Verlag von Julius Springer in Berlin.
Im Laufe der letzten Jahre sind an die Verlagshandlung wiederholt Aufforderungen gelangt, bald diese, bald jene der Abhandlungen Werner Siemens’ zu besorgen, welche seit Mitte der vierziger Jahre, dem Beginn seiner Wirksamkeit, bis in die neueste Zeit in den verschiedensten wissenschaftlichen und tech - nischen Zeitschriften erschienen sind. Nur in seltenen Fällen war es möglich, diesen Wünschen zu entsprechen.
Bei der vielfach grundlegenden Bedeutung der Arbeiten Werner Siemens’ glaubte die Unterzeichnete den interessirten Kreisen einen Dienst zu erweisen, wenn sie an den Herrn Verfasser das Ersuchen richtete, die Herausgabe seiner in Betracht kom - menden Abhandlungen und Vorträge zu genehmigen und bei Aus - wahl und Durchsicht derselben behülflich zu sein.
Der Verfasser hat seine Zustimmung und seine Mithülfe nicht versagt.
Berlin, im August1881.Die Verlagshandlung.
(Dingler’s polyt. Journal Bd. 97 S. 324.)
1845.
In England erregt jetzt eine Maschine, die durch erhitzte Luft betrieben wird und seit einiger Zeit mit dem grössten Erfolg in Dundee in Thätigkeit ist, viel Aufsehen. Da dieselbe viel ein - facher ist als eine Dampfmaschine, einen weit kleineren Raum ein - nimmt und nur eine verhältnissmässig sehr unbedeutende Menge Brennmaterial verbraucht, so verdient sie mit Recht die grösste und allgemeinste Berücksichtigung.
Der Gedanke, die grosse Kraft, mit der eingeschlossene Luft bei ihrer Erwärmung sich auszudehnen strebt, als Triebkraft zu benutzen, ist nicht neu. Die Aufmerksamkeit der Techniker musste auch um so mehr dadurch auf sie gelenkt werden, dass der theo - retische Nutzeffect einer bestimmten Wärmemenge, zur Erhitzung der Luft verwandt, fast dreimal so gross ist, als wenn sie zur Erzeugung von Wasserdämpfen diente. Dass die Aussicht auf eine so bedeutende Ersparung an Brennmaterial bisher dennoch keine brauchbare, durch erhitzte Luft bewegte Maschine hervor - zurufen vermochte, mag wohl seinen Grund hauptsächlich in den Schwierigkeiten finden, die mit der hierbei erforderlichen schnellen Erwärmung und Wiederabkühlung einer beträchtlichen Luftmenge verknüpft schienen.
Ueber die Art, wie dies bei der obenerwähnten Maschine geschieht, und wie die Maschine durch eine solche Temperatur - veränderung der Luft bewegt wird, habe ich eine kurze briefliche12Mittheilung aus England erhalten. Da mir indess leider alle An - gaben über die specielle Construction der Maschine fehlen, so kann die Zeichnung Fig. 1 auch keineswegs als eine Abbildung derselben angesehen werden. Sie soll nur als Anhalt dienen, um das ihr zum Grund liegende Princip möglichst anschaulich machen zu können.
Im Wesentlichen besteht die Maschine aus drei geschlossenen, oben mit Stopfbüchsen versehenen Cylindern A, A' und B. Die in den Cylindern A und A' eingeschlossene und beliebig, aber in3 beiden gleichmässig comprimirte Luft wird abwechselnd erwärmt und wieder abgekühlt. Dadurch wird ihre Spannkraft in ent - sprechendem Maasse vermehrt und vermindert und mit dem Druck, der aus der Differenz der gleichzeitig in beiden Cylindern obwaltenden Spannungen sich ergibt, der Kolben im Cylinder B bewegt.
Im Innern eines jeden der beiden Cylinder A und A' be - findet sich ein zweiter kleinerer Cylinder a, a', in welchem sich ein Kolben c, c 'auf und nieder bewegt. Dadurch entstehen also Doppelcylinder, zwischen deren Wänden sich ein freier Raum befindet. Im oberen und unteren Boden der inneren Cylinder sind Oeffnungen angebracht, vermittelst welcher die in ihnen eingeschlossene Luft mit der zwischen den Wänden der Doppel - cylinder befindlichen frei communiciren kann. Wird nun der Kolben c niederbewegt, so muss die unter ihm befindliche Luft aus der Oeffnung d entweichen, zwischen den Wänden beider Cy - linder hinaufsteigen und durch die obere Oeffnung in den inneren Cylinder zurückkehren, um den leerwerdenden Raum über dem Kolben einzunehmen. Bewegt sich der Kolben dagegen wieder aufwärts, so muss sie denselben Weg in umgekehrter Richtung durchlaufen, um wieder unter jenen zu gelangen. Der Raum zwischen den Wänden beider Cylinder, durch den also die ge - sammte im inneren Cylinder enthaltene Luftmenge bei jedem Kolbenhube hindurchströmen muss, ist grösstentheils durch ein System von guten Wärmeleitern e ausgefüllt, durch welches sie gezwungen wird, auf ihrem Weg mit einer grossen wärmeleitenden Fläche in Berührung zu treten. Hierzu würden sich wohl am besten dünne, in concentrischen Lagen mit geringem Abstand von einander den Raum zwischen beiden Cylindern ausfüllende Kupferbleche eignen. Der Boden der beiden äusseren Cylinder A und A' wird durch eine Feuerung erhitzt, die Decke derselben dagegen durch einen darüber angebrachten Wasserbehälter f ab - gekühlt. Von diesem geht ein Schlangenrohr g aus, welches den oberen Theil des Zwischenraumes zwischen beiden Cylindern in engen Windungen ausfüllt und stets von kaltem Wasser durch - flossen wird.
Wird nun der Kolben c niederbewegt, so erhitzt sich die Luft beim Hinwegstreichen über dem heissen Boden. Sie muss1*4aber diese Wärme an die Metallbleche abgeben, zwischen denen sie in sehr dünnen Schichten hindurchzugehen genöthigt ist. Der geringe Ueberrest derselben, den sie noch behalten hat, wenn sie hindurch ist, wird ihr durch das Schlangenrohr und die kalte Decke entzogen. Sie gelangt also vollkommen abgekühlt in den inneren Cylinder. Wird der Kolben nun wieder aufwärts bewegt, so muss sie von Neuem zwischen den vorhin erwärmten Metall - blechen, aber in umgekehrter Richtung, hindurchgehen. Sie trifft dabei während ihres Laufs auf immer wärmere Schichten und gelangt, durch die nahe Berührung mit denselben schon ziemlich erwärmt, über dem erhitzten Boden an, von dem sie einen aber - maligen Zuschuss an Wärme erhält. Durch mehrmaliges Auf - und Niederbewegen des Kolbens c wird nun bald ein constantes Temperaturverhältniss der Bleche und der über und unter jenem befindlichen Luft herbeigeführt werden. Die heisse Luft gibt dann bei ihrem Hinaufsteigen gerade so viel Wärme an die Bleche ab, wie sie bei dem darauf folgenden Hinabgehen wieder von denselben aufnimmt. Durch die Feuerung ist also keines - wegs die gesammte zur jedesmaligen Erwärmung der abgekühlten Luft erforderliche Wärmemenge herzugeben, sondern nur der kleine Theil derselben, der durch das Röhrensystem verschluckt und durch Leitung etc. verloren gegangen ist.
Von der Decke der beiden Cylinder A und A' gehen zwei Röhren k und k 'nach dem oberen und unteren Ende des Cylin - ders B. Der in diesem befindliche Kolben i muss daher durch die Spannkraft der in A eingeschlossenen Luft in die Höhe, durch die der im Cylinder A' befindlichen niedergedrückt werden. Ge - setzt nun der Kolben c wäre an dem höchsten, der Kolben c' dagegen am tiefsten Punkt seines Laufs angekommen und die Erhitzung der Luft im Cylinder a betrüge ungefähr 230 °C., so würde ihre Spannkraft dadurch verdoppelt sein. Waren also z. B. die Cylinder mit Luft von sechsfacher Dichtigkeit gefüllt, so würde jetzt die in A enthaltene den Kolben i mit zwölf Atmo - sphären in die Höhe, die in A' enthaltene ihn dagegen mit sechs Atmosphären niederdrücken. Er würde also mit einer dem Druck von sechs Atmosphären entsprechenden Kraft aufwärts bewegt. Wird nun die Auf - und Niederbewegung der Kolben c und c 'so durch die Maschine selbst bewerkstelligt, dass c und c' ihren5 Hub vollendet haben, wenn i seinen halben Lauf zurückgelegt hat, so wird die den letzteren bewegende Kraft stets ihr Maxi - mum erreicht haben, wenn seine Bewegung am schnellsten ist. Hat er hingegen seinen Wendepunkt erreicht, so sind c und c 'in der Mitte ihres Laufs angekommen. Die in den Cylindern A und A' enthaltene Luft ist dann halb erwärmt und halb abge - kühlt, und ihre Spannkraft daher in beiden gleich. Der Kolben i kann demzufolge mit Hülfe des Schwungrads seinen todten Punkt überwinden, ohne dass eine einseitig auf ihn wirkende Kraft ihn daran hindert. Da aber mit dem Beginn seiner Bewegung in entgegengesetzter Richtung durch die gleichzeitige Fortbewegung der Kolben c und c' auch die Triebkraft wieder entsteht und in sehr raschem Verhältniss zunimmt, so ist der Fortgang der Maschine gesichert, ohne dass es nöthig wäre, durch Ventile oder Schieber die Einströmung der Luft in den Triebcylinder zu re - guliren.
Da in den oberen Theil der Cylinder A und A' und mit - hin auch in den Triebcylinder B nur immer kalte Luft gelangen kann, so muss auch die Dichtung der Stopfbüchsen und des Kolbens i sehr vollkommen, selbst bei noch höheren Spannungen wie hier angenommen ist, hergestellt werden können. Dazu kommt noch, dass sich erfahrungsmässig gegen Luft weit besser dichten lässt als gegen Dampf. Für die Kolben c und c 'würde ein voll - kommen luftdichter Gang, der hohen Temperatur der unter ihnen befindlichen Luft wegen, weit schwieriger herzustellen sein. Für diese ist aber ein solcher gar nicht erforderlich, da der Unter - schied in der Spannung der über und unter ihnen befindlichen Luft nur immer sehr gering, nämlich dem Widerstand entsprechend sein kann, der durch das Hindurchtreiben derselben durch die zwischen den Blechen und Röhren befindlichen Zwischenräume hervorgerufen wird. Diese Kolben müssten indess hohl und mit schlechten Wärmeleitern ausgefüllt sein, damit sie der über ihnen befindlichen kalten Luft nicht durch Leitung eine beträchtliche Wärmemenge zuführen können. Die dennoch durch die Stopf - büchsen entweichende Luft kann leicht durch stetes Nachpumpen ersetzt werden.
Es würde theoretisch richtiger sein, den Cylinder B stets mit heisser Luft zu füllen; doch wird der obenerwähnte, mit der6 Anwendung der kalten Luft verbundene Vortheil der besseren Dichtung gewiss unter allen Umständen wichtiger sein, als der daraus hervorgehende Nachtheil der unnöthigen Vergrösserung der Cylinder A und A' und der durch diese herbeigeführten ge - ringen Vermehrung des zur Erzielung derselben Triebkraft er - forderlichen Brennmaterials. Dass der Verbrauch des letzteren aber bei dieser Maschine nur sehr gering sein kann im Vergleich mit dem zur Heizung einer Dampfmaschine von gleicher Kraft erforderlichen, wird aus dem bisher Gesagten schon hinlänglich klar geworden sein. Die obenerwähnte Maschine in Dundee be - stätigt dies auch vollkommen. Sie arbeitet mit 26 Pferdekräften und macht 30 Umgänge in der Minute. Dabei verbraucht sie 5 Pfd. Kohlen, während die früher dort aufgestellte, gleich starke Dampfmaschine 26 Pfd. consumirt. Da indess die Wärme der dort auf 300 °C. erhitzten Luft so vollständig durch das System der Wärmeleiter absorbirt wird, dass sie nur noch um 3° wärmer sein soll als das Kühlwasser, wenn sie bis zu den mit diesem angefüllten Röhren gelangt ist, und da also die Feuerung die Luft auch dem Anschein nach nur um dieselbe geringe Anzahl von Graden zu erwärmen brauchte, so ist dieser Verbrauch an Brennmaterial immer noch unverhältnissmässig gross. Dies hat aber seinen Grund in der bei der Construction der Maschine wahrscheinlich nicht berücksichtigten Eigenschaft der Luft, sich bei ihrer Verdichtung zu erhitzen. Wenn nämlich die in a be - findliche erhitzte Luft den Kolben im Cylinder B hinauftreibt, so muss sie diesen ausfüllen. Dadurch wird ihre Dichtigkeit aber vermindert und demzufolge auch ihre Temperatur. Die hie - durch gebundene Wärme kann von den Blechen nicht absorbirt werden; sie gelangt daher mit der abgekühlten Luft in den Cy - linder a zurück und wird hier dadurch wieder frei, dass durch die Niederbewegung des Kolbens i das frühere Dichtigkeitsver - hältniss wieder hergestellt wird. Die hierdurch schon beträcht - lich erwärmte Luft muss aber erst zwischen den Windungen des Schlangenrohrs hindurchgehen, ehe sie durch die Metallbleche von Neuem erhitzt werden kann. Die gesammte freigewordene Wärmemenge wird daher von dem kalten Wasser verschluckt und muss also durch die Feuerung ersetzt werden. Dieser be - trächtliche Wärmeverlust liesse sich aber grösstentheils sehr leicht7 dadurch vermeiden, dass man den Weg der Luft durch Ventile so regulirte, dass sie nur einmal, nämlich bei ihrem Hinaufsteigen, durch das Röhrensystem hindurchzugehen brauchte, bei ihrer Rück - kehr hingegen dasselbe umginge, und sogleich, also in schon er - wärmtem Zustand, die Bleche passiren müsste. Hierdurch bliebe der grösste Theil der wieder freigewordenen Wärme in Thätig - keit und der Brennmaterialverbrauch liesse sich demzufolge noch bedeutend vermindern.
Gänzlich lässt sich dieser Wärmeverlust aber hierdurch doch nicht beseitigen, da durch die höhere Temperatur der nun direct zu den Blechen geführten Luft dieser die Fähigkeit genommen ist, die oberen Theile der Bleche vollständig abzukühlen. Sie kann daher auch ihrerseits beim Zurückgehen nicht vollständig wieder von denselben abgekühlt werden, und muss den Temperaturüber - schuss, der ihr dadurch verbleibt, jetzt an die Röhren abgeben. Ferner muss die durch Leitung fortwährend in den Blechen und Cylinderwänden in die Höhe geführte Wärme von dem Kühlwasser fortwährend absorbirt und daher durch die Feuerung ersetzt werden. Wenn diese nothwendig zu ersetzende Wärmemenge auch in Ver - gleich zu derjenigen, welche eine Dampfmaschine erfordert, nur sehr unbedeutend zu nennen ist, so ist sie doch gross genug, um den Gedanken zurückzudrängen, sie durch die Maschinenkraft selbst, z. B. durch Reibung oder stetes Hineinpumpen von Luft in die unteren und Entweichenlassen derselben aus den oberen Theilen der Cylinder A und A' ersetzen zu können.
Anstatt der atmosphärischen Luft könnte man auch jede andere Gasart zum Betrieb der Maschine anwenden. Man würde dadurch noch den bedeutenden Vortheil erzielen können, die Oxydation der unteren erhitzten Theile der Cylinder A und A', im Inneren wenig - stens, gänzlich zu verhindern. Dies wäre z. B. dadurch schon ohne grosse Schwierigkeiten zu erreichen, dass man die zur ersten Füllung und zum späteren Nachpumpen bestimmte Luft aus der - jenigen schöpfte, welcher bereits durch das Brennmaterial der grösste Theil ihres Sauerstoffs entzogen ist und dieselbe noch, um sie gänzlich davon zu befreien, durch glühende Eisenbleche strömen liesse.
Dass sich bei der Ausführung einer solchen Maschine noch Schwierigkeiten aller Art einfinden werden, ist, wie bei jeder8 neuen Sache, so auch hier vorauszusehen. Auch an Widersachern aller Art wird es nicht fehlen! Mögen aber die zu besiegenden Schwierigkeiten auch Anfangs noch so gross erscheinen, die mit so reichen Hülfsmitteln begabte Technik unserer Tage hat deren schon grössere zu überwinden gewusst! Die theoretische Grund - lage der Maschine liegt zu klar vor Augen, als dass sich be - gründete Zweifel gegen ihre Richtigkeit erheben könnten, und durch die Erfahrung ist bereits glänzend erwiesen, dass kein ver - steckter Fehler in der Rechnung vorhanden sein kann, der den aus ihr gefolgerten Effect vernichten könnte. Wenn man aber bedenkt, welch ungemeinen Aufschwung Industrie und Verkehr durch eine so bedeutende Verminderung des Preises der Arbeits - kraft, wie sie hier in Aussicht steht, nehmen müssten, und welcher Gewinn der gesammten Menschheit aus einer jedenfalls sehr be - trächtlichen Verminderung des Verbrauchs an Brennmaterial er - wachsen würde, so wird man nicht umhin können, diese Erfindung für eine der bedeutsamsten unserer Zeit zu erklären, und in den Wunsch mit einzustimmen, dass man dieselbe bald, besonders aber in Deutschland, wo ihre Benutzung durch kein Privilegium beschränkt ist, mit aller Kraft ergreifen und ins Leben führen möge, um so wohlbegründete Aussichten auf einen neuen gross - artigen Fortschritt baldmöglichst zu verwirklichen!
(Dingler’s polyt. Journal Bd. 98 S. 81.)
1845.
Das Bedürfniss eines Regulators, der den Gang der Dampf - maschinen und Wasserwerke vollkommener zu regeln vermag, als es bisher möglich war, hat sich schon seit längerer Zeit fühlbar gemacht, wie die zahlreichen bekannt gewordenen Versuche, den bisher fast ausschliesslich angewendeten Centrifugal-Regulator zu verbessern oder die Regulirung auf andere Weise zu bewerk - stelligen, beweisen. Die Praxis hat sich indess bisher für die Beibehaltung des Centrifugal-Regulators entschieden, da er die neueren Constructionen sowohl an Empfindlichkeit, wie auch grösstentheils an Einfachheit und Solidität übertrifft. Da unser auf ein neues Princip begründeter Regulator sich bereits mehr - fach und mit überaus günstigem Erfolge bewährt hat, so stehen wir nicht länger an, ihn der Oeffentlichkeit zu übergeben.
Wir benutzen ebenfalls das conische oder Centrifugal-Pendel zur Regulirung, doch in ganz anderer Weise, als es beim Centri - fugal-Regulator geschieht. Bei diesem ist das Doppelpendel in seiner Drehung durchaus vom Gange der Maschine abhängig. Nimmt diese einen veränderten Gang an und wird demzufolge auch der Regulator schneller oder langsamer gedreht, so nehmen die Pendel eine dieser veränderten Drehungsgeschwindigkeit ent - sprechende, grössere oder geringere Schwunghöhe ein, und wirken durch diese veränderte Stellung moderirend auf den Gang der Maschine ein. Unser einfaches oder doppeltes conisches Pendel10 bewegt sich dagegen frei und ganz unabhängig vom Gange der Maschine in kleineren und daher mehr isochronischen Um - drehungen.
