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Nebenschlukasten zum Drehspulgalvanometer.

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10. Nebensch1zcfikaste.n x u r n Drehspulynlva~norneter;
vort W 4 l h e l r n Volkrnnmzn.
Die magnetischen Starungen, die den physikalischen Laboratorien aus der Einfiihrung elektrischer StraBenbahnen erwachsen sind , haben den Drehspulgalvanometern schnell zu
groBer Verbreitung geholfen. Ohne diesen auBeren Zwarig
wiirde wohl die Einfiihrung dieser Instrumente trotz ihrer vielfachen Vorziige wesentlich langsamer vor sich gegangen sein.
Denn sie verlangen in vielen Stiicken eine so ganz andere
Behandlung, als die dem Physiker langst vertrauten Nadelgalvanometer, daB wohl jeder in der ersten Zeit seiner Bekanntschaft mit ihnen mancherlei Enttauschungen erlebt, Vor
den unangenehmsten Enttauschungen, die aus unzweckmaBiger
Wahl beim Einkauf entstehen, kann sich jeder leicht bewahren,
wenn er die kiirzlich erschienene Abhandlung von D i e s s e l horst’) zu Rate zreht, in der etliche weit verbreitete Irrtiimer
uber das Drehspulgalvanometer berichtigt sind. Weniger leicht
zu vermeiden, wenn auch durchaus nicht unvermeidlich , sind
die Unannehmlichkeiten, die in der besonderen Eigentumlichkeit der Dampfungsverhaltnisse des Drehspulgalvanometers
ihren Grund haben. Die Dampfung dieses Instrumentes
ist nLmlich im hochsten Grade von dem Widerstand des
SchlieBungskreises abhangig. Das hat einerseits die Annehmlichkeit, daB man durch geeignete Auswahl dieses Widerstandes
den Gebrauch des Galvanometers uniibertreff lich bequem gestalten kann, andererseits ist der rasche Ubergang zu anderen
Empfindlichkeiten des Instrumentes recht erschwert. Vermindert man namlich die Empfindlichkeit durch einen vorgelegten Ballastwiderstand, so wird die Dkmpfung so verringert,
daB man kaum ohne KurzschluBtaste auskommt, immerbin
1) H. D i e s s e l h o r s t ,
A m . d. Phys. 9. p. 458-468.
1902.
218
Ty-.
Tolhmann.
ein Handgriff mehr, der Zeit und Aufmerksamkeit erheischt,
ganz abgesehen von den nicht selten dabei auftretenden Stosungen durch Thermostriime. Sucht man denselben Erfolg
durch NebenschlieBung zu erreichen, so wird das Galvanometer
meist durch die ubergroBe Dampfung geradezu unbrauchbar.
Da in jedem Falle die Empfindlichkeit des Instrumentes von
d e r Dampfung abhangt, tritt noch der Ubelstand hinzu, daB
man die tatsachlich erreichte Empfindlichkeit gar nicht aus
den Widerstanden allein ausrechnen kann, sondern jedesmal
noeh das Dampfungsverhaltnis bestimmen mug, oder auf eine
direkte Empfindlichkeitsmessung angewiesen ist. Zur Verrneidung dieser Nachteile gibt es nur den einen Weg NebenschlieBung und Vorschaltwiderstand in geeigneter Weise zu
kombinieren. Wie dies zu geschehen hat, niochte ich im folgenden auseinandersetzen.
Eine einwandsfreie, fur alle statischen und fast alle ballistischen Anwendungen brauchbare Verminderung der Empfindlichkeit eines Drehspulgalvanometers muB die Dampfung
des Instrumentes und den Widerstand des Stromkreises unvertndert lassen. Ganz zu verwerfeu ist demnach eine Verminderung der Empfindlichkeit durch Schwachung des magnetischen Feldes (magnetischen Nebenschlui3). E s ist vielmehr
nur eine geeignete Abanderung der elektrischen Widerstande
zur Erreichung des aufgestellten Zieles geeignet. Es sei nach
MaBgabe der von D i e s s e l h o r s t aufgestellten Gesichtspunkte
ein Galvanometer vom Widerstande G ausgewahlt und durch
Versuche ein Widerstand W bestimmt, der ein gunstiges
Dampfungsverhaltnis hervorbringt, ohne von G ubermaBig verschieden zu sein. E s sollen nun durch Anwendung von Nebenschlub- und Vorschaltwidersttnden folgende Bedingungen erfullt werden:
1. Die Empfindlichkeit soll auf 1 / n herabgesetzt werden.
2. Die Dampfung soll unverandert bleiben.
3. Der Widerstand des Stromkreises soll unverandert
bleiben.
Da magnetisches Feld und Drehspule unverandert bleiben,
kann man Bedingung 2. auch so schreiben:
2. Der Widerstand der SchlieBung des Galvanometers
soll unvertndert bleiben.
NebenschZuPkasten zum Drehspulgalvanometer.
219
Die Erfullung dieser drei Bedingungen erfordert drei
Variable, als welche ein NebenschluB und von ihm aus sowohl
nach der Richtung des Galvanometers hin, wie auch nach
der anderen Seite je ein Vorschaltwiderstand in Betracht
kommen.
