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Bemerkungen ber den inneren Widerstand der Normalelemente.

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14. B m n e r h u n y e n i i b e r d e n i r m t e r e n W i d e r s t a m d
cler N o r n u d e l e m e n t e ; e o n IgrLax K l e m e n C i i . .
Nach den neueren Untersuchungen der Physikalisch-Technischen Reichsanstalt in Charlottenburg ist es moglich, das
Clark- oder Weston-Normalelement mit einer Genauigkeit von
0,Ol Proc. zu reproduciren. Der Werth der Normnlelemente,
welche j a schon seit den Untersuchungen Lord R a y l e i g h ’ s
in vielen Laboratorien vermendet wurden , ist hierdnrch noch
grosser geworden. In der That kann man jetzt mit Hulfe
eines Normalelementes und der ausgezeichneten Manganinwiderstande manche Aichung in der einfachsten Weise vornehmen.
Bei den Beobachtungen uber Normalelemente war naturgemass die ganze Aufmerksamkeit cler Physiker auf die electromotorische Kraft und auf jene Punkte gerichtet, welche man
beachten muss, falls man die oben erwahnte Genauigkeit der
Reproduction erreichen will. Der innere Widerstand kam dabei nicht in Betracht und ich finde auch in der Literatur nur
selten eine Erwbhnung desselben.
Es ist ja richtig, dass der innere Widerstand eines Normalelemelites nur eine secundare Bedeutung hat; aber er ist doch
fur die grossere vder geringere Brauchbarkeit eines Elementes
maassgebend. I n vielen Fallen lasst sich z. B. eine Galvanometeraichung direct in der Weise ausfuhren, dass man das
Galvanometer durch einen passenden Widerstand von bekannter
Hohe und durch ein Normalelement schliesst. Hierbei spricht
der Widerstand des Galvanometers und des Elementes niit.
Der Widerstand des Galvanometers wird in allen solchen
Fallen nur als eiu kleines Correctionsglied in die Rechnung
einzufiihren sein. Das Verfahren wird sich jedoch nur dann
anwenden lassen, wenn der Wideystand des Elementes sehr
klein oder geradezu verschwindend ist gegen den Hauptwiderstand.’) Es giebt naturlich noch viele Rille, wo ein kleiner
1) Dieser miisste jn in allen solchen F#llcn etwn 30000
noch mehr betragen.
J2 oder
918
1. KlemenEiE.
innerer Widerstand von grossem Vortheile ist. Sehr oft wiirde
man sich aber aiich mit einem etwas grosseren inneren Widerstande befreunden, wen’n er nur constant ware; doch da spielt
wieder die Temperatur rnit , welche den Widerstand des
Elementes sehr stark beeinflusst, sodass auch in solchen
Fallen Elemente mit kleinem Widerstand vorzuziehen sind.
Allerdings konnte man oft zu ahnlichen Messungeii einen
Accumulator verwenden, den man vorher mit einem Normalelement verglichen hat; doch das ware schon umstandlich.
Uebrigens ist j a auch beim Vergleich der electromotorischen
Krafte der innere Widerstand von Bedeutung, sofern man
diesen Vergleich galvanometrisch ausfuhrt.
Im 28. Bande (Jahrg. lS96/97) der Berichte des naturwissenschaftlich med. Vereines i n Innsbruck habe ich bereits
auf die hier erwahnten Punkte aufmerksam gemacht und zugleich einige Daten uber den inneren Widerstand mehrerer
C l a r k ’ scher Elemente und dessen Bbhangigkeit von der Temperatur gegeben. Hier habe ich auch eine sehr einfache
Methode zur Bestimmung des inneren Widerstandes beschrieben.
Die Messungen bezogen sich theils auf die englische Form
der Elemente, theils auf die von der Physikalisch-Technischen
Reichsanstalt neuerdings eingefiihrte R a y leigh’sche H-Form.