Wird also durch irgend eine Ursache das bisherige normale Verhältniss zwischen Triebkraft und Belastung der Maschine ge - ändert und beginnt dieselbe demgemäss einen schnelleren oder langsameren Gang, so muss das freischwingende Pendel, welches seinen früheren Gang beibehält, entweder zurückbleiben oder vor - eilen. Von dieser eintretenden Verschiedenheit der von Maschine und Regulator in gleichen Zeiten zurückgelegten Wege, oder vielmehr von dem Unterschiede beider, ist bei unserem Regulator die Regulirung des Ganges der ersteren abhängig gemacht. Wir glauben ihn daher füglich Differenz-Regulator, zur Unterscheidung von dem durch die Centrifugalkraft wirkenden Centrifugal-Re - gulator, nennen zu können. Unsere auf das oben erwähnte allge - meine Princip sich gründenden Regulator-Constructionen sind jedoch wesentlich verschiedene in den mechanischen Mitteln, durch welche diese Differenz der in gleichen Zeiten von Maschine und Regulator zurückgelegten Wege in eine selbstständige Be - wegung übertragen und hierdurch zur Regulirung der Triebkraft anwendbar gemacht wird. Um dies zu erreichen, muss die Drehungsgeschwindigkeit der Maschine mit der des Regulators in eine derartige mechanische Combination gebracht werden, dass die gleichen Geschwindigkeiten beider sich hinsichtlich der Er - zeugung einer dritten Bewegung vollständig aufheben und die letztere, wenn sie eintritt, nur abhängig von der Bewegungs - differenz der ersteren ist.
Wir erzielen dies im Allgemeinen auf drei verschiedene Weisen und zwar:
Die Maschine dreht eine Schraube a (Fig. 2), die sich in ihren Lagern beliebig verschieben lässt. Durch den Regulator wird die zugehörige Mutter b in gleichem Sinne und mit un - veränderlicher Geschwindigkeit gedreht. Wenn der Gang der Maschine mit dem des Regulators vollkommen übereinstimmt, werden Schraube und Mutter in gleichen Zeiten gleich oft um - gedreht. Eine Verschiebung der Schraube in ihren Lagern kann daher auch nicht stattfinden. Dieselbe wird aber sogleich ein - treten, wenn die Maschine einen veränderten Gang beginnt und in Folge dessen eine Drehung der Schraube in der Mutter in dem einen oder anderen Sinne stattfindet und so lange fortdauern, bis durch die von der Verschiebung der Schraubenwelle abhängig gemachte Vermehrung oder Verminderung der Triebkraft die Verschiedenheit des Ganges der Maschine wieder vollständig be - seitigt ist. Da jetzt Schraube und Mutter wieder gleichmässig gedreht werden, so bleiben sie in der Stellung zu einander, die sie in dem Augenblicke inne hatten, wo dies eintrat und zwar so lange, bis eine neue Störung im Gange der Maschine eintritt.
Um die bedeutende Reibung, die sich der Drehung der Schraube in der Mutter widersetzt, und gleichzeitig einen beson - deren Mechanismus zu vermeiden, der erforderlich wäre, um das Pendel in Bewegung zu erhalten, ersetzen wir die Mutter durch eine schraubenförmig gewundene Doppelbahn, und die Schraube durch eine senkrechte, in der Mitte der ersteren befindliche Welle mit horizontalen Armen, an denen zwei Frictionsräder sitzen, welche auf den erwähnten spiralförmig gewundenen Bahnen auf und nieder rollen. In Fig. 3 ist ein solcher Regulator dargestellt.
Durch die conischen Räder a und b werden mittelst einer Hülse die beiden Spiralen c und c 'gedreht. Dies geschieht durch die Maschine entweder vermittelst einer Schnurscheibe e oder einer Radverbindung. Auf den beiden Spiralen laufen die12 beiden Frictionsräder f, die an den Enden der gemeinsamen Welle g sitzen. Diese ist mit dem der Länge nach durchbohrten Cylinder h verbunden, welcher sich also hebt oder senkt, wenn
die Frictionsräder hinauf - oder herabrollen. Im Inneren des Hohlcylinders befindet sich die durch das Pendelgedrehte Welle i. Dieselbe ist mit zwei Zapfen k versehen, die in zwei gegenüber - stehende Nuthen im Inneren des Hohlcylinders eingreifen. Durch kleine Frictionsrollen, mit denen diese Zapfen versehen sind, wird die der Auf - und Niederbewe - gung des Hohlcylinders sich widersetzende Reibung möglichst vermindert. Hierdurch ist der Hohlcylinder in seiner Drehung abhängig von der Welle i und mithin vom Pendel geworden. Die Verbindung der beiden letz - teren ist dadurch hergestellt, dass das conische, in einem Kugelgelenk l aufgehängte Pen - del m über den Aufhängepunkt hinaus verlängert ist. Die Spitze dieser Verlängerung n der Pen - delstange beschreibt daher einen Kreis, wenn das Pendel in Be - wegung ist. Sie greift in eine kreisförmig nach unten ge - krümmte Nuth des am unteren Ende der Welle i befestigten Metallstückes o. Die Welle i ist dadurch in ihrer Drehung von der des Pendels abhängig ge - worden, ohne dass diesem die Freiheit genommen ist, in grösseren oder kleineren Kreisen zu schwingen.
13Die Wechselwirkung des gesammten Mechanismus wird nun leicht verständlich sein. Durch das Gewicht des Hohlcylinders h werden die Frictionsräder niedergedrückt und erhalten dadurch das Bestreben, die Bahnen hinabzurollen. Da dies aber nur in dem Masse geschehen kann, wie das Pendel sich dreht, so er - hält diese gleichmässige, nöthigenfalls durch Gewichte p zu ver - stärkende Kraft dasselbe in gleichmässiger Schwingung. Wenn die Maschine still stände und das Pendel allein in Bewegung gesetzt würde, so würden die Frictionsräder die ganze Länge der Spiralen hinabgerollt sein, wenn das Pendel ⅖ Umdrehungen gemacht hätte. Träte nun plötzlich das umgekehrte Verhältniss ein, d. h. stände das Pendel still und ginge die Maschine mit der normalen Geschwindigkeit, so würden die Frictionsräder in derselben Zeit wieder hinaufrollen. Bewegen sich daher Maschine und Pendel gleichzeitig und in demselben Verhältnisse, so werden die Räder durch die erstere gerade um so viel gehoben, wie ihnen das letztere in demselben Zeitabschnitt zu fallen gestattet. Sie müssen daher da stehen bleiben, wo sie sich gerade befanden, als die Bewegung beider gleichförmig wurde. Begönne indess die Maschine z. B. jetzt aus irgend einer Ursache einen schnelleren Gang, so würden auch die Spiralen in demselben Verhältniss schneller gedreht. Die Frictionsräder mussten daher eine auf - steigende Bewegung beginnen. Wird nun durch die hiermit ver - bundene Aufwärtsbewegung des Hohlcylinders h die Triebkraft vermindert, z. B. die Dampfklappe geschlossen, so dauert diese Bewegung so lange fort, bis das Gleichgewicht zwischen Trieb - kraft und Belastung wieder vollkommen hergestellt ist und die Maschine wieder den normalen Gang angenommen hat.
Damit beim Anlassen der Maschine und bei ausserordent - lichen Störungen im Gange derselben keine gewaltsame Ein - wirkung auf das Pendel stattfinden kann, wenn die Frictionsräder am oberen oder unteren Ende ihrer Bahn angekommen sind, so ist die Einrichtung getroffen, dass die an den Zapfen der Welle i sitzenden Frictionsrollen dann aus den Nuthen im Inneren des Hohlcylinders heraustreten. Dadurch wird die Verbindung zwischen diesem und der Welle i gelöst und beide können sich nun unabhängig von einander umdrehen. Ist die abnorme Be - wegungsgeschwindigkeit der Maschine durch die mit dieser14 Stellung der Frictionsräder verbundene gänzliche Schliessung oder Oeffnung der Dampfklappe beseitigt, so treten die Frictions - rollen in das nächste Paar der im Hohlcylinder befindlichen Nuthen zurück. Dies wird durch das eigene Gewicht des letzteren bewirkt, wenn er seinen höchsten, durch eine Feder q dagegen, wenn er seinen tiefsten Standpunkt einnahm. Damit man nicht nöthig hat, das Pendel beim Anlassen der Maschine mit der Hand in Schwingung zu bringen, ist die Nuth im Metallstück o nur so lang gemacht, dass das Pendel, wenn es in Ruhe ist, noch um einige Grade von der Normale abweicht. Die Schwunghöhe des Pendels lässt sich durch die Gewichte p beliebig feststellen, da mit ihr auch der Reibungs - und Luftwiderstand wächst, die das Pendel bewegende Kraft aber ungeändert bleibt. Die Schwung - höhe muss daher auch immer auf ihr normales Maass zurück - kehren, wenn sie dadurch etwas vermehrt oder vermindert ist, dass vom Regulator eine vorübergehende Kraftäusserung gefordert wurde.
Die in ihren Lagern c und d verschiebbare Schraube a wird mittelst einer Schnur oder Radverbindung durch die Maschine gedreht. Sie greift in das kleine Zahnrad b, welches vom Pendel gedreht wird. Das letztere kann entweder ein einfaches Pendel, wie in Fig. 3, oder ein doppeltes, wie hier angenommen ist, sein. Bei normalem Gange der Maschine muss die Schraube so schnell gedreht werden, dass sie das Rad b, wenn es lose wäre, in der - selben Zeit einmal umdrehen würde, in welcher das Pendel einen Umschwung macht. Sie wird sich dann, wenn b mit dem Pendel verbunden ist, eben so schnell an dem Rade nach c hinschrauben, als dasselbe sie nach d hinschieben würde, wenn sie sich nicht drehte. Sie muss daher bei diesem normalen Gange der Maschine ihre Stellung unverändert beibehalten. Ein Gewicht e sucht sie stets nach d hinzuschieben. Denn widersetzt sich der Eingriff in die Zähne des Rades b, durch welches diese Kraft auf das Pendel übertragen und dieses dadurch in Bewegung erhalten wird, ändert die Maschine ihren normalen Gang und wird die Schraube mithin schneller oder langsamer gedreht, so muss sie sich so15 lange in dem einen oder anderen Sinne fortschieben, bis durch die dadurch veränderte Stellung der Dampfklappe p p jede Be - wegungsverschiedenheit wieder aufgehoben und der Gang der Maschine also wieder vollständig regulirt ist.
Da bei einem Doppelpendel keine merkbar grössere Kraft erforderlich ist, um es in grösseren Schwingungen zu erhalten, so ist, um die Grösse derselben möglichst constant zu machen, eine Vorrichtung erforderlich, durch welche ein mit der Schwung - höhe wachsender Widerstand gegen die Drehung erzeugt wird. Dies wird hier dadurch erreicht, dass der vom Pendel gedrehte,16 mit Leder bekleidete Kegel f durch eine mit der Schwunghöhe wachsende Kraft in den feststehenden Hohlkegel g gedrückt wird. Der erstere ist auf der Pendelwelle verschiebbar und sein Druck gegen den Hohlkegel und mithin auch der Reibungswiderstand von der Zusammendrückung der Feder i durch das Metallstück k abhängig. Der Reibungswiderstand wächst daher mit der Schwunghöhe.
Wird ein Rad durch die Maschine, ein anderes durch den Regulator im entgegengesetzten Sinne und mit derselben Peri - pheriegeschwindigkeit gedreht, so wird ein drittes, mit beiden im Eingriff stehendes, von ihnen gleichmässig um seine Axse gedreht, ohne dass ihm ein Bestreben ertheilt wird, im Sinne der Bewegung des einen der Räder sich fortzuschieben. So wie aber eine Bewegungsverschiedenheit eintritt, muss auch das Verbindungsrad seine Stelle verlassen und im Sinne der Be - wegung des schneller gedrehten Rades mit fortrollen. Dies lässt sich erreichen:
Auf der Hauptwelle der Maschine oder einer anderen durch sie gedrehten Welle a (Fig. 5) ist das Zahnrad b befestigt. Das lose auf derselben Welle sitzende, nach Innen gezahnte17 Rad c wird vom Regulator gedreht. Im Eingriff mit beiden ist das Getriebe d, dessen Axe mit der ebenfalls lose auf der Welle sitzenden Hülse e in Verbindung gesetzt ist. Diese Hülse ist mit dem Hebel f versehen, durch den die Dampfklappe etc. etc. bewegt wird. Wenn nun die Räder b und c mit gleicher Peri - pheriegeschwindigkeit im entgegengesetzten Sinne gedreht werden, so muss das Getriebe und mit ihm die Hülse und der Hebel f seine Stellung unverändert beibehalten. Aendert sich aber der Gang der Maschine, so muss auch das Getriebe im Sinne des schneller bewegten Rades mit fortrollen. Dadurch wird die Hülse e so lange gedreht, bis durch die hiermit verbundene Be - wegung des Hebels f das gestörte Gleichgewicht zwischen Trieb - kraft und Belastung wieder vollkommen hergestellt ist. Das Ge - wicht g sucht die Hülse e stets im Sinne des durch das Pendel gedrehten Rades zu drehen. Durch die Zähne des Getriebes wird diese Kraft auf die Räder b und c übertragen und hierdurch das Pendel in Bewegung erhalten. Damit beim Angange und An - halten der Maschine keine gewaltsame Einwirkung auf das Doppel - pendel, welches hier mit einer der oben beschriebenen ähnlichen Reibungsvorrichtung versehen ist, stattfinden kann, ist das conische Rad h durch Friction mit der Pendelwelle verbunden.
Zwei auf derselben Welle einander gegenüberstehende Räder a und b (Fig. 6) werden, das erstere von der Maschine, das andere vom Pendel, in entgegengesetzter Richtung und mit gleicher Ge - schwindigkeit gedreht. In beide greift das conische Rad c, welches mit der losen Hülse d und dem daran sitzenden Hebel e ver - bunden ist. Durch ein irgend wie angebrachtes Gewicht wird der Hebel e stets zurückgezogen und dadurch das Pendel in Bewegung erhalten.
Bei der hier gewählten Anordnung wird die Pendelwelle f mit dem conischen Rade a auf gewöhnliche Weise durch die Maschine gedreht. Das Doppelpendel hängt an der Hülse g, an welcher auch das conische Rad b befestigt ist. Das Pendel dreht sich daher im entgegengesetzten Sinne wie die Pendelwelle. Um dem Pendel eine möglichst constante Schwunghöhe zu sichern, ist auch hier ein veränderlicher Reibungswiderstand gebildet. 218
Die Scheibe h wird durch eine Feder m niedergedrückt. Sie wird durch Nuth und Feder von der Pendelwelle gedreht und liegt auf dem Ringe i, welcher durch das conische Rad b im entgegen - gesetzten Sinne gedreht wird. Dies geschieht durch zwei Lappen k, welche vom Ringe aus und durch das conische Rad hindurchgehen. Gegen diese Lappen drücken zwei mit den Pendelstangen ver - bundene Nasen l. Machen die Pendel grössere Schwin - gungen, so werden der Ring i und die auf ihm liegende Scheibe gehoben und hier - durch die Feder m mehr zu - zusammengedrückt. Scheibe und Ring werden jetzt durch diese mit weit grösserer Kraft gegen einander gepresst und die Reibung in demselben Verhältniss vermehrt.
Da alle beschriebenen Mo - dificationen unseres Regula - tors auf demselben Princip, nämlich dem der Differenz - bewegung beruhen, so leisten auch alle dasselbe, wenn nur jeder todte Gang möglichst vermieden und die Schwere und Länge des Pendels der zur Regulirung des Ganges der Maschine nöthigen Kraft entsprechend gemacht wird. 19Die Abmessungen des Pendels müssen sich ferner nach der Empfindlichkeit des Regulators richten. — Je kürzer die Zeit ist, in welcher er seine Wirkung vollendet, also je grösser seine Empfindlichkeit ist, desto leichter und kürzer kann das Pendel gemacht werden. Doch wird die Steigerung der Empfind - lichkeit begrenzt durch den unvermeidlichen todten Gang im Re - gulator und die der Maschine eigenthümlichen Unregelmässigkeiten der Bewegung, die keinen zu grossen Einfluss auf das Spiel des - selben äussern dürfen. Je gleichförmiger sich also die Maschine bewegt und je geringer der todte Gang im Regulator ist, desto empfindlicher und leichter kann er construirt werden. Bei guten Maschinen mit hinlänglich schwerem Schwungrade erscheint eine derartige Construction am vortheilhaftesten, dass ein 1 / 15 bis selbst 1 / 30 Umgang der Maschine die volle Schliessung der Dampfklappe bewirkt, wenn sie vorher ganz offen war, und das Pendel in Ruhe ist. Unter ungünstigeren Umständen muss auch die Empfind - lichkeit des Regulators bedeutend geringer gemacht werden, doch darf man auch hierin eine gewisse Grenze nicht überschreiten, weil sonst nothwendig periodische Schwankungen im Gange der Maschine eintreten müssen.
Durch den Centrifugal-Regulator wird eine Beschleunigung des Ganges der Maschine um 1 / 20 Umdrehung noch gar nicht einmal angezeigt, weil die Centrifugalkraft der Kugeln durch diese geringe Vermehrung der Drehungsgeschwindigkeit noch nicht um soviel gewachsen ist, dass sie die dem Auseinander - fliegen derselben sich widersetzenden Reibungswiderstände zu überwinden vermag. Der Differenz-Regulator hat daher seine volle Wirkung schon gethan und den Gang der Maschine voll - ständig wieder regulirt, ehe der Centrifugal-Regulator auch nur den Anfang damit macht. Die Erfahrung bestätigte dies voll - ständig bei einer Maschine, die gleichzeitig mit einem Differenz - und einem Centrifugal-Regulator versehen war (Fig. 7). Der letztere kam dabei nie, auch bei den grösstmöglichen Belastungs-Ver - änderungen aus seiner Ruhe. Zwischen der Leistung beider Regulatoren findet aber noch der bedeutende Unterschied statt, dass ein Centrifugal-Regulator die entstehende Bewegungs-Ver - schiedenheit der Maschine nur vermindern, nicht aber vollständig aufheben kann, der Differenz-Regulator dagegen sie zwingt, voll -2*20ständig den vorgeschriebenen Gang wieder anzunehmen. Da dies gleich in den ersten Momenten der eintretenden Geschwindig - keits-Veränderung geschieht, so wird auch die nothwendig ein -
tretende Uebergangsschwan - kung im Gange der Maschine unmerkbar gering und die Rückschwankung, die der Theorie nach auch beim Dif - ferenz ‒ Regulator eintreten muss, so klein, dass sie auch an ihm selbst nicht mehr wahrnehmbar ist, indem sie noch innerhalb der Grenzen des unvermeidlichen todten Ganges liegt.
Durch unseren Regulator kann man ferner auch be - deutende Widerstände über - winden, wenn dies nur mög - lichst schnell geschieht und das einfache oder Doppel - pendel lang und schwer ge - nug ist. Er eignet sich daher auch zur Regulirung des Ganges der Wasserwerke und selbst Windmühlen.
