserer stärksten Stromquelle, bringen die -beiden Kohlespitzen zuerst miteinander in Berührung und rücken sie dann -ein paar Millimeter auseinander, in welchem Augenblicke der Lichtbogen -entsteht. Dies wird bei unserem einfachen Apparat aber nur kurze Zeit -dauern, da die Kohlespitzen abbrennen; wir müssen deshalb von Zeit -zu Zeit _K₁_, durch Verstellen des Hebels tiefer rücken. Bei großen -Bogenlampen werden die Kohlenstifte durch ein selbsttätig wirkendes -Uhrwerk auf dem richtigen Abstand erhalten. - -[Sidenote: Der Kurzschluss.] - -Um das Wesen des berüchtigten ~Kurzschlusses~ zu erklären, hatte -Rudi für den Vortrag eine kleine Spielerei hergerichtet. Er klebte -sich aus Packpapier ein kleines Häuschen und malte Fenster, Türen -u. s. w. auf. An beiden Giebeln ließ er zwei weiße Isolierknöpfe sehen. -Rechts und links vom Hause, den Giebeln gegenüber stellte er je eine -Telegraphenstange auf. Von den Isolierknöpfen am linken Giebel des -Hauses führten zwei starke Kupferdrähte über die Telegraphenstange nach -der Akkumulatorenbatterie. Diese Leitungen setzte er mit zwei dünnen -Eisendrähten durch das Haus hindurch über die Isolierknöpfe am rechten -Giebel bis zu der zweiten Telegraphenstange fort, an welcher eine -Leiter lehnte, auf der ein aus Papier geschnittener Arbeiter stand. -Der Arbeiter schien an einer Glühlampe zu arbeiten, die an die beiden -Eisendrähte angeschlossen war und glühte. In dem Papierhaus legte Rudi -auf die Leitung leicht zusammengeballtes mit ~wenig~ Tropfen Petroleum -beträufeltes Seidenpapier. - -Er erklärte, daß hier von einer starken Stromquelle in einer durch das -Haus führenden Leitung der Glühlampe Elektrizität zugeführt werde. -Die Glühlampe biete dem Strom einen sehr großen Widerstand, so daß er -eine gewisse Stärke nicht überschreiten könne. Wenn nun aber der an -der Leitung arbeitende Mann aus Unachtsamkeit ein Werkzeug, z. B. eine -Zange fallen ließe, und sie würde so auf die beiden Leitungsdrähte zu -liegen kommen, „wie dieses Stückchen Draht hier“ -- dabei legte er ein -Stückchen Kupferdraht auf die beiden Eisendrähte --, so würde auch im -großen das gleiche Ereignis eintreten wie hier im kleinen. Kaum hatte -er das Kupferdrahtstückchen auf die Leitung gelegt, als diese anfing -glühend zu werden und durchschmolz; einen Augenblick später stand das -Haus in Flammen. Dadurch, daß der Strom, statt den schwierigen Weg -durch die Glühlampe nehmen zu müssen, durch das Drahtstückchen ~kurz -geschlossen~ -- daher das Wort „~Kurzschluß~“ -- war, wurde er so -stark, daß die Leitungsdrähte zu glühen anfingen und das auf ihnen -liegende Papier im Hause entzündeten. In Wirklichkeit liegt zwar kein -Seidenpapier auf den Leitungsdrähten, diese sind aber meist mit leicht -entzündlichen, sehr stark brennenden Materialien wie Pech, Wachs, -Guttapercha u. s. w. isoliert. - -[Sidenote: Die Sicherungen.] - -Mit obigem Versuch kann man gleichzeitig auch noch einen zweiten -verbinden, der zeigt, in welcher Weise die Sicherungen wirken. Zu -diesem Zweck unterbrechen wir den einen der Zuleitungsdrähte zu dem -Häuschen und überbrücken die Unterbrechung mit einem dünnen Streifchen -von Stanniolpapier, das so viel Strom durchläßt, daß das Lämpchen -noch hell leuchtet, aber doch so dünn ist, daß es ~sofort~ schmilzt, -wenn die Leitung kurz geschlossen wird. Wir machen den Versuch dann -zuerst mit der Sicherung, die so rasch durchschmilzt, daß der Strom -unterbrochen wird, bevor der dünne Eisendraht im Häuschen zum Glühen -kommen kann. Darauf verbinden wir die unterbrochene Stelle direkt und -stellen den Kurzschluß noch einmal her, wobei nun wie vorhin das Haus -in Flammen aufgehen wird. - -[Illustration: Abb. 130. Drahtschnecke für den Zigarrenanzünder.] - -[Sidenote: Der elektrische Zigarrenanzünder.] - -Rudi erwähnte nun noch die Verwendung der Elektrizität zu Heizzwecken, -doch konnte er dazu keine Apparate oder Experimente vorführen, obgleich -ein hierher gehöriger Apparat, zu dessen Betrieb nur ein paar kleine -Akkumulatorenzellen nötig sind, nicht schwer herzustellen ist. Es ist -der elektrische Zigarrenanzünder. Wir stellen durch einige Versuche -fest, wie stark ein etwa 7 bis 10 _cm_ langer Eisendraht sein muß, -damit er von dem ungeschwächten Strome unserer Akkumulatorenbatterie -bis zur Weißglut erhitzt wird, ohne aber durchzuschmelzen. Der Draht -wird zu einer Schnecke zusammengebogen, wie Abb. 130 zeigt. Dann -besorgen wir uns -- bei einem Mechaniker wird das zu haben sein -- -ein kleines Stückchen Asbestpappe, von der wir ein rundes Scheibchen -abschneiden, das so groß ist, daß es unsere Drahtschnecke reichlich -überdeckt. Ein zweites Scheibchen von derselben Größe muß durch Spalten -~möglichst dünn~ gemacht werden. Nunmehr richten wir uns einen runden -Holzstab her von etwa 10 _cm_ Länge und mit einem Durchmesser, der -dem der Asbestscheibchen gleich ist. Ferner brauchen wir noch einen -mit mehreren Löchern versehenen Ring aus Messingblech, dessen äußerer -Durchmesser ebenfalls gleich dem der Scheibchen und dessen innerer -etwas größer als der der Drahtschnecke ist. Auf die eben abgefeilte -Stirnseite des Holzstabes wird zuerst die dicke Asbestscheibe gelegt, -dann die Drahtschnecke so, daß ihre Enden _a_ und _b_ (Abb. 130) -rechts und links heraussehen, darauf kommt die dünne Asbestscheibe, -und schließlich wird das Ganze durch Aufnageln des Messingringes -zusammengehalten. Die freien Drahtenden löten wir an zwei dicken -isolierten Kupferdrähten an; diese führen wir in Rinnen, die in den -Holzstab geschnitten werden, nach dessen unterem Ende, wo sie an zwei -Klemmschrauben enden. Den einen dieser Drähte können wir auch durch -eine Kontaktfeder ersetzen, deren Befestigung aus der den ganzen -Apparat darstellenden Abb. 131 hervorgeht. Wird ein hinreichend starker -Strom durch die Drahtschnecke geleitet, so fängt diese an zu glühen, -und dadurch wird auch die dünne Asbestscheibe glühend, an welcher -dann die Zigarre angezündet werden kann. -- Für die Drahtschnecke -~Platin~draht statt Eisendraht zu verwenden, ist, von dem hohen Preis -des Platins abgesehen, natürlich weit vorteilhafter. - -[Illustration: Abb. 131. Der Zigarrenanzünder.] - -[Sidenote: Schluss.] - -Zum Schluß seines Vortrages erklärte Rudi noch kurz das wichtigste vom -Akkumulator und vom Telephon. Bei der Erklärung des Akkumulators führte -er ein einfaches Experiment aus: Er stellte in ein mit verdünnter -Schwefelsäure (1 : 10) angefülltes Standglas zwei Bleiblechstreifen, -die er kurz vorher mit einem Messer blank geschabt hatte. Durch diese -Zelle leitete er den Strom von zwei Akkumulatoren, worauf die eine -der Platten sich bräunte, die andere ihren Glanz verlor und grau -wurde. Bevor er die Bleiplatten an den Akkumulator anschloß, brachte -er sie mit dem Vertikalgalvanoskop in Verbindung, welches keinen -Strom anzeigte; nachdem dann die eine Platte stark gebräunt war, tat -er dasselbe nochmals, wobei nun die Nadel des Instrumentes so weit -ausschlug, als es ihr möglich war. - -Endlich sprach Rudi noch über das Telephon. Dieser Apparat wird im -nächsten Vortrag ausführlich behandelt werden. - - - - -[Illustration:] - - - - -Vierter Vortrag. - -Induktions- und Wechselströme. - - -Schon im dritten Vortrag haben wir die grundlegenden Begriffe über -Induktionsströme und ihr Entstehen kennen gelernt. In diesem Vortrage -nun behandelte Rudi die schwierigeren Induktionserscheinungen, nämlich -die Selbstinduktion und die Wirbelströme. - -Wir haben gesehen, daß, wenn wir in einer hohlen Drahtspule eine -zweite von einem Strome durchflossene bewegen, in der äußeren Ströme -induziert werden, deren Richtung wir mit Hilfe der Maxwellschen Regel -(Seite 146) bestimmen können, wobei es natürlich einerlei ist, ob -die induzierte Spule die äußere und die induzierende die innere -ist, oder umgekehrt. Wir wollen nun auch noch sehen, wie sich die -elektromotorische Kraft des induzierten (sekundären) Stromes zu der -Intensität des induzierenden (primären) Stromes und der außerdem noch -mitwirkenden Größen verhält. - -[Illustration: Abb. 132. Rudi mit den Vorversuchen für seinen Vortrag: -„Wechselströme höherer Frequenz“ beschäftigt.] - -[Sidenote: Regeln zur Bestimmung der elektromotorischen Kraft des -Induktionsstromes.] - -1. ~Je stärker der induzierende Strom (oder Magnet) ist, umso größer -ist unter sonst gleichen Verhältnissen die elektromotorische Kraft des -induzierten Stromes.~ - -2. ~Je größer die Anzahl der Windungen des sekundären Stromkreises ist, -umso größer ist die elektromotorische Kraft in diesem.~ - -3. ~Je rascher die Entfernung des primären Stromes (oder Magneten) -von der sekundären Spule geändert wird, oder je plötzlicher der -primäre Strom geschlossen oder geöffnet wird, umso größer ist die -elektromotorische Kraft des Induktionsstromes.~ - -Aus diesen drei Regeln können wir folgendes allgemeine Gesetz ableiten. - -~Je größer die Zahl der Kraftlinien ist, die während der Zeiteinheit -in die mit Drahtwindungen erfüllte Flächeneinheit ein- oder austreten, -umso größer ist die elektromotorische Kraft des Induktionsstromes.~ - -[Sidenote: Selbstinduktion.] - -Schon im vorigen Vortrag wurde erwähnt, daß ein- und austretende -Kraftlinien in jedem Leiter der Elektrizität, von welcher -Beschaffenheit oder Gestalt er auch sei, Induktionsströme hervorrufen. -Wird eine Drahtspule von einem Strome durchflossen, den wir abwechselnd -öffnen und schließen, so werden in ihr die Kraftlinien, die eine der -vielen Windungen aussendet, die benachbarten Windungen treffen und -dadurch in diesen Induktionsströme hervorrufen. Es fließt also hier der -induzierende und der induzierte Strom in einem und demselben Drahte. -Dabei ist die Richtung des induzierten Stromes, wie wir mit Hilfe der -Maxwellschen Regel feststellen können, beim Schließen des primären -Stromes diesem entgegengesetzt, beim Öffnen mit ihm gleichgerichtet. - -Diese Tatsachen können wir durch ein sehr einfaches Experiment -erläutern. Wir verbinden den einen Pol einer Stromquelle mit -einer Blechplatte, den anderen mit einem spitzen Nagel, den wir -zur bequemeren Handhabung durch das vordere Ende eines Holzstabes -geschlagen haben. Wir drücken abwechselnd den Nagel auf das Blech und -heben ihn wieder ab. In dem Augenblick, in welchem sich die Spitze von -dem Blech entfernt, können wir das Auftreten eines kleinen Fünkchens -beobachten. Diese Erscheinung wird etwas verstärkt, wenn wir einen -der Verbindungsdrähte, statt ihn ausgestreckt zu lassen, auf einen -Bleistift aufwickeln; noch mehr verstärkt wird sie, wenn wir die -Drahtspulen z. B. eines Elektromagneten in den Stromkreis einschalten. -Der beim Schließen des Stromes entstehende Induktionsstrom ist, wie man -auch schon an dem viel kleineren Funken erkennt, schwächer -- da er dem -Hauptstrom ~entgegen~fließt -- als der beim Öffnen entstehende. Die -beim Schließen und Öffnen auftretenden Funken nennt man Schließungs- -und Öffnungsfunken. - -Diese Art von Induktion nennt man ~Selbstinduktion~, die dabei -auftretenden Ströme ~Extraströme~. Sie entstehen nicht nur beim Öffnen -und Schließen des Hauptstromes, sondern bei jeder Veränderung in seiner -Stärke oder Richtung. - -[Sidenote: Wirbelströme.] - -Wir wollen jetzt sehen, wie sich diese Ströme in Leitern verhalten, die -nicht die Gestalt eines Drahtes haben, z. B. in den Eisenankern von -Dynamomaschinen. Hier wären massive Eisenmassen der Induktionswirkung -derartig stark ausgesetzt, daß die darin auftretenden Induktionsströme, -die in diesem speziellen Fall ~Wirbelströme~ genannt werden, die -größten Verluste verursachen würden, weil sich dabei die zur Drehung -des Ankers aufgewandte Energie zum großen Teil statt in Elektrizität -in Wärme verwandeln würde. Es werden deshalb bei größeren Maschinen -die Anker nicht aus einem Stücke hergestellt, sondern quer zu der -Richtung der Wirbelströme unterbrochen, indem sie aus vielen dünnen -Eisenblechplättchen, die durch Papierscheiben voneinander isoliert -sind, zusammengesetzt werden. - -[Illustration: Abb. 133. Apparat zur Demonstration der Wirbelströme -(von oben gesehen).] - -[Illustration: Abb. 134. Derselbe von der Seite gesehen.] - -Um zu zeigen, wie stark die Erwärmung von Leitern durch Wirbelströme -werden kann, können wir uns einen Apparat herstellen, den Abb. 133 von -oben, Abb. 134 von der Seite zeigt. _a_ ist ein starkes Grundbrett; auf -diesem ist an dem Gestell _b_ der starke Elektromagnet _c_ befestigt. -Die Form des Elektromagneten, dessen Pole sich einander unmittelbar -gegenüberstehen müssen, geht zur Genüge aus der Abbildung hervor. Es -sei nur erwähnt, daß der die beiden Schenkel verbindende Bügel, da er -ziemlich lang ist, recht stark sein muß. Die Polenden sollen 4 bis -höchstens 5 _mm_ voneinander abstehen. Zwischen den Polen soll sich -der Rand einer 2 _mm_ starken Kupferscheibe _d_ bewegen. Wir können -auch ein anderes Metall verwenden als Kupfer, das ziemlich teuer ist; -nur Eisen ist ungeeignet, da es von dem Magneten angezogen wird; wir -müßten es ganz genau in der Mitte zwischen den beiden Polen drehen, was -aber nur sehr schwer zu erreichen ist, da man selten eine völlig ebene -Blechplatte bekommen wird. Die Scheibe wird von einer Achse getragen, -die in Lagern auf den beiden Lagerträgern (_e_) ruht. Die Lager sind -wie üblich herzustellen (siehe Seite 22). An dem einen Ende der Achse -wird eine kleine Welle (_f_) angebracht und darunter ein großes -Übersetzungsrad (_g_), das mit einer Kurbel (_h_) versehen wird und um -eine in dem Lagerträger befestigte Achse gedreht werden kann. Über das -große und das kleine Triebrad wird eine starke Schnur oder ein runder -Riemen gelegt, der sehr straff angespannt sein muß. - -Schicken wir nun durch den Elektromagneten einen starken Strom und -lassen die Scheibe rotieren, so werden wir zuerst wahrnehmen, daß die -Scheibe unserer Kraft einen umso größeren Widerstand entgegensetzt, je -rascher wir sie drehen wollen. Erhalten wir die Kupferscheibe längere -Zeit in möglichst rascher Rotation, so wird sie sich so stark erhitzen, -daß daraufgegossenes Wasser laut zischend verdampft. - -[Sidenote: Dämpfung.] - -Ein zweiter Versuch zeigt, ~daß diejenigen Ströme, die in einem sich -in einem magnetischen Felde bewegenden Leiter entstehen, stets so -gerichtet sind, daß sie diesen Leiter in der entgegengesetzten Richtung -zu bewegen streben~. Dieses Gesetz ist zuerst von Lenz ausgesprochen -und nach ihm das ~Lenzsche Gesetz~ genannt worden. Um den Versuch -auszuführen, nehmen wir die Schnur von dem Triebrad und der kleinen -Welle herunter und versetzen, bevor der Elektromagnet erregt ist, die -Scheibe in rasche Rotation, indem wir das freie Achsenende zwischen -Daumen und Zeigefinger drehen. Wir werden jetzt längere Zeit warten -müssen, bis die Scheibe wieder zur Ruhe kommt; darauf drehen wir sie -nochmals an und schließen dann den Strom, der den Elektromagneten -erregt; fast sofort wird die Scheibe zur Ruhe kommen. - -Diese Tatsache wird dazu benutzt, um die großen Schwingungszeiten -der Nadeln von empfindlichen Meßinstrumenten zu ~dämpfen~, indem die -z. B. auf eine Drahtspule reagierenden Magnete sich zwischen massiven -Kupferplatten bewegen müssen, in denen sie bei ihrer Bewegung Ströme -induzieren, die sie -- die Magnete -- in entgegengesetzter Richtung zu -bewegen bestrebt sind. Dadurch wird ein zu langes Hin- und Herschwingen -verhindert. - -[Sidenote: Einfache Elektrisiermaschine.] - -Wir haben gesehen, daß in einer einfachen Drahtspule beim Öffnen und -Schließen des Stromes Induktionsströme entstehen, die so hoch gespannt -sind, daß sie sogar einen kleinen Luftwiderstand unter Bildung eines -Funkens überwinden können. Daß ein solcher Strom, wenn er durch den -menschlichen Körper geleitet wird, in diesem deutlich gefühlt werden -muß, ist ziemlich klar. - -[Illustration: Abb. 135. Schema einer elektrischen Klingel.] - -Wir wollen nun sehen, wie wir eine einfache elektrische Klingel als -Elektrisiermaschine gebrauchen können. Wir verbinden die Klingel unter -Einschalten eines Kontaktknopfes wie üblich mit einer Stromquelle. Um -unnötiges Geräusch zu vermeiden, stopfen wir die Glockenschale mit -Papier aus. Die Stellschraube an der Kontaktfeder stellen wir so, daß -der Hammer sich möglichst rasch hin und her bewegt. Betrachten wir das -Schema einer elektrischen Klingel in Abb. 135, so fließt der Strom von -der Klemme _a_ durch die Windungen des Elektromagneten _b_ nach _c_ und -durch die Feder und den Anker zur Kontaktspitze _d_, von wo er über _e_ -zur Batterie zurückkehrt. Wird nun der Anker angezogen und dadurch der -Strom unterbrochen, so entsteht bei _d_ ein Öffnungsfunke; in diesem -Augenblick muß also die Spannungsdifferenz zwischen _c_ und _d_ sehr -groß gewesen sein. Schließen wir den Strom, so daß der Hammer ständig -hin und her schwingt, und berühren wir mit der einen Hand _c_, mit der -anderen _d_, so wird der Öffnungsstrom lieber den geringeren Widerstand -unseres Körpers als den großen Luftwiderstand bei _d_ überwinden und -deshalb zum größten Teil unseren Körper durchfließen. - -Wir können uns, um nicht immer _c_ und _d_ anfassen zu müssen, aus zwei -Messingrohrstücken Handeln machen. An dem einen Ende des Rohres löten -wir einen etwa 1 _m_ langen isolierten Kupferdraht fest und treiben -auf der gleichen Seite einen Holzzapfen, der als isolierender Griff -dienen soll, in die Röhre. Die freien Enden der Drähte werden dann -mit _c_ und _d_ verbunden. Wollen wir für weitere Versuche die Stärke -des elektrisierenden Stromes verändern, so müssen wir den Hauptstrom -entsprechend regeln. - -[Sidenote: Der Induktionsapparat.] - -Der einfache Induktionsapparat dient dazu, Ströme niederer Spannung -in solche hoher Spannung umzuwandeln. Man kann deshalb auch einen -derartigen Apparat als Transformator bezeichnen. - -Im wesentlichen kennen wir den Apparat schon aus dem vorigen Vortrag. -Er besteht aus einer inneren Drahtspule mit wenig Windungen eines -dicken Drahtes und aus einer äußeren mit sehr viel Windungen eines -dünnen Drahtes. Da, wie wir gesehen haben, die elektromotorische Kraft -des Induktionsstromes mit von der Zahl der Kraftlinien abhängt, die -ihn erzeugen, so wickeln wir den inneren, den primären Draht auf einen -Eisenkern auf. Damit in diesem keine schädlichen Wirbelströme auftreten -können, fertigen wir ihn nicht aus einem massiven Stück, sondern setzen -ihn aus einzelnen Drahtstücken zusammen. Wir verwenden geglühten, -oxydierten Eisendraht von 0,5 bis 1,5 _mm_ Stärke. Bevor wir den Draht -in einzelne Stücke zerschneiden, müssen wir ihn strecken, da sonst, -wenn die Stäbchen verbogen und verbeult sind, in dem Kerne unnütze -Hohlräume entstehen. Zu diesem Zwecke befestigen wir in einem langen -Zimmer oder im Korridor etwa an einer Türklinke das eine Drahtende; -am anderen Ende des Raumes wickeln wir den Draht einige Male um einen -etwa fingerstarken Holzstab und ziehen nun, den Stab mit beiden Händen -umfassend, so lange und so stark an dem Draht, bis er an irgend einer -Stelle reißt. Man ziehe vorsichtig, daß man beim Riß nicht zu Boden -stürze. Den nun völlig geraden Draht läßt man ausgestreckt am Boden -liegen und schneidet ihn hier in die einzelnen Stäbchen auseinander. -Letztere werden mit dünner Schellacklösung bestrichen, nach dem -Trocknen zu einem Bündel zusammengelegt und fest mit Leinenfaden in -regelmäßig aneinanderliegenden Windungen umbunden. - -Unmittelbar auf den Eisenkern, der auf beiden Seiten höchstens 0,5 -_mm_ frei bleiben soll, wird der primäre Draht in zwei bis vier Lagen -(genaueres über Drahtmaße siehe Seite 134 u. f.) und in einer Stärke -von 0,8 bis 2 _mm_ möglichst regelmäßig aufgewunden. Das Anbringen von -Randscheiben ist gänzlich überflüssig und hindert nur nachher beim -Wickeln der sekundären Spule. - -Nachdem die Enden des primären Drahtes durch Anbinden vor dem Aufrollen -bewahrt sind, wird die Spule mit zwei bis drei Lagen eines starken in -Schellack getränkten Papiers umgeben. Der Rand der Papierhülle soll auf -beiden Seiten genau mit der untersten Drahtlage abschneiden. - -Sobald der Schellack getrocknet ist, können wir mit dem Wickeln -der sekundären Spule beginnen. Am geeignetsten ist ein möglichst -dünner mit Seide umsponnener Kupferdraht. Verwenden wir einen mit -Baumwolle isolierten Draht, so muß dieser während der Bewickelung mit -Schellacklösung bestrichen werden. Die einzelnen Windungen müssen -sauber und genau nebeneinander gelegt und jede Lage muß, bevor die -nächste darüber gewickelt wird, mit einem dünnen, in Schellack oder -heißes Paraffin getauchten Papier umgeben werden. Alle Lagen sollen -gleichviel Windungen haben, damit sie alle gleich lang sind. Die -dazwischen gelegten Papiere sollen auf jeder Seite 1 _mm_ über die -äußerste Windung hinaussehen. Sollte beim Wickeln der Draht reißen, -oder werden von vorneherein mehrere Drähte verwendet, so dürfen die -Verbindungsstellen, die zu verlöten sind, nicht mitten in der Lage -sein, sondern sind an ihren äußersten Rand zu verlegen. Wir müssen -also den Draht, wenn er nicht zufällig aufgeht, da abschneiden, wo er -eine Lage beendet hat. Bei kleinen Apparaten, an die wir keine großen -Anforderungen stellen, braucht dieser Umstand nicht berücksichtigt zu -werden, und man kann den Draht sparen. - -[Sidenote: Die Spulmaschine.] - -Das Bewickeln führt man am besten mit der Hand aus. Es ist ein -zeitraubendes und mühsames Geschäft, namentlich wenn der Draht sehr -dünn ist; wir können es aber, die nötige Geduld vorausgesetzt, mit -der Hand pünktlicher machen, als mit einer Spulmaschine, die freilich -den großen Vorteil der Zeitersparnis für sich hat. Abb. 136 zeigt -eine solche Einrichtung. Die Spule, auf die wir aufwickeln, ist -mit _c_ bezeichnet und sitzt fest auf einer aus starkem Eisendraht -hergestellten Kurbel. _b_ ist die Rolle, von der der Draht abgenommen -wird; damit er immer straff gespannt bleibt, wird _b_ durch die Feder -_a_ gehemmt. Je breiter die Spule _c_, desto größer muß ihr Abstand von -_b_ sein. - -[Illustration: Abb. 136. Spulmaschine.] - -Ist auch die sekundäre Spule fertig gewickelt, so werden ihre beiden -Drahtenden vorläufig in der Mitte über der Rolle zusammengedreht. -Dann können die Randscheiben aus dünnem Holz oder aus schellackierter -Pappe angebracht werden. Diese Scheiben sitzen an den freien Enden des -Drahtkernes fest auf. Der etwa noch vorhandene Zwischenraum zwischen -ihnen und der Spule wird mit Paraffin ausgegossen. Ist dies erkaltet, -so umgeben wir die ganze Rolle mit einer Schutzhülle aus Karton, die -mit den Randscheiben abschneidet. Die Enden des die Hülle bildenden -Kartonstreifens werden zusammengeleimt oder durch Umwickeln mit einer -Lage Bindfaden zusammengehalten. Die Drahtenden der sekundären Spule -werden durch zwei Löcher in der Kartonhülle herausgeleitet. - -In zwei quadratische Brettchen sägen wir je einen runden Ausschnitt, -der gerade so groß ist, daß wir die fertige Spule hindurchschieben -können. Auf einem Grundbrett von passender Größe werden diese beiden -Brettchen so befestigt, daß die durch die beiden Löcher geschobene und -hier angeleimte Spule auf beiden Seiten etwa 1 _cm_ frei herausragt. -Auf den beiden Brettchen bringen wir zwei Klemmschrauben an, mit denen -wir die freien Enden des sekundären Drahtes verbinden. - -[Illustration: Abb. 137. Schnitt durch einen einfachen -Induktionsapparat.] - -Die Abb. 137 und 138 veranschaulichen diese Anordnung im Schnitt und im -Grundriß. _a_ zeigt das Grundbrett, _b_ die quadratischen Brettchen, -in deren runden Löchern die Spule ruht. _c_ ist der Eisenkern, _d_ -die primäre, _e_ die sekundäre Wickelung und mit _f_ sind die beiden -Klemmen bezeichnet. - -Daß wir Induktionsströme erzeugen können, indem wir den primären -Strom abwechselnd schließen und öffnen, haben wir bereits gesehen. -Wir bringen deshalb an unserem Apparat eine Vorrichtung an, die -die Unterbrechung in regelmäßigen, sehr rasch aufeinanderfolgenden -Intervallen selbsttätig ausführt. Eine solche Einrichtung kennen -wir schon von der elektrischen Klingel her (Seite 113). Die von der -Klingelkonstruktion kaum abweichende Form des ~Unterbrechers~ an -unserem Induktionsapparat ist aus den beiden Figuren zu erkennen: -_g_ ist ein Eisenanker, der an der Feder _h_ angelötet ist; letztere -ist an der Messingsäule _i_ so befestigt, daß _g_ gerade vor dem -Eisendrahtkern steht, und zwar in einem Abstande von 2 bis 3 _mm_. _k_ -ist die in einer Messingsäule verschraubbare Stellschraube, die mit -einer Kontaktspitze aus Platin versehen ist. Wie die Enden des primären -Drahtes mit den Klemmen α und β verbunden werden, ist aus der Abb. 138 -ersichtlich. - -[Illustration: Abb. 138. Einfacher Induktionsapparat von oben gesehen.] - -Bei diesem Apparat können wir die Stärke des Induktionsstromes nicht -unmittelbar regeln. Da es jedoch oft von Vorteil ist, diese je nach -Bedarf ändern zu können, so sei weiterhin noch eine andere Form der -Elektrisiermaschine beschrieben, die auch für die Ausführung der oben -schon beschriebenen Versuche (Seite 137 u. f.) sehr praktisch ist. -Der Hauptunterschied gegenüber dem zuvor angeführten Apparat besteht -darin, daß die sekundäre Spule beweglich ist. In Abb. 139 bezeichnen -die gleichen Buchstaben wieder die gleichen Teile wie in den beiden -vorhergehenden Abbildungen. Der Eisenkern _c_ ist nach rechts 1,5 -bis 2 _cm_ länger als die primäre Spule _d_, mit der er links eben -abschneidet. Er ist in dem starken Brettchen _b_ so befestigt, daß er -mit seiner Bewickelung nach links hinausragt. Die sekundäre Spule -_e_ wird auf eine Kartonhülle aufgewickelt, die glatt über _d_ paßt. -Sie wird wie oben mit Randscheiben und einer Schutzhülle aus Karton -versehen und auf dem Brettchen _l_ angeleimt, das so dick ist, daß, -wenn es auf _a_ aufliegt, die darauf befestigte sekundäre Spule über -die primäre geschoben werden kann. Rechts und links von dem Brettchen -_l_ sind Leistchen auf _a_ anzunageln, damit es in der dadurch -entstandenen Rinne Führung hat und ohne Beschädigung der Spulen hin und -her geschoben werden kann. Der Unterbrecher wird hergestellt, wie oben -schon beschrieben. - -[Illustration: Abb. 139. Induktor mit verschiebbarer sekundärer Rolle.] - -Es ist klar, daß der Induktionsstrom umso schwächer wird, je weiter -wir die sekundäre Spule herausziehen; wir können also durch ihr Hin- -und Herschieben die Stärke des sekundären Stromes ohne Abänderung des -primären regeln. - -Schrauben wir die Stellschraube des Unterbrechers so weit nach vorn, -daß der Anker am Eisenkern fest anliegt, so kann keine Unterbrechung -des Stromes mehr stattfinden. Bewegen wir jetzt die sekundäre Spule hin -und her, so erhalten wir, wie wir schon im dritten Vortrag (Seite 137 -u. f.) sahen, ebenfalls Induktionsströme. - -[Illustration: Abb. 140. Schaltungsschema des Kondensators.] - -[Sidenote: Der Funkeninduktor.] - -[Sidenote: Der Kondensator.] - -Wir wissen, daß die Spannung des Induktionsstromes mit von der -Geschwindigkeit abhängt, mit welcher der erregende Strom unterbrochen -wird. Ferner wissen wir, daß an der Unterbrechungsstelle jeweils -ein Funke auftritt, wenn der Strom geöffnet wird. Das Auftreten des -Funkens zeigt uns aber, daß der Strom nicht plötzlich unterbrochen -wird, das heißt nicht in der kurzen Zeit von seinem normalen Wert auf -0 herabsinkt, in der die tatsächliche Trennung des Leiters erfolgt, -sondern daß er infolge der Selbstinduktion den Luftzwischenraum -anfangs überwindend, nur allmählich schwächer wird, bis er ganz -unterbrochen ist. Wollen wir also die Wirkung eines Induktionsapparates -verstärken, so müssen wir danach trachten, den Funken an der -Unterbrecherstelle möglichst zu verkleinern. Wir betrachten das -Schema Abb. 140, in welchem _K_ den Eisenkern, _P_ die primäre, _s_ -die sekundäre Wickelung, _E_ die Stromquelle, _A_ den Eisenanker und -_~ab~_ die Unterbrecherstelle bezeichnet. Wenn wir den zwischen _a_ -und _b_ entstehenden Funken verkleinern wollen, so müssen wir die -Spannungsdifferenz dieser Punkte verringern, was wir dadurch erreichen, -daß wir ihre Kapazität vergrößern, indem wir einen Kondensator -(_Ko_) an sie anschließen, wie das auf der Abb. 140 zu ersehen -ist. Der Kondensator muß eine große wirksame Fläche haben und wird -deshalb aus einzelnen Stanniolblättern hergestellt, die durch Papier -voneinander isoliert sind. Er wird in einem Kasten untergebracht, -der zugleich die Grundlage für die Induktorrolle bildet, und von der -Größe dieser hängen auch die Maße des Kastens ab. Die isolierenden -Papierblätter schneiden wir aus nicht zu dünnem Seidenpapier (oder -dünnem Paraffinpapier) so groß, daß sie mit etwa 0,5 _cm_ Spielraum -in dem Kasten Platz finden. Die Stanniolblätter müssen 1 bis 2 _cm_ -kleiner sein als die Papiere und auf einer Seite einen 4 bis 5 _cm_ -langen Fortsatz haben (siehe Abb. 141). Um die Isolierfähigkeit der -Seidenpapiere zu erhöhen, werden sie in Schellacklösung gebadet. In -ein flaches Gefäß, etwa eine hinreichend große Entwicklungsschale, wie -sie in der Photographie gebraucht werden, gießen wir den Schellack. -Die zugeschnittenen Seidenpapiere werden dann einzeln durch die Lösung -durchgezogen und mit je zwei Stecknadeln an einer ausgespannten Schnur -zum Trocknen aufgehängt. Danach werden die Stanniolblätter, durch die -schellackierten Papiere voneinander getrennt, so aufeinandergelegt, -daß beim ersten der Fortsatz nach rechts, beim zweiten nach links, -beim dritten wieder nach rechts u. s. w. herausragt, wie dies in Abb. -141 zu sehen ist. Den fertigen Kondensator zeigt Abb. 142 _A_. Um die -Fortsätze der Stanniolblätter fest zusammenzuhalten und gut mit einem -Draht verbinden zu können, biegen wir uns aus Messingblech eine Klammer -_a_ (Abb. 142 _B_) und versehen sie mit einem Muttergewinde und einer -Schraube _b_. Damit sich letztere beim Zusammenklemmen der Fortsätze -nicht in das Stanniol einbohrt, wird das Blechstückchen _c_ dazwischen -gelegt. - -[Illustration: Abb. 141. Lage der Stanniolblätter mit ihren Ansätzen.] - -[Illustration: Abb. 142. Der fertige Kondensator.] - -Da der Kondensator aber nicht nur die Unterbrecherfunken abzuschwächen, -sondern auch oszillatorische Schwingungen zu erzeugen hat, muß die -Größe seiner Kapazität in einem bestimmten Verhältnis zu der Größe -des ganzen Apparates stehen; die günstigste Bemessung findet man, -wenn man zuerst nur wenig Blätter in den Kondensator legt und die -damit erzielte Funkenlänge des Induktors mißt. Darauf legt man einige -Blätter mehr ein und mißt -- natürlich unter sonst gleichen Bedingungen --- wieder die Funkenlänge. Ist sie größer geworden, so legt man noch -mehr Blätter ein u. s. f., bis die Länge der Funken wieder abnimmt. -Als Anhaltspunkt mag folgendes dienen: nehmen wir an, die Länge der -Stanniolblätter verhielte sich zur Breite wie ⅗ zu ⅖ und sie seien -jeweils so lang wie die Induktorrolle, so mögen für kleine Apparate 30 -bis 40 Blätter genügen, für größere wird sich deren Zahl auf 200 bis -250 belaufen. Wie der Kondensator einzuschalten ist, wurde oben schon -besprochen. - -Solche Induktionsapparate, die mit Kondensatoren versehen sind, nennt -man Funkeninduktoren, da man ziemlich starke Funken mit ihnen erzeugen -kann; häufig werden sie auch mit dem Namen ihres ersten Erbauers -~Ruhmkorff~ bezeichnet. - -Je größer wir die Funkeninduktoren bauen, desto mehr Sorgfalt ist auf -die Isolierung der einzelnen Windungen und besonders der einzelnen -Lagen zu verwenden. Denken wir uns einen Leiter, der gewissermaßen -selbst elektromotorisch tätig ist, wie z. B. ein Element, so ist die -Spannungsdifferenz zweier seiner Punkte um so größer, je weiter die -Punkte von der Mitte entfernt sind (siehe Seite 106 u. f.). Ein solcher -Leiter ist z. B. der sekundäre Draht eines Induktionsapparates. Ein -Punkt des Drahtes in einer Lage ist von dem direkt über ihm liegenden -Punkt des Drahtes in der nächsten Lage nur um einen Bruchteil eines -Millimeters durch das jede Lage bedeckende Papier getrennt; da sich -zwischen zwei solchen Punkten eine große Anzahl wirksamer Windungen -befindet, so kann je nach der Größe des Apparates eine recht -beträchtliche Potentialdifferenz zwischen diesen Punkten auftreten, die -unter Umständen stark genug ist, die Isolierung zu durchschlagen und -damit den Apparat sehr zu schädigen. Wir müssen deshalb bei Induktoren, -deren Spulenmaße 10 bis 12 _cm_ in der Länge und 5 _cm_ im Durchmesser -übersteigen, schon stärkeres Papier, das tüchtig mit Schellack oder -heißem Paraffin zu bestreichen ist, zur Isolierung der einzelnen Lagen -anwenden. Bei größeren Apparaten soll zur Isolierung ausschließlich -~reines~ Paraffin, das in ~sauberen~ Gefäßen flüssig zu machen ist, -angewendet werden. - -Sollen die Funkeninduktoren für eine Funkenlänge von zehn oder noch -mehr Zentimeter gebaut werden, so genügt diese einfache Art der -Isolierung auch nicht mehr. In diesem Falle müssen wir die Spule in -zwei Teilen herstellen, die durch einen mehrere Zentimeter breiten -Zwischenraum voneinander getrennt sind. Abb. 143 zeigt den Schnitt -durch die Rolle eines solchen Apparates. Die Drahtenden der beiden -Spulen _e₁_ und _e₂_ sind natürlich so miteinander zu verbinden, daß -ein die Windungen durchfließender Strom den Kern stets in gleicher -Richtung umkreist. - -[Illustration: Abb. 143. Schnitt durch die Rolle eines Funkeninduktors.] - -Ferner dürfen wir bei diesen größeren Induktoren die Befestigung der -Spule nicht mehr in der oben beschriebenen Weise mit den Holzrähmchen -(_b_) bewerkstelligen, sondern wir müssen, wie aus Abb. 143 hervorgeht, -unter entsprechender Verlängerung des Eisenkerns die Randscheiben -_R_ aus Holz herstellen. Sie müssen fest auf dem Kern aufsitzen und -mindestens 5 _mm_ von der Spule abstehen. Ihr Durchmesser sei um 2 _cm_ -größer als der der Spule. - -Es müssen jetzt noch die Zwischenräume, die in Abb. 143 mit _P_ -bezeichnet sind, mit Paraffin ausgegossen werden. Wir legen um die -Spule herum einen Kartonstreifen, der so groß ist, daß er beiderseits -fest an den Randscheiben _R_ anliegt, aber die Spule nicht ganz -umschließt, sondern oben einen 1 _cm_ breiten Spalt freiläßt, durch -welchen das Paraffin in die Hohlräume _P₁_, _P₂_ und _P₃_ eingegossen -wird. Nach Erkalten des Gusses wird der Karton wieder entfernt, -da bei diesen größeren Apparaten die Schutzhülle aus einem besser -isolierenden Material hergestellt werden muß. Am geeignetsten ist ein -Überzug aus gutem Seidenstoff oder aus einer dünnen Hartgummiplatte, -die in kochendem Wasser weich gemacht und dann solange als sie noch -heiß und biegsam ist, um die Spule herumgelegt wird. Entlang der -zusammenstoßenden Ränder der Ebonitplatte werden schon vor ihrem -Erhitzen mit einem glühenden Nagel Löcher eingebrannt, durch die jetzt -ein Seidenband genestelt wird, damit es die Hülle zusammenhält. - -[Illustration: Abb. 144. Befestigung der Induktorrolle.] - -Wie schon erwähnt, bildet der Kasten, in dem der Kondensator -untergebracht wird, zugleich die Grundlage für die Induktorrolle. Um -dieser einen sicheren Halt zu geben, werden die hölzernen Randscheiben -(_R_) auf der Unterseite etwas abgeflacht und von der Innenseite des -Kastens angeschraubt. Für sehr große und schwere Apparate dürfte sich -die in Abb. 144 dargestellte Befestigungsart am meisten empfehlen. Die -Randscheiben erhalten auf ihrem Umfange eine Furche, wie auch auf Abb. -143 ersichtlich, durch die eine starke Saite läuft (_S_ in Abb. 144); -diese geht durch entsprechende Löcher in dem Deckel (_a_) des Kastens -hindurch und wird innen verknotet. - -[Sidenote: Isoliermethode bei grösseren Induktoren.] - -Für Apparate, die Funken von 15 _cm_ Länge und mehr liefern sollen, -genügt es nicht, die sekundäre Wickelung in zwei oder vielleicht auch -drei Spulen zu trennen, sondern wir müssen uns etwa 20 bis 30 einzelne -ganz flache Spulen herstellen, die die Form von Scheiben mit einer -Dicke von 0,5 bis 1 _cm_ und einen Durchmesser von 8 bis 16 _cm_ haben. -Zum Wickeln der Scheiben müssen wir uns eine besondere Einrichtung -herstellen. Zuerst fertigen wir auf der Drehbank eine Holzwalze, -deren Durchmesser gleich dem der mit starkem Papier umwickelten -primären Spule ist. Zwei Holzscheiben, die je auf einer Seite völlig -eben sein müssen -- man stellt sie am besten auf der Drehbank her --- sind in der Mitte durchbohrt, so daß sie knapp passend auf die -Holzwalze aufgeschoben werden können. Jetzt schneiden wir uns einen -Kartonstreifen, der 5 _mm_ breit und so lang ist, daß seine Enden, wenn -er um die Holzwalze herumgelegt wird, gerade zusammenstoßen. Mit einem -Papierstreifen leimen wir die Enden des Kartons zusammen und achten -darauf, daß dieser selbst nicht an der Walze kleben bleibt. Nun werden -die beiden Scheiben von rechts und links auf die Walze geschoben, so -daß der Kartonring zwischen sie zu liegen kommt; die Scheiben werden -fest an ihn angepreßt und mit ein paar in die Walze geschlagenen Nägeln -oder mit Klammern festgehalten. Vorher mußten wir jedoch noch in jede -Scheibe möglichst nahe des mittleren großen Loches ein kleines von -1 bis 2 _mm_ Weite bohren. Bevor wir nun die zweite Scheibe auf die -Holzwalze schieben, führen wir das Ende des aufzuwindenden Drahtes -durch dieses kleine Loch, so daß ein Stück von etwa 10 _cm_ Länge -herausragt und mit einem Reißnagel an der Holzwalze befestigt werden -kann. Die Spulmaschine ist ähnlich herzustellen wie die auf Seite 165 -abgebildete; die abgeänderte Einrichtung ist aus Abb. 145 zu erkennen, -wo mit _a_ das Grundbrett, mit _b_ das Lagerbrett, das oben mit einem -Einschnitt für die Holzwalze versehen ist, mit _c_ der Träger der Spule -_d_, von der der Draht abgenommen wird, mit _e_ die Holzscheibe, und -mit _f_ die an _d_ schleifende Bremsfeder bezeichnet ist. Eine Kurbel -ist überflüssig, da wir die dicke Holzwalze bequem selbst anfassen und -drehen können. - -[Illustration: Abb. 145. Spulmaschine für den Funkeninduktor.] - -Wenn wir mit dem Bewickeln beginnen wollen, so stellen wir auf einen -Spiritusbrenner ein Gefäß mit siedendem Paraffin hart neben die -Spulmaschine und richten uns einen Pinsel her, der so schmal und lang -ist, daß man mit ihm zwischen den beiden Holzscheiben bis auf die -Holzwalze reichen kann. Mit diesem Pinsel tragen wir Paraffin auf den -zwischen den Scheiben liegenden Ring auf, doch nicht zu viel, damit die -Unterlage für die erste Wickelung nicht uneben wird. Jetzt beginnen wir -mit dem Aufspulen des Drahtes. Jede Lage, die aus 20 bis 30 Windungen -bestehen wird, soll mit einer dünnen Schicht von heißem Paraffin -überstrichen werden. Nach jeweils fünf oder sechs Lagen, so lange die -Windungen dem Kern noch nahe und somit klein sind, bei den mittleren -Windungen nach je drei, bei den äußersten nach je einer Lage, schalten -wir einen Streifen dünnen, paraffinierten Papiers ein. - -Wie aus Abb. 150 zu ersehen ist, soll der Durchmesser der nach den -Spulenenden zu liegenden Scheiben kleiner sein, als der der in der -Mitte liegenden. Ist eine Spule fertig gewickelt, so wird zuletzt noch -soviel Paraffin aufgestrichen, daß die oberste Drahtlage noch 1 _mm_ -hoch überdeckt ist. - -Sollten sich während des Bewickelns durch das Bestreichen mit Paraffin -Unebenheiten einstellen und die einzelnen Windungen nicht mehr genau -nebeneinander legen lassen, so braucht uns das weiter keine Sorge zu -machen; wir wickeln dann regellos unter reichlicher Zugabe von Paraffin -einige Lagen auf, winden einen paraffinierten Papierstreifen mehrmals -darüber, wickeln wieder einige Lagen, schalten wieder Papier ein und -so fort. Das sorgfältige, regelmäßige Wickeln hat nur den Vorteil -einer geringen Raumersparnis, den wir mit einem recht beträchtlichen -Zeitverlust ziemlich teuer bezahlen müssen. Bei schlecht isolierten -Drähten, z. B. solchen, die nur einmal mit Baumwolle umsponnen sind, -ist es freilich doch sehr zu empfehlen, die Bewickelung möglichst -regelmäßig auszuführen, da sich sonst einige Kurzschlußstellen bilden -und bei größerer Zahl dem Apparat recht schädlich werden könnten. - -Nach Erkalten des letzten Paraffingusses werden die Holzscheiben -entfernt. Sollte dies mit Schwierigkeiten verbunden sein, so kann -man durch Beklopfen mit dem Hammer etwas nachhelfen. Dem Übelstande -des Haftenbleibens können wir auch dadurch vorbeugen, daß wir die -Innenseiten der Holzscheiben mit passenden, in Schellacklösung -getränkten und gut getrockneten Papierscheiben belegen. An der Spule -bleibt dann das Papier haften, während sich das Holz leicht löst; aber -auch das Papier muß dann wieder sorgfältig, eventuell durch Befeuchten -mit reinem Alkohol entfernt werden. - -In dieser Weise werden alle Spulen hergestellt. Dabei ist aber auf -eines besonders zu achten. Bei der einen Hälfte aller Drahtscheiben -beginnen wir mit der ersten Windung auf der ~rechten~ Seite, lassen -also das Drahtende zu dem kleinen Loch der ~rechten~ Scheibe -heraussehen und hören mit der letzten Windung auf der ~linken~ Seite -auf; diese Spulen werden im folgenden mit I bezeichnet. Bei den Spulen -der anderen Hälfte, die mit II bezeichnet sind, beginnen wir ~links~ -und hören ~rechts~ auf. - - [Illustration: Abb. 146.] - - [Illustration: Abb. 147. - - Verbindung der einzelnen Spulen.] - -Es handelt sich nun darum, alle die einzelnen Spulen auf die primäre -Rolle aufzuschieben und ihre Drahtenden in gute leitende Verbindung zu -bringen. Wir legen je eine Spule I und eine Spule II so aufeinander -(siehe Abb. 146), daß die inneren Drahtenden _a₁_ und _a₂_, die vorher -vollständig von ihrer Isolierung befreit wurden, aufeinander zu liegen -kommen; die Enden selbst führen wir, wie Abb. 147 zeigt, nach rechts -zu dem Loche der Spule hinaus und drehen sie so weit ~fest~ zusammen, -daß wir die Drahtscheiben nachher noch 3 bis 5 _mm_ voneinander -entfernen können. Darauf wird der überschüssige Draht abgeschnitten, -so daß die zusammengedrehten Enden, die noch verlötet werden müssen, -nur ein kleines Stümpfchen bilden. Letzteres wird mit einem kleinen -Tropfen Lötwasser, das völlig säurefrei sein muß -- man setze zur -Vorsicht noch etwas Salmiaksalz zu -- versehen; ein kleines Stückchen -Lötzinn, das wir papierdünn gehämmert haben, wird auf die Drahtenden -gelegt und mit einem 3 bis 4 _mm_ dicken glühenden, auf Salmiak von -der Oxydschicht gereinigten Kupferdraht berührt, worauf es zwischen -den Drähten verfließt. Das verlötete Ende wird zwischen den Spulen so -nach außen gerichtet, wie das aus Abb. 148 zu ersehen ist. In gleicher -Weise werden sämtliche Spulen I und II miteinander verbunden, und dann -die einzelnen Paare auf die primäre Rolle aufgeschoben, alle freien -Drahtenden nach oben gerichtet. Jede der Spulen soll von der nächsten -einen 3 bis 5 _mm_ breiten Abstand haben, und die dadurch entstehenden -Hohlräume müssen mit Paraffin ausgegossen werden, nachdem die hölzernen -Randscheiben in der oben beschriebenen Weise befestigt wurden (Seite -172). - -[Illustration: Abb. 148. Verbindung zweier Spulen.] - -[Illustration: Abb. 149. Kartonkamm zum Einrichten der Spulen.] - -Um diese Arbeit genau ausführen zu können, fertigen wir uns ein -kammartiges Gebilde aus starkem Karton oder Pappendeckel (Abb. 149), -dessen Zähne eine Breite von 5 _mm_ und eine Länge haben, die gleich -dem Durchmesser der Drahtscheiben ist; die Zwischenräume zwischen den -Zähnen sind gleich der Dicke der Drahtscheiben. Ferner richten wir -uns einen Karton, der so groß ist, daß er, um die Rollen herumgelegt, -an den hölzernen Randscheiben fest anliegt, aber oben nicht schließt, -sondern einen zum Eingießen des Paraffins genügend breiten Spalt frei -läßt. Bevor wir jedoch diesen Kartonmantel befestigen, legen wir die -Zähne unseres Kammes zwischen die Drahtrollen, so daß alle genau in -gleichem Abstande und parallel nebeneinander liegen. Dann erst wird der -Karton herumgelegt und mit einer Schnur mehrfach fest umwickelt. Die -Drahtenden müssen alle zu dem freigelassenen Spalt heraussehen. Jetzt -kann der Kamm herausgenommen und das Paraffin eingegossen werden. Nach -dem Erkalten des Gusses wird der Kartonmantel abgenommen, die freien -Drahtenden werden verlötet und im übrigen wird verfahren, wie oben -(Seite 172) schon beschrieben wurde. - -Für größere Induktoren seien außer dem Gesagten noch einige besondere -Winke gegeben. 