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Die Messung der Permeabilitt des Eisens bei sehr kleinen Feldstrken (ДAnfangspermeabilittФ).

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235
3. D i e X e s s u n g
der Pernceabilitdt des Eisens bei sehr kZ&m
XeldstUdcen (,,AnfanysperrneabiZitUt 66);
v o n E. G u m I i c h unnd W. R o y ~ w s k i . ~ )
(Mitteiluug aus der Physikalisch-TechnischenReichsanstalt.)
Die Magnetisierung durch sehr kleine Krafte begegnet in
neuerer Zeit nicht nur wissenschaftlichem, sondern auch praktischem Interesse: Stromwandler, Pupinspulen, Panzergalvanometer, Kompensationskiirper fur Schiffskompasse usw. erfordern
Material mit moglichst hoher Anfangspermeabilitat. Das hieriiber bekannte Zahlenmaterial ist wenig umfangreich und nach
den von uns gemachten Erfahrungen zum Teil wohl auch nicht
einwandfrei, denn es haben sich im Verlauf der in der Reichsanstalt ausgefiihrteii Versuche Schwierigkeiten herausgestellt,
die bisher wohl kaum gebuhrend gewurdigt worden sind. Es
durfte daher vielleicht von Interesse sein, auch unsere ersten
erfolglosen Versuche kurz zu iiberblicken.
Die magnetischen Priifungen werden in der Reichsanstalt
im allgemeinen an zylindrischen Staben von 33cm Lange und
0,6 cm Durchmesser im Hopkinsonschen SchluBjoch nach dem
ballistischen Verfahren ausgefiihrt , und zwar meist zwischen
j 0,5 und $j= 150 bis 300; es lag daher
den Feldstarken ,$=
nahe, diese Methode auch auf sehr niedrige Feldstarken von
etwa ,$=
j 0,Ol auszudehnen. Zu diesem Zwecke wurde, um
nicht mit der Messung sehr kleiner Strome Schwierigkeiten zu
haben, eine Magnetisierungsspule von nur wenigen Windungen
pro Zentimeter verwendet , wahrend fiir die Sekundarspule
mehrere Tausend Windungen notig waren, urn das bei den
1) An den Messungen und an der Herstellung des Entmagnetisierungaapparates hat sich der technische Sekreth, Hr. E. S c h 5 n , beteiligt.
16*
236
3.Gumlich u. W. Rogowski.
sonstigen Messungen benutzte, recht empfindliche ballistische
d’Arsonvalgalvanometer auch fur die Messung sehr kleiner
Induktionen verwenden zu konnen.
Die Entmagnetisierung von Joch und Stab wurde entweder mit Wechselstrom oder auch mit kommutiertem Gleichstrom von stetig abnehmender S a r k e in bekannter Weise ausgefiihrt, und zwar wurde stets erst der Stab im Joch und
damit das Joch selbst, sodann der Stab nochmals allein in
offener Spule entmagnetisiert. Es zeigte sich namlich, da0 die
Entmagnetisierung im Joch niemals vollstandig gelang. Dies
lief3 allerdings vermuten, daB d a m auch das Joch nur unvollkommen entmagnetisiert war und nach Wiedereinbringen des
Stabes dessen magnetischen Zustand beeintlussen konnte. Indessen erschien es auf alle Falle erwunscht , wenigstens die
Entmagnetisierung des Stabes so weit als moglich zu treiben;
ein Kriterium hierfur war der Ausschlag des ballistischen
Galvanometers, den man beim Herausziehen des entmagnetisierten Stabes aus einer Spule mit vielen Windungen erhielt,
wobei natiirlich der Stab senkrecht zum magnetischen Meridian
gehalten wurde. Es zeigte sich nun, da0 eine wirklich gute
Entmagnetisierung nur in den seltensten Fdlen gelang und
vielfach ein Werk des Zuhlls zu sein schien. AuSerdem waren
die Galvanometerausschlage , die man erhielt , wenn man den
Stab in zwei entgegengesetzten Richtungen aus der Spule zog,
meist nicht, wie man hatte erwarten sollen, gleich gr06, aber
entgegengesetzt gerichtet, sondern ungleich groB und bisweilen
sogar gleich gerichtet, so da6 in diesem Falle die gewtihnliche Ansicht, nach welcher ein magnetisierter Stab an beiden
Enden Pole von gleicher GrtiBe aber entgegengesetztem Vorzeichen besitzt , vollstandig versagte. Die tatsachliche Verteilung des Restes von Magnetismus, der allerdings der GroBenordnung nach nur ungefahr 1 bis 5 Induktionslinien pro
Quadratzentimeter betrug, war eben zumeist ganz unregelmaSig, was zum Teil auf harte Stellen in Verbindung mit
anderen Einfliissen zurfickzufuhren sein diirfte, von denen
spater noch die Rede sein wird.
Zunachst begnugte man sich damit, den Stab so oft zu
entmagnetisieren, bis er beim Herausziehen aua der Probespule
einen hinreichend kleinen Galvanometerausschlag gab, und be-
Messung der Anfangspermeabilitat des 2G'sen.s.
23i
stimmte dann im Joch in der gewohnlichen Weise sowohl die
,,Nullkurve" wie die ,,Kommutierungskurvei'. Die erstere erh a t man bekanntlich dadurch, dsS man den Magnetisierungsstrom, von Null anfangend, sprungweise steigert und die dabei
auftretenden Galvanometerausschlage abliest; ihre sukzessive
Summe entspricht dann der zur jeweiligen Feldstarke gehiirigen
Induktion. Die sog. Kommutiernngskurve dagegen findet man
durch Kommutieren des jeweiligen Magnetisiernngsstromes; die
Hiilfte des dabei auftretenden Galvanometerausschlages entspricht dann der zu diesem Magnetisierungsstrom (Feldstiirke)
gehiirigen Induktion. Hierbei beobachtete man nun, abgesehen
von der Tatsache, daJ3 die Werte mehrerer unabhangiger
Beobachtungsreihen nur selten befriedigend iibereinstimmten.
zwei interessante Erscheinungen: Erstens waren, wenn der
Stab oder das Blechbundel nicht nur im Joch, sondern noch
besonders in der o5enen Spule entmagnetisiert wurden, die
Ausschlage beim Kommutieren in hohem MaBe abhangig von
der Anzahl der vorhergegangenen Kommutierungen. Beispielsweise erhielt man ,bei einem Blechbundel im massiven Joch
fur eine Feldstiirke 8 = 0,3 bei der l., 2. und 20. Kommutiernng folgende Galvanometerausschlage: 283,0, 237,5, 215,3
und in einem Joch aus lamelliertem Eisen entsprechend: 221,3,
203,0, 191,5; wiihrend die Ausschlage, wenn man das BUndel
nur im Joch entmagnetisierte und nicht herausnahm, nahezu
konstant waren, niimlich 251,0, 251,0, 250,8.