Wir wenden in der Regel in den Fällen, wo eine einiger - massen beträchtliche Kraft erforderlich ist, wie z. B. wenn die Regulirung der Dampfmaschine durch Ver - änderung der Expansionszeit der Dämpfe bewirkt werden soll, ein Doppelpendel mit veränderlicher Friction, in denen aber, wo die Kraft nur sehr gering, also z. B. nur eine leicht drehbare Dampfklappe zu be - wegen ist, ein einfaches, in einem Kugelgelenk schwingendes21 Pendel an. Bei diesem findet, wie die Erfahrung uns gelehrt hat, durchaus keine in Betracht kommende Abnutzung im Kugel - gelenk statt, wenn es nur hinlänglich vor Staub geschützt ist. Bei einem Regulator, der ein halbes Jahr lang in stetem Gange war, hatte sich die Messingkugel noch nicht einmal vollständig in ihrem gusseisernen Lager eingeschliffen, sondern nur an einigen Stellen polirt. Beim Doppelpendel muss die dem Auseinander - fliegen der Kugeln sich widersetzende Reibung möglichst ver - mindert werden, weil andernfalls der mittlere Gang der Maschine nicht absolut constant bleibt. — Die Frage, welche der ver - schiedenen Variationen dieses Regulators die zweckmässigste ist, kann wohl nicht allgemein beantwortet werden. Dem Maschinen - bauer wird gerade diese grosse Mannigfaltigkeit in seiner Form erwünscht sein, da sie ihm gestattet, bei der Construction der Maschine frei über den vorhandenen Raum zu verfügen und den Regulator dahin zu bringen, wo er am bequemsten Platz findet.
(Poggendorff’s Annalen der Physik und Chemie Bd. 66 S. 435.)
1845.
Es hat sich neuerdings ein Prioritätsstreit über die Idee, die Bewegungsgeschwindigkeit der Projectile mittelst des gal - vanischen Stromes zu messen, erhoben. Aus den dort gemachten Zeitangaben ergibt sich jedoch, dass in der preussischen Artillerie schon viel früher ein derartiger Plan aufgestellt und in’s Leben gerufen wurde. Da der zu diesem Behufe gefertigte und noch jetzt im Gebrauch befindliche Apparat noch in keiner wissen - schaftlichen Zeitschrift beschrieben, wenn auch seiner Zeit in einigen Tagesblättern ausführlich besprochen ist, so werde ich einige Worte über den Ursprung und die erste Ausführung der Idee, die Bewegungsgeschwindigkeit der Geschosse mit Hülfe des galvanischen Stromes, und namentlich des Elektromagnetismus, zu messen, vorausschicken. Die Richtigkeit dieser Angaben würde sich sowohl durch die Acten der betreffenden Behörde, wie durch die einigen fremden Gesandten, namentlich den fran - zösischen und russischen, auf ihr Ansuchen gemachten officiellen Mittheilungen über diesen Gegenstand erweisen lassen.
Der grosse Werth, welchen die genaue Bestimmung der Anfangsgeschwindigkeit der Geschosse für die Artillerie hat, und die grossen Mängel, welche den bisher zu diesem Behufe be - nutzten Instrumenten und namentlich dem ballistischen Pendel anhaften, veranlassten die Artillerie-Prüfungs-Commission zu Berlin zur Betretung eines ganz verschiedenen Weges, nämlich der directen Messung der Flugzeit des Projectils mittelst eines24 elektromagnetischen Apparats. Schon im Jahre 1838 war dieser Plan von der genannten Commission vollständig ausgearbeitet. Er bestand darin, dass eine Uhr erbaut werden sollte, welche sich zur Angabe sehr kleiner Zeittheile eignete und durch mag - netische Kraft engagirt und arretirt werden könnte. Der hiesige Uhrmacher Hr. Leonhard ward mit dem Bau derselben beauftragt und begann ihn im Februar 1839. Die grossen technischen Schwierigkeiten, welche sich der Anfertigung einer solchen, die Ablesung von 1 / 1000 Secunden gestattenden Instrumentes entgegen - setzten, machten bedeutende Modificationen des ursprünglichen Planes und viele zeitraubende Versuche erforderlich. Dem Eifer und der grossen Geschicklichkeit des Hrn. Leonhard gelang es indess, dies Werk endlich zur völligen Zufriedenheit und so her - zustellen, wie es noch jetzt bei den Versuchen der Artillerie - Prüfungs-Commission in Gebrauch ist. Im Wesentlichen besteht es aus einem conischen Pendel, welches durch ein Uhrwerk in kreisförmiger Schwingung erhalten wird. — Ein Beobachtungs - zeiger kann durch Bewegung eines Hebels mit diesem in stetem und gleichförmigem Gange befindlichen Uhrwerk verbunden und ebenso wieder von ihm getrennt und festgestellt werden.
Diese Engagirung und Arretirung des Beobachtungszeigers suchte man bei den im Jahre 1842 mit dieser Uhr angestellten Versuchen dadurch zu bewerkstelligen, dass die Kugel beim Hin - austreten aus der Mündung des Geschützes einen elektrischen Strom herstellte, durch welchen der Magnetismus eines Elektro - magneten erregt und der Anker angezogen wurde. Durch die Bewegung des Ankers wurde der Beobachtungszeiger mit dem im Gange befindlichen Uhrwerk verbunden und daher in Be - wegung gesetzt. — Wenn die Kugel am Ziele anlangte, so wieder - holte sich dasselbe Spiel mit einem zweiten Elektromagneten, wodurch der Zeiger wieder vom Uhrwerk getrennt und festge - stellt wurde.
Man gewann indess bald die Ueberzeugung, dass die auf diesem Wege erzielten Zeitangaben nie den Grad von Genauig - keit erreichen würden, welchen die Construction der Uhr ge - stattete. Der Grund lag einmal darin, dass die Kugel nicht direct die galvanische Kette herstellen konnte, und zu diesem Ende mechanische Zwischenglieder eingeschaltet werden mussten,25 welche nothwendig Fehlerquellen mit sich führten, und zweitens darin, dass die Erregung des Magnetismus nicht momentan mit der des Stromes erfolgt, und dass seine Intensität von der Stärke desselben abhängt und daher nie vollkommen constant ist. Die Bewegung des Ankers wird daher auch nicht immer in dem - selben Zeitabschnitt nach der Erregung des Stromes beginnen, und ausserdem die zur Durchlaufung seines Weges erforderliche Zeit verschieden sein.
Dies veranlasste mich schon damals zu dem Vorschlage zur Engagirung und Arretirung des Beobachtungszeigers anstatt des Elektromagnetismus den elektrischen Funken zu benutzen. Dies liess sich auf verschiedene Weise ausführen. Die Federn, durch deren Freiwerden der Zeiger engagirt und arretirt wurde, konnten durch äusserst fein gezogene Platindrähte gespannt werden, welche durch hindurchschlagende Funken nach einander geschmolzen wurden; oder dies konnte durch Seidenfäden ge - schehen, welche durch einen permanenten Strom von Wasserstoff oder einen mit Knallgas gefüllten Raum hindurch gingen und durch die Entzündung des Gases durch den elektrischen Funken verbrannt wurden. Auch konnten die die Engagirung und Arre - tirung des Zeigers bewirkenden Hebel durch die mechanische Wirkung der Explosion des Knallgases direct in Bewegung ge - setzt werden.
Die Artillerie-Prüfungs-Commission ging jedoch auf meinen Vorschlag nicht ein, weil ihr die Isolirung langer Leitungsdrähte, besonders bei nicht ganz günstiger Witterung, zu schwierig schien. Sie adoptirte dagegen die von Himly in Göttingen zuerst vor - geschlagene und von mir gleichzeitig mit meinem Plane zu ihrer Kenntniss gebrachte Unterbrechung des galvanischen Stromes durch die Kugel unmittelbar, jedoch benutzte sie dieselbe in ganz anderer Weise, wie Himly es vorschlug. Dieser wollte nämlich durch die Unterbrechung der Hauptleitung einer starken galvanischen Kette den ganzen activen Strom einer Nebenleitung zuwenden, dadurch einen feinen in dieselbe eingeschalteten Platin - draht schmelzen und hierdurch den Beobachtungszeiger engagiren. Die Commission behielt dagegen den Elektromagnetismus bei, jedoch unter der wesentlichen Modification, dass die Engagirung und Arretirung des Beobachtungszeigers nicht mehr wie früher26 durch die Herstellung eines Stromes, sondern durch die Unter - brechung desselben und das damit verbundene Abfallen der Anker der Elektromagneten geschehen sollte.
Die mit der so ausgerüsteten Uhr namentlich im Sommer 1844 angestellten Beobachtungen gaben im Allgemeinen befrie - digende Resultate, da der variable Fehler selten einige Tausend - stel-Secunden überstieg. Vollkommen fehlerfreie Resultate werden sich jedoch auch auf diesem Wege nicht erzielen lassen, weil die magnetische Kraft nicht plötzlich mit der Unterbrechung des Stromes aufhört, oder auch nur bedeutend vermindert wird. Es kann dies nur in einer mehr oder weniger steilen Curve ge - schehen. Wenn daher auch ein Anker, der die Grenze der Trag - kraft des Magneten beinahe erreicht, scheinbar momentan mit der Unterbrechung des Stromes abfällt, so muss doch immer eine von der Stärke des Stromes, so wie auch von der Dauer seiner Einwirkung auf den geschlossenen Magneten abhängige Zeit verfliessen, bis dies eintritt. Ja selbst, wenn die Schwere des Ankers die Tragkraft vollständig erreichte, könnte er doch nicht momentan abfallen, weil im Augenblicke der Unterbrechung der Strom und mithin auch die Anziehungskraft des Magnetes durch die inducirende Wirkung der Drahtwindungen auf ein - ander noch ansehnlich vermehrt wird.
Wheatstone und Breguet wenden bei ihren neuerdings be - kannt gemachten Apparaten als Zeitmesser anstatt einer Uhr einen rotirenden Cylinder an. Sie lassen die Anker der Elektro - magnete direct auf denselben hinabfallen und erhalten dadurch Marken auf seiner Oberfläche, deren lothrechter Abstand von einander ihnen das Maass der zwischen der Unterbrechung der beiden Ströme verflossenen Zeit gibt.
Es ist einleuchtend, dass ein Cylinder sich durch Verbindung mit einem conischen Pendel in weit gleichmässigere und schnellere Rotation versetzen lässt, als ein Beobachtungszeiger, der plötz - lich in Bewegung gesetzt und dennoch sehr leicht und zart con - struirt werden muss, damit seine Masse keine merkbaren Stö - rungen verursacht. Durch das directe Hinabfallen der Anker auf den Cylinder ist ferner abermals ein mechanisches Zwischen - mittel zwischen dem Geschosse und dem Zeitangeber beseitigt, also auch eine Fehlerquelle weniger vorhanden. Indess sind da -27 gegen andere Uebelstände mit diesen Apparaten verknüpft, die ihre Vorzüge vor dem hier angewendeten mindestens sehr fraglich machen. Es können nämlich bei jenen nur sehr leichte Anker angewendet werden, die sowohl hinsichtlich der Zeit ihres Ab - fallens, wie auch während des Falles selbst, störenden Einflüssen weit mehr ausgesetzt sind, wie schwere. Doch auch möglichst leichte Anker werden im Augenblicke des Stosses auf den Cy - linder eine beträchtliche Reibung erzeugen, welche störend auf die gleichförmige Bewegung desselben einwirkt. Der Cylinder selbst muss sehr lang und verhältnissmässig schwer werden, und seine Axen eine entsprechende, der gleichförmigen und schnellen Rotation nachtheilige Dicke erhalten. Eine weit grössere Fehler - quelle liegt aber noch in der Verschiebung des Cylinders oder der Magnete während der Messung. Denn da dieselbe erst kurz vorher beginnen kann, so muss die jetzt eintretende Bewegung einer beträchtlichen Masse, die nur auf Kosten der Drehungs - geschwindigkeit des Cylinders entstehen kann, nothwendig be - deutende Störungen in der Gleichmässigkeit der letzteren herbei - führen, die noch durch die beträchtliche Reibung in den Schrauben - gewinden vergrössert werden. Die Resultate der Messungen mittelst eines solchen Instruments können daher auch nur sehr unsicher sein.
Wenn indess auch die Anwendung eines rotirenden Cylinders in Verbindung mit Elektromagneten mit grossen Uebelständen verknüpft ist, so würde doch ein solcher, wenn er sehr kurz und leicht gefertigt werden und ganz frei rotiren könnte, einen sehr vollkommenen Zeitangeber bilden.
Dies bewog mich, meinen früheren Plan, den elektrischen Funken zur Geschwindigkeitsmessung zu benutzen, wieder auf - zunehmen und die Uhr durch einen rotirenden Cylinder zu er - setzen. Mein Bestreben war dabei, jedes mechanische Zwischen - element zwischen der Kugel und dem Zeitangeber zu beseitigen, den Funken sich also direct auf dem Cylinder markiren zu lassen. Eine Reihe von Versuchen, die ich mit verschiedenen Metallen und Ueberzügen anstellte, um eine scharf begrenzte und leicht erkennbare Marke durch einen überspringenden Funken zu erhalten, liess mich einen polirten Stahlcylinder ohne jeden Ueberzug als das Angemessenste erkennen. Jeder, wenn auch28 noch so schwache Funke macht auf polirtem Stahl einen scharf begrenzten und deutlich sichtbaren Punkt. Er ist anfangs schwärzlich gefärbt von abgelagertem Eisenoxyd, tritt aber, wenn dies durch Abwischen entfernt ist, viel deutlicher, als heller unter dem Mikroskop sichtbar vertiefter Fleck hervor.
Die Construction des hierauf begründeten elektrischen Chro - noskops ist nun folgende:
Ein sorgfältig gearbeiteter und getheilter Stahlcylinder, dessen Schwerpunkt im Quecksilberbade genau centrirt ist, wird durch ein Getriebe mit einem conischen Pendel in Verbindung gesetzt und durch dasselbe in schneller und gleichmässiger Rotation erhalten. Seiner Peripherie möglichst nahe ist eine isolirte Metallspitze angebracht, welche mit der inneren Belegung einer geladenen Leydner Flasche communicirt. Von dem ebenfalls isolirten Cylinder und der äusseren Belegung der Flasche aus - gehend führen zwei Metalldrähte in einem die Schlagweite des Funkens übersteigenden Abstande vor der Mündung des Ge - schützes vorbei und sind hinter derselben befestigt. Wenn die Kugel aus der Mündung des Geschützes tritt, so trifft sie die beiden Drähte und stellt in diesem Augenblicke die leitende Verbindung des Cylinders mit der äusseren Belegung der Flasche durch ihre eigene metallische Masse her. Der jetzt überspringende Funke markirt sich auf der Oberfläche des rotirenden Cylinders. Einige Fuss von der Mündung des Geschützes entfernt ist ein zweites Drahtpaar eben so wie das erste angebracht, von denen der eine ebenfalls mit dem Cylinder, und der zweite mit der äusseren Belegung einer zweiten Flasche communicirt, deren innere Belegung wie die der ersteren mit der Spitze verbunden ist. Der zweite Funke muss daher auf den Cylinder überspringen, wenn die Kugel den Abstand der beiden Drahtpaare von ein - ander durchlaufen hat und das zweite Paar trifft; der Abstand der Punkte von einander ist dann das Maass der dazu ver - brauchten Zeit.
Gesetzt nun, der Cylinder wäre in Tausend Theile getheilt und rotirte 10 mal in der Secunde um seine Axe, so würde einem Abstande der Punkte von 1 Theilstrich eine Zeit von 0,0001 Se - cunden entsprechen. Mit Hülfe eines Nonius lassen sich aber noch 10 Unterabtheilungen bequem ablesen, wenn die Funken29 schwach gehalten sind, wodurch die Genauigkeit der Messung sich auf 0,00001 Secunden steigert. Ein Fehler in der Zeitangabe ist dabei kaum möglich, und könnte nur in einer Unregelmässig - keit der Drehung des Cylinders seinen Grund haben. Durch eine grosse Drehungsgeschwindigkeit wird aber der nachtheilige Einfluss etwaiger Fehler des Räderwerks, die sich bei langsamer Bewegung vollständig auf die Drehung des Cylinders übertragen würden, compensirt. Da sich bei dieser Schärfe der Zeitangabe noch eine Bewegung des Geschosses um 1 / 100 Fuss auf dem Cy - linder ablesen lässt, so würde es unnöthig sein, die Flugzeiten während eines grösseren Theils der Gesammtbahn desselben zu messen, als es bei Anwendung des Elektromagnets, des be - trächtlichen variabelen Fehlers wegen, erforderlich ist. Man ge - winnt dadurch in mehrfacher Beziehung. Einmal kann die An - fangsgeschwindigkeit direct gemessen werden, da die Abnahme der Bewegungsgeschwindigkeit des Geschosses in den ersten 5 bis 10 Fuss noch kaum merkbar sein wird. Ferner kann man ohne Schwierigkeiten zwei kurze hinter einander folgende Stücke der Flugbahn gleichzeitig messen, um dadurch eine Controle der Zeitangabe zu erhalten. Man braucht zu diesem Ende nur ein drittes Drahtpaar, welches mit einer dritten, eben so wie die beiden anderen mit der Spitze verbundenen Flasche communicirt, in der Schusslinie zu placiren. Endlich erreicht man dadurch noch den Vortheil, dass die zu messenden Zeiten stets geringer sind, als die zu einer halben Umdrehung des Cylinders erfor - derliche. Es ist desswegen auch nicht nöthig, eine Verschiebung der Spitze oder gar des Cylinders stattfinden zu lassen, um die Umdrehungen zählen zu können und zu wissen, welches der erste Punkt ist. Ferner ist es auch unnöthig, dem Cylinder eine beträchtliche Länge zu geben, und nach jedem Schusse denselben anzuhalten, um das Resultat abzulesen. Die Spitze braucht nur nach jedem Schusse in der Richtung der Axe des Cylinders etwas verschoben zu werden. Hierdurch werden die Punkte in einen neuen Kreis gebracht und können von den früheren leicht unterschieden werden. Die Fähigkeit, kleine Zeitintervalle mit Genauigkeit zu messen, macht dies Instrument noch zu einer anderen Versuchsreihe anwendbar, welche für die Theorie der Schusswaffen von grosser Bedeutung werden wird. Es ist dies30 das Messen der Geschwindigkeit des Geschosses in den ver - schiedenen Abschnitten seiner Bahn im Geschütze selbst. Man braucht zu diesem Ende nur in verschiedenen Abständen Löcher in’s Geschütz zu bohren und isolirte Leitungsdrähte hindurch zu führen, die mit den äusseren Verlegungen der Flaschen communi - ciren, während das Geschütz mit dem Cylinder in leitende Ver - bindung gebracht ist.
Bei allen diesen Messungen kann das Instrument in einem Zimmer dicht bei dem Geschütze, und dieses selbst mit den Leitungsdrähten ebenfalls in einem bedeckten Raume stehen.
Die Isolirung der Drähte würde daher bei einigermaassen günstiger Witterung, die man ja immer zu derartigen wissen - schaftlichen Untersuchungen abwarten kann, keine Schwierigkeit haben. Eben so würde bei den vorgeschlagenen geringen Ent - fernungen das Treffen der einzelnen Drahtpaare gefährdet sein. Um Letzteres auch auf grössere Entfernungen zu sichern, kann man auch einen Rahmen, in welchem parallele Drähte ausgespannt sind, anstatt eines einzelnen Drahtpaares in die Schusslinie bringen. Die Drähte werden abwechselnd mit einander verbunden, so dass z. B. der 1ste, 3te, 5te etc. mit dem Cylinder, der 2te, 4te, 6te etc. mit der äusseren Belegung der Flasche communicirt. Die Kugel muss dann stets mit zwei nach einander folgenden Drähten gleichzeitig in Contact kommen und dadurch das Ueberspringen des Funkens veranlassen.