Fiir Elemente der englischen Form mit einem Durchmesser
des Rohres von circa 2 cm ergaben sich Widerstandswerthe .
von 80 bis 100 9. Elemente mit weiteren Rohren hatten
30 bis 40 9 und vor nicht langer Zeit cdnstruirte ich ein
Element von 19 9 bei der Zimmertemperatur. Ferner untersuchte ich auch zwei Clark’sche Normalelemente von F u e s s ,
welche nach den Vorschriften der Reichsanstalt verfertigt und
im Jahre 1895 fur das hiesige physikalische Institut angeschafft m r d e n . Die Elemente haben die Nummern 159 und
160. Bei der Priifung des Widerstandes stellte sich heraus,
dass Element 160 einen ganz schlechten Contact im Innern
hat und fiir galvanometrische Messungen ganz unbrauchbar
ist. Element 159 wurde nach zwei Methoden, die ich mit A
und B bezeichnen will, bei zwei verschiedenen Ternperaturen
untersucht und es wurden folgende Werthe fur den Widerstand gefunden:
919
.Normalelentente.
Temp.
20,8'
11,oo
Widerstand in R:
Methode A
8 620
30 800
B
8 350
39 300
Der innere Widerstand dieses Uementes ist nicht nur
nusserordentlich gross, soidern er zeigt auch eine anomale
Abhangigkeit von der Temperatur. Die Ursache dieser grossen
Widerstande ist schon in der Eeichsanstalt erkannt worden ;
sie liegt in Gasschichten, welche die Zinksulfatkrystalle heben.
Bei den oben angefuhrten Zahlen ist nun der Umstand merkwurdig, dass der innere Widerstand, der in diesem Falle
hauptsachlich durch Gnsschichten bedingt ware, bei niederen
Temperaturen grosser ist als bei hohen. Wie aus dem neuesten
Bericht uber die Thatigkeit der Reichsanstalt hervorgeht,
wird jetzt dieser Uebelstand durch Erwarmen des Elementes
beseitigt. l)
Die Untersuchungen der Reichsanstalt haben gezeigt, dass
sich die englische Form der Normalelernelite nicht mit jener
Genauigkeit reproduciren lasse wie die H-Form. Hinsichtlich
des inneren Widerstandes wird jedoch die englische Form vortheilhafter sein. Ein ltleiner Vorzug dieser Form liegt auch
darin, dass man diese Elemente in ein Wasserbnd setzen knnn,
wahrend die H-Elemente ein Bad aus einer isolirenden Flussigkeit erfordern. E s ware daher sehr zu wiinschen, dass es
gelingen wiirde xuch bei der englischen Form eine grossere
Genauigkeit in der Reproduction zu erreichen.
Im allgemeinen scheint jedoch der innere Widerstand
der Normalelemente selbst bei gleicher Temperatur nicht ganz
constant zu sein, wie dies aus meinen eigenen Untersuchungen
(1. c.) und BUS einer Bemerkung im letzten Bericht uber die
Thatigkeit der Reiclisanstalt hervorgeht. Mit Rucksicht auf
die nicht unbedeutende Rolle , welche der innere Widerstand
der Normalelemente bei den Messungen spielt, wird es daher
nothwendig sein, die Elemente auch in dieser Richtung zu
studiren und insbesondere den Einfluss der Temperatur zu
erforschen. In erster Linie wird der Eirifluss wohl ungefahr
1) Aus diesem Bericht geht auch hervor, dass man in der Reichsanstalt auch IVestonelemente mit kleinern innereu Widerstande von
50 Ohm construirt.
920
I. KlemenEiE. Normalelemente.
so sein wie bei einer conc. Zinksulfatlosung und dies haben
ungefahr meine Beobachtungen ergeben; allein es kann da
vielleicht auch irgend ein anderer Umstand maassgebend sein,
sodass der Temperatureinfluss bei verschieden construirten
Elementen auch etwas verschieden ist.
I n neuerer Zeit werden Normalelemente von verschiedenen
Firmen erzeugt und in den Handel gebracht. Die betreffenden Vcrfertiger sollten bestrebt sein, den inneren Widerstand
der Elemente moglichst klein zu machen und dann sollten sie
den Werth desselben bei einer bestimmten Temperatur am
Gehiiuse des Elementes ersichtlich machen. Fur viele Falle
wiirde es ja ausreichen, wenn der nngegebene Werth nur
wenigstens auf 5 Proc. richtig ware.
Physikalisches Institut, Universitat Innsbruck, J u n i 1898.
(Eingegangen 8. J u n i 1898.)
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