Ebenso betrugen die Ausschliige bei einem Ring aus
Dynamoblech:
fiir 8 = 0,OQ: l i 1 , 6
172,3
172,15
f i r @ = 0,Q : 166,6
168,3
167,6
166,l
(der letzte Wert fiir die hundertste Kommutierung.)
Welche von den obigen Werten nun ah richtig anzusehen sind, ist dabei noch vollstilndig nnklar. Zunhhst
m d e n nun fiberall, wo man eine derartige Abhangigkeit
von der Anzahl der Kommutierungen bemerkte, die letzteren
so lange fortgesetzt, bis der Ausschlag konstant geworden
wm, und dieser Grenzwert wurde als richtig angesehen. DaS
anch dieeer noch vollstandig falsch sein konnte, zeigte sich
erst spater.
230
E. Gumlich
u.
W. Rogowski.
Die zweite interessante Erscheinung war die folgende:
Wiihrend im allgemeinen bei den mittleren und hohen Induktionen die Kommutierungskurve stets etwas haher liegt , als
die Nullkurve, tritt bei den Jochmessungen der Anfangspermeabilitat gerade das Umgekehrte ein, und zwar sind die
Differenzen zum Teil au6erordentlich hoch. Man wird geneigt
sein, die bei mittleren Induktionen beobachteten Differenzen
durch die bekannten Nachwirkungserscheinungen zu erklaren,
denn tataachlich wird bei den ballistischen Anfnahmen der
Teil der magnetischen Vorgange, welcher erst nach Beendigung
des Galvanometerausachlages ablauft , der Beobachtung entgehen, au6erdem sind auch diese Nachwirkungserscheinungen
relativ groS gerade bei kleinen Spriingen; man wird also bei
den aua zahlreichen kleinen Spriingen zusammengesetzten
Nullkurven stets etwas niedrigere Induktionen finden miissen,
als beim Kommutieren, wo nur einmal ein relativ kleiner Verlust in Frage kommt.’) Indessen bilden diese Nachwirkungserscheinungen nicht den einzigen Grund fur die erwahnte
Differene, denn diese tritt auch bei der Wage von du Bois
nnd beim Magnetometer auf, die doch beide von dieser Fehlerquelle des ballistischen Qalvanometers frei sind. Ohne jeden
Wert aber ist diese Erklarung bei der Anfangspermeabilit,
wo, wie erwahnt, die Nullkurve sogar betrachtlich oberhalb der
Kommutierungskurve liegt , wahrend aie infolge der Nachwirkungserscheinungen, welche in mehreren Fallen genau verfolgt wurden, darunter liegen sollte.
In der Tab. 1 ist eine Anzahl von den der Nullkurve und
Kommutierungskurve entnommenen W erten der Permeabilitat
bei niedrigen Feldetiirken zusammengestellt, welche sowohl mit
einem Stab aus ungegliihtem Stahlgu6 im Joch, als auch mit
einem Ring aus demselben Material gefunden wurden ; hierbei
gelten die Kommutierungswerte im Joch fur die l., 2. und
20. Kommutierung, wahrend beim Ring wieder die Anzahl der
Kommutierungen keine merkliche h d e r u n g hervorbrttchte.
1) Eh ist deshalb zu empfehlen, die Nullkurve, deren Beobachtung
und Berechnung ja relativ bequem ist, auf den h6chsten Kommutiernngswert zu reduzicren, wie dies in der Reicheanetalt steta geschieht.
Messung der Anfangspermeabilitat des Eisens.
239
T a b e l l e 1.
v 111
Stab im Joch
-
. -~
~
Ring
_
Nullkurve
8
P
__
__
_
tierung
P
-~
~
Nullkurve
P
_.____
-
0,Ol
448
424
408
452
358
362
0,03
474
450
432
485
385
382
0,06
518
486
468
530
422
410
0,lO
570
532
510
588
468
444
0,20
680
626
598
710
558
514
0,30
764
696
660
818
632
564
0,50
850
808
760
996
728
648
Aus den Zahlen ist folgendes ersichtlich : Weitaus am
hochsten liegt die im Joch aufgenommene Nullkurve, etwae
tiefer die erste der Kommutierungskurven, die ihrerseits wieder
sehr stark mit der Zahl der Kommutierungen sinkt. Aber
auch die niedrigste der letzteren ist noch betrachtlich hbher
als die mit dem Ring aufgenommene Kommutierungskurve, die
ihrerseita wieder hoher liegt, als die enteprechende Nullkurve.
240
E. Gumlich u. W. Rogowrrki.
Welche Werte als die richtigen anzusehen sind, geht hieraus
noch nicht hervor, das aber d a d man wohl aus diesem Wie
aus zahlreichen anderen Beispielen schlie6en, da6 die Jochmethode zu den Messungen der An fangspermeabilifat leider
ganz ungeeignet ist.
Es lag nun nahe, an Messungen in der freien Spule m
denken, und zwar sowohl an ballistische wie magnetometrische.
Freilich eignete sich das vorhandene kompensierte Magnetometer nach Kohl r a us c h und Holborn wegen seiner geringen
Empfindlichkeit nur wenig zu den vorliegenden Messungen, da
fur die untersten Punkte die Ausschlage nur wenige Skalenteile betrugen, doch waren bei der guten Ruhelage die Zehntelmillimeter noch ziemlich sicher. Besonders schwierig und ungenau ist aber in beiden Fdlen die Auswertung der mit
zylindrischen Stliben ausgefiihrten Beobachtungen in absoluten
Betriigen, da wegen der UngleichmaBigen Magnetisierung der
Stibe in freier Spule weder die Intensitkit der Magnetisierung
noch auch die zugehorige Feldstarke genau ermittelt werden
kann. Es gelang dies nur auf einem spater noch zu besprechenden Umwege; vorlaufig begniigte man sich mit Messungen an zwei sehr weichen Ellipsoiden von 33 cm Lange
und 0,6 cm Durchmesser, welche ergaben, da6 im allgemeinen
zwar die magnetometrisch und ballistisch aufgenommenen
Werte befriedigend iibereinstimmteo, daB aber doch bei den
verschiedenen Reihen Differenzen auftraten , welche die Beobachtungsfehler weit uberstiegen und auf eine noch nicht erkannte Fehlerquelle hinwiesen. Diese Fehlerquelle war, wie
sich erst im Laufe der Zeit herausstellte, die ungeniigende
Entmagnetisierung.
Der EinfluB derselben wurde nun eingehend mit Hilfe des
Magnetometers studiert, und zwar erfolgte die Entmagnetisierung stets in derselben Lage des Ellipsoids und mit derselben Spule, welche auch zur Magnetisierung diente, so da6
das Ellipsoid zwischen Entmagnetisierung und Beobachtung
nicht von der Stelle bewegt und etwa der Wirkung des Erdfeldes ausgesetzt zu werden brauchte, von dem schon ein geringer Teil gentigt haben wiirde, eine die Beobachtungen
fiilschende Remanenz hervorzubringen.
