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Der Durchgang des galvanischen Stromes durch das Eisen.

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.xi11.
h N N A 11E N
1878.
DER PHYSIK END CHEMIE.
n e r dem Eisen charakteristische enorme W e r t h cles specitischen Jlngnetismus ist, wie in den letzten Jahrzehnten
Ju rchgefiihrte Untersucliungen gezeigt haben, nicht ohne
Einttuss aucli auf die gnlvanischen Eigenthumlichkeiten
tlieses Metnlls. Leitet man namlich durch einen Eisenh h t einen Strom, so treteri Erscheinungen a d , welche bei
anderen Netallen aushleiben. Einige dieser Erscheinungen
sollen im Folgenden auf Grund neuer Versuche der Betrachtung unterworfen und yon einem einheitlichen Gesic.litspunkte. welclien icli hisher hei der Literntur iiber
tliesen (fegenstand zu vermisscn meinte. beurtheilt werden.
Icli 1)eginne damit, die hekannten Thatsnclien, soweit
ich niich anf dieselben werde zu beziehen hahen, kurz zu.;I mmenzustellen.
3. 2 . 1) Die Angnhen iiber die g n l v a n i s c h e L e i t u n g s f a h i g k e i t schwanken, selhst wenn man die'anzut'echtenden ausschliesst, innerhalh verhaltnissmiissig weiter
Grenzen. Es fanden nytmlich: die entsprechende Z a h l fur
Silber gleich 100 gesetzt :
E. R e c q u a r e l (IWrj), i = 1 2 , 3 5
Ut4noit.l)
Lenz
i'ou i I let
'
Z 1 ; i t t h i e s s e u (1858). l . = l 4 , 4 4
I3uff
(195i).
14.77
(1S73),
12,;
IlY38).
1Y,1
hrudtseu
(lS46).
14,l
F r i c k u . M i i l l e r (l348),
(185$),
14.33
15.9
2 D i c I ~ e i t u n g s f B h i g l ~ e ni ti m n i t m i t d e r T e n i I ) L'. R. LXYVI. p. :<.I?.
A u c h im P1iilo.i. >lag. (4)
p . 314 (1873) ond S I X . p. i Y 11875).
Ann. d. I'hys. u. Chem.
1L'. F. v.
I !I
YXSSV.
290
I;: Aumbrrch.
p e r a t u r a b , o d e r d e r W i d e r s t n n d n i r n m t 211. Setzt
man:
i,, = (1 - a t + [ d f p] P)
und :
!D, = lC0 ( 1 + u1t - p, q>
so ist jcdenfalls zunachst:
a: = CL u n d p, = $.
Also :
,q1 = 0 , falls 13 = 0 ist.
Diese letztere Beziehung ist von E. B e c q u e r e l :
A r n d t s e n (itnnaiiernd) und X o u s s o n gefunden worden.
Gleichzeitig gibt:
B e c q u e r e l CI = 0,004726
u,oo4 13
A r n d tsen
310 u s s 0 Kl
0~004"07
an.
Dagegen findet h1 a t t h i e s s e n 13, r o n 0 verschieden;
aus :
i= I , (1 - 0 , 0 0 m 8 2 t + 0,000012915P)
folgt nrimlich:
zu = too (1 f 0,0051182 t - 0,0000132Sl t').
X a n kann jedoch auch hier die Formel:
1c = IC0 (1
G! t )
mit grosser Anniherung als erfiillt nusehen. Diese A n nahme fiihrt n5mlich zu der Gleichung:
A=?.,,(l - ~ ! t + u ~ t ~ - - . . . . )
oder:
+
wo [tj einen mittleren W e r t h von t becleutet, Jen man Lei
jenem Correctionsgliede an Stelle des wahren einfiihren
1;ann. Freilich liefern die Angahen des Beo5achters hierfiir keinen sicheren Anhaltspunkt. Setzt man ihn aber in
runder Zahl gleich 200° C., so erhalt man:
wie X a t t h i e s e n in der ThLit naliezu geiunden hat.
3) Die von den1 Strome in einem Eisendrahte erzeugte
29 I
I? Auerbach.
WHrmemenge ist nlherungsweise durch das J o u 1e ’ s c h e
i+
e s e t z, bestimmt. Ich habe hieriiber keine genaueren
Zahlen auffinden konnen, als die alten Lenz’schen, welche
wegen der mit der Stromstarke wachsenden Temperatur
nicht genau vergleichhar sind. Die Mittelwerthe der zu
gleichen Erwarmungen erforderlichen Zeiten sind fur:
Kupfer . . . . 478,9
Xeusilher . . . 460,4
Platin
Eisen
. . . . 451,7
. . . . 448,O.
4) Wenn man einen aus einer Batterie und einem
geradlinigen Eisendrahte bestehenden Kreis schliesst, so
heobnchtet man einen E x t r a s t r o m , welcher dem Hauptstrome l) entgegengerichtet ist; beini Oeffnen des Kreises
entsteht ein mit dem Hauptstrome gleichgerichteter Extrastrom. Diese Strome sind Y O U V i l l a r i entdeckt und Erschiitterungsstrijme genannt worden. h u f Grund der Annahme einer Transversal- oder C i r c u l a m a g n e t i s i r u n g
cler Eisendrahte erkltirt h a t sie zuerst ti. W i e d e m a n n ?).
?pater haben sich H e r wig 3, und S t r e i n t z *I eingehender
mit ihnen heschaftigt.
5 ) L a n g s 111ag n e t i s i r u n g v o n E i s e n s t a b e n o d e r
l)riihten ist von Einfluss auf i h r e n Widerst.and.
I c h erwahne diesen P u n k t zuletzt, weil die bisher hieriiher
6:rhaltenen Resultate am unregelmassigsten und theilweise
einiinder widersprechend ausgefallen sind. E d l u n d und
31 o u s s o n haben k e i n e Xenderung , T 11 o m s o n 5, it nd
B e e t z 6) haben Z u nit h m e des Widerstandes gefunden,
wiihrend auch eine A b n :t h m e US alteren Beohachtungen
geschlossen iind neuerclings bestiitigt worclen ist. Die E r I ) Dru ziir Messung benutzten, durch das Eisen hiudurchgehenden Strom will ich im Folgenden stet3 318 den Hauptstrom beaeichnen.
2) Galvanismus 2. hufl. 11. (?) S. 743. (1873).
3) Pogg. Ann. CLIII. 1). 115. (1574).
-I) Wien. Ber. LXSVI. 18ii.
5 ) Philos. Trans. 1356. 111. 1). 7 3 7 .
6) Pogp. Ann. CXXVIII. p. 202. (1866).
(!I
*
292
F. Auerbacli.
gebnisse yon B e e t z sind kiirzlich durcli eine lturze Mittheilung yon C h w 01 s o n I) ltestatigt worden.
$. 3. Bei meinen Versuchen und Betrachtungen, die
ich uber die hier zusammengestellten Thntsachen ausgefulirt habe, bin ich gerade von den beiden letzten Punkten
ausgegnngen, theils meil mir hier das vorliegende Material
noch a m wenigsten fur das volle Verstindniss der Erscheinungen ausreichend zu sein sc.hien, theils weil ich der
ubereinstimmenden Ansicht \-on B e e t z und H e r w i g ,
m a n miisse die von ihnen behandelten Falle (4 und 5 )
vollig auseinnnder halten, mich nicht meinte anschliessen
zu diirfen. I c b habe vielmehr mit G. W i e d e m a n n 2 ) aus
iliren Ergebnissen die Ueberzeugung gewonnen, dass beide
Erscheinnngen sehr wold im Zusnmmenhange miteinander
stehen kSnnen unrl d a h e r Yon e i n e r n g e i n e i n s a m e n
G e s i c h t s p u n k t e ii u s a u fz u f a s s e n s i n d.
I c h beginne mit der Untersuchung des Einfiusses der
illagnetisirung nuf den Widerstand.
Z u r Widerstandsniessung bediente ich niich der Wheatstone'schen Briicke. Die WiderstLtnde to1
lo3 der 3
Pardlelzweige lieferte ein Universalwiderstandskasten von
S i e m e n s. Das Verlidtniss icl : toL' war ttei den Versuchen fast stets gleicli 1000: 10; in einigen Fallen gleich
100: 10; im ersten F d l e stellt mithin der Widerstand ?c3
den z u messenden Widerstand ( c , 'in hundertfacher Vergrosserung dar. Dn sich noch 0!01 Siemens'sche Wide?standseinheiten niit Sicherheit messen liessen: reicht die
Gennuigkeit der Bestimmung bis in die vierte Decimalstelle hinein. Nur falls it:,, mehr als 10 Einheiten betrug,
wurde dieselbe unsicher.
Als messendes Instrunient habe icii zuerst ein Wiedemann'sches Galvanometer rnit. den dunnsten der ihiri gewiihnlicli beigegehenen Drahtrollen. spiiter ein nnch N a g d
benutzt. Mittelst
n u s ' Angabe yon ~ a u e i - w a l construirtes
7
1) Carl's Rep. XIII. p. 2:E. (1577).
21 Galvilnismus. 2 . d u f l . 11. 1. p. 592
~
7
~
I.: Azcerbach.
293
der Spiegelablesung konnte ich noch 0,l Scalentheile
= 0,l mm mit Sicherheit schltzen. Das letztgenannte I n -
strument ist wegen der raschen Dampfung der Schwingungen in hohem Grade zu solchen Untersuchungen geeignet, bei denen es zluf Schnelligkeit der Beobachtung
ankommt.
Die erste und schwierigste hufgabe war die, d e n E i n t‘l u s s v o n T e m p e r a t u r ii n d e r u n g e n a u s z u s c h l i e s s e n.
Bedenkt man namlich, dass nach den vorliegenden Angnben von T h o m s o n , B e e t z , C h w o l s o n die ohereGrenze
der Widerstandsanderungen durch Xagnetisirung durch
dns Verhiiltniss 1 : 1000 angegeben wircl, und dass eine
Jiesem Grenzwerthe entsprechende Widerstandsiinderung
beim Eisen bereits durch eine Temperaturanderung von
O,2 O C. hervorgerufen wird! so sieht man ein, welche Sorgi’dt nuf diesen Punkt zu richten ist. M s n kann Temperatureinfliisse entweder durch die Versucliseinrichtung
\-or Beginn dcr Bcobachtungen beseitigen, oder durch
Iiechnung nnch Schluss der Beobachtungen eliminiren.
Hinsichtlich desjenigen Theils jener Einfliisse, welcher durch
clen Haup t s t r o m s e l b s t hervorgerufen wird, habe ich
mich nach einigen Vorversuchen fur das letztere entschieden. Ich hatte allerdings in der Gleichung der Wheatstone’schen Briicke dac Verhiiltniss w, : w 3 mit Leichtigkeit
yon der Temperatur unabhangig mnchen kijnnen, inderu
ich den Widerstand tog Zuni allergrossten Theile aus Eisen
herstellte und nur den kleinen, zur jedesmaligen Regulirung erforderlichen Theil dem Widerstandskasten entnahm. Dam waren aber, da das Verhaltniss w 2: w1 = 1: 100
war, Eisendrahte betriichtlicher L l n g e erforderlich gewesen,
welche ich aus anderen Griinden vermeiden musste. Auch
zzigte sich, class die Erwiiimung durcli 1 bis 3 Daniell’sche
Elemente, wie ich sie fur den Hauptstrom benutzte, wah].end der meist sehr kurzen Dauer cles Stromschlusses
Yiusserst klein war; und gerade bei kleinen Werthen fremcler Einfliisse, (welcher A r t dieselben auch w i n mogen)
liefrrt die Elimination hekanntlich sehr zuverliissige Er-
294
F. Azier bac h.
gebnisse. Dadurch nahm das Schema siimmtlicher Versuche, welche ich anstellte, die Form a , - b - a 2 an, wo a,
den Versuch vor der Magnetisirung, b denjenigen nach
erfolgter und a2 den nach uufgehobener Xagnetisirung be-
sind dann gut verdeutet. Die Resultxte b und %fu2
2
gleichbsr, falls die Differenz a, - a 2 klein ist.
Auch ein zw e i t e r Theil von Temperatureinfliissen,
der durch die U m g e b n n g verursachte, liess sich leicht
auf ein Ninimum reduciren, und dieses Ninimum eliminiren. Das letztere geschieht hier besonders leicht, da
die Perioden der ausseren Temperaturschwankungen mit
den Perioden der durch die Versuche bedingten Widerstnndsiinderungen in gar keinem Zusammenhange stehen.
Es bleibt noch der d r i t t e , erheblichste Theil von
Temperatureinfliissen zli hesprechen, niimlich der durch die
m a g n e t i s i r e n d e V o r r i c h t u n g bedingte. Diese Vorrichtung bestand anfangs in einer, auf eine Glasrijbre gewunclenen Spirale dicken , besponnenen und uberwachsten
Drahtes , durch welchen der mngnetisirende Strom floss.
I n die Glnsrohre wurde der Eisendraht geschoben und der
g a m e Appurut in einer Entfernung yon mehreren Metern
vom Galvanometer aufgestellt, so dass weder der Magnetismus noch such der magnetisirende Strom direct auf das
Galvanometer wirlite. Es zeigte sicli jedoch, class die
erwarmende Wirkung des magnetisirenden Stromes von
der Spirale aus durch Bestrahlung sich auf den Eisendraht
fortpflanzte und hier Widerstandsschwankungen hervorrief,
welche, theils durch ihre bedeutende Grosse, theils deshalb
slle zu messenden Aenderungen'verdeckten, weil die Perioden beider Schvvankungen identisch sind.') Es galt daher
einen adiathermanen magnetisirenden A p p a r a t zu construiren. Dies gelang mir durch Benutzung des von , J o u l e
bei seinen therrnischen Untersuchungen vielfach angewnndten
1) Diese Widerstandsschmankungeo liefern eioe sehr braurhbare
Methode, die Temperatur in der gslvanischen K e t t e zu verfolgen;
hierauf beabsichtige ich an anderer Stelle zuriickzukommen.
295
E. Auerbach.
Verfahrens , welches in der fortgesetzten Uebereinanderschichtung je eines adiathermnnen, eines schlechtleitenclen
und eines Stoffes von grosser Warmecapacitiit besteht.
Die Kupferspirale wurde demgemass auf eine weite Glasrijhre gewickelt, diese iiber einen di-ckwandigen Kautschukschlauch gezogen, in diesen eine engere Glasrohre geschoben und in die letztere, meist noch mit Papier umwickelt,
der Eisendraht. Hiitte ich das Princip vollstandig anwenden wollen, so hatte ich zwischen die engere Glasrohre
rind den Eisendraht noch eine Schicht con grosser Warmecapncitat bringen mussen, z. B. einen stationiiren Alkoholstrom oder schmelzendes Eis. Es sind jedoch in neuester
Zeit mehrfach Erfahrungen iiber dielectrische, diamagnetische und electrolytische Einfliisse solcher umgebenden
Fliissigkeiten gemacht worden: welche mir in dem vorliegenden Fnlle nicht unbedenklich erschienen. Auch reic1it.e
der so construirte Apparat wenigstens fur zwei der von
Inir benutzten magnetisirenden Kriifte, fiir eine Daniel1’Gche sowie fur eine Biinsen’sche Batterie (von hijchstens
.5 Elementen) aus; bei det. dritten mitgnetisirenden Kraft,
dem Strome einer durch eine Dampfmaschine getriebenrn
Grsmme’schen Maschine, hlieben freilich in den meisten
Fallen noch thermische Eintlusse merklich ; sie waren
jedoch klein genug. urn eine Elimination zuzulassen. Die
.inwendung so starker magnetisirender Kriit‘te kiinnte
vielleicht iiberhaupt iiberfliissig erscheinen, da man gew6hnlich annimmt, schon durch vie1 kleinere magnetisirende
Krafte wiirden Eisendrahte bis z u r sogenannten Sattigung
magnetisirt. Oh dieselbe aber in solchen Fallen wirklich
vrreicht ist. mochte ich doch bezweifeln. Sie ist. vielleicht
..nahezuSLerreicht.’) Es weichen vielleicht die Nolecularmagnete i m Mittel niir noch einen Bruchtheil eines Grades
yon der Axe der Msgnetisirung ab. Aber gerade der Einfluss
der nun noch moglichen Drehung ksnn beziiglich solcher
Fragen. wie die hier zu untersuchenden, erheblich sein.
1)
Yo driickt sich such Hr. B ? , e t z vorsichtigerweise
811s.
296
E: Auerback.