1. Da das Verhältnis der sekundären Rollenlänge zur -Länge des Eisenkernes mit der primären Wickelung nicht einerlei ist, so -ist es ratsam, sich die im Verhältnis zur übrigen Arbeit kleine Mühe -zu machen, etwa 3 bis 5 verschieden lange Primärrollen herzustellen. -Die Sekundärspule wird dann am besten auf ein Hartgummi-, eventuell -auch Glasrohr aufmontiert, in das die Primärspulen gerade hineinpassen. -Die beste Wirkung wird ausprobiert. Ist dann die größte oder die -kleinste Spule die beste, so machen wir uns noch eine größere resp. -kleinere. Als Ausgang für die Bemessungen dienen die in Abb. 150 -dargestellten Verhältnisse. (In Abb. 150 sind die einzelnen Scheiben -der Deutlichkeit wegen dicker und daher in etwas geringerer Anzahl -gezeichnet.) Als Ergänzung für die allgemeine Tabelle auf Seite 182 -dienen die folgenden Angaben speziell für die oben beschriebene -Wickelungsart. Endlich muß bei solchen Apparaten die Isolation noch -sorgfältiger hergestellt werden. Als isolierende Masse genügt auch -hier reines Paraffin; besser ist es, wenn man 4 Teile Kolophonium -schmilzt und darin 4 Teile Bienenwachs und 2 Teile Guttapercha löst. -An Stelle des oben beschriebenen Kartonmantels wird jetzt ein ganz -geschlossener Blechmantel gelegt; die Längsnaht wird verlötet und -gegen die Randscheibe mit Glaserkitt oder einer Mischung aus Asbest -und Wasserglas abgedichtet. In dem Blechmantel müssen zwei Löcher -vorgesehen sein; durch das eine wird die Isoliermasse eingegossen, -wobei die Luft durch das andere Austritt findet. Ist der Raum, der -in Abb. 150 schwarz angelegt ist, ganz ausgefüllt, so wird das eine -Loch in dem Mantel mit einem Kork verschlossen; in das andere wird -mit einem durchbohrten Kork ein Glasrohr angesetzt, das man mit einer -Wasserstrahlsaugpumpe verbindet. Während man den Blechmantel möglichst -~gleichmäßig~ (durch eine größere Anzahl kleinerer Flämmchen) auf -115 bis 120° erhitzt, saugt man mit der Strahlpumpe die Luft ab. Das -Verfahren soll 24 Stunden ununterbrochen fortdauern; es hat den Zweck, -die ~sehr schädlichen~ Luftreste aus der Isoliermasse zu entfernen. - -[Illustration: Abb. 150. Schematischer Schnitt durch einen großen -Funkeninduktor.] - -Die Klemmschrauben, an die die Drahtenden der sekundären Wickelung -geführt werden, dürfen keine Kanten, sondern müssen möglichst runde -Formen haben, da, wie wir im ersten Kapitel schon sahen, hochgespannte -Elektrizität aus Spitzen und scharfen Kanten leicht ausströmt (siehe -Seite 44). Bei den größeren Apparaten ist es auch vorteilhaft, die -Klemmen nicht auf die Randscheiben aufzuschrauben, sondern auf zwei -Glassäulen zu befestigen, die wir neben der Induktorrolle in das -Grundbrett eingelassen haben. - -[Illustration: Abb. 151. Kommutator (Horizontalschnitt).] - -[Illustration: Abb. 152. Kommutator (Vertikalschnitt).] - -Ferner ist es vorteilhaft, auf dem Apparat noch einen Kommutator -anzubringen; wir können ihn wie den auf Seite 101 beschriebenen -herstellen. Geeigneter ist der im folgenden beschriebene Stromwender, -der zugleich auch als Ausschalter dient. Eine Holzwalze _a_ (Abb. -151 und 152) wird der Länge nach durchbohrt; zwei Achsenhälften _b_ -werden von rechts und links in die Bohrung hineingeschoben, dürfen -aber einander innen nicht berühren. Wie sie befestigt werden, geht aus -Abb. 153 hervor: wir löten an _b_ ein Messingscheibchen _c_ an, das -an _a_ angeschraubt wird. Die eine Achsenhälfte (_b₂_) wird am Ende -quer durchbohrt, und in dem Loch wird der dünnere Messingstift _f_, -der als Griff dient, angelötet. Nun werden an _a_ auf zwei einander -gegenüberliegenden Seiten die Kupferblechstreifen _d_ angeschraubt; der -Streifen _d₁_ wird mit _b₁_ und _b₂_ mit _d₂_ in leitende Verbindung -gebracht. Die Lagerträger _e_ verfertigen wir aus starkem Messingblech -und die Lager selbst, welche hier nicht geölt werden dürfen, in der -bekannten Weise (Seite 22). Zwei kupferne Schleiffedern _g_ werden -so auf dem Grundbrett angeschraubt, daß sie rechts und links an der -Walze _a_ schleifen. Jetzt verbinden wir _e₁_ mit der Kontaktspitze des -Unterbrechers und _e₂_ mit dem freien Ende der primären Wickelung durch -dicke Kupferdrähte oder Kupferblechstreifen. Die Verbindungsstellen -sind zu verlöten. Auf den Federstreifen _e₁_ und _e₂_ ist je eine -Klemmschraube (α und β) anzulöten. Steht nun die Walze _a_ wie in Abb. -151, so tritt der Strom bei α ein und geht durch _d₁_, _b₁_ nach _e₁_, -durch den Unterbrecher in den Apparat und kommt durch _e₂_, _b₂_, _d₂_ -und β zurück. Drehe ich _a_ um 90°, so ist der Strom ausgeschaltet; -drehen wir in der gleichen Richtung nochmals um 90°, so geht der Strom -von α zuerst nach _d₂_, _e₂_ und kommt durch _e₁_, _d₁_ nach β zurück, -durchfließt also den Apparat in umgekehrter Richtung wie vorhin. - -[Illustration: Abb. 153. Befestigung der Achse des Kommutators.] - -[Sidenote: Drahtmasse für Induktionsapparate.] - -Bei einfachen Elektrisiermaschinen brauchen wir uns an keine bestimmten -Verhältnisse der Bewickelungen zu halten; es gilt hier ganz allgemein: -primäre Spule aus wenig Windungen eines dicken Drahtes, sekundäre Spule -aus viel Windungen eines dünnen Drahtes. - -Bei der Herstellung von Funkeninduktoren halte man sich an die -folgenden Tabellen Seite 182 und 183. - -[Sidenote: Unterbrecher.] - -Bei kleineren Apparaten bis zu 4 _cm_ Funkenlänge reicht der -gewöhnliche Unterbrecher aus. Auch für größere Induktoren, bis zu -15 _cm_ Funkenlänge, genügt diese Konstruktion, nur müssen dann die -Kontaktteile des Unterbrechers aus ziemlich starken Platinstücken -bestehen. Auch können wir, da bei den dicken Induktorrollen der -Eisenkern ziemlich hoch liegt, die Feder des Hammers senkrecht -stellen, wie aus Abb. 154 hervorgeht: _K_ bezeichnet den Eisenkern, -_H_ den Hammer, _P_ den Platinkontakt, _F_ die Feder, die durch die -Stellschraube _S_ mehr oder weniger gegen die Spule hineingedrückt -werden kann, welcher Umstand es ermöglicht, die Schnelligkeit der -Unterbrechungen etwas zu regeln. Man mache den Eisenkern _H_ möglichst -leicht und den Hebel _c_ kurz. - - -Maße für einfachere Funkeninduktoren - - Funkenlänge|| Primäre Rolle || - || || - || Drahtstärke | Zahl der || - || | Lagen || - mm || mm | || - ------------||-------------|----------|| - 1 bis 10 || 0,8 bis 1 | 2 || - 10 bis 50 || 1 bis 1,3 | 2 oder 3 || - 50 bis 100 || 1,3 bis 1,7 | 3 || - || | || - 100 bis 200|| 1,7 bis 2,2 | 3 oder 4 || - || | || - - - Funkenlänge|| Sekundäre Rolle || - || || - ||Drahtstärke| Drahtlänge | Drahtgewicht || - mm || mm | m | ca. kg || - ------------||-----------|---------------|-------------------------|| - 1 bis 10 ||0,1 |400 bis 800 |-- || - 10 bis 50 ||0,1 |1000 bis 7000 |-- || - 50 bis 100 ||0,1 bis 0,2|7000 bis 15000 |0,75 bis 1,5 (bei 0,1 mm)|| - || | |2,5 „ 5 ( „ 0,2 „ )|| - 100 bis 200||0,2 (0,1) |15000 bis 30000|5 bis 10 (bei 0,2 mm) || - || | |1,5 „ 3 ( „ 0,1 „) || - - - Funkenlänge|| Nötige - || Stromspannung - || - mm || Volt - ------------||------------- - 1 bis 10 || etwa 2 bis 5 - 10 bis 50 || etwa 5 bis 7 - 50 bis 100 || etwa 7 bis 8 - || (Akkumulator) - 100 bis 200|| etwa 8 bis 12 - || (Akkumulator)) - - -Maße für bessere Funkeninduktoren - - Alle || || - Maße || Eisenkern || - in || || - mm || || - ------------||-------------------------|| - Funkenlänge ||Länge |Dicke |Stärke der || - || | |einzelnen || - || | |Eisendrähte|| - ------------||------|------|-----------|| - 100 ||150 |16 |0,8 || - 200 ||360 |35 |1 || - 300 ||600 |42 |1,2 || - - - Alle || || - Maße || Primärrolle || - in || || - mm || || - ------------||------------------------------------------|| - Funkenlänge ||Länge |Zahl der |Drahtstärke |Durchmesser || - || | Lagen | | || - || | | | || - ------------||------|---------|------------|------------|| - 100 || 140 | 2 | 1 | 34 || - 200 || 300 | 3 | 2 | 70 || - 300 || 540 | 3 | 2,5 | 85 || - - Alle || - Maße || Sekundärrolle - in || - mm || - ------------||----------------------------------- - Funkenlänge ||Länge | Äußerer | Breite der - || | Durchmesser | Einzelspulen - || | | - ------------||------|-------------|-------------- - 100 || 130 | 80 | 4 - 200 || 260 | 140 | 4 - 300 || 440 | 230 | 3 - - -[Illustration: Abb. 154. Einfacher Unterbrecher.] - -[Illustration: Abb. 155. Quecksilberunterbrecher.] - -[Illustration: Abb. 156. Träger des Hebels zum Quecksilberunterbrecher.] - -[Sidenote: Quecksilberunterbrecher.] - -Abb. 155 zeigt einen sehr gut arbeitenden und für Apparate bis zu -30 _cm_ Funkenlänge ausreichenden Unterbrecher, einen sogenannten -Quecksilberunterbrecher. Eine Messingsäule oder auch aus Holz -gefertigte Säule _S_ wird an ihrem unteren Ende zur Beseitigung im -Grundbrett etwas abgedreht und mit einem Gewinde versehen, an ihrem -oberen zweiseitig abgeflacht. Auf diese abgeflachten Stellen werden -zwei Messingblechstreifen (_a₁_ und _a₂_ in Abb. 156) angelötet, die je -mit einer Bohrung zu versehen sind, in welche eine Stricknadel (_b_) -hineinpaßt. _c_ zeigt uns einen gleicharmigen Hebel aus Aluminiumblech -oder Holz, der links den Eisenanker (_H_) trägt und rechts zur Aufnahme -eines 2 bis 3 _mm_ starken Kupferdrahtes (_d_) durchbohrt ist. In der -Mitte erhält _c_ ein Loch, in welches die oben erwähnte Stricknadel -paßt. Um die Säule _S_ wird ein Messingring (_R_) gelegt, der an -einer Stelle durchlocht wird. Über das Loch lötet man eine kleine -Schraubenmutter, durch die man eine Schraube eindrehen und damit den -Ring an der Säule befestigen kann. Außerdem wird an _R_ ein Häkchen zum -Einhängen der Feder _e_ angelötet. Unter das rechte Ende des Hebels -wird auf einem Holzfuß _f_ ein kleiner Glasbehälter _g_ aufgestellt, -in welchen das Quecksilber eingegossen wird. Das Ende des Drahtstiftes -_d_ wird mit einer Platinspitze versehen. Ferner wird ein schmaler -Messingblechstreifen (_h_) rechtwinkelig umgebogen, auf einer Seite -durchbohrt, mit einem Muttergewinde versehen und mit der anderen über -dem Anker (_H_) an der Randscheibe des Induktors angeschraubt. Durch -das Gewinde geht die Schraube _i_, mit der wir die Entfernung des -Ankers vom Magnetkerne _K_ regeln können. Zum Gebrauch wird über das -Quecksilber, das von dem Platinende des Stiftes _d_ gerade berührt -wird, eine etwa 2 _cm_ hohe Schicht Petroleum aufgegossen. Der -Strom tritt durch einen über den Rand des Glases in das Quecksilber -eingetauchten Kupferblechstreifen _k_ ein und geht durch _d_, _c_ und -_b_ in die Säule _S_ und von da den üblichen Weg durch den Apparat. -Bei welcher Stellung der Schraube _i_ und des Ringes _R_, durch dessen -Verschieben die Spannung der Feder _e_ reguliert werden kann, der -Unterbrecher am besten funktioniert, ist durch Probieren ausfindig zu -machen. - -[Sidenote: Elektrolytischer Unterbrecher nach Wehnelt.] - -Für Unterbrechungen sehr hoher Zahl wird gewöhnlich der Wehneltsche -oder elektrolytische Unterbrecher gebraucht. Für unsere Zwecke ist er -jedoch nicht geeignet, schon deswegen nicht, weil er sehr starke Ströme -erfordert. Rudi hatte sich trotzdem nur zur Demonstration für seinen -Vortrag einen Wehneltschen Unterbrecher hergestellt, zu dessen Betriebe -ihm seine zwölfzellige Akkumulatorenbatterie gerade ausreichte. - -An das Ende eines 2 bis 3 _mm_ starken Kupferdrahtes lötete er ein 5 -_mm_ langes Stückchen Platindraht und hämmerte es zur feinen Spitze -aus. Diesen Draht schob er mit der Spitze voran in eine Glasröhre und -schmolz sie gerade über der Platinspitze so ab, daß letztere noch -1 _mm_ weit herausragte. Die Platin- und die daran anschließende -Glasspitze brachte er in der Stichflamme des Lötrohrs bis zur hellen -Weißglut, damit die beiden Teile innig miteinander verschmelzen -sollten. An das aus der Glasröhre hervorragende Ende des Kupferdrahtes -lötete er eine Klemmschraube. In ein ziemlich großes rundes Einmachglas -stellte er dann einen halbzylindrischen Mantel aus Bleiblech, der einen -über den Rand des Gefäßes hinausragenden Fortsatzstreifen trug, an dem -eine Klemme angelötet war. Die Glasröhre befestigte er in einem auf -das Gefäß passenden Holzdeckel nahe dem Rande, so daß er durch Drehen -des Deckels sie der Bleiplatte beliebig nähern konnte. Die Röhre ragte -von oben ungefähr bis in die Mitte des Gefäßes, das er mit verdünnter -Schwefelsäure gefüllt hatte. - -Zum Gebrauch eines Wehneltschen Unterbrechers wird der Unterbrecher des -Induktors kurz geschlossen; dann verbinden wir den ~positiven~ Pol der -Akkumulatorenbatterie mit der Platinspitze und die Bleiplatte mit der -einen Klemme des Induktionsapparates, dessen andere Klemme wir mit dem -negativen Pol der Batterie verbinden. Der Kondensator ist hierbei am -besten auszuschalten. - -Die Wirkungsweise dieses Apparates ist ungefähr folgende. Beim -Durchgang des Stromes durch die Schwefelsäure entstehen durch -Elektrolyse an den Elektroden Gase, und zwar tritt an der Platinspitze -Sauerstoff, an der Bleiplatte Wasserstoff auf. Da nun aber der starke -Strom die feine Platinspitze sehr stark erhitzt, so entwickelt sich um -diese herum Wasserdampf, der durch die große Hitze in Sauerstoff und -Wasserstoff zerlegt wird. Diese Gase nehmen ein so großes Volumen um -die Spitze herum ein, daß diese ganz von der Flüssigkeit getrennt wird. -Damit ist der Strom unterbrochen, die Gasblase steigt auf, und der -Vorgang beginnt von neuem. - -Die an der Spitze auftretende Wärme ist so groß, daß die sich bildenden -Gase bis zum Glühen erhitzt werden, was zur Folge hat, daß auch die -Flüssigkeit eine hohe Temperatur annimmt, so daß man nach kurzer Zeit -die Arbeit mit dem elektrolytischen Unterbrecher einstellen muß. - -Nachdem Rudi die verschiedenen Konstruktionen der Induktoren erläutert -hatte, ging er dazu über, diejenigen Eigenschaften der Wechselströme -zu besprechen, durch welche sie sich besonders von den Gleichströmen -unterscheiden. - -[Sidenote: Wechselströme.] - -Die Ströme, die wir in unseren Induktoren erhalten, sind, wie wir -gesehen haben, auch Wechselströme, das heißt Ströme, die fortwährend -ihre Richtung ändern. Solche Ströme haben wir im vorigen Kapitel -kennen gelernt. Die zweipolige magnetelektrische Maschine (Seite 138 -u. f.) liefert uns einen einfachen Wechselstrom, dessen Verlauf in -Abb. 157 graphisch dargestellt ist. Stehen die Induktionsrollen des -Ankers gerade vor den Magnetpolen, wenn wir beginnen, die Maschine in -Rotation zu setzen, so steigt die elektromotorische Kraft und damit, -wenn der Ankerdrahtkreis geschlossen ist, auch die Stromstärke von dem -Wert 0 bei _a_ bis zu ihrem höchsten Wert bei α, den sie nach einer -Ankerdrehung von 90° erreicht hat; jetzt fällt die Spannung wieder, bis -sie bei _b_ nach einer Ankerdrehung von 180° wieder den Wert 0 erreicht -hat. In diesem Augenblick ändert der Strom seine Richtung, was in der -Figur daran zu sehen ist, daß die Kurve nicht mehr oberhalb der Linie -_~ax~_ verläuft, sondern unterhalb. Hier wiederholt sich der gleiche -Vorgang bei umgekehrter Stromrichtung. Hat der Anker eine volle Drehung -(360°) gemacht, so ist die Spannung im Punkte _c_ wieder gleich 0, der -Strom steigt und fällt wieder wie zu Anfang und so fort. - -[Illustration: Abb. 157. Kurve eines einfachen Wechselstromes.] - -[Illustration: Abb. 158. Kurve eines Induktorstromes.] - -Betrachten wir nun die Wechselströme, die in einem einfachen -Induktionsapparat entstehen, während der Unterbrecher in Tätigkeit -ist. Der Verlauf eines solchen Stromes ist in Abb. 158 versinnlicht: -Wird der primäre Strom geschlossen, so erhalten wir im sekundären -Draht einen Stromimpuls, der rasch ansteigt bis zu einem gewissen -Maximalwert, der mit von der Geschwindigkeit, mit der der Strom -geschlossen wird, abhängt, um sogleich wieder auf 0 herabzusinken (_a_ -in Abb. 158). Der Unterbrecher mag nun noch so rasch funktionieren, -der Stromimpuls war so kurz, daß eine gewisse Zeit verstreicht, bevor -der Strom wieder geöffnet wird. Diese Zeit ist in der Figur durch die -Strecke _~xy~_ dargestellt. Bei _y_ tritt dann der Stromwechsel ein, -und wir erhalten den anders gerichteten Öffnungsstrom (_b_), der noch -viel rapider verläuft und einen höheren Maximalwert erreicht als der -Schließungsstrom. Dann vergeht wieder eine gewisse Zeit (_x₁_, _y₁_), -bis der Strom geschlossen wird und so fort. - -Es fragt sich nun: Wie können wir Spannungen und Stromstärken von -Wechselströmen messen? Wie wir im vorigen Kapitel schon sahen (Seite -148), reagiert z. B. unser Vertikalgalvanoskop aus den dort erwähnten -Gründen nicht auf Wechselströme. Dagegen ließe sich denken, daß -die Volt- und Amperemeter, bei denen weiche Eisenteile durch die -magnetische Kraft einer Spule bewegt werden, auch auf Wechselströme -reagieren, da ja, wenn der Elektromagnet seine Pole ändert, sich auch -ebenso rasch die Pole des weichen Eisens ändern, dieses somit auf jeden -Fall angezogen wird. Diese Überlegung ist wohl ganz richtig, doch wir -würden zu sehr schlechten Resultaten kommen, wenn wir mit unseren -Instrumenten Wechselströme messen wollten; denn erstens dürfen die -verwendeten Eisenmassen nur sehr klein, zweitens muß das Eisen absolut -weich sein, was eigentlich nur bei chemisch reinem Eisen der Fall ist, -und drittens müssen die Instrumente für Wechselströme, und zwar für -solche mit ganz bestimmten Perioden, geeicht sein. - -Rudi hatte sich zur Demonstration in seinem Vortrag zwei -Meßinstrumente für Wechselstrom gefertigt, deren Konstruktion am -Schlusse dieses Kapitels beschrieben ist. Das eine, ein sogenanntes -Hitzdrahtinstrument, benutzt die Stärke der Ausdehnung, die ein vom -Strome durchflossener kurzer dünner Draht infolge der Erwärmung -erfährt, als Maßstab für die Stromstärke. Das zweite ist ein -Elektrodynamometer, ein Instrument, das sich nur dadurch von unserem -Vertikalgalvanoskop unterscheidet, daß statt des Stahlmagneten eine -Drahtrolle ohne Eisenkern verwendet wird. Wenn ein solches Instrument -von einem Wechselstrom durchflossen wird, so ändert sich die -Stromrichtung gleichzeitig in der äußeren und in der inneren Spule, -weshalb die Ablenkung der letzteren immer nach der gleichen Seite -erfolgt. Auch das im Anhang beschriebene Universalinstrument ist zur -Messung von Wechselströmen geeignet. - -Eine zweite Frage, die von vornherein nicht so begründet erscheinen -mag, wie die erste, ist die, ob auch für Wechselströme das Ohmsche -Gesetz (Seite 84 u. f.) gilt. Diese Frage ist nur bedingungsweise zu -bejahen, nämlich dann, wenn der vom Strome durchflossene Leiter völlig -frei ist von Selbstinduktion (Seite 158); ist dies nicht der Fall, so -erhält das Ohmsche Gesetz Modifikationen, die von einer großen Anzahl -einzelner Umstände abhängig sind. - -[Illustration: Abb. 159. Wheatstonesche Brücke.] - -[Sidenote: Impedanz.] - -Schicken wir z. B. durch eine Drahtspule mit einem Eisenkern, also -durch einen Leiter mit sehr großem Selbstpotential, einen Wechselstrom, -so bietet diesem die Spule einen größeren Widerstand, als sie einem -Gleichstrom bieten würde, da die Spannung des Extrastromes der des -Wechselstromes entgegenwirkt. Diese Tatsache läßt sich durch ein sehr -einfaches Experiment beweisen: Auf Seite 109 u. f. haben wir die -Wheatstonesche Brücke und ihre Benützung zur Messung von Widerständen -kennen gelernt. Wir schalten nun, wie aus Abb. 159 hervorgeht, in den -Stromkreis einer solchen Brücke eine mit einem Eisenkern versehene -Drahtspule _S_, an Stelle des Vergleichswiderstandes bringen wir -einen möglichst ~induktionsfreien~ Leiter, etwa einen Graphitstab, -dessen Widerstand wir -- nur der Bequemlichkeit wegen -- annähernd -gleich dem der Spule _S_ wählen, und stellen dann den Schlitten der -Brücke so, daß das Galvanoskop stromlos ist. Jetzt wissen wir, daß -sich der Widerstand von _S_ zu dem von _W_ verhält wie die Strecke -_~ad~_ zur Strecke _~db~_; dabei ist es völlig einerlei, wie stark die -elektromotorische Kraft in _E_ und wie groß der Widerstand von _g_ -ist. Wir können deshalb statt des Elementes _E_ eine magnetelektrische -Maschine, die uns Wechselstrom liefert, und statt des Galvanometers ein -~Telephon~ einschalten. Das Telephon ist nämlich eines der geeignetsten -Instrumente, um das Vorhandensein selbst sehr schwacher Wechselströme -noch zu erkennen, indem es diese durch Ertönen anzeigt. Die Einrichtung -des Telephons selbst ist am Schlusse dieses Kapitels Seite 200 -beschrieben. Wenn aber eine Drahtspule einem Wechselstrom einen -größeren Widerstand entgegensetzt als ein induktionsfreier Leiter vom -selben Widerstand, so ist klar, daß jetzt in unserem Wheatstoneschen -Systeme die Verhältnisse gestört sein müssen, was wir daran erkennen, -daß der Stromzweig _~cd~_ nicht stromlos ist, wie vorhin, sondern -von einem Teil des Wechselstromes durchflossen wird und das Telephon -zum Ertönen bringt. Daß diese Veränderung tatsächlich auf eine -~Vergrößerung~ des Widerstandes für Wechselströme in _S_ hinausläuft, -erkennen wir daran, daß wir, um das Telephon zum Schweigen zu bringen, -also um es stromlos zu machen, den Schlitten _d_ der Brücke nach _b_ zu -verschieben müssen. - -Man bezeichnet den Widerstand, den die Einschaltung einer solchen Spule -den Wechselströmen bietet, zum Unterschied von dem gewöhnlichen, in -Ohm gemessenen Widerstand, als die ~Impedanz~ der Spule; sie ist um -so größer, je höher das Selbstpotential der Spule ist, und je rascher -die Richtungsänderungen des Wechselstromes aufeinander folgen. Die -Impedanz führt bei Wechselströmen hoher Frequenz zu sehr eigentümlichen -Erscheinungen, die wir im sechsten Vortrage genau kennen lernen werden. - -[Illustration: Abb. 160. Schema zum Versuch mit dem zweiphasigen -Wechselstrome.] - -[Illustration: Abb. 161. Eisenring mit Magnetnadel.] - -[Sidenote: Mehrphasenströme.] - -Nach diesen Versuchen ging Rudi dazu über, die Anwendungen der -Wechselströme in der Praxis zu besprechen. Zur Erklärung des -zweiphasigen Wechselstromes und des Begriffes der Phasen überhaupt -hatte er sich seinen Elektromotor (Seite 124), der zwei Feldmagnet- -und vier Ankerpole hatte, besonders hergerichtet: Er brachte auf der -Achse vier Schleifringe an, je zwei verband er mit den Drahtenden -eines Rollenpaares, wie aus der schematischen Zeichnung in Abb. 160 -hervorgeht. In dieser Figur sind _N_ und _S_ die Pole des Feldmagneten, -_A_, _A_ ist das eine, _B_, _B_ das andere Rollenpaar, _~xy~_ ist die -Achse mit den vier Schleifringen α, β, γ, δ. Ferner fertigte er sich -einen Ring aus Eisendraht, ähnlich dem Grammeschen Ringe (Seite 127). -Auf diesen wickelte er vier Drahtspulen und verband je zwei einander -gegenüberliegende so, wie aus dem Schema Abb. 160 zu erkennen ist; die -vier freien Drahtenden verband er mit den vier Schleiffedern. Der Ring -hatte einen mittleren Durchmesser von 6½ _cm_ und einen Querschnitt -von 1 _qcm_. Jede Spule bestand aus etwa 40 bis 50 Windungen eines -0,5 _mm_ starken isolierten Drahtes. Die in dem Ring verlaufenden -Verbindungsstücke führte er nicht, wie in der Abb. 160 angegeben ist, -durch die Mitte, sondern der inneren Ringseite entlang. In die Mitte -des Ringes stellte er eine in einen Kork gesteckte Nadel, auf welcher -eine Magnetnadel balancierte (Abb. 161). Die Feldmagnete erregte Rudi -mit einem starken Akkumulatorenstrom und setzte dann mit Hilfe eines -großen Übersetzungsrades den Anker in rasche Rotation. Sofort begann -auch die Magnetnadel sich zu drehen. Wodurch mag nun diese Drehung -verursacht werden? - -[Illustration: Abb. 162. Magnetisches Drehfeld.] - -Betrachten wir Abb. 162. Hier soll jeweils der mit _A_, _A_ bezeichnete -Draht mit den Spulen _A_, _A_ (in Abb. 160), der Draht _B_, _B_ mit -den Spulen _B_, _B_ verbunden sein. Wir wollen nun sehen, wie sich die -Stromverhältnisse in einzelnen, herausgegriffenen Augenblicken während -der Ankerdrehung verhalten. Bei der in Abb. 160 gezeichneten Stellung -der Spulen wird der in _A_, _A_ induzierte Strom gerade seinen höchsten -Wert erreicht haben, und in _B_, _B_ wird er sich gerade umdrehen, also -im Augenblick gleich 0 sein. Um dies anzudeuten, ist in Abb. 162 I der -Draht _A_, _A_ dick und der Draht _B_, _B_ punktiert gezeichnet. Bei -der durch Pfeilspitzen angedeuteten Stromrichtung müssen also bei _N_ -und _S_ die entsprechenden magnetischen Pole entstehen, nach denen sich -die Magnetnadel -- in der Figur ein Pfeil -- einstellt. Dreht sich -nun der Anker weiter, bis _A_ und _B_ beide gleichweit von _N_ und _S_ -(Abb. 160) entfernt sind, so sind in beiden Drähten die Stromimpulse -gleich stark und so gerichtet, wie aus Abb. 162 II zu erkennen ist; -jetzt haben sich also die Pole des Ringes um 45° verschoben, und die -Magnetnadel ist ihnen gefolgt. Abb. 162 III zeigt die Stromverhältnisse -in dem Augenblick, da _A_, _A_ gerade die Pole des Feldmagneten -passiert und deshalb stromlos ist, während durch _B_, _B_ der Strom mit -voller Stärke fließt; die Pole des Ringes entstehen dann so, wie sie -angedeutet sind. Dies geht so fort, bis der Anker eine ganze Drehung -gemacht hat (Abb. 162, IV-VI); dann wiederholt sich der gleiche Vorgang. - -Setzen wir nun auf die Spitze statt der Magnetnadel eine nicht -magnetische Nadel aus weichem Eisen auf, so wird diese sich ebenfalls -drehen, da in ihr die Pole induziert werden. Wir können auch eine runde -Weißblechscheibe in der Mitte mit einer Vertiefung versehen und auf die -Spitze legen; wird der Ring von den beiden Wechselströmen durchflossen, -so dreht sich die Scheibe. - -Den Raum, das Feld in einem solchen Eisenring, das von zwei (oder -mehr) Wechselströmen in oben beschriebener Weise umflossen wird, -nennt man ein ~magnetisches Drehfeld~. Von Wechselströmen, die sich -wie die Genannten verhalten, sagt man, sie hätten verschiedene -~Phasen~, oder es bestünde zwischen ihnen eine ~Phasendifferenz~. Die -Phasendifferenz kann je nach der Anzahl der Wechselströme, die wir -von einem Anker abnehmen, verschieden sein. In unserem Falle haben -wir eine ~Phasendifferenz~ von 90°, das heißt während der Strom aus -dem einen Spulenpaar, z. B. _B_, _B_, seinen ~geringsten~ Wert (= 0) -hat, hat der Strom aus dem anderen Spulenpaar _A_, _A_, ~das um 90° -gegen das erste verschoben ist~, seinen ~höchsten~ Wert. Man spricht -in diesem Falle von einem ~zweiphasigen~ Wechselstrome. Würden wir von -einem Anker mit drei Spulenpaaren drei Wechselströme abnehmen, so wäre -zwischen diesen ein Phasenunterschied von je 60°. Solche Ströme nennt -man ~Dreiphasenströme~. - -Wir wollen nun sehen, was geschieht, wenn wir zwei Wechselströme, -zwischen denen eine Phasendifferenz besteht, durch ~einen~ Drahtkreis -fließen lassen. Zeichnen wir wieder wie vorhin den Verlauf eines -einfachen, sogenannten ~einphasigen~ Wechselstromes graphisch auf, -so erhalten wir eine Linie wie _A_ in Abb. 163; dies sei der Strom, -den die Rollenpaare _A_, _A_ (Abb. 160) liefern. Den Strom von _B_, -_B_ zeichnen wir dann ebenfalls auf und erhalten die Linie _B_; die -an derjenigen Stelle den höchsten Wert hat, an welcher _A_ gleich -0 ist. Addieren wir nun die Spannungen beider Ströme da, wo sie -gleichgerichtet sind, und subtrahieren wir sie, wo sie verschiedene -Richtungen haben, so erhalten wir die Linie _C_, welche die Resultante -der beiden Wechselströme in dem einen Leiter darstellt. - -[Illustration: Abb. 163. Kurve der aus zwei Wechselströmen mit -verschiedener Phase entstehenden Resultante.] - -[Illustration: Abb. 164. Dreiphasiger Wechselstrom.] - -Auch einen ~dreiphasigen~ Wechselstrom mit einer Phasendifferenz von -60° konnte Rudi erzeugen. Er hatte sich dafür einen besonderen mit -drei Spulenpaaren, also mit sechs Spulen versehenen Anker hergestellt, -indem er in eine runde, 2 bis 3 _mm_ starke Eisenplatte sechs -zylindrische Stäbe einnietete, die den Rollen als Kerne dienten; -diese Rollenpaare sind in Abb. 164 mit I _a_, I _b_, II _a_, II _b_ -und III _a_, III _b_ bezeichnet und werden so miteinander verbunden, -wie das aus der Figur zu erkennen ist. Der Eisenring muß natürlich -auch entsprechend drei Spulenpaare tragen. Aus der Figur erkennen -wir ferner den Vorteil des dreiphasigen Wechselstromes: wir brauchen -nämlich nicht, wie man anfangs meinen könnte, sechs Leitungen, sondern -nur drei, die dann in der angedeuteten Weise mit den Spulen verbunden -werden. Die Ankerspulenpaare können auf zweierlei Weise geschaltet -werden: entweder, wie Abb. 165 zeigt, in ~Sternschaltung~ oder wie in -Abb. 166 als ~Dreieckschaltung~. Die drei Leitungen werden durch die -Verbrauchsstellen _W₁_, _W₂_, _W₃_, die aus Glühlampen, Heizapparaten, -Motoren u. s. w. bestehen können, miteinander verbunden. In _W₁_, in -_W₂_ und in _W₃_ fließt dann je ein einphasiger Wechselstrom, der -sich, ähnlich wie in Abb. 163, aus zwei Wechselströmen, die eine -Phasendifferenz von 60° haben, zusammensetzt. Die drei Resultanten -haben dann wieder einen Phasenunterschied von 60°. - -[Illustration: Abb. 165. Die drei Spulenpaare in Sternform geschaltet.] - -[Illustration: Abb. 166. Die drei Spulenpaare im Dreieck geschaltet.] - -Die mehrphasigen Wechselströme -- in der Praxis aber eigentlich nur die -dreiphasigen -- bezeichnet man auch als ~Drehströme~, da man mit ihnen -ein magnetisches Drehfeld erzeugen kann. - -Um seinen Hörern die Verhältnisse von Stromstärken und Stromrichtungen -in den drei Leitungen eines Drehstromes möglichst klar und anschaulich -zu machen, fertigte sich Rudi einen einfachen Apparat. Er schnitt sich -zwei 60 bis 70 _cm_ große runde Pappendeckelscheiben und befestigte -in der Mitte der einen, um ein paar Zentimeter kleineren, einen etwa -fingerdicken Holzstab als Achse, in die andere schnitt er in die Mitte -ein Loch und drei 1 bis 2 _cm_ breite Schlitze, wie aus Abb. 167 zu -erkennen ist. Auf die Scheibe mit der Holzachse malte er, wie ebenfalls -die Abbildung zeigt, zwei Kreise, deren Durchmesser gleich der Länge -der Schlitze in der anderen Scheibe waren. Die eine Kreisfläche -malte er blau, die andere rot, den übrigen Pappendeckel schwarz -und die Scheibe mit den Schlitzen weiß an. Letztere stellte er zur -Demonstration mit der Kante auf dem Tisch auf und hielt sie senkrecht -fest, während Käthe die Holzachse der farbigen Scheibe von hinten in -das Loch der weißen hineinsteckte und sie dann langsam drehte. Dabei -sah man von vorn, wie die drei Schlitze abwechselnd rot und blau -wurden. Aber sie änderten ihre Farbe nicht plötzlich, sondern wenn der -eine anfangs in seiner ganzen Länge die rote Farbe zeigte, so wurde der -scheinbare Strich immer kürzer, bis man gar kein Rot mehr sah, dann -kam Blau und wurde immer länger und nahm dann wieder ab u. s. w. Bei -diesem Versuch stellen die drei Schlitze die drei Leitungen, Rot die -eine, Blau die andere Stromrichtung und die Länge der in den Schlitzen -erscheinenden Farbenstriche die Stromstärke vor. - -[Illustration: Abb. 167. Apparat zur Veranschaulichung eines -Drehstromes.] - -[Sidenote: Transformatoren.] - -Daß man mit einem solchen Drehstrom sehr einfache Elektromotoren bauen -kann, leuchtet nach den angestellten Experimenten mit dem Drehfeld -(Abb. 162) ein. Ein weiterer noch viel wichtigerer Vorteil, den -auch die einphasigen Wechselströme mit den Drehströmen teilen, ist -die Fähigkeit, sich durch einfache Apparate auf andere Spannungen -transformieren zu lassen. Solche Apparate sind im wesentlichen -unseren Induktoren gleich, nur daß diese für Gleichströme, die durch -eine besondere Vorrichtung periodisch unterbrochen werden müssen, -eingerichtet sind, während jene einfach aus zwei getrennten, auf einen -Eisenkern aufgewickelten Spulen bestehen, bei denen die Unterbrechung -durch die periodische Richtungsänderung ersetzt wird. - -Was für einen Vorteil hat es aber im Großbetriebe, die Spannung eines -Stromes transformieren zu können? Wir wissen, daß bei gegebener -Drahtdicke der Widerstand einer Leitung um so größer wird, je länger -wir sie machen. Wenn z. B. für die Beleuchtung einer Stadt die -Wasserkräfte in einem weit entlegenen Gebirgstal ausgenützt werden -sollen, so würde ein Strom mit normaler Spannung (110 Volt) entweder in -der langen Leitung sehr große Verluste erleiden, oder man müßte, um das -zu vermeiden, die Leitung aus ungeheuer dicken Drähten herstellen. Im -ersten Falle tritt also ein Energieverlust ein, im zweiten würden die -Kosten für die Leitung allein so groß werden, daß sich eine derartige -Anlage niemals lohnen könnte. Nun geht aber aus dem Ohmschen Gesetz -(Seite 84 u. f.) hervor, daß ein Strom mit einer gewissen Anzahl von -Watt, sagen wir 1000, mit viel geringeren Verlusten durch eine Leitung -fließt, wenn er hohe Spannung und geringe Stromstärke hat, als wenn die -gleichen 1000 Watt mit geringer Spannung und großer Stromstärke durch -dieselbe Leitung fließen müssen. Also ein Strom mit 1000 Volt und 1 -Ampere (gleich 1000 Watt) ist leichter in die Ferne zu leiten, als ein -solcher mit nur 100 Volt und 10 Ampere (ebenfalls gleich 1000 