Tatsachlich erwies sich namlich die bisherige, wohl haupt-
@
0,008
0,016
0,024
I1
1
Maximaler
Ausschlag
Remanenter
Ausschlag
2,5 Skt.
510
0,34
870
0.iI
0,17 Skt.
Remanenz
in Proz. von B.
I :
iProz.
Wenn auch bei der geringen GroBe der Magnetometerausschliige die absolute Genauigkeit zu wiinschen ubrig l i t :
so ergeben doch die obigen Mittelwerte mehrerer gut iibereinstimmender Beobachtungen, daf3 bei dem angewandten Material
schon die geringe Feldstarke von 0,008 Gauss eine meSbare
Remanenz hervorbrachte, und zweifellos durfte dies noch nicht
die unterste Grenze sein. Gerade aber diese Art yon Remanenz,
welche von sehr niedrigen Feldstarken erzeugt wird, spielt bei
der Bestimmung der Anfangspermeabilitat eine sehr starende
Rolle, wie aus den folgenden Beobachtungen hervorgeht :
Bei einer Anzahl von Messungen erlitt die urspriingliche
Nullage des Magnetometers durch die Wirkung des Ellipsoids
eine kleine Verschiebung von stets gleicher Richtung und
GroBe : welche offenbar nicht durch remanenten Magnetismus
hervorgerufen wurde, da sie nicht den Charakter des Zufalligen
trug ; tatsiichlich ruhrte sie davon her, dal3 das Ellipsoid nicht
hinreichend genau senkrecht zum magnetischen Meridian und
zum Magnetometermagnet ausgerichtet war und so dauernd
unter dem EinfluB einer auBerordentlich kleinen Feldkomponente stand. Diese letztere erwies sich nun zwar fur die
Messung der Anfangspermeabilitat als unschadlich , wie sich
auch schon durch die Uberlegung ergibt, daB j a das kleine
Feld nur eine Magnetisierung langs der Nullkurve hervorbringt, die im Bereich so schwacher KrHfte als geradlinig an1) J. A. E w i n g , Magnetische hduktion in Eisen
9 57.
E. Gumlich
242
W. Rogowski.
u.
gesehen werden darf. Als man jedoch diese Nullpunkteverschiebung durch einen remanenten Magnetismus kompensierte,
den man dem Ellipsoid absichtlich erteilte, so also, da0 genau
der urspriingliche und scheinbar richtige Nullpnnkt wieder
hergestellt wurde, so erhielt man bei den darauf folgenden
Beobachtungen der Magnetisierung fdr die gleiche Feldstarke
ganz verschiedene Ausechlage j e nach dem S h e der Magnetisierung : Hatte dieselbe den gleichen Sinn, wie die kilnstlich bervorgebrachte Remanenz, so wurden die Ausschlage zu
klein, im entgegengesetzten Falle zu groS. Ein Beispiel daftir
enthalt Tab. 3 und zwar in Spalte 2 die normalen Ausschliige,
in Spalte 3 und 4 die durch die Remanenz gefalschten. Die
Mittel aus diesen letzteren stimmen mit den entsprechenden
Werten in Spalte 2 recht gut tiberein, wahrend die Einzelwerte urn rund 20Proz. davon abweichen. Man wiirde also
durch eine derartig kleine Remanenz, welche einem Magnetometerausschlag von nur 1 bis 2 Skt. bei sehr geringem Abstand entspricht, Fehler von f 20 Proz. und mehr verursachen
konnen.
T a b e l l e 3.
l
1
-I - 2
,/
I
@
_.
0,008
~
~
'
1
.~
'I
0,016
0,024
0,055
2.-l -4
Magnetometerausschllge
392
7,l
11,l
29,5
~
____
2,6
5,7
992
24,9
-
__
rI
I
j
3,8
8,l
12.8
31,8
An der Hand der Magnetisierungskurve wird man sich
diese Erscheinung etwa folgendermden erkliiren kannen : 1st
beim Entmagnetisieren von irgend einem Zyklus mit hoher
Feldstiirke ein Rest von remanentem Magnetismus ubrig g e
blieben, der z. B. an harte Stellen gebunden sein kann oder
dergleichen, so wird dieser Rest, der nicht einmal von den
folgenden Zyklen beseitigt werden konnte, von den schwachen,
bei der Anfangspermeabilitat in Betracht kommenden Feldstiirken erst recht nicht geandert werden und sein Vorhandensein im wesentlichen durch eine geringe, dauernde Verschiebung
Messung der Anfangspermeabilitat des Eisens.
243
des Nullpunkte anzeigen. Rtihrt dagegen diese Remanenz von
weichem Material und einem Zyklus mit ganz schwacher Feldstarke her, wie sie bei der Anfangspermeabilifat in Betracht
kommt, so mu6 sie die ersten Ausschliige beeinflussen. Es
bezeichne beispielsweise (Fig. 1) das Kurvenstlick a den normalen
Verlauf der Nullkurve ohne Remanenz, b den Verlauf bei positiver
Remanenz OB, c bei negativer Remanenz OC, dann wird, da alle drei
Kurven erfahrungsgema6 bei nicht
zu hoher FeldsGrke zusammenfallen,
b sdhwacher nnd c Barker als a ansteigen miissen, d. h. die beobachteten
ersten Ausschlage miissen kleiner
Fig. 1.
bzw. groBer sein als ohne Remanenz.
Da man nun aber nicht wissen kann, ob eine vorhandene
Remanenz von einem Zyklus mit hoher oder niedriger Feldstiirke herriihrt, so ergab sich zur befriedigenden Liisung der
Aufgabe die Notwendigkeit , eine Entmagnetisierungsmethode
zu finden, bei welcher remanenter Magnetismus iiberhaupt
nicht mehr auftritt.
Zu diesem Zwecke war es in erster Linie notwendig, die
Entmagnetisierungszyklen nicht nur bis zu hinreichend hohen,
sondern auch bis zu geniigend kleinen Feldstiirken auszudehnen.
Da man hierzu bei der gegebenen Spannung des Wechselstromes und der gegebenen Konstante der Magnetisierungsspule eines Widerstandssatzes von mehreren hunderttausend
Ohm bedurft hatte, so schaltete man zu beliebiger Anderung
der Spannung einen sog. Autotransformator ein. Dieser bestand aus einem mit etwa 200 Windungen bewickelten Ring
aus Dynamoblech, der unter Vorschaltung eines Widerstandskastens an die,Wechselstromquelle von 120 V. angelegt wurde.