Thermostrome waren bei der getrotfenen Anordnung
nicht zii furchten; moglichst reducirt musste dagegen die
Starke der oben erwahnten E x t r a s t r o me werden. N a n
wird die Nothwendigkeit hiervon vielleicht nicht ohne
weiteres einsehen. Hnndelt es sich bei der vorliegenden
Untersuchung doch um d a u e r n d e E i n f l u s s e ! und V O D
diesen miissen jene m o m e n t a n e n Erscheinungen mit
Leichtigkeit zu unterscheiden sein. d b e r erstens ist es aus
mancherlei Griinden erwiinscht, auch diese dauernden Einflusse gleich nach Schluss des Stromes feststellen zu konnen, urn denselben bald wieder offnen zu diirfen, und zweitens sind jene Extrastriirne nichts weniger als momentane
Erscheinungen. Ich liabe vielmehr gefunden class die
unter deni S a m e n der Nachwirkung bekannten Erscheinungen hier eine grosse Rolle spielen. E s ist dies urn so
unangeneliruer, als auch die noch ubrigen TemperatureinAusse infolge der Zeitdauer cler Strdilung und Leitung
nachwirken. I c h habe deshnlb durcliweg rnit Eisendriiliten
operirt, welche die Villari’schen Strome ungleich schwiicher
zeigon, als Stiibe. Dem dadurch zugleich erreichten T.-ortheile, infolge des griisseren Widerstandes von Drahten
aucli grossere ~~riclerst~indsandel.ungen
erivarten zu diirfen,
steht freilich der Sachtlieil gegeniiber, dass Eisendriihte
eines geringeren specifischen Magnetismus fihig sind als
d k k e Stiibe.
3. 4. Es liisst sich schon a priori ermarten, dass die
XLttur dcs Drahtes (ob clerselbe aus Stahl oder Eisen besteht, ob er hart oder weich ist 11. s. w.) fur die Erscheinungen, die er zeigt, yon Einfluss ist, dnss ein galvanisch
noch nicht bearbeiteter Druht sich anders vei-hiilt. als ein
solcher, durch welchen Tor liingerer oder kiirzerer Zeit
Strome hindurch gegangen sind, oder welcher bereits mehrfache Langs- oder Quermqpetisirungen erfnhren hat. Dazu
kommt h e r nocli ein wesent.liches Noment, welches in
dem Verhkltniss der Intensitaten des magnetisirenden und
des Hauptstroms besteht, unil an \rt.lches ich weiter unten
meine theoretischen Betrachtungen kniipfen werde. Xus
~
297
F: Auerhnch.
diesen Griinden zeigen die Zahlen der folgenden Tahellen
c.ine grosse Mannichfaltigkeit.
T o n den Versuchsreihen mit schwachen magnetisirenden Stromen sind schon vor Yervollkommnung des magnetisirenden Apparittes einige brauchbtlr. Ich bezeichne mit :
H die den Hauptstrom,
JI die den magnetisirenden Stroln erzeugende electromotorische Krsft!
D die electromotorische Kraft eines Daniell'schen,
B diejenige eines Bunsen'schen Elementes,
[I
die Anzahl der Windungen der rnagnetisirenden Spirale.
1 die (mgeniiherte) Liinge,
t l die Dicke des Eisen- resp. Stahldrahtes,
den in Sieniens'schen Einheiten gemessenen Widerstand
desselben fur M = 0,
I/'
dasselbe fur di> 0:
K ; den Widerstand der kupf'ernen Zuleitungsdrahte Zuni
Widerstmdskasten.
0
den Quotienten
II'
- 1r,,
11'
.
(lie Zeit des Versuches.
Den zeitlichen Verlnuf' der Erscheinungen ubergehend.
g t ~ l j eich zunachst nur die hierher gehorigen Zahlen.
t
I . ff = .+f = 11,. x = loti. I . I +
gliliter Eiseodraht ,fi. ( ( I etwa
1),5 mrn).
I , , , , + rc-k
11' i 1rk
IC* +
1,0:300
1,0296
1.0304
3. IT, 21, >I. wie obeo. GegliihterEiseiidrahtJ2. (detwaO,jrnm!.
I('<)
f Wk
1.74;s
=
1,7459
4- IPlr
11'
t Irk
1,0294
(Irk = 11,521 I )
I .0:104
d
z~
~.
~
~.
- 0,001s.
U)) f ?Pk
1,747h
0,5210)
d = - 0,0015.
- 0,0013.
4.
[I.,,
f Irk
( W k=
( w k = 0,5200)
3
IC
II!,,
+
If, X ,11 wie oben.
n = 166.
Dralit j',.
1Vk
1,0302
w,>
7-
"z
11'
1,022;
(r/-k
IS
=:
f
I!.<)
f
Irk
1,0216
1.0229
= 0,5201)
- 0,8024.
Bei drn iltereu Vrrsucheii fehlcn mir leider rneist einige dieser
.4ngabeu, derrn Erforderlichkeit nicht von voruherein einzusehen war.
1)
F. Arierbach.
298
I m Xittel aus 1 his 3: is = - 0,0015.
Dagegen bei 4 : S = - 0,0024.
Die magnetisirende K r a f t ist mit R proportional. Es
ist also hiernach 6 mit der magnetisirenden Kritft proportional. Seinem Vorzeichen nach ist S negativ. Die
Lange des Drahtes (Versuch 3) scheint ohne Einfluss zu
sein.
5. H = 3 0 , N = 1D. D r a h t f?. 71= 106. D e r magnetisirende Strom blieb eine Stunde 1:tng geschlossen.
ZU,+
L C=
~
1,7429
( L C=
~
lc+z(.k
0,5207),
= 1,7326
'lo,,+ t/;k = 1,7386
d = - 0,0068.
SO
H i e r ist also erstens eine grijssere vorubergehende,
zweitens eine dauernde Abnnhme des Wiclerstandes eingetreten, obgleich eine dauernde Magnetisirung nicht nnchweisbar war. Die t e m p o r k e Abnahme wird nocli griisser,
wenn man bei ihrer Berechnung von cler permanenten absieht, d. h. bei cler Berechnung der Differenz zu - zco nur
das ursprcingliche zoo beriicksichtigt. Dann wird:
s,
= - 0,0084.
ti. H = 5D, N = 1 D , 71 = 106. Drnht f2.
kc,+ 1Ok = 1,7366
11'+
= 1,7139
l r 0 $. t C k = 1,?299
(zC~
= 0,5210), ,2130 3' = - 0,0159.
Sieht miin yon der permtinenten henderung ub, so
ergibt sich:
d, == - 0,0156.
H i e r ist die ' temporare Senderung des Widerstandes
noch grosser und erreicht nahezu den Werth von 2 Proc.
Aber auch die permanente ist griisser als im vorigen
Falle.
Einige Versuchsreihen an ungegliihten Eisendriihten
zeigen dieselben Erscheinungen, n u r schwiicher. Dagegen
nahm bei einem diinnen ! ungegliihten Stahldrahte cler
Widerst.and urn nahezu 3 Proc. ab. als H = 3B, &f = 1 D
gewahlt war.
Die meisten der vor Vervollkommnung des Electro-
l? Auerbach.
299
niagneten angestellten Versuche zeigen dagegen eine Zum h m e des Widerstandes mit der Magnetisirung, und zwar
eine grossere temporare und eine geringere remanente.
Dn es jedoch hierbei nicht leicht moglich ist, den Einfluss
der Temperaturzunahme abzusondern, habe ich diese V ersuche bis auf einige anscheinend zuverlassige unverwerthet
gelassen.
7 . Zunichst erwahne ich zwei Versuche mit dunnen,
ungegluhten Eisendrahten, bei welchen keine Widerstandsnnderung um 0,0002 pro Einheit des Widerstandes eintrat.
Rei beiden war H=2D:n = 9 2 ; bei dem einen war ferner
* I f = 3 D !hei dem nnderri M = 2 I).
Gegluhter Eisendraht fJ.
K=ID,M = 3 D ,
n = : ) 2 . Der Widerjtand der Z w
Ic*ittingsdriihte ist bereits abge3.
(.I!
ptwa =0,6).
!1. Versurh S mehrmals wiederholt.
,,,l~=o,5~14 u.=o,j232 luo=~),i214
3 =
+ 0,0035.
ZOgPu.
v,,= 0.5213
I(?=
0,5234 too= 0,521 4
8 = i- 0.0038.
S o gering wie in diesem Falle erwies sicli sich der
Eintluss cler mehrfachen Wiederholung desselben Versuches
.;e lte n.
10. S t a t t des Widerstitndskastens wurde ein geradliniger Rheost.at benutzt. Die Zahlen fur w,, und w sind
in einer willkurlichen Einheit ausgedruckt. H = lD, M= 2 0 ,
n = 92. Mittelwerthe:
iDer Gesnmmtwiderstanrl des Rheostaten ist gleich
IUOOOO gesetzt; die obige Rechnung war nothwendig, weil
liier das Gleichgewicht durch Verschiebung einer Klemmschraube hergestellt wurde.)
11. Bei Versucli 10 floss der Hauptstrom im Eisen.drahte vom Sudpol zum Sordpol. Nun wurde der H a u p t -
300
F. Auerbach.
s t r o m in der entgegengesetzten Richtung durchgeschickt.
Es fand sich im Mittel:
+
6024,0, [W - t ~ =~ ] 3,O
3 = 0,00122
(Nach derselben Rechnung wie oben.) Hierzu ist jedoch
zu bemerken: erstens, class der Eisendraht, mit welchem
diese beiden Versuchsreihen angestellt sind, schon mehrfache Stromdurchghnge erlitten hatte, und zweitens, dass
bei der Berechnung der hlittelwerthe in 11 die ersten abweichenden Zahlen unberucksichtigt blieben. Die vollstandigen Reihen sind nsmlich folgende :
[w,] = 6021,O;
10.
[?u] =
[U.,,] = 6019
[ w ] = 6024
[ w ~ ) ]= 6021
[ic ] = 6023
= 6019
[zc,l]
[ I . ] = 6022
[u.,,] =
6020
[ w ] = 6024
Die Umkehr der Stromesrichtung im Eisen hat also
wohl einen monient.men, alj-er keinen dauernden Zeichenwechsel von d z u r Folge. Dass das wiederholte Oeffnen
und Schliessen des magnetisirenclen Stromes keinen Einfluss iibte , lag vermuthlich daran, dass infolge des lnngen
Gebrauchs des Drahtes bereits stationiire Verhiiltnisse
eingetreten waren. Um diese Vermuthung zu priifen, gab
ich einem gleich beschaffenen, noch unbenutxten Eisendrahte dieselben Dimensionen und erhielt :
6020
6017
601.5
6013
601 1
60.1 1
6003
6006
Mittel: [wo]= 6016,6, [zu] = 6000,o. [lo -zuo] = - 7,6
s = - 0,0032.
12.
[w,] =601S
[lo
3=
Hier ist also 0' negativ. I n d e r That nahm, nnchdem
ich den magnetisirenden Strom etwa 100 ma1 geschlossen
nnd geoffnet hntte, der absolute W e r t h von d a h , und a m
K Auerbach.
30 I
nachsten Tage erhielt ich, wie bei 10 und 11, einen kleinen
positivcn W e r t h von 6. Solche Zeichenwechsel von 6 habe
icli jedoch nur beobachtet, wenn (fiir R = 92) das Verhaltniss H : M = 1 :2 oder nicht erheblich hiervon verschieden
war. N u r wenn sehr starke Striime durch das Eisen langere
Zeit hindurchgegangen waren, oder wenn ich die Richtung
der Magnetisirung wiederholt umgekehrt hatte , wurden
die Ergebnisse auch in anderen Fallen und vollstiindig
unrege1m;issig.
Kurz vor Herstellung des adiatliermmen Apparates
stellte ich noch Versuche an. h i welchen ich zwar einen
Einttuss der Erwarmung constntirte, denselben jedoch durcli
1-ergleichung mit Versuchen an Kupferdrahten glaubte
rliminiren ZLI konnen. Es verhalten sich niimlich die specitisehen Wiirmen von Eisen und Kupfer etwa wie 7 : 6,
untl annahernd in demselben Verhaltniss stehen nach
BCnoi t ilire Temperaturcoefficienten u fur den galvanisclien Widerstand. Wendet man also denselben Werth
\ o n M u n d denselben magnetisirenden Apparat an; und
gi I l t tlcn oherH&chen des I<iwntlrahtes und des Kupferclrahtcs gleiche Grijsse, wodurcli auch ilir Volumen dasselhe wird: so erhalt man hei beiden nahezu gleiche Widerstmiherhohungen durch die husstrahlung des magnetisirenrien Apparats. Ich verfuhr daher aiif die angedeutete
W e i w und erhielt:
Hier hat 3' genau in1 Verhiltniss der magnetisirendrn
Kraft gegen Versuch 13 zugenc)mmen.
F. Azierbnch.
302
Die nun folgenden Versuchsreihen sind sammtlich mit
dern adiathermanen Appamte angestellt.
Bei ungegluhten EisendrLhten ist die Nachwirkung
der Eitrastrorne nnch Schluss des magnetisirenden und
des Hauptstromes eine sehr langwierige, so dass man hier
vorubergehende und dauernde Erscheinung oft schwer trennen kann. I c h bezeichne dsher mit zul den Widerstand
in der ersten Zeit (oft bis zu einigen Minuten) nach
Schluss beider Strijme, mit to2 den constant gewordenen
Widerstnnd.
16.
If = ID,-If= 3 B ,
n = 150.
~
li.
Wiederholt.
Eisendraht f,. ( d e t w x = 0,60).
Mittelmerthe:
q__
ICg
fcg
=
fC? - 11'1,
--
9, =
&
I
+ 0,00054
= +0,00010.
tvg
Es h a t also bei' der ~Viederholungdes Versuches 8,
nbgenommen, d2 zugenommen. Damit stimmt es uberein,
dnss vielfach benutzte Dr5hte meist keinen Unterschied
zwischen Jl und S, merken liessen.
=
1s. I [ = l D , M = 3R. Starker Eisendraht f5. ( d etwn
1,3).
to,, = 0,1661'7
W, =
2ro =
J,
=
0.16640
0,00024
(0,
-
?/..,
- t / ' o = 0,00016
=
0,16613
0,00260
J2 = 0,00156.
H i e r sind nicht n u r a h o l u t genonirnen 3, und
grijsser als bei den beiclen vorhergehenden Versuchsreihen.
sondern es ist auch S, im Vergleich z u 8, vie1 grosser.
F. Auerbach.
303
D o r t war nur der 5. his 8. Theil der anfanglichen Widerst:tndserh6hung dauernd. hier mehr als die Halfte.
19. Starker: gegliihter Eisendraht fs.H = 1D,M = 4 B :
n = 212. Mittelwerthe:
? G , ~= 0.5020
IC = 0,5171
w0 = 0,5075
0 = 0,0240.
Dauernde Erhohung d = 0,0097. Sieht inan von dieser
erhalt man fur die voriibergehende:
0‘ = 0,0281.
Diese Wertbe sind ganz aussergewohnlich gross. Auch
die dauernde Erhijhung des Widerstandes 1 L s t darauf
scliliessen, dass man es hier mit abnormen Verhaltnissen
zii thun hat.
Freilicli inusste man diesen Schluss bis zu
einem gewissen Grade ditnn auch auf die folgende Versiic:hsreihe ausdehnen, welclier ein itnderer Draht zu Grunde
1i c g t .
: i l l . SO
20. M. ri4 n wie bei 19. Dunner, gegluhter Eisendraht
ti. rne1irf:tcli galvanisch hearheitet. d = 0.19.
6.4532
= 6,3644
d = +- 0,0147.
E’erner wird (mit derselben Bedeutung wie oben) :
d = 0,0015 und
= 0,0156.
wn =
ti,3549
/I’
=
1)er gegen 19 unverhaltnissmassig kleine W e r t h von d
k:inn rtus dem Umstande erklart werden, dass der D r a h t
fT infolge haufigen Stromdurchganges seinem stationaren
Jywhalten sich bereits erheblich genahert hat..
21.
H
d = u,15.
=
2D, JI = 3B. Dunner, harter Eisendraht f,.
/co
+ fK1:= I1!6142.
Keine Widerstandsiinderung zluch nur urn 0,0001, obgleich hier sogar, trotz cler sehr geringen Dicke, die Extrastrvme einer erheblichen Widerstandserhohung fur den
Aloment des Stromschlusses entsprachen.
22.
I
=
H = 4D, M
1670, d = 0,W.
=
ID. n
9’3. H a r t e r Eisendraht f ,
E Auerbach.
304
w0 = 7,3961
ti* = 7,3903
)co = i,3973
3’ = - 0,0009.
Derselbe Draht zeigte aber nnch Iiingerer Bearbeitung,
nachdem 3’ sich der Null immer mehr genlhert hatte, zulet.zt
kleine positive Werthe von S (inzwischen war er dem Versuche 23 unterworfen worden).