Watt). -Da sich nun aber Ströme mit sehr hohen Spannungen für den Betrieb von -Lampen, Motoren u. s. w. schlecht eignen und außerdem für die mit den -Leitungen in Berührung kommenden Personen lebensgefährlich sein können, -so werden sie vor den Verbrauchsstellen auf niedere Spannung umgeformt, -transformiert. In solchen Transformatoren bestehen die primären -Wickelungen aus vielen Windungen eines dünnen Drahtes, die sekundären -aus wenig Windungen eines dicken Drahtes. Von dem Verhältnis der -primären zur sekundären Spannung hängt auch das Verhältnis der -Drahtmaße der Bewickelung ab. - -Soviel etwa sprach Rudi über die Transformatoren; ein besonderes -Experiment führte er dabei nicht vor, obgleich es nicht schwer -gewesen wäre, sich einen kleinen Transformator herzustellen. Wie eine -Maschine, die Drehstrom liefert, herzustellen ist, haben wir auf Seite -194 gesehen. Speziell für diesen Versuch ist es von Vorteil, wenn -die Bewickelung der sechs Ankerspulen aus recht dünnem Draht besteht -(etwa 0,3 _mm_ stark). Den Transformator können wir als sogenannten -Ringtransformator auf folgende Weise konstruieren. Wir stellen aus etwa -0,5 bis 0,6 _mm_ starkem Eisendraht, den wir in einer Bunsenflamme -- -nicht etwa im Kohlenfeuer -- tüchtig durchgeglüht haben, einen Ring -her, ähnlich dem, den wir für das magnetische Drehfeld anfertigten, -und teilen ihn auf seinem Umfange in drei gleiche Teile ein, die wir -durch drei um den Ring gebundene Bindfäden bezeichnen. Jetzt wickeln -wir um jedes Drittel vier Lagen eines 0,3 _mm_ starken, isolierten -Kupferdrahtes; das sind also drei einzelne Wickelungen, zwischen denen -etwa 5 _mm_ frei bleiben sollen. Die sechs Drahtenden werden mit -Seidenfäden festgebunden, das Ganze mit Schellacklösung überstrichen -und mit einem in Schellack getränkten Papierstreifen umgeben. Darauf -werden auf jede dieser Wickelungen zwei Lagen eines 1 _mm_ starken -Kupferdrahtes aufgewickelt. Dieser Ring, der sechs dicke und sechs -dünne Drahtenden hat, wird auf einem Brett befestigt, und die Drähte -werden zu Klemmen geführt. - -Wir haben jetzt einen Drehstromgenerator und einen -Drehstromtransformator, es fehlt uns nur noch der Drehstrommotor. -Letzterer ist ebenfalls sehr einfach herzustellen. Wir versehen einen -Eisendrahtring wie den des Transformators mit drei Spulenpaaren. Der -Ring soll einen inneren Durchmesser von 4 _cm_, einen äußeren von 5 -_cm_ haben. Jede Spule soll aus drei Lagen mit je 10 Windungen eines -0,5 _mm_ starken Drahtes bestehen. Die Verbindungsdrähte der einzelnen -Spulen dürfen nicht durch die Mitte des Ringes gehen, sondern müssen -auf dessen Außenseite verlaufen. - -Der Anker dieses Motors ist ebenfalls sehr einfach herzustellen. -Wir biegen aus einem 1 bis 2 _mm_ dicken und 1 _cm_ breiten -Eisenblechstreifen einen Ring, der mit 3 _mm_ Spielraum in den -bewickelten Drahtring hineinpaßt. Die zusammenstoßenden Enden des -Blechstreifens werden verlötet, und der ganze Blechring wird mit einem -~nicht isolierten~, 1 _mm_ starken Kupferdraht so umwunden, wie aus -Abb. 168 hervorgeht. Zwischen je zwei Windungen sei ein Zwischenraum -von 3 bis 4 _mm_. Die Enden des Drahtes werden zusammen- und die -Windungen an den Blechring angelötet Dieser Reif ist in Abb. 168 -dargestellt. Wir schieben ihn auf ein Holzscheibchen, das gerade so -hineinpaßt, daß er fest sitzt. In der Holzscheibe wird eine Achse -befestigt. - -[Illustration: Abb. 168. Kurzschlußanker.] - -[Illustration: Abb. 169. Schaltungsschema eines Transformators.] - -Der Ring, der das magnetische Drehfeld erzeugt, wird senkrecht auf -einem Brettchen montiert; rechts und links werden die Lagerträger, -die wir aus Messingblech verfertigen, angebracht. Der Anker muß sich -spielend leicht und ohne zu streifen in dem Magnetringe drehen lassen, -dessen sechs Drahtenden wir zu drei Klemmen führen, wie aus dem Schema -Abb. 169 zu erkennen ist. - -Einen Anker, wie den eben beschriebenen, nennt man einen -~Kurzschlußanker~, weil seine Wickelung kurz geschlossen (siehe -Seite 153 u. f.) ist. Die mit dem Eisen des Ankerringes überall in -leitender Verbindung stehenden Kupferwindungen haben den Zweck, die -durch Induktion entstehenden Wirbelströme einen bestimmten Weg zu -führen. Sie folgen also zum größten Teile dem besser leitenden Kupfer -und verstärken dadurch noch den induzierten Magnetismus des Eisens. -(Siehe auch, was darauf bezüglich bei der Erklärung des magnetischen -Drehfeldes Seite 192 gesagt ist.) Weil der Magnetismus in solchen -Ankern induziert ist, werden sie auch als ~Induktionsanker~ bezeichnet. - -Wie der Generator, das ist die stromerzeugende Maschine, der -Transformator und der Motor miteinander zu verbinden sind, geht aus dem -Schema in Abb. 169 hervor. Setzen wir den Generator in Gang, so wird -sich auch der Motor drehen; je rascher wir den Anker des Generators -rotieren lassen, desto rascher wird auch der Motor laufen. -- - -[Illustration: Abb. 170. Schema des ersten Telephons.] - -[Sidenote: Das Telephon.] - -Zum Schlusse dieses Vortrages erklärte Rudi noch die Einrichtung -des Telephons, das eine der bedeutendsten Nutzanwendungen der -Induktionsströme darstellt. - -Das erste Telephon war auffallend einfach: Ein Stahlmagnet war an dem -einen Pol mit einer Drahtspule versehen und in einem Gehäuse von Holz -untergebracht, in dem, kaum einen Millimeter vom Magnetpol entfernt, -eine dünne Eisenmembran befestigt war. Verband man nun die Spulen -zweier solcher Telephone, wie aus Abb. 170 hervorgeht, so konnte man -die Worte, die gegen die Membran I gesprochen wurden, bei II hören und -umgekehrt. Wodurch wird nun die Fernleitung des Schalles in den beiden -Drähten bewirkt? - -Wir wissen, daß ein Stück Eisen, wenn es in die Nähe eines Magneten -gebracht wird, selbst magnetisch wird, somit selbst auch Kraftlinien -aussendet und die des Magneten aus ihrer ursprünglichen Richtung -ablenkt. Bei jeder Bewegung der Eisenmembran in unserem Telephon -werden sich deshalb die Kraftlinien des Stahlmagneten etwas verändern -und dadurch in der Drahtspule Induktionsströme erzeugen. Wird z. B. -die Membran I gegen den Pol hinbewegt, so wird ein Induktionsstrom -erzeugt, der so gerichtet ist, daß er den Magneten bei II verstärkt; -dadurch wird auch die Membran II stärker angezogen, macht also auch -eine Bewegung gegen den Pol hin. Entfernt sich die Membran I von ihrem -Magnete, so entsteht der Induktionsstrom in umgekehrter Richtung, -schwächt also in II den Magnet, und deshalb bewegt sich auch Membran II -von ihrem Pol weg. Kurz, die Membran der einen Station macht ganz genau -die Bewegung nach, in die wir die Membran der anderen bringen. Sprechen -wir also gegen die Membran I, so wird diese von den auftreffenden -Luftwellen (Schallwellen) in ganz bestimmter Weise in Schwingung -gebracht. Da die Membran II aber die Bewegungen der Membran I genau -mitmacht, so muß II ebenso schwingen wie I; dadurch werden der Luft in -der Nähe von II dieselben Schwingungen mitgeteilt, die der Membran I -die Bewegung erteilt haben; wir hören also bei II die gleichen Laute, -die gegen I gesprochen werden. - -Eine derartig einfache Einrichtung hat aber den Nachteil, daß die -Tonstärke sehr gemindert wird; denn ein großer Teil der Energie des -Schalles wird dazu verbraucht, die Trägheit der ersten Membran zu -überwinden und sie in Schwingung zu versetzen, und dann geht wieder -ein Teil bei der Umsetzung der mechanischen Bewegungsenergie in -elektrische Energie verloren. Wie wir wissen, wird in dem Widerstand -eines Leiters die Energie eines elektrischen Stromes geschwächt; da -sie aber nach dem Gesetz der Erhaltung der Energie nicht verloren -gehen, nicht einfach verschwinden kann, so muß sie sich in eine andere -Energieform verwandelt haben. Elektrische Energie wird in Widerständen -zum Teil in ~Wärme~ umgesetzt, wie wir schon an den auf Seite 51 und -57 beschriebenen Experimenten gesehen haben. Man nennt diese durch -elektrische Ströme in Leitern hervorgerufene Wärme ~Joulesche~ Wärme. -Dieser Vorgang spielt sich zum Teil, je nach dem Widerstand (Länge) der -Leitung auch hier ab. Bei der zweiten Station finden in umgekehrter -Reihenfolge dieselben Verluste noch einmal statt. - -[Illustration: Abb. 171. Schema des Mikrophones.] - -[Sidenote: Das Mikrophon.] - -Ein solches Telephon hatte eigentlich nur theoretisches Interesse; -zum praktischen Gebrauch war es kaum anzuwenden, da die Töne an der -Empfangsstation zu schwach wiedergegeben wurden. Dieser Mißstand -wurde durch die Erfindung des ~Mikrophones~ durch Hughes beseitigt. -Hughes befestigte auf einem Resonanzkästchen parallel nebeneinander -zwei Kohlestäbchen und legte auf diese ein drittes. Dann verband er -die eine der befestigten Kohlen mit einem Pol, die andere durch ein -Bellesches Telephon _T_ -- so genannt nach ~Graham Bell~, dem Erfinder -des vorher beschriebenen Telephones -- mit dem anderen Pol eines -Elementes _E_ (Abb. 171). Wird bei dieser Einrichtung durch irgend -eine Erschütterung der Deckel des Resonanzkästchens (_R_) rasch nach -unten bewegt und mit ihm die beiden Kohlen _a_ und _b_, so wird das -nur leicht aufliegende Stäbchen _c_ infolge seiner Trägheit nicht so -rasch folgen können, es wird in dem Augenblick nicht so fest auf _a_ -und _b_ aufliegen als vorher; dadurch aber, daß der Kontakt geringer -wird, wird der Widerstand für den Strom größer, der Strom selbst also -schwächer. Wird umgekehrt der Resonanzboden gegen _c_ hinbewegt, so -wird der Kontakt inniger und der Strom stärker. Die Stromstärke gerät -demnach in Schwankungen, die den Schwingungen des Resonanzbodens analog -sind. In genau derselben Weise schwankt dann die Stärke des vom Strome -umflossenen Stahlmagneten, so daß schließlich die Membran des Telephons -die Schwingungen des Resonanzbodens genau mitmacht. Einen derartigen -Kohlenkontakt auf einem Resonanzboden nennt man ~Mikrophon~. - -[Illustration: Abb. 172. Schema einer Telephonanlage.] - -Jedoch auch diese Vorrichtung genügte nicht, wenn man auf sehr große -Entfernungen sprechen wollte; der Strom des Elementes wurde in -einer langen Leitung zu sehr geschwächt. Aber gerade der Umstand, -daß der durch das Mikrophon gehende Strom durch die Schallwellen in -Schwankungen gerät, ermöglicht es uns, ihn zu transformieren, auf eine -andere Spannung zu bringen, genau so, wie wir die Wechselströme in -den Transformatoren transformiert haben. Die sich dadurch ergebende -Schaltungsweise ist aus Abb. 172 zu erkennen: I und II bezeichnen die -beiden Fernsprechstationen. Wird nun in I gesprochen, so macht der -Strom folgenden Weg: er fließt von Element _E₁_ durch das Mikrophon -_M₁_ und durch die um einen Eisenkern _K_ gewundene primäre (dicke) -Wickelung _p_ der Induktionsrolle _J₁_ zum Element _E₁_ zurück. Beim -Durchgang durch das Mikrophon, gegen welches gesprochen wird, wird -er bald stärker, bald schwächer, gerät also in Schwankungen. Dieser -unstete Strom wird beim Durchgang durch _pp_ in _J₁_ in der sekundären -Wickelung _ss_ auf hohe Spannung und geringe Stromstärke transformiert, -so daß er jetzt ohne erhebliche Verluste in die Ferne geleitet werden -kann. Er geht von _J₁_ zuerst durch das Telephon _T₁_, durch den einen -Ferndraht zu dem Telephon _T₂_, durch _J₂_ und durch den anderen -Ferndraht nach _J₁_ zurück. Da er in den Telephonen deren Stahlmagnete -umkreist, teilt er ihrem Magnetismus seine eigenen Schwankungen mit, -dadurch gerät die Eisenmembran in Schwingung, so daß man die gegen _M₁_ -gesprochenen Worte in _T₂_ hören kann. In der gleichen Weise kann man -von Station II nach Station I sprechen. - -Bei einer praktischen Fernsprechanlage muß natürlich noch ein -Anrufwecker (Klingel) und eine Vorrichtung vorhanden sein, die es -gestattet, wenn nicht gesprochen wird, den Batteriestrom auszuschalten, -damit die Elemente nicht erschöpft werden. (Siehe auch ~Herstellung -einer Telephonanlage~ im Anhang.) -- - -An dieser Stelle sei noch die Beschreibung der Herstellung der beiden -vorerwähnten Meßinstrumente für Wechselstrom, dessen theoretische -Betrachtungen auf Seite 187 nicht unterbrochen werden sollten, -nachgeholt. - -[Sidenote: Das Hitzdrahtinstrument.] - -Ein genau arbeitendes Hitzdrahtinstrument können wir uns nicht -selbst herstellen, wenigstens nicht für geringe Stromstärken, da -es ohne korrigierende Vorrichtungen auch auf die Schwankungen der -Lufttemperatur reagiert. Da es aber theoretisches Interesse darbietet, -auch zur Demonstration sehr geeignet und, wenn keine Ansprüche an -Genauigkeit und Präzision gestellt werden, sehr leicht anzufertigen -ist, so sei seine Herstellung hier beschrieben. - -[Illustration: Abb. 173. Das Hitzdrahtinstrument.] - -[Illustration: Abb. 174. Lager für den Zeiger des Hitzdrahtinstrumentes -(Vertikalschnitt).] - -[Illustration: Abb. 175. Dasselbe (Horizontalschnitt).] - -Auf ein langes, schmales Grundbrett _a_ (Abb. 173), das mit Stollen -zu versehen ist, wird ein rechteckiges Brett _b_ aufgeschraubt. In -der linken oberen Ecke wird die Lagervorrichtung _c_ für den Zeiger -befestigt. Letztere ist in Abb. 174 und 175 besonders dargestellt. -Auf ein längliches, etwa 1 _mm_ starkes Messingplättchen _d_ wird der -zweimal rechtwinkelig gebogene Bügel _e_ aufgelötet, der aus einem -1 bis 1,5 _mm_ starken Messingblechstreifen gefertigt ist. Dieser -Bügel erhält auf der Innenseite bei _f_ einen ziemlich tiefen mit -einem Körner eingeschlagenen Punkt und bei _g_, genau dem Körnerpunkt -gegenüber, ein Loch, in das ein Muttergewinde geschnitten wird, damit -darin die Schraube _h_ eingedreht werden kann. Letztere erhält bei -_i_ ebenfalls einen Körnerpunkt. Ein etwa 2 _mm_ starkes, rundes -Eisenstiftchen _k_ wird auf beiden Seiten zugespitzt und muß zwischen -_f_ und _i_ eingespannt werden können. An dieses Stiftchen wird ein -2 _mm_ starker Eisendraht angelötet und an dem kurzen auch noch -etwas über _k_ hinaussehenden Ende zum Häkchen _m_ gebogen. Soll das -Instrument für Ströme mit mehreren Amperes bestimmt sein, so muß der -Zeiger, um stärker belastet werden zu können, aus einem Blechstreifen -hergestellt werden, etwa so, wie Abb. 176 zeigt. - -[Illustration: Abb. 176. Zeiger für das Hitzdrahtinstrument.] - -Das Stiftchen wird nun eingesetzt und die Schraube _h_ soweit -angezogen, daß _k_ nicht herausfallen, sich aber noch leicht drehen -kann. Dann wird ein Draht aus Nickelin (es kann auch Eisen, Platin, -sogar Kupfer verwendet werden), dessen Dicke sich nach den zu messenden -Stromstärken richten muß, an einem Ende mit einer Schleife versehen, -hiermit in das Häkchen _m_ eingehängt und, von vorn gesehen, einmal -links herum um _k_ gewunden und dann an der Klemme β befestigt. Der -Draht muß so gespannt werden, daß der Zeiger _l_ horizontal liegt. -Die Klemme α wird noch durch einen Kupferdraht mit _c_ verbunden, -wonach eine Skala, wie in Abb. 173 zu sehen ist, auf _b_ angebracht -wird. Der Zeiger wird durch das Scheibchen _n_ aus Messing- oder -Bleiblech so weit beschwert, daß der Draht straff gespannt ist. Die -Drahtdicke muß sich, wie schon erwähnt, nach der Stromstärke richten. -Für die Wechselströme, die die auf Seite 138 u. f. beschriebenen -magnetelektrischen Maschinen liefern, wird ein 12 bis 15 _cm_ langer -(Strecke β bis _c_ Abb. 173), 0,1 bis 0,2 _mm_ starker Nickelindraht -richtig sein. Ist der Draht aus einem besser leitenden Metall, so muß -er dünner und nötigenfalls auch länger sein. - -Die Wirkungsweise des Instrumentes ist sehr einfach. Fließt durch den -Draht ein Strom, so entwickelt sich infolge seines großen Widerstandes -Joulesche Wärme (von der wir auf Seite 202 sprachen); der Draht wird -deshalb länger und läßt den Zeiger sinken. - -[Sidenote: Das Elektrodynamometer.] - -Das ~Elektrodynamometer~ können wir bei sorgfältiger Ausführung -weit empfindlicher und genauer arbeitend herstellen als das -Hitzdrahtinstrument. Es besteht aus einer festen und einer beweglichen -Drahtspule. Da beide Spulen gleichzeitig vom Strome durchflossen -werden, so wird die bewegliche immer nach der gleichen Seite hin -abgelenkt, auch wenn sich die Stromrichtung umkehrt. - -[Illustration: Abb. 177. Das Elektrodynamometer.] - -Abb. 177 zeigt ein Elektrodynamometer von oben gesehen. Wir stellen aus -Messingblech einen Rahmen _a_ her, etwa 10 _cm_ lang, 2,5 _cm_ hoch -und 1,5 _cm_ breit. Dieser Rahmen wird mit etwa 20 _m_ eines 0,7 bis -0,8 _mm_ starken, isolierten Kupferdrahtes bewickelt. Je schwächer der -zu messende Strom ist, desto dünner und länger muß der Draht sein. Ein -zweiter Rahmen _b_, der in den ersten hineinpaßt, wird mit etwa 15 _m_ -Draht bewickelt. In die Mitten der Langseiten werden bei beiden Rahmen -2 _mm_ weite Löcher gebohrt; auf diese Löcher werden bei dem größeren -Rahmen (_a_) außen kurze Stückchen eines 3 _mm_ weiten Messingrohres -aufgelötet, damit das Loch nicht von der Bewickelung verdeckt wird; bei -dem kleineren Rahmen (_b_) wird durch die beiden ein 2 _mm_ starkes -Messingstäbchen als Achse gesteckt; letzteres soll ziemlich fest -sitzen, aber in den Bohrungen von _a_ sich leicht drehen können. Das -eine Ende der Bewickelung von _b_ wird an der Achse angelötet; das -andere Ende wird zu einem runden Blechscheibchen _c_ geführt, das mit -Schellackkitt (Seite 5) auf _b_ befestigt wird. Auf diesem Scheibchen -liegt das eine Ende der Bewickelung von _a_ auf. Jetzt wird der -größere Rahmen, wie aus der Abbildung zu sehen ist, auf ein senkrecht -stehendes Brett _d_ mit Schellackkitt aufgekittet. Die Klemme α wird -mit dem noch freien Drahtende von _a_, die Klemme β mit einem an dem -Rahmen von _a_ angelöteten Draht verbunden. Sollte der Rahmen _b_ sich -im indifferenten Gleichgewicht befinden, so muß er so beschwert werden, -daß seine Längsachse in der Ruhelage lotrecht steht. - -Wird das Instrument von einem Strome, sei es ein Gleich- oder ein -Wechselstrom, durchflossen, so wird der Rahmen _b_ aus seiner -lotrechten Lage abgelenkt. Wir können an dem beweglichen Rahmen einen -Zeiger und auf _d_ eine Skala anbringen und das Instrument durch -Vergleich mit einem anderen eichen; dabei müssen natürlich das zu -eichende und das Vergleichsinstrument hintereinander geschaltet werden -(siehe auch Seite 98). - -Das im Anhang beschriebene Universalinstrument ist ebenfalls -für Wechselströme verwendbar. Wir können uns, wenn uns der oben -beschriebene Apparat zu einfach und das Universalinstrument zu -umständlich ist, etwa in der Mitte zwischen beiden halten. - -So können wir z. B. das oben beschriebene Instrument dadurch wesentlich -verfeinern, daß wir die Lager der beweglichen Spule sorgfältiger -herstellen, indem wir folgendermaßen verfahren: In die Mitten der -Längsseiten der äußeren Spule wird, wie auch schon oben beschrieben, je -ein Messingröhrchen eingesetzt. Nun darf aber die Achse der beweglichen -Spule nicht in diesen Röhrchen gelagert sein, sondern muß freien -Spielraum in ihnen haben und besonders gelagert werden. Zu diesem -Zweck wird das Brett _d_ so durchbohrt, daß das Loch eine Fortsetzung -zu den durch die Messingröhrchen gebildeten Öffnungen in der äußeren -Spule darstellt. Die Lagerung der Achse kann dann in der auf Seite 205 -beim Hitzdrahtinstrument beschriebenen Weise hergestellt werden; die -Stromzuführung geschieht in dem Fall entweder durch zwei auf der Achse -sitzende Schleifringe oder nach der im Anhange beim Universalinstrument -beschriebenen Methode. Auch ist es besser, die innere Spule so zu -gestalten, daß ihre Längsachse die größere Ausdehnung hat. - - - [5] Unter einem magnetischen Feld versteht man den von Kraftlinien - durchdrungenen Raum in der Nähe eines Magneten. - - - - -[Illustration] - - - - -Fünfter Vortrag. - -Von der Geissler- zur Röntgenröhre. - - -Um anschauliche Experimente über den Durchgang der Elektrizität durch -verdünnte, das heißt unter geringem Druck stehende Gase vorzuführen, -brauchen wir vor allem eine hinreichend starke Quelle für hochgespannte -Elektrizität. Für geringe Ansprüche genügen schon Funkeninduktoren -von 1 bis 2 _mm_ Funkenlänge. Je größer und leistungsfähiger unser -Apparat ist, desto glänzender und vielseitiger können wir unsere -Versuche gestalten. Für sehr viele hierher gehörende Experimente ist -die Influenzelektrisiermaschine dem Funkeninduktor vorzuziehen, da bei -ihr, wenn man keine Kondensatoren einschaltet, die Lichterscheinungen -ruhiger sind. Sie hat freilich den Nachteil, daß wir zu ihrer Bedienung -eine zweite Person brauchen, und ferner, daß sie bei feuchtem Wetter -nie sicher arbeitet. - -Da sich für die Verwendung von Leidener Flaschen beim Gebrauch der -Influenzmaschine für die einzelnen Fälle keine genauen Angaben -machen lassen, so sei hier ein für allemal gesagt, daß man sämtliche -Experimente mit verschiedenen Kapazitäten anstellen soll; es ist auch -hier der im Anhang beschriebene variable Kondensator recht brauchbar; -es ist dann leicht zu erkennen, in welchem Falle man die bessere -Wirkung erzielt. Der Kondensator verstärkt meist die Wirkung, die -Lichterscheinungen werden aber unruhig und zuckend. - -Rudi bediente sich seiner selbstgefertigten Influenzmaschine -(Seite 19 u. f.), die wir noch vom ersten Vortrage her kennen. Er -hatte ja eine unermüdliche Assistentin, seine Schwester Käthe, die -ihm bei allen Versuchen die Maschine drehte. Außerdem hatte er -sich eine Trockenvorrichtung hergestellt, so daß er auch von dem -Feuchtigkeitsgrade der Luft nur noch wenig abhängig war. - -[Sidenote: Der Trockenapparat.] - -Diese Trockenvorrichtung bestand aus einem Eisenblech, das etwa 30 -_cm_ länger und breiter war als das Grundbrett der Maschine und an -dessen vier Ecken je eine lange Eisenstange eingenietet war, so daß das -Eisenblech auf den vier Füßen hoch genug stand, um die Influenzmaschine -unter sich aufzunehmen. Rechts und links von der Maschine stellte Rudi -dann zwei Argandbrenner[6] mit Asbestzylinder so auf, daß der obere -Zylinderrand sich etwa 6 _cm_ unter dem Eisenblech befand. Etwa zehn -Minuten vor Gebrauch der Maschine zündete er die Lampen an; solange er -die Maschine benützte, stellte er sie aber beiseite und ließ nur noch -das heiße Eisenblech über ihr (Abb. 178). - -[Illustration: Abb 178. Trockenapparat für die Influenzmaschine.] - -Da an dem Tag des Vortrages die Luft außerordentlich trocken war, -hielt es Rudi für überflüssig, den Trockenapparat zu verwenden. Er -probierte kurz vor dem Vortrag alle wichtigen Experimente noch einmal -durch, und sie gelangen mit seltener Leichtigkeit. Aber während des -Vortrages wurde die Wirkung der Maschine immer schlechter, und er mußte -schließlich entgegen seinem ursprünglichen Vorhaben den Funkeninduktor -verwenden. - -Es war Rudi bald klar, daß diese Störung nur daher kommen konnte, daß -durch die Anwesenheit der vielen Personen die Luft im Zimmer ständig -feuchter wurde. Er ließ deshalb bei dem nächsten Vortrage seine Hörer -sich in einem anderen Zimmer versammeln und erst kurz vor Beginn -in den Vortragsraum eintreten. Ferner hatte er die Maschine, bis er -sie zum ersten Male gebrauchte, im angrenzenden Zimmer unter dem -Trockenapparate stehen. Erst zum Beginn der ersten Experimente brachte -Käthe die Maschine samt dem heißen Blechdach, aber ohne die Lampen, -herein. - -[Illustration: Abb. 179. Schnitt durch die Vakuumpumpe.] - -[Sidenote: Die Vakuumpumpe.] - -Um zu zeigen, wie sich der Ausgleich der Elektrizitäten einer -Influenzelektrisiermaschine in einem abgeschlossenen Raum bei -zunehmender Verringerung des Luftdruckes verändert, bedürfen wir einer -Luftpumpe, einer sogenannten Vakuumpumpe, die man sich in einfacher -Form ziemlich leicht selbst herstellen kann. - -Abb. 179 zeigt den Schnitt durch eine solche Pumpe, die an jedem Tische -befestigt werden kann, und für die wichtigsten Versuche ausreicht. -(In der Abbildung ist der Zylinder der Pumpe im Verhältnis zum Teller -größer gezeichnet, damit die einzelnen Teile deutlicher sichtbar sind.) - -Den Teller _a_ sägen wir aus einem 1 bis 2 _cm_ dicken Brette von -Hartholz; er soll einen Durchmesser von 20 bis 25 _cm_ bekommen und -muß vollkommen eben und in der Mitte mit einer Bohrung versehen sein. -Um einem Verziehen des Holzes vorzubeugen, bestreichen wir ihn mit -geschmolzenem Paraffin, das wir ziemlich reichlich auftragen und dann -mit einem recht heißen Plätteisen nochmals überfahren, damit es gut in -alle Poren des Holzes eindringt. - -Solange das Brett noch warm ist, wird auf die Oberseite eine 2 bis -3 _mm_ dicke Schicht unseres bekannten Kolophonium-, Wachs- oder -Leinölkittes, der ziemlich ~hart~ sein soll (Seite 66), aufgetragen. -Darauf wird eine runde, ebenfalls mit einem Loch versehene angewärmte -Glasplatte (_c_) (womöglich Spiegelglas) vorsichtig aufgepreßt (über -das Durchbohren von Glas siehe Seite 12 und 13). - -Nach dem Erkalten muß die Glasplatte eben, bei Spiegelglas nur -leicht matt abgeschliffen werden. Wir befreien eine unbrauchbare -photographische Platte in der Größe von 9 × 12 _cm_ von ihrer -Gelatineschicht und kitten mit Kolophonium-Wachskitt ein etwa 5 × 8 -_cm_ großes und 2 _cm_ dickes Holzklötzchen auf. Jetzt beschaffen -wir uns die drei feinsten Nummern Schmirgelpapier, überschwemmen die -ganze Glasplatte mit Wasser, streuen reichlich von dem wenigst feinen -Schmirgel darauf und schleifen mit der Glasplatte die Platte des -Tellers eben, wobei wir den an der Glasplatte befestigten Holzklotz -als Griff benutzen. Beide Glasplatten werden matt, aber zuerst nur -an einzelnen, an den erhabenen Punkten. Um sich von Zeit zu Zeit von -dem Fortgang der Arbeit zu überzeugen, spült man den Glasteller mit -Wasser ab und reibt ihn dann mit einem Tuche trocken. Die geebneten -Stellen sind dann, da sie matt sind, leicht von den noch unebenen zu -unterscheiden. Ist die ganze Platte gleichmäßig matt, was nach etwa -einer halben Stunde tüchtigen Schleifens erreicht sein dürfte, dann -schleifen wir während der Hälfte der bis jetzt aufgewendeten Zeit -mit dem feineren, ebensolange mit dem feinsten Schmirgelpulver und -schließlich ohne solches -- nur mit Wasser -- nach. - -Jetzt besorgen wir uns ein rechtwinkelig gebogenes Gasleitungsrohr -_d_; beide Enden werden mit Gewinden versehen. Das Rohr muß sich -gerade durch das Loch von _a_ hindurchschieben lassen. An dem kürzeren -Schenkel wird der Ring _e_ angelötet, auf welchem _a_ aufliegt. Dann -wird ein das Rohr eng umschließender Gummiring _f_ aufgelegt und mit -der Schraubenmutter _g_ gegen _c_ gepreßt. Die Schraubenmutter wird -schließlich an _d_ angelötet. - -Die Verbindungsstelle zwischen Rohr und Teller wird mit der Zeit leicht -undicht; man kann deshalb gleich von vornherein alle in Frage kommenden -Fugen mit Schellackkitt (Seite 5), auch Siegellack oder Emaillack -überziehen, hauptsächlich auf der Seite, von welcher der Luftdruck -wirkt, also auf der Außenseite. - -Der zweite wichtige Bestandteil unseres Apparates ist der sogenannte -~Zweiwegehahn~. Er ist in der Abb. 179 im Querschnitte gezeichnet. Wir -stellen ihn aus einem einfachen Gashahn (Abb. 180) her, den wir am -besten neu kaufen. Ein solcher Hahn besteht aus einem kugelförmigen -Mittelstück und zwei mit Gewinden versehenen Rohransätzen. In dem -Mittelstück kann ein konischer Bolzen, der quer durchbohrt ist, gedreht -werden. Steht diese Bohrung senkrecht zur Achse der Rohransätze, so ist -der Hahn geschlossen, wird dieser um 90° gedreht, so ist er geöffnet. -An den meisten Gashähnen sind in den Bolzen kleine Stifte, die eine -Drehung von mehr als 90° verhindern; diese müssen entfernt werden, so -daß man den Bolzen vollständig umdrehen kann. Jetzt wird letzterer -so gestellt, daß der Hahn geöffnet ist; dann bohren wir durch das -Mittelstück und durch die Hälfte des Bolzens ein Loch, wie dies aus den -Abbildungen deutlich zu sehen ist (_h_ in Abb. 179). - -[Illustration: Abb. 180. Der in einen Zweiwegehahn veränderte Gashahn.] - -Der dritte Bestandteil ist die Pumpe. Wir kaufen uns ein 2 bis 3 -_cm_ weites, etwa 30 _cm_ langes starkwandiges Messingrohr (_i_). -In dem einen Ende dieses Rohres wird der Ring _k_ eingelötet, der -mit einem Muttergewinde versehen ist. In letzteres wird der Hahn _h_ -eingeschraubt und ebenfalls verlötet. - -Wir kommen nun zur Herstellung des Kolbens. Eine 2 bis 3 _mm_ starke -Messing- oder Eisenscheibe _l_, die gerade in das Rohr hineinpaßt, -erhält in der Mitte eine Bohrung (ohne Gewinde), durch die man das -mit einem Gewinde versehene Ende der Eisenstange _m_ hindurchschieben -kann. An dieser Stange ist das Messingscheibchen _p_ angelötet, dessen -Halbmesser um etwa 2 _mm_ kleiner ist als der von _l_. Dann schneiden -wir uns von alten Glacéhandschuhen drei bis vier runde Scheibchen, die -in der Mitte mit einem Loch versehen sind, und deren Halbmesser etwa um -5 _mm_ größer ist als der von _l_ und legen sie einige Zeit in reines -Maschinenöl. Wenn sie vollständig durchtränkt sind, bringen wir sie auf -das Messingscheibchen _p_, wie aus der Abb. 179 zu erkennen ist (_o_); -darauf wird _l_ mit der auf _m_ aufgeschraubten Mutter _n_ fest gegen -_p_ angepreßt. Das Blechscheibchen _q_ dient zur Führung der Stange _m_. - -Das Kolbenende der Stange _m_ soll so lang sein, daß es durch den -Ansatz des Hahnes bis auf den Stöpsel hindurchgeht; es soll auch -möglichst genau in jene Öffnung hineinpassen, damit der sogenannte -schädliche Raum _s_ möglichst klein wird. Aus dem gleichen Grunde -müssen wir auch noch die leeren Kanten bei _r_ mit Wachs oder Paraffin -ausfüllen. - -Wir nehmen zu diesem Zweck den Stöpsel aus dem Hahne heraus und machen -letzteren etwas warm, dann schieben wir den Kolben so weit in den -Zylinder hinein, daß die Öffnung _s_ gerade noch frei bleibt. Jetzt -stellen wir die Pumpe so auf, daß der Hahn oben ist, gießen durch -letzteren möglichst heißes Paraffin in den Zylinder und drücken dann -den Kolben so weit als möglich hinein, wobei natürlich wieder etwas -Paraffin herausgetrieben wird. Nach dem Erkalten wird das Loch für den -Stöpsel und der äußere Rohransatz vom Paraffin gereinigt. Letzterer -wird nun, wie aus Abb. 179 zu erkennen ist, mit dem Rohre _d_ verbunden. - -Wir können uns auch noch eine Glasglocke, den Rezipienten, selbst -herstellen. Wir beschaffen uns eine starkwandige, möglichst weite -Flasche aus weißem Glas, deren Boden wir möglichst glatt entfernen -müssen. Wir umkleben sie deshalb da, wo sie gesprengt werden soll, -mit zwei mehrmals herumgewundenen Papierstreifen, die einen nur 2 -bis 3 _mm_ breiten Raum zwischen sich frei lassen. In dieser Rinne -legen wir eine gut gezwirnte, möglichst harte Schnur einmal um die -Flasche, befestigen an dem einen Schnurende ein 1 bis 2 _kg_ schweres -Gewicht und an dem anderen einen runden Holzstab. Die Flasche lassen -wir von einer zweiten Person halten und ziehen nun, die Schnur an dem -Holzgriff fassend, das Gewicht auf, lassen es sinken, ziehen es wieder -auf u. s. f., bis infolge der Reibung die Hitze so groß wird, daß die -Schnur durchbrennt und das Gewicht zu Boden fällt. Jetzt wird das -Bodenende der Flasche so rasch als möglich in kaltes Wasser getaucht. -Entlang der von der Schnur berührt gewesenen Stelle springt der Boden -ab. Ein anderes Verfahren besteht darin, daß man zuerst die Flasche -unter ständigem Drehen über einer Flamme auf etwa 250° erhitzt und -dann da, wo der Sprung entstehen soll, einen mit Salzwasser benetzten -Bindfaden herumschlingt. - -Der dadurch entstandene Rand der Flasche ist jetzt noch eben zu -schleifen; diese Arbeit nehmen wir auf einer möglichst ebenen -Sandsteinplatte mit Wasser und Schmirgel vor. - -[Illustration: Abb. 181. Der Rezipient als Entladungsröhre.] - -Um elektrische Ausgleiche in dem Rezipienten vornehmen zu können, -führen wir durch einen durchbohrten Gummistöpsel eine Messingstange -ein, die die eine Elektrode bildet; als die andere Elektrode dient uns -das durch den Teller führende Metallrohr. Der untere eben geschliffene -Rand der Glasglocke wird zur besseren Abdichtung mit Talg eingerieben. -Die ganze Anordnung geht aus Abb. 181 hervor: _a_ ist die Glocke, _b_ -der Teller, _c_ das Rohr, das zur Pumpe führt, _d_ der Gummistopfen, in -dem die Messingstange _e_ steckt. Ein aus Draht gebogener und mit einer -Kugel versehener Dreifuß _f_ bildet auf das Rohrende gesetzt die zweite -Elektrode. - -Wer sich selbst Geißlersche Röhren herstellen will, der muß im -Glasblasen einige Übung besitzen. Einfache Röhren sind nicht schwer -herzustellen. Wir schmelzen in das eine Ende eines 0,5 bis 1 _cm_ -weiten Glasrohres -- die Länge richtet sich nach der Leistungsfähigkeit -unserer Apparate -- einen Platindraht ein; nahe diesem Ende setzen -wir ein etwas dünneres Röhrchen nach der Seite an und schmelzen -dann auch in das andere Ende einen Platindraht ein. Wie diese Röhre -mit dem Rezipienten zu verbinden ist, geht aus Abb. 182 hervor. -In den Schlauch _a_ ist, damit er nicht von dem äußeren Luftdruck -zusammengequetscht werde, eine eng gewundene Drahtspirale zu stecken. - -Während des Auspumpens der Röhre läßt man den elektrischen Strom -hindurchgehen; ist dann die Lichterscheinung so, wie man sie wünscht --- man kann sie natürlich nur im verdunkelten Zimmer gut sehen --, so -pumpt man noch etwas weiter und schmilzt dann die Röhre ab. - -[Illustration: Abb. 182. Verbindung der Geißlerröhre mit dem -Rezipienten zum Auspumpen.] - -Um die Verdünnungen in Röhren noch weiter treiben zu können, müssen -wir die Geißlersche Röhre samt dem Schlauch _a_ (Abb. 182) und der -Glasröhre, die durch den Gummistöpsel geht, mit Quecksilber anfüllen. -Nachdem wir uns überzeugt haben, daß nirgendmehr Luftblasen haften, -stecken wir den Gummistöpsel auf den Rezipienten und pumpen denselben -aus, bis alles Quecksilber aus der Röhre zurückgesunken ist, aber nicht -weiter, als bis zu der in Abb. 182 mit _b_ bezeichneten Stelle, da in -dem Schlauch _a_ meistens Luftbläschen haften bleiben. In der Mitte -zwischen _b_ und der Ansatzstelle wird das Röhrchen dann abgeschmolzen. - -Wie weit wir mit diesen Apparaten die Verdünnung in einer Röhre bringen -können, hängt natürlich von ihrer Ausführung und Handhabung ab. Die -für gewöhnliche Geißlersche Röhren nötige Verdünnung ist leicht zu -erreichen; viel schwieriger ist es schon, Röhren für Kathodenstrahlen -herzustellen. In Röntgenröhren schließlich ist die Verdünnung der Luft -so stark, daß wir den Versuch, uns solche selbst herzustellen, von -vornherein aufgeben müssen. -- - -[Illustration: Abb. 183. Einfache Röhre auf dem Rezipienten.] - -[Illustration: Abb. 184. Geißlersche Röhren, ungefüllt.] - -[Sidenote: Experimente mit der Luftpumpe.] - -Wir setzen auf den Rezipienten, wie aus Abb. 183 hervorgeht, eine -einfache Röhre mit eingeschmolzenen Platinelektroden, deren Abstand -größer als die Schlagweite unseres Funkeninduktors oder unserer -Influenzmaschine sein muß, und verbinden sie mit der Stromquelle. -Wir wählen Platin, weil es zum Einschmelzen in Glas das geeignetste -Metall ist, da es fast denselben Ausdehnungskoeffizienten hat wie -Glas. Für einfachere Instrumente, wie das oben erwähnte, genügt auch -Aluminiumdraht, der den Vorteil hat, wesentlich billiger zu sein; wenn -wir dann die Einschmelzstelle, solange sie noch warm ist, mit gutem -roten Siegellack überziehen, so hält sie sicher dicht. Im verdunkelten -Raum sieht man dann an den Elektroden nur sehr schwaches Glimmlicht. -Fängt man dann an, die Pumpe in Tätigkeit zu setzen, so wird der -Lichtbüschel an der Kathode (negative Elektrode) heller, größer und -schärfer abgegrenzt, und an der Anode (positive Elektrode) zeigt -sich ein kleines helles Lichtpünktchen. Pumpt man weiter, so beginnt -schließlich der ganze Raum zwischen den Elektroden schwach zu leuchten: -ein violettes Lichtband zieht sich durch die Röhre, ohne aber ihre -Breite ganz zu erfüllen. Bei weiterer Verdünnung wird der violette -Streifen breiter, und man kann sehen, daß das Licht nicht einheitlich, -sondern geschichtet ist; die Röhre scheint erfüllt von einzelnen hellen -Scheibchen mit dunkeln Zwischenräumen. Dieses geschichtete Lichtband -beginnt unmittelbar an der Anode, geht aber nicht ganz bis zur Kathode -hin; hier bleibt ein dunkler Raum, der bei noch weiter gesteigerter -Verdünnung immer größer wird. Das positive Licht wird immer kürzer und -seine Schichtung immer undeutlicher. - -[Illustration: Abb. 185. Geißlersche Röhren. Zu füllen mit -fluoreszierenden Flüssigkeiten.] - -[Illustration: Abb. 186. Hittorfsche (Crookessche) Röhre.] - -Hier hörte die Leistungsfähigkeit der Pumpe, die sich Rudi selbst -gefertigt hatte, auf. Er hatte sich deshalb zur Demonstration der -Kathodenstrahlen eine sogenannte Crookessche Röhre (Abb. 186) gekauft. -Auch Geißlersche Röhren in verschiedenen Stufen der Evakuation und in -sehr mannigfaltigen Formen kommen in den Handel (Abb. 184 und Abb. 185). - -[Sidenote: Die Kathodenstrahlen.] - -Wird die Verdünnung in der Röhre noch weiter getrieben, so verschwindet -das positive Licht schließlich ganz, aber eine andere merkwürdige -Erscheinung tritt dafür ein. Es gehen nämlich von der Kathode Strahlen -aus, die man nicht sehen, sondern nur daran erkennen kann, daß sie die -Glaswand der Röhre da, wo sie sie treffen, zum Fluoreszieren bringen. -Bei unserer Röhre, in welche Drähte eingeschmolzen sind, wird das Glas -um die Anode herum grün leuchten. Besteht die Kathode aus einem runden -Blechscheibchen, so wird die dem Scheibchen gegenüberliegende Stelle -zum Fluoreszieren gebracht. Ist zwischen die negative Elektrode und die -gegenüberliegende Glaswand ein Gegenstand aus Metall gebracht, z. B. -ein Kreuz _b_ wie in Abb. 187, so zeichnet dieser einen deutlichen -Schlagschatten _d_ auf das Glas. Alle diese Erscheinungen weisen darauf -hin, daß die Kathodenstrahlen sich senkrecht zu der Fläche des Punktes -fortpflanzen, von dem sie ausgehen. ~Dabei ist es ganz einerlei, an -welcher Stelle sich die Anode befindet.