J e nachdem man nun den Sekundarkreis, welcher die Magnetisierungsspule enthielt, von einer griiJ3eren oder kleineren
Anzahl von Windungen ttbzweigte, verfiigte man iiber eine
gro6ere oder kleinere Spannung und konnte somit unter Zuhilfenahme eines in den Sekundiirkreis eingeschalteten Regulierwiderstandes die Stromstarken in den gewiinschten Grenzen
moglichst stetig audern. Man verfuhr dabei so, daJ3 man zu-
+p
244
E. G'umlich
u.
W. Rogowski.
nachst eine Entmagnetisierung rnit hbherer Spannung ausfiihrte und die hierbei noch verbleibende Remanenz durch eine
Entmagnetisierung mit niedriger Spannung zu beseitigen suchte.
Tatsachlich geniigte aber auch diese Anordnung noch
nicht. Es zeigte sich namlich, wenn man wlihrend des Entmagnetisierens die Skala mit dem Fernrohr beobachtete, da6
das Magnetometer nicht immer ruhig stand, sondern gelegentlich plotzliche StiiSe nach rechts oderlinks erhielt und dabei
auch eine dauernde Ablenkung erfuhr, ein Beweis dafnr, da0
auch hier noch remanenter Magnetismus auftrat. Dies riihrte,
wie sich bald ergab, von unsicheren Kontakten bei den verwendeten Ruhstratwiderstanden her, und zwar fiihcten die verschiedensten Versuche, die Kontakte durch sauberes Abschmirgeln , Abwaschen mit Petroleum oder ganzliches Eintauchen und dergleichen nicht zum Ziel; noch weniger befriedigte
die Einfiihrung eines variabelen Fliissigkeitswiderstandes.
Die definitive Losung der Aufgabe wurde schlie6lich auf
anderem Wege nach folgendem Prinzip gefunden.
In eine vom Wechselstrom durchflossene Primarspule
wurde eine mit Dynamoblechstreifen gefUllte Sekundarspule
geschoben, die mit der zum Entmagnetisieren beniltzten
Magnetometerspule verbunden war. Durch Regulieren der
Starke des Primarstromes konnte auch im Sekundarkreis ein
hinreichend starker Strom erzeugt werden, der sich dadurch
abschwachen lie0, da0 man nach Art des d u Bois-Reymondschen Schlittenapparats die Sekundilrspule allmiihlich aus der
Primarspule herauszog und schlie6lich ganz aus deren Nahe
entfernte. Auch hier kommt es natiirlich wesentlich darauf
an, jede ruckweise Bewegung und jeden dadurch hervorgerufenen StromstoS zu vermeiden.
Auf diesem Prinzip beruht der in Fig. 2 abgebildete
Entmagnetisierungsapparat : A B ist die unter Vermittelung
eines Vorschaltwiderstandes von der Wechselstromzentrale gespeiste Primarspule von etwa 5000 Windungen, 6 cm lichter
Weite und 40 cm Lange, E F das obere Ende der genau in
die Primarspule passenden Sekundarspule mit dem Kern aus
lamelliertem Eisen, die sich mittels eines ilber die Rollen G G
fnhrenden Schnurlaufs durch die Kurbel K sehr gleichmB6ig
hochziehen und dadurch aus dem Feld der Primarspule ent-
Messung dw ..ln~angspermeabililiit r1c.s Eiseiis.
fernen 1BBt. DasGegengewicht J sorgt f i r die
Ausbalanzierung. Als
Fiihrung fur die Sekundarspule dient das Rohr
DE, durch das einem
Pendeln der Spule und
damit einem Schwanken des Stromes vorgebeugt wird. .FH ist
die Leitung zu der
eigentlichen , auf der
Figur nicht sichtbaren
Entmagnetisierungsspule. Um schlieSlich
die Wirkung der Primar- ant die Sekundiirspule auch in der groBtmiiglichen Entfernung
noch zu verringern,
kann die Primarspule
um zwei bei A angebrachte Scbarniere gekippt werden, so dab
ihre Achse senkrecht zu
der der Sekundarspule
steht.
Naturlich wurde
die Wirkung der Vorrichtung wieder vor dem
Magnetometer ausprobiert; es zeigte sich
dabei, daS infolge der
raechen Abnahme des
Feldes am Ende der
Primarspule die h d e rung der Stromstarke
im Sekundiirkreis beim
Anstritt der SekundarFig. 2.
246
246
E. Gumlich
u.
K Rogmshi.
aus der Primarspule nicht hinreichend gleichmii6ig erfolgte.
Deshalb fdhrte man noch eine Hilfsspule CB ein, welche rnit
der Spule A B in Serie geschaltet uod so gewickelt war, da0
die von ihr hervorgebrachte Feldstiirke nach oben hin moglichst
1angsam abnahm.
Der Vorgang ist nun folgender: Man stellt zuniichst bei
hochgezogener Sekundarspule mittels eines Vorschaltwiderstandea die notwendige hochste Stromstarke in der Primiirspule her. la& dann die Sekundarspule durch Anheben des
Gegengewichtes J in die Primarspule herabsinken, wobei man
mit einem eingeschalteteu Strommesser die Hohe des im
Sekundarkreises entstehenden Stromes kontrolliert, und zieht
durch langsames und gleichma6iges Drehen der Kurbel K die
Sekundarspule wieder in die Hohe, legt dann die Primarspule
um und unterbricht endlich nach Einschalten des Vorschaltwiderstandes den Primarstrom. War die Magnetisierungsprobe
vorher sehr hoch magnetisiert, so empfiehlt es sich, statt des
einen Entmagnetisierungsprozesses lieber deren zwei mit hoher
und niedriger Stromstarke auszufiihren.
Mit dieser Vorrichtung erhielt man nun, wie Beobachtungen mit dem Magnetometer zeigten , stets gleichma6ige
und hinreichend gute Entmagnetisierung, so daS sich dies
auch fur die ballistischen Messungen, wo eine Kontrolle ausgeschlossen ist, erwarten 1aBt. Immerhin empfiehlt es sich
bei den letzteren, stets zwei unabhangige Beobachtungsreihen
zu machen, deren Ubereinstimmung auch als Kriterium fur
die Gute dei. Entmagnetisierung angesehen werden darf.
Kbnnte man nun alle Versuchsobjekte in die Gestalt gestreckter Ellipsoide oder Ringe bringen, so konnte man auch
die Messung der Anfangspermeabilitat nunmehr mit der
wiinschenswerten Genauigkeit ausfuhren; dies wurde jedoch
eine au6erordentliche Erschwerung bedeuten, da bei den iibrjgen
magnetischen Messungen die Materialien meist in Stabform
verwendet werden, und das Abdrehen zum Ellipsoid ebenso
wie das Bewickeln eines Ringes eine recht zeitraubende Arbeit
ist. Es muBte deshalb versucht werden, die Messungen auch
auf zylindrische Stabe verschiedener Lange auszndehnen, wenn
auch von vornherein feststand, da0 man dabei auf die IluSerste,
Messung der Anfangspermeabilitat des Eisens.