Zur Messung der Zeiten, welche das Geschoss zur Durch - laufung sehr grosser Theile seiner Gesammtbahn gebraucht, würde das Instrument in der beschriebenen Form indess kaum anwend - bar sein, da die Isolirung so langer Drähte immer mit grossen Schwierigkeiten verknüpft sein würde. Zu diesem Behufe würde es vortheilhafter sein, sich des Inductionsfunkens anstatt des Funkens der Flasche zu bedienen. Dies liesse sich auf folgende Weise bewerkstelligen:
Ein aus isolirten Drähten bestehender Eisenkern wird mit zwei besponnenen Drähten umwunden, von denen der eine, dickere der Schliessungsdraht einer starken galvanischen Kette ist und vor der Mündung des Geschützes vorbeiführt. Die Enden des zweiten dünnen und längeren Drahtes werden mit dem rotirenden Cylinder und der Spitze, die dem Cylinder so nahe wie möglich31 gebracht wird, verbunden. Bei der Unterbrechung der Kette durch die Kugel springt dann ein Funke auf den Cylinder über, der sich ebenfalls, wenn auch bedeutend schwächer und undeut - licher, auf dem Cylinder markirt. Dasselbe wiederholt sich mit einer anderen Inductionsrolle, wenn die Kugel, am Ziele angelangt, den Schliessungsdraht einer zweiten Kette durchreisst.
Da sich die Empfindlichkeit des beschriebenen Apparats durch eine möglichst sorgfältige Anfertigung, genauere Theilung und schnellere Rotation des Cylinders und Benutzung sehr schwacher Funken noch bedeutend steigern lassen wird, so liesse er sich auch vielleicht mit Vortheil zu Messungen der Bewegungs - geschwindigkeit der Elektricität selbst benutzen. Zu dem Ende müsste der Cylinder aus zwei isolirten Scheiben oder Ringen, die auf derselben Axe rotiren, bestehen. Diesen Scheiben stehen zwei Spitzen gegenüber, die genau auf denselben Theilstrich ein - gestellt sind. Wird nun die eine dieser Spitzen mit der inneren Belegung einer geladenen Flasche verbunden, und ist die Ver - bindung der beiden Scheiben durch einen langen Leitungsdraht hergestellt, so wird, wenn die zweite Spitze durch einen eben so langen Draht mit der äusseren Belegung in Verbindung gesetzt wird, ein Funke zwischen beiden Scheiben und Spitzen über - springen. Der lothrechte Abstand der Punkte von einander gibt dann die Zeit an, welche der Funke zum Durchlaufen der Hälfte des Gesammtweges gebrauchte.
(Poggendorff’s Annalen d. Phys. u. Chem. Bd. 79 S. 481.)
1850.
Die Störungen und gänzlichen Unterbrechungen des Dienstes, die bei den elektrischen Telegraphen, namentlich auf längeren Linien, bisher so häufig eintraten, finden grösstentheils ihren Grund in Schwankungen der Stärke und Dauer der die telegra - phischen Apparate in Bewegung setzenden elektrischen Ströme, die durch die langen, störenden Einflüssen aller Art Preis ge - gebenen Leitungsdrähte veranlasst werden. Es boten sich zwei Wege, um diese Störungen zu beseitigen und der elektrischen Telegraphie dadurch den Grad von Sicherheit, Schnelligkeit und steter Schlagfertigkeit zu geben, deren sie bedarf, wenn sie die allgemeine Verbreitung und Anwendung gewinnen und die Dienste leisten soll, welche man bisher vergeblich von ihr erwartete. Der erste Weg besteht darin, die Leitung zu vervollkommnen und sie den störenden Einflüssen aller Art, denen sie ausgesetzt ist, möglichst zu entziehen; der zweite dagegen darin, den tele - graphischen Apparaten eine derartige Einrichtung zu geben, dass sie einen möglichst grossen Grad von Ungleichmässigkeit der sie bewegenden Ströme ertragen können, ohne dadurch in Unordnung zu kommen.
Gegenstand dieses ersten Aufsatzes ist der erste, die Lei - tungen betreffende Theil der Aufgabe.
Ich werde zuerst versuchen, die Gründe der Störungen, welche man bei den, mit alleiniger Ausnahme der neueren preussischen Telegraphenanlagen, bisher ausschliesslich angewendeten überir -334dischen Leitungen so häufig zu beobachten Gelegenheit hat, in kurzer Uebersicht zusammen zu stellen, und zugleich die Mittel anführen, die neuerdings mit einigem Erfolg zu ihrer Beseitigung in Anwendung gekommen sind.
Die unvollkommene Isolation der Leitungsdrähte war bis auf neuere Zeit ein hauptsächliches Hinderniss einer sicheren und directen telegraphischen Verbindung der Endpunkte langer Linien. Bei feuchter Witterung bilden die den Draht tragenden Pfosten eine leitende Verbindung desselben mit dem Erdboden. Bilden mithin Draht und Erde den Schliessungskreis einer Säule, so tritt jeder feuchte Pfosten als Nebenschliessung derselben auf und bewirkt eine Verstärkung des Stromes in dem der Säule näher liegenden und eine Schwächung desselben in dem entfern - teren Theile des Leitungsdrahts. Die hierdurch bewirkte, bei schlecht isolirten Leitungen schon bei wenig Meilen langen Linien oft sehr beträchtliche Ungleichheit der Stromstärke an den beiden Enden des Leitungdrahtes und in den dort eingeschalteten Spiralen der Elektromagnete würde wenig schädlich sein, wenn sie con - stant bliebe. Da sie aber durchaus abhängig von der Witterung an den verschiedenen Punkten der Leitung, mithin stets ver - änderlich ist, so veranlasst sie stete Störungen der Angaben und des regelmässigen Ganges der telegraphischen Apparate. Bei rotirenden Telegraphen sucht man diese veränderliche Ungleich - heit der Stromstärke in den Spiraldrähten der correspondirenden Apparate durch Vertheilung der wirkenden Säule zu vermindern. Wenn dieser Zweck hierdurch auch theilweise erreicht wird, so entsteht dadurch dagegen der, für alle bisherigen Telegraphen noch grössere Uebelstand, dass die Unterbrechung der Kette an einem Ende der Leitung nicht die vollständige Unterbrechung des Stromes in dem Spiraldrahte des am anderen Ende derselben befindlichen Telegraphen zur Folge hat, da der dort befindliche Theil der Säule durch die vorhandenen Nebenschliessungen ge - schlossen bleibt.
Die früher benutzten Isolationsmittel, durch welche man den Draht von den feuchten Stangen zu isoliren suchte, wie Glas - oder Porcellanringe, durch welche er gezogen wurde, Umwickeln des Drahts an den Berührungsstellen mit Kautschuck etc., An - bringung eines schützenden Daches auf den Stangen konnten35 nur unvollkommene Dienste leisten, da die leitende Verbindung des Drahts mit der Erde bei Regenwetter über das nasswerdende Isolationsmittel hinweg hergestellt war. Die neuerdings ange - wandten Trichter von Glas, Porcellan oder Steingut erfüllen da - gegen den Zweck der Isolation in sehr vollkommenem Grade. Bei der von mir im Winter des v. J. ausgeführten, 42 Meilen langen überirdischen Leitung zwischen Eisenach und Frankfurt a. M. über Kassel wurden oben geschlossene Porcellantrichter angewendet, die auf eiserne Stangen so aufgekittet wurden, dass die Glocke nach unten gerichtet war. Die eiserne Stange wurde an das obere Ende der hölzernen Pfosten geschraubt und der Draht an der äusseren Fläche des Trichters durch Umwinden um den oberen dünnen Theil desselben befestigt. Die innere Fläche des Trichters bildet hier die stets trocken bleibende, isoli - rende Schicht zwischen dem Draht und der Stange. Die Isola - tion dieser Leitung war selbst bei dem ungünstigsten Wetter (feuchtem Schneefall) noch so vollständig, dass bei dem benutzten wenig empfindlichen Galvanometer mit einfacher Nadel kein Strom wahrzunehmen war, wenn an dem einen Ende der Leitung eine Säule von 8 Daniell’schen Elementen und das Galvanometer zwischen Leitungsdraht und Erde eingeschaltet und das andere Ende des Leitungsdrahts isolirt war.
Je vollkommener aber die Isolation überirdischer Leitungen hergestellt ist, desto störender treten die Einflüsse der atmosphä - rischen Elektricität auf. Diese Erscheinung erklärt sich dadurch, dass bei unvollkommen isolirten Leitungen die dem Drahte durch die geladenen ihn umgebenden Luftschichten, oder durch die vertheilende Wirkung der sich demselben nähernden oder von ihm entfernenden Wolken mitgetheilten Ladungen sich durch die vorhandenen Nebenschliessungen ausgleichen können, ohne ihren Weg durch die Spiralen der Magnete der an den Enden der telegraphischen Leitung befindlichen Instrumente zu nehmen, dass ferner diese Ladungs - und Entladungsströme bei unvoll - kommen isolirten Leitungen auch während der Unterbrechung der Kette an einem oder an beiden Enden der Leitung ihren Fortgang haben, während bei vollkommener Isolirung sich während der Unterbrechung freie Elektricität im Drahte ansammelt, welche darauf beim Schliessen der Kette ihren Weg durch die Magnet -3*36spiralen zur Erde nimmt und hierdurch den regelmässigen Strom der Säule am einen Ende schwächt, am anderen dagegen ver - stärkt. In gebirgigen Gegenden ist namentlich die freie Elektri - cität der Luft eine Quelle steter Störungen.
Bei der oben erwähnten Leitung zwischen Eisenach und Kassel, welche der Eisenbahn folgend aus dem Werra - ins Fulda - Thal übergeht, deren Wasserscheide gleichzeitig die Wasserscheide für die dortige Gegend bildet, zeigt ein ohne Batterie in die Leitung eingeschaltetes Galvanometer fast zu jeder Zeit ziemlich heftige Ströme von veränderlicher Stärke und Richtung an, die im Sommer, während der Mittagszeit, häufig so heftig und veränderlich werden, dass der Dienst der Linie auf mehrere Stunden dadurch unter - brochen wird. Sind beide Enden des Leitungsdrahts isolirt, so zeigt er immer eine beträchtliche Ladung freier Elektricität. Diese La - dungen werden noch bedeutend stärker, wenn an einer Stelle der Leitung Regen oder Schnee fällt. Namentlich im letzteren Falle ist die Ladung des Drahts so stark, dass man demselben Funken von 1 bis 2 mm Länge entziehen kann, die dann in schneller Reihen - folge hinter einander überspringen und jedesmal den Anker des Elektromagnets zur Anziehung bringen. Noch intensiver sind die in den Drähten durch Gewitterwolken erzeugten Ströme. In den Sommermonaten hört in der Regel bei längeren Linien der regelmässige Gang der correspondirenden Apparate schon auf, wenn sich Gewitterwolken am Himmel zeigen. Auch diese Er - scheinungen sind in bergigen Gegenden viel heftiger wie in der Ebene. Besonders auffallend stark sind die bei Entladungen der Wolken auch in kurzen Leitungen sich zeigenden Ströme. Die - selben scheinen nicht durch Freiwerden der durch die Wolken im Draht durch Vertheilung angesammelten Elektricität erklärt werden zu können, da selbst dann, wenn das Gewitter schon mehrere Meilen weit von der Drahtleitung entfernt ist, noch bei jedem Blitze ein sehr heftiger Strom sich zeigt. Es scheint ein Theil des durch die Entladung im Erdboden selbst hervorge - rufenen Stromes seinen Weg durch den schneller leitenden Draht zu nehmen.
Bei einer längeren überirdischen Leitung vergeht fast kein Sommer, ohne dass der Blitz in sie einschlägt, die Instrumente beschädigt und die Leitung theilweise zerstört. Bei der oben37 erwähnten überirdischen Leitung ist mit gutem Erfolge die Ver - breitung des in den Leitungsdraht einschlagenden Blitzes dadurch verhindert, dass von Zeit zu Zeit und namentlich in der Nähe der Endpunkte der Leitung Metallstücke, welche durch die Höh - lung der Trichter vor dem Nasswerden geschützt sind, möglichst nahe einander gegenübergestellt wurden. Das eine derselben ward mit dem Leitungsdraht, das andere mit dem Erdboden leitend verbunden. Diese Anordnung bietet der elektrischen Endladung einen kürzeren Weg zur Erde von geringem Widerstande und leitet dadurch den am Draht fortlaufenden Blitz zur Erde ab. Sind die einander genäherten Metallmassen gross und der Ab - stand von einander möglichst klein, so dienen sie auch zur Ent - ladung der durch Vertheilung dem Drahte mitgetheilten schwachen Ladungen. Dadurch wird der nachtheilige Einfluss derselben auf den Gang der Apparate vermindert, doch entsteht durch die häufig in schneller Reihenfolge zwischen zwei Punkten über - springenden Funken leicht eine leitende Verbindung der beiden Metallmassen. Es ist daher rathsam, bei überirdischen Linien im Freien von Zeit zu Zeit Blitzableiter in oben beschriebener Art, jedoch mit etwas grösserem Abstande der beiden Metall - massen von einander, anzubringen, um heftige Schläge abzuleiten, und dagegen in den Zimmern grosse Metallplatten mit möglichst geringem Abstande von einander zu placiren, um die schwachen Ladungen des Drahtes unschädlich zu machen. Hr. Professor Meissner in Braunschweig, unter dessen Leitung die dortigen Telegraphen-Anlagen ausgeführt sind, hat dies Mittel ebenfalls mit grossem Erfolg in Anwendung gebracht und häufig beob - achtet, dass der Gang der in Gebrauch befindlichen Telegraphen ungehindert blieb, während der enge Zwischenraum zwischen den angewendeten Platten durch fortwährend übergehende Funken hell erleuchtet erschien. Wenn sich auch durch die beschriebenen Vorkehrungen der störende Einfluss der atmosphärischen Elektri - cität beträchlich vermindern lässt, so lässt er sich doch nie ganz beseitigen. Namentlich werden Gewitter stets vorübergehende Unterbrechungen des Dienstes bei überirdischen Leitungen mit sich führen. Der grösste und nicht zu beseitigende Uebelstand der überirdischen Leitungen besteht aber in der, allen äusseren zer - störenden Einflüssen völlig Preis gegebenen Lage derselben. Bei38 der oft erwähnten Linie von Eisenach bis Frankfurt a. M. fand längere Zeit fast täglich eine Unterbrechung der Leitung durch Muthwillen, Diebstahl, Zufall oder durch Naturereignisse statt, und nur durch ein starkes, auf der ganzen Linie vertheiltes Wärtercorps ist es möglich geworden, eine ziemliche Regelmässig - keit des Dienstes durch schnelle Reparatur der vorhandenen Be - schädigungen zu erhalten.
Diese Unsicherheit des Dienstes der Telegraphen mit über - irdischen Leitungen rief daher schon seit längerer Zeit das all - gemeine Bestreben hervor, die Drähte, mit einer isolirenden Masse bekleidet, unter dem Boden fortzuführen. Die ausgedehntesten Versuche in diesem Sinne sind bekanntlich von Jacobi (Annal. Bd. 58, S. 409.) angestellt. Derselbe versuchte zuerst den Draht durch Glasröhren, die mit Kautschuck verbunden wurden, zu iso - liren; doch die Röhren zerbrachen und die Verbindung zeigte sich als undicht. Ebenso schlug ein zweiter Versuch, welcher in Bekleidung des Drahtes in seiner ganzen Länge mit Kaut - schuck bestand, gänzlich fehl, weil die Leitung mit der Zeit die anfänglich vorhandene Isolation grösstentheils verlor. Kautschuck ist auch schon deswegen als Isolationsmittel bei Kupferdraht nicht anwendbar, weil dasselbe bei längerer Berührung mit dem Kupfer sich zersetzt und eine leitende Verbindung mit demselben bildet. Die in Preussen zur Anstellung von Versuchen und zu Ermittelungen über elektrische Telegraphen früher bestehende Commission wiederholte unter einigen Modificationen die Jacobi’ - schen Versuche, ohne ein besseres Resultat zu erzielen. In Eng - land und Amerika hat man sich häufig eiserner oder bleierner Röhren bedient, um die eingeschlossenen übersponnenen Drähte vor dem Zutritt der Feuchtigkeit zu schützen. Die grossen Kosten dieses Verfahrens, so wie die mit der vollkommenen Dichtung dieser Röhren verbundenen Schwierigkeiten, machten es natürlich nur für ganz kurze Leitungen durch Flüsse etc. anwendbar. Es zeigte sich ferner, dass die den Draht eng umschliessenden Blei - röhren häufig nach Verlauf einiger Zeit mit demselben in Be - rührung kamen. Wahrscheinlich war die ungleiche Ausdehnung von Blei und Kupfer, bei Temperaturveränderung, die Veran - lassung dieser Erscheinung.
Es schien in der That, als seien die Schwierigkeiten, welche39 sich der Isolation der ganzen Oberfläche der Drähte entgegen - stellten, ohne übermässige Kosten nicht zu lösen, als ein bisher nicht bekanntes Material, die Guttapercha, auftauchte. Ich er - hielt die ersten Proben dieser Masse im Herbste 1846, während ich gerade ebenfalls mit Versuchen über unterirdische Leitungen beschäftigt war und dehnte dieselben sogleich auf dasselbe aus. Es ergab sich, dass auch die dünnsten Blättchen der entwässerten Masse eine für den vorliegenden Zweck hinreichende Isolations - fähigkeit besassen. Da nun ferner durch die Eigenschaft der Guttapercha, bei mässiger Erwärmung plastisch zu werden und an einander zu kleben, auch die Schwierigkeit der dichten Ver - bindung der einzelnen Theile der Umhüllung beseitigt erschien, so gewann ich bald die Ueberzeugung, dass dies Material zur Lösung des vorliegenden technischen Problems geeignet sei. Ich setzte mich daher mit Hrn. Pruckner, Mitbesitzer der hiesigen Guttapercha - und Gummiwaaren-Fabrik von L. Fonrobert und Pruckner, in Verbindung und stellte in Gemeinschaft mit dem - selben weitere Versuche an. Das günstige Resultat derselben veranlasste mich, bei der schon genannten Commission die An - stellung umfassender Versuche in diesem Sinne zu beantragen. Sie ging darauf ein und beauftragte mich mit der Leitung der Arbeiten zur Ausführung einer Versuchsleitung von einer Meile Länge. Im Herbst 1847 war dieselbe vollendet. Die Isolation des Drahtes erwies sich trotz der noch mangelhaften Methode, welche zur Bekleidung desselben mit der Guttapercha angewendet war, schon so ausreichend, dass die Verlängerung der Leitung bis auf die Länge von 2½ Meilen (von Berlin bis Gr. Beeren) beschlossen ward. Im Frühjahr 1848 war auch diese Arbeit vollendet, und die Leitung ward nun zur telegraphischen Corre - spondenz zwischen den genannten Orten benutzt. Die Beklei - dung der Drähte geschah in der Fabrik der Hrn. Fonrobert und Pruckner. Es ward hierzu reine, durch erhitzte Walzen voll - ständig entwässerte Guttapercha verwendet. Die erwärmte Masse ward durch gekehlte Walzen um den Draht gepresst. Die vor - handenen Isolationsfehler wurden mit Hülfe eines Neef’schen In - ductors aufgesucht und durch Beklebung mit erwärmten Gutta - percha-Bändern ausgebessert. Darauf ward die Isolation eines jeden Drahtes, von etwa 700 'Länge mittelst eines äusserst em -40 pfindlichen Galvanometers geprüft und derselbe nur dann zur weiteren Verwendung genommen, wenn das zwischen dem Draht und das ihn umgebende Wasser mit einer Säule von 8 Daniell’ - Elementen eingeschaltete Galvanometer keine Spur von Ablenkung zeigte. Zu grösserer Sicherheit ward der Draht beim Einlegen in den 2' tiefen Graben auf dem Planum der Eisenbahn noch mit einer Mischung von Marineleim, Steinkohlentheer und Colo - phonium überzogen. Die Drahtenden wurden mit Zinn zusammen - gelöthet und die Löthstellen durch Umkleben mit erwärmten Guttapercha-Platten ebenfalls isolirt. Der zweite Ueberzug des Drahtes schien nöthig, weil Versuche gezeigt hatten, dass die reine Guttapercha bei längerem Liegen im Wasser an der Oberfläche eine Rückbildung in weisses Hydrat erleidet und hierdurch die Gefahr entstand, dass die Isolation sich mit der Zeit vermindern würde. Diese Eigenschaft der Guttapercha tritt besonders bei längerem Liegen im Meerwasser hervor. Bei einer Minenanlage, die ich im Sommer 1848 im Kieler Hafen in Gemeinschaft mit Prof. Himly in Kiel ausführte, waren die mit reiner Guttapercha bekleideten Drähte, welche zur Entzündung der auf dem Grunde des Fahrwassers liegenden Pulvermassen dienen sollten, nach circa 6 Monaten mit einer dünnen Lage weisser Guttapercha be - kleidet. Die weisse Farbe verschwand wieder, wenn die Drähte einige Tage der Luft ausgesetzt waren. Es wurde aus diesem Grunde und der grösseren Härte der Masse wegen bei sämmt - lichen später angefertigten Drähten geschwefelte Guttapercha in Anwendung gebracht.