23.
H = l D , ikf = 2 0 . Druht f,.
w,, = 7,3901
LO = 7,3997
s = - 0,0002.
=
7:3993
24. Wiederholuug von 22. Dieselhe ergal) , wie erw8hnt., eine, wenn auch knnm merkliehe Erhohung von w,,.
Z u r Controle stellte ich aus derselben Drahtrolle, welcher
f, entnommen war, einen neuen Draht von nahezu gleichen
Dimensionen her und fand fiir H = 2 0 , M = l D (also wie
in 22):
ic0 = i,36U8
ti* = 7,3559
K,,= 7,3602
= - 0,0006.
also wie in 22 einen negativen W e r t h von d.
25. Bei clen Versuchsreihen 7 und 21 war erreicht
worden, dass der Widerstand cler harten EisendrYLhte sich
durch Magnetisirung nicht Hnderte. Ich soclite denselben
Fa11 bei eineni gegliihten diclien Sbahlclrnhte
( I = 1450,
t l = 1,31) zu verwirklichen. Es gelang. wiihrend H = 2 0
und n = 92 war, mit fast gleicher Anniihernng bei iW=2D
und bei iTf=30. Xoch schlrfer liess sich dieser P u n k t
bei gegliihten EisendrHhten fixiren. Dagegen trat bei
harten Stahldrahten stets eine Aenderung des Widerstandes ein, und zrra.r: hei constmtem II, im allgemeinen
eine desto kleinere! je geringer die magnetisirende Kraft
war. T o n den Versuchen rnit geringen Magnetisirungen
fiihre ich nur a n , dass sie nieist kleinere Wertlie von 6
ergaben, als die Versuche mit Eisenclriihten; nur bei den
kleinsten Werthen des Verhlltnisses ilfn : H findet das
Gegentheil statt.. Dagegen gebe icli noch einige Versuchsreihen mit rn:tgnetisirenden Kriiften: i\-elc!ien bei Eisen
305
b'. h e r b u c k .
a n d gegluhtem Stuhl bereits positive Werthe von 6 entsprochen haben wiirden.
26. H = l D , :M= 3 B , n= 110. Ijraht F3 a u s englischem
Stahl (Claviersaite! music steel). 1 = 1280, d = 0,91. Mittelwerthe (unter Ausschluss der ersten Versuche):
((c, = 0,050
etm).
0,000:34.
W u r d e nun der rnagnetisirende Strom umgekehrt, so
e r ~ ~ sich,
l )
wie am Anfang cler ersten R e i h e , zunachst
cine Zunnhme von 6 durch Magnetisirung, welche jedoch
nm.11 zweima!igern Durchgange des Stromes bereits einer
Al)nnhme gewichen war. Ueherhaupt erwies sich dieser
I)i.:iht als sehr gunstig nicht n u r fur diese Messungen.
sondern nuch fur diejenigen. auf welche ich im Laufe der
l.:ntersuchung noch zu sprechen kommen werde. Nur sind
(lit. nbsoluten W e r t h e von d hier vie1 kleiner als bei antlrrn Drahten; schon :iin 2,5. Mai liiitte icii mit einer K e t t e
f JQ von .5 B kaum erhrhlichere 0' erhalteu.
U m i'e s t z u s t e 11en , o I (1ir L r s a ch e h i e rv o n a11ssc hliess 1ic.h die schwache hbhiingigkeit rles Widerstandes r o n cler
3l;ignrtisirung des englischen St;Lhls sei, oder ob hier
nicht Fielleicht erheblich stiirkere maqnetisirencle Krafte
rrt'orderlich seien, um den Zustnnd der sogenannten Sattig(ing! wenn auch n u r nalirzu! x u erzeugen: bediente ich
mi(-h der C; r a m m e ' s cli e n M a s c h i n e neuerer C'onstruction (1875): welche vor kurzem \-on Hrn. Prof'. O . E . M e y e r
t'iir d;is hiesige Laboratoriuni erworben worden ist, und
wrlclir. getrieben durch eine Dampfmaschine, erheblicher
Arheitsleistung fahig ist. I h r e Eritfernung vom Galvanometer hetrug etwa 25 P I ; zwischen heiden war der Electrom q n e t nufgestellt, von der Maschine 6. vom Galvanometer
20 m entfernt und n x h beiden Richtungen durch dicke
Kupferdrahte rerbunden. Die Spirnle wurde nie so heiss,
cltisj mlin sie nicht ungestixft hiitte beriihren diirfen. D e r
J=
.\un. d. I'1132.
u. Chem.
4'. F.
V.
-
"0
F. Auerbncli.
306
Kautschukschlauch zeigte nie eine S p u r von Erwarmung,
selbst nicht bei der schnellsten Rotation der Gramme'schen Maschine (1200 Umgange pro Minute); trotzdem
zeigen viele von den mit weichen Eisendriihten, besonders
mit diinnen , angestellten Versuchsreihen einen Verlauf,
den ich mir nicht anders, als durch Temperatureinfiiisse
erkliiren kann. Siicht man dieselben z u elirniniren, so
erhalt man Widerstandszunahmen durch Magnetisirung,
welche bis zu 1 Proc. und dariiber nnsteigen. E i n f d e r
und zuverliissiger sind die Ergebnisse der Versuclie mit
Stnhldriihten, deren Mittelwerthe hier nuszugsweise folgen.
27. H = ID,M = Gramme'29. Stahldraht F . j .H = 1 D,
schc Jtaschine. (Umdrchungszahl
p = 700). n = 110. Diinner Stahldraht E;. 1 = 2000. d = O,21.
I?,,
= 6,4960
31 = Gr. Xasch., ( p = NO).,
'
I[*=
S=
w = 8,4603
d = - 0,0019.
2s. Wiederholt. (4 Versuchsreihen).
~g = 8,6415
UI = 8,6346
A = - 0,0005.
1c0=0,3435
1
i
i
0,3419 w0=0,343j
- 0,0047.
30. Cntnittelbar an diesen Versuch scliloss sich eiu Controlversuch lnit einem Kupferdrahte.
(Such fruher marcn derartige Coutrolversuche voii Zeit zu Zeit angestellt worden). fI= ID,X=
Gr. SI;Isch. ( p = 1000 bis 1200).
I = 2220, d = 0,iO. Jlittelwerthe:
= 0,14138
IC = 0,14149
u'g = 0,14144
1) = + 0,000.5(i.
Es ist also fiir Kupfer S erstens positiv und zweitens
seinern absoluten Werthe nach vie1 ltleiner ~11sin 29, obgleich p grosser ist. Uebrigens haben d l e iibrigen Verauche mit Kupferdrahten nocli erlieblicli kleinere Werthca
von 6 ergehen. Sollten diese ~ ~ i d e r s t a n d s a n d e r u n g emit
n
dem magnetisclien Verlialten des Kupfers in Zusnmmenhang stehen, so wiirden sie die Allgeineinlieit der von
S c h u s t e r und S t e w a r t ] ) an eineni magnetisirten Kupferd ra h te 11 eol)acht e t e n W i cl er s tan ds nl)n: I h m e x i d e r1Pg en.
1) Phil.
p. 205.
ah;. (4) SLVIII. p. 535.
( 1 5 4 ) ; anl.h Pogg. Bun.
CLIII.
307
I;: Aiierbach.
31. Die folgende Versuchsreihe diene d a m , z u zeigen,
c1;iss auch hei betrachtlichen Temperatureinflussen der Eintluss der Nagnetisirung nnchweisbsr ist. Es lasst sich
iintrr gewissen vereinfilchenden Annahmen leicht das G e ;;t,tz ermitteln, nach welchem der Widerstand im Hauptstyome durch Bestrahlung seitens der Spirale m i t der Zeit
sich iindert. Fuhrt man nun iiberdies eine liingere Reihe
al)wechselnder Bestimmungen von zoo und 20 nus uncl notirt
bei jeder die Zeit t , 30 erhiilt man durch die Zahlen too
die Const.un ten ,jenes Gesetzes. Construirt man dnnn die
(ILLS Gesebz c1,zrstellende Curve (dieselbe ist im :illgerneinen
trnnsscendent) 'und vergleicht sie mit der Beobschtungsr'iirve, so tintlet inan fiir die den Zeiteri der Bwtimmung
11er Grossen w entspreclienclen Abscissen verscliiedene O r ilinnten. Diese Differenzen beziehen sich auf die Magnetisirung. Icli fiihre cine clerartige Versiiclisreihe mit cler
(;ramme'schen Mnschine und dern Drahte F3 m f . 7u,,. wl.
w,, .;eien tlie Wiilersthtli, t'iir 1) = 0, 1' = 400. 71 = SOO.
~.
'
beobachtet.
.
~~
I
If',,
beohschtet.
.
.
.
~
Wl
~~
I@
!('a1
beolmchtet.
-~- twreciinet.-~
~~
~
~
~
tlerectinet.
.
.
~
13'
1;'
__
(l.32!J4
0.3315
11.33%
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-
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CI.ON7
I 1,I)O 1 II
__
.~
!I*?
- - I('(,
u.0035
3 08
I;: Aiierhach.
Mit dem Werthe von 8 in 29 sollte der W e r t h von
R haben dieselben
Werthe. E r ist jedoch mehr als doppelt. so gross. Einen
Theil der beobachteten und berechneten Curve gibt Taf. I11
Fig. 1 wieder.
3;. bier iibereinstimmen. Denn If, M,
0. 5. H a n d in Hand iiiit den Versuchen iiber den
Einfluss der Magnetisirung gingen Versuche iiber die
E x t r a s t r o m e , welche d u r c h .jeden S t r o m im E i s e n
e r z e u g t w e r d e n. Icli will dnrauf verzichten, diese Versuche susfiihrlicli mitzutheilen, Un sie ihren wesentlichen
Ergebnissen nach mit denen cler Herren H e r m i g und
S t r e i n t z iibereinstimmen. Quantitative Angsben iiber
die Stiirke der Estrastrome in irgendeinem vergleichbaren
Nansse liegen jedoch seitens des letzteren Beobachters
gar nicht vor, und auch H e r w i g gibt nur einmal an,
dass dem n x h Oetfnen des Hnuptstromes erhaltenen Ausschlage der Galvanoiiieternndel, falls der Strom fortbestanden hatte, eine Abnuhme des Widerstmdes urn 0,0011
his 0,00014 entsprochen haben wiirde. DLLich im allgemeinen yon einer Erschiitternng der Drahte absali, erhielt
ich auch meist langer dauerncle Estrastrijme, wodurch ich
die Abglichkeit erzielte, zuweilen reclit genaue Widerstandsmessungen der ol)igen A r t auszufiilireii. Die Wertlie!
welche ich erhielt , sind Zuni Tlieil niclit uncrheblich
g rij s s e r , als der oLige Herwig'sche. Die Vorzeichen
dieser Werthe waren mit wenigen Ausnahmen, die sicli
durch fremde Einfliisse e r k h r e n , stets derart, dass b e i m
S c h 1u s s d e s H a u p t s t r o m e s d e r 31 a a s s IV i d e r s t a n d
erhoht, beim Oeffnen dagegen verringert werden
m u s s t e . Ferner h d e ich beiiii S t a h l die Ausschliiige,
wie H e r w i g , l t l e i n e r 31s Leiin E i s e n ; vrrfolge icli jedoch
den z e i t l i c h e n V e r l a u f beider, cler h i m Eisen, besonclers hei gegliihtrn Drlihten ein vie1 sclinellerer ist, als
beim Stahl: s(j fin& icli fiir die clcn Xusschliigen entsprechenden I n t e g r a l s t rii in e n i c h t IV e s e n t l i clt v e r s c h i e d e n e \V e r t h e.
.
fi: Azierbach.
309
W e i t s t i r k e r e E x t r a s t r o m e erhielt ich nun
wenn ich d e n S t r o m d u r c h m a g n e t i s i r t e
E i s e n - o d e r S t a h l d r i i h t e l e i t e t e , wenn auch ihre
Richtung stets dieselbe war, als oh der D r a h t nicht magnetisch gewesen ware. I n denjenigen FBllen, in welchen der
definitive Widerstand durch Magnetisiriing erhoht wurde,
entsprach dem Extrastrome stets ein noch grosserer Widerstand. Es machte sich dies dadurch kenntlich, dass, nachdein die Brucke fur den unmagnetischen Zustand des
Ilrahtes ahgeglichen war: nun ein Ausschlag nach der
Seite der grosseren Widerstande erfolgte, welcher grosser
w t r , als der dauernden Ablenkung der Nadel entsprochen
IiLttte, und auch diese letztere nahm, nachdem die Schwingungen der Nadel langst erloschen waren, in den meisten
Fallen langsam noch ein wenig ab, bis sie den in den Tnbellen des $. 4 wiedergegehenen Werth annnhm. X b e r
tiuch in denjenigen Fallen: in welchen der Widerstand im
niagnetischen Zustande kleiner ist, erfolgte der Ausschlag
stets zuerst nach (lei Seite der grijsseren Widerstande.
Auf Zah1en;ingsben verzichte icli, weil in denselben eine
iihnliclie ;\Ianniclifaltigkeit herrscht, wie in den Zahlen
11t.s 0. 4. JIit der Grijsse der magnetisirenden Krat't
nimmt die St.i.irke der Extrastrijme zu, und zwar anfangs
xhneller, spater (d. h. bei grossen Magnetisirungen) langiamer als diese.
Vorausgesetzt ist hierbei? dass der Hauptstrom erst
einige Zeit nach den1 lnagnetisirenden geschlossen werrle.
Schliesst man ihn kurz nach oder gar gleichzeitig mit
demselben so werden die Erscheinungen sehr unregelmassig. Ganzlich geandert werden sie,. wenn man erst
den Hauptstrom und dnnn den magnetisirenden schliesst.
Die Scliliessungsstiiime sind dann ungleich schwacher; sind
3ie aber der Beobachtitng zuganglich, so ergibt sich ihre
Hichtung als die entgegengesetzte, d. h. sie entsprechen
*..iner T~-iderstandsnbnalime; zuweilen beobachtet man eine
zanze Reihe oscillirrndrr Extrastrijme.
her!
310
F: Azierbach.
6. 6 . Die im $. 4 mitgetlieilten Versuche scheinen
mir geeignet, zwisclien den beziiglichen Ergebnissen fruherer Beobuchter zu vermitteln. I n der Tliat finclen sich
fast alle diese, so divergent sie auch lauten mijgen, in
meinen Resultsten wiedcr und erhnlt.en diirch die Verschiedenheit der Umstiinde, unter denen sie gewonnen
wurden, ihre vorliiufige Erklirung. R e e t z f m d unter allen
Urnstanden eine Zunahnie cles Widerstandes. Er scheint
jedocli stets sehr starke mtignetisirende Iirafte angewendet
und n u r mit Eisen-, niclit ither mit Statilstaben operirt z u
hnben, und unter diesen beiden Bedingunsen erhielt such
ich stets positive TVerthe von (7. S t e w a r t iind S c h u s t e r
heobachteten an einem m:ipetisirten Kapferdrnhte hei
grosser mngnetisirender I(rnft eine Akmxhme cles W i d e r standes; e r verliielt sich also wie meine Stahldralite. Leider ist nicht angegebeii, oh der DrLiht aiis rcinem (diamagnetiscliem) oder :\us eisenhdtigem (paramngnetischem)
Kupfer bestand, wie man ihn im Handel gewiilinlicli erhklt.
E d l u n d und M o u s s o n erhielten keine Aenderangen des
Widerstandes durch die Mngnetisirung, obgleich die Genauigkeit ihrer Xessungcn hinter der r o n T h o m s o n nicht
wesentlich zuruckstand. Auc:h in Ineinen Tahellen finden
sich einige, welche fiir B den W e r t h Sull ergehen. Rndlicli h a t & 4 d a m sl ) eine vorliiufige Mittheilang \-on H.
T o m l i n s o n veriiffentliclit, deren Ausfiilirung icli jedoch
in den Transact.ions Yergeblich gesucht listbe. Nac.11 cliesen
Angaben, welche iibrigens ausserst wenig Snha.ltspunkte
gewahren; h a t die Nngnetisirung beim harten Stahl eine
Abnahme, beim Eisen und weichen Stahl eine Zunahme
des Widerstandes zur Folge. Dies ist in viilliger Uebereinstimmung mit meinen Angaben. wenn man annimmt,
dass die Magnetisirung: welche T o m l i n s o n anwandte,
stets eine betrachtliche war. Dafiir spricht auch die enorme
Grijsse der Zahlen. welche ich mit (I' bezeichnet.. Meine
W e r t h e liegen zwischen den Grenzen :
1) Proceed. Royal 80c. J u n e l i . 1875.