241
mit dem Ellipsoid erreichbare Genauigkeit verzichten mu6te.
Man verfuhr dabei folgenderma6en :
Ein Stab von 35 cm Linge und 0,6 cm Durchmesser wurde
in offener Magnetieierungsspule ballistisch bei mehreren zwischen
0,Ol und 0,7 liegenden scheinbaren Feldstarken untersucht,
und zwar geniigte hierbei die Bestimmung der Galvanometerausschlige. Darauf wurde der Stab nach und nach durch Abschneiden von Stiicken an beiden Enden auf 33, 27, 20 und
18 cm verkiirzt und die Messungen bei genau den gleichen
Feldstirken wiederholt. Hierbei nahmen die Ausschlilge natiirlich infolge der entmagnetisierenden Wirkung der Stabenden
betrilchtlich ab , beispielsweise bei einem schlechteren Stahlgu6 von 6,7 auf 5,5 mm, bei einem guten Material von 19,8 mm
auf 11,2 mm, und zwar erfolgt die Abnahme relativ langsam
bei langen, degegen sehr rasch bei kurzen Staben.
Diese entmagnetisierende Wirkung der Enden, welche bewirkt, daB die wahre, in der Mitte des Stabes herrschende
Feldstarke zum Teil auBerordentlich stark von der scheinbaren,
durch die Konstanten der Magnetisierungsspule und die Stromstarke gegebenen abweicht und nm so kleiner wird, je kiirzer
und gedrungener der Stab ist, la6t sich zwar beim Ellipsoid
berechnen, nicht aber beim zylindrischen Stab. Dagegen kann
man im vorliegenden Falle schlie6en: Hatte der Stab von
18 cm eine Lange von 35 cm gehabt, so wiirde der Ausschlag
bei der untersten Feldstarke nicht 11,2 sondern 19,8 mm betragen haben. I n gleicher Weise kann man natiirlich auch
fur irgend eine andere der in Betracht kommenden Feldstiirken
die Reduktion der mit deln 18 cm-Stab erhaltenen Ausschliige
auf diejenigen eines 35 cm-Stabes durchfiihren. ( I m vorliegenden Fall erschien die Reduktion auf Stibe von 33 cm
Lange am geeignetsten, da die meisten der zu untersuchenden
Stiibe diese Lange besitzen).
Wie die beiden oben angegebenen Beispiele zeigen, ist
die Abhilngigkeit des Ausschlages vom Dimensionsverhaltnis
der Stibe um so grober, je weicher der Stab, also je gro6er
der Ausschlag bei der niedrigsten Feldsarke ist. Die oben angegebenen Messungen unter Verkiirzung des Stabes wurden deshalb bei sechs moglichst verschiedenen Materialien ausgefiht
und die Ergebnisse far alle in Betracht kommenden Feldstarken
848
E. Gumlich
u.
?K Royowski.
in Kurvenform aufgetragen. Es ergab sich dabei, daS diese
Kurven fur die untersten scheinbaren Feldstarken bis etwa
Q' = 0,l einen glatten und stetigen Verlauf haben; die Abweichungen der beobachteten W erte von den durchgelegten
Mittelkurven wachsen natiirlich mit abnehmender Stablange,
iiberschreiten aber auch beim 18 cm-Stab nicht 3 Proz. Vie1
gr00er (bis etwa 8 Proz.) sind diese Abweichungen bei den
hoheren Feldstilrken von der GraBenordnung 0,5 Gauss ; hier
machen sich also bereits individuelle Verschiedenheiten , wie
die mehr oder weniger rasche Zunahme der Permeabilitiit mit
der Feldstiirke usw. geltend, und man wird bei diesen Feldstiirken, namentlich bei kilrzeren Staben, mit einer wesentlich
geringeren Genauigkeit rechnen mussen.
Um nun weiter eine Beziehung zwischen Stab und Ellipsoid zu erhalten, wurden fiinf 33 cm lange und 0,6 cm dicke
Stiibe rnit verschiedener Anfangapermeabilitiit und Koerzitivkraft bei den gleichen Feldstiirken beobachtet, wie oben beschrieben, dann zum Ellipsoid abgedreht und bei denselben
Feldstirken nochmals beobachtet.') Die erhaltenen Ausschliige
lsgen unter den mit den Stiiben gewonnenen, und zwar betrngen
eie je nach Material und Feldstarke das 0,94- bis 0,85-fache.
Man kann nun umgekehrt mit Hilfe der so gewonnenen und
wieder in Kurvenform aufgetragenen Faktoren, die mit Stiben
yon 33 cm Lange erhaltenen oder ffir solche berechneten Ansschliige auf diejenigen reduzieren, welche man mit einem Ellipsoid
von gleichem Material und Dimensionsverhiiltnis erhalten haben
wiirde, und kann dies sodann durch Interpolation auch auf
anderes Material ausdehnen ; ma0gebend hierbei ist immer der
Ausschlag bei der niedrigsten Feldstilrke.
Die bei dieser Reduktion auftretenden Unsicherheiten sind
zwar geringer als bei der vorher besprochenen, da die gesamte
Anderung des zu bestimmenden Faktors hBchstens etwa 10 Proz.
1) Ea hat sich gezeigt, daB in diesem Magnetisieruogsbereichmanche
Eisensorten sehr stark ,,alternii, d. h. daB sich die Permeabilitat schon
bei blo6em Lagern sehr verschlechtert. Mit dieser Tataache mu6 natiirlich bei der Auswahl geeigneter Sorten auch fiir den praktischen aebrauch
gerecbnet werden. Im vorliegenden Falle muflten auflerdem die Beobachtungen an Stab und Ellipsoid so rsscb hintereinander ausgeflihrt
werden, dn6 eine Bnderung in der Zwischenzeit nicht en befirchten war.
Messung der Aitfanyspermeiibilitat des Eisens.
249
betrilgt , doch beeinflussen auch hier die individuellen Eigenschaften des Probestabes den Kurvenverlauf nicht unbetrachtlich.
Nun ist jedoch auch die Ellipsoidmessung noch mit einer
kleinen Unsicherheit beha ftet , die einer besonderen Untersuchung bedurfte. Die benutzte Sekundarspule von 3155 Windungen hatte eine Lange von 5 cm und einen Durchmesser
von 2,4 cm; es riihrt also wegen der Dicke der Spule ein
Teil des erhaltenen Ausschlages von den au6erhalb des Ellipsoids, aber innerhalb der Sekundilrspule verlaufenden Kraftlinien des auberen, stark verzerrten Feldes her; der erhaltene
Ausschlag ware also hiernach, d a man nur die Induktionslinien im Ellipsoid haben will, zu gro6. Andererseits nimmt
der Querschnitt des Ellipsoids innerhalb der Spule schon etwas
ab, ein kleiner Teil der Induktionslinien tritt also schon aus,
ehe er samtliche Windungsflachen der Sekundarspule geschnitten
hat, und infolge davon wiirde der Ausschlag etwas zu klein
ausfallen. Beide E'ehlerquellen kompensieren sich also zum
Teil, den noch verbleibenden Rest bestimmte man experimentell.