Mehrfache Untersuchungen der oben erwähnten Leitung von Berlin nach Gr. Beeren im Frühjahr und Sommer des Jahres 1848 ergaben, dass die Isolation der Leitung in unveränderter Güte blieb, und dass auch die Guttapercha sich unverändert er - hielt. In Folge dessen erklärte sich die Commission für die Anwendung dieser Leitungen zu den vom Preussischen Staate beabsichtigen Telegraphen-Anlagen, und es ward nun ein bis - heriges Mitglied derselben, der Regierungs - und Bau-Rath Notte - bohm, mit der Oberleitung des Baues derselben betraut.
Die bisherigen Erfahrungen hatten gezeigt, dass die bis dahin angewandte Methode der Bekleidung der Drähte mit Guttapercha noch sehr mangelhaft war. Die in Form zweier schmaler Riemen41 um den Draht gewalzte Masse klebte häufig nicht fest an ein - ander und es bildeten sich dadurch Kanäle, welche die Feuchtig - keit des Bodens mit der Zeit bis zum Draht gelangen liessen. Ferner stellte sich heraus, dass die Nähte nach einiger Zeit ihre anfängliche Festigkeit verloren und leicht von einander zu lösen waren, wodurch die dauernde Isolation der Drähte gefährdet er - schien. Ich entwarf daher in Gemeinschaft mit Hrn. Halske eine Maschine, mittelst welcher die Guttapercha fortlaufend und ohne Naht durch Pressung um den Draht geformt ward. Die - selbe besteht aus einem Cylinder, welcher mit erwärmter Gutta - percha gefüllt und durch ein Dampfbad vor Abkühlung geschützt wird. Durch eine starke Schraube, welche durch eine Dampf - maschine langsam gedreht wird, wird ein in dem Cylinder passen - der Stempel in denselben hinabgedrückt. Der offene Boden des Cylinders ist durch ein rechtwinklig ausgehöhltes Metallstück ge - schlossen, dessen Höhlung mit dem inneren Raume des Cylinders communicirt. Dies Metallstück ist von neun in einer geraden Linie neben einander liegenden, senkrechten Löchern durchbohrt. Der Durchmesser dieser Löcher entspricht in der unteren Wand des Metallstücks der Dicke des zu bekleidenden Drahtes und in der oberen der Dicke des bekleideten Drahtes. Die mit grosser Gewalt im Cylinder zusammengedrückte plastische Masse füllt den inneren Raum des beschriebenen Metallstücks und quillt aus den in demselben vorhandenen Löchern hervor. Die Drähte treten nun durch die unteren engeren Löcher in den mit Guttapercha angefüllten Raum und kommen mit Guttapercha bekleidet aus den oberen, weiteren, heraus. Sie werden darauf senkrecht so hoch hinaufgeführt, dass die Guttapercha während des Weges hin - länglich erkalten kann, und dann auf Trommeln gewickelt. Die spätere Operation des Aufsuchens fehlerhafter Stellen und die Untersuchung der Isolation der fertigen Drahtenden sind bereits oben beschrieben. Die zweite Bekleidung des Drahtes beim Ein - legen in den Graben, wie sie anfänglich zur Anwendung kam, konnte bei der geschwefelten Guttapercha fortfallen, da diese Masse die Eigenschaft, sich in Hydrat zurückzubilden, nicht besitzt. In der That sind die seit 1½ Jahren ohne zweiten Ueberzug im Boden liegenden Drähte noch durchaus unverändert geblieben und von frisch fabricirten Drähten nicht zu unterscheiden.
42Ueberall da, wo der Draht nicht mindestens 2 Fuss tief mit Erde bedeckt liegen kann, wird er durch eiserne Röhren vor äusserer Beschädigung geschützt. Dies geschieht namentlich stets beim Uebergang über Brücken, beim Einführen der Drähte in die Stationszimmer etc. Um den mit dem Einlegen des Drahts beschäftigten Arbeitern jederzeit Gelegenheit zu geben, sich die Ueberzeugung zu verschaffen, dass der Draht bis dahin nicht beschädigt sei, wird an dem Ende, von dem die Arbeit ausgeht, ein Uhrwerk aufgestellt, welches abwechselnd die leitende Ver - bindung des Drahtes mit der Erde herstellt und unterbricht. Durch Einschaltung eines Galvanometers und einer galvanischen Säule zwischen Draht und Erde lässt sich dann am Arbeitsorte aus der Ablenkung der Nadel auf die Güte des bis dahin ge - legten Drahtes schliessen.
Trotz aller angewendeten Vorsicht ereignet es sich indess häufig, dass der Ueberzug des Drahtes auf dem Transport oder bei der Arbeit des Einlegens leichte Verletzungen bekommt. Solche in feinen Schnitten, Rissen oder abgescheuerten Stellen bestehende Beschädigungen sind, namentlich wenn die Arbeit bei trocknem Wetter ausgeführt wird, nicht gleich zu entdecken und auszu - bessern. Man muss daher in der Regel nach einiger Zeit, nach - dem durch starke Regengüsse der den Draht umgebende Erdboden wieder vollständig durchnässt ist, die Leitung einer Revision unterwerfen und die vorhandenen Nebenschliessungen aufsuchen und ausbessern. Es kommt auch bei älteren Leitungen bisweilen, wenn auch selten, vor, dass der Ueberzug des Drahtes durch unvorsichtig ausgeführte Erdarbeiten beschädigt oder gar die Drahtleitung selbst zerstört wird.
Das von mir zur Aufsuchung beschädigter Stellen der Lei - tung angewendete Verfahren ist folgendes:
Ist die leitende Verbindung des Drahtes selbst zwischen den beiden benachbarten Telegraphenstationen nicht unterbrochen, aber der Ueberzug desselben irgendwo beschädigt, so kann die Lage der Beschädigung annähernd durch Rechnung bestimmt werden.
Als bekannt oder vorher durch Versuche ermittelt, wird vor - ausgesetzt:
die Länge des Leitungsdrahtes zwischen den Stationen, von43 denen aus die Ermittelung der Lage der Beschädigung geschehen soll; der Widerstand der benutzten Säulen und der beiden zu den Messungen benutzten Galvanometer, deren Angaben vergleich - bar sein müssen; der Widerstand des Drahtes, welcher die leitende Verbindung mit der entsprechenden, im Wasser oder im feuchten Boden liegenden Metallplatte herstellt, und der Wider - stand der diese Platte umgebenden Flüssigkeitsschichten bis zur unendlichen Ausbreitung des Stromes.
Sämmtliche Widerstände seien auf den Widerstand des Drahtes reducirt.
Es seien x und y die Widerstände der Theile des Leitungs - drahtes von den Endpunkten A und B bis zu der beschädigten Stelle;
m die reducirte Summe der Widerstände des bei A einge - schalteten Galvanometers, der dort eingeschalteten Säule, des Verbindungsdrahtes mit der Endplatte und des oben definirten Uebergangswiderstandes des Stromes von der Platte zur Erde;
n dieselbe Summe für das Ende B der Leitung.
Ferner sei z der Widerstand des Ueberganges von der bloss - gelegten Stelle des Drahtes zur Erde oder der Widerstand der Nebenschliessung.
Endlich sei s die gemessene oder berechnete Stärke des durch die unbeschädigte Leitung gehenden Stromes der bei A und B befindlichen Säulen, von denen jede die elektromotorische Kraft e hat, s' die bei A gemessene Stromstärke der dort ein - geschalteten Säule, wenn die Leitung bei B unterbrochen ist, s″ dagegen die bei B gemessene Stromstärke, wenn die Leitung bei A unterbrochen ist, so ist: 〈…〉
Aus diesen 3 Gleichungen e und z eliminirt gibt 〈…〉 44woraus 〈…〉 . Da die Summe x + y gleich der Länge der Leitung, mithin be - kannt ist, so ergibt sich aus dieser Gleichung sofort die Lage der Beschädigung.
Es ist bei Anstellung der Messungen der Stromstärke bei A und B die Vorsicht zu beobachten, die Säulen immer so zwischen Leitungsdraht und Endplatte einzuschalten, dass die beträchtliche Polarisation des Drahtes an der beschädigten Stelle stets in gleichem Sinne auftritt und die Ablesung erst dann vor - zunehmen, wenn die Polarisation ihr Maximum erreicht und die Ablenkung der Nadel dadurch möglichst constant geworden ist.
Genauere Resultate gibt ein anderer Weg der Berechnung der Lage einer Beschädigung, bei welchem die Polarisation weit weniger störend auftritt und welche unabhängig von der Grösse der elektromotorischen Kraft der angewandten Säulen ist.
Es sei die Bedeutung der Buchstaben x, y, m, n und z die oben angegebene. Ferner seien s und s' die bei A und B ge - messenen Stromstärken der bei A eingeschalteten Säule, während die bei B befindliche durch einen Metalldraht von gleichem Wider - stande ersetzt und die leitende Verbindung mit der Endplatte herge - stellt ist. Ferner seien σ und σ 'die gleichzeitig gemessenen Strom - stärken bei B und A, wenn die Säule bei B eingeschaltet und bei A durch einen gleichen Widerstand ersetzt ist, so ist, da sich in verzweigten Schliessungsbogen die Stromstärken umgekehrt wie die Widerstände der Zweige verhalten, 〈…〉 woraus 〈…〉 oder 1) 〈…〉 . Ferner aus demselben Grunde 〈…〉 45also auch 2) 〈…〉 . Die Gleichung 2 durch die Gleichung 1 dividirt giebt 〈…〉 , wodurch die Lage der Beschädigung bestimmt ist.
Es ist kaum nöthig zu erwähnen, dass die eben entwickelten Formeln zur Bestimmung der Lage beschädigter Stellen der Leitung nur dann anwendbar sind, wenn nur Eine solche Stelle zwischen den Punkten, von denen die Messung ausgeht, vor - handen ist.
Ob dies der Fall sei oder nicht, kann man leicht durch Wiederholung der Messungen bei Einschaltung eines bekannten Widerstandes an einem Ende der Leitung erkennen, da die Rechnung in diesem Falle nur dann dieselbe Lage der Be - schädigung ergeben kann, wenn nur Eine Nebenschliessung vor - handen ist. Auf dem angedeuteten Wege, nämlich durch Ein - schaltung bekannter Widerstände und jedesmalige Messung der gleichzeitigen Stromstärken an den beiden Enden der Draht - leitung, erhält man nun zwar die nöthigen Data zur gleichzeitigen Bestimmung der Lage zweier oder mehrerer vorhandener Neben - schliessungen und zur Controle ihrer Richtigkeit; doch werden die Formeln für die praktische Anwendung zu schwerfällig und ihre Angaben ungenau. Es ist daher in der Regel zweckmässiger, in dem Falle, wo die Controle auf das Vorhandensein mehrerer Beschädigungen schliessen lässt, entweder dieselbe Bestimmung für beliebige Abtheilungen der Leitung vorzunehmen, oder gleich auf die unten beschriebene Weise durch fortgesetzte Theilung die Beschädigungen aufzusuchen.
Hinsichtlich der mit m und n bezeichneten Constanten ist noch zu erwähnen, dass dieselben bei der hier hauptsächlich in Betracht kommenden annähernden Bestimmung der Lage einer Beschädigung einer ausgedehnten telegraphischen Leitung ohne grosse Beeinträchtigung der Genauigkeit derselben ganz ver - nachlässigt werden können, wenn man grosse, in freiem Wasser liegende Endplatten und Säulen und Galvanometer von geringem46 Widerstande anwendet. Bei Endplatten, welche im feuchten Erd - boden liegen, ist der Widerstand des Ueberganges der Elektricität von den Platten zum unbegränzten feuchten Leiter, als welcher die Erde auftritt, natürlich unverhältnissmässig viel grösser, doch kann man dann, wenn man an beiden Enden gleiche und unter gleichen Verhältnissen befindliche Platten hat, für jede ohne Nachtheil den halben gemessenen Erdwiderstand annehmen. Anderenfalls müsste man den Widerstand des Ueberganges für jede einzelne Platte mit Hülfe einer dritten, hinlänglich entfernt von beiden liegenden bestimmen.
Um durch fortgesetzte Theilung der Leitung möglichst schnell die vorhandenen Beschädigungen des Ueberzuges der Drähte auf - zufinden, verfahre ich folgendermaassen:
Die Enden der Leitung werden isolirt. Die mit dem Auf - suchen und Ausbessern der Beschädigungen beauftragten Arbeiter sind mit einem hinlänglich empfindlichen Galvanometer, einer transportabelen Säule und einer Metallplatte ausgerüstet. Durch Durchschneidung des Drahtes an einer beliebigen Stelle der Leitung und Einschaltung des Galvanometers und der Säule zwischen das eine Ende desselben und die Erde erfahren sie, in welchem Stücke der Leitung die Beschädigung zu suchen ist. Ist nur eine Beschädigung vorhanden und die Lage derselben durch Rechnung annähernd bestimmt, so stellen sie den ersten Versuch an der berechneten Stelle an. Sie verbinden und isoliren darauf den Drath wieder, wie früher beschrieben, stellen in einiger Entfernung von dieser Stelle einen zweiten gleichen Versuch an und fahren hiermit so lange fort, bis sie den Ort der Beschädigung passirt haben. Darauf halbiren sie das zwischen den letzten beiden Versuchsstellen liegende Drahtstück und so fort, bis die Lage der Beschädigung auf einige Ruthen begränzt ist. Dies Stück des Drahtes wird dann blosgelegt und die aufgefundene Beschädigung ausgebessert. Um den Draht für diese Versuche leichter zu - gänglich zu machen, wird derselbe bei der Anlage neuer Leitungen genau jedem Stationssteine der Eisenbahn gegenüber mit einem platten Steine bedeckt und dieser dann mit Erde beschüttet. Geübte Arbeiter bedürfen zur Anstellung eines solchen Versuchs nur weniger Minuten, die Wiederherstellung der beschädigten Leitung ist daher sehr schnell bewerkstelligt.
47Hat die ohngefähre Lage der Beschädigung nicht durch Rechnung ermittelt werden können, so müssen sich die Arbeiter der Eisenbahnzüge bedienen, um zu finden, zwischen welchen Eisenbahnstationen die Beschädigung zu suchen ist. Häufig ist die Zeit des Anhaltens der Züge zur Anstellung eines Versuchs hinreichend und die erste Eingrenzung dann schnell bewerkstelligt. Durch 10 bis 15 Versuche ist die Beschädigung dann im un - günstigsten Falle aufgefunden. Können die Arbeiter sich einer Dräsine zur schnelleren Fortbewegung bedienen, so genügen einige Stunden, um die Verletzung zwischen zwei Eisenbahn - stationen, also auf eine Entfernung von 2 bis 3 Meilen, aufzusuchen und auszubessern.
Ist die leitende Verbindung des Drahtes selbst unterbrochen, so ist die Reparatur durch das beschriebene Theilungsverfahren noch schneller auszuführen, da das Durchschneiden des Drahtes dann nicht erforderlich ist. Das eine Ende des Drahtes wird isolirt und zwischen das andere Ende und die Erde eine kräftige Säule eingeschaltet. Die Arbeiter brauchen jetzt nur den Draht blosszulegen und eine feine Nadel durch die Guttapercha zu stechen, so dass die Spitze derselben den Draht metallisch berührt. Durch Berührung dieser Nadel mit der Zunge erfahren sie dann, ob der Draht zwischen der Untersuchungsstelle und der eingeschalteten Säule unterbrochen sei oder nicht. Ist die Nadel hinlänglich fein, so schliesst sich das Loch wieder vollständig. Anderenfalls muss die Oberfläche der Guttapercha etwas erwärmt werden, um die Oeffnung zu schliessen. Die Untersuchung kann hierbei von beliebig vielen Orten gleichzeitig ausgehen und ist daher auch sehr schnell zu beendigen.
Die Isolation der Leitung wird jetzt in einem sehr voll - kommenen Grade erreicht. Bei neu angelegten Leitungen darf der Nebenstrom bei am anderen Ende geöffneter, 10 Meilen langer Leitung nicht über 2½ pCt. des bei geschlossener Kette vorhandenen Stromes betragen, der reducirte Widerstand der auf die Länge einer Meile gestatteten Nebenschliessungen muss daher mindestens dem einer circa 400 Meilen langen Drahtleitung entsprechen. Eine solche Nebenschliessung ist auch für die empfindlichsten Apparate noch unschädlich, da sie constant ist und nicht, wie bei über - irdischen Leitungen, stets veränderlich. Da nun ferner die unter -48 irdischen Leitungen durch die leitende Erdschicht, welche sie bedeckt, den so störenden Einflüssen der atmosphärischen Elek - tricität fast ganz entzogen sind, so bleiben nur die, bei Ent - ladungen der Wolken sie durchlaufenden und die durch Schwan - kungen des Erdmagnetismus in ihnen inducirten, nur bei starken Nordlichtern einigermassen beträchtlichen Ströme als veränder - liche Elemente, welche den regelmässigen Dienst der benutzten telegraphischen Apparate stören könnten. Da diese Ströme jedoch die ganze Drahtleitung in gleichbleibender Stärke durchlaufen, so lassen sie sich, wie später gezeigt werden wird, durch zweck - mässige Construction der Apparate unschädlich machen. Die unterirdischen Leitungen sind ferner der gewaltsamen Zerstörung durch Muthwillen, Diebstahl, Blitzschläge und zufällige Ereignisse aller Art durch ihre Lage entzogen. Die Haltbarkeit derselben ist nach bisherigen Erfahrungen fast als unbegrenzt zu betrachten, während die überirdischen Leitungen einer Erneuerung nach Ver - lauf von 10 bis 15 Jahren bedürfen, da die Drähte spröde werden und rosten, die Pfähle verfaulen und die isolirenden Glocken nach und nach zerbrechen. Die Kosten der unterirdischen Leitungen übersteigen schon jetzt die der solide angelegten überirdischen nicht mehr und werden sich wahrscheinlich noch beträchtlich vermindern. In diesem Augenblicke sind bereits über 400 Meilen unterirdischer Leitungen in regelmässiger Benutzung.