F Auerbach.
31 1
und
+ 0,0281, I)
die \Verthe T o m l i n s o n ' s zwischen:
- 0,06
und
0,04 (3).
Fiigt man den Grenzwerth :lus dcn Versuchen von Beet.z:
+ 0,0006
hinzn. mit welchem der von C h w o l s o n genau, der von
T h o m s o n einigermnassen ubereinstimmt, so sieht man,
c1:iss ineine Zahlen die X i t t e halten.
Vehrigens scheint To m 1i n s o n clie Magnetisirungen
nusgefuhrt. zu haben, wiiihrcnd cler Hauptstrom geschlossen
war. Ich hahe erwiihnt, d:tss in solchen Fallen ein Extrastrom auftritt , welchem eine Abnahme des Widerstnndes
rntapricht. DA nun diese Extrsstrijme bei hartem Stahl
t)ft s r h r lmgsam verlaufen! so konnte vielleicht ein Theil
tler Ahnahme urn 6 Proc. hieranf kommen. Auch yon der
%tinahme um ,1 his 4 Proc. hei weichen Driihten konnte
r n m einen Theil auf' die von T o 111 1 i n s o n selbst zugegebene
F: r n f a rmun g i h r ec Ii n e n .
- 0,0186
+
3.
7 . Im Folgendun will ich es versuchen, ~ i u fGrund
iler T 11 e o r i e cl r e h b a r e r N o 1P c u 1a rrn a g n e t e die beohachteten Erscheinungen L U erlautern. Dabei bediene ich
mich des Begriffes der h r b e i t untl detinire dieselbe fur
den vorliegenden Fall :LIS d i t s P r o d u c t A U S d e r K r a f ' t .
\v e 1 c h e z ti r D r e h u 11 g e i n e s 11 o l e c u l a r in3 g n e t e s
uherwunden werden muss, in die Winkelgriisse
clieser D r e h u n g . Die im Eiseri suftretenclen Estrustriime aind bereits allgemein als Ausdruck derartiger
Arbeitsleistung erkannt worden. Wenn ein durch eine
c uns t an t e elect r 1) mu t o r i sc he K raft e rz e u g t e r St r om v o n
rinem bestimmten Momente a n eine Arbeit leistet, welche
s r his daliin nicht leistete. so gilt das Ohm'sche Gesetz
n u r noch unter drr Yuraussetzung, class entweder die
~
.
Vwsnch mit Pinem Stahldrahte hat bei sehr kleinem
sehr grossern a b s i ~ l u t e ~Wwthe
l
von H den W e r t h - 0 03
1 ) Nur ein
.V.t : 11
iind
,,rgel:rp.
I=. Auerbnch.
312
Stromstiirke i oder der Widerst.itnd u: einen andern Werth
erhalt. Gewohnlich schreibt man, den ersteren Fall voraussetzend :
i
d.
11.
I a v
e - a
at 1
=
).
IC
man betrachtet die Gr6sse.-
1
ar - (in
a at
melcher
a
den
Arbeitswerth der Warmeeinheit, V z. H. clns Potent.ia1 rles
Stromes Eins nuf den Magneten bedeutet, in Bezug nuf
welchen S r b e i t geleistet % - i d ) a19 neue electrornotorisclie
Kraft, welclie der ersten entgegenwirkt. Ich selie jedoch
nicht ein, warum es nicht iluch erlauht sein soll, zu
sclireiben:
2
=
. ~e
11'
+
Ut',
'
wo iud einen neuen, infolge der iiusseren Arbeit % t i tu hinzukommenden Widerstand bezeichnet. ?) Jedenfalls h s s t
sich nicht, wie C o l l e y 3 ) will, beweisen: dass diese letztere
Gleichung falsch ist. C o l l e y glaubt folgendermnassen
schliessen zu diirfen: bezeichnet ninn init T und T' die
Zeiten, welche ohne und mit ilrbeitsleistung erforderlich
sind, urn 1 g Zink in der Kette aufiuliisen, so wHre, falls
tu sich anderte:
wo 7 die in der Zeiteinlieit geleistete Arbeit bedeutet;
nun ist aber:
4. T = ._
!- T'.
(2)
tc
B + 2rd
'
folglich :
P
=P
+- -1( l C + IG-,) .
was unmijglich ist.
1 ) H e l m h o l t z , die Erhaltung der Kraft. Berlin I s G
2) Vgl. jedoch W i e d e m a n n . Galv. 11. 2. p. 521.
3) Pogg. Anu. CLVII. p. 370. (1876.)
F. Auerbach.
313
Die Gleichung (1) ist richtig, aher die Gleichung (2j
ist, ehcnso wenig anwendbar, wie in dem andern Falle (wo
t’
sls veranderlich 1)etrachtet wird ) die entsprechende
Gleichung :
12 a)
LT =e 1r
11.
E
T.
K O E die Aenderung y o n P hedeutet.
Beide Gleichungen
sind vielxnehr durch die gerneinsame:
T = T’
(:i)
ersetzen, welche aussagt, dltss mit i aucli die Wiirmeentwickelung abgenominen h a t ; und diese fiihrt in unserein
Falle zii cler sehr wohl miipliclien Gleichung :
~ i i
e2
_
-- _ _e?_ ~+ 9 ,
I/’
:(:IS
I!’
$- “‘,I
welclier sich ergibt :
Diese Gleicliung l k s t sicli leicht veriiiciren, wenn
illitn den Extrnstrom verfolgt, welcher bei Scliliessung eines
t~ekanntenStromes auftritt, wenn der Qtrom eine Magnetnatlel von bekanntem Momente ablenkt, und wenn uberdies die horizontale Componente der Intensitat des Ercliriagnetismus bekannt ist.’)
I n p r a k t i s c h e r Hinsicht ist es jedenfalls am he((uemsteii, bei jeder Ar))eitsleistung! sei es monientanr
i ) Dass auch in dem von Hrn. C o l l e y vertretenen Falle ( e veraiderlich), die Gleichung (2 a) nicht anwendbar i s t , kann man schon
darros entnehmen, dass Jie zu einem Widerdpruche fuhrt. Hr. C o l l e y
gelaogt niimlich durch richtige Schliisse zii der (der G1. 4b) entiprechenden (:leichung:
& (8 - E )
‘I =
I,‘
n.olctIe
nicht riclitig seiii kann. da sie fur unendlicli kleine
‘I =
cde
1,’
~ - - .statt
p =
F
dic GI.
2edc
11,
<.rqibt. Renutst mau dagegen auch in diesem Falle, wie oben, dic
(.+I. ( 3 ) so kommt man ZU der richtigen, zuletzt angefuhrten Gleichnng.
314
F. iiicerbach.
oder tlauernde, eine A e n d e r u n g cles W i c l e r s t a n d e s
ilnzun elimen.
Hiernach muss der Ficlerstancl eines Eisend r a h t e s im e r s t e n Alomente nncli d e r Schliessung
g r i j s s e r , in1 e r s t e n > I o m e n t e n a c h d e r O e f f n u n g
kleiner sein, als wihrend der uhrigen Dnuer des
St r o mes. Denn dort gehen die ?rLolecularmagnete infolge
der richtenden R r a f t cles Stronies in eine der circularen
Anorclnung mehr otler wenigcr geniiherte Stellung uber,
wobei cler Strom Arbeit in Bezug auf die Directionslrraft
der Sloleciile zu leisten hat; liier kehren die Molecule
mehr oder weniger in ihre natiirliche Lage zuriick; die
Directionskraft leistet also S r b e i t i n Bezug auf den Struin.
Hiermit stimmen die Beohachtungen vollstsndig uberein.
Sobald die,jenige actuelle Energie ! welche die llolc!cularmagnete von der tlrehenden Iiraft des Stromes empfingen, vollstiindig in potentielle umgesetzt ist, h:Lt cier Stroin
keine h r b e i t in Bezug ituf die Richtung cler Molecularmagnete mehr zu leisten. &n musste daher den Schluijs
ziehen, class der W i d e r s t m d nunmehr seinen mahren, den1
in innerer Rahe (oder in Imtimmter Warmeltewegung) betincllichen Eisendrnht entsprechenden Werth nnnehmen
merde, wenn man niclit zii bedenken hcitte, dass clurch die
Wirkung der von dem Stronie :Lusgeiihten Drehkriifte der
innere Zustsnd des Eisens (wie man sich clenselben auch
rorstellen moge) ein anilerer geworden ist uncl bleibt, bis
der Shorn unterbrochen wird. Das Eisen konnte sonach
zmei verschiedene Widerstande besitzen; der eine idlein,
namlich derjenige des circulaima,onetisirten Eisens, ware
ohne weiteres der E e o b x h t u n g zugiinglich; cler nndere,
der Widerstand des unmngnetischen, hiitte aber eine wichtige theoretische Bedeutung, insofern er nllein mit den
Grossen vergleichbar ist, welche wir bei m d e r e n Metallcn
s clile ch t me g den Wi (1erst An (1 n en n e n .
hngenommen nun, diese beiden Griissen seien in der
T h a t verschieden - und die Erfalirung zeigt, dass es sich
so verhiilt, - so liisst sich doch kein auf speciellen Schliis-
sen beruhender W e g vorstellen, auf welchem man entscheiden konnte, welche dic grijssere sei. I n solchen Fallen
sind in neuerer Zeit h a u f g mit Erfolg Hetrachtungen angeivendet worden, deren Ausgangspunkt d a s P r i n c i p v o n
d e r E r l i s l t u n g d e r K r a f t . ist. Indem ich hier denselben W e g einschlage stelle ich ein allgemeines Princip
;in die Spitze, welches atis jenem folgt, und das bisher, so
vie1 inir bekannt ist, n u r f'iir specielle Fiille nusgesprochen
worden ist. Dasselhe lnutet :
R e i n e K r a f t i s t irii S t i i n d e , , , v o n s e l h s t l ' Z u - t $ . n d e h e r z u s t e l l e n , w t . I c l i e fur i h r e i g e n e s W i r k r n g i i n s t i g e r s i n d . 31s d i e J e n i g e n . weelclie s i e v o r ~
f':l 11 tl.
Hierin beda.rf nichts der Erlauterung : auch die Betlvutung des Ausdruckes ..von selhst" ist allgemein hekannt,
+it derselbe von C 1a u s i 11 s eingefuhrt worrlen ist. Dns
Princip , i n welchem e r sich desselben zuerst. bedient,
. . W ~ r m ekann niemals von selbst von einem kiilteren nuf
rinen warmeren Korper iihergehcnl;, ist selhst ein specieller
Fall des obigen Princips. Ein m d e r e r ist das Lenz'sclie
(;esetz, welches die Richtung tles inducirten Stromes bestimmt. Ferner gehiirrn hierher die Thatsachen, dass bei
(leu festen Korpern cler kuhische Compressionscoafficient
init dem Drucke abnimmt. die specifsche WKrmP und der
gulrnnische Widerstand der fmten Korper mit' der Ternperntur zunimmt u. s. IV.
Fiir den vodiegenden Fall ist. aus ohigem Principe xu
schliessen, dnss der Widerstnnd cles Eisens, wie wir ihn
bei der Durchleitung eines Stromes heobachten , grijsser
ist. als jener ideale Werth. Daraus folgt zuniichst. d a s
circularmagnetisirtes Eisen einen grosseren Widerstand
lint. als unmagnetisches. wenigstens wenn die Griisse der
(-.'irculsrmaanetisirung diejenige nicht ubersteigt: welche
t1t.r Strom selbst hervorrufen konnte. Man kann jedoch
lliienbar diese Einschrankung fallen Iussen. 1st niimlicli
1i
Die mechanische WSrmtthenrie. I, p. 31.
316
F. Aiierbnch.
die Circiilarmvagnetisirung grosser, als der Strom allein sie
erzeugen vermng, so gibt es doch stets eine andere
Stromstiirke von dieser Eigenschaft. Fur diese letztere
gilt also der obige Satz. Nug ist aber der Widerstand
eines Eisendrahtes y o n b e s t i m m t e m m a g n e t i s c h e m
Z u s t a n d e 'f von der Stromstarke unnbhangig; folglich ist
jener Satz fur jeden Betrag der ~ i r c u l a r m a g n e t i s i r i i n ~
giiltig.
Es folgt aber weiter, class durch schwache Langsmagnetisirungen cler Widerstand verringert werden muss.
Denn nach Clem obigen ist anzunehmen, dass circulsrinagnetisches Eisen den Strom um so sclllechter leitet, j e
stiirker clie Circul:Lrma6.netisir~ing ist : durch die liinzukommencle Langsiii3gnetisiruiig wird nher ein Theil der circiilaren aufgehoben. I n cler Th:it zeigen meine Versuclle
bei Eiseri sowc~lilwie hei Stah1 eine Bhnahrne des Widers t an de s i n f o 1ge s ch JVvac 11e r 31ag 11e t i s i r ii n g e n .
Anders verlialt es sich, wenn die 1ingsm;ignetisirende
K r a f t gross ist. Dann wird aus ilirem Zuaarnmenwirkexi
mit der circularmagnetisirenden Kraft des Hauptstromes
eine Liingsmvagnetisirung resultiren. Und hier liisst die
Theorie eine Liicke. .Es k m n der Widerstrlncl laingsmagnetisirten Eisens lrleiner oder griisser sein nls derjenige
des unmugnetischen; im ersten Falle hut die Widerstandsfunction nirgends ein Minimum otler Maximum; v i e l in e h r
s t e i g t d e r W i d e r s t a n d s t e t i g vom Z u s t a n d e d e s
g e s a t t i g t e n L ii n g s m a g n e t i s m u s b i s z u in Z u s t a n d e
des gesiittigten Circularmagnetismus; dieser F a l l
i s t , wie clie V e r s u c h e z e i g e n , b e i m h n r t e n S t a h l
v e r w i r k l i c h t ; irn n n d e r n F a l l e h a t d i e W i d e r s t a n d s f u n c t i o n e i n M i n i m u m fiir d e n u n m a g n e t i s c h e n Z u s t a n d . E e i i n E i s e n uncl b e i m w e i c h e n
S t a h l haben meine Versiiche dies in der T h a t e r g e b e n ; einer und derselben Ordinate der Widerstaiidscurve entsprechen Iiiei. zwei Abscisseii, d. h. demselben
zii
1) Dass dieser Zuvata erforderlich ist, zeigt sich im
3. a.
I;: Auerbach.
317
V-iderstande en t s p r e c h n zwei magnetische Zustande, n&iiilich ein liings- und ein circulnrmagnetischer ; die mutlimaassliche Gestalt der Widerstandscurven gibt Taf. 111
Fig. 2 wieder. ,Hierdurch linden die Versuche 7 , 21, 25
ihre Erklarung! sowohl, soweit ihre Ergebnisse positiv, als
ixuch, soweit sie negntiv waren. Mit Benutzang der Gesetze. welche uber die Xtgnetisirung durch einen Kreisstrom bezuglich durch eine Spiralel), und iiber die circulare Magnetisirung durcli den den Drnht selbst durchtliessenden Strom z, auf‘gestellt sind, liesse sich d;ls Vrrliiiltniss der electromotorischen Krafte des mapetisirenden
und des Hnuptstroms, d. h. dns Verhaltniss M : H tiereclin e n . wvelches bei gegebenan Werthen ron n, r r ; , 1 und t i
statttinden muss, diimit S (fur Eisen und weichen Stahl)
1-erschwinde. Da jedoch die Kleinheit der W e r t h e yon 6
eine Priifung dieser Berechnung kaum zuliisst verzichte
ich cinrauf sie anszufuhren. Nur erwiihnen will icli! ditss
jenes Verhaltniss nacli den Versiichen ausser von 1 1 , wo, I,
d LLuch von der N a t n r cles DrLihtes itbzuhringen scheint.
Dnss die Abhlingiglieit yon tler Dicke eine elhehlicht? sein
muss . k a n n inan durcli t’olzrnde Betluchtung h s e l i e n .
D;ISlhgsmagnetische Moment: welches der Dralit annimnit,
i.;t hei gleichen magnetisirenden Kriiften der Quadratwui~zrl
;tiis d e r Dicke nahezri proportional 3 ) ; anders verliiilt es
sic11 mit dem circularmagnetischen Moment; zwar scheint
bei gleicher rnagnetisirender K r d t das circnlsre rnagrietixche Moment nicht wesentlich von der Dicke ahzuliiiagen; aber die mngnetisirentle Kraft antlert sich sehr
Iwtriichtlich mit der Dick?. 1)ieselbe ist niimlich:
I n
0 , )
Fiih1.t nian die IntegrLttion
1)
uiid benutzt die Gleichung :
Vgl, W i e d e m a n u . ( i d ~11.
