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Die electromotorische Gegenkraft des Lichtbogens.

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111. DCe electromotorische Gegenkraft des
L4chtbogms; vom Fr. 8temger.
Die electrischen Vorgange im Lichtbogen sind haufig aus
wissenschaftlichem sowohl , als auch technischem Interesse
studirt worden. Die hohe Spannung zwischen beiden Electroden, die geringe Veranderlichkeit dieser Spannung mit der
Bogenlange haben eine Reihe von Forschern dazu gefiihrt,
eine electromotorische Gegenkraft im Lichtbogen anzunehmen.
Den Nachweis dieser Gegenkraft bez. den Beweis ihrer Nichtexistenz hat man auf directem und indirectem Wege zu
fihren gesucht.
Die indirecten Methoden (v, L a n g I), Arons ”) sind nicht
einwurfsfrei, weil sie das Ohm’sche Gesetz benutzen. Es ist
indess en unzulassig, fur die Gasstrecke des Lichtbogens einen
von der Stromstarke unabhangigen Widerstand vorauszusetzen.
Von den directen Methoden ist die alteste diejenige von
E d l u n d 3). Es wurde der Hauptstrom unterbrocheii und eine
kurze Zeit, etwa lls0 Secunde spater, eine aus positiver Kohle,
Lichtbogen, negativer Kohle, Galvanometer bestehende Nebenschliessung hergestellt. E dlund erhielt dann am Galvanometer einen Ausschlag und schrieb ihn unbedenklich der von
ihm aus zweifelhaften Speculationen erschlossenen electromotorischen Gegenkraft zu. Nach einer ahnlichen Methode
hat spater L u g g i n 4, ausfuhrliche und sorgfaltige Versuche
gemacht, erhielt aber ein negatives Resultat, obgleich bei ihm
die Zeit zwischen der Unterbrechung des Hauptstromes und
der Herstellung der Nebenschliessung kiirzer war als bei
E d l u n d . Nach meinen eigenen , weiter unten geschilderten
Versuchen muss ich behaupten, dass das positive Ergebniss
1) v. Lang, Wied. Ann. 26. p. 145. 1885; 31. p. 384. 1887.
2) Arons, Wied. Ann. 30. p. 95. 1887.
3) Edlund, Pogg. Ann. 131. p. 586. 1867; 133. p. 359. 1868;
134. p. 250. 337. 1868.
4) Luggin, Wien. Ber. 98. p. 1192. 1889.
Ann. 13. Phys. u. Chem. N. F.
XLV.
3
Pr. Stenger.
34
E d l u n d ’ s auf Fehlern beruht. Welcher Art diese Fehler
waren, weiss ich nicht.
Gegen die Versuche von L u g g i n lasst sich nur ein Einwand machen. Nehmen wir an, dass der Polarisationszustand
des Lichtbogens nach dem Erloschen desselben sehr rasch
verschwindet, in einer Zeit, welche geringer ist; als das InterVal1 zwischen dem Oefken des normalen Stromes und der
Herstellung des Nebenschlusses , dann beweist das negative
Resultat L u g g i n ’ s nichts.
L e c h e r l) hat daher Versuche nach einer anderen Methode angestellt. Ich will dieselbe hier reproduciren , weil
meine eigenen Versuche nur eine Modification der Lecher’schen sind. In der Fig. 1
bedeutet D eine Dynamomaschine. Von der -Burste 6,
+
aus geht der positive Strom
uber a zur positiven Kohle,
- durch den Bogen hindurch
zur negativen Kohle, z u m
Galvanometer G und uber
den Punkt 6 zur negativen
Fig. 1.
Biirste 6,. Am Galvanometer war eine einseitige Hemmung angebracht, so dass der directe Strom eine Ablenkung nicht hervorbringen konnte , wahrend der Drehung
des Magnets im entgegengesetzten Sinne ein Hinderniss
nicht im Wege stand. Das Galvanometer musste den
vollen Strom aufnehmen kijnnen , besass also jedenfalls
wenige Windungen dicken Drahts.
Werden die Punkte a
und 6 unmittelbar metallisch verbunden, so war die Maschine kurz geschlossen, die Klemmspannung an den Kohlen
sank sofort und der Bogen erlosch. Ware nun eine electromotorische Gegenkraft im Lichtbogen thatig, so musste das
Galvanometer einen Ausschlag zeigen. Das Ergebniss war
jedoch negativ und daraus folgert L e c h e r , dass eine Gegenh a f t nicht existirt. Die Methode L e c h e r ’ s involvirt in einem
Punkte allerdings einen wesentlichen Fortschritt gegen die
1-
d
1) Lecher, Wied. Ann.
33. p. 609. 1888.
35
Lichtbogen.