Die unterirdischen Leitungen bieten manche interessante Er - scheinungen, auf welche ich nach Beendigung ihrer Untersuchung zurückkommen werde. Eine derselben, welche die Anwendung dieser Leitungen anfangs wesentlich erschwerte, besteht darin, dass der isolirende Ueberzug der Drähte als colossale Leydener Flasche auftritt, deren Belegungen der Draht und die Feuchtig - keit des Erdbodens bilden und welche durch die Elektricität der zwischen ihnen eingeschalteten Säule geladen wird. Bei langen Leitungen bringen diese Ströme kräftige mechanische Effecte hervor, deren Intensität der Länge des Drahtes und der elektro - motorischen Kraft der eingeschalteten Säule nahe proportional ist und mit der vollkommeneren Isolation des Drahtes zunimmt. Mit Polarisationsströmen können diese Ladungs - und Entladungs - ströme daher durchaus nicht verwechselt werden. Durch diese Annahme finden alle, oft fast wunderbaren Eigenthümlichkeiten,49 welche die unterirdischen Leitungen bei ihrer praktischen Be - nutzung zeigen, nicht nur ihre vollständige Erklärung, sondern es ist mit Hülfe derselben sogar gelungen, dieselben vollständig zu beherrschen und sogar nützlich zu verwenden. Bei der Be - schreibung der von mir construirten Apparate werde ich mehrfach darauf zurückkommen.
Eine der auffallendsten Eigenthümlichkeiten der unterirdischen Leitungen ist die, dass die Apparate bei ihnen mit schwächerer Batterie in gleich schnellen Gang kommen, wie bei überirdischen mit beträchtlich stärkerer, obgleich die Leitungsfähigkeit des unterirdischen Drahtes um ¼ geringer ist. Die Erklärung dieser Erscheinung fällt bei Annahme der oben definirten Ladungs - ströme nicht schwer. Da nämlich die Elektricität der Säule, welche im Drahte gebunden wird, auf der ganzen Oberfläche sich vertheilt, so hat nur ein kleiner Theil derselben den ganzen Widerstand des Drahtes zu überwinden.
Ist der Widerstand der angewendeten Säule sehr klein im Vergleich zu dem Widerstande der Leitung, so bleibt die elek - trische Spannung des mit dem Leitungsdrahte verbundenen Pols unverändert, wenn das andere Ende des Drahtes mit der Erde verbunden wird.
Bezeichnet a c in nebenstehender Figur den Leitungsdraht, a b die Spannung der Elektricität der zwischen a und der Erde eingeschalteten Säule, und ist c mit der Erde leitend verbunden; verbindet man dann b mit c durch eine gerade Linie, so bilden die Senkrechten auf a c bis zum Schneidepunkte mit b c das Maass der elektrischen Spannungen, mithin auch der Ladungen der zugehörigen Punkte des Drahtes a c.
Der Inhalt des Dreiecks a b c bezeichnet also die Grösse der Ladung. Ist bei c auch eine Säule von gleicher Stärke450zwischen Draht und Erde so eingeschaltet, dass beide Säulen im gleichen Sinne wirken, so bezeichnet die Linie c d die hier abgegebene Spannung des Punktes c und es ist jetzt die Linie b d die Curve der elektrischen Spannungen des Drahtes. Der gleich - förmig cylindrische Draht ist mithin von a bis zur Mitte mit positiver und von dort bis c mit negativer Elektricität geladen. Wird nun bei a und c gleichzeitig die Verbindung des Drahtes mit der Säule aufgehoben, so gleichen sich die Ladungen von entgegengesetzter Elektricität im Drahte selbst aus. Wird die Verbindung gleichzeitig wieder hergestellt, so entsteht im ersten Momente ein Strom von grosser Stärke, da die Ladungsströme einen beträchtlich geringeren Widerstand zu überwinden haben. Bei der schnellen Aufeinanderfolge der Unterbrechungen und Schliessungen, wie sie bei den telegraphischen Apparaten vor - kommen, ist es daher erklärlich, dass die angewendeten Säulen einen grösseren mechanischen Effect bei unterirdischen Leitungen geben.
(Présenté à l’académie des Sciences le 15 avril 1850.)
L’objet de ce Mémoire est de faire connaître les méthodes de télégraphie électrique de mon invention, que le gouvernement prussien a adoptées au commencement de l’année 1848 et qui depuis sont d’un usage presque général dans tout le nord de l’Allemagne.
Tout télégraphe électrique se compose essentiellement de deux parties, du circuit conducteur, et des appareils destinés à transmettre et à recevoir les signaux. En conséquence, je diviserai ce Mémoire en deux chapitres, le premier traitant de l’établisse - ment du circuit, le second de la construction des appareils.
Remarques générales. — Tous ceux qui ce sont occupés de l’application pratique de la télégraphie électrique, s’accorderont facilement sur ce point, savoir que l’immense majorité des pertur - bations, auxquelles sont sujets les télégraphes électriques, provient des variations dans l’intensité des courants employés. La cause de ces variations réside, soit dans la source des courants, soit dans les conditions variables du circuit conducteur. La première de ces causes perturbatrices peut être aisément éliminée en faisant usage de sources constantes. Je me contenterai d’observer à cet égard que je donne la préférence à la pile de Daniell. Quant4*52aux perturbations qui découlent des conditions variables du circuit même, on en peut distinguer trois classes.
1°. Pertes d’électricité par suite de l’isolement défectueux du fil conducteur. — Lorsque le fil conducteur n’est pas bien isolé, par suite, par exemple, de l’humidité des poteaux et des pièces d’isolement intermédiaires, chaque communication indue entre le fil et le sol donne lieu à un courant dérivé qui reprend le chemin de la pile sans se rendre jusqu’à l’autre bout du fil, et dont l’in - tensité est à celle des autres courants dérivés semblables et du courant principal dans le rapport inverse des résistances des différents circuits, dérivateurs et principal. Il en résulte que l’intensité du courant est augmentée à la station, où se trouve la pile, et diminuée à la station opposée. Le jeu des appareils ayant été le plus souvent tout naturellement adapté à l’intensité du courant à la première station, l’augmentation d’intensité à cette station n’a pas jusqu’ici attiré l’attention des ingénieurs. Cette attention, en revanche, s’est d’autant plus portée sur la diminution d’intensité à la station opposée, qui était cause que les appareils ne marchaient pas, et de là le nom de pertes par lequel on s’est habitué à désigner l’effet le plus saillant, à première vue, de l’isolement imparfait du fil.
Il semble, à la vérité, que l’on devrait pouvoir parer à l’in - convénient résultant de ces pertes, en adaptant le jeu des appareils à l’intensité des courants telle qu’elle se manifeste encore à la station opposée. Le moyen serait bon, si les pertes avaient toujours lieu aux mêmes points du fil et si leur grandeur restait constante pour le même point. Mais l’isolement des différentes parties du fil étant, avec les fils aériens, dans la dépendance absolue de l’état de l’atmosphère aux environs de ces parties, l’ex - pédient en question reste, comme on voit, complètement illusoire.
2°. Perturbations par l’électricité atmosphérique. — Il est toutefois un moyen très efficace de rémédier aux dites pertes. Ce moyen, usité sur plusieurs des anciennes lignes télégraphiques de l’Allemagne, consiste à enrouler le fil autour du col d’une espèce de cloche en verre ou en porcelaine fixée au sommet des poteaux de suspension, de manière que l’isolement soit effectué par la surface interne toujours à l’abri et, par conséquent, à sec de la cloche. Mais à mesure qu’on obtient par là une53 diminution des pertes et des inconvénients qui en résultent, il se développe un autre genre de perturbations non moins grave, dont la cause doit être cherchée dans les influences variables de l’électricité atmosphérique. L’expérience, en effet, a démontré trois espèces distinctes de perturbations de cette nature.
La première consiste en des courants continus d’intensité et de direction variables, qui se présentent par un temps serein, et particulièrement dans les terrains accidentés. Dans les contrées montagneuses et à certaines heures de la journée, ces courants, dont la cause est assez obscure, atteignent une intensité telle, qu’ils mettent un obstacle insurmontable au service des appareils. La seconde espèce de perturbations est produite par les mouve - ments, dans le voisinage du fil, de nuages chargés d’électricité. Dans ces mouvements, la charge par induction du fil venant à varier, on observe également des courants qui, par un temps orageux, et surtout quand à l’une des extrémités du fil il tombe de la pluie ou de la neige, deviennent encore assez puissants pour mettre fin au service. Quant à la troisième espèce de perturbations, c’est celle qui, en temps d’orage, provient de véri - tables décharges d’électricité atmosphérique qui foudroient le fil, les appareils, et, indépendamment de ces degâts, compromettent la santé et la vie des personnes chargées du service.
Les perturbations dues à l’électricité atmosphérique deviennent d’autant moins sensibles que l’isolement est moins parfait, parce qu’alors, dans les temps de la marche des appareils où le circuit n’est pas fermé, les charges et décharges du fil se font par les points de dérivation établis dans sa longueur, de manière à libérer les appareils d’une partie des courants étrangers; mais, évidemment, d’après ce qui précède, on a toujours à choisir entre les incon - vénients provenant de cette cause et ceux qui résultent des pertes d’électricité.
3°. Perturbations par suite de lésions du fil, accidentelles ou dues à la malveillance. — Je crois pouvoir me borner, enfin, à signaler simplement ce troisième genre de perturbations auquel, comme tout le monde sait, les fils aériens sont si fort sujets à raison de leur situation exposée, et qui rend l’emploi des télé - graphes électriques si peu sûr, précisément lorsqu’ils sont appelés à rendre les services les plus importants.
54Considérations générales sur les fils aériens et les fils sou - terrains. — Tous ces inconvénients réunis s’étant manifesté de bonne heure dans l’emploi des fils aériens, il est naturel qu’on ait bientôt songé à y mettre fin en plaçant les fils sous terre. En effet, il n’est pas besoin de dire à quel point la sûreté du service doit se trouver accrue par ce moyen, les fils souterrains étant presque totalement mis à l’abri des lésions acci - dentelles et de celles par malveillance. On voit pareillement que par la présence d’une couche plus ou moins épaisse de sol humide et par conséquent conducteur, qui les recouvre, les fils souterrains doivent être soustraits soit aux ravages du tonnerre, soit aux autres influences de l’électricité atmosphérique moins vio - lentes, mais, à raison de leur plus grande fréquence, plus pré - judiciables encore à la sûreté du service. Malheureusement, vis-à-vis de ces avantages incontestables, est venue se placer, dès le début, l’apparente impossibilité d’atteindre à un isolement suffisamment parfait des fils souterrains. Aussi est-ce vers ce but qu’ont été dirigés, depuis l’origine de la télégraphie électrique, de nombreux efforts, restés pour la plupart infructueux. Cependant la difficulté a fini par être complètement vaincue, et je m’en vais tracer à présent, en peu de mots, l’historique de cet important progrès de la télégraphie électrique.
Historique de l’invention des fils souterrains. — M. Jacobi de Saint-Pétersbourg est le premier qui s’est occupé avec succès de l’établissement des fils souterrains. A cet effet, il essaya d’abord de loger les fils dans des tubes de verre réunis bout à bout, puis il voulut les couvrir de caoutchouc en bandes étroites qu’il enroulait autour d’eux; mais il échoua des deux manières. En Angleterre et dans les États-Unis d’Amérique on eut recours, sur des trajets de peu d’étendue, à des conduits de fonte ou de plomb pour protéger contre l’humidité du sol l’enduit de coton verni dont les fils étaient recouverts; toutefois, le degré d’isolement atteint ne se trouva pas suffisant.
Les choses en seraient sans doute restées là encore bien longtemps, si, à la même époque, l’industrie n’avait pas été en - richie d’une nouvelle matière, dont le pouvoir isolant n’est égalé que par sa merveilleuse aptitude à se prêter, sous l’influence de la chaleur, aux formes les plus variées. On entend bien que55 je veux parler de la gutta-percha: et en effet, je n’en eus pas plutôt manié les premiers échantillons, que je sentis tout le parti qu’on devait pouvoir tirer de cette substance pour la solution du problème des conduits électriques souterrains.
Ce fut en automne 1846 que je commençais mes expériences. Dès le printemps de 1847 elles furent assez avancées pour que je pusse proposer à la Commission de télégraphie électrique de Berlin d’adopter le système des fils souterrains basé sur l’emploi de la gutta-percha comme enduit isolant. La Commission me chargea d’abord de l’exécution d’une ligne d’épreuve de 2½ milles d’Allemagne (à peu près 19 kilomètres) de longueur aux environs de Berlin, et ce premier essai ayant réussi, la Commission au printemps de 1848 adopta définitivement mon système pour toutes les lignes télégraphiques à exécuter dans l’étendue de la monarchie prussienne à l’exclusion seulement des trajets où n’existeraient encore ni grandes routes, ni chemins de fer.
A dater de cette époque, sept grandes lignes télégraphiques souterraines ont été établies en Prusse, en majeure partie sous ma direction, pour le service de l’État. Ces lignes représentent actuellement une longueur totale de plus de 300 milles d’Alle - magne (à peu près 2500 kilomètres). A la fin de cet été (1850) cette longueur se trouvera déjà plus que doublée par l’exécution de nouvelles lignes de l’État et de lignes à l’usage des chemins de fer. D’ailleurs les gouvernements autrichien et saxon ont également adopté pour leur lignes télégraphiques mon système de conduction souterraine.
Fabrication du fil enduit de gutta-percha. — Les fils de cuivre rouge ont de 1mm,9 à 2mm,5 de diamètre. Ils sont recouverts d’un enduit de gutta-percha sulfurée de la même épaisseur que le fil, parfaitement continu, et, en particulier, sans suture longi - tudinale. Voici l’exposé sommaire du procédé qui sert à enduire le fil de gutta-percha.
Une boîte métallique en forme de parallélépipède est percée, à l’une de ces faces, d’une série de trous du diamètre du fil nu, et à la face opposée d’une série correspondante de trous du diamètre du fil enduit. A travers les trous correspondants sont établis les fils nus, de manière, toutefois, à être centrés dans les trous de la large espèce. La boîte est chargée de gutta-percha56 sulfurée à l’état plastique et soumise à une pression assez con - sidérable pour qu’elle tende à s’échapper par les orifices annu - laires qui subsistent entre le fil nu et les parois de la boîte dans les trous de la large espèce. Mais, en sortant par ces orifices, la masse plastique adhère au fil et l’entraîne dans son jet, en le recouvrant d’une couche d’épaisseur égale sur tous les points. La fabrique de MM. Fonrobert et Pruckner à Berlin, jusqu’ici la seule en possession de cette industrie, fournit par jour à peu près 40 kilomètres de fil enduit de gutta-percha.
Procédés pour s’assurer de l’isolement du fil. — Quelques précautions que l’on prenne dans la confection du fil, il arrive pourtant de temps à autre qu’il présente des points où, par une légère solution de continuité de l’enduit, due surtout à la présence de petites bulles d’air comprimé dans la masse plastique, l’isole - ment se montre plus ou moins défectueux. Avant de livrer les fils à l’usage, il faut donc tâcher d’éliminer ces imperfections. Cela ce fait de la manière suivante.
L’ouvrier saisit de l’une de ces mains l’un des bouts d’une hélice à induction, dont l’autre bout communique à l’une des ex - trémités du fil. On fait passer successivement tous les points du fil dans un baquet plein d’eau acidulée, dans laquelle l’ouvrier tient l’autre main plongée. Les courants d’induction sont incessament réveillés par l’action de l’appareil à lame vibrante du docteur Neef. Aussitôt que dans la marche progressive du fil à travers le baquet une solution de continuité de l’enduit permet à l’eau acidulée de fermer le circuit en se mettant en contact avec le fil métallique, l’ouvrier est en proie à des commotions tellement vives, qu’elles ne sauraient échapper à la vigilance même la plus obtuse.
Après qu’on a fait disparaître, à l’aide d’artifices faciles à imaginer, les défauts d’isolement rendus ainsi manifestes, le fil est soumis à une dernière épreuve, qui consiste à l’immerger en même temps dans toute sa longueur, ses deux bouts exceptés, dans un baquet d’eau acidulée, dans laquelle plonge l’une des extrémités d’un galvanomètre de 12000 tours à aiguille astatique, dont l’autre extrémité communique, par l’intermédiaire d’une pile de 8 couples de Daniell, à l’un des bouts du fil. Le moindre défaut d’isolement qui existe encore dans le fil, se trahit aussitôt par la déviation de l’index du galvanomètre.
57Etablissement des fils souterrains. — On couche les fils, sans autre lit artificiel, dans la tranchée ouverte sur le plateau du chemin de fer à une profondeur de 0m,8. On a soin de souder les bouts du fil qui atteignent une longueur d’environ 300 mètres, et d’envelopper de gutta-percha les soudures. Le passage des ponts s’effectue dans des tubes de fer. De pareils conduits existent encore partout où, par suite de circonstances particulières, l’on est obligé de donner au fil une position plus rapprochée de la surface du sol. S’il s’agit de franchir des eaux en l’absence de ponts, ou bien là où il n’y a que des ponts-levis, le même procédé est encore mis en usage; seulement les tubes sont pourvus, de distance en distance, de joints, de manière à rappeler l’aqueduc submergé à queue de homard de l’illustre ingénieur écossais.
Procédés pour explorer l’isolement et la continuité du fil. — Comme dans le transport et l’établissement du fil il est exposé à bien des chances d’accident, il est nécessaire, pendant le progrès du travail, de pouvoir s’assurer de temps en temps s’il n’y a pas solution de continuité, soit du fil métallique, soit de l’enduit isolant. Cela se fait aisément ainsi qu’il suit.
A la station, où l’on commence à coucher le fil, on place un mouvement d’horlogerie, qui, de deux en deux minutes, fait com - muniquer pendant quelques secondes l’extrémité du fil au sol. Chaque fois que les ouvriers sont arrivés à un bout du fil, ils établissent de leur côté une communication permanente entre son extrémité libre, un galvanomètre, une pile et le sol. Si le fil mé - tallique est intact, il faut que de deux en deux minutes l’aiguille éprouve une déviation, et si l’isolement est parfait, il faut que dans les intervalles elle revienne à zéro.
Procédés pour découvrir le lieu précis de solutions de conti - tinuité, soit de l’enduit isolant, soit du fil métallique. — Malgré toutes ces précautions il peut se faire que sur une ligne sou - terraine d’exécution irréprochable à l’origine il se développe dans le cours du temps des défauts d’isolement ou de conduction plus ou moins graves. Ce sont ou bien des lésions de l’enduit, qui, effectuées dans le transport ou dans l’enterrement du fil, donnent peu à peu accès à l’humidité du sol, ou bien de pareilles lésions produites par la pioche des ouvriers terrassiers dans des travaux imprudemment exécutés dans le voisinage du fil sur le plateau58 du chemin de fer, ou bien enfin des lésions dues à la malveillance. Ces deux dernières causes peuvent même amener une rupture totale du fil. Il s’agit donc maintenant de trouver les moyens de reconnaître sans trop de peine et dans le plus court délai possible le lieu précis de ces deux genres de lésion.