~ - -[Illustration: Abb. 187. Crookessche Röhre.] - -Eine weitere eigentümliche Eigenschaft dieser Strahlen ist die, daß sie -alle nicht metallischen Körper, die sie treffen, zur Phosphoreszenz -bringen. Man hat Röhren hergestellt, in denen verschiedene Mineralien -den Kathodenstrahlen ausgesetzt werden können; die Stoffe leuchten dann -je nach ihrer Natur in verschiedenen Farben auf. - -Ferner kann man bemerken, daß das Glas einer Crookesschen Röhre, -da, wo es von den Kathodenstrahlen getroffen wird, also an der grün -fluoreszierenden Stelle, sich mit der Zeit stark erhitzt. Diese -Erwärmung kann so weit gehen, daß das Glas weich wird und dem äußeren -Luftdruck nachgibt. Von diesen Strahlen getroffene Metallteile können -bis zur Weißglut, ja bis zum Schmelzen gebracht werden. - -Crookes entdeckte auch, daß die Kathodenstrahlen mechanische Wirkungen -ausüben können. Um das nachzuweisen, hat man in der Röhre ein leichtes -Flügelrädchen so angebracht, daß die obere Hälfte desselben sich gerade -zwischen den Elektroden befand. Wurde ein Strom durchgeleitet, so -drehte sich das Rädchen so, als ob von der Kathode ein Wind ausginge, -der, die oberen Flügelchen treffend, es zur Rotation brachte. - -Bringen wir einen Magneten in die Nähe der Röhre, so sehen wir, -daß er die Kathodenstrahlen ablenkt. Wir können mit ihm den grünen -Fluoreszenzfleck von seiner ursprünglichen Stelle wegziehen; er -folgt genau den Bewegungen des Magneten. Rudi machte diesen Versuch -und verwendete dazu einen starken Elektromagneten, den er mit dem -Akkumulatorenstrom erregte. - -Alle diese merkwürdigen Erscheinungen spielen sich ausschließlich in -der Röhre ab. Keine Spur von diesen geheimnisvollen Strahlen scheint -die Glaswand durchdringen zu können. Über die eigentliche Natur dieser -Strahlen, überhaupt über diese Entladungsvorgänge weiß man noch so gut -wie gar nichts. - -Nur das eine steht ziemlich sicher fest, daß die Kathodenstrahlen -aus sehr kleinen Stoffteilen bestehen, die sich mit einer enormen -Geschwindigkeit durch den fast leeren Raum der Röhre bewegen. Mit -dieser Annahme lassen sich leicht für die oben erwähnten Eigenschaften -der Kathodenstrahlen Erklärungen geben, deren nähere Behandlung aber -hier zu weit führen würde. - -Es sind verschiedene Versuche gemacht worden, die Kathodenstrahlen aus -der Röhre herauszuführen in die normale Atmosphäre, aber man ist bis -jetzt nicht weiter damit gekommen, als daß man eben nachweisen konnte, -daß die Strahlen auch außerhalb der Röhre bestehen können. - -[Sidenote: Die Röntgenstrahlen.] - -Lange boten die Kathodenstrahlen nur theoretisches Interesse, bis -Professor Röntgen im Jahre 1895 in Würzburg die Entdeckung machte, daß -von der von den Strahlen getroffenen Stelle der Crookesschen Röhre -andere Strahlen ausgehen, die sich wesentlich von den Kathodenstrahlen -unterscheiden. Röntgen selbst nannte sie _X_-Strahlen, während sie -sonst nach ihrem Entdecker ~Röntgenstrahlen~ genannt werden. - -Diese geheimnisvollen Strahlen sind selbst unsichtbar und geben sich -nur durch verschiedene Wirkungen zu erkennen: Photographische Platten, -von ihnen getroffen, werden geschwärzt. Dabei hat sich auch gezeigt, -daß eine Papierverpackung oder eine Holzkassette der empfindlichen -Bromsilbergelatine keinen Schutz gegen diese Strahlen bietet; sie -gehen durch Holz und Papier fast ungeschwächt hindurch; nur dickere -Metallschichten können sie nicht durchdringen. Im allgemeinen kann man -annehmen, daß je dichter ein Körper ist, er sich desto undurchlässiger -für Röntgenstrahlen zeigt. Diese Eigentümlichkeit ist besonders -wichtig, und wir kommen später noch einmal darauf zurück. - -Eine zweite für die Praxis sehr wertvolle Eigenschaft der -Röntgenstrahlen ist ihre Fähigkeit, Fluoreszenz zu erregen. So leuchtet -z. B. ~Baryumplatincyanür~, wenn es von den Röntgenstrahlen getroffen -wird, hell auf. - -Wir haben schon oben gesehen, daß die _X_-Strahlen da entstehen, wo -die Kathodenstrahlen auf die Rohrwand auftreffen. Man hat nun durch -Versuche gefunden, daß die Röntgenstrahlen überhaupt überall da -entstehen, wo Kathodenstrahlen auf einen Gegenstand auftreffen. - -Da es, wie wir späterhin noch sehen werden, für photographische -Aufnahmen mit Röntgenstrahlen nicht vorteilhaft ist, wenn die die -Strahlen aussendende Fläche groß ist, so hat man die Röhren so -konstruiert, daß die Kathodenstrahlen im Innern der Röhre auf ein -Platinblech auftreffen. Von diesem Platinbleche gehen sie dann wie von -~einem~ Punkt kegelförmig aus. - -[Illustration: Abb. 188. Röntgenröhren.] - -Abb. 188 zeigt eine der gangbarsten Formen der Röntgenröhren. In der -Mitte des kugeligen Teiles der Röhre befindet sich das Platinblech, -das, von den Kathodenstrahlen getroffen, die Röntgenstrahlen aussendet -und als ~Antikathode~ bezeichnet wird. Diesem gegenüber (rechts) steht -die Kathode, und in dem dritten Ansatz ist die Anode, die durch einen -Draht mit der Antikathode verbunden ist. - -Nach diesen theoretischen Ausführungen ging Rudi dazu über, eine -größere Anzahl von Experimenten mit der Röntgenröhre vorzuführen. -Er bediente sich dabei des Funkeninduktors, da dieser besonders -für diese Versuche geeigneter ist. Für solche, die keinen größeren -Induktor, aber eine gute Influenzmaschine besitzen, sei gesagt, -daß für photographische Aufnahmen die Maschine ~mit~ Leidener -Flaschen verwendet werden kann. Will man dagegen ein Schattenbild -auf dem Fluoreszenzschirm erzeugen, so kann man die Kondensatoren -nicht gebrauchen, da das Bild dann derartig flimmert, daß die -Augen schmerzen. Die besten Bilder erzielt man, wenn man vor jeder -Elektrode der Röhre eine Funkenstrecke einschaltet, deren günstigste -Größe man durch Probieren herausfinden muß. Abb. 189 zeigt eine -durch Funkenstrecken mit der Influenzelektrisiermaschine verbundene -Röntgenröhre. Die viereckigen Rähmchen, zwischen denen sich die Kugeln -befinden, müssen natürlich aus einem isolierenden Material, etwa aus -Hartgummi bestehen. - -Rudi hatte versucht, sich den Fluoreszenzschirm selbst herzustellen, -indem er Kreide, Kochsalz und wolframsaures Natron zu gleichen -Teilen innig mengte und die Mischung dann in einem Tontiegel drei -Stunden lang mit einem Knallgasgebläse durchglühte. Die beim Erkalten -zusammengesinterte Masse pulverte er, mengte sie mit einem Bindemittel -(Gelatine) und strich sie auf einen Karton. - -Obwohl Rudi genau nach Vorschrift verfahren war, war seine Mühe hier -von keinem guten Erfolg gekrönt, so daß er sich gezwungen sah, doch -noch einen fertigen Fluoreszenzschirm zu kaufen. - -[Illustration: Abb. 189. Influenzmaschine und Röntgenröhre nach -Bonetti.] - -Bevor Rudi die Durchleuchtung auf dem Fluoreszenzschirm zeigte, -machte er ein ~photographisches~ Durchleuchtungsbild der Hand seiner -Schwester. Er hatte zu diesem Zweck eine photographische Platte von der -Größe 13 × 18 _cm_ in ein lichtdichtes schwarzes Papier so eingehüllt, -daß die Schichtseite der Platte nur von ~einer~ Papierlage bedeckt -war. Die Röhre befestigte er an einem Gestell derart, daß der von der -Antikathode ausgehende Strahlenkegel senkrecht nach unten wirkte. Dann -legte er die eingewickelte Platte mit der Schichtseite nach oben unter -die Röhre in einem Abstand von etwa 30 _cm_ auf den Tisch. Auf die -Platte legte dann Käthe ihre ausgestreckte Hand, und Rudi schaltete den -Strom ein. Nach kurzer Zeit -- je nach der Größe der Röhre beträgt die -Dauer etwa drei bis sechs Minuten -- stellte er die Bestrahlung ab. - -[Illustration: Abb. 190. Hand, von Röntgenstrahlen durchleuchtet.] - -Während nun Rudi noch einige erklärende Worte sprach, zündete Käthe -eine Lampe mit rotem Zylinder an und löschte alle übrigen Lichter -aus -- näheres über die Raumverdunkelung siehe unten. Alle nötigen -Utensilien zum Entwickeln waren schon gerichtet. In wenigen Minuten, in -denen Rudi auch noch das Wesentlichste über die photographische Platte -und ihre Eigenschaften sagte, hatte die eifrige Assistentin das Bild -fertiggestellt, und während er das äußerlich anhaftende Fixiernatron -mit Wasser abspülte, machte seine Schwester wieder Licht und reichte -dann die Platte herum. Man sah ganz deutlich die einzelnen Knochen der -Hand, da an den unter diesen gelegenen Stellen die Bromsilbergelatine -nicht geschwärzt, also fast ganz durchsichtig war. Auch die Konturen -der Fleischteile waren deutlich zu erkennen, und besonders schön konnte -man den Fingerring sehen. - -Die Kopie, das heißt das Positiv einer solchen Aufnahme gibt das Bild -auf Seite 224 wieder. - -Man kann die photographische Platte auch so verpacken, daß man sie in -der Verpackung, also bei hellem Licht, entwickelt und fixiert. Man -verfährt dabei folgendermaßen: Aus starkem, englischem, dunkelrotem -Fließkarton stellt man sich drei flache vierseitige Tüten her, die je -auf einer Seite offen und so groß sind, daß in die erste eine Platte 13 -× 18 _cm_ eingeschoben werden kann, die zweite Tüte muß sich wiederum -über die erste und die dritte schließlich über die zweite stülpen -lassen. Hat man beim Einlegen der Platte die Öffnung der Tüte links, -so muß die der zweiten rechts und die der dritten wieder links sein. -Die Platte wird natürlich in der Dunkelkammer in die Papierhüllen -gebracht und dann in eine lichtdichte Schachtel gelegt, der man sie -erst kurz vor Gebrauch entnimmt. Nach der Exposition wird sie samt -ihren Papierhüllen erst 1 bis 2 Minuten in Wasser gelegt, wobei man -durch Streichen und leichtes Drücken die Luft aus den Hüllen zu -entfernen sucht. Dann wird die äußerste der drei Hüllen unter Wasser -entfernt und die jetzt nur noch von zwei Hüllen umschlossene Platte -in einen ziemlich starken Entwickler mit ein wenig Bromkalium gelegt. -Nach etwa 5 bis 10 Minuten (je nach Expositionsdauer, Platten- und -Entwicklersorte) ist die Entwicklung beendet; dann kommt die Platte, -immer noch eingehüllt, 5 Minuten in Wasser und darauf 15 bis 20 Minuten -in ~frisches~, starkes Fixierbad. Nunmehr kann sie ihren Hüllen -entnommen und bei Tageslicht betrachtet werden. - -Zum Schlusse wollte Rudi noch jedem einzelnen seiner Hörer ein -Durchleuchtungsbild auf dem Fluoreszenzschirm zeigen. Er stellte -deshalb die Röhre so am vorderen Rande des Experimentiertisches auf, -daß die Strahlen schief nach oben und vorne fielen. Darauf zeigte -er, bevor er den Raum verdunkeln ließ, wie der zu durchleuchtende -Gegenstand und der Fluoreszenzschirm zu halten sind, und erklärte -dabei die Wirkungsweise des letzteren etwa folgendermaßen: Wie -wir vorhin schon gehört haben, ist Baryumplatincyanür ein Stoff, -der in hohem Grade die Eigenschaft besitzt, von Röntgenstrahlen -zur Fluoreszenz gebracht zu werden, das heißt er leuchtet an den -bestrahlten Stellen, je nach der Stärke der Bestrahlung mehr oder -weniger hell auf. Dieser Stoff wird auf einem schwarzen Karton -gleichmäßig verteilt. Bringt man zwischen die Röntgenröhre und den -Schirm, dessen fluoreszierende Seite natürlich von der Röhre ab-, dem -Auge zugewandt sein muß, einen Gegenstand, z. B. einen Geldbeutel, oder -ein Reißzeug, eine Hand, einen Arm, einen Regenschirm, so wird man -jeweils von den dichtesten Teilen, im Beutel also von den Geldstücken, -in der Hand von den Knochen usw., die schwarzen Silhouetten sich -deutlich von der helleren Umgebung abheben sehen. - -Endlich wies Rudi noch auf den für einfache Verhältnisse ziemlich hohen -Preis der Röntgenröhren und der Fluoreszenzschirme hin und bat seine -Hörer, in dem dunklen Zimmer nicht zu drängen. - -Daß diese Bitte nicht unbegründet war, bewies ein kleiner Unfall, der -trotz der Mahnung eintrat. - -Die meisten Anwesenden hatten schon das Geld in ihrem Beutel, ohne ihn -zu öffnen, gezählt, oder ihr Handskelett oft nicht ohne ein heimliches -Grausen bewundert, als eben eine Freundin Käthes, die von den Apparaten -zurücktrat, dabei an eine hinter ihr stehende Person stieß, ausglitt -und mit der unwillkürlich nach einem Halt ausgestreckten Hand gerade -die eine Elektrode des Funkeninduktors ergriff. Mehr erschrocken als -vor Schmerz fuhr sie, nach Mädchenart laut aufschreiend, zurück und -fiel zu Boden; dabei riß sie die Röntgenröhre samt ihrem Träger mit. -Weiteres Unheil wurde durch die geistesgegenwärtige und gewandte -Handlungsweise Käthes verhindert, die trotz der völligen Finsternis -sofort an dem unten beschriebenen Beleuchtungsmechanismus war und Licht -machte. Jetzt war die Ordnung gleich wiederhergestellt. Niemand hatte -Schaden gelitten, auch die Röhre nicht, da sie an den Drähten hängen -geblieben und deshalb nicht zu Boden gestürzt war. - -Um nun bei den Personen, die noch nicht an der Reihe waren, einen -ähnlichen Fall zu verhindern, stellte Rudi einen kleinen Tisch so vor -den Experimentiertisch, daß jeweils nur ~eine~ Person an die Apparate -herantreten konnte. -- - -Ich will nun noch anführen, was für einen Beleuchtungsmechanismus Rudi -für diesen Vortrag konstruiert hatte. Der Raum mußte nämlich, um die -zarten Lichter in den Geißlerschen Röhren möglichst sichtbar zu machen, -öfters verdunkelt werden. Da Rudi kein elektrisches Licht zur Verfügung -hatte, mußte er das Gaslicht so einrichten, daß er es ohne Umstände -öffnen und schließen konnte. - -In der Mitte des Zimmers hing ein Kronleuchter mit einem mittleren und -vier äußeren Brennern. Den mittleren benutzte er nicht. Es handelte -sich also darum, ohne zwischen die unter den Lampen sitzenden Leute -treten zu müssen, das Licht anzünden und löschen zu können. Zur -Entzündung des Gases verwendete Rudi die bekannten „~Selbstzünder~“. -Sie haben für Auerbrenner die Form von Staubhütchen und bergen in sich -Platinschwamm, an dem sich das Gas entzündet. ~Um einem Versagen dieser -Selbstzünder vorzubeugen, hatte er sie vorher über einem Bunsenbrenner -vorgeglüht.~ - -Um die vier Gashähne von der Wand aus hinter seinem Tisch öffnen und -schließen zu können, befestigte er an jedem einen Hebel aus dickem -Draht mit einem kleinen Bleigewicht derart, daß das Gewicht den Hahn -zuzog. Ferner befestigte er an jedem Hebel einen Bindfaden, den er -durch einen nahe der Decke an der Gasleitung befestigten Porzellanring -zog. Die vier Fadenenden verband er mit einer Schnur, die er an der -Decke entlangführte, bis an die Wand, wo er sie wieder durch einen -Porzellanring steckte und dann gerade herunterhängen ließ. Hing die -Schnur lose, so war kein Licht; wurde sie angezogen, so öffneten sich -die Hähne, und es wurde hell. Die Schnur konnte mit einer Öse in einen -Nagel an der Wand eingehängt werden. - -Um bei den Versuchen mit Röntgenstrahlen nicht immer die Nacht -abwarten, oder ein Zimmer verdunkeln zu müssen, kann man sich um den -fluoreszierenden Karton herum einen Schirm legen, der die leuchtende -Fläche und die Augen vor Tageslicht schützt. Abb. 191 zeigt diesen -Apparat im Schnitt. _a_ ist der Fluoreszenzschirm, der in die Nute -_b_ des Rahmens _c_ eingeschoben werden kann. An diesem Rahmen ist -ein Tuchsack _d_ aus schwarzem, möglichst dichtem Tuch angeleimt. Der -Sack wird nach oben etwas enger und ist an dem Rahmen _e_ befestigt. -An letzterem sind zwei bogenförmig ausgeschnittene Kartonstücke -angebracht; _f₁_ (ausgezogen) soll sich der Wölbung der Stirne über -den Augen anschließen; _f₂_ (punktiert) hat einen Ausschnitt für -die Nase. Um den Lichtabschluß möglichst vollkommen zu machen, sind -diese Kartonstücke mit langhaarigem Samt überzogen. _g_ ist ein -Handgriff, und _h_ sind zwei Strebehölzer, die die beiden Holzrahmen -auseinanderhalten; sie sind abnehmbar, so daß man den ganzen Apparat -auch zusammenlegen kann. - -[Illustration: Abb. 191. Schnitt durch den Lichtschutzschirm.] - -Zum Gebrauche wird der Baryumplatincyanürschirm (_a_) mit der -fluoreszierenden Seite nach innen in den Rahmen eingeschoben. Dann läßt -man die Röntgenstrahlen von vorne oder von unten auf die Rückseite des -Schirmes, vor die man z. B. seine Hand hält, auffallen und nicht durch -die obere Öffnung in den Apparat hinein. - -Zum Schlusse sprach Rudi noch einige Worte über die Verwendung der -Röntgenstrahlen in der Medizin. Er sagte: Die erste Verwendung der -Röntgenstrahlen in der Medizin lag sehr nahe; mit ihnen war den -Chirurgen ein Mittel an die Hand gegeben, vor operativen Eingriffen -sich von der Lage eines Fremdkörpers oder der Natur einer Fraktur -zu überzeugen. Ferner können Veränderungen im Knochengewebe, wie -solche z. B. bei Tuberkulose vorkommen, auf Radiogrammen, das sind -Photographien mit Röntgenstrahlen, sehr leicht erkannt werden. Ein ganz -neuer Zweig tat sich auf, als man entdeckte, daß die Röntgenstrahlen -auch auf das Gewebe des organischen Körpers verändernd einwirken. Wird -die Haut des menschlichen Körpers lange intensiv bestrahlt, so tritt -Entzündung der betreffenden Stelle ein und es entstehen schwer heilende -Wunden. Auch beim Arbeiten mit kleinen und schwachen Röntgenröhren ist -einige Vorsicht geboten; man soll sich nie unnötig lang den Strahlen -aussetzen und vor allem die Augen mit großen Schutzbrillen aus Bleiglas -schonen. Beim Experimentieren blende man mit dünnem Bleiblech oder -dicken Stanniolblättern die Röhre so ab, daß die Röntgenstrahlen nur an -ihren Bestimmungsort gelangen. - -[Sidenote: Kritik.] - -Auch nach diesem Vortrage fehlte die Kritik von Rudis Onkel nicht. -„Ich hätte“, meinte der Onkel, „noch etwa folgendes angeführt: Wie -bekannt, ist es in letzter Zeit gelungen, aus gewissen Mineralien -Stoffe zu isolieren, die die merkwürdige Eigenschaft haben, Strahlen -auszusenden, die in ihren Wirkungen denjenigen Strahlen gleich sind, -die in der Vakuumröhre beim Durchgang der Elektrizität entstehen. Man -hat drei verschiedene Arten der Strahlen unterschieden, die immer alle -drei von den aktiven Stoffen -- der bekannteste ist das Radium -- -ausgesandt werden. Die Unterschiede sind bedingt durch die Quantität, -das Durchdringungsvermögen und durch die Beeinflussung des Magneten. -Man bezeichnet die verschiedenen Arten mit α-, β- und γ-Strahlen. -Die α-Strahlen sind die quantitativ vorherrschenden; sie haben ein -geringes Durchdringungsvermögen und werden vom Magneten nur wenig -beeinflußt. Die β-Strahlen werden stark vom Magneten abgelenkt und -dringen tiefer in die Materie ein als die α-Strahlen. Die γ-Strahlen -endlich haben die geringste magnetische Ablenkbarkeit und das größte -Durchdringungsvermögen. Ganz analoge Unterschiede bestehen zwischen den -unter verschiedenen Umständen entstandenen Strahlen der evakuierten -Entladungsröhren. Man kann u. a. auch mit radiumhaltigen Stoffen -Durchleuchtungsphotographien machen. Erwähnt sei endlich noch, daß in -der Umgebung radiumhaltiger Stoffe die Luft leitend wird, so daß z. B. -die statischen Ladungen isoliert aufgestellter Körper durch die Luft -zur Erde abgeleitet werden.“ - - - [6] ~Argandbrenner~ sind Gasrundbrenner mit Zylinder. - - - - -[Illustration] - - - - -Sechster Vortrag. - -Elektrische Schwingungen. - - - „Werte Zuhörer! - -In meinem letzten Vortrage haben Sie von den rätselhaften Vorgängen -gehört, die sich beim Durchgang der Elektrizität durch verdünnte Gase -abspielen. Heute will ich Ihnen einige Erscheinungen vorführen, die -auf den Laien gewöhnlich einen noch wunderbareren Eindruck machen, für -die der Physiker aber verhältnismäßig leicht ungezwungene Erklärungen -gefunden hat. Es handelt sich heute um ~elektrische Schwingungen~. - -Lassen Sie mich jedoch zuerst einige Worte über das verlieren, was man -in der Physik unter Erklärung versteht! - -Hebe ich einen Stein in die Höhe und lasse ihn dann los, so fällt er zu -Boden. Den meisten Menschen ist dies etwas völlig Selbstverständliches, -und sie fragen gar nicht danach, ~warum~ der Stein fällt. Selbst -Galilei, der die Fallgesetze entdeckt hat, der sich jahrelang mit -fallenden Steinen experimentell beschäftigt hat, dachte nicht daran zu -fragen, ~warum~ die Steine fallen. - -Erst der große Newton kam, als er -- so erzählt man -- einen Apfel vom -Baume fallen sah, auf die bedeutungsvolle Frage: ~Warum?~, eine Frage, -die in der Philosophie schon vor Jahrtausenden von den Gelehrten der -alten Kulturvölker aufgeworfen, die aber für naturwissenschaftliche -Ereignisse im engeren Sinne vor noch nicht 250 Jahren zum ersten Male -gestellt wurde. - -Wenn Newton auch keine Antwort auf dieses ‚~Warum?~‘ fand, so ward -ihm doch klar, daß diese geheimnisvolle Tatsache des fallenden -Steines ~selbst~ die Antwort sei auf die Frage nach der Ursache -von tausend anderen Naturereignissen. Ja, nach dem jetzigen Stande -der Wissenschaften will es sogar den Anschein haben, daß wir -überhaupt alle Naturerscheinungen mit diesem Gesetz der ~Schwere~, -dem ~Gravitationsgesetz~, dem in erster Linie der fallende Stein -unterliegt, erklären können. Ich sage ~alle~ Naturerscheinungen, nicht -nur etwa die mechanischen, nein, auch die akustischen, die optischen, -die elektrischen, die chemischen, die Erscheinungen des organischen und -sogar des ~geistigen~ Lebens[7]. - -Man sagt kurz, alle Naturereignisse können mit dem Gesetz der Schwere -~erklärt~ werden. Wenn ich also z. B. frage: Warum dreht sich die Erde -um die Sonne, und ich behaupte, weil ihre Masse dem Gravitationsgesetz -unterliegt, kurz, weil sie schwer ist -- genauere Ausführungen hierüber -würden zu weit führen --, so habe ich nur ~scheinbar~ eine Erklärung -der Bewegung abgegeben, weil das Mittel, mit dem ich erklärt habe, -selbst noch ein Rätsel ist. Und so, wie es bei diesem Beispiel ist, ist -es mit allen Dingen unseres Erkennens; wir mögen forschen und suchen, -so lange wir wollen, wir mögen noch so viel entdecken, zuletzt bleibt -immer ein großes Fragezeichen stehen. - -Aber wenn man nichts erklären kann, was bedeutet denn dann das Wort -~erklären~? Es bedeutet so viel wie ~vergleichen~. Ich vergleiche -die Gesetze, nach denen der Stein fällt, mit denen, nach welchen die -Himmelskörper sich bewegen, und finde, daß sie ähnlich oder gleich -sind, oder daß sie in bestimmten Beziehungen zueinander stehen. - -Wenn ich jetzt die Erscheinungen der elektrischen Schwingungen zu -~erklären~ versuche, so vergleiche ich die Vorgänge mit Erscheinungen, -die uns aus dem alltäglichen Leben geläufig sind. So habe ich früher -schon z. B. den elektrischen Strom im Drahte mit dem Wasserstrom in -einer Leitung verglichen[7]. - -Doch nun zur Sache! - -Sie wissen, daß man einen elektrischen Strom transformieren kann, das -heißt, daß man einen starken Strom mit geringer Spannung in einen -schwachen Strom mit hoher Spannung umwandeln kann. Die Konstruktion und -Wirkungsweise der Transformatoren, der Induktionsapparate haben Sie in -meinem vorletzten Vortrage kennen gelernt. - -Es wird Ihnen noch erinnerlich sein, daß wir von den Funkeninduktoren -eine umso größere Wirkung erhoffen durften, je plötzlicher wir -den induzierenden Strom unterbrachen. Ich habe seinerzeit als -den wirksamsten Unterbrecher den von Wehnelt, der bis zu 2000 -Unterbrechungen in der Sekunde macht, erwähnt. Tatsächlich haben -wir aber in einem Ihnen wohl vom ersten Vortrag her noch bekannten -Apparat, in der Leidener Flasche ein Mittel, das uns erlaubt, durch -den Induktionsapparat einen Strom zu senden, der in der Sekunde seine -Richtung einige Millionenmal wechselt. - -Um diese Erscheinung zu erklären, muß ich auf die Natur der -elektrischen Funkenentladungen im allgemeinen näher eingehen.“ - -So weit vorläufig sei Rudis Vortrag wörtlich angeführt. Im folgenden -wollen wir den Inhalt seiner Erklärungen und Experimente rein sachlich -wiedergeben. - -[Sidenote: Elektrische Oszillation.] - -Wenn wir eine Leidener Flasche durch einen Funken entladen, so gleichen -sich nicht etwa die entgegengesetzten Elektrizitäten der beiden Beläge -einfach aus, sondern die Entladung geht recht umständlich vor sich. -Während der Strom im ersten Augenblicke vom inneren zum äußeren Belege -fließt, geht er im zweiten Augenblick in umgekehrter Richtung, im -dritten wieder in der ursprünglichen und so fort, etwa 10- bis 20mal -während der Dauer eines ungefähr ¹⁄₈₀₀₀₀ Sekunde andauernden Funkens, -eine Entdeckung, die man dem Physiker Feddersen zu Leipzig verdankt. - -[Illustration: Abb. 192. _U_-Röhre zur Versinnlichung elektrischer -Oszillation.] - -Dieses Hin- und Hergehen der Ladungen kann man durch ein einfaches -Experiment leicht versinnlichen. Man füllt die beiden Schenkel einer 1 -bis 2 _cm_ weiten, _U_-förmig gebogenen Glasröhre bis zur Hälfte mit -irgend einer farbigen Flüssigkeit (Abb. 192). Darauf stellt man die -Röhre schief, so daß sich der eine Schenkel ganz füllt, während der -andere leer wird, verschließt den gefüllten Schenkel mit dem Daumen und -richtet dann die _U_-Röhre wieder auf. Nun soll der von der Flüssigkeit -ausgefüllte Schenkel -- es sei der rechte -- die positive Ladung des -einen Belages einer Leidener Flasche darstellen, der leere die negative -Ladung des anderen Belages. Läßt man dann den Daumen los, so fließt die -Flüssigkeit nicht etwa langsam zurück, bis sie auf beiden Seiten gleich -hoch steht, wie bei dem Beispiel auf Seite 49, sondern sie schießt in -dem linken Schenkel ~beinahe~ ebenso hoch in die Höhe, als sie zuerst -im rechten war. Dann geht sie wieder zurück und so fort, bis sie erst -nach einiger Zeit zur Ruhe kommt. In ähnlicher Weise, nur in viel -kürzerer Zeit, schwanken die Ladungen der beiden Beläge einer Leidener -Flasche hin und her. - -[Sidenote: Der Drehspiegel.] - -Rudi führte auch vor, wie man diese Tatsache nachgewiesen hat. -Er hatte sich einen sogenannten Drehspiegel hergestellt; das ist -eine Kombination von drei oder vier Spiegeln, die zu einem Prisma -zusammengestellt und so montiert sind, daß sie sehr rasch um ihre -Längsachse gedreht werden können. - -[Illustration: Abb. 193. Der Drehspiegel.] - -Rudi stellte sich diesen Drehspiegel folgendermaßen her: Er ließ -sich von einem Glaser drei belegte Spiegelscheiben schneiden, -jede 15 _cm_ lang und 9 _cm_ breit. Diese Scheiben klebte er mit -Kolophonium-Wachskitt (Seite 79) auf ein aus Brettchen gefertigtes -dreiseitiges Prisma so auf, daß die ~langen~ Seiten der Spiegel die -Längskanten des Prismas bildeten. Das Aufkitten mußte sorgfältig -geschehen und es durfte mit dem Kolophonium dabei nicht zu sparsam -umgegangen werden, da die Scheiben, um nicht von der Zentrifugalkraft -abgeschleudert zu werden, sehr fest sitzen müssen. Oben und unten -wickelte Rudi über sie je einige Lagen Schnur und überstrich diese mit -Tischlerleim. Die übrige Anordnung und die Vorrichtung zum Drehen geht -wohl hinreichend deutlich aus der Abb. 193 hervor. Es sei nur noch -erwähnt, daß die Achse des Spiegelprismas nicht zu schwach (mindestens -8 _mm_ stark) gemacht werden durfte und ~ganz genau zentral~ sein -mußte. Zum Antriebe verwendete Rudi das Übersetzungsrad der in Abb. -134 (Seite 160) dargestellten Maschine. Die stets gut zu ölenden Lager -wurden in der üblichen Weise (Seite 22) hergestellt. - -Den Versuch führte Rudi folgendermaßen aus: Er stellte so, wie das aus -der Abbildung zu erkennen ist, eine Leidener Flasche (Seite 46 u. f.) -dem Spiegel gegenüber auf. Um den äußeren Belag der Flasche legte er -einen Blechstreifen, an dem ein 2 _mm_ starker Kupferdraht angelötet -war; letzterer endete in eine kleine Messingkugel, die der durch eine -Messingstange mit dem inneren Belag verbundenen gegenüber stand. Die -Flasche wurde im mäßig verdunkelten Raum mit einem Funkeninduktor -geladen, so daß ein kontinuierlicher Funkenstrom zwischen den Kugeln -übersprang. Während nun Käthe den Funkeninduktor bediente, drehte -Rudi den Spiegel und wies seine Hörer darauf hin, das Spiegelbild des -Funkens zu betrachten. Dieses sah nicht, wie die meisten erwarteten, -ebenso aus, wie der Funke selbst, sondern bei der Entladung sah man -in dem Spiegel einen Lichtstreifen, der aber nicht zusammenhängend, -sondern unterbrochen war; der Funke erschien im Spiegel als eine Reihe -heller Punkte. Bevor Rudi diese Erscheinung näher erklärte, stellte -er an Stelle der Leidener Flasche eine brennende Kerze auf, deren -Spiegelbild beim Rotieren des Apparates zu einem kontinuierlichen -Lichtband ausgezogen wurde. - -„Was beweist dieser Versuch?“ begann unser junger Dozent die -Erläuterung. „Sie wissen, daß ein Lichtstrahl von einem Spiegel -unter demselben Winkel zurückgeworfen wird, in dem er auffällt; in -der gleichen Weise, wie ein Ball, der schief gegen die Wand geworfen -wird, eben so schief, aber nach der anderen Seite, zurückprallt. Wenn -die Lichtstrahlen der Kerzenflamme den ~ruhenden~ Spiegel treffen, so -wird man ein unverändertes Bild sehen; dreht sich aber der Spiegel, -so fallen die Lichtstrahlen in jedem Augenblick in einem anderen -Winkel auf die reflektierende Fläche, werden deshalb auch in anderer -Richtung zurückgeworfen. Die Folge davon ist, daß wir einen breiten -zusammenhängenden Lichtstreifen sehen. Ist nun aber das Lichtband nicht -zusammenhängend, sondern unterbrochen, so ist das ein Beweis dafür, -daß die Lichtquelle nicht fortdauernd Licht aussendet. Dies Schwanken -des Lichtes des elektrischen Funkens können wir mit unseren Augen -deshalb nicht unmittelbar erkennen, weil jeder Lichteindruck länger -empfunden wird, als er in Wirklichkeit andauert. Deshalb sehen wir -auch die hellen Punkte des Lichtbandes gleichzeitig auftreten, während -der folgende tatsächlich erst dann erscheint, wenn der vorausgegangene -verschwunden ist[8]. - -Diese Art einer elektrischen Entladung nennt man eine ~oszillierende~ -Entladung und den dabei die Leiter durchfließenden Strom einen -Wechselstrom ~hoher Frequenz~. - -Der Physiker Hertz hat nachgewiesen, daß von einem geladenen -Leitersystem, das sich durch einen oszillierenden Funken ausgleicht, -~Wellen~ ausgingen, die selbst zwar unsichtbar waren, aber sich -nach denselben Gesetzen fortpflanzen wie die Lichtstrahlen, deren -Wellennatur zuerst von ~Newton~ geahnt, später von Maxwell erkannt und -in bestimmte Gesetze formuliert wurde. - -Die Versuche, die beweisen, daß sich von einem oszillierenden Funken -aus elektrische Wellen in den Raum ausbreiten, will ich nun hier -vorführen. Ich muß jedoch vorher noch auf ein von Hertz angestelltes -Experiment hinweisen, das ich leider nicht vorführen kann, da es mir -trotz vieler Versuche infolge unzureichender Hilfsmittel nie gelang. - -Hertz konstruierte einen Apparat, den Sie im Schema auf der Tafel hier -aufgezeichnet sehen. (Käthe hängte eine Tafel auf, deren Zeichnung -Abb. 194 wiedergibt, und zeigte die von Rudi genannten Teile.) Mit _J_ -ist der Funkeninduktor bezeichnet, dessen sekundäre Pole durch eine -Funkenstrecke _F_ miteinander verbunden sind. Von dieser Funkenstrecke -sind nach beiden Seiten hin die Drähte _L_ gespannt, die in Kugeln -enden. Wurde der Funkeninduktor in Tätigkeit gesetzt, so ging bei _F._ -ein Funkenstrom über und von den mit _F._ verbundenen Drähten gingen -elektrische Wellen aus, die im stande waren, in dem fast zu einem Kreis -geschlossenen Leiter _A_ Ströme hervorzurufen. Diese äußerten sich -durch Entstehen von kleinen Fünkchen bei _F′_. - -[Illustration: Abb. 194. Schema des Hertzschen Wellenversuches.] - -[Illustration: Abb. 195. Der Fritter (Schema).] - -[Sidenote: Der Fritter.] - -Aber gerade in der Kleinheit dieser Fünkchen liegt die Schwierigkeit -der Versuche. Ich bediene mich deshalb im folgenden eines Apparates, -der von Branly erfunden wurde, des sogenannten ~Fritters~ oder -~Kohärers~. Sie sehen auf der zweiten Tafel das Schema eines Kohärers -aufgezeichnet. (Hier hielt Käthe eine Tafel vor, auf der die in Abb. -195 wiedergegebene Zeichnung zu sehen war.) In einer Glasröhre befinden -sich zwei Metallkolben, zwischen denen sich feine Metallfeilspäne -befinden. Da der Kontakt der losen Feilspäne sehr schlecht ist, so -bietet eine derartige Röhre dem Strom eines galvanischen Elementes -einen fast unüberwindlichen Widerstand. Wenn wir also diese Röhre, den -Fritter, mit einem Galvanoskop _G_ in den Stromkreis eines Elements -_E_ schalten, so zeigt das Galvanoskop auf Stromlosigkeit. Wird aber -der Fritter von elektrischen Wellen getroffen, so sinkt der Widerstand -der Feilspäne sofort bis auf ein ganz geringes Maß, und die Nadel des -Galvanoskopes schlägt kräftig aus. Diesen Versuch kann ich Ihnen hier -vorführen.“ - -[Illustration: Abb. 196. Der Fritter.] - -[Illustration: Abb. 197. Zum Fritter.] - -Rudi führte den Versuch hierauf mit einem selbstgefertigten Fritter -aus, dessen Konstruktion hier beschrieben sei. - -An das Ende eines etwa 7 _cm_ langen und 2 _mm_ starken Kupferdrahtes -(_a_ in Abb. 196 und 197) wird ein etwa 3 _mm_ großes dünnes -Silberplättchen _b_ gelötet, das man aus einem Silberdraht durch -Hämmern herstellt. Aus dem Rest des Silberdrahtes, den man sich von -einem Juwelier beschafft -- es braucht kein reines Silber, sondern kann -eine geringere Legierung sein --, biegt man den Ring _c_, der etwa -4 bis 5 _mm_ weit sein soll. Man kann übrigens hierzu statt Silber -auch ~Nickel~, im Notfall auch ~Zinn~ verwenden. Andere Metalle, wie -Kupfer oder Eisen, sind nur bei den gröbsten Versuchen verwendbar. -Jetzt wird ein etwa 5 bis 6 _mm_ dicker Kork (_k_) in der Mitte -durchbohrt, und der Draht _a_ wird so hindurchgesteckt, wie dies -aus den Abbildungen hervorgeht. Seitlich erhält der Kork eine Rinne -zur Aufnahme des Drahtes _c_. Diese Teile werden so in eine passend -weite Glasröhre (_Gl_) eingesteckt, daß _b_ konzentrisch in _c_ -liegt; beide Teile sollen in derselben Höhe auf dem oberen Korkrand -aufliegen. Kork und Glas werden noch mit heißem Siegellack abgedichtet. -Wie dieser Apparat auf einem Grundbrett angebracht wird, geht aus -der Figur hinreichend deutlich hervor. Die Klemmschrauben seien -mit zwei übereinanderliegenden, zueinander rechtwinkelig stehenden -Bohrungen versehen. Die Feilspäne stellen wir uns durch Befeilen -eines Fünfpfennigstückes -- Nickel -- so her, daß gröbere und feinere -Feilspäne entstehen. Je mehr Späne in das Röhrchen eingefüllt werden, -um so empfindlicher ist der Apparat. Für die meisten Versuche genügt -eine etwa 2 _mm_ hohe Lage von Feilspänen. - -Zur Vorführung des ersten Experimentes schaltete Rudi den Fritter -mit dem Vertikalgalvanoskop (Seite 91 u. f.) in den Stromkreis eines -Elementes und ließ dann etwa 50 _cm_ von dem Fritter entfernt aus einem -Elektrophordeckel (Seite 5) ein Fünkchen in seinen Finger überspringen. -In demselben Augenblick zeigte das Galvanoskop einen starken Strom an. - -Die Erklärung für diese Erscheinung lautet folgendermaßen: Wird der -Fritter von elektrischen Wellen getroffen, wie sie immer von einem -elektrischen Funken ausgehen, so treten zwischen den einzelnen einander -nur lose berührenden Feilspänen kleine Fünkchen auf -- aus demselben -Grunde, weshalb bei dem Hertzschen Versuch bei _F′_ in Abb. 194 -Fünkchen auftreten --, die die kleinen Metallkörnchen gewissermaßen -zusammenschweißen, welcher Umstand dann das Herabsinken des Widerstands -zur Folge hat. Diese Erklärung ist einfach und bei oberflächlicher -Betrachtung sehr einleuchtend, wird aber aus verschiedenen Gründen, auf -die ich hier nicht näher eingehen kann, stark angegriffen. - -Wird der leitende Fritter, nachdem er von elektrischen Wellen getroffen -wurde, erschüttert, so werden dadurch die verschweißten Feilspäne -wieder voneinander getrennt. Das Galvanoskop wird deshalb zurückgehen -und wieder Stromlosigkeit anzeigen, sobald man den Fritter z. B. mit -einem Holzstäbchen anschlägt. - -„Mit diesem Fritter“, erklärte Rudi weiter, „haben wir nun ein -empfindliches Reagens auf elektrische Wellen. Mit der Erfindung dieses -Apparates war auch der erste Schritt getan zur praktischen Verwendung -dieser geheimnisvollen Kraft, zur sogenannten ~drahtlosen Telegraphie~ -oder ~Funkentelegraphie~. Letztere Bezeichnung ist die bessere, da man -kaum zu anderen Apparaten so viel ~Draht~ braucht, als gerade zu denen -der ~drahtlosen~ Telegraphie. - -Bevor ich jedoch die Funkentelegraphie bespreche, möchte ich einige -Versuche vorführen, die geeignet sind, Sie über das Wesen der -elektrischen Wellen aufzuklären. - -Wir können die elektrischen Wellen in vielen ihrer Erscheinungsformen -ungezwungen mit entsprechenden Erscheinungen der Luftwellen -vergleichen. Man nimmt deshalb auch an, daß es ein Medium gebe, das -sich zur Elektrizität ebenso verhält, wie die Luft zum Schall. Der -Schall ist eine Wellenbewegung der Luft; wo keine Luft ist, kann auch -kein Schall sein. Den Schall erzeuge ich dadurch, daß ich die Luft -in rhythmische Schwingungen versetze, etwa durch Anschlagen einer -Stimmgabel, einer Saite u. s. w. Das Medium nun, in dem sich die -Elektrizität und das Licht fortpflanzt, ist für keinen unserer Sinne -wahrnehmbar; man hat ihm den Namen Äther gegeben. Der Äther muß eine -ungemein leichte, alle Stoffe durchdringende und den ganzen Weltenraum -erfüllende Substanz sein. Wie ähnlich die elektrischen Schwingungen -einerseits analogen Erscheinungen beim Licht, anderseits beim Schall -sind, will ich Ihnen durch einige Experimente beweisen.