Methode von E d l u n d und Luggin. Die Zeit zwischen dem
Verloschen des Bogens und der Herstellung der Nebenschliessung ist hier verschwindend, weil erst nach der Herstellung der Nebenschliessung der Lichtbogen zum Verloschen
kommt. Aber man kann andererseits der Methode L e c h e r ’ s
den Vorwurf machen, dass sie unempfindlich sei. Die Methode
erheischt ein Galvanometer yon geringem Widerstande, wahrend moglicherweise der Widerstand des erloschenden Bogens
sehr gross ist. L e c h e r hat selbst diesen Mange1 gefiihlt, aber
er hat keinen Weg gezeigt, wie man deniselben abhelfen kann.
Meine Methode
A
T
ist im Grunde vollkommen die Lecher’sche. Aher durch
eine kleine Erganzung wird der Nachweis gefiihrt, dass
die Empfindlichkeit
der Methode in .der
That vollstandig ausreichend ist. Fig. 2
stellt das ergiinzte
Fig. 2.
Schema dar. Darin
bedeutet D eine Schuckert’sche Flachringniaschine mit
Nebenschlusswickelung. A ist ein Kohlrausch’sches Federgalvanometer zur Messung cies norinalen Stroms , T eine
mit einseitiger Hemmung ausgeriistete Tangentenbussole, R
ein Ballastwiderstand. B ist eine Kette von fiinf hinter einander geschalteten Akkumulatoren ; der negative Pol der
Kette ist mit der positiven Kohle verbunden. Von den
Punkten a und b fiihren kurze Driihte z u den beiden Theilen
eines zunachst geoffneten Stromschliissels.
Wahrend die Lampe normal brennt, werderi gleichzeitig
die Bkkumulatoren geladen. Die Tangentenbussole schlagt
nicht aus in Folge der einseitig wirkenden Hemmung. Wird
jetzt zwischen den Punkten a und 6 der Kurzschluss hergestellt, so geht der von der Dynamomaschine erzeugte Strom
durch den Kurzschluss, die Schenkelwickelung erhalt nur noch
einen minimalen Strom, die Feldmagnete verlieren ihren Mag3*
Fr. Stenger.
36
netismus fast vollstandig , die Maschine wird stromlos. I n
Folge dessen sinkt unmittelbar nach der Herstellung des
Kurzschlusses die Klemmenspannung an den Kohlen schnell,
der Bogen verlischt. I n demselben Augenblick schlagt die
Galvanometernadel kraftig aus, oft um rnehr als 90°. Daraus
folgt, dass die Gasstrecke eine freilich sehr kurze Zeit nach
der Unterbrechung des Hauptstroms so gut leitet, dass selbst
ein so unempfindliches Galvanometer reagirt. Dieser Versuch
lasst aber unentschieden, ob dieser Galvanometerausschlag von
der fraglichen electromotorischen Gegenkraft herriihrt oder
vom Entladungsstrom der Akkuniulatoren.
Wird nunmehr aber die Akkumulatorenbatterie entfernt,
im Uebrigen aber alles ungeandert gelassen, so zeigt das
Galvanometer nach der Herstellung des Kurzschlusses nur
Diese geringe Abnoch eine Ablenkung von etwa 0,5-1°.
lenkung riihrt , wie sich leicht zeigen lasst , nur daron her,
dass die Hemmung ein wenig federt.
Im Folgenden gebe ich einige der beobachteten Zahlen
wieder. Es wurde der Versuch jedes Ma1 erst d a m begonnen,
weiin der Bogen ruhig brannte. An der Bussole wurde der
erste Ausschlag abgelesen; Strom J und Spannung E wurden
unmittelbar vor der Unterbrechung des Hauptstroms bestimmt,
die Bogenlange L wurde geschiitzt. Es versteht sich voii
selbst, dass stets controlirt wurde, dass eine directe Beriihrung
der Kohlen ausgeschlossen war.
A. Mit f u n f h i n t e r einander g e s c h a l t e t e n Akkumulatoren.
J (AmpBre)
L (mm)
Ausschlag
E (Volt)
17
16
14,5
15
15
15
15
16
40
40
40
40
43
41
38
35
3
2
1
1
3
1
095
075
550
550
200
390
110
540
1120
127O.
Fur kurze Bogen und starken Strom waren die Ausschlage am grossten, was auch von vornherein zu erwarten
ist. Ebenso waren die Ausschlage grosser, wenn die Kohlen
normale Gliihtemperatur hatten, als wenn man sofort beobachtete, sobald der Bogen nach der Entziindung ruhig brannte.
Lichtbogen.
37
B. O h n e Akkumulatoren.
Der Ausschlag betrug stets 0,5-1° fur jede Stromstarke
und jede Bogenlange.
R e s u l t a t : Wahrend in demselben Moment, wo der Lichtbogen verlischt, wenige Altkumulntoren einen kraftigen Strom
durch die Gnsstrecke schicken, ist ohne Alrkumulatoren absolut nichts nachweisbar. Mir scheint damit eiidgiiltig nachgewiesen zu sein, dass eine electromotorische Gegenkraft im
Lichtbogen nicht vorhanden ist.
D r e s d e n , Electrotech. Labor. der techn. Hochschule.
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