. I . p. 130 u n d :391)
L’) S t r e i n t z
:<)
atib
I. c.
D u b . Electromagnetismus. (I3til.) p. 197.
318
l? Arierbaclr.
in welcher f den specifisclten Widerstsnd des Eisens becleutet, so erhalt man fur das ?uIoment:
wo r p ( d ) eine prize, bei henderungen von (1 sicli langsiim
in gleichem Sinne Indernde Function von d und ip(1) eine
Function von 1 ist. a u f welche es hier nicht snkommt.
Fiir grosse I kiinn miin es, wenigstens wenn d nicht x u
gross ist, einrichten, class w k zu vernschliissigen ist; mnn
lindet dnnn:
K = const. IIdj y (d) . 1c, (h.
Aher selbst wenn (1 so gross ist, (lass r n m umgeltehrt
tck vernncliliissigen itnnn, ist nocii:
-rf gegen
n
7
,
K
=
const. N d cp ( d ) . 1 ip (I).
wlihrencl (loch, wie erwiihnt, clas Iiingsmagnetische AIoiiient :
I<'= const. JIn 1. n (,I)
iut.
Xis Xusdruck der Arbeit, welclie cler S t r u m IJei
I h e h u n g der Uolecularmagnete leistct, tritt, wie wir sahen,
beim Sc.hliessen des Strorns ein Extrsstrom oder, wie dies
ausgedriickt wurde , eint: vorqbergehende Vergrosserung
des Widerstandes nuf. 1st der l j r a h t vorher iiingsmagnetisirt worden und befindet er sich beim Schlusse des
H;iuptstromes noch in diesem Zustande, so ist die Dreliung
diircli letzteren jedenfalls vie1 geringer: hiernus konnte ini~11
a u f tlen ersten Blicl; gpneigt sein 211 schliessen, (lass auch
die Arlieit kleiner sei, \V;LS der h e o l ~ ~ c l i t e t e'L'li;tt.;ticlie,
n
dsss die Est.rastrijme in diesem Falle st;irlcer sincl, miclersprechen wiircle. A b e r 1nm hat x u erwigen, driss Z W A ~
die Drehung geringer ist, weil die l~~ngsmngnetisirentle
Krnft. die Xoleciile stiirker zuriickhalt als die Directionsl;r;ift, tvelche in den1 ersten F d l e allein der ' J h f t . dcs
F. Auerbach.
319
Ilnuptstromes entgegenwirkte, dass aber der andere Factor
tlcs Productes, welches die Arbeit darstellt, eben jene
liingsmagnetisirende & - a f t ! vie1 grosser ist als die Directionskraft. 60 lange die Drehungen unendlich klein sind,
iindert sich nun die I h t ' t uingekehrt i)roportional mit dem
Ilrehungswinkel; die Arbeit des Stromes bleibt. also constLtnt ; wenn aber die Iiingsniagnetisirende Kraft erheblich
ist, :tl.;o die Drehnngen in die axiale Lage nicht mehr als
unendlich klein hetrachtet werden diirfen, so wachst die
,Irbeit, ivelche der Strom zii leisten hat, obgleich die Circulardrehung, welclie er hervorhringt, kleiner ist. Bezeichntlt nian. urn dies nachzuweisen, mit D die.Directionskraft.
init H die richtende Kr:ift des .Hauptstromes, so erhalt
miin, ziiniichst von einer Langsmagnetisirung absehend.
ftir die bei Drehung urn den Winkel tp fiir irgendein
JI,,leciil zu leistende Arheit:
A
D sin
=
t!'
d
.
?'
liildet nun die Richtung yon D fur dieses Mvleciil Init
Axe tles Dralites tlen Winkel cp. so ist
(lurch die
U; leivhung :
D sin I!' = Jl cos ( y + y ~ )
licbtimmt. ; t m welcher:
COB
t g 1 1 ' Z If
-___U + H .;in fr
lillr
t/1
t'olgt. SetLt iuan cliesen %'ertli
in die Gleichung:
d = 11 ( 1 - co', 111)
e i n , yo findet man.
J f - die (iriisse
+ +"LP
-.
2 /ID sin y + iZi Iwzeiclinet.
Wollte iiinn nun die Erscheinungen der Estrktstrame
u i i t Strenge beschreil)en. s o liyttte man folgende Aufgaben
i i i loben:
I ) Wie gross ist Ilei Illittelwerth \-on il fiir alle M o lrciilc des Drahtes?
W(I
2) Wit: gross ist die entsprechende h r b e i t fur ein
Moleciil, auf welches ausser den Kraften D uncl fl noch
die &aft 111 senkrecht zu H wirkt?
3) W i e gross ist der 3Iittelwerth dieser Arbeit fiir
alle Xolecule?
I c h hsbe diese Rechnung unter folgenden Annahmen
verfolgt: a) im unniapetischen Zustande seien alle Werthe
von cp zwischen 0 und
zwischen
und
2
7-z
f
gleich haufig vertreten; Werthe
schienen mir wegen rles lahilen Gleicli-
gewichtes, welches dnnn an gewissen Stellen des Drahtes
lierrschen musste, sehr unwnhrscheinlich; iibrigens ist der
Werth des Integrals, soweit er in Bet.rncht kommt, hiervon unnblidngig. b) Die Richtungsunterschiede der Moleciile sollen mit zunehmendem N! also mit abnehmencler
Xbweichung yon cler A s e des Drahtes ruscli abnehmen:
(1. 11. das Integral, welclies, durch die DitYerenz seiner
Grenzen dividirt, jenen Mittelwerth dxrstcllt, sol1 in rascli
sich niihernde Grenzen eingeschlossen sein und bei W e r then von M, welche gegen D gross sind, durch ein Differential z u ersetzen sein, also jener Quotient durch einen
Ditferentiahluotienten ; der endliche Werth dcsselben stellt
dann den Grenzwerth der Arheit cles Stromes fur gesiittigten Liingsmagnetismus dnr.
Die Arheit im zweiten Falle ist a m doppeltem Griintlr?
gr6sser, nls die erste. Einmal w&l mit der z u iiberwindenden Kraft die Xrheit wachst; dies kann man schnn
ohne Kenntniss jener allgemeinen Xusdrucke auf folgende
Weise einsehen; es ist:
~
siu rp
da AD = 1 - 2 D~.+ I1~~-~
+ D ( D - IL in ( p ) ?
w-
cider :
ad
au=
~
I, L IK sin (p
1 -2.
Ic'
CYS
DHZ
COJ
z(r
Jr-j---~'
Nun kann man W' in der F o r m :
W = 1' (D+
II sin
+H
2
coijq
321
t.: Auerbach.
sclireihen.
aa v o n 1 abzuDie in dem Ausdrucke fiir aD
ziehende Summe ist daher xm griissten, wenn gerade:
D + Hsinrp
Hcosy
=
ist. und in diesem Fvlle ist sie gleich:
.f+.f=1.
Lkiraus folgt, dltss
a -1 nuf
aD
aA
B B niemds < 0 ist. (Man kann auch
die Form:
1-
(D+Hsinrp);'+.'H*D c o s ~ ~ + f ~ s i n r p c o i 2 r p
~
,
~~
,
~
~
Iiringen. ails welcher n u n ciurcii Entwickelung von W den-cil)en Schluss zieht,).
Was hier fiir
Iiewiesen i s t , gilt aber auch fur
61
a-u~ falls D sehr klein gegen LV ist; denn clie liingsmngnetijirende Kraft ist. vun derselbeii Nntur wic die DirecI
tionskraft. Dies ist dcr eine G r u n d , weshalb die Arbeit
Ile.; Stromes fur Iiingsmagnetisirtes Eisen grosser ist,
X I > fiir unmagnetisclic~s. h b e r nuch wenn die zu iiberwinJ e n d r Kraft dieselhe ist. ist dic h r b e i t griisser. sobald der
IVinkeI zwisctien cler Riclitung der K r a f t , welche clie
Arheit leistet, und der Richtung des Moleciils bei Beginn
der hrbeitsleistung griisser ist. Ich will wenigstens die
ohere Grenze dieser Xenderung berechnen; es bilde nlso
tlas Moleciil den Winkel y mit der A x e ; dns eine mal
it-irke H sofort und magnetisire vollstandig! d. 11. der
Drehungswinkel
I!'
sei gleich
- y ; diese Arbeit sei A , ;
tlas anclere run1 wirke zrierst i M und magnetisire vollstiintlig: drehe nlso urn y ; sodann wirke M und magnetisire
-einerseits vollstiindig! iIreIie :tist) um
4 ; diese Arbeit sei
-1,.
Grosser als in dieseni F a l l e . ill welchem M yon
!iiiherer Ordnung nls D , H yon hiiherer als M ist, kann
ii:t.
42
Verhiiltniss otfenhni. nie wertlen.
-4 1
.\I~II.
(d. Ph!?.
u. Chem. S
t.
V.
S u n ist:
21
322
F. Auethacli.
A , = D(l-sin cp)
also die hiittelwertlie:
[.4J
=
. . . . . .
D,
A,
=
.
. . . D!
cl. h.
Wenn also J.I wLchst, so wiichst A schneller als 111;
erstens weil man init immer grosserer Gennuigkeit D
gegen :If vernnclilissigen kann, untl daher die ollige Formel
ad
fiir - immer strenger anwendbar wird; und zweitens, weil
aD
cler liingsmagnetisclie Zustnnil selbst eiiie Riickwirkung
ausubt, die sic11 [in roher Xnniiherung) in Rechnung ziehen
lisst, incleiii man zu A einen mit N yon tlcm W e r t h e 1 I)is
zuin W e r t h e 2!752. . . stetig wuchsenden Fiictor Iiinzufiigt.
W e r die angestellten Beobnchtungen iiber die Ertrastriinie
nuf diese hngatben hin priift, wird sie qualitntiv n n d , soweit dies hei der clurchschnittlichen Gnerheblichkeit der
iiberhaupt auftretenden Ausschlage mijglich ist., auch quantit ativ best %tigt fin de n.
Icli habe die Estrastrome im Eisen als h u s d r u c k yon
Drehungsnrbeit gekennzeichnet und tliese Arbeit durch
eine ~ V i r l e r s t n n d s z u n a ~,~ i errsp. Al)nahme beschrieben.
Der dem Schliessungsstrome entsprechende W e r t h des
Wiclerstandes geht in tlen durch den Durchgung eines
constanten Stromes oder durch eine dauernde Lytngsmagnetisirung (oder beides zugleich) bedingten W e r t h nicht
plijtzlich uher, sondern ist init ihm meist durch eine S a c h ~virkun3rrI;ierscheinungverkniipft. Auch v o n dem Wesen
dieser liann man sich nacli Clem obigen leicht eine Vorstellung mnchen. W i r k t Iusser der Directionskraft niir
der Hauptstrom, so ertheilt Jerselhe den Jloleciilen eine
Drehungsgeschwindigkeit. welche, ,je nxch Clem Wt.rt.he yon
I / , stets positiv ist (Rotittion) oder ilir Zeichen lwriodisch
wechjelt. (Schwingung). Beolxwhten wir nun schon bei
I.: A?cerlnch.
323
h e r in einer Kupferhulse sich bLbwegenden 3hgnetnadel
cine rasche Umsetzung tler Massenbewegung in thermische:
so wird dieselbe bei einem Molecule eines Eisendrahtes
nucli vie1 rascher erfolgen. Es tritt also eine Erwarmung
nuf, welche sich erst allmalilich durch Leitung und Strahlung ausgleicht, und d e r A u s d r u c k d i e s e r ErwHri n n a g i s t d i e S Z L c h w i r k u n g s e r s c h e i n u n g . I n der
Tllitt wird nicht nur durch Langsmagnetisirung. sondern!
w i u V i 11u r i I ) nachgewiesen hat, nuch durch circulure
Wiirme erzeugt.. Hierauf gehe ich nicht niiher ein und
erw%hne n u r , dass die Versuclisreihen 16 IJis IS des S . 4
u n 3 die Bemerkungen uuf p. 308 (3. 5) hierher gehiiren;
Jass hei jenen Versuchen ausser D uiid H ;inch iM wirkte,
I1;tt. wie sich zeigt, keinen wesentliclien Einfluss. Ueher
11cn Verlauf dieser Art voii Ni\ch\Virkung fiige ich noch
(.inige charalrteristische Zahlen bei.
1) M = 2B, H = 1D,n = 150. Diese Znhlen waren
so gewahlt, (lass 3’ h a t gleich Xu11 w ~ r . Drnht f,.Der
Hauptstrom ~vurdc nnch d e m mngnetisirenden geschlossen. t hedrntet die Zeit zwisclien zcvei BeoL;xhtungen.
Wegen cler betriichtliclien Entfernung des m q n e t i s i r e n clt>n Stromes verstrichen mc.ist einige Secunden zwisl.hen Schluss oder Oeffnung des magnetisirenden YtruI U ~ Sund dcr ersten Beoh:ictitung;
die absolute Widerstandsanderring infolgc: d e r Drehungsarbeit liisst sich dalier
:tiis den Zahlen nicht entnehnien.
s bedeutet Schliessen,
ii Oeffnen des magnetisirenden Stromes.
Ln TuE III
Fig. 3 sind dieselben Verhaltnisse graphisch tltirgestellt 1
die verstiirkt gezeichneten Stellen entsprecheii Xwhwirkunqen.
Man sielit, dsss beim Oett’nen die NaclivvirkungsdlLuer
nlhriuger ist als beiin Schlieswn.
E: Auerbach.
324
' ,
__
I
I
__.
Dauer
der Nachwirkung
beim
ScMiessen.
s 0,7911 j
o 0,7904 I
I
s '0,7912
20", '0,7907
20
/0,,905
o ,@,7903
20
10,7905 I
s ,0,7911
15
0,7909
15
30
o,nos
1
1
I
1
1
,
t ,
beim
Oeenen.
lc
Dauer
der Nachwirkung
beim
Schliessen
1
beim
OeRneii.
?
-
I
40"
-
-
'I 30"
J
,0,7908
-
6 :0,7905
-
I
:IS''
-
-
Jlittel45": 3Iittel i5"
2) Ohne Magnetisirung. 11 = 2 U . Dicker, weicher
StLLhldralit FF. Es wurde a1)wecliselnd die Brucke. in welcher dns Galvanometer stand, bei geschlossenem Stroln
und der Shorn bei geschlossener Brucke geschlossen und
geotfnet. I m ersten Falle kann ein Estrsstrom iiberhaupt nicht auftreten. (Die Schwiichung des Stromes im
D r a h t durch Abzweigung ins Gdvnnometer konnte bei
meiner Anordnung durchaus keinen merltlichen Einiiuss
haben.) I m zweiten Fnlle tritt tlagegen der volle Extmstrum in die Erscheinung; stark w:tr derselbe nicht, nber
trotzdem war die Nachwirkung gross. Es zeigte sich das
in folgender Weise: I m ersten Falle t r a t ein erster Ansschlng s1 und eine definitive Ablenkung 71, ein; beide
stnnden i n einem c o n s t m t e n , nur durch die Nntur der
Galvanometernsdel und der D%mpi'ung bedingten Verhaltnisr; im zweiten Falle trat ein Ausschlag s2 a u f , welchrr
grijsser war als sI und. als die S a d e l eben ihre periodischen Schwingungen Ijeendet hntte, eine Ablenkung 11:
ehenfttlls griisser als uI , welche erst allmL~ihlichauf ZL, sank.
I n der Tnhelle entliiiiit jecle Reilie zwei Versuche, n:tmlicli
einen ,jecler Art. Es w:tr
/ I ' + / r k = 0,'33S!).
-
I ‘:
l? Auwbach.
XI..
--1.
2.
5,2
6.0
6,l
~
3.
4.
5.
Mittel
6.+
6.6
- _-.
6,1
325
3,4
-
.
4.0
?
..- -. _-
3.0
Auf das langsaine IVItchsen nller Zahlen von Versiich
zu Tersuch werde ich bald zu sprechen kommen.
Hierher gehijren auch einige schon gelegentlich erwiihnte Thatsachen; so die Erscheinung, dass selbst in
drn FRllen: in welchen die Magnetisirung den Widerstand
verringert der erste Versuch das entgegengesetzte Ergebniss liefert.; es wirkt namlich die bei der Arbeitsleistung durch Reibung verursachte Warmeentwickelung
n d i nach.
Ferner hat das Oeffnen oft den entgegengesetxten Einfluss; d. h. der Widerstand wird durch die
Magnetisirung verringert, wo er sonst vergriissert werdqn
wurtlr: oder. er wird starker herabgedruckt, sls es sonst
,lev Pit11 wItre. Besonders stark tritt diese Erscheinung
Iiei der Umkelir des Stromes hervor (~61.3. 4. Versuchsreihen 10 und 11).