“ - -Bevor wir nun Rudis weitere Erklärungen wiedergeben, wollen wir zuerst -wieder die Herstellung der Apparate beschreiben, die Rudi zu seinen -Demonstrationen gebrauchte. - -[Sidenote: Die Resonanz.] - -Das erste hierhergehörige Experiment Rudis zeigte die elektrische -~Resonanz~. Zum Vergleich mit den analogen Erscheinungen des -Schalles führte er zuerst die akustische Resonanz vor. Er hatte zwei -Stimmgabeln, die auf kleinen Resonanzkästchen befestigt waren und von -denen die eine durch einen verstellbaren Gleitschuh auf verschiedene -Töne abgestimmt werden konnte. Er stellte die beiden Stimmgabeln, die -in der Tonhöhe um eine Terz differierten, so auf, daß sich die offenen -Seiten der beiden Resonanzkästchen in einem Abstand von etwa 20 _cm_ -gegenüberstanden. Rudi schlug zuerst beide Gabeln kurz nacheinander -mit einem Holzhämmerchen an, so daß man die Tondifferenz hören konnte; -dann schlug er eine allein an[9], ließ sie ein paar Sekunden tönen und -brachte sie dann durch Umfassen mit der Hand zum Schweigen. Letzteres -wiederholte er noch zweimal und forderte seine Zuhörer auf, genau -aufzumerken. Dann stimmte er die eine Gabel durch Verstellen des -Gleitschuhes genau auf die andere ab und schlug beide nacheinander kurz -an, so daß man die Tongleichheit erkennen konnte. Darauf versetzte -er wieder eine allein in Schwingung und umfaßte sie nach ein paar -Sekunden, wie zuerst mit der Hand; trotzdem hörte man den Ton noch ganz -deutlich weiter klingen. Bevor jedoch der Ton von selbst verklungen -war, berührte er auch die zweite Gabel, und sofort war nichts mehr zu -hören. Auch diesen Versuch wiederholte Rudi noch ein paarmal. - -Diese Experimente führte Rudi aus ohne ein Wort dazu zu sprechen, -von kurzen Aufforderungen zum Aufmerken abgesehen. Ebenso schweigend -verhielt er sich bei dem folgenden Versuch, der die entsprechende -elektrische Erscheinung vorführte. - -Für diesen Versuch sind zwei ~möglichst gleiche~ Leidener Flaschen -nötig. Rudi hatte dazu zwei zylindrische Gläser verwendet (siehe Seite -46 u. f.), die 30 _cm_ hoch waren und nahe 15 _cm_ im Durchmesser -hatten. (Je kleiner die Flaschen sind, umso schwerer gelingt der -Versuch!) Jede der Flaschen erhielt einen um ihren äußeren Belag -gelegten Blechstreifen (_B_ in Abb. 198 und 199), an dem bei der einen -Flasche (Abb. 198) ein gerader, etwa 2 _mm_ starker und 30 _cm_ langer -Draht (_D₂_) angelötet war; bei der anderen Flasche war ein ebensolcher -Draht (_D_) in der aus Abb. 199 ersichtlichen Form gebogen, an seinem -Ende mit einer Kugel versehen und durch den Träger _T_ gestützt, -der aus Glas, Hartgummi oder Vulkanfiber hergestellt war, auf dem -Flaschenrand aufsaß und mit Schellackkitt (s. S. 5 u. 79) angekittet -war. Dem Knopf der ersten Leidener Flasche gegenüber war, wie Abb. -198 zeigt, ebenfalls ein Metallknopf befestigt, an dem der Draht _D₁_ -angelötet war, _D₁_ stand zu _D₂_ parallel. _D₁_ wurde von dem Rähmchen -_R_ gehalten, das aus Hartgummi oder Vulkanfiber hergestellt war. Aus -2 bis 3 _mm_ dicken Fiber- oder Ebonitplatten sägte er sich dazu zwei -gleiche Rähmchen, versah sie an den in Abb. 198 mit _x_ bezeichneten -Stellen mit Kerben, in denen die Stange _S_ und der Draht _D₁_ knapp -Platz fanden. _S_ und _D₁_ wurden dann in der aus der Abbildung -ersichtlichen Weise zwischen den beiden Rähmchen, indem diese mit -Schrauben zusammengezogen wurden, eingeklemmt. Ferner wurden _D₁_ und -_D₂_ durch einen verschiebbaren Draht _V_ miteinander verbunden. - -[Illustration: - - Abb. 198. Abb. 199. - -Leidener Flaschen für Resonanzversuche.] - -Man kann auch _D₁_ direkt an den Knopf der Stange _S_ anlöten. Dann muß -man aber noch eine besondere Funkenstrecke dadurch herstellen, daß man -einen Streifen Stanniol so über den Rand der Flasche legt, daß er den -inneren Belag berührt, von dem äußeren aber einige Millimeter entfernt -bleibt. Die Resonanzentladung geht dann zwischen dem Streifen und dem -äußeren Flaschenbelag über. - -Diese beiden Flaschen stellte Rudi in einem Abstande von etwa 50 _cm_ -so auf, ~daß die Ebenen der beiden Schließungskreise einander parallel -waren~. Der Bügel _V_ war fast bis an das Ende der Drähte _D₁_ und _D₂_ -geschoben. Die Flasche, die Abb. 199 darstellt -- sie heiße fernerhin -_A_, die andere _B_ --, ließ er durch Käthe mit seiner Influenzmaschine -laden, so daß in kurzen Intervallen bei _F′_ Funken überschlugen. Dann -verschob er mit einem Glasstab den Bügel _V_ der Flasche _B_ langsam -nach innen; kaum hatte _V_ einen bestimmten Punkt erreicht, als auch -bei _F_ an der Flasche _B_ Funken übersprungen, obgleich diese mit -keiner Elektrizitätsquelle verbunden war. Wurde das Laden der Flasche -_A_ unterbrochen, so hörten auch die Funken bei _B_ auf. Traten bei _A_ -die Funken wieder auf, so traten sie auch bei _B_ auf, aber nur, wenn -der Bügel _V_ sich an einer ganz bestimmten Stelle befand; wurde er -verschoben, so blieben die Funken aus. - -Nachdem Rudi diese Erscheinung einige Male möglichst demonstrativ -vorgeführt hatte, begann er die Erklärung: - -„Bei dem Versuch mit den Stimmgabeln haben Sie gesehen oder vielmehr -gehört, daß, wenn beide Gabeln auf den gleichen Ton abgestimmt waren, -auch beide erklangen, selbst wenn nur die eine angeschlagen wurde. Die -Gleichheit der Tonhöhe, das heißt der Schwingungszahl in der Sekunde -bei beiden Gabeln war dabei notwendig, denn wenn sie auf verschiedene -Töne abgestimmt waren, gelang der Versuch nicht. - -Ganz ähnlich verhielten sich die Dinge bei den Leidener Flaschen. Was -bei der Stimmgabel der Ton ist, ist hier der Funke; dem verstellbaren -Gleitschuh dort entspricht hier der Drahtbügel, den ich hin und her -schieben kann. - -Wenn ich die eine der gleichgestimmten Gabeln anschlage, so geraten -ihre elastischen Zinken in Schwingungen; diese Schwingungen erschüttern -die Luft, und es entstehen Luftwellen, die sich mit einer gewissen -Geschwindigkeit von der Stimmgabel wegbewegen. Wenn man sich von -diesem Vorgang ein Bild machen will, so denke man an die Wellenkreise, -die ein in ein ruhiges Wasser geworfener Stein verbreitet. Diese -Luftwellen schlagen nun in einem ganz bestimmten Takt, der eben dem -betreffenden Ton eigen ist, an die andere Stimmgabel; da diese aber -fähig ist, in dem gleichen Takt zu schwingen -- sie ist ja auf die -gleiche Tonhöhe abgestimmt --, so muß sie den rhythmisch anschlagenden -Luftwellen nachgeben, das heißt sie gerät selbst in Schwingungen. - -Ganz ähnlich verhält es sich bei den Leidener Flaschen. Entladet -sich eine solche Flasche durch einen Funken, so geraten dabei die -leitenden Teile in einen Zustand, den man nicht näher definieren kann, -der aber dem Äther in ganz ähnlicher Weise wie die Stimmgabel der -Luft rhythmische Stöße erteilt, so daß er von einer Wellenbewegung -durchzittert wird. Treffen diese Wellen, die in einem ganz bestimmten -Takt aufeinander folgen, an das Leitungssystem der anderen Flasche, -so gerät dieses ebenfalls in jenen Zustand -- was sich durch das -Auftreten von Funken äußert --, wenn es auf die gleiche Schwingungszahl -abgestimmt ist (siehe auch die Kritik am Ende des Vortrages). Die -Schwingungszahl eines derartigen Systemes hängt ab von Form und Größe -der Flaschen und des Drahtkreises, durch den die Entladung vor sich -geht. - -[Illustration: Abb. 200. Resonanzpendel.] - -Diesen Vorgang bezeichnet man in der Akustik wie in der -Elektrizitätslehre als ~Resonanz~; ebenso finden wir in der Optik -ähnliche Erscheinungen, und auch in der Mechanik gibt es eine Resonanz, -wie ich Ihnen mit diesem Apparat zeigen will.“ - -Hier stellte Käthe in den Vordergrund des Experimentiertisches einen -Apparat, dessen Konstruktion aus Abb. 200 und der nun folgenden -Beschreibung Rudis für den Leser hinreichend klar hervorgehen wird. - -„Hier wird eine Messingstange von den beiden Holzträgern so -gehalten, daß sie sich leicht um ihre Längsachse drehen kann. -Über diese Messingstange sind zwei Rohrstückchen geschoben, die -ebenfalls beweglich sind. An jedem der Röhrchen ist ein dicker Draht -angelötet, an dem sich eine runde Scheibe aus Bleiblech herauf- und -herunterschieben läßt. Ich habe hier also zwei Pendel, deren Länge ich -beliebig verändern kann. - -Nun ist es ein bekanntes Gesetz aus der Mechanik, daß ein Pendel -umso rascher schwingt, je kürzer es ist und umgekehrt, wie bei der -Stimmgabel. Ich will jetzt das eine Pendel ziemlich lang, das andere -möglichst kurz machen -- Käthe schob die eine der Bleiplatten ganz nach -oben, die andere ganz herunter, ~hielt die Messingstange in der Mitte -fest~ und versetzte beide Pendel in Schwingung --. Sie sehen, das lange -Pendel braucht viel mehr Zeit, um einmal hin und her zu gehen, als -das kurze. Jetzt sind beide Pendel in Ruhe; ich stoße das kürzere an; -es schwingt allein, obgleich die gemeinsame Achse infolge der Reibung -dieses Röhrchens sich ebenfalls bewegt und man meinen sollte, daß diese -Bewegung auch dem langen Pendel mitgeteilt würde. Jetzt will ich einmal -das kurze zur Ruhe bringen und das lange in Schwingungen versetzen: -auch das ist nicht im stande, seinem Nachbar seine Bewegung mitzuteilen. - -Nun will ich sie aber einmal beide ~gleich~ lang machen und das eine -anstoßen: Sie sehen, schon nach drei, vier Schwingungen beginnt der -Nachbar mitzuschwingen -- und jetzt pendeln sogar beide gleich stark. - -Näher kann ich hier auf diese mechanischen Erscheinungen nicht -eingehen. Das letzte Beispiel möge nur zur Versinnlichung der -elektrischen Resonanz dienen.“ - -[Sidenote: Interferenz.] - -Die zweite hierher gehörige elektrische Erscheinung, die ebenfalls ihr -Gegenstück bei der Akustik hat, ist die ~Interferenz~. - -Die Experimente, die die akustische Interferenz nachweisen, sind -nicht gut für viele Zuhörer vorzuführen. Rudi beschränkte sich deshalb -darauf, die Tatsachen an zwei schematischen Zeichnungen zu erklären. - -[Illustration: Abb. 201. Interferenz zweier Wellenzüge.] - -Denken wir uns einen Schallwellenzug schematisch durch eine wirkliche -Wellenlinie aufgezeichnet (_A_ in Abb. 201); gleichzeitig sei ein -zweiter Wellenzug dargestellt (_B_), der um eine halbe Wellenlänge -gegen den ersten verschoben ist. Wir sehen, daß die Resultierende -aus beiden Linien gleich Null ist, das heißt die beiden Töne müssen -einander auch in der Wirklichkeit, wenn sie so zusammenfallen, -aufheben, sie müssen verstummen. - -Diese Tatsache wird mit dem ~Interferenzrohr~ nachgewiesen, dessen -Einrichtung aus Abb. 202 hervorgeht. Wir sehen hier ein Rohrsystem, das -bei _c_ seinen Eingang hat, sich bei α in den oberen festen Gang _A_ -und den unteren veränderbaren _B_ teilt, sich bei β wieder vereinigt -und bei _d_ ausläuft. - -[Illustration: Abb. 202. Interferenzrohr.] - -Erzeuge ich bei _c_ einen Ton, so entstehen Luftwellen, die sich durch -_A_ und _B_ fortpflanzen und bei _d_ ausströmen; man wird also bei _d_ -den Ton hören -- oder nicht hören, je nachdem sich die Länge des Weges -_A_ zu der des Weges _B_ verhält. Höre ich bei _d_, während der Ton bei -_c_ andauert, und verändere gleichzeitig die Länge des Weges _B_ durch -Zusammenschieben oder Auseinanderziehen der Röhren bei _x_, so werde -ich wahrnehmen, daß der Ton bald verstummt, bald wieder ertönt. Das -rührt daher, daß bei einem gewissen Verhältnis der Weglänge _A_ zu der -Weglänge _B_ die sich bei β vereinigenden Schallwellen so treffen, wie -es in Abb. 201 gezeichnet ist: Ein Wellenberg und ein Wellental treffen -gerade zusammen und heben einander auf, die Tonstärke ist gleich Null. -Dies kann bei verschiedenen Längen von _B_ der Fall sein; dann ist -die Strecke, um die ich _B_ verlängern oder verkürzen muß, um den Ton -gerade zweimal zum Verstummen zu bringen, ein unmittelbares Maß für die -Gänge der betreffenden Schallwelle. - -Eine ganz ähnliche Erscheinung können wir bei den elektrischen Wellen -nachweisen. Die Apparate, die zu diesen Versuchen nötig sind, können -wir uns leicht selbst herstellen. - -[Illustration: Abb. 203. Blechkasten für den Funkeninduktor.] - -Zuerst müssen wir uns einen Blechkasten fertigen, in dem der -Funkeninduktor samt der ihn treibenden Akkumulatorenbatterie -untergebracht werden kann. Der Blechkasten muß einen Deckel haben, -dessen Ränder weit übergreifen und fest anliegen. Ferner muß an ihm -vor der Stelle, von der die elektrischen Wellen ausgehen, ein offenes -Ansatzrohr _A_ (Abb. 203) befestigt sein, das einen quadratischen -Querschnitt mit etwa 4 _cm_ Seitenlänge und eine Länge von etwa 5 -_cm_ hat. Vorteilhaft ist es, wenn man die Apparate in dem Deckel -zusammenstellt und dann den Kasten umgekehrt darüberstülpt. An dem -Blechkasten muß auch außerdem noch eine Öffnung sein, durch die man zu -der Kontaktvorrichtung für den primären Strom gelangen kann, um die -Tätigkeit des Funkeninduktors hervorrufen oder abstellen zu können. -Diese Öffnung muß aber durch eine Schiebeklappe gut verschließbar sein. - -Der zweite Apparat, der ebenfalls noch in dem Kasten Platz finden muß, -ist der Sender oder Radiator, von dem die elektrischen Wellen erzeugt -werden. Dieser Radiator wird ähnlich hergestellt wie der auf Seite 252 -beschriebene und in Abb. 207 dargestellte[10], nur unter Verwendung -von etwas kleineren Kugeln (etwa 3 _cm_ Durchmesser). Wie der Radiator -so über dem Funkeninduktor anzubringen ist, daß er möglichst wenig -Platz in Anspruch nimmt, überlasse ich der Phantasie des Lesers. Nur -darauf sei noch hingewiesen, daß die Wände des Kastens überall von den -Klemmen des Funkeninduktors genügenden Abstand haben müssen, da die -Entladung sonst statt durch den Radiator durch das Blech vor sich geht. - -Wir kommen jetzt zur Herstellung des Interferenzrohres. Wer im -Bearbeiten von Blech bewandert ist, verfertigt sich diesen Apparat ganz -aus dünnem Weißblech; wer sich das jedoch nicht zutraut, macht ihn aus -Pappe, die innen und außen vollkommen mit starkem Stanniol überzogen -wird. Das Rohr, dessen Schnitt Abb. 204 zeigt, hat einen quadratischen -Querschnitt mit 4 bis 5 _cm_ Seitenlänge. Der Teil _B_ ist, wie schon -aus der Abbildung erhellt, so eingerichtet, daß er, ähnlich wie eine -Posaune, ausgezogen oder eingeschoben werden kann. Dabei müssen die -äußeren Rohrwände sich möglichst genau den inneren anlegen. Zur -Verminderung der Reibung öle man die in Betracht kommenden Teile ein. -Bei α und β setze man gemäß Abb. 204 je zwei Spiegel ein, die aus -Stanniol mit Unterlage von Pappe angefertigt werden. Sie dienen zur -Reflexion der Wellen. - -[Illustration: Abb. 204. Interferenzrohr.] - -Nun wollen wir sehen, wie Rudi die Experimente mit diesen Apparaten -ausführte. - -Auf einer hinreichend hohen Unterlage stellte Rudi den Blechkasten -mit den eingeschlossenen Apparaten derart auf, daß das Ansatzrohr -nach rechts zeigte; über letzteres schob er den Ansatz _c_ des -Interferenzrohres, dessen feste Hälfte _A_ auf dem Boden des Tisches -aufstand. Ungefähr 30 _cm_ von der Öffnung _d_ entfernt, aber genau in -gleicher Höhe vor derselben, stellte er den oben beschriebenen Fritter -auf, in den für diesen Versuch möglichst wenig Feilspäne einzufüllen -sind und den er so mit einer elektrischen Glocke zusammengestellt -hatte, wie aus Abb. 205 hervorgeht. An den Klöppel der Klingel hatte er -einen starken Draht _a_ angelötet, der so gebogen war, daß er, wenn die -Glocke in Tätigkeit gesetzt wurde, an den Fuß des Fritters schlagend -diesen erschütterte. Das Glockenbrett war durch eine Schraube fest mit -dem Fritterbrett verbunden. Wie er zur Vorführung der Experimente die -Apparate mit einem Element in leitende Verbindung brachte, erhellt aus -Abb. 205. - -[Illustration: Abb. 205. Fritter mit Glocke und Schüttelvorrichtung.] - -Sobald nun Rudi den Funkeninduktor in Bewegung setzte, begann die -Glocke zu ertönen, da der Fritter von elektrischen Wellen getroffen -wurde und deshalb dem vom Elemente kommenden Strome keinen Widerstand -mehr entgegensetzte. Die Glocke ertönte aber nur so lange, als -der Funkeninduktor in Tätigkeit war; denn die Leitungsfähigkeit -des Fritters wurde durch das Anschlagen des Drahtes _a_ mit jedem -Hammerschlage der Glocke aufgehoben, um, so lange als er von -elektrischen Wellen getroffen wurde, sofort wieder hergestellt zu -werden. Blieben die Wellen aus, so blieb auch die Leitungsfähigkeit des -Fritters aus, und die Glocke mußte verstummen. - -Diesen Vorgang erläuterte Rudi ziemlich eingehend, da er für die -praktische Anwendung der drahtlosen Telegraphie sehr wichtig ist. - -Jetzt erst führte Rudi den eigentlichen Interferenzversuch aus. Er -setzte den Funkeninduktor in Tätigkeit, so daß die Glocke ertönte; dann -zog er den Teil _B_ des Interferenzrohres langsam aus; der Glockenton -wurde schwächer und hörte plötzlich ganz auf, weil jetzt der Weg _B_ -um eine halbe Wellenlänge länger war als der Weg _A_ und deshalb die -Wellen bei β in der schon oben angegebenen Weise einander trafen und -aufhoben. - -Die Stelle des einen Schenkels des Interferenzrohres, die der Rand -des Auszugrohres bezeichnete, als die Glocke aufhörte zu klingeln, -markierte Rudi durch Ankleben eines gummierten Papierstreifchens. -Darauf zog er das Rohr langsam weiter aus; die Glocke begann wieder -zu tönen und verstummte wieder. Sobald als die Glocke wieder ruhig -geworden war, zog Rudi das Rohr nicht mehr weiter aus, sondern beließ -es an der Stelle und maß darauf die Strecke von der Papiermarke bis zum -Rand des Rohres _B_. Es zeigte sich, daß die gemessene Strecke etwa 3 -_cm_ lang war; daraus ergibt sich also eine Wellenlänge von 6 _cm_. - -[Sidenote: Reflexion und Brechung.] - -Für die nächsten Versuche stellte Rudi die Apparate in dem Blechkasten -ohne Unterlage auf den Tisch. Statt des Interferenzrohres steckte er -ein etwa 15 _cm_ langes und 4 _cm_ weites, gerades Rohr auf den Ansatz -des Blechkastens. Wenn nun in dem Radiator Funken übersprangen, so kam -aus dem Rohr ein gerades Bündel von elektrischen Wellen heraus. Rudi -konnte mit dem mit der Glocke verbundenen Fritter genau die Stellen -des Raumes bestimmen, welche von elektrischen Wellen durchsetzt waren. -Er stellte den Fritter 1 _m_ von der Rohrmündung entfernt so auf, -daß die Glocke ertönte, und schob dann zwischen die beiden Apparate -zuerst ein großes Brett, dann einen Pappendeckel; die Gegenstände -müssen groß sein, da sich die verhältnismäßig langen Wellen ähnlich den -Schallwellen leicht um sie herumbeugen; die Glocke tönte unverändert -weiter; als er aber eine Blechscheibe dazwischenstellte, schwieg die -Klingel. Die Blechscheibe war den Wellen also ein Hindernis, das -sie nicht überwinden konnten, während sie durch eine Glasscheibe, -durch eine Tortenplatte aus Steingut oder Porzellan, durch Hartgummi -hindurchgingen. Es zeigte sich also, daß die Metalle, also die -Stoffe, die im allgemeinen als Leiter der Elektrizität bekannt sind, -die elektrischen Wellen aufhalten, während die Isolatoren ihnen den -Durchtritt gestatten. - -Der nächste Versuch bestand darin, daß Rudi den Fritter ganz aus dem -Bereiche des elektrischen Wellenstrahles herausrückte, so daß die -Glocke verstummte. Dann hielt er eine ebene Blechscheibe so in die -Richtung des Wellenstrahles, daß dieser, in einem bestimmten Winkel -auffallend unter dem gleichen Winkel nach der anderen deren Seite -zurückgeworfen (reflektiert), den Fritter traf, was das Ertönen der -Glocke anzeigte. Abb. 206 zeigt im Aufriß die Aufstellung der Apparate -und den Gang des Wellenstrahles. - -[Illustration: Abb. 206. Schema zum Reflexionsversuch.] - -Ein weiterer Versuch zeigte die Brechbarkeit der elektrischen Wellen -beim Durchgang durch verschieden dichte Medien. Wie eine Konvexlinse -die Lichtstrahlen, die parallel die Linse treffen, so bricht, daß sie -sich hinter der Linse in einem Punkt vereinigen, so kann man auch die -elektrischen Wellenstrahlen in einer Konvexlinse sammeln. - -Rudi stellte den Fritter so weit von dem Blechkasten entfernt auf -- -aber genau in der Richtung des Ansatzrohres --, daß die Glocke eben -nicht mehr ertönte. Dann hielt er vor den Fritter einen mit Petroleum -gefüllten Glaskolben -- eine Kochflasche von 1 bis 1½ Liter Inhalt ---, und die Glocke ertönte laut. Die in jener Entfernung schon sehr -zerstreuten Strahlen wurden in der Kochflasche gesammelt und hinter -ihr gerade im Fritter in einem Punkte vereinigt. Die geeignetste -Entfernung der Flasche vom Fritter stellte Rudi schon vor dem Vortrage -durch Probieren fest. - -„Durch diese Versuche,“ sprach Rudi weiter, „und noch manche andere, -die ich hier nicht vorführen kann, hat man die große Ähnlichkeit der -elektrischen Wellen mit den Lichtwellen nachgewiesen, und man darf -als bewiesen annehmen, daß sowohl dem Licht wie auch der Elektrizität -dasselbe Medium, der an sich freilich noch hypothetische Äther, zur -Fortbewegung dient. Der Äther erfüllt den ganzen Raum. Wir können in -ihm sich rasch fortpflanzende Schwingungen erzeugen und haben auch -die Möglichkeit, das Vorhandensein solcher Schwingungen nachzuweisen. -Damit ist theoretisch das Problem der drahtlosen Telegraphie gelöst. -In der Praxis aber gestalten sich die Verhältnisse doch sehr viel -umständlicher. Sie haben schon bei dem letzten Versuche gesehen, -daß mit wachsender Entfernung die Wirkung der elektrischen Wellen -auf den Fritter abnimmt und schließlich aufhört. Man hat deshalb -zuerst versucht, die elektrischen Wellen ähnlich wie das Licht in -einem Scheinwerfer, in einem Parabolspiegel zu erzeugen und ebenso -mit einem Parabolspiegel, in dessen Brennlinie sich der Fritter -befand, aufzufangen. Ich könnte Ihnen diese Parabolspiegelversuche -hier vorführen; doch da sie eigentlich nichts Neues zeigen, so nehme -ich davon Abstand. Wichtiger ist es, daß man die Fernwirkung der -elektrischen Wellen dadurch sehr wesentlich verstärken kann, daß man -mit den die Wellen erzeugenden und empfangenden Teilen der Apparate -lang ausgestreckte und frei endende Drähte verbindet.“ - -Bevor wir die nun folgenden Ausführungen Rudis anhören, wollen wir -sehen, wie er sich die verschiedenen für die Experimente nötigen -Apparate hergerichtet hatte. - -[Sidenote: Der Sender.] - -Der Sender wurde schon erwähnt, aber noch nicht genau beschrieben. Er -ist in Abb. 207 gezeichnet. Zwei Metallkugeln _A_ und _A′_ von 5 bis 6 -_cm_ Durchmesser (über die Herstellung der Metallkugeln siehe Seite 7) -werden gut angewärmt und ganz mit einem Überzug von rotem Siegellack, -dem, um ihm die Sprödigkeit zu nehmen, einige Tropfen Leinöl zugefügt -sind, überzogen. Ein dicker Schellacküberzug (siehe Seite 5) tut -die gleichen Dienste. Bei jeder Kugel wird dann an zwei einander -gegenüberliegenden Stellen eine 0,5 bis 1 _cm_ große Stelle von dem -Überzug befreit. - -[Illustration: Abb. 207. Der Sender.] - -Die Befestigung der Metallkugeln in einem Holzgestell ist hinreichend -deutlich aus der Abbildung zu erkennen: Auf dem Grundbrett _G_ sind -zwei mit runden Ausschnitten versehene Trägerbrettchen _T_ befestigt -und durch die Querleiste _Q_ fest miteinander verbunden. Auf den -Trägern sitzen, durch Vulkanfiberklötzchen vom Holze isoliert, die -beiden Klemmen _K₁_, welche mit _A_, und _K₂_, welche mit _A′_ -metallisch verbunden ist. Bevor wir jedoch diese Verbindung herstellen -und die Entfernung von _T_ und _T′_ bestimmen, werden die beiden -Kugeln durch den Ring _H_ fest miteinander verbunden. Der Ring, der so -weit und breit sein muß, daß, wie aus der Abbildung ersichtlich, die -daraufgesteckten Kugeln mit je einer vom Siegellack befreiten Stelle -etwa 1 bis 5 _mm_ -- je nach der Stärke der Stromquelle -- voneinander -entfernt sind, wird aus in Paraffin gekochter Pappe zusammengeklebt und -wie die Kugeln mit einer Siegellack- oder Schellackschicht innen und -außen überzogen. An einer Stelle _L_ ist zum Einfüllen von Petroleum -die Öffnung _L_ gelassen, die mit dem Pfropfen _P_ verschlossen werden -kann. _U_ ist eine Umhüllung (nicht notwendig) um _A_ und _A′_, ebenso -hergestellt wie der Ring _H_, die die Kugeln aber nicht berührt und mit -einem Loch _L′_ versehen ist, das nach dem Einfüllen des Öles in den -Ring _H_ nach unten gedreht wird. Die beiden Kugeln werden mit dem -Ringe dadurch dauernd verbunden, daß die beiden Berührungsfugen mit -heißem Siegellack (bei Verwendung von Schellack mit Schellackkitt Seite -5) ausgegossen werden. Jetzt wird das Kugelpaar in die Ausschnitte der -beiden Träger eingeklemmt. Es schauen jetzt die äußeren beiden vom -Siegellack befreiten Stellen über die Träger heraus; diesen blanken -Stellen gegenüber stehen die kleinen Kügelchen _B_ und _B′_, die an -den in _S_ verschiebbaren Stangen _R_ und _R′_ angelötet sind. Die -Säulen _S_ sind aus Glas herzustellen und mit Holzköpfen zu versehen, -über welche (siehe die links stehende Sonderzeichnung in Abb. 207) -je ein Blechstreifchen _M_ gebogen wird, auf dem eine Klemme _K_ -angelötet ist. Die Säulenköpfe mit dem Blechstreifen _M_ sind derartig -durchbohrt, daß die Stangen _R_ in der Bohrung unter Reibung an _M_ hin -und her geschoben werden können. - -[Illustration: Abb. 208. Bifilare Wickelung.] - -[Sidenote: Der Empfänger.] - -Um den Empfänger möglichst empfindlich zu machen, müssen wir in die -schon oben beschriebene Zusammenstellung von Glocke und Fritter ein -Relais (siehe Seite 121) einschalten. Ferner müssen wir das Entstehen -der Unterbrechungsfunken an der elektrischen Klingel verhindern, da -von diesen Funken der Fritter in unerwünschter Weise beeinflußt werden -kann. Im allgemeinen wird es genügen, das Werk der Glocke mit einer -Metallkapsel zu überdecken. Ist der Fritter jedoch sehr empfindlich, -so müssen die beiden Teile der Unterbrechungsstelle des Wagnerschen -Hammers durch einen Widerstand von 500 bis 1000 Ohm -- durch Versuche -genauer zu ermitteln -- verbunden werden. Verwenden wir für diesen -Widerstand einen entsprechend langen und dünnen Nickelindraht, so ist -es vorteilhaft, ihn ~bifilar~ auf eine Spule zu wickeln. Eine bifilare -Wickelung stellt man folgendermaßen her: Man biegt den Draht in der -Mitte seiner ganzen Länge um und wickelt ihn dann doppelt, so wie -aus Abb. 208 hervorgeht, auf eine Spule auf. Solche Spulen besitzen -keine Selbstinduktion. Man kann auch Graphitstäbe aus Bleistiften als -Widerstand benutzen. - -Die beim Relais auftretenden Funken können dadurch unschädlich -gemacht werden, daß wir diesen Apparat mit einem völlig geschlossenen -Metallkasten überdecken. Auch kann das Relais weiter vom Fritter -entfernt aufgestellt werden. - -Wollen wir nun, daß die vom Sender gegebenen Zeichen vom Empfänger -nicht nur durch das Ertönen der Glocke angezeigt, sondern auch gleich -niedergeschrieben werden, so müssen wir zu den bereits erwähnten -Apparaten noch einen Morseapparat (Seite 115) schalten. - -Wie die einzelnen Apparate zu verbinden sind, ersieht man aus dem -Schema Abb. 209; in dieser Abbildung ist auch die Schaltungsweise der -Sendeapparate angegeben. - -[Illustration: Abb. 209. Anordnung der Apparate zur drahtlosen -Telegraphie.] - -Mit _Akk._ ist die Akkumulatorenbatterie bezeichnet, die den -Funkeninduktor _J_ speist. Die Leitung ist durch den Taster _T_ -unterbrochen, mit dessen Hilfe wir den Strom nach Belieben kurz oder -lang einschalten können. Die Sekundärpole des Induktors verbinden wir -unter Einschaltung eines Kondensators _K_ mit den Kugeln _B_ und -_B′_ des Senders _S_. Unter Umständen funktionieren die Apparate aber -~ohne~ Kondensator besser, was sich, wie auch die günstigste Größe des -Kondensators, leicht durch einige Versuche ausfindig machen läßt. An -die beiden Klemmen _K₁_ und _K₂_ des Senders (Abb. 207) schließen wir -die beiden frei endenden, 50 bis 100 _cm_ langen und völlig gerade -gestreckten Drähte _s_ an, die beide genau in einer Linie verlaufen -sollen. - -Genau in der gleichen Weise werden die beiden Drähte _h_ (siehe auch -Abb. 196) an die Klemmen α und β des Fritters _F_ angeschlossen. α -von _F_ wird dann mit dem einen Pol eines Salmiakelementes, dessen -anderer Pol mit der Klemme α des Relais _R_ und dessen Klemme β mit -β von _F_ verbunden. Die Glocke (_Gl_) und der Morseapparat (_M_) -werden nebeneinander geschaltet mit den Klemmen γ und δ des Relais und -Batterie (_Bttr._) verbunden, wie das hinreichend deutlich aus der -Abbildung hervorgeht. - -Sollte sich, was man durch einen Versuch feststellen mag, ein -Hintereinanderschalten von Glocke und Morseapparat als vorteilhafter -erweisen, so fallen die Verbindungen von β_M_ nach β_Gl_ und von α_M_ -nach α_Gl_ weg, dafür wird α_M_ mit β_Gl_ verbunden. - -Da zum Zeichengeben auf größere Entfernungen der Fritter möglichst -empfindlich sein soll, so füllen wir, im Gegensatz zu den oben -erwähnten Versuchen (vergleiche Seite 248) eine ziemlich hohe Schicht, -etwa 5 bis 10 _mm_, von Feilspänen in das Röhrchen. Da beim Gebrauch -des Morseapparates das fortdauernde Tönen der Glocke unnötig ist, -die Erschütterung des Fritters durch den Glockenklöppel aber nicht -ausbleiben darf, so steckt man unter die Glockenschale, um deren Schall -etwas zu dämpfen, etwas Papier. - -Rudi erklärte, während Käthe die einzelnen Apparate zeigte, die -ganze Einrichtung, wie sie in Abb. 209 dargestellt ist. Dann machte -sich die eifrige Assistentin daran, die Türen der drei hinter dem -Vortragsraum gelegenen Zimmer zu öffnen und die ~Send~apparate auf -einen im hintersten Zimmer bereitgestellten Tisch zu transportieren. -Unterdessen stellte Rudi die Empfangsapparate so auf, daß die -Fangdrähte (_hh_ Abb. 209) des Empfängers denen des Senders (_ss_) -parallel verliefen, und wies auf die Notwendigkeit dieses Umstandes -hin. Ferner erwähnte er, daß die Entfernung der beiden Apparate jetzt -etwa 17 bis 18 _m_ betrage. - -Darauf gab Rudi einer sich auf seine Frage hin freiwillig meldenden -Dame aus dem Kreise seiner Zuhörer einen Briefkarton mit Bleistift -und Umschlag und bat sie, einige Worte darauf zu schreiben und den -Karton dann in den Umschlag zu stecken und diesen zuzukleben. Er -begab sich gleich wieder hinter seinen Experimentiertisch. Als die -Dame mit Schreiben fertig war, winkte Rudi seiner Schwester, welche -den verschlossenen Brief mit in das hinterste Zimmer nahm, in dem die -Sendapparate standen. Die letzte Türe schloß Käthe, die beiden anderen -Türen -- damit man ja sah, daß alle drei Türen geschlossen seien -- -schloß Rudi. - -Er stellte sich ganz auf die Seite des Tisches, so daß er die Apparate -nicht erreichen konnte. Er bat seine Hörer, sich einen Augenblick -zu gedulden. Plötzlich begann das geheimnisvolle Geklapper des -Morseapparates -- Rudi hatte sich einen solchen mit einem Uhrwerk -hergestellt, so daß er ihn nicht bedienen mußte (siehe Seite 117 -u. f.) -- und der stumpfe Ton der abgedämpften Klingel. Käthe, die die -Morseschrift (Seite 120) und die Handhabung des Morsetasters gelernt -hatte, hatte den Brief geöffnet und ließ durch kürzeres und längeres -Schließen und Öffnen des Primärstromkreises den Inhalt des Schreibens -durch die drei Zimmer wandern, so daß er in Form von kurzen und langen -Strichen auf dem Papierstreifen des Morseapparates niedergeschrieben -wurde. - -Als die Apparate aufhörten zu arbeiten, riß Rudi den beschriebenen -Papierstreifen ab und schrieb dessen Inhalt zuerst in Morseschrift, -dann in Kursivschrift auf eine große Tafel, die er so aufstellte, -daß alle sie sehen konnten. Unterdessen war Käthe gekommen und hatte -den geöffneten Brief den Zuhörern zum Herumgeben überreicht, so daß -sie sich überzeugen konnten, daß auf der Tafel genau dieselben Worte -standen wie in dem Brief. - -„So wunderbar diese drahtlose Telegraphie manchem erscheinen mag, so -ist sie im Grunde kaum wunderbarer als die Tatsache, daß Sie meine -Stimme vernehmen. Zwischen mir und Ihnen sind auch keine Drähte -gespannt; und da weder in meinem Halse noch in Ihren Ohren Drähte sind, -so kann ich das Sprechen mit viel größerem Rechte eine ‚drahtlose‘ -Telegraphie nennen, als das Verfahren hier, zu dem ich Apparate -brauche, die nichts weniger als ‚drahtlos‘ sind.“ - -Damit schloß Rudi diesen Teil seines Vortrages ab, um zum zweiten -Teil, den er zu Anfang schon gestreift hatte, zu den Versuchen -mit Wechselströmen hoher Frequenz, den sogenannten ~Teslaströmen~ -überzugehen. - -Bevor wir jedoch Rudi in seinen Ausführungen fortfahren lassen, wollen -wir zuerst wieder erklären, wie die Teslaapparate herzustellen und die -Versuche auszuführen sind. - -[Sidenote: Teslatransformatoren.] - -Wir haben aus dem vierten Vortrage gelernt, daß der Grad der -Plötzlichkeit der Unterbrechung des Primärstromes in einem -Induktionsapparat und die Häufigkeit der Unterbrechung oder Änderung -der Stromrichtung in einer Sekunde von besonderer Bedeutung für den -sekundären Strom ist. Nun ist am Anfang dieses Vortrages schon darauf -hingedeutet worden, daß in dem Entladungsstromkreis einer Leidener -Flasche ein Wechselstrom von außerordentlich hoher Wechselzahl fließt, -sowie eine Entladung vor sich geht. - -Einen solchen Entladungsstrom schicken wir durch die Primärspule -eines Transformators. In der Sekundärspule entstehen dann Ströme mit -scheinbar ganz abgeänderten Eigenschaften. - -Das Schema dieser Anordnung zeigt Abb. 210. _J_ ist der Funkeninduktor -mit den Klemmen _K_ und _K′_. Von _K_ geht ein Draht zu dem äußeren -Belag einer Leidener Flasche _L_, von hier zur Klemme _K₁_ des -Transformators _T_; _K₁_ ist mit dem einen Ende der Primärspule -_S_ von _T_ verbunden, das andere Ende der Spule führt über die -verstellbare Funkenstrecke _F_ zur Klemme _K₂_, und von hier geht -ein Verbindungsdraht über den inneren Belag der Leidener Flasche zu -_K′_. Wenn also der Funkeninduktor in Tätigkeit ist, so wird _L_ -geladen und entladet sich durch _F_. In der Spule _S_ fließt also der -Entladungsstrom der Leidener Flasche und induziert in der sekundären -Spule _S′_, die im Verhältnis zu _S_ aus vielen Windungen eines dünnen -Drahtes besteht, einen sehr hochgespannten Strom, der an den Kugeln -_E₁_ und _E₂_ zur Entladung kommt. - -[Illustration: Abb. 210. Schaltungsschema des Teslatransformators.] - -Die Anordnung von primärer und sekundärer Spule ist beim Teslaschen -Transformator etwas anders als bei den gewöhnlichen Induktoren. So -ordnet man z. B. die primäre Spule gewöhnlich außerhalb der sekundären -an. Ferner sind die Verhältnisse der Drahtmaße ganz anders. Die -Primärspule besteht aus einem sehr dicken Draht mit nur einigen, weit -voneinander abstehenden Windungen; die Sekundärspule aus einem sehr -dünnen Draht, der aber bei weitem nicht so lang sein muß, als bei dem -gewöhnlichen Funkeninduktor. - -Die im folgenden angegebenen Maße eignen sich besonders bei Verwendung -von Funkeninduktoren von 10 bis 20 _cm_ Funkenlänge, oder einer etwa -entsprechenden Influenzmaschine. Beim Gebrauch von kleineren Induktoren -nehme man von den angegebenen Maßen ⅔ bis ½. Näheres über Drahtlängen -ist bereits auf Seite 134 u. f. gesagt. - -[Illustration: Abb. 211. Teslatransformator (Schnitt).] - -[Illustration: Abb. 212. Teslatransformator (Seitenansicht).] - -Abb. 211 zeigt den Apparat im Schnitt, Abb. 212 von der Seite gesehen. -Wir fertigen uns zuerst die primäre Spule. Dazu beschaffen wir uns -einen Zylinder (_Zy_) von einem Auerbrenner; der Zylinder darf keine -Einschnürung haben, die Wandungen müssen ihrer ganzen Länge nach -parallel sein. Auf den Zylinder winden wir einen 2,5 bis 3 _mm_ -starken, gut durchgeglühten, blanken Kupferdraht so auf, daß jede -Windung von der folgenden einen Abstand von 1 _cm_ hat (_Sp_ in Abb. -211). Läßt man nach dem Wickeln den Draht los, so wird die Spirale -etwas auseinanderfedern und somit nicht mehr dicht am Zylinder -anliegen. Wir überziehen deshalb und auch zur besseren Isolation -letzteren nachträglich mit einer möglichst gleichmäßigen Schicht -von Schellackkitt (Seite 5), dem wir, um leichtere Arbeit zu haben, -ziemlich viel Schellacklösung zusetzen. Der Überzug muß so dick sein, -daß die über den Zylinder geschobene Spirale fest aufsitzt. Der Draht -an dem einen Ende der Spirale wird so gebogen, daß ein geschlossener -Kreis entsteht. An diesen Kreis wird ein flacher Ring (_S_) aus -Kupfer- oder Messingblech gelötet, dessen innerer Durchmesser gleich -dem der Spirale ist, und dessen äußerer etwa 5 _mm_ mehr beträgt. Auf -der anderen Seite endet die Spirale offen. Um ihr noch mehr Halt auf -dem Zylinder zu geben, streicht man den Raum zwischen den einzelnen -Windungen mit einer dicken Schellacklösung aus. Dabei ist jedoch -besonders darauf zu achten, daß die Außenseite des Drahtes, besonders -da, wo sie das Kontakträdchen _Rd_ berühren soll, nicht mit Schellack -überzogen wird. An einem Rande des Zylinders wird nun noch ein 1 bis -1,5 _cm_ breiter Ring _H_ aus Hartgummi mit Schellackkitt angekittet, -der dazu dient, den Zylinder, während der Apparat in Tätigkeit ist, zu -drehen. - -Die Träger _T₁_ und _T₂_ des Zylinders werden aus Holz oder besser -aus Vulkanfiber hergestellt. Sie erhalten, wie aus den beiden Figuren -deutlich hervorgeht, runde Ausschnitte, welche die beiden Enden des -Zylinders in sich aufnehmen. - -Ferner werden die beiden Träger _T₁_ und _T₂_ unterhalb des eben -erwähnten Ausschnittes noch mit zwei Bohrungen versehen, in die ein -Glasstab oder ein dickwandiges Glasrohr aus gut isolierendem Glas -eingekittet werden kann. Dieser Stab ist nur in Abb. 211 zu sehen und -mit _Gl_ bezeichnet. Nahe dem rechten Ende dieses Stabes wird ein -kurzes Messingrohrstückchen _r_ aufgekittet, an dem die Schleiffeder -_F_ (aus gehämmertem Kupferblech) und der Kupferdraht β angelötet wird. -_F_ soll an dem schon oben erwähnten Messingring _S_ schleifen. - -Außerdem kitten wir ein Messingrohr _R_, das etwa ⅓ so lang ist als -der Glasstab, nahe dessen linkem Ende fest. An _R_ wird der Draht α -angelötet. Auf _R_ soll sich das Rädchen _Rd_ leicht drehen und hin und -her schieben lassen. _Rd_ wird aus Messing hergestellt und erhält auf -seiner Peripherie eine halbkreisförmige Rinne, in welche gerade der -Draht der primären Spirale hineinpaßt, wie aus Abb. 211 hervorgeht. Die -Größe des Rädchens und der Abstand des Glasstabes vom Zylinder sind -natürlich entsprechend zu wählen. - -Durch Drehen des Zylinders kann man bei dieser Anordnung bewirken, daß -das Rädchen entweder das äußerste Ende der Drahtspirale berührt, oder -eine beliebig weiter innen gelegene Stelle. Man kann also den bei α -ein- und bei β austretenden Strom nach Belieben durch mehr oder weniger -Windungen der Spirale gehen lassen, was deshalb große Vorteile bietet, -weil wir dadurch das günstigste Verhältnis der Windungszahlen zwischen -primärer und sekundärer Spule durch Probieren ausfindig machen können. -Da sich dieses günstigste Verhältnis bei Verwendung verschiedener -Leidener Flaschen, ja sogar verschiedener Verbindungsdrähte ändert, so -ist der Vorteil, den diese Möglichkeit der Abstimmung bietet, nicht zu -unterschätzen. - -Wir kommen jetzt zur Herstellung der sekundären Spule. Wir -beschaffen uns ein gut isolierendes Glasrohr (_Glr_) oder besser -noch der Sicherheit halber ein gleich bemessenes Hartgummirohr (über -Isolierfähigkeit des Glases siehe Seite 6), 6 bis 8 _cm_ länger als der -Lampenzylinder und 2 bis 3 _cm_ weit. Das Rohr wird, indem jedes Ende -1 _cm_ weit frei bleibt, mit einem ohne Umspinnung 0,5 bis 0,7 _mm_ -starken, mit ~guter~ Seide isolierten Kupferdrahte bewickelt, indem wir -Windung dicht an Windung legen. Wir stellen nur eine Lage her, die wir -mit heißem Paraffin bestreichen. Besser ist es, das ganze bewickelte -Rohr in einem geeigneten Gefäß so lange in kochendes Paraffin zu legen, -bis keine Luftbläschen mehr aus den Drahtwindungen aufsteigen. - -Dies ist das einfachere Verfahren zur Herstellung der sekundären -Wickelung. Eine viel sicherere Isolation -- und die ist bei den -hochgespannten Strömen sehr wichtig -- erzielen wir folgendermaßen. - -Wir überziehen das Glasrohr mit einer 3 bis 4 _mm_ dicken Schicht -von Schellackkitt und drehen auf der Drehbank -- falls wir keine -besitzen, lassen wir das von einem Mechaniker machen -- diesen Überzug -bis auf etwa 2 _mm_ Dicke ab. In diesen Schellacküberzug schneiden -wir dann ein Schraubengewinde ein. In den Gewindegängen wird dann -ein 0,5 bis 0,7 _mm_ starker ~nackter~ Kupferdraht aufgewunden. Das -Gewinde dient also nur dazu, daß man den unisolierten Draht aufwickeln -kann, ohne daß die einzelnen Windungen einander berühren. Dasselbe -kann man aber auch dadurch erreichen, daß man auf den mit einem -gleichmäßigen Schellackkittüberzug versehenen Glasstab zwei Drähte -gleichzeitig nebeneinander aufwickelt, die Enden des einen festbindet -und den anderen wieder entfernt. Die beiden Drahtenden müssen -selbstverständlich einige Zentimeter frei von der Spule abstehen. - -Jetzt wird das bewickelte Glasrohr ganz etwa zehn Minuten in Spiritus -gelegt und gleich nach dem Herausnehmen mit einer nicht zu dicken -Schellacklösung bestrichen. Nach dem ~völligen Trocknen~ dieses -Überzuges wird ein zweiter, dann ein dritter und vierter Überzug -hergestellt, bis die