Hierbei wtirde man bei den niedrigen Induktionen auf uniiberwindliche Schwierigkeiten gesto6en sein ; eine oberlegung zeigt
jedoch, dab die zu bestimmende GroBe von der Permeabilitat
des Materials abhangt, und da die letztere beim Eisen nach
Uberschreiten ihres Maximalwertes wieder standig sinkt , so
findet man bei irgend einer hoheren Feldstarke, etwa $j
= 50,
den gleichen Wert, wie die Anfangspermeabilitat, und kann
nun die notwendigen Versuche bei dieser Feldsttirke anstellen.
Zu diesem Zwecke bestimmte man zunachst die zugehorige,
aber etwas gefalschte Induktion mit der oben erwahnten
Sekundiirspule, sodann aber auch die richtige Induktion mit
einer Spule aus wenigen, direkt auf die Mitte des Ellipsoids
gewickelten Windungen, welche einen um etwa 1,4 Proz.
klein'eren Wert lieferte; diese Korrektion, welche innerhalb des
in Betracht kommenden MeSbereichee als konstant angesehen
werden darf, wurde an siimtlichen Messungen angebracht.
Was nun die friiher gefundenen, namentlich bei den Jochmessungen sehr starken Differenzen zwischen Nullkurve und
Kommutierungskurve betrst, so vemngern sich diese bei den
Mesaungen in freier Spule und nach sorgfdtiger Entmagnetisierung betriichtlich; beispielsweise ergaben sich bei zwei
A d e n der Physlk. IV. Folge. 34.
17
250
3.Cfumlich
u. W. Bogowski.
Ellipsoiden aus sehr weichem Material die folgenden, in Tab. 4
zusammmengestellten Werte der Permeabilitat p , fur Nullkurve (N. C.) und Kommutierungskurve (C. C.).
T a b e l l e 4.
.
_ _
AVlh
___-
-
I
~
~
A V3"
Diff.
~,0,0070 I 317
0,0147
367
0,0237
410
0,046
518
0,120 ! 1040
1360
0,149
~
I
I
1
339
380
415
522
995
1250
j
-6,5
-3,4
-1,2
-0,8
+4,5
+8,8
Wie man sieht, liegen auch hier ,in beiden Fallen (lib
Kommutierungswerte tiefer als die' Nullwerte, um bald iiber
dieselben zu steigen, doch sind die Unterschiede so gering,
da6 es praktisch einerlei ist, ob man die eine oder die andere
Methode wiihlt, wenn man nur im Resultat die gefundene
DiEerenz von etwa 6 Proz. beriicksichtigt. Wir haben im
iulgenden stets die Kommutierungsmethode benutzt, weil diese
groSere Ausschlage gibt und weil sich die einzelnen Ausschlage
durch Wiederholung der Kommutierung leichter kontrollieren
lassen, wahrend bei der Nullkurve stets die ganze Reihe wiederbolt werden mu6, wenn eine Unsicherheit vorzuliegen scheint.
Die Beobachtungen erfolgten, wie schon erwahnt, in freier
Magnetisierungsepule. Dieselbe hatte eine Lange von 60 cm
und eine lichte Weite von 3 c m ; die Feldstarke $jwar bestimmt durch die Beziehung $ = 65,2 xi, wobei i die (sehr
geringe) Stromstarke in Ampere bezeichnet, die durch Messung
des Spannungsabfalles in einem Normalwiderstand mittels eines
Mikrovoltmeters mit Fadenaufhangung von S i e m e n s & H a l s k e
bestimmt wurde, und zwar wurden stets mbglichst die gleichen
Stufen gewiihlt. Die Sekundtirspule hatte, wie schon erwahnt,
bei einer Lange von 5cm und einem Durchmesser von 2,4cm
3155 Windungen mit einem Widerstand von 79 Ohm bei 20°;
dieser Widerstand wurde stets besonders bestimmt und durch
einen Zusatzwiderstand auf 80 Ohm abgerundet. Die h u e r
Messuny deer Anfanyspermeadilitiit des Eisens.
251
des Ausschlags des benutzten , ballistischen Galvanometers,
dessen Eichung unter Zuhilfenahme eines Magnetinduktors mit
der Normalspule der Reichsanstalt ausgefuhrt wurde, betrug
etwa 9 Sek., so daB der EinfluS der Nachwirkungen, welcher
noch besonders untersucht wurde, keine merklichen Fehler
mehr hervorgebracht haben dlirfte. Die Entmagnetisierung
wurde in derselben Spule und genau in derselben Lage vorgenommen, bei welcher der Stab spater beobachtet werden
sollte. Der Stab war daher auch schon bei der Entmagnetisierung von der Sekundarspule umgeben , deren Widerstand
schon vorher gemessen werden muBte, da sonst die magnetisierende Wirkung des kleinen, bei der Widerstandsbestimmung
benutzten Stromes die Wirkung der sauberen Entmagnetisierung aufgehoben haben wiirde. Die durch die Temperaturerhohung bei der Entmagnetisierung hervorgerufene geringe
Widerstandszunahme der Sekundarspule muBte daher durch
besondere Versuche bestimmt und in Rechnung gezogen werden.
Die Genauigkeit der Messungen hangt natiirlich in erster
Linie auch von der Gro6e der Susschlage ab, die trotz der
Empfindlichkeit des verwendeten d’Arsonvalgalvanometers und
der groBen Anzahl der Sekundarwindungen noch recht gering
war und je nach der Gate des Materials und der Lange des
Probestabes bei der scheinbaren Feldstarke @’=
0,Ol zwischen
2 und 20 Skt. variierte. Die niedrigsten Werte lieferten kurze
gehartete Stahlstabe; die daraus berechneten Anfangspermeabilitaten wiirden selbstverstandlich mit betrachtlicher Unsicherheit behaftet sein, wenn nicht gerade bei diesem Material die
Permeabilitat iiber ein ziemlich groSes Bereich merklich konstant ware und man daher auch von groBeren Feldstarken
auf @ = 0 extrapolieren konnte. Umgekehrt andert sich bei
den Materialien mit relativ gro6en Anfangsausschlagen die
Permeabilitiit meist schon bei niedrigen Feldstarken recht betrilchtlich, wodurch die Fehler der Einzelbeobachtung bei der
graphischen Ausgleichung stiirker ins Gewicht fallen.