X i t grosserem Rechte glaube icli einige von den eben
heichriebenen verschiedene Erscheinungen ~ r l s specifiscb
iiingnetische Nachwirkung bezeichnen zu diirfen I); icli beschrlnke mich jedoch hier auf eine kurze Angabe.?
Erstens n i m m t d i e S t i i r k e d e r E x t r a s t r i i m e h e i
I 1 1 u ti g em H in d u r c h 1 e i t e n d e s S t r o in e s
I> e z u g 1i c h
h e i h i i u f i g e r M a g n e t i s i r u n g zu. Diese Erscheinung
lint sclion H e r wig beobachtet und durch eine zunchmende
Heweglichkeit rler Theilclien erkliirt. Die Tahelle 2 (p. 323)
- ... ._... ich LUS eincr soebeo erschienen Abhandlung voa F r o m m e
iWied. Ann. IV. p. 76) ersehe. bedieot sirh auch der Verfasser derzelbeu fur ooalope Erscheinnngen dessselben Ausdrncks.
2) Vgl. € l e r w i g . S t r e i n t z 1. c.. feraer H e r s v i e . Pogg. Am.
CT, f 1. p. 430 ( I 91.1’.
I ) Wic
F. Auerbuch.
326
zeigt dieselbe sehr deutlich. Zugleich ergiht sich aus ihr,
class die Xnchwirltung infolge der Arbeitsleistuni, welche
der Gegenstnnd jener Tabelle ist., nicht gleichzeitig zunimmt. Denn die Znhlen u, sind nnhezu constant und die
Differenz u2 - u1 sinkt von 1,7 durrh 1,O - 0,O - 0,'i bis
nuf 0,6. - Im Zusammenhange hicrmit steht es, (lass d e r
W i d e r s t a n d d e s E i s e n s h e i h & uf i g e m H i n d u r c h l e i t e n cles S t r o m e s i i b e r h a u p t n i c h t u n e r h e b l i c h
m i i c11 s t. Diese Erscheinung ist nicht mit der von
v. Q u i n t u s I c i l i u s heohachteten zu verwechseln, nncli
melcher der Widerstand aller Netalle nach einmaligem,
aber lange anhaltendem Stromdurchgnnge zunimmt. Die
Erscheinung beim Eisen tritt virlniehr in der .ersten Zeit
cler galvnnisclien Beniitzung auf und verschwinclet meist
schon nnch zehn- bis hundertmnligem Schliessen. So ergah
sic.h bei einein -Eisendrahte (1 = 1670. tl = 0,20, H = 2D,
iV = 1D ) :
iirspriinglich:
ir
= i,3501
nach 10mal.Schliessen i , 3 5 3 ~
100 ,,
,,
i,3552(const.)
'I,
,
Iiingsmapetisirt . .
10 ma1 maguetisirt .
eutmagnetisirt . . .
.
i35-L:
.
7,3541
7,3559
.
Diese Zahlen zeigen die Nnchwirkung sowohl bei der
Quermagnetisirung (lurch den Strom als bei der Liingsmngnetisirung. Dnss die Al)nnhme cles Wiclerstandes infolge der letzteren so gering erscheint (nachdeni die Verh Atnisse des Drnhtes stiltioniir geworden waren, wurcle sie
hei gleiclien Werthen von 11, M, 71 vie1 grosser), liegt
offenbar dnrnn, class die beiden Nnchwirkungen, wie es ja
bei diesen Erscheinungen meist cier F:ill ist, nicht voneinnnder iinabhangig verlaufen, dass d s o infolge der heschleunigten Nachwirlwng der liiiufigen Querrnngnetisirung ein
The i 1 cl er Wide rs t an (1 sLLI ) n it h m e v e r il e ,kt w i r d.
Nnch Clem vorangcgangenen scheint die Vermuthung
naiie ZLI liegen! e s m i i c h t e n a r i c l l d i e n i i t clern m a g t i s c h e n Z ii s t a n (1 e n n d a i~ e r n d e n X e n cl e r 11 n g e n d e s
W i d e r s t a n cle s d 11 r c h 31 n g n e t i s i r u n g n l s A 11s d r u c k
gewisser h r b e i t s l e i 5 t u n g e n a u f z r i f n s s e n s e i n In
der That. wcrden lleini Durchqange rints Stromes durch
?i Auerbach.
:327
einen Eisendraht constante R o t a t i o n e n d er AIo l e c iile
c.rzeugt werden , welche bei einer Ac’nderung der Anordnung, wie sie die Magnetisirung hervorruft, nicht ungeantlert bleiben kannen. Sind diese Betrachtungen auch sehr
hypothetischer N a t u r : so scheinen sie mir docli immerhin
noch mehr Anhaltspunkte zu gewahren, als die Betrachtnngen von B e e t z .
Von verschiedenen Seiten sind Versuche gemacht wurden, neue Anhaltspunkte durch k i i n s t l i c h e Q u e r m a g n e t i s i r u n g cles vom Strome durchflossenen Eisens zu geAsinnen. Ich habe diese Idee deshalb bisher experimentell
niclit verfolgt, einmal. weil nicht, \vie man aus den stillsthweigenden Voraussetzungen der betreffenden Autoren
-chliessen konnte, der LHngsmagnetisirung einfach die Querni agne t i sir un g gegen ii b er st e h t , v i elme h r hie r w ied e r u m , j e
nnch der Anordnung, e i n e M e n g e v e r s c h i e d e n a r t i g e r
M Ag n e t i s i r 11 n g e n denkbar sind; (der Bestimmtheit halber
hahe ich deshalb die hier behandelte als C i r c u l a r i n a g n e t i s i r u n g hezeichnet.); sodann, weil diese Versuche
nothwendig eine noch griissere Feinheit der SIessung e r fordern, als die Versuche mit Tlangsmagnetisirung. Die
Theorie fordert. dass kiinstliche (d. h. zu der durch den
Hauptstrom erzeugten hinziikommende ) Circularmagnetisirung den Widerstand. falls sie ihn iiberhaupt noch
itndert, vergrossert oder verkleinert, je nachdem der Sinn
tler kiinstlichen und der niiturlichen Circularmagnetisirunq
clerselbe oder der entgegengesetzte ist, und je nach der
Ytarke heicler. E i n Versucli hieriiber ist mir nicht bekannt. Dagegen hat W. T h o m s o n l ’ i den Strom durch
eine quadratische Eisenplatte in einer Z U der Magnetisirungsrichtung geneigten Richtung hindurchgeleitet. D i e
Pole des Electromagneten lugen an zwei gegeniiberliegenden Seiten des Quitdrats: die Electroden des Hauptstroms
in z x e i gegenuberliegenden Ecken. Yon den einzelnen
Strnmfiiden, in welche die Platte u n t w diesen Um-
standen zerfiillt, untersuchte T t i o m s o n die beiden am Rande
sich hinziehenden, von denen jeder aiis zwei aufeinander
folgenden Knnten hesteht, A B C und A DC (Taf.I1 Fig. 4).
Das Ergebniss des Versuchs war, d a s die Magnetisirung
die Niveaulinie D B in die Lage D E verschob, dass also
der Widerstand langs A B kleiner als liings A D und l h g s
DC kleiner als langs B C war. B e e t z und andere liaben
darauf hingewiesen, dass schon der mechanische Z u g , der
niit der Magnetisirung verkniipft ist, fiir sich allein dieses
Ergebniss gefordert hatte. I c h glaube micli dieser Erklarung anschliessen z u mussen. Ich will jednch zeigen, dnss
meine Theorie mit der Thomson'schen Beobachtung nicht
im Witlerspruche steht, ciass sie dieselbe unter Umstanden
fordert iind endlich, dass diese TTmstande bei dem entsprechenden Versuchc von B e e t z I), welcher ein negatives
Resultat Iiatte, nicht vorlinnden u'zLren.
Langs der Linie A B wird, bei dem Thomson'sclien
Versuche, die riclitende K r a f t rles Electromagneten. je
nach ihrer StBrke im Vergleich zii deijenigen des Stromfadens die Circularmngnetisirung melir oder wenig zerstoren und in eine Quermagnetisirung iiherfiihren, hei
welcher alle molecularen Xordpole n x h derselbeu Seite
des Raumes zeigen. Dahei wird der Widerstand in gewissen Linien des Stromfiidens, niiinlich in denjenigen, IVO
heide magnetisirende Kraftc diesellx l<iclitung haben ocler
einen Winkel von 180° niiteinander Isildex1, nicht erheblich
sicli iinclern, in den iibrigen aber in1 allgemeinen abnelimen. D e r Gesammtwiderstand wird also entweder abnehmen oder, falls der Electromngnet stark i s t ? etmas, aher
nicht erheblich, zunehmen. Geritde in d e m letzteren Falle
muss aber der Widerstand cles Stromt'ndens BC selir bedeutend zunehmen; denn liier verniclitet der Electromagnet
die Circularmagnetisirung und erzeugt eine starlie Liingsmagnetisirung. W i e der Gesammtwiderstand von A B C
sich iindert , clariiber folgt liieraiis freilich nichts; aher
~~~
1) 1. c .
1'. 206.
F. Auerbnch.
329
el)enso wenig folgt hieruher etwas aus dem Thomson'schen
S r t s u c h e ; es folgt nur, dass eine etwaige Abnahme des W i derstandes gnnz oder grijsstentheils, eine etwaige Zunshme
tlagegen zum kleinsten Theile auf das Stuck A B entfa.llen
niuss, und dies lehrt die obige Betrachtung in der That.
Dnss ich hei derselben auf die Wirkung der benachbarten
StromfRden keine Rucksicht nahm, ist ohne Einfluss;
deDn die Folge dieser Wirkung 1st fur A B gerade wie fur
1tC die, dass die Blolecultirmagnete der gegen die Ebene
(lev P l a t t e senkrechten Stellung ein wenig genahert werden.
Bei dem Versuche von B e e t. z befand sich die zu magnet.i.;irende Eisendrahtspirale innerhalb der mxgnetisirenrlrn Kupferspirale. so dass die Windungen einander parallel
waren. E s wurden mithin die Molecule mehr oder weniger
so gestellt, dass (die Windungen horizontal und der Strom
ini Kupt'er im Sinne der Uhrzeigerbewegung fliessend gedncht) :die Nordpole nach unten zeigten. D e r Hauptstrom
dagegen rief eine circiit:iw 3l:ipetisirung hervor; in d v n
tler voideren Hiilfte tler Eisenspirale angehorigen Drnlitstiicken w i i d r n also, w e n n aucli der Hiiuptstroin im Sinne
d e y Uhrzeigerbewegung floss, dir Sordpole in den vorde1.t.n der Halbcylindert in welclie nian jedes Drahtstuck zerIcgen kann, mehr uder weniger nach ohen, in den hintereren (inneren) nach unten gerichtet; umgekehrt murden
in den Drahtstiicken der Iiint.eren Halbspirale die S o r d pole in den hinteren (ausseren) Halbcylindern n:di ohen,
i l l den vorderen niwh untcn gericlitet.. 1st also die mngnetisirende K r d t des Hauptstroinsi nicht sehr klein gegen
(lie andere, so bietet die Halfte der Stromf'adcn einen
sriisseren Widerstand, als y u r der Quermagnetisirung, die
andere HHlfte eincn kleineren. Der Gesammtwiderstand
i,leil)t also nahezu iingeiindert. Das negative Resultat des
T7r~vsiic11Psyon B e e t z d a i f also nicht verwundern.
3. S. Es ist nocli (lie F i q e zu besntworten: o h d i e
- i ; i z z i r t e T h e o r i e e i n t n E i n f l u s s ziuf d i e g a l v n n i i.11 e n (2r u n d g e s e t z e . * o wi e a u f rl i e g a l Y a n i s c h e n
C o n s t a n t e n d e s E i s e n s h e d i n g e , und im Bejahungsfalle, wie sich dieser Einfluss geltend mache.
Dass ein solcher Einflnss vorhanclen sein musse, zeigt
fulgende Ueberlegung. I n den Grundgesetzen komrnt unter
anderen wesentlichen Begriffen auch derjenige des Widerstandes vor; derselbe muss also, damit die Geltung jener
Gesetze einen Sinn habe, ein fur allemnl festgestellt sein;
fiir das Eisen ist das nach der durchgefuhrten Untersuchang eine missliche Aufgabe; cler Erwiigung, dass man,
urn Vergleichungen mit nnderen Netallen zn ermoglichen,
den Widerstand des unmagnetischcn Eisens in Betracht
zu ziehen hat: steht die andere gegeniiber, dass diesc
Grijsse der Erfiihrung unzuganglich ist'. D a nun fiir sie
ttllein die Gesetzc ron O h m : J o u l e uncl L e n z etc. gelten,
so miiss die Erfiihrung, welche sich nothgedrungen des
empirischen Begriffs des Widerstandes I)edient, Abweichungen von den Gesetzen ergeben.
S a c h dem Ohm'schen Gesetze ist cter Wiclerstancl von
der electromotorischen Krnft unabhiingig.l) Das gilt uxturlich nuch von dem i d e a l e n Widerstande eines Eisendrahtes. D e r f a c t i s c h e W i d e r s t a n d d e s s e l b e n n i u s s
sich dagegen a n d e r n , wenn die electromotorische
K r a f t u n d m i t ilir d i e S t r o m s t B r k e geyindert wird.
Denn mit, letzterer nimmt his zur Siittigungsgrenze die
C'ircularrnagnetisir~in~zu iinll mit dieser der Widerstand.
I
benutzte
U m diese Forderung experimentell ~ I priifen,
ich eine Vorric1it.ung, welche es gestattet, die elect.romotorische Rrat't momentan zu iinclern. E.; w;tr dies ein
nach Angitbe des Hrn. Prof. & l e ye r construirter StGpselumschalter. Auf einer Plittte von Hartgummi siocl die i n
Taf. I11 Fig. 5 schraffirten Messingstiicke nngebracht ; durch
Einsetzen von AIetallstopseln in die conischen Xusschnitte
lassen sich dieselben untereinttndrr. (lurch die schemitisch
'
I ) S a c h dem jiinpst e r ~ t a t t e t e n Herichtc der British Association
stimmt dies Gesetz fur Kupfer. soweit die Genauigkeit der Ihobachtime reicht, oollstiindig. (Beihl. 11. 1). 267. 1S7b.)
angecleuteten Klemmschrauben mit den iibrigen Theilen
cler Schliessung in Verbindung bringen. Verbindet man
z. B. ein galvanisches Element (immer den positiven P o l
zuerst genannt) mit E und B . ein zweites init il und Ht
r i n drittes mit G untl F, u n d stecken \on den Stopseln
n u r die bei a. d, e. h. wahrend die Klemmen C und D zur
.Fortfiihrung des Stromes clienen, so sind die 3 Elemente
liintereinander eingeschaltet. Entfernt mitn jetzt die Stopsel
Lei IL iind h und setzt solclle hei b. c, f. y ein, so sind die
3 Elernente neheneinander eingeschaltet.')
Fiir meinen Zweck schaltete ich den Umsclialter hei A
und C in die eine Diagonale des Wheatstone'schen Vierecks
p i n : zwiwhen h
' und D war ein Daniell'sclies Element in
( l e y Reihenf'olge liupfer -- Zink eingeschaltet, zwischen F
i i n d IZ zwei. zwischen C; und E clrei solche i n derselben
'Richtuna und hintereinander. Der Stopsel bei I) steckte
n i e ; cliejenigen bei (I und h immer; steckte nun ausserdem
nur noch:
I/. (1
y 11. il
rl
e 11. t l
y U . f' 1 ' ; c . .f'
.-,I
wuen:
1
2
4
.-1
6
F; 1e me n t e e i n ge scliiil t e t .
Dns doppelte Element und tlas dreifitche kijnnen also
tlinfach ausgesclilossen werden ; das einfache knnn freilich nnr
Ilurch die Sehenschliessung bei c geschwCicllt werden ; icli
imd jedoch , dass PS faactisch dadurch ebenfnlls nusgec h 1o 3 sen iv ird.
Der Widerstant1 i n den Elementen k:tm gegen den
'+\-ic!erqtand cler iihrigcn Schliessung kaum in Betracht ;
f',
!
fa!
J
.
.
1) Bei dirser (:;elegenlicit s c s i
mir gestattet, den beschriebenen
uiid einen auderen, ebenfalls von H m . M e y e r angegebenen, durcli
<lie Zeichnung Tnf.111 Fig. ti sich wlbst erliiuternden Umschalter Kir
Viirlesungszwecke zu empfehlen. Eine Combination r i n e s Esemplars
'1r.r e r s t e n A r t und z w e i e r der z w e i t e n Art macbt es dem Vor::npenden mijglich, ausachliesslich durch Versetzung von dtopseln yon
,.ioem beliebigen galvanischen Vertluche zu fast jedem beliebigen antleren iiberaugehen. Voii Hrn. Mechanikus P i n z p e r hierselbst sind
, i i P ae I be 11 in vor t re Flich e r A 11 sfii h r on p z u be zi e h en.
t b s
I< Aiierbnch.