Quant aux défauts d’isolement, l’opération est susceptible d’être singulièrement abrégée à l’aide d’une formule que je vais indiquer. Désignons par A et B les stations télégraphiques, entre lesquelles existe la lésion de l’enduit. Nous nommerons extrémité A, extrémité B du fil, les extrémités qui se trouvent aux stations A et B. Soient de plus a et b les résistances du fil comprises entre les stations A et B et le lieu de la lésion, α et β les résistances qu’éprouve un courant à passer du fil au sol par les plaques métalliques submergées aux stations A et B, enfin γ la résistance qu’un courant éprouve à passer du fil au sol à l’endroit de la lésion. Alors, faisant commu - niquer directement au sol l’extrémité B du fil et l’extrémité A par l’intermédiaire d’une pile, et nommant d’ailleurs s et s' les intensités des courants mésurées en A et B à l’aide de galvanomètres compa - rables, on aura 〈…〉 , d’où l’on tire 〈…〉 .
Maintenant, qu’on renverse la disposition de manière que ce soit l’extrémité A, qui communique directement au sol, et l’extré - mité B, où se trouve la pile. En donnant au courant la direction contraire dans le fil, afin que la polarisation en γ ait la même valeur qu’auparavant, et nommant d’ailleurs σ et σ 'les nouvelles intensités des courants en A et B, l’on aura cette fois 〈…〉 .
En divisant la seconde équation par la première, on élimine γ et l’on trouve: 〈…〉 , d’où l’on déduit le rapport de a et b. Dans cette formule, on n’a pas tenu compte de la résistance de la pile; mais sur des lignes59 télégraphiques d’une longueur tant soit peu considérable, cette résistance par rapport aux autres résistances est assez petite pour être négligée sans inconvénient. La même considération pourra presque toujours s’appliquer aux constantes α et β, dont la somme revient à ce que l’on est convenu d’appeler la résistance de la terre; sinon, il faudra avoir déterminé α et β par des expériences préalables.
Quelque imparfaites que restent nécessairement les mesures de ce genre, la formule que je viens de donner, sert pourtant à déterminer le lieu d’une lésion de l’enduit isolant à un centième près de la longueur des lignes tant soit peu étendues et d’ailleurs bien isolées. On arrive par là du moins à connaître les deux stations du chemin de fer, entre lesquelles existe la lésion. Pour en reserrer le lieu entre les limites plus étroites, on procède de la manière suivante.
Les extrémités A et B du fil étant isolées, l’on se transporte au milieu du trajet compris entre les deux stations du chemin de fer, on y coupe le fil, et l’on en réunit successivement les deux bouts au sol par l’intermédiaire d’une pile et d’un galvano - mètre d’une sensibilité appropriée. Evidemment la lésion doit se trouver du côté de l’endroit coupé, où l’on observe une déviation de l’aiguille. Ainsi la longueur du fil qui renferme la lésion, est réduite de moitié. Après avoir rétabli le fil, on va répéter la même opération au milieu de la distance comprise entre les nou - velles limites, et ainsi de suite. Douze bisections pareilles a peu près, entre deux stations du chemin de fer de la distance moyenne usitée en Allemagne (20 kilomètres), suffisent pour préciser le lieu de la lésion à quelques mètres près. Alors il n’y à plus qu’a déterrer une longueur correspondante du fil et à rétablir l’intégrité de l’enduit par les procédés convenables.
Pour déterminer le lieu d’une rupture du fil métallique, on établit à l’une des stations télégraphiques une pile en communi - cation d’une part avec le fil, de l’autre avec le sol. On s’assure de l’intégrité du circuit entre un endroit donné et la pile, en plongeant dans l’enduit isolant, jusqu’au contact du fil métallique, un stylet acéré, au bout duquel on applique la langue; on reconnaît aisément la présence du courant à la saveur particulière qu’il développe. Quoique ce moyen suffise, il va sans dire que l’on peut aussi se servir du galvanomètre.
60Si l’on a eu soin, dans l’établissement de la ligne, d’établir de distance en distance des points d’un accès facile au fil souterrain, et si dans le cours de l’opération on accélère le transport des ouvriers à l’aide d’une draisine, il suffit d’un couple d’heures pour rétablir l’intégrité soit du fil métallique, soit de l’enduit isolant, sur un trajet d’une vingtaine de kilomètres.
Frais des fils souterrains. — Le prix du fil enduit de gutta - percha, tel qu’il est employé sur les lignes du gouvernement prus - sien, est à Berlin à peu près 400 francs par kilomètre, le kilo - mètre pesant 50 kilogrammes. Pour les lignes des chemins de fer on se contente d’un fil qui ne pèse que la moitié, et dont le kilo - mètre en conséquence ne revient qu’à un peu plus de 200 francs. L’établissement du fil revient dans l’Allemagne septentrionale à 80 — 100 fr. par kilomètre, dépense qui toutefois se répartit égale - ment sur le nombre de fils que l’on couche à la fois.
Avantages des fils souterrains. — Les frais des fils souterrains en place excèdent donc dans la plupart des cas ceux des fils aériens. Outre cet inconvénient on peut leur en reprocher encore un autre, savoir que, pour établir des fils additionnels sur une ligne télégraphique déjà existante, il faut ouvrir une nouvelle tranchée dans toute l’étendue de la ligne, tandis que, dans le sy - stème des fils aériens, les mêmes poteaux peuvent servir pour aug - menter à volonté jusqu’à une certaine limite le nombre des fils suspendus.
Malgré cela, comme on va le voir, l’avantage, même sous le rapport des frais, est incontestablement du côté du système sou - terrain.
Effectivement les conduits aériens sont sujets à deux causes de détérioration qui en nécessitent le renouvellement à des époques plus ou moins rapprochées. L’une de ces causes réside dans la pourriture des poteaux continuellement exposés à toutes les intem - péries de la saison; l’autre, dans une modification moléculaire qui s’opère dans les fils, soit par la transmission incessante des courants électriques, soit par la tension à laquelle ils sont soumis et les vibrations qui en résultent à chaque courant d’air. Par suite de cette modification les fils, après un certain temps, deviennent cassants au point de se rompre, surtout par un froid rigoureux, par l’effet d’un simple coup de vent. Cet accident se reproduisant61 presque journellement sur les divers points de lignes étendues, il devient indispensable de renouveler les fils.
Les fils souterrains, au contraire, depuis trois ans qu’ils sont en terre, n’ont encore éprouvé la moindre altération appréciable de leur surface. On en peut conclure qu’il s’écoulera un temps presque indéfini jusqu’à ce que l’altération, dont ils pourraient être menacés, atteigne le fil métallique. Ils ne sont pas sujets à se rompre, même quand ils seraient devenus cassants par l’effet de la transmis - sion des courants, puisqu’ils ne sont soumis à aucune espèce d’ef - fort mécanique. La durée de service des fils souterrains étant ainsi assurée, tandis que celle des fils aériens est restreinte à des limites assez étroites, il est évident qu’en dernière analyse les pre - miers coûtent moins cher que les derniers.
Pour ce qui concerne la sûreté du service, il va sans dire d’abord que les mêmes détériorations, qui après un certain temps exigent impérieusement le renouvellement des fils aériens, commen - cent par porter atteinte à la régularité des communications, et que, sous ce rapport déjà, les fils souterrains offrent des garanties bien supérieures. Tandis que les fils aériens sont exposés à toute sorte d’accidents, ainsi qu’aux attaques de la malveillance, les fils souterrains, presque entièrement à l’abri des premiers, échappent encore facilement aux derniers, lors même que leur parcours sur le plateau du chemin de fer ou de la grande route serait connu des agresseurs. Il y a plus, si l’isolement des fils souterrains n’est peut-être jamais aussi parfait que celui des fils aériens suspendus à l’aide de cloches dans des conditions atmosphériques favorables, cet isolement est, en revanche, complètement exempt des vicissitudes, auxquelles l’isolement des fils aériens est si fort sujet. Or, comme on l’a dit à l’entrée de ce chapitre, c’est précisément là le point essentiel. Aussi n’est-il pas beaucoup plus rare de voir les télé - graphes électriques à fils aériens mis hors de service par l’effet d’une abondante pluie d’été, ou d’une copieuse chute de neige, que cela n’était le cas autrefois pour les télégraphes optiques. Les fils souterrains, au contraire, n’offrent pas même des traces de pareilles influences et fonctionnent par tous les temps, hiver et été, avec cette régularité qu’on avait d’abord eu l’espoir d’obtenir des télé - graphes électriques, espoir auquel le système des fils aériens a si peu répondu. Enfin, et comme on pouvait s’y attendre, la marche62 des télégraphes souterrains n’est que très-rarement entravée par les influences de l’électricité atmosphérique, troisième grande classe de perturbations, qui, ainsi qu’on l’a vu plus haut, vient mettre le comble aux embarras qui compromettent la sûreté du service des télégraphes à fils aériens. Ni les courants d’électricité atmosphéri - que par un ciel serein, ni les courants induits par le mouvement des nuages électriques, ni enfin les décharges brusques et délétères en temps orageux n’ont de prise sur les fils souterrains à raison de la couche conductrice de sol humide qui les recouvre. Il ne reste pour les fils souterrains, en fait de perturbations de ce genre, que des courants provenant du choc en retour, qui se manifestent parfois dans le circuit en temps d’orage au moment d’une forte décharge.
Phénomènes remarquables qu’offrent les conduits souterrains. — Voici un phénomène bien remarquable qu’on a constamment l’occasion d’observer sur de longues lignes télégraphiques bien isolées. Supposons que l’extrémité B du fil soit isolée, et qu’on fasse communiquer l’autre A à une pile dont l’autre pôle est réuni au sol. A l’instant où l’on établit la communication, on observe dans les parties du fil qui ne sont pas trop éloignées de la pile, un courant de courte durée dans la direction du courant instantané qui s’éta - blirait, si l’on fermait le circuit en réunissant l’extrémité B au sol; sur les lignes d’isolement parfait, il ne reste aucune trace de ce courant. Remplaçant tout à coup, à l’aide d’une bascule, la pile par un conducteur inerte, on obtient un second courant instantané d’intensité à peu près égale à celle du premier, mais cette fois en sens inverse. Rompant ensuite à l’extrémité A toute communication avec la pile et le sol, de manière à tenir cette extrémité isolée, et réunissant au même instant au sol l’extrémité B, on observe encore un courant instantané d’intensité à peu près égale et cette fois de nouveau dans le sens du premier, c’est-à-dire du courant con - tinu de la pile à circuit fermé. Cette dernière expérience ne peut se faire, bien entendu, que lorsqu’on dispose d’une ligne à double fil conducteur souterrain; alors les extrémités A et B du fil sont supposées se trouver à la même station, les extrémités correspon - dantes du double fil, à la station opposée, étant réunies bout à bout et isolées du sol de manière à ne former qu’un circuit unique.
63On pourrait, au premier coup-d’oeil, et en n’ayant égard qu’à la direction des courants, être tenté d’admettre que ces phénomènes sont dus à des polarités secondaires développées sur le fil. Mais bien des faits viennent combattre cette opinion. 1°. Les phéno - mènes sont d’autant plus prononcés que le fil est mieux isolé. 2°. Les courants sont de beaucoup plus courte durée que ceux dus aux polarités secondaires. 3°. L’intensité des courants est propor - tionnelle à la force de la pile, et indépendante de l’intensité du courant dérivé, s’il en existe par suite d’imperfections de l’isole - ment; il s’ensuit que l’intensité des courants instantanés peut dépasser de beaucoup le maximum auquel, dans le même circuit, l’intensité du courant dû aux polarités secondaires est assujettie. 4°. Enfin, l’intensité des courants instantanés est proportionnelle à la longueur du fil, tandis qu’une relation inverse devrait avoir lieu, si ces courants provenaient de la décharge de polarités se - condaires.
Ainsi, il n’y a pas à songer à ces polarités pour l’expli - cation du phénomène. Mais, pour le comprendre très-facilement, il n’y a qu’à se rappeler la belle expérience, par laquelle Volta fournit la preuve la plus éclatante de l’identité du galvanisme et de l’électricité. Le physicien de Côme montra qu’en faisant com - muniquer au sol l’une des extrémités d’une de ses piles et l’autre à l’armature interne d’une batterie de Leyde non isolée, l’on obtient, dans un espace de temps presque insensible, une charge de la batterie proportionnelle à la force de la pile. En même temps, on observe dans le conducteur, entre la pile et l’armature interne, un courant instantané qui, d’après Ritter, offre toutes les propriétés d’un courant ordinaire.
Or il est évident que le fil souterrain, avec son enduit isolant, peut être exactement assimilé à une immense batterie de Leyde. Le cristal des jarres, c’est l’enduit de gutta-percha; l’armature interne, c’est la surface du fil de cuivre rouge; l’armature externe enfin, c’est le sol humide qui fonctionne, en ce cas, comme la main dans la première expérience du chanoine de Dantzig. Pour se faire une idée de la capacité de cette nouvelle espèce de batterie, il n’y a qu’à réfléchir que la surface du fil équivaut à environ 7 mètres carrés par kilomètre.
Faisant communiquer le fil par l’une de ses extrémités à une64 pile, dont l’autre extrémité communique au sol, tout en maintenant isolée l’autre extrémité du fil, il faut que le fil prenne une charge de même signe et de même tension que le pôle de la pile qu’on lui fait toucher. C’est là ce qui se passe dans le premier des courants instantanés, dont je viens de dénoter la présence. Dans l’expérience de Volta, en rompant la communication entre la pile et la batterie, et en établissant un arc conducteur entre les deux armatures, on obtient la décharge comme à l’ordinaire. C’est à cette décharge que correspondent, comme il est aisé de voir, les deux courants instantanés que l’on observe en sens inverse l’un de l’autre aux deux extrémités du fil, en faisant communiquer ces extrémités au sol, à l’exclusion de la pile. On comprend d’ailleurs que le premier courant instantané, celui dans lequel s’opère la charge du fil, doit se produire également, quoiqu’à une moindre intensité, lors même que l’autre extrémité du fil com - munique au sol. Le courant instantané alors précède le courant continu, ou, si l’on aime mieux, s’ajoute à lui dans les premiers moments. Du reste, ce courant instantané a une intensité beaucoup plus grande que le courant continu, sans doute parce que, dans l’acte de la charge du fil, l’électricité, pour se rendre aux différents points du fil, parcourt des chemins d’autant plus courts que ces points sont plus rapprochés de la pile.
Quoi qu’il en soit, ces phénomènes, que je signale à l’atten - tion des physiciens, impliquent, dans la construction d’appareils destinés à desservir les lignes télégraphiques souterraines, cer - taines dispositions dont il sera question plus tard.
Une autre singularité qu’offrent les fils souterrains c’est que, quand il y a un circuit dérivateur par suite de l’isolement dé - fectueux du fil, le courant dérivé qui existe dans ce circuit paraît constamment d’une intensité plus grande quand le fil prend à la pile l’électricité positive qu’en établissant la communication en sens contraire. Malheureusement, l’étude de ce phénomène laisse encore beaucoup à désirer, par la raison qu’il ne se produit d’une manière tranchée que sur les lignes d’un isolement très-défectueux.
Je m’exprimerai avec plus de réserve sur un troisième phé - nomène que je crois avoir constaté sur les lignes souterraines, c’est la production de courants d’intensité et de direction variable par l’effet des variations des éléments du magnétisme terrestre,65 qui accompagnent les aurores boréales. J’ai observé le fait le plus saillant de ce genre le 18 octobre 1848 sur la ligne de Berlin à Coethen de 20 milles d’Allemagne (environ 150 kilo - mètres) de longueur, dirigée à peu près de l’E. -N.-E. à l’O. -S.-O., par conséquent presque normale au méridien magnétique. A la nuit tombante une magnifique aurore boréale se déclara à l’horizon, et dans le cours de la même soirée, comme j’appris plus tard par les journaux, tous les télégraphes électriques de l’Angeleterre refusèrent le service. Du reste, les fils aériens semblent devoir être également soumis à la même influence: seulement au milieu des nombreuses perturbations dont ces fils sont le siège, les cou - rants d’induction magnéto-tellurique ne pourront pas être aussi facilement distingués.
Division des télégraphes électriques en deux classes. — Les télégraphes actuellement en usage peuvent être répartis en deux classes, savoir: 1° en télégraphes que je nommerai à signaux combinés, et 2° en télégraphes alphabétiques ou à cadran. Dans les télégraphes de la première espèce, chaque signal, équivalant par exemple à une lettre de l’alphabet, résulte de la combinaison d’un certain nombre de signaux élémentaires simultanés ou suc - cessifs. Dans les télégraphes de la seconde espèce une aiguille qui parcourt un cadran par une succession de mouvements élé - mentaires de même nature est susceptible de s’arrêter en un point choisi du cadran et d’établir ainsi la correspondance.
Comparaison des deux classes de télégraphes électriques. — Si l’on fait la comparaison de ces deux grandes classes d’appareils télégraphiques, on arrive bientôt à voir que, sous le rapport si essentiel de la sûreté du service, les télégraphes à cadran l’em - portent d’une manière notable sur ceux à signaux combinés. En effet, tandis que ces derniers exigent de la part des employés une dextérité particulière souvent très-considérable et très-difficile à acquérir, les télégraphes à cadran sont d’un usage facile, et pour ainsi dire à la portée de tout le monde. Les signaux des télégraphes à cadran se réduisent toujours à la coïncidence d’une aiguille avec un des signes inscrits autour du cadran; il ne faut,566pour les saisir, qu’un seul acte d’attention de la part de l’em - ployé qui reçoit la dépèche. Au contraire, les signaux combinés exigent autant de pareils actes qu’il y entre de signaux élémen - taires. Cette espèce de signaux doit dont nécessairement fatiguer beaucoup plus l’attention des stationnaires, et les chances d’erreur se trouvent pour elle multipliées par le nombre moyen des signaux élémentaires qui entrent dans la composition d’un signal combiné. Il y a plus: à l’instant où, par une cause quelconque, les aiguilles des télégraphes à cadran se sont détachées, l’employé est mis au fait de l’accident soit par l’incohérence de la dépêche, soit, si elle est en chiffres, par le désaccord entre les signaux de rapport. Dans les télégraphes à signaux combinés, chaque signal étant indépendant de ceux qui ont précédé, l’employé en recueillant la dépèche n’est averti par rien de ce qu’elle est fautive, ce qui peut donner lieu aux plus graves inconvénients. Et bien entendu, l’impression des dépèches, ou leur fixation immédiate par tout autre procédé, ne saurait rémédier à ce défaut, puisque ce mode de transmission est bien capable d’éliminer les fautes de lecture, mais non celles provenant de désordre des appareils.
Ainsi, la supériorité des télégraphes à cadran sur ceux de l’autre espèce, sous le rapport de la sûreté, se trouve en prin - cipe bien établie. Si, malgré cela, les télégraphes à signaux com - binés sont aujourd’hui de beaucoup les plus répandus, il en faut chercher la raison dans plusieurs circonstances. D’abord le mé - canisme des télégraphes à cadran est en général plus compliqué, et, par suite, le prix en est plus élevé. Ensuite ces télégraphes ne paraissaient pas, jusqu’a présent, susceptibles de fonctionner avec la même vitesse que les télégraphes à signaux combinés, parce qu’il y a toujours entre chaque lettre et la suivante, le temps perdu que l’aiguille met à parcourir la partie de la cir - conférence du cadran comprise entre les deux lettres. Enfin, dans les essais qu’on avait fait jusqu’ici, la marche des télégraphes à cadran s’était toujours montrée excessivement sujette à toutes sortes de désordre, surtout par des variations de l’intensité des courants, comme elles ont lieu si fréquemment dans les cir - cuits à fils aériens.
Dans la construction du télégraphe à cadran, dont on va lire une description sommaire, je crois avoir été assez heureux67 pour conserver tous les avantages de cette espèce d’appareils, tout en trouvant les moyens d’en éviter, du moins en grande partie, les inconvénients.