Drahtwindungen völlig in Schellack eingebettet -sind. Zur Herstellung der Schellacklösung verwende man nur ganz reinen -Spiritus und achte darauf, daß in die Lösung kein Staub und dergleichen -gerät. Die Schellacküberzüge, vor allem der erste, müssen völlig -luftblasenfrei hergestellt werden. - -Ist so die sekundäre Spule fertiggestellt, so wird sie so in den -beiden Trägern aus Holz (oder Vulkanfiber) befestigt, daß sie genau in -der Mitte des Zylinders _Zy_ liegt. Diese Anordnung geht hinreichend -deutlich aus den beiden Abb. 211 und 212 hervor. - -Zur Fertigstellung des Apparates wären jetzt nur noch die Drahtenden -α und β der primären und γ und δ der sekundären Spule zu Klemmen zu -führen. - -Die Klemmen dürfen, wie Abb. 212 zeigt, keine scharfen Kanten oder -Ecken haben. Die beiden Klemmen α und β werden in einem Abstande, der -etwa der Länge des Zylinders _Zy_ entspricht, nahe der einen Längsseite -des Grundbrettes _G_ in diesem isoliert befestigt. Wir kitten zu -diesem Zweck für jede Klemme mit rotem Siegellack ein hinreichend -weites Stückchen Glas- oder Ebonitrohr in eine entsprechende Bohrung -des Holzes. In dieses Rohr wird dann die Klemme mit Schellackkitt oder -Siegellack eingekittet. - -Die Klemmen, zu denen die Drahtenden γ und δ führen sollen, werden -auf hohen Glasfüßen befestigt, wie Abb. 212 zeigt. (Wegen Befestigung -der Glasfüße vergleiche Seite 5.) Die Drahtenden der sekundären Spule -werden nicht, wie in der Abb. 212 der Deutlichkeit halber gezeichnet -ist, in Spiralwindungen zu den Klemmen geführt, sondern möglichst -gestreckt ausgespannt. Außerdem wird ein enger, aber dickwandiger -Gummischlauch (Ventilschlauch) über sie gezogen. - -Damit ist der Teslatransformator für unsere Versuche fertig, und es -fehlt uns nur noch das Funkenmikrometer. - -[Sidenote: Das Funkenmikrometer.] - -Abb. 213 zeigt diesen Apparat im Querschnitt und von der Seite gesehen. -_G_ ist das Grundbrett, auf das längs der langen Seiten zwei Leistchen -_L_ geleimt sind, zwischen denen sich der Schlitten _Sch_ mit ein wenig -Reibung hin und her schieben läßt. In dem Schlittenbrettchen _Sch_ ist -das Messingröhrchen _R_ und in diesem die Glassäule _Gl_ eingekittet. -Ebenso ist an dem einen Ende des Grundbrettes eine Glassäule befestigt. -Auf jeder Glassäule ist ein kurzes, zylindrisches und an beiden Enden -abgerundetes ~Zinkstück~ _Z_, das mit einer Querbohrung versehen ist, -aufgekittet. Diese beiden Zinkstücke sind von einem noch ungebrauchten -Zinkstab eines Salmiakelementes abgesägt, und die Enden sind rund -gefeilt oder auf der Drehbank abgedreht worden. Außerdem ist an jeden -ein Haken _H_ angelötet oder eingeschraubt. Der einfache in Zentimeter -und Millimeter geteilte Maßstab _M_ ist so auf _L_ angeschraubt, daß er -übergreifend den Schlitten _Sch_ am Herausfallen verhindert. Letzterer -trägt eine Marke, die, wenn sich die beiden Zinkköpfe gerade berühren, -auf den Nullpunkt des Maßstabes zeigt. - -[Illustration: (Querschnitt.) Abb. 213. Funkenmikrometer. (Von der -Seite gesehen.)] - -[Sidenote: Einfacher Teslatransformator.] - -Man kann sich auch einen etwas einfacher konstruierten Teslaapparat -fertigen. Abb. 214 zeigt einen solchen in perspektivischer Ansicht. -Die primäre Drahtspule steht mit senkrechter Längsachse frei; in ihr -steht die sekundäre Drahtspule, die ähnlich herzustellen ist wie die -für den oben beschriebenen Apparat. Der Durchmesser beider Spulen kann -hier etwas größer gewählt werden: für die primäre Spule 7 bis 8 _cm_, -für die sekundäre etwa 4 _cm_. Man kann in diesem Fall den Glaszylinder -eines Auerbrenners als Träger für die sekundäre Spirale verwenden. -Das Funkenmikrometer ist hier auf dem Grundbrette des Apparates -selbst angebracht. Im übrigen müssen die entsprechenden Teile in -derselben Weise sorgfältig isoliert sein wie bei dem oben beschriebenen -Transformator. - -[Illustration: Abb. 214. Teslascher Transformator.] - -Ein dritter Typus von Teslatransformatoren, dessen Herstellung aber -nicht sehr zu empfehlen ist, unterscheidet sich von den beiden -anderen dadurch, daß der primäre Draht nicht zu einer Spule, sondern -zu einer in ~einer~ Ebene liegenden Spirale (Schnecke) aufgewunden -ist. Die sekundäre Spule ist ebenfalls scheibenförmig und wird genau -so hergestellt, wie die einzelnen Scheiben des auf Seite 168 u. f. -beschriebenen Funkeninduktors. Die Drahtmaße der primären Spule sind -hier den oben erwähnten gleich. Die sekundäre Wickelung wird jedoch aus -einem 0,2 bis 0,3 _mm_ starken und etwa 4- bis 5mal so langen Draht, -als wir für den erstbeschriebenen Apparat benötigten, in der bereits -erwähnten Weise hergestellt. Einen derartig gefertigten Apparat besaß -Rudi. Wir sehen diesen auf dem die Reproduktion einer Photographie -darstellenden Bilde Seite 157. - -[Sidenote: Teslaversuche.] - -Wir kommen jetzt dazu, die Experimente zu besprechen, die Rudi in -seinem Vortrag mit dem Teslatransformator ausführte. - -Rudi erklärte zuerst die Konstruktion und die Schaltungsweise der -Teslatransformatoren und wies dann auf die abgeänderten Eigenschaften -der Wechselströme hoher Frequenz hin: - -„Ich habe hier zum Betrieb meiner Apparate einen Akkumulator, der mir -10 Volt liefert. Ich kann die Polklemmen anfassen, ohne irgend etwas -zu spüren. Der Strom hat eine zu geringe Spannung, um durch den Körper -hindurchzugehen. In dem Funkeninduktor, der eine Schlagweite von 15 bis -20 _cm_ besitzt, wird der Strom auf Kosten seiner Intensität auf einige -tausend Volt transformiert. Würde ich ~beide~ Pole dieses Apparates -~gleichzeitig~ anfassen, wenn er in Tätigkeit ist, so bekäme ich einen -Schlag, der unter Umständen heftig genug wäre, mir einen oder beide -Arme für mein ganzes Leben zu lähmen. Nun wird dieser Strom durch -die Leidener Flaschen in einen Wechselstrom von sehr hoher Frequenz -verwandelt; darüber sprach ich ja zu Anfang. Diesen Wechselstrom -transformiere ich, wie schon erwähnt, im Teslatransformator auf eine -noch höhere Spannung. - -Wie sich nun die hierbei entstehenden Ströme verhalten, will ich Ihnen -hier zeigen. Ich habe in die eine Polklemme des Transformators einen -senkrecht in die Höhe stehenden Draht eingeschraubt, der frei endet.“ - -Käthe verdunkelte das Zimmer, und Rudi setzte die Apparate in -Tätigkeit. Von allen freien Metallteilen, besonders von den Klemmen der -Apparate, zuckten feine blaue Lichtfädchen, die mitunter dichte Büschel -bildeten, nach allen Seiten. Der blendende Entladungsfunke (siehe -die Kritik Seite 270) der Leidener Flaschen, der am Funkenmikrometer -übersprang, machte einen solchen Lärm, daß Rudi nicht weitersprechen -konnte. Der senkrecht in die Höhe ragende, mit einer Klemme des -Transformators verbundene Draht war zu einem funkensprühenden -Lichtstreif geworden, von dessen Ende sich ein blauer, fein verästelter -Lichtbaum unheimlich hin und her schwebend im Dunkel verlor. Jetzt -faßte Rudi, der von dem unheimlichen Lichtschimmer schwach beleuchtet -war, zum großen Erstaunen der Zuschauer mit der rechten Hand die freie, -feuersprühende Klemme des Teslaapparates an und näherte den Zeigefinger -der linken Hand, den er durch ein aufgeschobenes Stückchen Messingrohr -verlängert hatte, dem vorhin erwähnten senkrecht stehenden Draht. Unser -Bild Seite 157 zeigt die dabei auftretende Lichterscheinung. Rudi -spürte kaum ein leichtes Zucken durch den Körper. Wenn man die nackte -Haut den einschlagenden Funken aussetzt, so können brandwundenähnliche -Verletzungen entstehen; man schützt sich deshalb, indem man die Funken -in ein Metallstück, das man in der Hand hält, oder in der erwähnten -Weise auf den Finger steckt, schlagen läßt. - -Darauf machte Käthe Licht, und Rudi stellte die Apparate ab. - -„Sie haben gesehen, daß ich den ganzen Strom durch meinen Körper gehen -lassen konnte, ohne im mindesten Schaden zu nehmen. Man erklärt diese -Tatsache damit, daß die Wechselströme von so außerordentlich hoher -Wechselzahl überhaupt nicht in den leitenden Körper eindringen, sondern -sich nur über dessen Oberfläche verbreiten. - -Interessant sind auch die Induktionserscheinungen dieser Wechselströme. -Sie werden sich von meinem vorletzten Vortrag her erinnern, was -man unter Impedanz versteht (Seite 189). Die Impedanz tritt bei -Teslaströmen so stark auf, daß der Strom eher einen großen Widerstand -zu überwinden, als durch einen fast widerstandslosen Draht zu fließen -vermag. - -[Illustration: Abb. 215. Zu Versuchen über Induktionserscheinungen.] - -Ich habe hier (Abb. 215) einen Bogen aus dickem Kupferdraht; an den -beiden Enden des Bogens ist diese Glühlampe befestigt. Würde ich -die beiden Pole eines Akkumulators mit den Enden des Drahtes hier -verbinden, so ginge aller Strom durch den dicken Kupferdraht, und die -Lampe bliebe so gut wie stromlos. Leitet man dagegen einen Teslastrom -durch dieses System -- Käthe führte den Versuch aus, indem sie die -Elektroden des Teslaapparates mit den mit Klemmen versehenen Enden des -Drahtbogens verband und dann die Apparate in Tätigkeit setzte -- so -geht, wie Sie sehen, fast der ganze Strom durch den großen Widerstand -der Lampe, da in dem dicken Kupferdraht die Selbstinduktion so groß -ist, daß die Extraströme den ursprünglichen Strom fast aufheben -(vergleiche vierter Vortrag Seite 189). - -[Illustration: Abb. 216. Versuche am Teslaschen Transformator.] - -Der Raum zwischen zwei Leitern, die mit den Elektroden verbunden -sind, ist ganz durchsetzt mit elektrischen Wellen. Ich habe hier zwei -Blechscheiben, die auf isolierenden Füßen stehen. Sie werden mit -den Elektroden des Teslaapparates verbunden und etwa 50 bis 70 _cm_ -voneinander entfernt aufgestellt.“ - -Käthe stellte die Apparate auf und verfinsterte das Zimmer. Rudi -brachte in den Raum zwischen den Blechen verschiedene Geißlersche -Röhren, die, ohne die Bleche zu berühren, hell aufleuchteten. Ferner -brachte Rudi, während er den linken Blechschirm anfaßte, die rechte -Hand in die Mitte zwischen die beiden Bleche: Es sah aus, als wenn -die Hand eigenes Licht ausstrahlte Die Abb. 216 versucht annähernd, -derartige Erscheinungen wiederzugeben. - -[Illustration: Abb. 217. Lichterscheinungen zwischen zwei mit dem -Teslatransformator verbundenen Drahtkreisen.] - -Der nächste Versuch bestand darin, daß Rudi zwei Drahtkreise von -verschiedenen Größen (10 und 15 _cm_ Durchmesser), die wie die -Blechscheiben auf isolierenden Glasfüßchen standen, mit den Elektroden -des Teslatransformators verband. Die Aufstellung der Drahtkreise und -den Verlauf der Lichtstrahlen zeigt Abb. 217. Lebhafte Lichtbüschel -sprühten zwischen beiden Kreisen hin und her. - -[Illustration: Abb. 218. Zum ersten Teslaschen Glühlampenversuch.] - -Für den folgenden Versuch hatte Rudi um die Gewindefassung -(Edisonfassung) einer gewöhnlichen, etwa 16kerzigen Glühlampe einen 1,5 -_mm_ starken, blanken Kupferdraht gewunden und dessen Ende in einer -der Transformatorklemmen befestigt, wie Abb. 218 zeigt. Als er dann im -Dunkeln die Apparate in Tätigkeit setzte, leuchtete der ganze Hohlraum -der Glühlampe in einem zarten, grünlichblauen Lichte. Der Kohlenfaden -sah wie mit feinen, leuchtenden Dornen besetzt aus. Näherte man der -Glasbirne den Finger, so schien dieser das Licht anzuziehen; an der dem -Finger gegenüberliegenden Stelle des Glases aber war unter Umständen -ein deutlicher hellgrüner Fleck zu sehen, der sich der Bewegung des -Fingers entsprechend hin und her bewegte. - -Endlich wies Rudi noch auf die außerordentlich starke Induktionswirkung -der Wechselströme hoher Frequenz hin. Er hatte sich aus 1,5 _mm_ -starkem isoliertem Draht eine einfache Schnecke von vier Windungen -gedreht. Der Durchmesser der Schnecke war nahezu gleich dem der -primären Wickelung seines Transformators (Seite 264). An die Enden des -Drahtes war eine Glühlampe angeschlossen, deren Voltzahl mit der der -zum Betriebe der Apparate nötigen Akkumulatoren übereinstimmte. Brachte -Rudi diesen einfachen Drahtkreis in die Nähe der primären Spule des -Transformators und parallel zu ihr -- die sekundäre Spule hatte er -entfernt -- so leuchtete die Glühlampe hell auf, aber nicht wie vorhin, -sondern der Faden glühte gerade so, als wenn die Lampe unmittelbar an -den Akkumulator angeschlossen wäre. - -[Illustration: Abb. 219. Zum zweiten Teslaschen Lampenversuch.] - -Für Transformatoren mit spiraligen statt schneckenförmigen Spulen muß -für diesen Versuch natürlich die Glühlampe auch an einen spiralig -gewundenen Draht angeschlossen werden, wie Abb. 219 zeigt. Dabei ist -aber darauf zu achten, daß die Steighöhe der Spirale (das heißt der -Abstand zwischen den einzelnen Windungen) ~gleich~ der der primären -Wickelung des Transformators ist. Die Längsachsen der Spiralen müssen -einander parallel sein, wenn Induktionswirkungen auftreten sollen. - -Das war Rudis letzter Versuch. Mit einem Dank für das zahlreiche -Erscheinen seiner Zuhörer schloß er den Vortrag ab. - -Während nun Rudis Mutter die verschiedenen Tanten noch mit einem -Tee erfrischte, mußte der jugendliche Dozent noch manche Frage -beantworten; aber gar häufig blieb ihm nichts anderes übrig als zu -sagen: „Das wissen ~wir~ nicht.“ Dann kam auch sein uns schon bekannter -kritischer Onkel zu ihm und machte ihn auf manches Wissenswerte -aufmerksam. Wir halten es darum für angebracht, des Onkels Kritik der -Hauptsache nach noch anzuführen: - -[Sidenote: Kritik.] - -„In der Einleitung des Vortrages hast du gesagt, einen Naturvorgang -erklären heiße ihn mit einem anderen vergleichen. Das ist ja im -allgemeinen ganz richtig. Du führtest aber da ein Beispiel an, in -welchem der Vergleich eben gerade ~nicht~ einer Erklärung entspricht: -Ich vergleiche den elektrischen Strom mit dem Wasserstrom in einer -Leitung nur, um mir ein Bild zu machen. So sagt man z. B., der -elektrische Strom ~fließt~ vom positiven zum negativen Pol. Mit -diesem Ausdruck hantieren wir in dem ganzen Gebiet der praktischen -Elektrotechnik; aber eine Erklärung ist dieses Bild nicht. - -Für wirkliche Erklärungen können die Vergleiche gelten, die wir -zwischen den Erscheinungen im Äther und den Wellenbewegungen der von -unseren Sinnen erkennbaren Materien wie Luft, Wasser, ausgespannte -Seile u. s. w. anstellen. Wenn mich also jemand fragte: ‚Was ist -Licht?‘ so würde ich sagen: Licht ist eine ~Wellenbewegung~, durch -bestimmte Ursachen hervorgerufen in einem Medium, das wir mit unseren -Sinnen nicht unmittelbar erkennen können. Bei dieser Erklärung liegt in -dem Worte ~Wellenbewegung~ der Vergleich. -- - -Eine Definition des Äthers geben zu wollen, ist heute noch sehr gewagt; -theoretisch müssen wir den Äther als festen Körper auffassen; aber -abgesehen von dem rein äußerlichen Widerspruch dieser Annahme wird sie -von einer ganz anderen Seite mit großem Erfolg angegriffen. Ebenso -haben auch die neuesten Forschungen auf dem Gebiet der Ätherphysik -die von dir zitierte Anschauung, daß alle Naturerscheinungen auf -die ~mechanischen~ Grundtatsachen zurückzuführen seien, vollkommen -überwunden; nicht mehr mechanisch, sondern ~elektromagnetisch~ erklärt -man heute alle Physik, auch die Mechanik. - -Der Drehspiegelversuch ist ja scheinbar sehr schön gelungen, aber -nur scheinbar; dieser Versuch läßt sich mit so einfachen Mitteln gar -nicht ausführen, da die Schwingungen viel zu schnell sind, als daß -sie von einem so verhältnismäßig langsam rotierenden Spiegel zerlegt -werden könnten. Was man bei deinem Experiment sah, waren nicht die -Perioden der Oszillation, sondern wahrscheinlich die des Unterbrechers -am Funkeninduktor. Immerhin war das Experiment anschaulich und hat das -Wesen derartiger Untersuchungen gut wiedergegeben. - -Ferner halte ich die Reihenfolge der einzelnen Experimente bei zwei -Gruppen von Versuchen für ungeschickt gewählt. Erstens hätte ich bei -dem Drehspiegelversuch das kontinuierliche Lichtband der Kerzenflamme -~vor~ den unterbrochenen Funkenbildern gezeigt. Ebenso wäre es bei der -Resonanz besser gewesen, zuerst den Pendelversuch, dann die akustische -und zuletzt die elektrische Resonanz zu zeigen, da es zum Verständnis -immer besser ist, das Einfachere, das am leichtesten Begreifliche -zuerst zu bringen. - -So hätte ich auch vor den Ausführungen über Ätherwellen ein -sinnenfälliges Beispiel gebracht. Du hättest z. B. ein Seil mit einem -Ende irgendwo befestigen können; das andere Ende hättest du dann in -die Hand genommen und das mäßig gespannte Seil geschlingert, so daß -es die Bewegung regelrechter Wellen deutlich zeigte. Außerdem hätte -ich den sehr wesentlichen Unterschied zwischen Schall- und Ätherwellen -hervorgehoben. Die Schallwellen sind sogenannte Longitudinalwellen, -das heißt Wellen, die dadurch entstehen, daß sich die einzelnen -- in -diesem Falle Luft- -- Teilchen ~in~ der Fortpflanzungsrichtung hin und -her bewegen. Die Ätherwellen dagegen sind Transversalwellen, bei denen -sich die einzelnen Teilchen ~senkrecht~ zur Fortpflanzungsrichtung -bewegen. - -Eine richtige Longitudinalwelle kann man oft bei in Reih’ und Glied -aufgestellten Soldaten sehen. Wenn die einzelnen Leute mit zu großen -Abständen stehen, so daß man also überall noch hindurchsehen kann, und -der rechte Flügelmann macht, einem Befehl gehorchend, einen großen -Schritt nach links und dann, erkennend, daß der Schritt zu groß war, -einen kleinen wieder nach rechts, so kann man folgendes Bild sehen: -Bei dem ersten Schritt hat der Flügelmann seinen Nachbar angestoßen; -dieser stößt, ebenfalls nach links tretend, den dritten Mann, der -wieder den vierten u. s. f. Im ersten Augenblick kann man also -zwischen den ersten drei oder vier Mann ~nicht~ mehr hindurchsehen, -was zur Folge hat, daß diese Stelle des Gliedes gewissermaßen dunkler -erscheint. Nun geht aber der erste Mann, der zweite u. s. f. wieder -etwas zurück, dadurch werden die Abstände wieder etwas größer, die -Stelle im Glied, die eben uns dunkel erschien, sieht jetzt wieder -heller aus, dafür sieht die nächste Gruppe von drei oder vier Mann -wieder dunkel aus und wird dann wieder hell, und so geht das fort. -Es hat das Aussehen, als ob ein dunkler Fleck sich ziemlich rasch -vom rechten zum linken Flügelmann fortbewegte. Steht nun der linke -Flügelmann recht fest und weicht dem Anstoß nicht, so wandert der -dunkle Fleck wieder zurück. Man hat dabei nicht nur das ~Bild~ einer -Longitudinalwelle, sondern tatsächlich eine solche Welle selbst. - -Die Vorstellung einer Ätherwelle ist schon viel schwieriger. Das vorhin -erwähnte Seil gibt nur ein unzulängliches Bild einer Ätherwelle, obwohl -beide, sowohl die Seil- wie die Ätherwelle Transversalwellen sind. -Jedoch zur Demonstration reicht das völlig aus. - -Man hat ja Apparate konstruiert, welche Bilder der verschiedenen -Wellengattungen geben. Du hättest dir ganz einfach einen -Longitudinalwellenapparat konstruieren können. Den macht man so: Man -stellt sich aus Holzleisten einen 20 cm hohen rechteckigen Rahmen her, -der senkrecht stehend auf einem Grundbrett befestigt wird. Die eine der -senkrechten Seiten sei aus dickem Holz und gut im Grundbrett befestigt, -die andere eine dünne, elastische Leiste. Die Länge ergibt sich von -selbst. An der oberen Querleiste des Rahmens werden an 10 bis 15 _cm_ -langen Fäden 20 bis 50 gleich große und gleich schwere schwarze Holz- -oder Steinkugeln so aufgehängt, daß zwischen je zwei eine 3 bis 5 _mm_ -große Strecke frei bleibt. Die erste und die letzte Kugel soll gerade -an der betreffenden senkrechten Seite des Rahmens anliegen. Hinter den -schwarzen Kugeln stellt man einen weißen Karton auf. - -Um nun eine Longitudinalwelle hervorzurufen, schlägt man mit einem -kleinen Hammer leicht außen an die Stelle der dünnen Seitenleiste, -an der innen die erste Kugel anliegt. Die Erscheinung ist dann genau -dieselbe, wie ich sie vorhin bei den Soldaten beschrieben habe. -- - -Jetzt noch eines. Bei den Teslaversuchen haben die Entladungsfunken -nicht nur durch ihren Lärm, sondern auch durch ihr sehr blendendes -Licht gestört. Du hättest das Funkenmikrometer in ein Kästchen aus -Hartgummi- oder Vulkanfiberplatten einschließen sollen. Man könnte auch -über die Zinkstücke runde Korkscheibchen schieben und darüber eine -hinreichend weite Glasröhre stecken.“ - -[Illustration: Abb. 220. Rudi an seinem Experimentiertisch. - -Die Apparate sind von links nach rechts gesehen: Akkumulatorenbatterie, -Teslatransformator, Vertikalgalvanoskop, Rheostat, Funkenmikrometer, -Lichtschutz für den Fluoreszenzschirm, Röntgenröhre, Righischer -Radiator, Funkeninduktor, Influenzmaschine, Leidener Flasche.] - -Das war der letzte Vortrag, den Rudi aus dem Gebiet der Elektrophysik -hielt. Er hatte sich noch eine ganze Anzahl von Apparaten hergestellt, -die für jeden jungen Elektrotechniker Interesse haben, und die darum -noch einzeln beschrieben werden sollen. - - - [7] Vergleiche die Kritik am Ende des Vortrages. - - [8] Siehe die Kritik am Ende des Vortrags. - - [9] Besser ist es, die Gabeln mit einem Cello- oder Baßgeigenbogen, - der reichlich mit Kolophonium zu versehen ist, anzustreichen; man - zieht den Bogen dabei über die Endflächen der Gabelzinken. - - [10] Er kann viel einfacher sein; der Petroleumbehälter ist nicht - unbedingt nötig. - - - - -[Illustration] - - - - -Anhang. - -Wie man sich eine Telephonanlage herstellen kann. - - -Da Stahlmagnete, wie sie für Telephone gebraucht werden, nicht im -Handel zu bekommen sind, auch ziemlich teuer wären und wir sie kaum mit -genügender Sorgfalt selbst herstellen könnten, so verwenden wir statt -dessen Elektromagnete. Wir können dann auch den immerhin umständlich -herzustellenden Transformator ganz weglassen, das heißt, ihn durch eine -ganz besondere Anordnung ersetzen. - -Für eine Fernsprechanlage sind natürlich zwei vollkommen gleiche -Stationen nötig. Im folgenden werden alle Angaben nur für eine Station -gemacht, man hat sich also alles angegebene Material doppelt zu -beschaffen. - -[Sidenote: Das Mikrophon.] - -Aus Zigarrenkistenholz sägen wir uns zwei Ringe; ihr innerer -Durchmesser sei 7, ihr äußerer 9 _cm_. Zwischen sie wird mit gutem -Tischlerleim ein in Wasser aufgeweichtes Pergamentpapier geklebt; -dabei sollen die Fasern des Holzes der beiden Ringe einander senkrecht -kreuzen. Außerdem müssen die Ringe mit einer nicht zu geringen Anzahl -von Drahtstiftchen zusammengenagelt werden. - -Die Kohlenkontakte stellen wir uns aus Reststücken von -Bogenlampenkohlen oder aus Elementkohlen her. Letztere dürfen aber -noch nicht viel in der Elementfüllung gestanden haben. Wir brauchen -zwei rechteckige Stücke; Form und Größe geben wir ihnen durch -Sägen und durch Schleifen auf einem rauhen Stein. Jedes Stück ist -40 : 15 : 10 _mm_ groß. Außerdem brauchen wir vier kleine Walzen mit -kegelförmig zugespitzten Enden; diese sind 20 _mm_ lang, 7 _mm_ dick. -In die rechteckigen Stücke werden mit einem Versenker (Krauskopf) -vier trichterförmige Vertiefungen gebohrt. Abb. 221 zeigt in _a_ und -_b_ diese Kohlenteile. Darauf werden, wie aus Abb. 222 hervorgeht, -die beiden Kohlenstücke, die mit ihren Vertiefungen die vier Rollen -zwischen sich aufgenommen haben, so auf die Pergamentmembrane _m_ -aufgeleimt, daß die kleinen Walzen nicht herausfallen können, aber doch -völlig freien Spielraum haben, sich nirgends klemmen, und nur ganz lose -aufliegen. - -[Illustration: Abb. 221. Kohlen zum Mikrophon.] - -[Illustration: Abb. 222. Mikrophon.] - -Aus starkem Messingdraht biegen wir zwei hufeisenförmige Klammern, -löten an jeder einen Kupferdraht (_c_, _d_) fest, den wir zur Spirale -drehen. Die Klammern werden so über die Kohlen geschoben (Abb. 222), -daß diese mit Federkraft fest umschließen. Endlich wird der Holzring -_R_ noch mit drei je 2 _cm_ hohen Holzstollen _A_, _B_, _C_ versehen. - -[Sidenote: Das Telephon.] - -Weniger einfach gestaltet sich die Herstellung des Hörapparates, des -~Telephones~. Den Kern für den Elektromagnet biegt man sich (in kaltem -Zustande) aus gewöhnlichem Bandeisen in Hufeisenform. Aus Abb. 223 -gehen alle Maße deutlich hervor. Die Enden des Hufeisens feilt man auf -eine Ausdehnung von 18 _mm_ zu Zylindern von 7 _mm_ Durchmesser (Abb. -224). - -[Illustration: Abb. 223. Hufeisenmagnet für das Telephon.] - -Die Rähmchen für die Drahtspulen fertigen wir aus dünnem (Messing-, -Kupfer- oder) ~Zinkblech~. Sie sollen genau über die Schenkel des -Magnetkernes passen und 4 _cm_ hoch sein. Ihre Form geht hinreichend -deutlich aus Abb. 225 hervor. Die Spulen werden mit einer dicken -Schellacklösung (Seite 5) überstrichen und nach dem Trocknen bewickelt. - -[Illustration: Abb. 224. Zylinderende des Magneten.] - -[Illustration: Abb. 225. Spule.] - -Für jede Spule brauchen wir 6 bis 7 _m_ mit Baumwolle isolierten, 0,7 -_mm_ starken Kupferdraht. Die Bewicklung ist sorgfältig auszuführen; -jede Lage ist von der nächsten durch ein in Schellacklösung getränktes -Papier zu trennen. Wir stellen vier oder fünf Lagen zu je 35 bis -40 Windungen her. Die fertigen Spulen werden über die Schenkel des -Magnetkernes geschoben und die zwei entsprechenden Drahtenden (siehe -Seite 105 u. 133) miteinander ~verlötet~. - -Wir kommen jetzt zur Herstellung der sekundären Spulen, die auf -das 18 _mm_ lange zylindrische Ende der Magnetschenkel geschoben -werden sollen. (Über Anfertigung von Drahtspulen vergleiche Seite -91, 165, 174 u. f.) Zur Anfertigung einer solchen Spule verfahren -wir folgendermaßen. Wir umwinden eines der runden Schenkelenden mit -einer regelmäßigen Lage von Nähfaden. Darüber wickeln wir in 3 bis -4 Lagen dünnes Paraffinpapier in einem 16 _mm_ breiten Streifen. -Darauf wird diese Paraffinhülle über einer Flamme etwas erwärmt, so -daß sich das Paraffin zwischen den einzelnen Lagen vereinigt. Ist das -durch die Erwärmung weich gewordene Papier wieder erstarrt, so ziehen -wir den Faden zwischen Papier und Kern heraus und nehmen das kleine -Papierröllchen ab. Es bildet die Grundlage für die Drahtspule. Bevor -wir jedoch mit dem Bewickeln beginnen, umwickeln wir, wie vorhin das -Polende, ein 7 _mm_ dickes, rundes Holzstäbchen mit Faden und schieben -die kleine Papierhülle darauf, so daß sie fest sitzt. - -Zur Bewicklung nehmen wir 0,15 bis 0,2 _mm_ starken, mit ~Seide~ -isolierten Kupferdraht. Wir können eine Lage zu 60 Windungen rechnen, -20 bis 30 Lagen sind erforderlich; für eine Windung brauchen wir im -Durchschnitt 3,8 _cm_ Draht, somit brauchen wir für jede Spule (25 -Lagen angenommen) 25 · 60 · 38 _mm_ gleich 57 _m_ von 0,2 _mm_ starkem -Draht. Sollen die beiden Stationen sehr weit auseinanderliegen (über -1 bis 2 _km_), so empfiehlt es sich, 0,15 bis 0,1 _mm_ starken Draht -zu gebrauchen und entsprechend mehr Windungen (bis 50 Lagen zu je 60 -Windungen) zu nehmen. - -Das Bewickeln führen wir am besten mit der Hand aus (Spulapparat Seite -165 ist hierfür nicht zu empfehlen). Wir nehmen das Holzstäbchen mit -dem Papierröllchen in die linke Hand, nachdem wir den Drahtanfang nahe -dem Röllchen am Holzstäbchen befestigt haben. Dann drehen wir das -Stäbchen zwischen Daumen und Zeigefinger der Linken und lassen den -Draht durch die Rechte gleiten, mit dessen Daumen und Zeigefinger wir -ihn lenken. Es muß Lage sorgfältig neben Lage gelegt werden. Sind wir -nahe dem Ende des Papierröllchens angelangt, so ist die erste Lage -beendet; sie wird mit heißem Paraffin bestrichen und mit einem dünnen -Paraffinpapierplättchen umgeben. Schellack eignet sich hier deshalb -nicht als Isoliermaterial, weil er zu langsam trocknet und die Finger -in unangenehmer Weise klebrig macht. Darauf wird die zweite Lage gelegt -u. s. w., bis die gewünschte Anzahl vorhanden ist. - -Spulenrähmchen mit Randscheiben zu verwenden, ist nicht vorteilhaft, da -sie viel schwieriger zu bewickeln sind. Bei dem angegebenen Verfahren -ist nur darauf zu achten, daß jede Lage genau so viel Windungen -hat wie die vorhergehende; um das zu erreichen, brauchen die Lagen -nicht gezählt zu werden, denn man sieht durch das durchscheinende -Paraffinpapier, das beiderseits etwa 1 _mm_ überstehen soll, hindurch -und erkennt leicht, wenn die eine Lage gerade so weit gewickelt ist als -die vorhergehende. - -Die fertigen Spulen werden schließlich noch 2 bis 3mal mit einer dicken -Schellacklösung überstrichen. -- Man achte darauf, daß die freien -Drahtenden nicht abbrechen. Ist der letzte Schellacküberzug getrocknet, -so werden die Spulen auf die Zylinderfortsätze der Elektromagnete -geschoben, und die entsprechenden Drahtenden in derselben Weise wie die -der primären Spulen miteinander verlötet. - -Abb. 226 zeigt die Anordnung der weiteren Teile des Telephons. Die -primären Spulen (_B_, _a_ und _b_), -- die in der Abbildung übrigens -versehentlich anstatt oval mit kreisrundem Schnitt gezeichnet sind, wie -auch die Löcher in _a_ und _b_ oval sein müssen -- klemmen wir zwischen -zwei Brettchen _c_ und _c₁_, die wir mittels der Holzschrauben _x_, -_y_ und _z_ zusammenziehen. Auf diese Brettchen leimen wir eine aus -Zigarrenkistenholz gesägte runde Scheibe (_C_, _I_), die zwei ovale -Öffnungen (_a_ und _b_) hat, um die beiden Primärspulen des Magneten -durchzulassen. Bei _A_ sehen wir die primären Spulen _a_ und _b_, das -vordere Brettchen _c_, die Köpfe der drei Schrauben _x_, _y_ und _z_ -(in der Ansicht) und die Scheibe _I_ (im Schnitt) an dem Elektromagnet -befestigt. - -[Illustration: Abb. 226. Die einzelnen Teile zum Telephon.] - -Am Rande der Scheibe _I_ errichten wir vier oder sechs nicht zu -schwache Holzsäulen _S_, die in gleichmäßigen Abständen von unten her -festzuschrauben sind. Diese Säulen müssen einen Rahmen _R_ tragen, der -genau so hergestellt wird, wie der Rahmen _R_ des Mikrophons (Abb. -222). Sein äußerer Durchmesser sei gleich dem der Scheibe _I_, sein -innerer mindestens 7 _cm_. Genau in die Mitte der Pergamentmembrane -_m_, auf die von den Magnetpolen abgewendete Seite, ist ein dünnes -~kreisrundes~ Blechscheibchen _e_ aufzukleben, dessen Durchmesser 4 bis -4,5 _cm_, also etwas mehr betragen soll, als der Abstand der äußeren -Ränder der Polenden des Elektromagneten. Die Blechscheibe schneide man -aus möglichst dünnem ~Weißblech~ mit einer gewöhnlichen Schere aus und -achte dabei darauf, daß die Scheibe völlig eben und frei von Beulen -bleibe. Das Aufleimen geschieht mit gewöhnlichem Tischlerleim oder -Schellack. - -Darauf wird ein hinreichend langer Streifen Pergamentpapier, der so -breit ist, als die Säulen _S_ hoch sind, etwas angefeuchtet, mit einem -Ende an einer der Säulen angeklebt, dann mehrmals außen um die übrigen -Säulen herumgewunden, und schließlich wird sein Ende wieder angeklebt. -Es entsteht dadurch zwischen den Säulen ein völlig geschlossener Raum, -in welchem die Magnetpole mit den sekundären Spulen eingeschlossen sind. - -An den Brettchen _c_ und _c₁_ bringen wir noch vier kleine -Klemmschrauben α, β, γ und δ an. In der Abb. 226 sind die Klemmen β -und δ so gezeichnet, als säßen sie auch an _c_, während sie an dem -verdeckten _c₁_ zu befestigen sind. Die Drahtenden der primären Spule -werden an α und β, die der sekundären an γ und δ angelötet. Wo es sich -irgend ermöglichen läßt, sollen Drahtverbindungen immer angelötet -werden. - -[Illustration: Abb. 227. Schnitt durch den Schallbecher.] - -Wir müssen jetzt noch über der Membrane einen Schallbecher anbringen. -Wer eine Drehbank besitzt, dreht sich den Schallbecher aus einem Stück -Holz. Wir können ihn aber auch ohne Drehbank sehr einfach auf folgende -Weise herstellen. Wir sägen aus ~dünnem~ Zigarrenkistenholz oder aus -starkem Pappendeckel sieben runde Scheiben (1 bis 7 in Abb. 227) von -der Größe der in Abb. 226_c_ dargestellten und versehen jede mit -einer einzigen zentralen Öffnung; die in Nr. 1 soll 1,5 bis 2 _cm_ -Durchmesser haben, die von Nr. 2 etwas mehr u. s. w. bis bei Nr. 7 der -Durchmesser 6 bis 7 _cm_ groß ist. Diese sieben Brettchen -- wenn wir -dickere Brettchen verwenden, genügen auch fünf -- werden, wie aus Abb. -9 zu erkennen ist, aufeinandergeleimt; dann feilen wir die Kanten der -treppenartigen Innenseite (in Abb. 227 ~rechts~) etwas rund (in Abb. -227 ~links~) und leimen den Schalltrichter auf den Ring _R_ auf. - -Die Entfernung der Membrane von den Magnetpolen soll 0,5 bis 1 _mm_ -betragen; jedenfalls darf sie nicht zu nahe stehen, so daß sie durch -die Anziehung des Elektromagneten auf das Blechplättchen mit den -Magnetpolen in Berührung kommt. Man kann den Abstand leicht regulieren, -indem man die Schrauben _x_, _y_, _z_ (in Abb. 226) etwas lockert, die -Membrane mit dem ganzen Gehäuse in die richtige Lage bringt und danach -die drei Schrauben wieder fest anzieht. - -Die für jede Station nötige Anrufklingel können wir uns ebenfalls -selbst herstellen, nach der auf Seite 113 gegebenen Beschreibung. -Ferner brauchen wir für jede Station 3 bis 4 gute Salmiakelemente -(siehe Seite 58 u. f.). - -[Sidenote: Die Schaltvorrichtung.] - -Das Mikrophon und den Umschalter, vielleicht auch die Glocke, -montieren wir auf einem mit Rückleisten versehenen starken Brette von -passender Größe. Oben in der Mitte wird das Mikrophon _M_ befestigt, -die Kohlenkontakte nach dem Brette zugekehrt (Abb. 228). Bei _P_ ist -der Drehpunkt eines Hebels _a_, der von einer hinreichend starken -Spiralfeder _F_ nach oben gezogen wird. Der Hebel wird aus einer dünnen -Eisenstange oder einem hinreichend starken, nötigenfalls doppelten -Blechstreifen hergestellt. An seinem Ende ist er so gebogen, daß -das Telephon _T_ eingehängt werden kann, von dessen Gewicht er nach -unten gezogen wird. Dieser Hebel wird mit einem mit Schellacklösung -getränkten Leinenstreifen umwickelt. Darauf wird an drei Stellen (1, -2, 3) je ein Streifen aus Messing- oder Kupferblech um den bewickelten -Hebel herumgewunden. Die drei Streifen müssen völlig voneinander -isoliert unverrückbar festsitzen, was man durch Anwendung von etwas -Schellackkitt (Seite 5) am sichersten erreicht. - -[Illustration: Abb. 228. Schaltungsschema der Telephonanlage.] - -Jetzt schrauben wir unter dem mittleren (2) Blechring zwei -Messingblechstreifen parallel nebeneinander so auf dem Grundbrett -fest, daß sie federnd von hinten gegen den Ring 2 des niedergezogenen -Hebels drücken und dadurch zwischen ihnen eine metallische Verbindung -hergestellt wird. Zwei andere Paare von Messingblechstreifen stehen in -ähnlicher Beziehung zu den Blechstücken 1 und 3, mit dem Unterschied, -daß sie sich nicht unter, sondern über ihm befinden, der Kontakt also -nur dann hergestellt wird, wenn durch das Aushängen des Telephons der -Hebel von der Feder in die Höhe gezogen wird, in welcher Lage dann die -beiden Messingstreifen bei 2 wieder voneinander isoliert sind. - -Ein zweiter Arm _b_ ist als zweiarmiger Hebel um die Achse _P¹_ drehbar -und wird durch eine Feder _F¹_ links nach unten, also rechts nach oben -gezogen. Er ist gerade wie der Hebelarm _a_ mit einem in Schellack -getränkten Leinenstreifen zu umwickeln und trägt zwei Blechstücke (4 -und 5), die genau wie bei _a_ zu befestigen sind. ~Über~ 4 und ~unter~ -5 sind ebenfalls zwei Blechstreifen angebracht. - -Es ist nun noch zu besprechen, wie die einzelnen Teile miteinander -zu verbinden sind. In der Abb. 228 sind die einzelnen Drähte weit -auseinandergerückt gezeichnet, um das Schema übersichtlicher zu -gestalten. In Wirklichkeit bohren wir bei den Stücken, an welche die -Verbindungsdrähte angeschlossen werden sollen, Löcher durch das Brett -und führen den Draht auf der Rückseite den kürzesten Weg zur nächsten -Verbindungsstelle. Die Verbindungen sind mit isolierten, etwa 1 _mm_ -starken Kupferdrähten herzustellen. - -Der erste Stromkreis ist in der Abbildung durch einen ausgezogenen -Strich dargestellt: er beginnt bei dem Zinkpol der Batterie _B_ und -führt zur Klemmschraube _e_; von da führt eine weiche, etwa 1 _m_ lange -Leitungsschnur zu der Klemme α der primären Telephonwickelung, von -dessen Klemme β wiederum eine Leitungsschnur zu der Klemme _f_; sie -ist mit dem Drahtende _c_ des Mikrophons verbunden, dessen Drahtende -_d_ mit dem einen Metallstreifen bei 3 in leitender Verbindung steht. -Der andere Blechstreifen bei 3 ist mit dem positiven Pole der Batterie -verbunden. - -Der Strom des zweiten Kreises nimmt folgenden Weg: er kommt durch die -Fernleitung _x_ zu Klemme _k_, geht von da durch eine Leitungsschnur zu -δ, durch die sekundären Spulen zu γ, von γ durch eine Leitungsschnur -zur Klemme _i_, von da zu dem einen Blechstreifen bei 1 und von dem -anderen Blechstreifen zur Fernleitung _y_. Dieser Weg ist in der Figur -einfach gestrichelt. - -Der dritte Stromkreis (punktiert) geht von der Fernleitung _x_ durch -die Glocke _G_, den Kontakt 4, dann durch den Kontakt 2 zur Fernleitung -_y_. - -Der vierte Stromkreis (strich-punktiert) nimmt vom negativen Pole der -Batterie seinen Weg durch den Kontakt 5 zur Fernleitung _x_ und kommt -durch _y_ zum positiven Pole der Batterie zurück. - -Hiermit ist die Ausrüstung einer Station beendet; wenn zwei solcher -Stationen vorhanden sind, so braucht man sie nur noch durch eine -doppelte Fernleitung miteinander zu verbinden, also die beiden _x_ -miteinander und ebenso die beiden _y_. - -Ist die Fernleitung sehr lang, so wird es unter Umständen nötig, für -die ~Klingel~ ein Relais einzuschalten. Über die Herstellung eines -Relais und dessen Schaltung siehe Seite 121. - -Will man nun von Station I mit Station II sprechen, so drückt man -kurze Zeit den Hebel _b_ herab, um zunächst anzurufen. Dadurch wird -folgender Stromkreis geschlossen: von dem positiven Pole der Batterie -_B_ nach _y_, von da durch die Fernleitung nach dem _y_ der Station -II, daselbst zum Kontakte 2, dann zum Kontakte 4, zur Glocke _G_, nach -_x_, durch die Fernleitung zurück zum _x_ der Station I, zum Kontakte -5 (der hier durch das Herabdrücken des Hebels _b_ geschlossen ist) -und zurück zur Batterie. Demnach wird an der Station II die Klingel -ertönen. Nun werden an beiden Stationen die Telephone abgehängt und die -Hebel _a_ gehen in die Höhe; dadurch ist an jeder Station folgender -Stromkreis geschlossen: von dem positiven Pole der Batterie _B_ durch -den Kontakt 3 nach _d_ am Mikrophone, durch dessen Kohlenkontakt 1 nach -_c_, von hier über _f_ nach β am Telephon, durch dessen primäre Spule -nach _d_ und _e_, endlich zurück zur Batterie. Durch den so fließenden -Strom wird der Elektromagnet des Telephons erregt. Wird nun gegen das -Mikrophon gesprochen, so wird die Membrane durch die aufschlagenden -Luftwellen erschüttert und mit ihr die Kohlenstücke. Durch die Bewegung -der letzteren schwankt aber der Widerstand des Kohlenkontaktes, damit -auch die Stärke des den Magnet umfließenden Stromes. Neben den hier -dargelegten Lokalstromkreisen ist aber auch noch ein Fernstromkreis -geschlossen, der beide Stationen verbindet; dieser verläuft von _x_ -an der Station I nach _k_, dann nach δ am Telephon, durch dessen -sekundäre Spule nach γ, über _i_ durch den Kontakt 1 nach _y_ durch -die Fernleitung zum _y_ der Station II, daselbst durch den Kontakt 1 -über _i_ nach γ, durch die sekundäre Spule des Telephons nach δ, über -_k_ nach _x_ und durch die Fernleitung zurück zum _x_ der Station I. -In Abb. 229 ist die Hauptsache dieser Darlegungen in einem Schema -übersichtlich zusammengefaßt: rechts ein Lokalstrom, der die Batterie -_B_, das Mikrophon _M_ und die primäre Spule des Telephons _T_ in sich -schließt, links ein ebensolcher mit _B₁_, _M₁_ und _T₁_; zwischen -beiden Stationen ist die Fernleitung, die rechts und links durch die -sekundären Spulen von _T_ und _T₁_ geschlossen ist. - -[Illustration: Abb. 229. Wirkungsschema der Telephonanlage.] - -Es wurde schon erwähnt, daß durch Sprechen gegen die Membran des -Mikrophons der Station I die Magnetkraft in dem dortigen Telephon -zum Schwanken komme; dieses Schwanken ruft in den sekundären Spulen -Induktionsströme hervor (vergleiche Seite 137), die durch die -Fernleitung fließen und an der Station II in den sekundären Spulen des -dortigen Telephons die Magnetpole umkreisen, deren Magnetkraft dadurch -ebenfalls ins Schwanken gebracht wird. Dieses Schwanken erfolgt genau -in dem Rhythmus der das Mikrophon treffenden Schallwellen, weshalb die -mit dem Blechscheibchen beklebte Pergamentmembran die gleichen Töne -wiedergibt, die gegen das Mikrophon gesprochen werden (vergleiche auch -Seite 200 bis 204). - - -Wie man sich Rheostate herstellen kann. - -~Rheostate~ oder ~Regulierwiderstände~ sind beim Arbeiten mit stärkeren -Strömen fast unentbehrlich. Es sei darum im folgenden die Herstellung -von Rheostaten beschrieben. - -Gewöhnlich verwendet man für Regulierwiderstände schlechtleitende -Metalllegierungen wie Nickelin oder Konstantan. Diese sind jedoch -ziemlich teuer, und es wird deshalb manchem jungen Physiker erwünscht -sein, zu erfahren, wie man sich Widerstände aus billigerem Material -herstellen kann. - -[Illustration: Abb. 230. Graphitstäbe des Rheostaten mit ihren -Drahtansätzen.] - -Wir verwenden den ziemlich schlecht leitenden Graphit, den wir in Form -von Stäben der geringsten Sorte von Bleistiften entnehmen. Auf die Güte -des Graphits und des Holzes zu Zeichenzwecken kommt es nicht an, es ist -nur darauf zu sehen, daß die Graphitsäulen nicht schon von vornherein -in der Holzfassung gebrochen sind. Das Holz entfernt man, indem man es -abbrennt. - -Wir brauchen für unseren Rheostat sechs Graphitstäbe; jeder einzelne -Stab wird an beiden Enden mit dünnem, blankem Kupferdraht fest -umwickelt, und die einzelnen Windungen dieser Umwicklung werden -verlötet. Diese Drahtansätze sollen an den oberen Enden 5 _cm_, an -den unteren 10 _cm_ lang sein. Die kurzen Drähte von je zwei Stäben -drehen wir mit einem weiteren Drahte, der um 15 _cm_ länger als ein -Graphitstab ist, zusammen und erhalten so drei Stabpaare, deren jedes -unten drei Drahtenden (_a_, _b_, _c_ in Abb. 230) aufweist. Diese -drei Stabpaare werden auf einem quadratischen Brett von etwa 25 _cm_ -Seitenlänge in Gips oder Zement eingebettet. Man streicht auf das -Brett eine 1 bis 1,5 _cm_ hohe Gipsschicht; der Gips soll nicht zu -dünnflüssig, aber doch gut plastisch sein. Nachdem man die auf den Brei -gelegten Graphitstäbe mit einem ebenen Brette gleichmäßig eingedrückt -hat, schlägt man an acht bis zehn Stellen je einen Nagel mit breitem -Kopf so weit in das Brett ein, daß er noch etwa 5 _mm_ weit über die -Gipsschicht herausragt, welche daraus reichlich mit Wasser übergossen -und dann mit einer zweiten Gipsschicht von etwa 1 _cm_ Dicke überdeckt -wird. Oberfläche und Ränder des Gipsblockes werden nun noch glatt -gestrichen und das Ganze läßt man dann in horizontaler Lage trocknen. - -[Illustration: Abb. 231 Der fertige Graphitrheostat.] - -Darnach wird, wie aus Abb. 231 hervorgeht, das Brett mit dem Gipsblock -auf ein zweites größeres Brett aufgeschraubt, auf welchem auch der -Schalthebel und die Klemmen angebracht werden. - -Man schlägt um den Punkt _A_ einen Kreisbogen mit dem Radius _b_ -und markiert sich darauf sieben Punkte, mit gegenseitigen Abständen -von etwa 2 _cm_. In jedem dieser Punkte wird ein Ziernagel mit -flachgewölbtem Messingkopf eingeschlagen, jedoch vorerst so, daß die -Köpfe das Brett nicht berühren. Um die sieben Ziernägel werden die -neun Drahtenden in folgender Weise herumgewickelt: Draht 1 um Nagel -1, Draht 2 um Nagel 2, Draht 3 und 4 um Nagel 3, Draht 5 um Nagel 4, -Draht 6 und 7 um Nagel 5, Draht 8 um Nagel 6, Draht 9 um Nagel 7, um -welch letzteren man außerdem einen nachher zur Klemme _F_ zu führenden, -dicken Kupferdraht schlingt. Darauf werden die Ziernägel vollständig -eingeschlagen und die Drähte außerdem noch mit den Nagelköpfen verlötet. - -Der Kontakthebel _C_ wird aus einem Streifen starken Kupfer- oder -Messingblechs hergestellt, das bei _A_ eine Bohrung erhält und dessen -eines Ende mit einem Holzgriff _a_ versehen wird. Die Befestigung des -Kontakthebels geschieht in folgender Weise (Abb. 232). - -[Illustration: Abb. 232. Befestigung des Kontakthebels.] - -Eine kreisrunde Scheibe _b_ aus dickem Kupfer- oder Messingblech wird -in der Mitte mit einem Loche versehen und dann mittels zweier Schrauben -mit versenkten Köpfen auf dem Holze _a_ befestigt; darauf legen wir den -Kontakthebel _c_ so auf die Scheibe _b_, daß seine Durchbohrung auf -deren Mitte liegt, bedecken diese Bohrung mit einer kleinen Spiralfeder -_d_ und stecken durch diese, durch den Hebel und durch die Scheibe die -Schraube _e_, die in _a_ eingeschraubt wird. An der Scheibe _b_ wird -ein Kupferdraht _f_ angelötet, der zu der Klemme _E_ (Abb. 231) führt. - -Steht der Kontakthebel so wie in Abb. 231, so ist kein Widerstand -eingeschaltet. Wird er aber nach links gedreht, so muß der Strom seinen -Weg zuerst durch ~einen~, dann durch zwei und schließlich durch alle -sechs Graphitstäbe nehmen. - -Die Graphitstäbe könnte man auch freistehend oder liegend befestigen; -da sie jedoch sehr zerbrechlich sind, so ist das angegebene Verfahren -vorzuziehen. Auch ist dann, wenn die Stäbe durch starke Ströme glühend -werden, eine Gefahr ausgeschlossen. - -Haben die Graphitstäbe einen Querschnitt von 3 _qmm_, so ertragen sie -eine Stromstärke von 20 bis 25 Ampere. Soll ein solcher Rheostat auch -größeren Stromstärken standhalten, so müssen dickere Graphitstäbe -gebraucht oder jeweils zwei nebeneinander geschaltet werden. - -Will man die Stromstärken feiner regulieren können, als es das -jeweilige Ein- oder Ausschalten eines ganzen Graphitstabes erlaubt, -so macht man das Grundbrett des oben beschriebenen Rheostaten etwas -größer und bringt noch einen zweiten Drehhebel an, der auch über eine -bogenförmige Reihe von Nagelköpfen schleift. Diese Nagelköpfe sind, -wie aus Abb. 233 hervorgeht, alle mit einem einzigen, ebenfalls in -den Gipsblock einzubettenden Graphitstab verbunden. Die Drähte, mit -deren Zahl die Feinheit der Regulierbarkeit wächst, sind in gleichen -Abständen voneinander um den Graphitstab herumzuwinden. - -[Illustration: Abb. 233. Widerstand für feine Regulierung.] - -Um schlechte Kontaktstellen zu vermeiden -- an solchen könnten bei -starken Strömen schädliche Lichtbogen auftreten -- stelle man die -Verbindung der Drähte mit dem Graphitstab folgendermaßen her. Man -windet einen mit Glaspapier gereinigten etwa 0,6 _mm_ starken, -~weichen~ Kupferdraht an der betreffenden Stelle in fünf regelmäßigen -Windungen ~fest~ um den Graphitstab herum und dreht dann den Anfang und -das Ende dieses Drahtstückchens fest zusammen. Auf diese Umwickelung -wird dann ein starker (1 bis 1,5 _mm_) Kupferdraht aufgelötet, der zu -den Kontaktköpfen führt. - -Dieser Sonderrheostat wird zwischen dem siebten Kontaktkopf und der -Klemme _F_ eingeschaltet. - -Da der eben beschriebene Apparat wohl allen Anforderungen des jungen -Lesers genügt, so will ich mit der Beschreibung anderer Konstruktionen -keine Zeit verlieren; sie seien nur der Vollkommenheit wegen kurz -erwähnt: - -Der Rheostat mit Nickelin oder Konstantandrähten ist im Prinzip genau -so konstruiert wie der Graphitrheostat. Die Drähte werden aber nicht -in Gips eingelegt, sondern zu Spiralen gedreht, die in Holzrahmen -ausgespannt werden. Abb. 234 zeigt eine derartige Einrichtung. - -[Illustration: Abb. 234. Nickelinrheostat.] - -[Illustration: Abb. 235. Glühlampenrheostat.] - -Abb. 235 zeigt einen Glühlampenrheostat. Je mehr Glühlampen -~nebeneinander~ in einen Stromkreis eingeschaltet werden, desto -geringer wird der Widerstand. Mit der Zahl der ~hintereinander~ -eingeschalteten Lampen wächst der Widerstand. Bei dem in Abb. 235 -gezeichneten Apparat können 1 bis 20 Lampen nebeneinander in einen -Stromkreis eingeschaltet werden. - -Es ist vorteilhaft, wenn die Widerstände, mit denen man arbeitet, -~geeicht~ sind. Über das Messen von Widerständen siehe Seite 109. - - -Der Taschenakkumulator. - -Die Selbstherstellung eines Akkumulators wurde schon auf Seite 72 bis -80 ausführlich beschrieben. Abgesehen davon, daß ein Akkumulator, den -man in der Tasche tragen können soll, viel kleiner, leichter und enger -gebaut sein muß, ist ein vollkommen dichter Abschluß des Gefäßes von -größter Wichtigkeit. - -Die Außenmaße für den Behälter sollen betragen: 10 _cm_ in der Breite, -13 _cm_ in der Höhe und 1,7 _cm_ in der Dicke. Der Akkumulator soll -aus drei Zellen bestehen, also 6 Volt liefern; jede Zelle enthalte -3 Platten, die parallel der Breitseite oder 5 Platten, die parallel -der Schmalseite eingebaut werden. Die Platten werden aus 1 _mm_ -dickem Bleiblech genau so hergestellt, wie schon auf Seite 73 u. 74 -beschrieben wurde. Zwischen den beiden äußersten (negativen) Platten -einer Zelle und der Gefäßwand braucht kein Zwischenraum zu bleiben. - -Es handelt sich also nur noch um das Material, aus dem wir das Gefäß, -und um die Masse, aus der wir den Verschluß herstellen. - -Für das Gefäß ist Zelluloid bei weitem das geeignetste, freilich auch -das teuerste Material. Wir beschaffen uns Platten in passender Größe -von etwa 1 _mm_ Dicke. Dabei ist nicht zu vergessen, daß das flache -Gefäß drei Abteilungen, also zwei querteilende Zwischenwände haben muß. - -Die Zelluloidplatten bestellen wir uns am besten schon in passender -Größe, andernfalls schneiden wir sie mit einer guten Schere zurecht, -was sich aber nur dann gut bewerkstelligen läßt, wenn das Zelluloid -nicht spröde ist. In diesem Falle wird es mit der Messerspitze -angeschnitten, so zwischen zwei scharfkantige Brettchen gelegt, daß der -Schnitt mit den Kanten der Brettchen zusammenfällt, und dann gebrochen. - -Zum Zusammenkitten der einzelnen Teile verwenden wir eine Lösung von -Zelluloid in ~Essigäther~. Haben wir nicht genügend Abfallstückchen, -die wir zum Auflösen verwenden können, so befreien wir einen alten oder -schlechten Rollfilm von den Gelatineschichten -- die nichtrollenden -Films sind auf ~beiden~ Seiten mit einer Gelatineschicht versehen --- durch Abwaschen mit heißem Wasser, schneiden ihn dann in kleine -Stückchen und legen diese in Essigäther. Die Lösung soll ~dickflüssig~ -sein. Die zu verbindenden Teile werden beide mittelst eines Pinsels mit -dieser Lösung bestrichen und dann rasch zusammengesetzt. Nach völligem -Trocknen wird noch etwas von der Zelluloidlösung in die Kanten, die von -den Wandungen gebildet werden, eingegossen. Daraufhin lasse man das -Gefäß einen Tag trocknen. - -Einfacher und billiger, aber weniger dauerhaft ist ein Behälter aus -Pappe. Diesen kleben wir aus den Teilen zusammen, die wir aus hartem, -nicht zu dünnem Pappendeckel schneiden. Zum Kleben verwendet man -möglichst wenig Syndedikon (Fischleim). Nach dem Trocknen des Leimes -wird der Behälter in Kolophonium-Wachskitt (Seite 66 u. 80) mit viel -Leinöl etwa 30 Minuten lang gekocht. Darauf nimmt man ihn heraus und -läßt alles überschüssige Kolophonium abfließen. Die Außenseite wird -mit dünnem weißem Fließpapier belegt, welches ohne weiteres sofort -festklebt, wenn man es mit dem Handballen ein wenig ausstreicht. -Nach ~völligem~ Erkalten des Behälters werden seine drei Fächer mit -~reinem~ Kolophonium (das heißt solchem ~ohne~ Leinöl), das man bis -zur Dünnflüssigkeit erhitzt hat, bis etwa 1 _cm_ vom oberen Rande -angefüllt; man achte darauf, daß nichts auf die äußere Papierbekleidung -fließt. Diese Füllung darf nur einige Sekunden in dem Behälter bleiben, -dann ist sie rasch auszugießen. Dadurch werden die Innenwände mit einem -Überzug versehen, der nach dem Erkalten nicht mehr klebrig ist. Dem -zuletzt erwähnten Kolophoniumguß kann man etwas (⅒) Asphalt zusetzen. -Schließlich wird der äußere Papierbelag noch mit Eisenlack angestrichen. - -Die präparierten Bleiplatten werden, wie schon auf Seite 76 erwähnt -wurde, eingesetzt; sie sollen auch auf Glasröhrchen, nicht unmittelbar -auf dem Boden des Gefäßes stehen. Der obere Plattenrand soll 2,5 _cm_ -unterhalb des oberen Gefäßrandes zu liegen kommen. Die Fortsätze der -Platten sollen schmal sein und müssen kurz vor der Herstellung des -Verschlusses mit Schmirgelpapier sorgfältig gereinigt werden. - -Die Platten werden eingesetzt und die Zellen bis 2 _cm_ vom oberen -Rande mit Wasser gefüllt. Statt der Glasröhrchen, die bei dem oben -beschriebenen Akkumulator zum Entweichen der Gase dienen, werden in -derselben Weise kleine, etwa 4 _cm_ lange Gummischlauchstückchen -eingesetzt, in jede Zelle zwei. Der Abschluß wird durch fünf -verschiedene, je 4 _mm_ dicke Güsse hergestellt. - -Der erste Guß wird sorgfältig auf das Wasser aufgegossen und besteht -aus Kolophonium, dem man bis zu ⅓ Asphalt zusetzen kann. Nach dem -Erkalten werden die noch herausragenden Bleistreifen und die Wände des -Behälters mit Filtrierpapier ~sorgfältig getrocknet~. - -Der zweite Guß besteht aus Kolophonium-Wachskitt (Leinöl ziemlich -reichlich), der möglichst heiß eingegossen werden muß. Ein guter -Kontakt dieses Gusses mit den Wänden und mit dem Blei ist besonders -wichtig. Man führt ihn am sichersten herbei, wenn man an den -Berührungsstellen von Wand und Blei mit dem Kitt letzteren mit einem -dicken, weißglühenden Nagel noch einmal in Fluß bringt. - -Der dritte Guß kann genau wie der zweite hergestellt werden. Weit -sicherer ist jedoch folgendes Verfahren: Wir beschaffen uns eine kleine -Blechbüchse mit Deckel, deren Boden- und Seitennaht nicht gelötet, -sondern durch Falz hergestellt ist. In den Deckel wird ein kleines -Loch geschlagen. Die Büchse umwickeln wir mit einem starken Draht, den -wir zu einem langen Stiel biegen. In diese Büchse geben wir kleine -Stückchen von einem alten Gummischlauch und halten sie über einen -Bunsenbrenner. Der Gummi schmilzt, und ein sehr übelriechender, grauer -Dampf strömt aus dem Loch des Deckels hervor. Der Dampf ist brennbar; -wir zünden ihn an, und vermindern dadurch den peinlichen Geruch dieses -Verfahrens ganz wesentlich. Ist der Gummi völlig geschmolzen, dann -geben wir eine mittelgroße Tube voll Gummilösung -- wie man solche -zum Pneumatikflicken gebraucht -- zu und vermischen diese tüchtig -mit dem geschmolzenen Gummi; darauf wird die Masse noch einmal unter -ständigem Umrühren kurz erhitzt; dann wird die Flamme gelöscht -- in -einem Raum, in dem mit Benzin umgegangen wird, darf niemals eine offene -Flamme brennen -- und so viel Benzin zugerührt, bis die Mischung ihre -Zähigkeit etwas verliert. Jetzt wird sie aufgegossen; dabei helfen -wir mit einem Holzstäbchen nach, damit sie sich überall gleichmäßig -verteilt. Man achte darauf, daß dieser erst nach vielen Monaten völlig -trocknende Gummibrei nur an die Stellen gelangt, für die er bestimmt -ist, da man ihn dort, wo er einmal klebt, nur sehr schwer entfernen -kann. - -Der vierte Guß darf erst nach zwei bis drei Tagen auf den dritten -aufgegossen werden; er besteht aus Kolophonium, dem man nur wenig -Leinöl zugefügt hat. - -Darauf kommt der fünfte Guß, der aus der käuflichen sogenannten -Akkumulatorenvergußmasse oder aus Paraffin hergestellt wird. - -Die Bleistreifen werden in der richtigen Reihenfolge untereinander -verlötet (siehe Seite 77) und am negativen Pol der ersten und am -positiven der dritten werden Klemmschrauben angebracht. - -Das Wasser läßt man jetzt durch die Schläuche abfließen. Mit Hilfe -eines Glastrichters, dessen Rohr zu einer hinreichend feinen Spitze -ausgezogen ist, um in die engen Gummischläuche eingesteckt werden zu -können, wird die Schwefelsäure eingegossen; sie soll den oberen Rand -der Platten gerade noch bedecken, so daß zwischen ihr und dem Verguß -ein 3 bis 4 _mm_ breiter Raum frei bleibt. In die oberen Enden der -Gummischläuche werden zum Verschluß runde Holzstäbchen (Streichhölzer) -eingesteckt. - - -Herstellung eines Universal-Volt-Ampere-Meters. - -Das im folgenden beschriebene Instrument ist ein sogenannter -Dynamometer (Seite 207). Es ist deshalb sowohl für Wechsel- wie für -Gleichstrom zu verwenden; zufolge seiner Konstruktion kann es, -was Spannungen und Stromstärken betrifft, in sehr weiten Grenzen -gebraucht werden. Ferner kann es bei sauberer Arbeit zu einem richtigen -Präzisionsinstrument gemacht werden. - -[Illustration: Abb. 236. Brett zum Wickeln der Spule.] - -Die Arbeit beginnt damit, daß man einem 1,5 _cm_ dicken, 10 _cm_ -breiten und beliebig langen Brettchen durch Abrunden der Kanten die -Abb. 236 zu erkennende Form gibt. Dieses Brettchen umwickelt man nahe -dem einen Ende mit einem nicht zu starken Bindfaden auf eine Strecke -von etwa 7 _cm_, so daß Windung genau an Windung liegt. Darüber spannt -man einen Streifen Pergamentpapier, dessen Enden man zusammenklebt, -wobei man aber darauf achten muß, daß er nicht an dem Bindfadenbelag -kleben bleibt. Darüber wird ein in einer dicken Schellacklösung -getränktes Seidenpapier gelegt; ist das etwas angetrocknet, so wickelt -man einen isolierten 0,4 bis 0,5 _mm_ starken Kupferdraht darauf[11], -wiederum Windung genau an Windung, bis man einen 2 _cm_ breiten -Belag erhalten hat. Darauf läßt man, indem man den Draht auf einer -Schmalseite des Holzes quer herüberführt, einen 1,5 _cm_ breiten -Zwischenraum und legt einen zweiten, ebenfalls 2 _cm_ breiten Belag an -(Abb. 236, _a_ und _b_). Die beiden Beläge werden mit Schellacklösung -bestrichen und mit Papier überzogen. Darauf wickelt man die zweite -Lage; hat man von links nach rechts zu wickeln begonnen, so wickelt man -nun von rechts nach links. Den Übergang von _b_ nach _a_ macht man auf -der dem ersten Übergang entgegengesetzten Seite; dann wird wieder mit -Schellack bestrichen, mit Papier belegt u. s. w., bis wir fünf oder -sieben Lagen gewickelt haben. Der Übergang von _a_ zu _b_ wird oben, -von _b_ zu _a_ immer unten gemacht. Die Drahtenden sollen je 10 _cm_ -frei von der Spule abstehen. - -Genau in derselben Weise werden fünf Lagen eines 1,0 _mm_, drei -Lagen eines 1,5 _mm_ und eine Lage eines 2 _mm_ starken, isolierten -Kupferdrahtes über die ersten Windungen gelegt. - -Auf diese Weise sind zwei verbundene Drahtspulen entstanden; aus -jeder ragen vier 10 _cm_ lange Drahtenden hervor. Die Windungen -müssen natürlich alle auf derselben Seite begonnen und in demselben -Drehungssinne ausgeführt sein. - -Nun müssen die Spulen vom Holz abgenommen werden; da sie wahrscheinlich -sehr fest aufsitzen, muß man erst den Belag von Bindfaden unter der -Spule wegziehen. Um den Spulen mehr Halt zu geben, kann man jede quer -zur Längsrichtung der Drähte mit schmalem Isolierband umwickeln. Ein -dicker Schellacküberzug gibt auch hinreichend Halt. - -Abb. 237 zeigt, wie das Spulenpaar _a_, _b_ auf einem Grundbrett _c_ -befestigt wird: es erhalten die beiden Brettchen _e₁_ und _e₂_ je einen -Ausschnitt, in den das untere Ende der Spulen genau hineinpaßt. Die -beiden Brettchen werden auf _c_ befestigt und auf ihrer Oberseite durch -die Brettchen _i₁_ und _i₂_ verbunden. - -[Illustration: Abb. 237. Befestigung der Spulen auf dem Grundbrett.] - -Damit ist der erste Hauptteil des Apparates fertig. Der zweite, die -bewegliche innere Spule und ihre Lager, müssen mit besonderer Sorgfalt -hergestellt werden, da von der Genauigkeit der Ausführung dieser Teile -hauptsächlich die Zuverlässigkeit und Empfindlichkeit des Instrumentes -abhängt. - -Wir kaufen uns ein 10 _cm_ langes, 3 _mm_ starkes Stück Rundstahl -(Nickelstahl), das wir, falls es hart sein sollte, tüchtig durchglühen. -Dabei ist aber darauf zu achten, daß sich das Stück nicht verbiegt. -Ferner drehen wir uns aus einem sauberen, faser- und astlosen Stück -Hartholz oder besser aus Hartgummi das in Abb. 238 im Schnitt mit -Maßangaben und in Abb. 239 in der Außenansicht wiedergegebene -Fassungsstück; dieses besteht aus drei Teilen, die in Abb. 239 mit _a_, -_b_, _c_ bezeichnet sind; es ist seiner ganzen Länge nach durchbohrt; -man achte darauf, daß die Längsbohrung genau zentrisch sei. In den -beiden mit _b_ bezeichneten Teilen sind je drei 2 bis 3 _mm_ weite -Löcher zu bohren, die in die Längsbohrung einmünden und um 120° -gegeneinander verschoben sein sollen; sie sind in Abb. 238 durch zwei -Paare punktierter Linien in _b_ angedeutet; in Abb. 239 sind natürlich -nur je zwei dieser Löcher zu sehen. Der Teil _c_ wird längs einem -seiner Durchmesser mit einer 2 _mm_ weiten Bohrung versehen. Ferner -schneiden wir von einem starkwandigen Messingrohr, das sich gerade noch -über _b_ schieben läßt, zwei 4 _mm_ breite Ringe ab und versehen sie -mit je drei Bohrungen, die denen in _b_ entsprechen, jedoch etwas enger -als diese sein sollen; sie werden außerdem mit Gewinden versehen, durch -welche sich Schrauben bis in die Längsbohrungen eindrehen lassen. - -[Illustration: Abb. 238. Fassungsstück (Schnitt).] - -[Illustration: Abb. 239. Fassungsstück (Außenansicht).] - -Nun wird ein 10 _cm_ langer, 2 _mm_ starker Messing- oder Kupferdraht -(kein Eisen!) durch das Loch in _c_ geschoben, so daß nach beiden -Seiten gleiche Teile hervorragen; der Draht muß fest sitzen, was -man nötigenfalls dadurch erreichen kann, daß man ihn in der Mitte -ein klein wenig verbiegt. Über die beiden dadurch entstandenen -Drahtschenkel wickelt man einen gut isolierten 0,4 bis 0,5 _mm_ -starken Kupferdraht in regelmäßigen Windungen auf. Die Bewickelung -beginnt man bei einem Drahtschenkel da, wo er aus dem Mittelstück _c_ -heraustritt; an dem Ende des Drahtes angelangt, wickelt man wieder -bis zur Anfangsstelle zurück, wo man den Draht mit einem Bindfaden -anbindet, um ein Aufschnurren der Spirale zu verhindern. Darauf wird -er um _b_ herum zum anderen Drahtschenkel geführt, der gerade so wie -der erste bewickelt wird; dann wird wieder zum ersten, dann noch einmal -zum zweiten übergegangen. Es sind somit auf jeden Schenkel vier Lagen -aufzuwickeln. Das eine Drahtende ist auf dem einen, das andere auf dem -anderen Messingring anzulöten. Die beiden länglichen Drahtspulen sind -schließlich noch tüchtig mit Schellacklösung zu bestreichen. - -Jetzt schneiden wir das schon oben erwähnte Stahlstäbchen in der -Mitte auseinander und feilen jedem an einem Ende eine etwa 2 _cm_ -lange Schneide an. Die Schneide ist zuerst mit einer gröberen, dann -mit einer feinen Schlichtfeile sehr sorgfältig herzustellen. Die -beiden die Schneide bildenden Flächen sollen einen Winkel von etwa -50° einschließen. Nun werden die beiden Stäbchen (_h₁_ und _h₂_), -wie aus Abb. 240 zu ersehen ist, beiderseits in die Bohrung in _a_ -gesteckt; sie dürfen aber nicht miteinander in leitende Berührung -kommen, weshalb man sie am besten durch zwei Kartonscheibchen von -dem durch _c_ laufenden Drahte trennt. Die Bohrung in _a_ ist etwas -weiter (3,5 _mm_) als die Lagerstäbchen dick sind (3 _mm_), weshalb -diese nun etwas Spielraum haben; die beiden Mündungen der Längsbohrung -werden deshalb durch eingeklebte Papierstreifen so weit verengt, daß -die Stäbchen _h_ nur noch knapp hineingehen. Das innere Ende von _h_ -hat dann wieder mehr Spielraum, wird aber durch die Schräubchen in _b_ -fixiert; mittelst dieser werden die beiden Stäbchen so gestellt, daß -ihre Schneiden ~genau in einer Geraden~ liegen. - -[Illustration: Abb. 240. Fertiger Anker (Ansicht).] - -Abb. 240 zeigt den fertigen Anker in der Ansicht; die Lager _f₁_ und -_f₂_ sind im Schnitt gezeichnet. Sie bestehen je aus einem rechteckigen -Eisenplättchen (_g₁_ und _g₂_), das in der Mitte durchbohrt ist. -Dies Eisenplättchen wird auf einem ebenen Sandstein mit feinem -Schmirgelpulver und Wasser völlig eben geschliffen und schließlich -mit dem Polierstahl (oder einem Glasstab) poliert. Darauf spannen wir -einen etwa 0,4 _mm_ dicken Federstahldraht in einen Laubsägebogen ein, -der ihn straff spannt. Das rechteckige Eisenplättchen befestigen wir -mit ein paar seitlich eingeschlagenen Nägeln auf einem starken Brett, -legen den gespannten Stahldraht parallel einer Seite quer über die -Mitte des Plättchens und geben auf den Draht, der sich aber dabei nicht -verschieben darf, ein paar kräftige Hammerschläge. Dadurch entsteht -in _g_ eine kleine Rinne, in welche später die Schneide von _h_ -eingesetzt wird. Die beiden Lagerplättchen und die Achsenstäbe werden -nun auf helle Rotglut erhitzt, in Öl abgeschreckt und schließlich -dunkelbraun angelassen. An jedes der Plättchen _g_ wird ein einige -Zentimeter langer Kupferdraht angelötet. Diese Lager werden nun auf den -Holzklötzchen _f₁_ und _f₂_ befestigt, wie dies aus Abb. 237 erhellt. -Die oberen Flächen von _g₁_ und _g₂_ müssen ~genau in einer Ebene~, die -beiden mit dem Stahldraht hergestellten Rinnen ~genau in einer Geraden~ -liegen. Um dies sicher zu erreichen, verfährt man folgendermaßen. -Man bringt auf die Endflächen von _f₁_ und _f₂_ etwas Glaserkitt und -legt _g₁_ und _g₂_ darauf. Mit einem ausgespannten Faden prüft man -zuerst, ob die Rinnen genau in einer Linie liegen; nötigenfalls werden -die Plättchen verschoben, bis sie richtig liegen. Darauf werden sie -beide gleichzeitig mit einer hinreichend großen, ~ebenen~ Glasplatte -(Spiegelglas) oder sonst einem Gegenstand, der sicher eben ist, fest -aufgedrückt; dann prüft man nochmals mit dem Faden, ob die Rinnen noch -richtig liegen, drückt die Glasplatte nochmals auf u. s. f., bis man -sicher ist, daß die beiden Lagerplättchen genau richtig liegen. - -Da wo die Schneiden der Achse über die Löcher in _g_ zu liegen kommen, -werden sie mit Schmirgelpapier gereinigt und mit 2 bis 3 Windungen -eines 1 _mm_ starken nackten Kupferdrahtes umwickelt; die Enden -des Drahtes werden auf der Unterseite fest zusammengedreht, kurz -abgeschnitten und verlötet (_e_). - -Die Mühe, das Lager in der eben beschriebenen Weise herzustellen, -lohnt sich nur dann, wenn unbedingt genau und sorgfältig gearbeitet -wird. Wer nicht genügend Handfertigkeit in diesen Arbeiten besitzt, -der erhält mit den im folgenden angegebenen einfacheren Ausführungen -wahrscheinlich ein genauer arbeitendes Instrument. - -[Illustration: Abb. 241. Einfachere Lagerung.] - -Die Stäbchen _h_ erhalten keine Schneide, dagegen dreht man ihnen -nahe der Stelle, wo sie aus _a_ herausragen, eine Einschnürung an, -wie dies aus Abb. 241 zu erkennen ist. Mit der Einschnürung ruht -das Lagerstäbchen auf einem Streifen von Messingblech _d_, der an -_f_ befestigt ist. Ferner wird an _h_, das in diesem Fall auch aus -gewöhnlichem Rundeisen hergestellt werden kann, aus Kupferblech ein -Scheibchen _e_ angelötet und unter diesem in _f_ eine entsprechende -Vertiefung angebracht. - -Noch mehr vereinfachen kann man das Lager, wenn man statt des -runden Stäbchens _h_ einen Messingblechstreifen verwendet, der -mit seiner Kante auf der des Lagerbleches _d_ aufliegt. Es fällt -damit der mittlere, in Abb. 238 und 239 abgebildete Teil ganz weg. -Es wird einfach der etwa 1 _mm_ starke Messingblechstreifen an -den Lagerstellen messerartig geschärft, und durch zwei eingesägte -Schlitze in der Mitte wird der Kupferdraht, der Kern der Spulen, -hindurchgesteckt und festgelötet. Die Zuleitungsdrähte zu den Spulen -werden nach rechts und links auf dem Blechstreifen nach außen geführt -und mit etwas Schellack- oder Kolophonium-Wachskitt auf dem Bleche -befestigt. Die Enden des Drahtes werden nach unten gebogen und von der -Umspinnung frei gemacht; sie sollen so lang sein, daß sie noch in die -in _f_ eingebohrte Vertiefung hinabreichen. - -Abb. 242 zeigt diese Anordnung, die an Empfindlichkeit den beiden -anderen kaum nachsteht und zudem viel einfacher herzustellen ist; sie -hat aber den Nachteil, daß sie keine gleichmäßigen Ausschläge liefert, -da sich die Schneiden des Lagers ständig verändern. Wir werden also -auf diese Weise kein Präzisionsinstrument herstellen können. Immerhin -werden wir mit den letztgenannten Anordnungen, wenn sie auch nur -einigermaßen sauber ausgeführt sind, weit genauere Resultate erzielen -als mit der ersten, wenn diese nicht sehr zuverlässig gearbeitet ist. - -[Illustration: Abb. 242. Lagerung mit einem Blechstreifen.] - -Wie diese Teile nun montiert werden, geht wohl zur Genüge aus Abb. 237 -hervor; es sei nur noch bemerkt, daß die beiden festen Spulen _a_ und -_b_, die ursprünglich einen Abstand von 1,5 _cm_ haben, jetzt so nahe -zusammengerückt werden, daß die Achse des Ankers gerade noch freien -Spielraum hat. Sie werden dann in der schon erwähnten Weise mit etwas -Schellackkitt auf dem Brettchen _e_ befestigt. - -[Illustration: Abb. 243. Die Platte des Stöpselkontaktes.] - -[Illustration: Abb. 244. Schema des Stöpselkontaktes.] - -Es sind nun noch die zehn Drahtenden (_a¹|₂_, _b¹|₂_, _c¹|₂_, -_d¹|₂_, _l_ und _m_) mit einer aus _c_ (Abb. 237) anzubringenden -Schaltvorrichtung zu versorgen. Diese Schaltvorrichtung wird durch ein -System von sogenannten Stöpselkontakten hergestellt. Wir beschaffen uns -zu diesem Zweck ein 8 _cm_ langes, 3 _cm_ breites und 2 _mm_ starkes -Kupfer- oder Messingblech, in das wir die aus Abb. 243 hervorgehende -Einteilung einritzen; an den mit ⦶ bezeichneten Stellen werden 2 _mm_ -weite Löcher gebohrt, durch welche die Schräubchen gehen sollen, -mit denen die einzelnen Teile auf ihrer Unterlage befestigt werden. -An den mit ⬤ bezeichneten Stellen werden 3 bis 4 _mm_ weite Löcher -eingebohrt. Darauf wird dieses Blech auf seine Unterlage gelegt, und -man bezeichnet genau die Stellen für die Schraubenlöcher. Dann werden -die einzelnen Teile auseinandergesägt und mit so langen Schrauben auf -ein Brettchen aufgeschraubt, daß sie durch das Brettchen hindurchgehen. -Die zehn Drahtenden werden nun so, wie dies aus dem Schema (Abb. 244) -hervorgeht, mit den einzelnen Teilen des Stöpselhalters verbunden, -indem sie an die unteren Enden der Schrauben angelötet werden. Außerdem -werden noch die beiden Klemmschrauben I und II mit den Stücken β und -δ verlötet. Ferner drehen wir uns noch aus einem 4 bis 5 _mm_ starken -Kupferdraht zehn ein wenig konische Stöpsel, die gut in die Löcher -passen; zur besseren Handhabung kann man sie oben zu einer Schlinge -biegen. - -Es wäre endlich noch der Zeiger und die Skala herzustellen. Der Zeiger, -der an der Stirnseite des Stäbchens _h_ mittels eines Schräubchens -angebracht wird, muß aus dünnem Messingblech hergestellt werden und -zweiteilig sein. An der unteren Hälfte wird aus dem gleichen Blech ein -rundes, auf dem Zeiger verschiebbares Scheibchen angebracht; außerdem -verfertigen wir noch zwei andere aus dickerem Blech, so daß wir drei -verschieden schwere Scheibchen haben, die wir sowohl einzeln als auch -alle drei zugleich auf die untere Zeigerhälfte schieben können. - -Hinter dem Zeiger befestigen wir an dem Klötzchen _f_ ein kreisrundes -Brettchen, dessen Durchmesser etwas mehr als die ganze Zeigerlänge -beträgt und auf dessen Vorderseite ein weißer Karton aufgeklebt -ist. In die in die Plättchen _g₁_ und _g₂_ gebohrten Löcher wird so -viel Quecksilber gegossen, das es sich etwas über die Fläche von -g herauswölbt. Im Falle daß die in Abb. 241 oder 242 angedeutete -Konstruktion verwendet wurde, werden die Vertiefungen in _f₁_ und -_f₂_, in die auch die Drähte _l_ und _m_ hineinragen, mit Quecksilber -ausgefüllt. - -Nun bringen wir noch auf der Unterseite des mit Stollen zu versehenden -Grundbrettes drei verschiedene Nebenschlußwiderstände an. Über deren -genauere Bestimmung vergleiche Seite 108/109 und 97. - -Zuletzt ist das Instrument zu eichen. Wir können mit Hilfe unseres -Stöpselschalters die vier verschiedenen Wickelungen hinter- oder -nebeneinander schalten, können auch einzelne ausschalten, ganz wie -wir wollen. Soll das Instrument z. B. als Amperemeter für starke -Ströme benutzt werden, so schieben wir auf den Zeiger alle drei -Ballastplättchen, das schwerste zu unterst, und schalten alle -Drahtwindungen nebeneinander, was durch folgende Verbindung geschieht. -Es werden durch Stöpsel verbunden (siehe Schema Abb. 243 und 244): β -mit α mit 1, dann γ mit 3, dann γ mit 5, dann γ mit 7, dann δ mit 2, -dann δ mit 4, dann δ mit 6 und endlich δ mit 8. Wollen wir dagegen -sehr schwache Ströme messen, so müssen wir alle Drahtwickelungen -hintereinanderschalten; dies geschieht durch die Verbindung von β mit α -mit 1, 2 mit 3, 4 mit 5, 6 mit 7, 8 mit δ. - -Auf dem Skalenbrett haben wir sechs konzentrische Kreise aufgezeichnet -und mit den Ziffern 1 bis 6 versehen. Für jede Skala gilt nur eine ganz -bestimmte Schaltung und für Stromstärken in bestimmten Grenzen. So die -Skala 1 als Voltskala für große Spannungen, Skala 2 als Ampereskala -für große Stromstärken, Skala 3 als Voltskala für mittlere Spannungen, -Skala 4 als Ampereskala für mittlere Stromstärken; Skala 5 als -Voltskala für geringe Spannungen, Skala 6 als Ampereskala für geringe -Stromstärken. - -Wie schon erwähnt, gehört zu jeder Skala eine besondere Schaltung; -es wird darum von Vorteil sein, auf dem Grundbrett des Apparates ein -Schaltungsschema anzubringen, auf dem mit verschiedenen Farben die -verschiedenen Schaltungen angedeutet sind; dabei darf die Angabe der -verwendeten Ballastplättchen und ihrer Lage am Zeiger nicht vergessen -werden. Wie solche Instrumente durch Vergleich mit anderen geeicht -werden, ist schon auf Seite 97 und 108 eingehend besprochen worden. - -Soll das Instrument auch für Wechselströme Verwendung finden, so muß -dafür eine besondere Skala geeicht werden, an der auch die Periode des -Wechselstromes angeschrieben ist. (Vergleiche Seite 188.) - -Schließlich können wir uns noch einen Schutzkasten mit einer Glaswand -auf der Vorderseite herstellen, der so über das Ganze paßt, daß nur die -Schaltvorrichtung freiliegt. - - -Herstellung eines Elektroskopes. - -Wollen wir uns ein empfindlicheres Elektroskop herstellen, als das -auf Seite 9 beschriebene, so können wir folgendermaßen zu Werke -gehen: Wir lassen uns einen Streifen aus 2 _mm_ starkem Eisen- oder -besser Messingblech schneiden, der 5 _cm_ breit und 45 bis 50 _cm_ -lang ist. Den Streifen biegen wir über irgend einen zylindrischen -Gegenstand von etwa 15 _cm_ Durchmesser zu einem Reif zusammen, so -daß die Ränder des Blechstreifens etwa 2 _cm_ übereinandergreifen, in -welcher Lage sie verlötet werden. Wir lassen uns beim Glaser zwei etwa -3 _mm_ starke Glasscheiben schneiden, deren Durchmesser etwas größer -ist als der des Blechreifens. An der Lötstelle wird der Blechreifen -auf einen Fuß gesetzt, wie aus der Abb. 245 zu ersehen ist. Von oben -wird ein Messingstab in das Gehäuse eingeführt, der unten zugeschärft -ist. Die Goldblättchen (siehe auch Seite 9 und 10) werden diesmal -nicht aufgeleimt, sondern in einen feinen Sägespalt eingeklemmt. Die -Stange, die die Goldblättchen trägt, wird durch ein Hartgummirohr vom -Gehäuse isoliert mit gutem roten Siegellack eingekittet. Der Drehpunkt -der Goldblättchen soll etwas über der Mitte liegen. Eine Skala mit -Gradeinteilung wird so angebracht, wie aus der Abbildung ersichtlich -ist. Endlich werden die beiden Glasplatten mit Siegellack beiderseits -auf das Gehäuse aufgekittet. Ein kleines Häkchen am Fuß oder am Gehäuse -dient zum Einhängen eines Drahtes oder einer Kette, die das Gehäuse mit -der Erde in leitende Verbindung bringen soll. - -[Illustration: Abb. 245. Elektroskop.] - - -Wie man mit selbst hergestellten Apparaten auf grössere Entfernungen -drahtlos telegraphieren kann. - -Im letzten Vortrage Seite 254 u. f. haben wir gesehen, wie man mit den -dort beschriebenen Apparaten auf 20 bis 30 _m_ noch sehr gut Telegramme -übermitteln kann. Wir wollen nun noch darlegen, wie man es anzufangen -hat, wenn man auf eine Entfernung von etwa 500 _m_ sich mittels der -Funkentelegraphie verständigen will. - -Für jede einzelne Station brauchen wir einen Funkeninduktor (oder eine -Influenzmaschine) mit Sender, Taster usw. und einen Fritter mit Relais, -Glocke, Morseapparat usw., also die in Abb. 209 (Seite 254) schematisch -wiedergegebene Zusammenstellung von Apparaten. Die beiden Fangdrähte -sowohl des Senders wie die des Fritters bleiben weg. Dafür müssen wir -einen möglichst langen, senkrecht hängenden Draht an den einen Pol des -Senders bezw. Fritters anschließen, und den anderen Pol mit der Erde in -leitende Verbindung bringen. - -Wir verfahren dabei etwa folgendermaßen: Aus einem Fenster im obersten -Stock unseres Hauses oder aus einer Dachluke lassen wir einen Draht von -hinreichender Länge bis zur Erde niederfallen. Den Draht befestigen wir -an einem an einer Stange angebrachten Isolierknopf. Die Stange stecken -wir so weit zum Fenster heraus, daß der Draht, der mit der Erde nicht -in leitende Berührung kommen darf, völlig frei hängt. Er soll sich -womöglich gerade vor dem Fenster des Zimmers befinden, in dem wir die -Apparate aufstellen wollen. Letzteres geschieht natürlich am besten in -einem Zimmer des untersten Stockwerkes, oder in einem nicht zu tief -liegenden Keller (Souterrain). - -Die Apparate selbst können wir in beliebiger Anordnung aufstellen. Je -einen Pol des Senders und des Fritters verbinden wir mit der Gas- oder -besser mit der Wasserleitung; es muß eben eine gute Erdverbindung -hergestellt sein. Den anderen Pol des Fritters verbinden wir mit dem -unteren Ende des Fangdrahtes, damit ankommende elektrische Wellen auch -gleich in Glocken- oder Schriftzeichen umgesetzt werden können. Wollen -wir selbst elektrische Wellen in die Ferne schicken, so müssen wir -deshalb die Verbindung zwischen Fangdraht und Fritter lösen und den -Fangdraht mit dem noch freien Pol des Senders verbinden. Im übrigen -verändern sich die auf Seite 254 beschriebenen Verhältnisse nicht. Die -Fangdrähte der beiden Stationen seien in Bezug auf Material, Dicke und -~Länge~ möglichst