Im allgemeinen wurden nach einer reichlichen Anzahl von
Kommutierungen bei jeder Feldstarke zwei Galvanometerausschlage beobachtet und bei jedem Material zwei unabhangige Reihen durchgefiihrt, die fast ausnahmslos recht befriedigend iibereinstimmten, was auch als Beweis fur die Giite
17 *
252
E. CJumIich u. W. Roqowski
der Entmagnetisierung angesehen werden darf. Die Messungen
erstrekten sich meist auf das Gebiet zwischen den scheinbaren
nnd 0,6, welchen je nach Material und
Feldstiirken $'=O,Ol
Lhnge der Stabe betrachtlich tiefere wahre Feldstilrken entsprechen. Die Beobachtung bei noch hoheren Feldstarken
hat wegen der Unsicherheit der oben besprochenen Reduktionen
keinen Sinn; hier treten dann die Jochmessungen ein, die
man wohl von Q = 0,5 ab als ziemlich einwandfrei betrachten darf.
In der Tab. 5 ist nun fUr verschiedene Materialien eine
Anzahl von Werten der Permeabilitat in Abhangigkeit von der
wahren Feldstiirke und die daraus extrapnlierte ,,Anfangspermeabilitiit" fiir 8 = 0 zusammengestellt. Die Zahlen sind
graphivch ausgeglichenen Kurven entnommen, wahrend die
beiden Beispiele in Tab. 4 direkt beobachtet und nicht ausgeglichen sind. Besonders wichtig ist es, dat? bei den in
Tab. 5 aufgefuhrten Proben nicht nur der gesamte Kurvenverlauf und die sonstigen, fUr das betreffende Material charakteristischen magnetischen Eigenschaften, wie Koerzitivkraft, Remanenz, Maximalpermeabilitat, Sattigung 4 n J und Energievergeudung I) bekannt sind, sondern meist auch die chemische
Zusammensetzung und die vorangegangene thermische Behandlung; die Tabelle ist daher nach dieser Richtnng hin vervollstandigt worden. Von der Wiedergabe des gesamten Kurvenverlaufs konnte im Interesse der Raumersparnis um so eher
ilbgesehen werden, als derselbe fiir einen groSen Teil der
Proben bereits in der Elektrotechnischen Zeitschrift 30. p. 1098.
1909 veroffentlicht ist und natigenfalls dort entnommen werden
kann.
.
1) Als MaS fur die Energievergeudung bei der Ummagnetisierung
(Hystereseverlusr) ist hier der in der Technik vielfach verwendete S t e i n metzsche Faktor p angegeben, mittels dessen der Hystereseverlust pro
Zyklue und Kubikzentimeter dargestellt wird durch die Beziebung
v, = 'I.w e .
(Der Wert dieser Darstellung beruht darauf, daS 7 fur Zyklen, deren
Maximalinduktionen B nicbt sehr verschieden sind, als konshnt betrachtet
werden kann und daher die Moglichkeit gewiihrt, Hystereseverluste verechiedener Materialien such bei solchen Zyklen zu vergleichen, welche
nicht genau bei demelben Maximalinduktion aufgenommen wurden.)
Messung der Anfangspermeabilitat des Eirens.
253
Im allgemeinen lassen sich aus den Werten der Tab. 5
folgende Schliisse ziehen: Kleiner Maximalpermeabilitat entspricht auch eine kleine Anfangspermeabilitiit. Beriicksichtigt
man die friiher l) empirisch gefundene Beziehung zwischen
Maximalpermeabilitat pMax.,Remanenz R und Koerzitivkraft C
worin a ein Faktor von der QroSenordnung 0,5 ist, der mit
stark wachsender Koerzitivkraft etwas zunimmt, so kann man
auch sagen, da0 die Anfangspermeabilitat klein sein wird bei
Material mit gro0er Koerzitivkraft und geringer Remanenz.
Nicht zulassig dagegen ist der nmgekehrte SchluS, denn nicht
jedes Material von hoher Maximalpermeabilitat besitzt auch
eine solche Anfangspermeabilitiit (2. B. 7 1 1 7 und P126); bier
bleibt nichts weiter iibrig, als eine Messung von Fall zu Fall,
doch geniigt bei derselben Stablange, MeBanordnung und Feldstarke zur Beurteilung der Giite des Materials schon der Galvanometerausschlag bei der niedrigsten Feldstiirke.
SachgemPBes Ausgliihen (die in der Tabelle als ,,geglliht"
bezeichneten Stabe sind samtlich etwa 24 Stunden lang im
Vakuum bei 800 O ausgeglliht und langssm abgekiihlt worden)
wird meist auch die Anfangspermeabilitat verbessern, kann
aber ausnahmsweise (vgl. 7117 und 7 1 2 0 nach zweimaligem
Gluhen) auch verschlechternd wirken, wie dies unter Umstanden auch bei den sonstigen magnetischen Eigenschaften
der Fall sein kann. Eine ganz auBerordentliche Verbesserung
durch das Ausgllihen erfahrt GuBeisen (vgl. 71 18), dessen Anfangapermeabilitfit dadurch fast auf das dreifache gestiegen und
nunmehr ebenso hoch ist, wie diejenige von manchem Stahlgu6 (7117 nach dem Gliihen).
Der im allgemeinen schon bekannte Einfln6 des Kohlenstoffgehalts in Perlit- und Martensitform, also bei ungehlrh t e m und gehiirtetem Stahl, auf die Gestalt der Magnetisierungskurve macht sich auch bei der Anfangspermeabilitiit
geltend, wie aus 7121 und 7122 ersichtlich i s t
1) E. G u m l i c h a. Erich S c h m i d t , Elektrotechn. Zeitachr. 2%
p. 697. 1901.
E. Gumlich u. W. Boyowski.
254
Tabellt
1
v 126
Ychwedisches 11 Ychlechter
;US
rolzkohleneisen
ungegegliiht gliiht hgrtet illrte
ge__
___
lInge__
__
Elektrolyteisen
3tab gechmiedet
ungegl.
l
-
P
"lo
0,024 l)
0,044
Si
0,004
0,004
Mn
0,008
0,400
I 0,085
I
I/
olio
OlO
"0
C
~__
~
%
0,027
0,56
0,028
0,006
0,18
0,380
0,030
0,29
0,029
0,099
0,076
I! 0,024
0,002
0,035
I
P
0,008
0,044
S
0,001
0,027
8
P
-~
j
P
P
__
-
P
P
0
250
400
158
214
470
0,Ol
300
413
166
222
513
0,os
420
437
180
242
600
0,05
560
463
198
266
680
011
975
532
0,15
1500
590
072
2110
638
0,s
912
lo40
1I Ell: 1 :::
i
_.