Nach der Fig. 1, in der immer nur eins der beiden
Locher 1 und 2 gestopselt zu denken ist, schreiben sich diese
drei Bedingungen fur die Bestimmung des
Nebenschlusses T und der Vorschaltwiderstande y und z in der Form:
.r = Q + Y ,
~~
(1)
a-1
1
(2)
y + i- -i---x + W+c
(3)
z
f
w,
"+Y5GG.
Fig. 1.
~
Diese Ausdriicke folgen ohne weiteres aus den Siitzen
iiber Stromverzweigung , wobei der dritte durch das Bestehen
des ersten sogleich eine Vereinfachung erfahren hat. Am bequemsten isoliert man y aus der zweiten Gleichung, indem
man die x und z enthaltenden Bruche mit Hiilfe der ersten
und dritten Gleichung ausdruckt. Es ergibt sich:
1
. = - - -1 - .
w -y
-w-+x
(9%
y=
-?
+
1
G W- + ( 7 ~ (n
-
;,)
1)
G
1
x
U V 2- (1
-
n')
Bp
+ TI'
und z ergeben sich mit Hulfe von y unmittelbar aus Gleichung (1) und (3).
2
W. 70Zkmam.
220
In dem besonderen Falle, da8 V = G ist, vereinfachen
sich die Ausdrucke und es wird:
1
n-Z++n
Y =
x=
1
~-~
M;
w+!4,
n-I
Wollte man sich nach diesen Formeln die erforderlichen
Widersfande jedesmal mit Hulfe von Stopselrheostaten zusammenstellen, so ware das eine recht umstijlndliche Sache und haufige Irrtiimer
wurden sich nur schwer vermeiden lassen.
Der rechte Nutzen dieser Anordnung tritt
10-2
erst dann hervor, wenn man sie zum Galvanometer passend ein fiir allemal zusammensetzt. In vorteilhafter Weise lHSt
10
sich die Einrichtung fur mehrere Empfindlichkeiten in einem Nebenschluhkasten vereinigen nach der Art, wie ich es, freilich
noch ohne Riicksicht auf die Dilmpfung,
vor einiger Zeit. vorgeschlagen habe. l) E s
werden, wie Fig. 2 zeigt, die NebenschluBund Vorschaltwiderstande f i r die EmpfindFig. 2.
lichkeiten 10-1, 1 0 - 2 und 10-4 nebenbez. hintereinander angeordnet; mit drei Stopseln kann man
nun folgende acht Empfindlichkeiten erzielen :
-I
Stopsel
2 4
1 4
2 3
1 3
2 4
1 4
2 3
1
3
in
6
6
6
6
5
5
5
5
Empfindlichkeit
1
10- 1
10- 2
10-3
10- 4
10- 5
10- 6
10- 7
1) W. Volkmann, Elektrotechn. Zeitschr. Heft 33. 1901.
Nebenschlupkasten zum Brehspulgalvanometer.
221
Mit mtiglichst einfachen Mitteln ist so eine ausgiebige
Veranderung der Empfindlichkeit ohne jede h d e r u n g der
Dampfung oder des Widerstandes im Stromkreise erreicht und
selbst sehr empfindliche Galvanometer kiinnen mit Hulfe dieser
Einrichtung schnell nach einem Milliamperemeter geaicht
werden. Nicht minder brauchbar ist diese Einrichtung fur
ballistischedZwecke, da j a fur Elektrizitatsmengen die K i r c h hoffschen Satze ihre Geltung behalten. Die einzige, leicht
erfiillbare Forderung bei dem Gebrauch eines solchen Nebenschlu6kastens ist, daB man dem Stromkreis den Widerstand W
erteilt, fiir den .der Kasten gebaut ist. Die
Deckplatte des Kastens hat das Aussehen der
Fig. 3, ist also so ubersichtlich, daB ein Versehen nicht, leicht geschehen kann. Der die
Empfindlichkeit angebende Exponent von 10
ergibt sich durch Zusammenzahlen der Exponenten auf den Klotzen, die h r c h einen Stopsel
mit der Langsschiene verbunden sind. Von
zwei in den beiden Langsseiten einander gegenuberstehenden Lochern muB stets eins frei und
Fig. 3.
eins gestiipselt sein. Das Galvanometer wird
iluf der mit G bezeichneten Seite eingeschaltet. Hat man den
Widerstand W so gewahlt, daB die Dampfung zu einer raschen
Beruhigung des Galvanometers nicht geniigt, so kann zwischen
den AnschluBklemmen fur das Qalvanorneter und dem ersten
Klotz noch ein die beiden Langsschienen uberbriickender KurzschluBtaster angebracht werden.
Der beschriebene NebenschluBkasten wird fiir jeden beliebigen Galvanometer- und SchlieBungswiderstand von der
Spezialfabrik elektrischer MeBapparate G a n s & G o l d s c h m i d t ,
Berlin N., ElsasserstraBe 8 hergestellt. Diese Firma besitzt
fur die geschilderte Anordnung der Elemente des Kastens
deutschen Reichsgebrauchsmusterschutz.
B e r l i n , Physik. Kabinett d. landwirtschaftl. Hochschule,
im Oktober 1902.
(Eingegangen 27. Oktober 1002.)
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