gleich. - -Dieses System der Funkentelegraphie ist von Marconi zuerst angewendet -worden. Je nach den Umständen -- besonders bei Verwendung etwas -primitiver Apparate -- dürfte man jedoch mit dem von Professor Braun -angegebenen Verfahren bessere Erfolge erzielen. Das im folgenden -angegebene Verfahren entspricht nicht genau der Braunschen Schaltung, -sondern beruht nur auf dessen Grundprinzipien. Wir führen es hier an, -weil wir durch eigene Versuche gefunden haben, daß es bei Verwendung -einfacher Apparate -- besonders kleinerer Funkeninduktoren -- den -Anforderungen eines jungen Physikers am meisten entspricht. - -[Illustration: Abb. 246. Schaltungsschema der Apparate für drahtlose -Telegraphie.] - -Abb. 246 stellt schematisch die Schaltungsweise der Apparate dar, -indem Geber- und Empfängerapparate getrennt gezeichnet sind. An jeder -Station müssen natürlich beide Einrichtungen vorhanden sein; jedoch -ist nur ~ein~ Fangdraht nötig. Durch einen einfachen Umschalter, den -zu konstruieren wir der Phantasie des Lesers überlassen, kann der -Fangdraht λ bei _x_ entweder an _s₂_ oder an _s₂′_ angeschlossen werden. - -Der Sender besteht aus dem Induktor _J_, dessen Primärstrom von dem -Akkumulator _Akk._ geliefert wird und durch den Taster _T_ unterbrochen -werden kann. An den Induktor wird in der bereits beschriebenen -Weise (Seite 258) ein Teslatransformator (Seite 259 u. f.) _TTr_ -angeschlossen: _K₁_ ist der Kondensator, _s₁_ die primäre Wickelung -des Transformators, _s₂_ dessen sekundäre Wickelung und _F_ die -Funkenstrecke (Abb. 210). Statt dieser Schaltung kann man auch bei -Verwendung von zwei Leidener Flaschen die in Abb. 247 angegebene -verwenden. Der eine Pol der sekundären Spule des Transformators wird -mit dem Luftdraht λ, der andere Pol mit der Erde verbunden. - -[Illustration: Abb. 247. Schaltung mit zwei Kondensatoren.] - -Für den Empfänger müssen wir uns zunächst zwei abstimmbare Spulen -herstellen, _s₂′_ und _S_. Zu diesem Zweck beschaffen wir uns zwei -weite, zylindrische Einmachgläser; auf jedes Glas sollen 20 bis 30 -_m_ eines 1 bis 2 _mm_ dicken nackten Kupferdrahtes so aufgewunden -werden, daß die einzelnen Windungen einander nicht berühren. Die -Gläser müssen also ziemlich groß sein; statt ihrer kann man auch mit -Schellack überzogene Pappezylinder verwenden. Die Drahtspirale darf -nur lose auf dem Zylinder aufsitzen und wird nur an den beiden Enden -mittels Schellackkitt befestigt. Das eine Ende der Spule endet leer, -das andere in einer Klemmschraube. Bevor jedoch das leer auslaufende -Drahtende angekittet wird, wickeln wir um den Draht der Spirale einen -dünnen, nackten Kupferdraht in ein paar Windungen auf, und drehen die -Enden zusammen; es entsteht dadurch eine Hülse oder Öse, die sich -leicht auf der lose sitzenden Spirale verschieben läßt. Erst wenn -diese Hülse aufgeschoben ist, wird das leere Drahtende der Spirale -angekittet. Die zusammengedrehten Drahtenden der Hülse werden zu einem -Ringchen gebogen. - -Wir brauchen also für jede Station zwei solcher Spulen, die wir -nebeneinander aufstellen. Die beiden mit Klemmen versehenen Drahtenden -werden bei _x_ an den Luftdraht λ angeschlossen. In das Ringchen des -Schiebers der einen Spule _s₂′_ wird ein Draht eingehängt, der mit -der Wasserleitung verbunden wird. Den Schieber der zweiten Spule _S_ -verbinden wir mit der einen Elektrode des Fritters _Fr_, dessen andere -Elektrode unter Zwischenschaltung eines Relais _R_ und eines Elementes -_E_ mit dem zur Erde ableitenden Drahte verbunden wird. Parallel zu -diesem Stromkreis ist ein Kondensator _K₂_ (~kleine~ Leidener Flasche) -eingeschaltet, wie aus der Figur deutlich zu erkennen ist. Wie der -Klopfer _Kl_, der Morseapparat _Mr_, das Relais _R_ und die Batterie -_B_ zu schalten sind, ist aus den Ausführungen Seite 256 zu erkennen, -außerdem zeigt es Abb. 246 deutlich an. - -Die günstigste Stellung der in der Abbildung mit Pfeilspitzen -bezeichneten Schieber an den Spulen _s₂′_ und _S_ ist durch Probieren -ausfindig zu machen. Für _S_ kann man im allgemeinen sagen, daß die -Länge des aufgewundenen Drahtes von _x_ bis zur Berührungsstelle des -Schiebers gleich der Länge des Luftdrahtes sein soll. - -Wir können die Abstimmbarkeit unseres Systemes noch erhöhen, indem -wir auch die Kondensatoren so einrichten, daß wir die Kapazität -variieren können. Wir wissen, daß die Kapazität eines Kondensators von -der Größe der wirksamen Fläche abhängt; wir müssen daher versuchen, -diese Größe leicht ändern zu können: Wir befestigen auf einem Brett -(_a_) eine größere Anzahl dünner Blechscheiben (_b_), die etwa 1 _cm_ -Abstand haben sollen. (In der Abb. 248 sind der Deutlichkeit halber -die Abstände größer gezeichnet.) An einer Messingstange _c_ sind -halbkreisförmige Blechscheiben mit dem gleichen Abstand angelötet. -Die Achse _c_ wird gut isoliert so gelagert (in der Abbildung sind -die Lager nicht gezeichnet), daß die Scheiben _d_ genau zwischen die -Scheiben _b_ hineingedreht werden können. Endlich werden alle Scheiben -_b_ untereinander leitend verbunden, sie bilden den einen, _d_ den -anderen Belag des Kondensators. Es ist klar, daß wenn die Achse _c_ so -gedreht ist, daß die _d_ ganz zwischen den _b_ sind, die Kapazität am -größten ist und daß sie immer kleiner wird, je weiter ich die Scheiben -_d_ nach oben drehe. Solche Kondensatoren werden einfach den anderen -parallel zugeschaltet. - -[Illustration: Abb. 248. Verstellbarer Kondensator.] -fv - -Anfertigung einer Kraftmaschine mit Gewicht. - -Zum Antrieb von Influenzelektrisiermaschinen, magnetelektrischen -Maschinen, Dynamos usw. eignet sich sehr gut die im folgenden -beschriebene Maschine. - -Der ganze Apparat ist sehr einfach, nur dürfte seine Anbringung in -einer Wohnung auf einige Schwierigkeiten stoßen. Wir müssen nämlich -in der Decke eines nicht zu niedrigen Raumes einen Haken befestigen, -der eine Tragkraft von einigen Zentnern haben muß; ferner müssen die -Lagerträger einer Welle auf dem Boden angeschraubt werden. Wo dies -nicht möglich ist, muß der ganze Apparat in ein hinreichend hohes -Gestell aus starken Latten eingebaut werden. - -[Illustration: Abb. 249. Kraftmaschine mit Gewicht.] - -Abb. 249 zeigt die Kraftmaschine. Wir kaufen uns einen starken drei- -bis fünfrolligen Flaschenzug _F_, den wir uns übrigens auch selbst -herstellen können und den wir an der Decke befestigen. Auf dem -Boden, aber nicht unmittelbar unter dem Haken, sondern etwas seitlich -davon werden die beiden Lagerträger _L_ befestigt, in denen die -Lager -- Herstellung siehe Seite 22 -- ruhen. In letzteren läuft die -Welle _W_, die man aus einem Gas- oder Wasserleitungsrohr herstellen -kann. Am linken Ende der Welle ist ein Sperrrad _S_, am rechten -eine Übersetzungsrolle _R_ anzubringen. An den unteren Haken des -Flaschenzuges wird das Triebgewicht _K_ angehängt. Außerdem ist in -der Figur noch ein Sperrrad zu sehen, mit dem die Welle festgestellt -werden kann; auch kann man noch eine Kurbel zum Aufwinden und bei einer -größeren Anlage auch noch eine Bremsvorrichtung anbringen. - -Kann man von dem Fenster eines höher gelegenen Stockwerkes einen 2 -bis 3 _mm_ starken Draht nach unten frei ausspannen, so läßt man das -Gewicht an diesem Draht außen an der Hauswand entlang laufen. Es -erübrigt dann unter Umständen die Anwendung eines Flaschenzuges. Vor -allem muß aber mit einem eventuellen Reißen des Seiles gerechnet und -daher die nötigen Vorsichtsmaßregeln, zu denen auch der Laufdraht -gehört, getroffen werden. - -Über die Handhabung dieses Apparates wird sich der junge Leser wohl -ohne weiteres im klaren sein. - -[Illustration: Abb. 250. Rudis selbstgefertigte Apparate.] - - - +================================================================+ - | #Drahtmaße.# | - | | - | ~Tabelle~ I. #Nickelindrähte.# | - +=================+====================+=========================+ - | Durchmesser | Widerstand | Maximale Belastung | - | | für jedes Meter | | - | mm | Ohm | Ampere | - +=================+====================+=========================+ - | 0,5 | 2,0 | 2 | - | 0,6 | 1,41 | 3 | - | 0,8 | 0,79 | 6 | - | 1,0 | 0,51 | 10 | - | 1,5 | 0,23 | 23 | - | 2,0 | 0,13 | 38 | - | 2,5 | 0,08 | 45 | - | 3,0 | 0,06 | 50 | - +=================+====================+=========================+ - | ~Tabelle~ II. #Kupferdrähte.# | - +===========+===========+==============+=========+===============+ - |Durchmesser|Querschnitt|Widerstand für|Länge für|Länge für jedes| - | | | jedes Meter |jedes Ohm| Kilogramm | - | mm | qmm | Ohm | m | m | - +===========+===========+==============+=========+===============+ - | 0,1 | 0,0079 | 2,21 | 0,45 | 14300 | - | 0,2 | 0,0314 | 0,55 | 1,8 | 3576 | - | 0,3 | 0,0707 | 0,24 | 4,0 | 1590 | - | 0,4 | 0,126 | 0,13 | 7,2 | 894 | - | 0,5 | 0,196 | 0,08 | 11,28 | 570 | - | 0,6 | 0,283 | 0,06 | 16,25 | 397 | - | 0,7 | 0,385 | 0,04 | 22,12 | 292 | - | 0,8 | 0,50 | 0,03 | 28,90 | 223 | - | 0,9 | 0,64 | 0,027 | 36,57 | 176 | - | 1,0 | 0,79 | 0,022 | 45,14 | 143 | - | 1,1 | 0,95 | 0,018 | 54,62 | 118 | - | 1,2 | 1,13 | 0,015 | 65,00 | 100 | - | 1,3 | 1,32 | 0,013 | 76,29 | 85 | - | 1,4 | 1,54 | 0,011 | 88,48 | 73 | - | 1,5 | 1,76 | 0,009 | 101,6 | 63 | - | 1,6 | 2,01 | 0,008 | 115,6 | 53 | - | 1,7 | 2,27 | 0,007 | 130,5 | 50 | - | 1,8 | 2,54 | 0,006 | 146,2 | 44 | - | 1,9 | 2,83 | 0,006 | 163,0 | 39 | - | 2,0 | 3,14 | 0,0055 | 180,5 | 36 | - | 2,2 | 3,80 | 0,0045 | 218,5 | 29 | - | 2,3 | 4,15 | 0,0041 | 238,8 | 27 | - | 2,5 | 4,90 | 0,0035 | 282,1 | 23 | - | 2,6 | 5,30 | 0,0032 | 305,2 | 21 | - | 2,8 | 6,15 | 0,0028 | 353,9 | 18 | - | 3,0 | 7,07 | 0,0024 | 406,3 | 16 | - - - [11] Vergleiche Berechnung von Drahtlängen Seite 134. - - - - -[Illustration] - - - - -Alphabetisches Sachregister. - - -Die Ziffern bezeichnen die Seitenzahlen. - - Abstoßung und Anziehung, elektrische 37, 38, 40, 41. - -- magnetische 102-105. - - Achsenansätze 22-25. - - Achsenbefestigung an Glasscheiben 10-12. - - Achsenträger 13, 25-27. - - Akkumulatoren 72-81, 291-294. - - Akkumulatorenbehälter aus Glas 78-80. - -- aus Zelluloid 291, 292. - - Akkumulatorenbehandlung 80, 81. - - Amalgamieren 15. - - Ampere 84-88. - - Amperemeter 96-99. - -- Schaltung 108-109. - - Amperesche Schwimmerregel 105. - - Anker, Hufeisenanker 139. - -- Kurzschlußanker 199. - -- Ringanker 126-129. - -- _T_-Anker 126, 139. - - Anode und Kathode 217. - - Anziehung und Abstoßung, - -- elektrische 37, 38, 40, 41. - -- magnetische 102-105. - - Astatisches Nadelpaar 93-94. - - Ätzen von Glas mit Flußsäure 12. - - Aufkleben von Stanniolbelägen 8, 9, 33, 34. - - Ausgleich, elektrischer 49, 50. - - Ausgleicher 33. - - - Bahnen, elektrische 152. - - Baryumplatincyanür 221. - - Batterie, galvanische 88, 89. - - Behandlung der Akkumulatoren 80, 81. - - Belag für Influenzmaschinen 33, 34. - - Belag für Leidener Flaschen 8, 9. - - Beleuchtungsmechanismus mit Zimmerverdunkelung 227. - - Bifilare Wickelung 253-254. - - Bleilöten 77. - - Bleiplatten für Akkumulatoren 73, 74. - - Blitz 51, 52. - - Bogenlampe 153. - - Brechung und Reflexion der elektrischen Wellen 249-251. - - Bunsenelement 67. - -- verbessertes 67-69. - - - Chromsäureelement 70, 71. - - Crookessche Röhre 219-221. - - - Dämpfung 161. - - Daniellelement 67. - - Dielektrizitätskonstante 45. - - Drahtlose Telegraphie 239, 251-257, 307-311. - - Drahtmaße 134-137. - -- Tabellen 182, 183, 314. - - Drahtspulen 91, 276, 295. - - Drehspiegel 233, 234. - - Drehstrom 191, 196. - - Dreieckschaltung 195. - - Dreiphasenstrom 193-196. - -- Demonstrationsapparat 196. - - Dynamomaschine 148-152. - - Dynamometer 207, 208. - - - Eichen 98. - - Elektrische Bahn 152. - - Elektrische Klingel 113-115. - - Elektrische Lokomotive 152. - - Elektrische Oszillationen 232-236. - - Elektrisches Flugrad 17, 18, 44. - - Elektrisches Pendel 3, 39, 40. - - Elektrische Verteilung 41-43. - - Elektrischer Zigarrenanzünder 155, 156. - - Elektrisiermaschinen, - -- Induktionselektrisiermaschine 166-168. - -- Influenzelektrisiermaschine 19-35, 48, 49. - -- Reibungselektrisiermaschine 10-18, 48. - - Elektrizitäten, positive und negative 38, 39. - - Elektroden 217, 218. - - Elektrodenstangen 32. - - Elektrodynamometer 207, 208. - - Elektroinduktion 138. - - Elektrolytischer Unterbrecher 185, 186, 232. - - Elektromagnet 103-105, 114, 276. - - Elektromotore 121-137. - -- mit zweipoligem Hufeisenanker 122. - -- mit vierpoligem Hufeisenanker 124. - -- mit sechspoligem Sternanker 125-126. - - Elektromotorische Kraft 57, 58, 84-89. - - Elektrophor 4, 5, 43. - - Elektroskop 9, 10, 43, 306, 307. - - Elemente 58-84. - -- Bunsenelement 67. - -- Chromsäureelement 70, 71. - -- Daniellelement 67. - -- Kupferoxydelement 82. - -- Kupronelement 82. - -- Trockenelement 65-67. - - Elementschaltung 88-89. - - Empfänger 253-254. - - Entdeckung des galvanischen Stromes 55-56. - - Entladung, oszillierende 232-236. - - Erwärmung durch den elektrischen Strom 18-19, 51, 188. - -- durch Kathodenstrahlen 219-221. - - - Federunterbrecher 166-168, 181, 183-186. - - Flugrad, elektrisches 17, 18, 44. - - Fluoreszenz 219, 221, 223, 225. - - Fluoreszenzschirm 223, 225, 228, 229. - - Franklinsche Tafel 8, 45. - - Fritter 236-239, 248, 249. - - Froschschenkel 55, 56. - - Funkeninduktoren 168-181. - -- Tabellen 182, 183. - -- Isoliermaße 183. - - Funkenmikrometer 263. - - Funkentelegraphie 239, 251-257, 307-311. - - - Galvanisches Element 56, 58-84. - - Galvanischer Strom 56. - - Galvanoskope 90-96. - -- einfaches Galvanoskop 90. - -- Vertikalgalvanoskop 91, 92. - -- Multiplikator 92-95. - - Geißler-Röhre 215-219. - - Gesetze des galvanischen Stromes 84-89. - - Gipszylinder 60-63. - - Glas für elektrische Zwecke 2, 3, 8, 9. - - Glasätzen 12. - - Glasbehälter für Akkumulatoren 78-80. - - Glasglocke 214. - - Glaskitten 79, 80. - - Glasscheiben für Reibungselektrisiermaschinen 10. - -- Influenzmaschinen 19, 20. - - Glasscheibenbefestigung 11, 12, 29, 30. - - Glassprengen 214-215. - - Glimmlicht 217, 218. - - Glühlampenwiderstand 290. - - Graphitrheostat 286-289. - - Gummikitt 293, 294. - - - Härten von Stahlstäben 140, 141. - - Hammer, Neefscher 113, 114, 167. - - Hartgummi für elektrische Zwecke 2, 3. - - Hauptstrommaschine 149, 150. - - Hertzsche Wellen 235, 236. - - Hittorfsche Röhre 218, 219. - - Hitzdrahtinstrument 204-206. - - Holundermark 2, 3. - - Hufeisenanker 122-124, 139. - - Hufeisenmagnet 140-145. - - - Impedanz 189, 190, 266. - - Induktion, elektrische 138. - -- magnetische 137, 138. - - Induktionsanker 199. - - Induktionsapparate 163-183. - - Induktionsströme 137, 138, 158. - - Induktoren 168-180. - -- Tabellen 182, 183. - - Influenzelektrisiermaschine 19-35, 48, 49. - -- als Motor 54. - -- mit Trockenapparat 210. - -- und Röntgenröhre 222, 223. - - Interferenz 244-247. - - Interferenzröhre 245-247. - - Isolatoren 37, 38. - - Isolierfähigkeitsprüfung 6. - - Isoliermethoden für Funkeninduktoren 171-173, 176-179. - - Isoliermasse 178-179. - - - Kapazität 45, 310-311. - - Kathode -- Anode 217. - - Kathodenstrahlen 219-221. - - Kitt, Gummikitt 293, 294. - -- Kolophonium-Leinölkitt 66, 80. - -- Schellackkitt 5, 6. - -- wasserdichter 80. - - Klingel, elektrische 113-115. - - Kohärer 236, 237, 248, 249. - - Kohleelektroden 64, 65, 68. - - Kokonfäden 95. - - Kollektoren 122, 123, 128-130, 143, 144. - - Kolophonium-Leinölkitt 66, 80. - - Kommutator 101, 102, 123, 124, 143, 180, 181. - - Kondensatoren 8, 44, 45, 310, 311. - - Konduktor 6, 7. - - Kontaktknopf 114, 115. - -- Stöpselkontakt 303-305. - - Kraft, elektromotor. 57, 58, 84-89. - - Kraftlinien 102-105, 145, 146. - - Kraftmaschine 311-313. - - Kugeln 7, 8. - - Kupferoxydelement 82. - - Kupronelement 82. - - Kurzschluß 153, 154. - - Kurzschlußanker 199. - - - Lager für Achsen 13, 14, 22, 23. - - Lagerträger 14, 25-27. - - Lampenwiderstand 290. - - Leclanché-Element 58-63. - - Leidener Flasche 8, 9, 44-46. - -- für Resonanzversuche 241. - - Leinöl-Kolophoniumkitt 66, 80. - - Leiter und Nichtleiter 37, 38. - - Lokomotive, elektrische 152. - - Longitudinalwellen 270-273. - - Löten von Blei 77. - - Luftpumpe 211-219. - - Luftthermometer 18, 19, 51. - -- für Peltiereffekt 82. - - - Magnet und galvanischer Strom 103-105. - - Magnetelektrische Maschine 138-148. - - Magnetinduktion 137, 138, 146. - - Magnetisches Drehfeld 192-194. - - Magnetische Kraftlinien 102, 103. - - Magnetisieren von Stahlstäben 140-143. - - Magnetpolbestimmung 124-125. - - Maßflasche nach Lane 18, 46-48. - - Maxwellsche Regel 145, 146. - - Mehrphasenströme 190-196. - - Meßbrücke 99, 100. - - Messing, seine Verwendung 3, 4. - - Messingkugeln 7. - - Meßinstrumente 96-99, 105-111. - -- Schaltung 108-109. - -- Wirkungsweise 105, 106. - - Metallkugeln 7, 8. - - Mikrophon 202-204, 274, 275. - - Morsetelegraph 115-121. - - Morseschreiber 115-116. - - Morseschrift 120. - - Morsetaster 118. - - Motor, elektrischer 121-137. - -- mit Influenzmaschine 54. - - Multiplikator 92-96. - - - Nadelpaar, astatisches 93-94. - - Nebenschlußmaschine 150. - - Neefscher Hammer 113, 114, 167. - - Nichtleiter 37, 38. - - - Oberflächenverteilung 43, 44. - - Öffnungsfunken 159. - - Ohm 84-89, 109-111. - - Ohmsches Gesetz 87-89. - - Oszillation, elektrische 232-236. - - - Peltiereffekt 82. - - Pendel, elektrisches 3, 39, 40. - - Pendel zum Resonanzversuch 243, 244. - - Phasendifferenz 193, 194. - - Photographieren mit Röntgenstrahlen 223-225. - - Polbestimmung für Elektromagnete 124-125. - - Polschuhe 130, 131. - - Präzisionsinstrument 294-306. - - - Quecksilberunterbrecher 183-185. - - - Radiator 252. - - Rahmen für Drahtspulen 91, 276, 295. - - Reflexion und Brechung 249-251. - - Reibungselektrisiermaschine 10-17, 48. - - Reibungselektrizität 36. - - Reibzeug 14, 15. - - Relais 121. - - Resonanz 239-244. - - Resonanzpendel 243, 244. - - Rezipient 215. - - Rheostate 286-291. - - Ringanker 126-129. - - Ringmagnet 127. - - Röntgenphotographien 223-225. - - Röntgenröhren 222. - - Röntgenstrahlen 221-229. - -- Verwendung in der Medizin 228, 229. - - - Schallbecher 280. - - Scheibenbelag 33, 34. - - Schellackkitt 5, 6. - - Schellacküberzug 20, 21. - - Schleifen von Glas 212. - - Schließungsfunke 159. - - Schmiedeesse 139, 140. - - Schutzhüllen für Instrumente 95, 96. - - Schwimmerregel, Amperesche 105. - - Seide 3, 95. - - Selbstinduktion 158-159. - - Sender 251-253. - - Sicherungen 154, 155. - - Spannungsgefälle 106-108, 110. - - Spitzenkamm 16, 17, 30-32. - - Spitzenkammträger 28, 29, 31, 32. - - Spitzenwirkung 43, 44. - - Spulenrahmen 91, 276, 295. - - Spulmaschine 165, 174. - - Stahlmagnete 140-144. - - Stanzmaschine 73. - - Sternschaltung 195. - - Stöpselkontakt 303-305. - - Strom, elektrischer 49, 50, 51. - - Stromwender 101, 102, 123, 124, 143, 180, 181. - - - Tabelle für Induktoren 182, 183. - -- für Drahtmaße 314. - - _T_-Anker 139. - - Taschenakkumulator 291-294. - - Telegraph, Morsetelegraph 115-121. - -- Funkentelegraph 239, 251-257. - - Telephon 200-202, 203-204, 274-285. - - Telephonanlage 202-204. - - Thermoelement 82. - - Teslatransformatoren 257-263. - - Teslaversuche 265-270. - - Transformatoren 196-200. - -- nach Tesla 257-263. - - Transversalwellen 270-273. - - Triebräder für Influenzmaschinen 28, 29. - - Trockenapparat für Influenzmaschinen 210. - - Trockenelement 65, 66. - - - Universal-Volt-Amperemeter 294-306. - - Unterbrecher 166, 167, 183-186. - -- elektrolytischer 185, 186, 232. - -- Quecksilberunterbrecher 183 bis 185. - - - Vakuumpumpe 211-217. - - Vergußmasse für Akkumulatoren 77, 293, 294. - - Vertikalgalvanoskop 91, 92. - - Volt 84-89. - - Volt-Amperemeter 294-306. - - Voltasches Element 56. - - Voltmeter 96-99. - - Voltmeterschaltung 108, 109. - - - Watt 84-89. - - Wechselströme 186-189. - -- hoher Frequenz 235. - - Wehneltunterbrecher 185, 232. - - Wellen, elektrische 236, 270-272. - - Wellenlänge 249. - - Wellentheorie 235. - - Wheatstonesche Brücke 109, 110, 189. - - Widerstände 286-291. - - Widerstandsbestimmung 109-111. - -- für Gleichstrom 109. - -- für Wechselstrom 111. - - Wimshurstmaschine 19-35, 48, 49. - - Wind, elektrischer 17, 18, 44. - - Wirbelströme 159, 161. - - - _X_-Strahlen 221-229. - - - Zelluloidbehälter 291, 292. - - Zigarrenanzünder, elektrischer 155, 156. - - Zinkzylinder 65. - - Zweiphasenstrom 191, 192. - - Zweiwegehahn 213. - - - - -Verzeichnis der Abbildungen. - - - Fig. Seite - - 1 Gestell zum elektrischen Pendel 3 - - 2 Form zum Elektrophor 4 - - 3 Konduktor 7 - - 4 Messingkugeln 7 - - 5 Elektroskop 9 - - 6 Angelötete Scheibe 11 - - 7 Die Stützen des Rohrs 11 - - 8 Winkelscheit 12 - - 9 Reibungselektrisiermaschine 13 - - 10 Lagerträger 14 - - 11 Gestell des Reibzeugs 14 - - 12, 13 Reibfläche 15 - - 14 Luftthermometer 18 - - 15 Rudi bei der Anfertigung einer Influenzelektrisiermaschine 20 - - 16 Anfertigung der Achsenrohre 22 - - 17 Achsenrohr 23 - - 18 Aufgelötete Messingscheibe 23 - - 19 Aufkitten auf die Glasscheibe 24 - - 20 Anlegen des Winkelmaßes 24 - - 21 Vorrichtung zur Erzielung der senkrechten Achsenstellung 24 - - 22 Maschinengestell 25 - - 23 Achsenträger 26 - - 24 Außenseite eines Achsenträgers 26 - - 25 Achse im Träger 27 - - 26 Schematischer Aufriß der Maschine 27 - - 27 Antrieb der Scheiben 29 - - 28 Achsenlager der Scheiben 30 - - 29 Stellung der Spitzenkämme 30 - - 30 Durchschnitt des Spitzenkammträgers 31 - - 31 Spitzenkammträger 31 - - 32 Stanniolbeläge an den Außenseiten der Scheiben 33 - - 33 Auflegen der Treibschnüre 34 - - 34 Vorgang der Anziehung und Abstoßung 40 - - 35 Darstellung der Verteilung der Elektrizitäten 41 - - 36 Messen der Kapazität 47 - - 37 Darstellung des Ausgleiches der Elektrizitäten 49 - - 38 Darstellung des galvanischen Stromes 56 - - 39 Leclanché-Elemente 59 - - 40 Holzstab für Anfertigung von Gipszylindern 60 - - 41 Gummiring 61 - - 42 Der Holzstab nach Befestigung der Gummiringe 61 - - 43 Aufrollen des Papierstreifens 62 - - 44 Die fertige Form zur Herstellung von Gipszylindern 62 - - 45 Kohlenelektrode 64 - - 46 Trockenelement 64 - - 47 Zinkzylinder 65 - - 48 Das verbesserte Bunsenelement 67 - - 49 Kohlenplatte mit eingebrannter Polschraube 68 - - 50 Kohlenplatte mit Klemmschrauben 68 - - 51 Breitgeschlagener Kupfer- oder Messingdraht 69 - - 52 Holzgestell für Chromsäurebatterie 70 - - 53 Chromsäure-Flaschenelement 71 - - 54 Einteilung des Werkbleistreifens in Platten 72 - - 55 Eine Doppelplatte 73 - - 56 Maschine zum Ausstanzen der Löcher 73 - - 57 Eine zusammengebogene Doppelplatte 74 - - 58 Das Vernieten der Platten 76 - - 59 Fertige Akkumulatorzelle 78 - - 60 Der Boden des Holzgestelles 78 - - 61 Das Holzgestell 79 - - 62 Ausgießen der Kanten des Gefäßes 80 - - 63 Luftthermometer zum Nachweis des Peltiereffektes 82 - - 64 Darstellung fünf verschiedener Schaltungsarten 89 - - 65 Galvanoskop 90 - - 66 Vertikalgalvanoskop 91 - - 67 Netz für das Vertikalgalvanoskop 91 - - 68 Rahmen 91 - - 69 Stabmagnet 92 - - 70 Multiplikator im Vertikalschnitt 93 - - 71 Astatisches Nadelpaar 94 - - 72 Messingröhrchen für den Multiplikator 95 - - 73 Schema eines Voltmeters 96 - - 74 Hebel 97 - - 75 Andere Konstruktion eines Galvanometers 98 - - 76 Rahmen des Galvanometers 98 - - 77 Das Plättchen mit Zeiger 99 - - 78 Anbringen der Arme zur Aufnahme der Spitzen des Eisenstäbchens 99 - - 79 Die Wheatstonesche Brücke 100 - - 80 Querschnitt der Wheatstoneschen Brücke 100 - - 81 Der Kommutator 101 - - 82 Seitenansicht des Kommutators 101 - - 83 Verlauf der Kraftlinien in einer vom elektrischen Strome - durchflossenen Drahtspirale 103 - - 84 Schematische Darstellung eines Stromkreislaufes 107 - - 85 Schema des Spannungsgefälles 108 - - 86 Schaltungsschema für Volt- und Amperemeter 108 - - 87 Wheatstonesche Brücke 109 - - 88 Spannungsgefälle in zwei verschiedenen Widerständen 110 - - 89 Wheatstonesche Brücke 110 - - 90 Rudi hält seinen dritten Vortrag 112 - - 91 Die elektrische Klingel 113 - - 92 Elektromagnetkern mit Spulen (Schnitt) 114 - - 93 Schnitt durch den Kontaktknopf 114 - - 94 Feder für den Kontaktknopf 115 - - 95 Schaltungsschema einer Klingelanlage 115 - - 96 Der Morseschreiber (Seitenansicht) 115 - - 97 Der Morseschreiber (Aufsicht) 116 - - 98 Rollen zur Bewegung des Papierstreifens (Schnitt) 116 - - 99 Rollen zur Bewegung des Papierstreifens (Seitenansicht) 117 - - 100 Morsetaster 118 - - 101 Schaltungsschema der Morseapparate 119 - - 102 Relais im Grundriß 121 - - 103 Elektromotor im Grundriß 122 - - 104 Wirkungsschema des Elektromotors 123 - - 105 Vierpoliger Hufeisenanker 124 - - 106 Verlauf des Stromes beim vierpoligen Anker 124 - - 107 Sechspoliger Elektromotor 125 - - 108 Entstehung der Pole im Grammeschen Ring 127 - - 109 Form für den Grammeschen Ring 127 - - 110 Der mit 12 Spulen bewickelte Grammesche Ring 128 - - 111 Holzkern für den Grammeschen Ring (Schnitt) 128 - - 112 Schnitt durch Holzkern und Ring 128 - - 113 Ringanker mit Kollektor 129 - - 114 Fertiger Motor (links Ansicht, rechts Schnitt) 129 - - 115 Motor von oben gesehen (rechts Schnitt) 131 - - 116 Gestalt eines Polschuhes 131 - - 117 Bewickelungsschema 133 - - 118 Ankerformen für magnetelektrische Maschinen 139 - - 119 Die improvisierte Schmiedeesse (Schnitt) 139 - - 120 Der aus einzelnen Stäben zusammengesetzte Magnetstock 143 - - 121 Gleich- und Wechselstromabnehmer auf einer Achse 143 - - 122 Verschiedene Formen für Feldmagnete 144 - - 123 Schnitt durch die magnetelektrische Maschine mit Hufeisenanker 145 - - 124 Drahtringe, die sich in einem magnetischen Feld bewegen 146 - - 125 Schema einer Hauptstrommaschine 149 - - 126 Schema einer Nebenschlußmaschine 150 - - 127 Schema einer Maschine mit Fremderregung 150 - - 128 Einschaltung eines Hilfsstromes in den Stromkreis der - Dynamo 151 - - 129 Einfache Bogenlampe 153 - - 130 Drahtschnecke für den Zigarrenanzünder 155 - - 131 Der Zigarrenanzünder 156 - - 132 Rudi mit den Vorversuchen für seinen Vortrag: „Wechselströme - höherer Frequenz“ beschäftigt 157 - - 133 Apparat zur Demonstration der Wirbelströme (von oben - gesehen) 160 - - 134 Derselbe von der Seite gesehen 160 - - 135 Schema einer elektrischen Klingel 162 - - 136 Spulmaschine 165 - - 137 Schnitt durch einen einfachen Induktionsapparat 166 - - 138 Einfacher Induktionsapparat von oben gesehen 167 - - 139 Induktor mit verschiebbarer sekundärer Rolle 168 - - 140 Schaltungsschema des Kondensators 169 - - 141 Lage der Stanniolblätter mit ihren Ansätzen 170 - - 142 Der fertige Kondensator 170 - - 143 Schnitt durch die Rolle eines Funkeninduktors 172 - - 144 Befestigung der Induktorrolle 173 - - 145 Spulmaschine für den Funkeninduktor 174 - - 146, 147 Verbindung der einzelnen Spulen 176 - - 148 Verbindung zweier Spulen 177 - - 149 Kartonkamm zum Einrichten der Spulen 177 - - 150 Schematischer Schnitt durch einen großen Funkeninduktor 179 - - 151 Kommutator (Horizontalschnitt) 180 - - 152 Kommutator (Vertikalschnitt) 180 - - 153 Befestigung der Achse des Kommutators 181 - - 154 Einfacher Unterbrecher 183 - - 155 Quecksilberunterbrecher 184 - - 156 Träger des Hebels zum Quecksilberunterbrecher 184 - - 157 Kurve eines einfachen Wechselstromes 187 - - 158 Kurve eines Induktorstromes 187 - - 159 Wheatstonesche Brücke 189 - - 160 Schema zum Versuch mit dem zweiphasigen Wechselstrome 191 - - 161 Eisenring mit Magnetnadel 191 - - 162 Magnetisches Drehfeld 192 - - 163 Kurve der aus zwei Wechselströmen mit verschiedener Phase - entstehenden Resultante 194 - - 164 Dreiphasiger Wechselstrom 194 - - 165 Die drei Spulenpaare in Sternform geschaltet 195 - - 166 Die drei Spulenpaare im Dreieck geschaltet 195 - - 167 Apparat zur Veranschaulichung eines Drehstromes 196 - - 168 Kurzschlußanker 199 - - 169 Schaltungsschema eines Transformators 199 - - 170 Schema des ersten Telephons 200 - - 171 Schema des Mikrophones 202 - - 172 Schema einer Telephonanlage 203 - - 173 Das Hitzdrahtinstrument 205 - - 174 Lager für den Zeiger des Hitzdrahtinstrumentes - (Vertikalschnitt) 205 - - 175 Dasselbe (Horizontalschnitt) 205 - - 176 Zeiger für das Hitzdrahtinstrument 206 - - 177 Das Elektrodynamometer 207 - - 178 Trockenapparat für die Influenzmaschine 210 - - 179 Schnitt durch die Vakuumpumpe 211 - - 180 Der in einen Zweiwegehahn veränderte Gashahn 213 - - 181 Der Rezipient als Entladungsröhre 215 - - 182 Verbindung der Geißler-Röhre mit dem Rezipienten zum - Auspumpen 216 - - 183 Einfache Röhre auf dem Rezipienten 217 - - 184 Geißlersche Röhren, ungefüllt 217 - - 185 Geißlersche Röhren. Zu füllen mit fluoreszierenden - Flüssigkeiten 218 - - 186 Hittorfsche (Crookessche) Röhre 218 - - 187 Crookessche Röhre 219 - - 188 Röntgenröhren 222 - - 189 Influenzmaschine und Röntgenröhre 223 - - 190 Hand, von Röntgenstrahlen durchleuchtet 224 - - 191 Schnitt durch den Lichtschutzschirm 228 - - 192 _U_-Röhre zur Versinnlichung elektrischer Oszillation 232 - - 193 Der Drehspiegel 233 - - 194 Schema des Hertzschen Wellenversuches 236 - - 195 Der Fritter (Schema) 236 - - 196 Der Fritter 237 - - 197 Zum Fritter 237 - - 198, 199 Leidener Flaschen für Resonanzversuche 241 - - 200 Resonanzpendel 243 - - 201 Interferenz zweier Wellenzüge 245 - - 202 Interferenzrohr 245 - - 203 Blechkasten für den Funkeninduktor 246 - - 204 Interferenzrohr 247 - - 205 Fritter mit Glocke und Schüttelvorrichtung 248 - - 206 Schema zum Reflexionsversuch 250 - - 207 Der Sender 252 - - 208 Bifilare Wickelung 253 - - 209 Anordnung der Apparate zur drahtlosen Telegraphie 254 - - 210 Schaltungsschema des Teslatransformators 258 - - 211 Teslatransformator (Schnitt) 259 - - 212 Teslatransformator (Seitenansicht) 259 - - 213 Funkenmikrometer, Querschnitt und von der Seite gesehen 263 - - 214 Teslascher Transformator 264 - - 215 Zu Versuchen über Induktionserscheinungen 266 - - 216 Versuche am Teslaschen Transformator 267 - - 217 Lichterscheinungen zwischen zwei mit dem Teslatransformator - verbundenen Drahtkreisen 268 - - 218 Zum ersten Teslaschen Glühlampenversuch 268 - - 219 Zum zweiten Teslaschen Lampenversuch 269 - - 220 Rudi an seinem Experimentiertisch 273 - - 221 Kohlen zum Mikrophon 275 - - 222 Mikrophon 275 - - 223 Hufeisenmagnet für das Telephon 276 - - 224 Zylinderende des Magneten 276 - - 225 Spule 276 - - 226 Die einzelnen Teile zum Telephon 279 - - 227 Schnitt durch den Schallbecher 280 - - 228 Schaltungsschema der Telephonanlage 282 - - 229 Wirkungsschema der Telephonanlage 285 - - 230 Graphitstäbe des Rheostaten mit ihren Drahtansätzen 286 - - 231 Der fertige Graphitrheostat 287 - - 232 Befestigung des Kontakthebels 288 - - 233 Widerstand für feine Regulierung 289 - - 234 Nickelinrheostat 290 - - 235 Glühlampenrheostat 290 - - 236 Brett zum Wickeln der Spule 295 - - 237 Befestigung der Spulen auf dem Grundbrett 297 - - 238 Fassungsstück (Schnitt) 298 - - 239 Fassungsstück (Außenansicht) 298 - - 240 Fertiger Anker (Ansicht) 300 - - 241 Einfachere Lagerung 301 - - 242 Lagerung mit einem Blechstreifen 302 - - 243 Die Platte des Stöpselkontaktes 303 - - 244 Schema zum Stöpselkontakt 303 - - 245 Elektroskop 306 - - 246 Schaltungsschema der Apparate für drahtlose Telegraphie 308 - - 247 Schaltung mit zwei Kondensatoren 309 - - 248 Verstellbarer Kondensator 311 - - 249 Kraftmaschine mit Gewicht 312 - - 250 Rudis selbstgefertigte Apparate 313 - -[Illustration] - - - - -Union Deutsche Verlagsgesellschaft in Stuttgart, Berlin, Leipzig. - -Von dem Verfasser vorliegenden Buches erschien ferner in unserem -Verlage: - - -Werkbuch fürs Haus. - -Eine Anleitung zur Handfertigkeit für Bastler. - -6.-9. Auflage. - -Mit 409 Abbildungen. Praktisch geb. 5 Mark. - -Das Buch erweist sich als ein Ratgeber für alle Fälle des häuslichen -Lebens, wo es auf praktische Handfertigkeit ankommt, und wer darauf -das Sachverzeichnis durchsieht, wird kaum in Verlegenheit geraten. Für -Knaben ist es ein sehr empfehlenswertes Geschenk, das obendrein auch -den Eltern von Nutzen sein wird. - - Hamburger Nachrichten. - -[Illustration: Löten mit dem Lötrohr.] - -Aus unseren - -#Illustrierten Taschenbüchern für die Jugend# - -seien nachstehende, dem Gebiete der Elektrotechnik angehörende Bände -besonders empfohlen: - - -Band 4 - -Der junge Elektrotechniker. - -Mit 144 Abbildungen 43.-47. Tausend. - -Elegant gebunden 1 Mark. - -Das Buch erklärt die Wunder der Elektrizität und des Magnetismus und -leitet zu elektrotechnischen Beschäftigungen, zur Selbstanfertigung -elektrischer Apparate usw. an. - -~Inhalt~: Einleitung. Kleines elektrisches Kabinett. -Berührungselektrizität. Induktionsapparate und Elektromotoren. Die -Dynamomaschine. Die Elektrizität im Hause. - - -Band 29 - -Galvanische Elemente und Akkumulatoren. - -Mit 57 Abbildungen. 10. Tausend. - -Elegant gebunden 1 Mark. - -Eine Anleitung zur Selbstanfertigung und Verwendung von Elementen und -Akkumulatoren und sonst wirklich brauchbaren Stromerzeugern. - -~Inhalt~: Elektromotorische Kraft und Polarisation. Vom Ohmschen -Gesetz. Elemente mit einer Flüssigkeit. Grove- und Bunsen-Element. -Das Daniell-Element u. seine Verbesserungen. Elemente mit festem -Depolarisator. Die Akkumulatoren. Die Selbstanfertigung der -Akkumulatoren. Die Selbstherstellung von Primärelementen. Das Laden von -Akkumulatoren. - - -Illustriertes Verzeichnis der ganzen Sammlung der „Illustrierten -Taschenbücher“ von der Verlagshandlung kostenlos. - -Zu haben in allen Buchhandlungen. - - - - -Union Deutsche Verlagsgesellschaft in Stuttgart, Berlin, Leipzig. - - -[Illustration: Experiment über farbige Zersetzung.] - -Physikalisches Experimentierbuch für Knaben. - -Eine Anleitung zur Ausführung physikalischer Experimente und zur -Selbstanfertigung der hierzu nötigen Apparate. Von #Richard -Beißwanger#. 2.-6. Auflage. Mit 216 Abbildungen. Elegant gebunden 4 -Mark. - -Wie könnte es wohl etwas Schöneres für Kinder geben, als eine -Beschäftigung, die belehrend wirkt, und die gleichsam den Unterricht -in der Schule ergänzt und vertieft! Der Inhalt dieses schönen Buches -gibt dem Knaben Gelegenheit, selbst Versuche anzustellen, und zwar -mit einfachen oder mit selbstangefertigten Apparaten. Die Anweisung -dazu ist immer sehr instruktiv, so daß es nicht schwer ist, danach -den gewünschten Apparat herzustellen. Auf diese Weise wird der -Arbeitsunterricht, der heute von den Pädagogen sehr betont wird, für -den physikalischen Unterricht mit Leichtigkeit eingeführt. Wir können -allen Eltern, die noch nicht wissen, was sie ihren heranwachsenden -Knaben schenken sollen, dies herrliche Buch empfehlen. - - Neue Pädagog. Zeitung, Magdeburg. - - -Amüsante Wissenschaft. - -Belehrende und unterhaltende Experimente für jung und alt. Von #Hans -Dominik#. 6.-8. Auflage. Mit 213 Abbildungen. Elegant gebunden 4 -Mark 50 Pf. - -... Es läßt sich kaum ein passenderes Geschenk für einen Schüler -denken, als diese „Amüsante Wissenschaft“, die, wie der Titel besagt, -Wissenschaft und Geschicklichkeit dem Spiel dienstbar macht. - - Straßburger Post. - - -Zu haben in allen Buchhandlungen. - - - - -Union Deutsche Verlagsgesellschaft in Stuttgart, Berlin, Leipzig. - - -Selbst ist der Mann. - -Ein neues Beschäftigungsbuch bei Sonnenschein und Regenwetter. Von -#Maximilian Kern#. 9.-11. Auflage. Mit 441 Abbildungen und 4 -mehrfarbigen Beilagen. Elegant gebunden 5 Mark. - -Das Buch gibt Anweisung zur Fertigung von allerlei hübschen Geschenken -für Eltern und Geschwister, lehrt Burgen, Puppenmöbel, Schießscheiben, -Drachen, Schiffe, Wasserräder, Taubenschläge, Nistkästen machen und -leitet auch zu einfachen Gartenarbeiten usw. an. - - Staatsanzeiger, Stuttgart. - - -Das Neue Universum. - -Die interessantesten Erfindungen und Entdeckungen auf allen Gebieten, -sowie Reiseschilderungen, Erzählungen, Jagden und Abenteuer. Ein -Jahrbuch für Haus und Familie, besonders für die reifere Jugend. Mit -einem Anhang zur Selbstbeschäftigung: „Häusliche Werkstatt“. 474 Seiten -Text mit etwa 500 Abbildungen und Beilagen. Elegant gebunden 6 Mark 75 -Pf. - -Erfindungen und Entdeckungen stehen im Vordergrunde bei diesem -prächtigen Jugendbuche, das seinem Namen in seltener Weise Ehre macht. -Eine kurze Andeutung des Reichtums an Wort und Bild ist nicht möglich. -Bauwerke, Maschinenwesen, Marine, Astronomie und Völkerkunde -- überall -weiß das Universum rasch und klar das Neueste zu berichten und läßt uns -nicht eher los, als bis wir den stattlichen Schmuckband bis zum Ende -kennen. Die Jugend aber vermag es dauernd zu bannen und zu beschäftigen -durch die „Häusliche Werkstatt“, der Selbstbeschäftigung, eine edle -Anregung, eigner Denkkraft eine schätzenswerte Förderung ... - - Tägliche Rundschau, - Berlin. - -[Illustration: Der Elektromagnet als Sammler auch der kleinsten -Eisenteile.] - - -Zu haben in allen Buchhandlungen. - -Illustrierter Katalog vortrefflicher Jugendschriften und Geschenkbücher -von der Verlagshandlung kostenfrei. - - - - -FERDINAND GROSS - -50 Olgastraße 50 - -[Illustration] - -Königlicher Hoflieferant - -STUTTGART. - -[Illustration] - -Grösstes Spezialgeschäft - -Physikalisch-Elektrischer Apparate - -zu Schüler-Versuchen. - - -Influenzmaschinen mit Experimentierkasten - - Elektrisier- und Ruhmkorffapparate - Geißlerröhren -- Glühlämpchen - -Röntgen- und Tesla-Versuche -- Telegraphie ohne Draht - -Kleinbeleuchtungen - -Elemente -- Akkumulatoren - -Taschenlampen und Batterien - -Dynamomaschinen, Elektromotoren - -Volt- und Ampèremeter - ----- Schalttafeln ---- - -Sämtliche Bedarfsartikel zur Selbstanfertigung von Versuchs-Apparaten. - -Chemische Experimentierkasten - -Läutewerke und Telephon-Apparate - - #Prachtkatalog C#: #Elektrische Apparate# mit Anleitungen. - 50 Pfennig. - - #Katalog D#: #Rohguß zu Dynamo- und Dampfmaschinen, Gas- und - Benzinmotoren, Dampfkessel und Armaturen.# 20 Pfennig. - - -= Bei Aufträgen von M. 5.-- resp. M. 3.-- Rückvergütung der Kataloge. = - -*** END OF THE PROJECT GUTENBERG EBOOK ELEKTROTECHNISCHES -EXPERIMENTIERBUCH *** - -Updated editions will replace the previous one--the old editions will -be renamed. - -Creating the works from print editions not protected by U.S. copyright -law means that no one owns a United States copyright in these works, -so the Foundation (and you!) can copy and distribute it in the -United States without permission and without paying copyright -royalties. Special rules, set forth in the General Terms of Use part -of this license, apply to copying and distributing Project -Gutenberg-tm electronic works to protect the PROJECT GUTENBERG-tm -concept and trademark. Project Gutenberg is a registered trademark, -and may not be used if you charge for an eBook, except by following -the terms of the trademark license, including paying royalties for use -of the Project Gutenberg trademark. 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