332
die Stromstarke anderte sich also nnhezu wie die electromotorische Kraft. Anfangs beabsichtigte ich, diese Versuche mit den schcm zu den iibrigen Versuchen henutzten
Drahten anzustellen; dieselben zeigten jedoch ein so a b n o r m e s Verhalten, dass icli neue, galvanisch uncl magnetisch noch nicht bearbeitete an ihre Stelle setzeu musste.
I c h will nur einige Beispiele fiir diese Abnormitiit'en
anfuhren. Durch einen dunnen, gegliihten Eisendraht (die
mit ihm mgestellten ;1Iagnetisirungsversuche sind nicht
unter den vben nusgewahlten) wurde der Strom von 2 0
ohne Pausen, j e eine Minute lang, in der einen und in
der ancleren R.ic1itung hinclurchgeschickt.. Es ergnben sicli
folgencle Widerstiinde ci und h :
14,5'i
14,02
b 13,74
13,52
(i
14,4!2
14,03
13,37
13,44
14,20
14,OO
l4,lO
13,S9
14,211
13,r)S
13.71
1:3?44
14,14
l3,9G
13JS
13,Sl
14,11 14,06 14,06 14,03
13!% 13,94 13.04
13,GO 13!43 13,Sl 13,30
13,51 l:3,79 13,39
Wiihrend d s o a . abgesehen von einer, init a1lm:tlili clie r E r n ie cl rig u n g de r U mg eh ung s t e nip era t u r z 11snm ni e nh h g e n d e n nllm~thlichen Al)nahnie um 4 Proc. C'onstnnz
zeigt, Ililden die Wertlie h eine ziemlich regelmiissige Zickzacklinie, deren Maxima im Mittel urn 3 Proc. der ganzen
Ordinaten abweiclien. Ferner f m t l sicli am nLtchsten Tnge
(bei nnclerer Befestigiing rles Drnlitcs) der .Witlerstancl hei
Anwendung von :
i n i Mittel:
'Cnfl
- '('11
Wn
= i, = o,04s.
E i n e so ko 1 ss:t ic Wider s t and ri:in de r ti n g ( f:is t 5 Pro c.)
hatte den 8eob;tclitern niclit entgehen kijnnen; iiberelies
ist sie an sicli unwalirsclieinlicli; iiberschreitet sie doch
sogar die G re n ze n dc r W i cle rs t an d sBn d er unge n el ii r ch
Nagnetisirungen, mie ich sie oben (0.G ) nngegeben habe.
F. Auerbach.
333
Eine dritte Versuchsreihe endlich zeigte, dass bei
clauerndeni Stromdurchgange der Widerstand enorm abnahm; es war namlich:
wieder
an fang^ nach 1 Min. nach :
N=
16,34 16,23
l(i.01
5
15,X 15,S3
5Minuten.
1S,S2 (constant).
Sodann wurcle del Strom kurze Zeit geoflnet und
wieder geschlossen : ein ahermaliges Abnehmen von w war
die Folge; bei w = 15.70 scliien wiederum Constanz eingrtreten zu sein? und s o ging es fort. Alle diese Erscheiiiungen charnkterisiren sich oline weiteres als Folgen der
gestort.en hIolecularverhaltnisse des Drahtes.
Auch h i neuen Driihten ist e i n e Schwierigkeit nicht
unwesentlich. Durcli jede aenderung der electromotoriwhen Kraf't wird das t h e r m i s c h e G l e i c h g e w i c h t des
Drtihtes gestort; indem die Ausstrahlung eine Zeit larig
iuit der gesteigerten Erwiirniung nicht Schritt halt. I n
tlem einen Zweige der Bruclte, welcher aasschliesslicli ails
Seusilber bestelit, I i l i t aber die Erwcirmung ejnen sehr geringen. in dem : d e n dagegen: in welchem der Eisendra.lit
sic11 befindet. einen bedeutenden Einfluss. Icli hsbe ver.ucht. iius den Zahlenangaben yon W e b e r . F u v r e und
13 o 5 s c h a diesen .Einfluss sngenahert z u bestimmen. I n
tlrn Einheiten Bo ssc'ha's ist die electromotorische Kraft
rines Daniells runcl 1 O'I: also in Volta'scher Stromeinlieit
iind Siemens'scher Widerstandseinheit rund 10. Nun operirte ich stets so: dass icli nur ein einziges Element z i i t'iigte. nie gleiclizeitig rnci1irci.e. Eine ol)ere Grenze fur
t l i + ErwKrmung werden wir also erlialten wenn wir die
Erwiirmung clurcli 2 D hereclinen: (diejenige durch 1 D
grnugt nicht . weil die Erwiirmung quadrlttisch warlist.
wr'nn die t,lect.roini)tol.ische Kraft bei constantem Widerrtnnde linear zunimmt). Wir linhen also clie electromotllrische Kraft E=20. G e r d e so gross war im Mittel
1 1 ~ 1 . Gesammtwiderstnnd tlerjenigen heiden Vierecksseiten,
c1urc.h welche der hetrschtete Strom floss. niimlich 10 in)
1-rrgleichszmeige ( w ! . rgl. 5. 3) und durchschnittlich 10 im
E: Aiierbacfi.
334
Eisendraht. Die Stromstiirke ist also gleich 1. Dnbei
werden nach F s v r e in der Minute 1,6 Warmeeinheiten
erzeugt, also i i n Eisendrnhte 0,s. Dss Gewicht des letzteren betrug mindestens 10 x 0,l x 10000 = 10000 rng oder
10 g. Diese 1Og Eisen werden etws ebenso stnrk erwiirmt!
wie 1 g Wasser durcli eine gleiche Wiirmemenge. Die
TemperiLtiirerliijhui7,rr betrsgt also O,So R. oder 1I' C. 6 Secnnden w u e n zur ~iderst2Lndsbestiinmungerforderlich. D a nun eine Tempernturerhohung um 0,l" C. den
Widei.stand 1 urn 0,0005 erhoht, so erscheint ein tliermischer Einfluss in der That nicht ausgeschlossen.
Diese Betrachtungen hnbe ich erst mgestellt, nachdcm
ich durcli z:ihlreiche Versuchsreilien oline Beriicksichtigung
dieses Umstnncles die Ahliiingigkeit (lev Widerstandes yon
J e r Stromstiirke hereits nachgemicsen zu hnben glaubte.
Icli will die Xittelwerthe nus den Ergebnissen einiger dieser
Versuchsreilien anfiihren, einmnl weil m a n a m ilinen wenigstens so vie1 scliliessea 1;ann. class aucli nacli Xbzug cler
thermischen Widerstnnds~nderungnt.n solche ubrig bleiben
und dunn, weil der Vergleicli mit spiteren, von thermischen Einfliissen freien Versuclien in der That eine Rest Itig u n g d er e 1) en d 11r cl i ge fii h r t e n Re chn u n g 1i e fer t .
1. Ungegluhter Eisendralit. I = 2120, d = 0.2s. I m
Mittel nus je 5 symrnetrisch yertheilten Versuclien:
(1D) rcl='i:'i3i0
(2Dj w,=;.;tjVU
( 3 0 ) zr,=7.7636
/
r
3
/
l
.
2
=
0,0036.
I/:., - u : ~
= 0,0030
Es ist also Z C , , + ~ - w n n:iliezu constant und:
run+, - (I.,,
= 3 = + 0,00045.
'"J,
Diese Zahl Iiegt z\v:ir unter tlem gefandenen Grenzwerthe fiir den EinHuss der Erwtiruiung ; der in dieseni
Fslle de m G re nz \v r r t he e n t s 1' re c 11en de w ah r schei n licli e
Wertli des Einflusses lwtriigt jetloch keinesfills m e h r als
die Hiilfte des ersteren. rdso niclit iiher U.OOi)".
Es ist
AISO niit grosser W~ihischeinliclikr3it constatirt , C I ~ I S S d e r
W i d e r s t n n cl m i t d e r S t r o ins t ii r 1; e z un i rn 111 t.
-
335
t? AuerBach.
ivI
=z
2 . Wiederholt.
i!7482
tc,, = 5.i526
u : ~= 7,7574, also iIll JGttel:
3 = 0,00059.
3. W i e der Versuch 2 ein grosseres S ergeben h a t t e
d s Versuch 1, so ergab eine dritte Versuchsreihe einen
noch griisseren TVerth. Es war namlich:
II.'~ = i , i 4 6 9
w2 = 7,7523
1 1 ' ~ = 7,7587
0 = 0,00076.
Dieses allmahliclie W a c h s e n von 11 liefert eine Bestlltignng der p. Y32 gemachten A n n a h m e , dass die
grossen W e r t h e 1-011d I)ei dem d o r t untersuchten D r a h t e
cine F o l g e seines rielfachen galvanischen Gebrauchs sein
inijchten.
4. Bei einein diinnen Eisendrahte fnnden sich iils
Mittel ;tiis vialen Versuchen, von denen stets nur zwei
Ilenac,hbarte zur Bildung cler WiderstnndsdifFerenzen bei i u t z t wurclen, bei Anwendung Bunsen'scher Elemente:
w.,-.
>I*,
=
O$N)37
)I>:$ -
ir2 =
0,0040
lC.3 - 11'1
-- -
2
= 0.004 1.
Mittel (J.uO42.
in1 Mittcl =6,83); also: B = 0,00061.
W B r e dies 3' allein Folge der Erwarmung: so musste
e s h e r . im Vergleich zii dem d der Versuchsreihe 1 vie1
grijsser sein.
Die Ergebnisse &Linerandern Versuchsreihe , h i wel( , h e r die thermischen Eintiiisse mindestens s e h r geting
\I-:trc?n! sind in Tnf. 111 Pi:. 7 g x p h i s c h dargestellt.
5. Der ,intheil cler Temperiitureinfliisse a n dem Wertlie
von
musste sich :in einem Kupferdrahte isolirt darsteli e n ; tlas Kiiptei. war rein. 1 = 18000, 11 = 0,41 und ic im
_\Iittel = 4.11i-L. Icli farid h i Anwenclung drrsellwii Bunhen'schrii Elemente wie iii 4:
((I:
)('.)
- /rl
= u.oooilo. nlso
ll':<-f(l,
2
--
!('I
- 0 = 0,00011.
Diesel We'ertli itiiiiiot i n i t dem wn1irscIieinliL'~en
Wt,rthe des tliermischen Eintiusses fur diesen speciellen
336
k: Auerbach.
F a l l iibereiii , soweit bei derartig rohen Rechnungen Uehereinstimmung moglich ist.
Von verschiedenen Kunstgriffen, welche ich anwsndte,
um den Einfluss der Erwgtrmung ausz uschliessen, hat sich
schliesslicli,. wenigstens bei dunnen Driiliten, der folgende
am meisten bewiihrt. D e r Widerstand des Eisendrahtes
wiirde angenzhert hestimmt. etwa his iiuf eine oder his
auf zwei Decimalstellen; beim Schliessen der Briiclte erfolgte dann immer noch ein kleiner B n s s c h l q nnch der
einen Seite: etwa nscli derjenigen, melcher ein zu kleiner
;IInasswitlerstnnd entspricht. Es wiirile clmn die letzte
s
s d ur c h E i ns chnl t u ng i 111
Zifie r (1i es es Jlnns s \v i (1e ~ 't ande
Widerstandakasten uni die Einheit erhiiht, so d r ~ s sjetzt
heim Schluss (lei Briicke ein Ausschlag nach der entgegengesetzten Seite erfolgte; seien diese beiden Atisschliige fur den Fall , (lass 7t-Eleniente benutzt werden,
gleich a , iind h,; falls diese Grossen klein sind (bei den
Yersuchen iiberschritten die zugeliorigen Winkel nie den
W e r t h yon 15 Minuten) und fdls 1ncliictionsersclieinungc.n
jeder A r t ausgeschlossen sind, wircl man einen beliebigen
heobachteten Ausschlag s, (lurch Division iriit ( I , ,
b , :LUE
einen Zusntz-, resp. Xl)ziigswiderstnntIvi(~erstan~l
reduciren kiinnen,
j e nachdem man diesen Ausschlag bei ;tusgesch,zlteter oder
eingeschalteter Einheit in cter letzten Decimalstelk des
?rlaasswiderstandes beoljaclitet. Xuf cliese Weise kann niitn
sich nocli zwei meitere Decimalstellen mit grosser Genauigkeit verschnffen; ich habe &&her die Versuclie folgentlermmssen nngestellt :
1) tu angenahert bestimmt.
2 ) sl s2 . . . . s,L-ls, s,-~ . . . . s, sl b e o b x h t e t und dam u s ein System gleichzeitiger 1Verthe yon s1 . . . . s, nbgeleitet,
3) u1 + b , . o? + 6, . . . . . u , ~ I), beobnchtet,
4) Versuch 2 uingekehrt wieclerhalt :
+
+
s,
S,,-I
. . . . . s., si 9,
. . . . . s3+1
.s,l.
Dies gibt wieder ein Systi?iii gleichzeitiger hussclilngswerthe. Aus diesen beiden encllicli wiirtle wiederiim dns
JIittel genommen; dasselhe stellt dann ein mit den Best.imniungen 3 gleichzeitiges System dar und lasst sich
dnrcli diese exact auf ein System von Zusatz- resp. Abziigsmiderstanden zuriickfiihren.
Der Strom blieb hier durchschnittlich nur eine einzige
Secunde geschlossen; ein thermischer Einfluss konnte sich
also h u m geltend machen (vergl. unten) ; dagegen mschten die Extrastrome bei dicken Drahten das Verfahren
unmijglich ; ich musste micli daher auf diinne heschranken.
ti. HLirter Eisendr;ilit f;,. 1 = 24300, tE= 0,21. I his :j
D n i e>1l's che Element e . ( V o r ve r s u c h. )
IC = 103.9 Ausschliige (nach links *) ) :
,si = 0 : O
s., = "3
.cj = 4 , i
s2 = 2.9
.sl = 1.2.
A l w sind die gleichzeitigen 'Werthe:
s 1 = 0.1;
,s., = 2,li
.s3 = 4,7.
Suri fund sich:
-+ hI = 4 . i I ! , / I . , = S.6
t l l + h:, = 12,2.
E. i-t also:
/(',
= 103,!)13
/ r . 2= 103.!)30
z/',) = 103,939,
alsl)
iiii
Jlittel
E.,- IL.1
~ - r r r ,-
=
d,, = O.OO017, also in der T h a t
vie! kleiner R ~ S;iui 1). 3.34 f.
In den folgenden Titbellen der Resultate der exacten
Versuche gibt der in der ersten Columne steliende I n d e s
die h n z a h l der Daniell'schen Elemente a n , die zweite
C'olumne gibt die Summe a + b der nach rechts und links
gerichteten Ausschlige fur eine Einheit mehr oder weniger
in tler letzten bei dem angenaherten to angegebenen Decimale: s und s' sind die vor und nach der Bestimmung ron
(i + b gefundenen Uittelwerthe der Ausschliige; zc und w'
die entsprechenden wnhren Widerstande; r bedeutet rechts,
I links.
zit
1 ) Nuch links bedeutet RtCts nach der,jenigen Seite, melcher ein
ceringer Maasswiderstand eutspricht.
.!nu. d. Phps. n. Chem N. F. V .
22
E Auerbcich.
338
7. D r a h t f,,.1 bis 6 Daniel's.
tc=103,9.
1
s
s' '
7c
7u'
n l a f b
-___
_
_~___ _ ~ _ _
0 , 5 r ' 0,5r 103,889 103,889
1
1,6
0,l
0.1
899
899
2
8,s
3
12,2
908 '
908
l,o 1 1,01
4
l5,2
2,1 2.9
915
919
6,O 6 , l
931
935
5 ' 17,6
20,0
949
9.50
9,8 10,l
6
a'? -
~
103,889
899
908
91i
93-1
950
~
'
~
lC'1
= d,, = 0,00010.
Von den DifYerenzen W , , - W , , - ~ sind die ersten constant, namlich resp. 10, 9 und 9; die beiden letzten dagegen
sind grosser, niimlich 17 und 16; diese letzteren deuten
auf thermische Einfliisse. Ueberhaupt sind diese leicht
daran kenntlich, dnss sie init ?L wachsen, wiihrend der Einfuss, urn den es sich hier handelt (wegen der nllmiihlichen
Sattigung des Drahtes) mit TL abnehruen muss.