131,5
58,O
131,8
58,l
132,l
58,2
132,5
58,4
252
322.
545
330
374
58,6
430
430
58,8,
59,O
I
!
074
-
59,4
p max.
7800
Koerr.-K
0,476
1,46
Rem.
7800
10600
TI
0,00068
1,0015' ,001080,00054 0,0016:
,0011
),00131
),027'
4nJ
21630')
21420
21420 21250
21400
21200
!oi8a
4200
5700
5400
0,83
0,886
1,06
7850
10250 11400
6600
14800
4600
0,89
0,37
12000 11050
170
44,3
10631
1) Die chemieche Zneammensetzung nnd der Wert von 4 m J sind einem anderei
Messuny der Anfa7yrpermeabilitat
2 55
des Eise7t.v.
5.
Siliciumlegierungen
I]
niedrig
11
mittel
mge
hirte
__
I'
Dynamoblech
legiert 11 normal
hoch
unge- geglllht I gliiht
1
11 geI/
gliiht
_ _
~
"lo
0,99
.~
0,lO
3,270
0,40
l
0,560
I 4,45
0,04
'I 0,018
0,07
,I 0,025
I
I
P
-
p
- _
~
72,s
158
72,s
161
72,s
173
72,9
-
I
43,4
I
89.7
1711
I
230
1 r
1 238
...
r
P
.
- ~~~
223
450
251
232
476
282
252
522
673
611
374
191 l1 314
272
572
790
668
402
334
712
1035
I
804 11 476
!
930
1
I1
73,O
73,l
390
844
1228
73,s
442
954
1408
I
/I
552
1035 I 623
I
73,5
73,s
___
375
620
16,7
4,6
3000
5300
2830
1
2800
I! 1,38
I
I 1.23
8200
I
7050
2880
I
I 1,2,
I
7750
2880
3220
1734
1,25
8450
8200
,015(
1,00161
9820
80620
S a c k Elektrolyteisens dereelben Iferkunft entnommen.
4250
I1 1 1
.--__
4440
3900
0,66
0,75
1,0
6000
6580
9800
I
E. BumIich
256
u.
W.Roywski.
Die in Spalte 8, 9 und 10 angefiihrten Beispiele aus
einern gauze Siliciumreihe zeigen, daS durch steigenden Siliziumzusatz die Anfangspermeabilitat von urspriinglich minderwertigem Grundmaterial aufierordentlich hoch gesteigert werden
kann uud sogar diejenige von schwedischem Schmiedeeisen
(7119) und auBergewohnlich gutem Dynamostahl(P120) noch
ubersteigt. Dies sogenannte ,,legierte" Material, das zuerst
in den Jahren 1901 und 1902 von dem einen von uns zui
Herstellung von Dynamomaterial empfohlen wurde l) und seitdem fur den Transformatorenbau eine ganz hervorragende
Bedeutung gewonnen hat, zeichnet sich also bei geeigneter
thermischer Behandlung durch eine besonders hohe Anfangspermeabilitat aus, ein Ergebnis. das sich auch mit den klirzlich veroffentlichten , in bezug auf die Entmagnetisierungseinrichtungen aber wohl nicht ganz einwandfreien Messungen
von G u g g e n h e i m 3 deckt.
Die Beatimmung der Anfangspermeabilitat von Dynamoblechen an schmalen Blechbfindeln in derselben Weise wie
bei Staben stoBt leider auf betrachtliche Schwierigkeiten. Wenn
man nainlich wohl auch annehmen diirfte, daS der Ubergang
vom Blechbiindel zum Ellipsoid durch dieselben Faktoren gegeben ist, wie bei einem Stab vom gleichen Dimensionsverhilltnis und gleichen Anfangsausschlag, so ist doch unzweifelhaft bei schmalen Streifen die durch das Ausschneiden
hervorgebrachte Hartung so groS, daS man nicht einmal angenahert richtige Werte zu erhalten hoffen darf. Wenn nun
auch bereits Versuche im Qange sind, die auch far Dynamoblech eine Vereinfachung der MeSmethode bei hinreichender
Qenauigkeit anstreben und deren Gelingen namentlich far die
Technik der Stromwandler wichtig sein wlirde, so ist man
doch vorlaufig noch auf die recht zeitraubende Untersuchung
an bewickelten Ringen angewiesen. An solchen sind auch die
Werte in Spalte 11 und 12 far ,,legiertes" und ,,normales"
Dynamoblech gewonnen. Die chemische Zusammensetznng und
thermische Behandlung dieser Proben ist leider nicht nllher
_ _
~
1)
E. Gnmlich, Elektrotechn. Zeitechr. 23. p. 694.
1901;
2% p. 101.
1902.
2) S. G u g g e n h e i m , Diss. ZIirich und ,,Elektrhche Kraftbetriebe
uod Babnen" 8. p. 543. 1910.
Messung der Anfangspermeabilitat des Eisens.
251
bekannt. Beide sind bereits im Walzwerk ausgegliiht; Nr. 11
diirfte etwa 4-5 Proz. Silicium enthalten, wahrend die chemische
Zusammensetzung von Nr. 12 derjenigen von P 1 1 7 oder P 120,
der typischen Zusammensetzung von Dynamoblechmaterial, entsprechen wird. Die fur die Anfangspermeabilitat gefundenen
Werte stimmen ja auch mit denjenigen fur kompaktes Material
der GroBenordnung nach gut uberein; doch wird man nicht
allgemein annehmen diirfen, da8 ee zur Bestimmung der Anfangspermeabilitat einer Dynamoblechsorte geniigt, die Messungen an dem dttzu verweDdeten Grundmaterial in Form von
zylindrischen Staben auszufihren, da durch das Auswalzen
und darauffolgende Ausgliihen die magnetischen Eigenschaften
durchweg stark geandert werdeo konnen.
Die Anderung der Permeabilitat mit der Feldstarke geht,
wie Tab. 5 zeigt, bei den verschiedenen Materialien verschieden
rasch vor sich, und zwar bei gutem meist rascher als bei
schlechtem. Dies liegt j a auch in der Natur der Sache, denn
bei sehr schmalen und steilen Hystereseschleifen, wie sie
magnetisch gutes Material besitzt, mu6 auch die Nullkurve
schon bei niedrigen Feldstarken auberordentlich rasch ansteigen und der Teil mit schwachem, nahezu geradlinigem Anstieg kann nur sehr kurz sein. Auf eine Darstellung des
Zusammenhanges zwischen p und Q durch eine Gleichung von
der Form p = a + b @ , die mehrfach angewendet worden ist,
glaubten wir deshalb verzichten zu sollen, weil nicht nur
ihr Geltungsbereich in bezug auf @ wechselt, sondern auch
die Werte der Konstanten a und b von Fall zu Fall sich
anderii.
(Eingegangen 2. Dezernber 1910.)
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