8. Gegluhter Eisentlrnht .A,. 1 = 43200. d = (l.2U5.
?U
=
12.2.6.
~
n i a f b ;
~
S)
4
5
6
1.6
2,9
44
5.8
T,1
8,3
_.
ti*
. .
.
__
0,s 1 18?,633
?,?
665
668
3,6
5,1
669
6,T
679
8,T
699
-
1
2
3
.
'
s
0,6 I
1,9
3,1
4,0
5,6
8,2
~
~
~
I
I
'
U!
182,650
676
682
687
691
TO5
~
~
I
1
I
~___-
Dittkrenz.
Mittel.
132,644
670
tii5
673
637
702
'76
5
3
'
'
15
H i e r ist der Erwarmungseinfluss noch deutlicher voni
Einfluss der Stromstarke zu unterscheiden. Was nun den
letzteren betrifft, so ergibt derselbe:
lU4
- 70
21'1
= Jl, =
0,00019.
Davon kommt auf: d1,=0,U0014.
Bei dem harten Drahte
f,, war die Abnahme der Grijssen w2 - zc, , tc3 - tcI! etc.
eine vie1 langsamere. .Jeclenfdls gvht dort cler Einfluss
der Stromstiirke weit iiber R = 4 hinilus. Xun ist aber
schon a,, dort gleich 0,00025 , dagegen 3;? = 0,00010.
D i e A l j h i i n g i g k e i t d e s W i d e r s t a n d e s yon d e r
S t r o m s t i i r k e i s t a l s o I l o r t g r o s s e r a l s bier; d,zg e g e n i s t h i e r S,, g r i i s s e r , d. h. d i e A b h a n g i g k e i t
i s t a u f e i n k l e i n e r e s G e b i e t c o n c e n t r i r t . Denkt
man sich fiir beide F d l e Curven cunstruirt,, deren X h scissen die Stromstarken .r, deren Odinaten die Widerstande y darJtellen, 90 werden zwilr beide fiir wachsende
.r tler horizontalen, geradlinigen Gestalt sich nahern, aber
cliese geriide Linie mird fiir den Fall hnrter Drahte eine
grijssere Ordinate besitzen nnd bei einer grijsseren hhscisse beginnen. Vgl. Ta.f. 111 Fig. d.
!I.
Wietlerliolung yon 7.
,I
I/.
.~
1 '
:<
3.4
7,s
12,O
4
.5
13.9
19.9
ti
22,o
~~
2
~
-
.
.
~
I
+h
.~
...
102,4.
w=
-.
~~
.A
-
$
l"
___~~_
._
_
2 , O r ' 2,9 r 102,341
3,2
5 ,j
359
3,6
2,.5
0,2
3,3 I
i,O
6.3
370
384
:l,3
I 2
399
115
1
~
'
Mittpl.
IC'
102,315
329
342
357
3i3
I
'
'
102,328
314
356
370
3Y6
404
:I94
DiKerenz.
__
-_
I6
12
14
I6
1s
I n allen qualitativen Verhiiltnissen stimmt diese Versrictisreihe mit 7 iiberein: die Diiferenzen nehmen sehr
1;ingsam Iib, von n = 4 al) infolge thermischer EinAusse
Z I I : nur die absoluten Werthe der Differenzen sind etmas
griisser; es wird niimlich:
Jlj = 0,00016.
Um (lie fiir h:irte3 untl weiches Eisen gezeichneten
C u r v e n nuch fur Stahl festzustellen! habe ich auch Vcrsuche mit Driiihten von feclerh:trtem Stall1 angestellt.. Diese1l)en haben jecluch ini dlgemeinen nicht Resultate von
eotsprechender Zuverliissigkeit ergeben. S u r soviel Less
sit.11 :LUJ i h n e n scliliessen, thss die Ordinate der gernden
horizontnlen Linie, in welche die Widerstandscurve rnit
w;ichsentler Stromstarke ;iusl%nt't, hier noch grijsser ist als
heim Ilarten Eisen, untl dass cliese hei einer noch grosseren .lhacisse ihren h o t i n g nimmt. Tch will wenigstens
Y i 11
5olche Versuclisrrihe mittlieilen.
13
22
F. Auerbuch.
340
w
10. Stahldrnlit 4. 1 = 3500, d = 0,43. Annahernd
3,53: resp. IL' = 3,S.i (fur s und s').
=
11
i u + b !
.V
'
-
4
8
14
19
24
1
5
G
25
j
31
I
1
1
2
3
3,7 1
S,3
11,6
13,j
19,!)
25,s
;
1
i
c
1C
Nittel.
11'
5,s r
9,3
S,6
i,c;
;,ti
7,0
3,534ti
59
61
? 56
71
33
3,532s
35
3,5337
47
*53
? G?
72
~
_-
;J:)
tiS
73
--
'
DiIiereoz.
I
-
~
11
~
.)
,
10
Y
YO
I (
Es ist ~ l s o :
d,? = 0,00053.
Die Gesiinimtiiinderiiiig ist :iber s e l h t hei 11 = G nocli nicht
nbgeschlossen.
Die beiden letzten Iiier t'olgenden Tabellen bezielien
sich nuf Controlvcrsuchc mit Kupt'erdriiliten ; bei beiclen
stellte sich fiir d,2 ein selir kleiner negativer Werth hera u s ; bei griisseren 11 machte sicli dnnn der Einfluss der
Erwiirmnng geltend.
11. Reiner Kupferclraht. 1 = 1SUOO. d = 0,11. tc (nngeniihert) = 4!32, resp. 4,31.
~~
a
IL
.~
+h
.z
,
~
.
~
~
6,s
11,2
15,O
19,7
04,0
1
?
3
4
5
6
,
..1
..
O,.t I
0,ii
1.1)
2,0 P
3,6
4.7
6,l
7,o
--
27,s
I('
.Y'
. .
1,1
Mittel:
I?'
_.
~
~~~~
~
~
~~
~~~
~~
~
~
4,31Uti
05
4,3133
I;!)
U7
3s
1 ,3
I;!)
11;
l,H
%I
il
70
I!
4.3171
r; s
'
Dift'ercnz.
. ..
~~~~
~
7
0.
__
--2
'
+2
3G
3s
39
40
~
d,, = - 0,00005.
12. Plattirter Kupt'erdraht. I = 13000, r l = 0,12.
30,15.
9
-
~
n
-.
~
a
+h
P
1
1.3
2
3 !
4 I
5
6 .
?,2
?,7
3.0
3,'?
3,3
,
0,O
0,2 r
0,2
u,1 1
,
~
~
I('
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-
____.
.
.
.
.
.
.c
O,21
r
(I,'?
0.1
UJL
U,!)
1,1
2,s
.>
-,J
7
30,lS-i0U :W,l513
1491
1491
1493
1496
1503
1.510
1529
1534
1,>69
1jiti
d l Z = - 0,00005.
~
JIittcl.
_____
:3U.l507
1431
1494
1506
1532
1572
to =
~
~
' niiferenz.
-16
,
'
-t
+19
'ti
"'
F. ,iiierbuch.
34 1
I c h h n b e g e z e i g t , class, w e n n d i e S t r o m s t a r k e
1D a n s t e i g t , n u c l i d e r W i d e r s t a n d s t e i g t .
nnd bei weichen Eisendrahten konnten m i r diese
Y t e i g u n g b i s zu i h r e r G i e n z e v e r f o l g e n . W i e antlert sich nun aber der Widerstand, wenn wir die Stromstgrke, v t ~ n 1D ausgehencl, fallen lnssen? Dass dnnn auch
to fallt, ist zweifellos, es sprechen aber ferner zwei Umstiinde clafur, dass es schnell Piillt, wenigstens hei neichen
Eisendriihten. Einmsl nHnilicli sahen wir. dass die Grosse
u ' ~ +-~w,, mit zunehmendem n abnimmt, also rnit fallendern n miichst, und es ist kein Gruncl anziinehnien, dass
die Curve bei dem willkurlichen Werthe .r = 1D ihr Gesetz
1-oriindere; sodann Aber geben die ~lagnetisirungsversuche
[ins directen Xufschluss uber die totale Widerstandsanderung mit der Circularmagnetisirung, also auch mit der
Stromstiirke; die negatiren Werthe ron d wnren aber d o r t
iingleich griisser, als die positiven W e r t h e , welche sich
h e r fur d,, ergaben: tler Rest muss also auf die Griisse
o',l, kommen. I c h habe verschiedene Sletlioden vers~iclit?
diese Griissc' zu 1)cstimmen. tl. h. clen W i d e r s t n n d
ti i n e s E is e n c l r a h t t ' s 1) 6 , i u n e n tl l i c 11 I< 1 e i n e m St r o m e
m i t d e m h e i e n d l i c h ~ rS t r o m s t a r k e zu v e r g l e i (:hen. Sie scheiterten vorlhJig sammtlich. theils a n der
Empfindlichlreitsgrenze cler Galvanometer. theils an der
nicht tlurchfiihrbaren Vergleichung, selhst wenn die ab.s~,loteBestimmung von /co gelungen war. Ich benbsiclitige jecioch diese Versuche fortzusetzen.
von
Die clurchgefiihrten Betrachtungen eroffnen eineu Ein])lick in eine interessante An:ilogie mit Betrachtungen der
Dynamilr und der Thermodynainik. welche ich kurz aubsprechen will :
1) 1) er E 1a s t c i t 5 t s c o 2 f f i c i e n t ist das Ver hiil t niss
eines Druckzuwachses zur erzeugten Volumenverminderung.
Gleichzeitig rnit der letzterrn erfolgt nher eine Temperiiturerhtihung. J e nachclem die letztere durch irgendeine
K m f t . z. R. durch Strnhlung oder Leitung ausgeglichen
342
F. Auerbucli.
wird oder niclit, erhalt man fiir clen ElasticitLtscoPfficienten einen kleineren oder einen griisseren TVerth.
2) Die s p e c i f i s c h e W a r m e ist das Verlialtniss eirier
Warmemenge zur erzeugten Temperaturerhohung. Gleichzeitig mit. der letzteren erfolgt aber eine Ausdehnung.
J e nnclidem diese durcli einen iusseren Drnck ausgeglichen
wird oder nicht, e r h d t iiinn fur die specifisclie W a r m e
einen kleineren oder einen grosseren Werth.
3) D e r W i d e r s t a n d e i n e s E l e c t r i c i t i t s l e i t e r s
ist das V e r h a l t n i s s e i n e r electruxnotorischen
K r n f t zum erzeugteii Strom. B b e r , falls der Leit e r magnetiscli p o l a r i s i r h a r ist, e r f o l g t gleicliz e i t i g e i n e C i r c u l a r m a g n e t i si r u n g. J e n a c h d e m
ni:in d i e s e l b e d u r c h i r g e n d e i n e B u s s e r e K r a f t ,
z. B. d u r c h L i i n g s n i a g r n e t i s i r u n b r , a u s g l e i c h t o d e r
n i c h t , e r h i i l t n i a n fiir d e n N ’ i c l e r s t a n d e i n e n k l e i n e r e n o d e r e i n e n g r o s s e r e n M’erth.
\Vie cler zweite Satz den1 ersten reciprok ist, so liisst
sich den1 dritten ein vierter gegenuberstellen; docli gehort
derselbe nicht hierher.
-
_-
.-
S u c h das G e s e t z v o n J o u l e , betreffend die Erwiirinung des Scliliessungskreiges! kann fiir das Eisen niclit
streng giiltig sein, oder, exacter ausgedriickt, wenn man in
die Joule’sche Formel:
N.’= const. i 2 ic
fiir die entwickelte Wiirnie N’ und fur den Widerstand ZLW e r t h e einsetzt, welclie die Beobachtung direct geliefert
hat, so muss man fur die Constlinte einen je nach dem
Werthe von i verschiedenen, irn Vergleich mit anderen
BZetullen aber stets zu grossen b r e r t h erhalten. L e n z
hat die zu gleiclien W~irmeent\\.ickelungenbei verschiedenen StromstArken ! Widerstiinden und Metallen erforderlichen Zeiten beobachtet; in cler Thnt fand er fiir das
Product t i
nahezu constante Zahlen. Gnnz constilnt
diirfen aber diese Zahlen nicht sein. Die theoretisclie 91)leitung des Gesetzes setzt nlrnlich die idsolute Constanz
F. Auerbach.
343
der Grosse IC wiihrend des betrachteten Vorgangs voraus;
thatsiichlich findet dieselbe nie statt, weil der Widerstand
von der Temperatur abhangig ist. Constant bleibt nur
die electromotorische K r a f t E. D a nun jene Constante
yon L e n z in der F o r m :
1<2
geschrieben werden kann, so folgt, dass jede Zunahme von
IK durch den Vorgmg des Stromdurchganges selbst jene
(.'onstante verkleinern muss. I n der T h a t hat dies R o h i n s o n l ) hestiitigt: indem er zeigte, dass t mit wachsenilem i abnimmt. Beirn Eisen findet nun aber eine Zun:thme \-on w , abgesehen yon der Erwarmung, noch besonders durch die Xagnetisirung statt. Bei gleichen Werthen
yon i muss daher die Constante beim Eisen kleiner aush l l e n , und w a r , cla der wahre, in Betracht zu ziehende
Werth nicht :
ist. und
&L
nach den Versuchen des
3. 1
--"
his zu 1'03
11'0
Cinsteigt. kleiner his zu 3 Proc.
Ich habe im Eingange
(ley Abhandlung die Durchschnittszahlen angegeben (p. 29 l),
welche sich aus den Lenz'schen Versuchen ergeben. Die
Ditrerenzen derselben m6gen am wahrscheinlichsten den
Beobachtungsfehlern und der Ungenauigkeit der Methode
zuzuschreiben sein. Versucht man jedoch die oben angestellten Betrachtungen mit der Lenz'schen Zahl fur das
Eisen in Einklang zu bringen, so gelingt dies vollstandig.
Denn in der That ist die Zahl fur das Eisen die kleinste
und zmar ist sie urn etwa 3 Proc. kleiner als der Mittelwrrth aus den drei andern Zahlen.
Die fruhere Ansicht. dass der Temperaturcoi-ifficient u
dr- Widerstandes metallischer Leiter fur alle reinen Metalle
rlrrselhe sein mochte, hat die Erfahrung nicht bestatigt.
Die Ahweichungen yon dem mittleren Werthe 0,0037 sind
.~
1 i Tratw. Iristi. A d . Val. 2 2 . ( 1 ) p. :3.
344
J: Auerhwch.
mitunter sehr betrachtliche. Auch niiissen verschiedene
Grossen einen Einfluss auf den Werth von u haben, z. B.
die specifische Warme: und ebenso auch der specifische
Magnetismus. Ds nach G. W i e d e m a n n l ) die Magnetisirhsrkeit mit der Temperatur zunimmt,-und da, wie gezeigt
wurcle, der Widerstand mit der 3lagnetisirung durch den
Strom zunimmt, s o m u s s d e r Wiclerst:ind d e s E i s e n s
m i t d e r T e m p e r a t u r s c h n e l l e r z u n e h m e n als i)ci
a n d e r n M e t a l l e n . D e r Werth von cx ist nach meinen
Angaben im Nittel etwa:
c4 = 0,0045.
Dieser W e r t h ist in der T h a t grosser als der Xittelwerth fiir die iibrigen Metalle, tiir welche (mit menigen
Ausnahmen) cc zwischen 0,0036 und 0,0035 lipgt. I n der
Vermuthung, dass ein Theil diesel Differenz durcli den
starken I\Iagnet,ismus dcs Eiscns ZII erliliiren sei, wird
man bestiirkt, wenn man benclitet! dass (mit Ausnahme
des Platins) deui Wismuth, dem stiirlisten diaitiagnetisclieI1
Metalle, der kleinste Werth v o n tc znliomiilt, niimlich:
CL = 0.0035
I c h habe hier niir einige Punkte hernusgegriffen,
welche eine Bexiehung zu der behnndelten Frage a m uninittelbarsten hervortreten lnssen. Der rnit den lxtreffenden Theorien vertraute Leser wird auch auf' nndern Gebieten, z.B. bei den schiinen Untersuchungen von . ;( W i e d e m a n n iiber den Zusamiuenhnng zivischen galvanisclien
Strijmen, Torsion und Xagnetismus, vielfach Punkte finden,
welche einen Zusammenhang rnit den obigen huseinandersetzungen erkennen lassen.
Bei der Xusfuhrung meiner Versuche im Laborntoriuiu
hiesiger Universitiit wurde ich durch die entgegenkommende
C'nterstutzung des Hrn. Prof. J I e y e r sellr gefordert., wofur ich ihm a u c h an dieser Stelle meinen Dank ausspreche.
B r e s l n u , 25. ,Juni 18;s.
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