Description d’un nouveau télégraphe à cadran. — Qu’on s’imagine une pièce de fer doux pivotant autour d’une axe qui passe par son centre de gravité, et servant d’armature à un ai - mant temporaire, dont toutefois un ressort tend constamment à la tenir éloignée. Quand on ferme le circuit d’une pile et de l’aimant, l’armature est attirée. Mais les choses sont disposées de manière que, par ce mouvement même de l’armature, le cir - cuit se rouvre. Aussitôt le ressort reprend le dessus et rapelle l’armature; mais par ce mouvement même de l’armature, opéré en sens inverse du premier, le circuit est fermé de nouveau. On comprend que le même jeu doit se reproduire indéfiniment, et de là des oscillations de l’armature, qui peuvent acquérir une très grande vitesse, proportionnelle toujours à l’intensité du cou - rant qui anime l’aimant temporaire. Ces oscillations de l’arma - ture sont le principe moteur de mon télégraphe.
En effet, l’armature porte un levier, à l’extrémité duquel se trouve un encliquetage s’engageant dans les dents d’une roue à rochet. Chaque rappel de l’armature fait faire un pas à la roue, qui tourne ainsi dans une direction déterminée avec une vitesse proportionnelle à l’intensité du courant. L’axe de la roue porte une aiguille qui parcourt incessament le cadran à signaux. Au - tour du cadran sont inscrites les lettres de l’alphabet ou tels signes qu’on voudra, en nombre égal à celui des dents de la roue à rochet. A chaque oscillation de l’armature répond donc un signe parcouru par l’aiguille du cadran.
Inutile de dire, du reste, que le levier d’encliquetage sert aussi à fermer et à rouvrir le circuit. A cet effet, ce levier os - cille entre les deux bras d’une espèce de fourche susceptible d’un petit mouvement latéral de va-et-vient dans le plan qui passe par les deux bras de la fourche. Ce petit mouvement latéral, dans l’un des sens, a pour résultat de fermer le circuit, en établissant le contact entre le bras correspondant de la fourche et une pièce d’arrêt conductrice. Le mouvement latéral de la fourche dans l’autre sens, au contraire, a pour résultat d’ouvrir le circuit en met - tant fin au contact qui vient d’être indiqué. Dans cette direction5*68le mouvement de la fourche est limité par un butoir en pierre, et par conséquent isolant. Dans ses excursions de chaque côté le levier vient alternativement s’appuyer sur l’un et l’autre bras de la fourche, et la déplacer tantôt dans un sens, tantôt dans l’autre. On comprend donc, comment il fait pour fermer et rouvrir alternative - ment le circuit. Mais pour assurer la position de la fourche dans les deux temps, il y a encore une disposition particulière. L’espèce de levier qui, situé sous le levier d’encliquetage, porte la fourche, se prolonge, au delà, en un ressort dont l’extrémité est garnie d’une pierre taillée en forme de cône obtus. Le sommet de ce cônes appuie sur une pierre taillée en forme de toit à angle très ouvert. Chaque fois que le levier d’encliquetage fait changer de position à la fourche, le cône franchit l’arête du toit; et l’action du ressort qui tend à faire glisser le sommet du cône sur le plan incliné du toit, presse le bras de la fourche contre le butoir cor - respondant, et empêche ainsi le circuit de se fermer ou de se rouvrir par l’effet des tremblements de la fourche, avant que le levier, à la fin de l’excursion suivante, vienne lui-même remplir cet office en temps opportun.
A la station opposée de la ligne télégraphique se trouve un appareil tout semblable, et le même courant, provenant de deux piles disposées dans le même sens aux deux stations, anime les électro-aimants des deux appareils. L’interruption d’un circuit en un seul endroit suffisant pour enrayer le courant dans toute l’étendue du circuit, on comprend à l’instant que chaque fois que l’armature est rappelée dans l’appareil A, elle l’est également dans l’appareil B. Mais il n’est pas moins évident que l’arma - ture A ne peut être attirée de nouveau par suite du rétablisse - ment du contact en A avant que le ressort ait également rétabli le contact en B. Il s’ensuit que les oscillations des armatures en A et B devront être parfaitement synchrones. Donc aussi les mouvements des aiguilles sur les cadrans en A et B devront se correspondre exactement, et si, à l’origine, elles ont été dis - posées d’une manière homologue, elles devront à chaque instant de leur course spontanée, incessante et rapide indiquer la même lettre du cadran.
Pour transmettre des signaux à l’aide de ces appareils il n’y a donc plus qu’à trouver le moyen d’arrêter l’aiguille à une69 lettre donnée, la même sur les deux cadrans. Ce moyen est bien simple. Il suffit évidemment pour cela d’empêcher le circuit de se fermer de nouveau par l’action du ressort de l’appareil A, quand l’aiguille sera arrivée à la lettre donnée, puisqu’alors le circuit restant également ouvert pour l’appareil B, le courant ne pourra plus passer, et qu’aucune des deux armatures ne sera attirée jus - qu’à ce qu’on ait permis au ressort de l’appareil A de fermer le circuit. A cet effet, on a disposé autour du cadran, qui d’ailleurs est horizontal, un clavier circulaire dont les touches correspondent aux lettres du cadran. En pressant une touche on abaisse une cheville que vient rencontrer un bras fixé à l’axe de la roue à rochet parallèlement à l’aiguille du cadran. La roue se trouve ainsi arrêtée précisément au milieu du pas qu’elle allait accomplir par l’action du ressort; par suite, le levier d’encliquetage reste en suspens entre les bras de la fourche, et le circuit ne peut pas se fermer de nouveau par l’action du ressort jusqu’à ce qu’on ait enlevé l’obstacle en ôtant le doigt de la touche. A l’autre sta - tion rien n’empêche pendant ce temps la roue à rochet d’accom - plir son pas en entier, et le ressort de fermer le circuit; mais le circuit étant ouvert en A, l’armature n’est point attirée de nouveau, et l’aiguille en B s’arrêtera donc à la lettre voulue un instant après celle de l’appareil A. Ainsi l’on a à chaque station un cadran, sur lequel, lorsqu’on est en correspondance, circule incessament une aiguille que chacun des stationnaires peut arrêter à volonté à chaque compartiment du cadran; presque au même instant l’aiguille sur le cadran de l’autre station s’arrête au même compartiment.
Carillon d’alarme et méthode de se mettre en correspondance. — A chacun de mes télégraphes est adapté un carillon d’alarme, dont la construction et le jeu reviennent presque exactement à ceux des appareils télégraphiques avec cette seule différence que le levier que porte l’armature ne sert plus à faire mouvoir la roue à rochet, mais que les oscillations de ce levier sont em - ployées directement à frapper de coups redoublés le timbre du réveil.
Dans les temps de repos, lorsqu’on ne veut pas correspondre, le circuit entre les deux stations A et B est formé uniquement du fil conducteur, de la terre, et, à chaque station, des bobines du carillon d’alarme, dont le ressort de rappel tient le circuit70 fermé. Quand le stationnaire A vent parler au stationnaire B, il retire du circuit son carillon et le remplace par une pile et par l’appareil télégraphique. Alors l’appareil télégraphique reste immobile, tandis que le carillon de la station B donne l’alarme.
D’après ce qu’on a vu plus haut à l’égard de la solidarité nécessaire des mouvements des aiguilles de deux de mes appareils, c’est-à-dire des oscillations de leurs armatures, il doit paraître surprenant que deux appareils semblables, le télégraphe et le ca - rillon, puissent se trouver dans le même circuit, l’un marchant, l’autre ne marchant pas. Pour comprendre ce phénomène il faut se rappeler le fait, que le magnétisme temporaire du fer doux par l’action du courant ne prend tout son développement qu’après un certain temps écoulé. Qu’on s’imagine maintenant que dans deux appareils installés dans le même circuit, le ressort de rappel de l’un, A, soit hors de toute proportion plus fort ou plus tendu que celui de l’appareil B. Alors, quand l’armature de B aura déjà été attirée, l’aimant de A n’aura encore acquis peut-être que la force nécessaire pour faire équilibre au ressort; et le cir - cuit s’étant ouvert en B par le mouvement de l’armature, il n’est pas non plus possible, en ce cas, que l’aimant de A acquière jamais cette force. L’armature de A restera donc forcément im - mobile, et le circuit constamment fermé de ce côté; il s’ensuit que l’appareil B marchera seul. Une semblable discordance peut encore se produire par d’autres causes, dont il sera question plus tard. Le moyen d’y rémédier est aisé à deviner. Il suffit pour cela de donner aux ressorts des deux appareils les tensions con - venables à l’aide d’une vis accessible de dehors. Mais, dans les carillons d’alarme, c’est le contraire qu’on a fait; on a pro - fité de la possibilité d’un pareil désaccord pour placer dans le même circuit le télégraphe de la station A, qui veut se mettre en correspondance, et le carillon de la station B, dont le gardien doit être averti. A cet effet, le ressort des carillons d’alarme a été fait plus faible que celui des télégraphes, au point que les appareils étant installés à la fois dans le circuit, les premiers marchent déjà rapidement par l’action de la pile de l’autre sta - tion, tandis que les derniers dans ces circonstances restent en - core immobiles.
L’utilité de cet arrangement est facile à saisir. En effet, pour71 achever d’établir la correspondance, le stationnaire B, averti par le réveil, retire du circuit son carillon d’alarme et le remplace par le télégraphe et la pile; aussitôt les télégraphes marchent ensemble. Cela ne pourrait pas avoir lieu, si le stationnaire A, en donnant l’éveil, n’avait pas d’abord introduit son télégraphe dans le circuit, et il n’aurait pas pu le faire, sans que, par suite, les aiguilles des deux télégraphes se fussent trouvées détachées l’une de l’autre, si son télégraphe n’était pas resté immobile pen - dant que le carillon de l’autre station marchait.
Il va sans dire que toutes ces opérations, qui, à la première vue, pourraient paraître compliquées, se font simplement en don - nant différentes positions au levier d’un commutateur. Avant d’entrer en besogne, les stationnaires s’assurent réciproquement de la marche correspondante de leurs aiguilles par un signal convenu, qui consiste à marquer les blancs du cadran. Si les aiguilles s’étaient détachées, on les règle à l’aide d’une disposi - tion qui permet de mouvoir l’aiguille sur son cadran en faisant osciller l’armature à circuit ouvert par les pressions successives qu’on exerce sur un bouton.
Intensité des courants employés à faire marcher le nouveau télégraphe à cadran. — Comme marche normale de mes télé - graphes à cadran je considère celle où l’aiguille parcourt par seconde la demi-circonférence, soit quinze signaux télégraphiques. Pour obtenir cette vitesse, à l’exclusion de résistances étrangères aux appareils, je fais usage d’une pile de 5 couples de Daniell pour chaque appareil. Mais le nombre de couples nécessaires est loin de s’accroître en proportion de la longueur du circuit télé - graphique qui sépare les appareils. Ainsi, avec les fils sou - terrains, les nouveaux télégraphes marchent très-bien à une dis - tance de 50 milles d’Allemagne (environ 400 kilomètres), quand ils sont animés de chaque côté par une pile de 25 couples de Daniell. D’ailleurs, on ne fera usage de cette disposition que sur des lignes dénuées de stations intermédiaires. Là où de pareilles stations existent, il sera bien plus avantageux, quand il s’agira de correspondre entre les stations extrêmes, de faire simplement entrer dans le circuit les piles des stations intermédiaires, à l’ex - clusion des télégraphes qui s’y trouvent, que d’accumuler indéfini - ment les couples aux stations extrêmes.
72Appareil additionel ou transmetteur servant à faire fonctionner le télégraphe à de grandes distances. — De quelque manière qu’on s’y prenne, il faudra toujours, pour faire fonctionner convenable - ment les télégraphes à de très grandes distances, augmenter le nombre des couples dans une proportion qui finit par entraîner de graves inconvénients. C’est pour parer à ces inconvénients, que je munis en ce cas mes télégraphes d’un appareil additionnel qui permet de n’employer, même aux plus grandes distances, que des piles d’un nombre de couples fort limité. Cet appareil offre en principe la disposition suivante.
Quand on ferme les circuits des piles des deux stations, le courant n’entre pas d’abord dans les bobines des aimants des deux télégraphes, quoiqu’il soit bien assujetti à franchir les lieux de contact dans ces deux appareils, dont les ressorts de rappel garantissent, en temps de repos, la perméabilité électrique. Au lieu de ces bobines le courant traverse celle des aimants tem - poraires des transmetteurs, vis-à-vis des pôles desquels pivotent des armatures tout semblables à celles déjà décrites du télé - graphe et du carillon. Ces armatures sont disposées de manière qu’aussitôt qu’elles sont attirées, elles ferment une interruption qui existait jusqu’alors entre une pièce d’arrêt conductrice et un levier fixé aux armatures. Cette interruption reste fermée tout le temps que passe le courant. Quand le courant cesse, les armatures sont rappelées par des ressorts qui, à l’inverse des ressorts des télégraphes des carillons, tendent donc constamment à rompre le contact au lieu de le maintenir. D’ailleurs, ces éta - blissements et ces ruptures de contact étant le seul travail dont les armatures des transmetteurs soient chargées, on a pu réduire extrêmement leur course et donner à leurs ressorts une tension incomparablement plus petite même que celle des ressorts des carillons. Donc aussi le moindre filet de courant suffira pour mettre en jeu ces appareils.
Maintenant, à l’instant où les armatures des aimants des transmetteurs établissent les contacts indiqués, le courant de la pile correspondante, qui jusqu’alors avait à parcourir uniquement le circuit télégraphique, y compris les bobines des transmetteurs et les lieux de contact des télégraphes, et qui dans cette route se renforçait du courant de la pile de la station opposée, trouve73 tout à coup à parcourir un circuit dérivateur beaucoup plus court et par conséquent beaucoup moins résistant. En effet, ce nou - veau circuit, indépendamment des lieux de contact des transmet - teurs, se compose, pour la pile de chaque station, uniquement des bobines du télégraphe correspondant. Il existe donc pendant tout le temps que les armatures des transmetteurs sont attirées, ou bien, ce qui revient au même, que les lieux de contact des télégraphes sont perméables, pour chaque pile deux circuits d’iné - gale résistance. L’un de ces circuits est formé, comme on vient de le voir, par les bobines du télégraphe; l’autre, c’est le circuit télégraphique lui-même qui, à l’autre station, se continue d’abord dans les bobines du transmetteur, et puis se ramifie en deux embranchements, la pile d’une part, les bobines du télégraphe de l’autre. Il est facile de comprendre que les intensités des cou - rants, dans les différents circuits qu’on leur ouvre, étant en raison inverse des résistances de ces circuits, les bobines des télégraphes se trouveront ainsi traversées par des courants bien plus intenses que si l’on leur avait fait faire partie simplement du circuit télé - graphique avec les deux piles. Voilà donc les télégraphes qui entrent simultanément en action par l’effet du filet de courant qui seul franchit tout le circuit télégraphique. Examinons ce qui va se passer ultérieurement.
Les armatures des télégraphes sont attirées, et pendant le temps de leur course rien n’est encore changé. Mais sitôt qu’ar - rivées au terme de cette course, les armatures interrompent le contact dans les télégraphes, le courant qui animait les aimants des transmetteurs cesse, l’armature de ces aimants est rappelée, et par suite le courant dérivé immédiatement de la pile qui animait les aimants du télégraphe cesse aussi. Les armatures des télégraphes retombent à l’appel de leurs ressorts et font faire aux deux aiguilles un pas correspondant. D’ailleurs, ces armatures, au terme de leur chute, venant de nouveau fermer le circuit télégraphique pour les bo - bines du transmetteur, le même jeu se renouvelle indéfiniment, comme dans le cas des télégraphes marchant sans transmetteurs.
Il va sans dire que le courant qui anime les aimants des transmetteurs, éprouve une diminution sensible de son intensité, aussitôt que ces aimants, par l’attraction de leurs armatures, ont fermé le circuit dérivateur de moindre résistance. Or il peut se74 faire que le courant qui reste, ne soit plus capable alors de vaincre les ressorts de rappel des transmetteurs, en sorte que les aimants des télégraphes ne trouvent jamais le temps nécessaire pour faire décrire à leurs armatures une course complète. Les aiguilles des télégraphes restent donc stationnaires et le circuit télégraphique fermé, tandis que les armatures des transmetteurs oscillent ra - pidement sous la seule influence des variations dans l’intensité du courant qui parcourt leurs bobines; variations que ces arma - tures produisent elles-mêmes en fermant et rouvrant alternative - ment le circuit dérivateur. On peut rémédier à ce défaut, soit en détendant le ressort des transmetteurs, soit en introduisant dans le circuit télégraphique une pile auxiliaire d’une force appro - priée, qui reste en dehors du circuit dérivateur, quand celui-ci est établi à travers les bobines des télégraphes.
En remplaçant à l’une des stations le télégraphe par le carillon, le premier reste immobile, pendant que le second marche; en sorte que la manoeuvre pour donner l’éveil est encore tout à fait la même avec les transmetteurs que sans ces appareils.
Les transmetteurs ralentissant toujours un peu la marche des télégraphes, on fera bien de n’y avoir recours que sur des lignes d’une grande étendue sans stations intermédiaires. Pour bien faire marcher les télégraphes avec les transmetteurs, à l’ex - clusion de résistances étrangères aux appareils, il faut 3 couples de Daniell de chaque côté. A une distance de 400 kilomètres entre les deux stations chaque pile devra être de 6 éléments.
Appareil à impression. — A chacun de mes télégraphes peut être adapté un appareil à impression, qui imprime en caractères ordinaires les lettres dont on abaisse les touches correspondantes. Voici quelle est en principe la construction de cet appareil.
Il y a d’abord un aimant temporaire, une armature avec son ressort, un levier d’encliquetage, une roue à rochet, tout semblables à ce qu’on a vu dans les télégraphes. Quand on fait entrer les bobines de l’aimant dans le circuit télégraphique, soit directement, soit par un mode de transmission analogue à celui qui vient d’être décrit, il s’entend que la roue marchera du même pas que celle des télégraphes. A la place de l’aiguille, l’axe de la roue porte cette fois-ci la roue-type de M. Wheatstone, divisée en autant de secteurs faisant ressort qu’il y a de signaux au cadran,75 chaque secteur portant un poinçon. Dans le mouvement de la roue, la lettre correspondante à celle qu’indique à chaque instant l’aiguille du cadran se trouve précisément au-dessus d’un marteau. Au-dessus de la roue est disposé un rouleau noirci, entre lequel et le poinçon passe la bande de papier à imprimer. Le rouleau est composé d’une multitude de disques de papier enfilés à son axe semblables à ceux dont se compose une pile sèche de Zamboni. Cet assemblage de disques a été comprimé à la presse hydraulique, et la tranche travaillée au tour.
Il ne s’agit donc plus, à présent, pour imprimer, que de faire en sorte que chaque fois que l’on abaisse une touche du clavier d’un des télégraphes, le marteau frappe son coup de bas en haut. Or il y a dans l’appareil un second aimant temporaire d’une grande puissance, que nous appellerons l’aimant à impression, et dont les bobines sont en relation avec une pile auxiliaire ou locale.
Le levier d’encliquetage oscille comme dans le télégraphe, au-dessus d’un levier muni d’une pièce analogue à celle que, dans le télégraphe, nous avons nommée fourche. Mais cette pièce se distingue de la fourche en question en ce qu’elle n’a plus qu’un seul bras. Elle est encore susceptible, comme dans le télégraphe, d’un petit mouvement latéral. Dans l’une des positions qui en résultent, le bras seul existant de la fourche appuie contre une pièce d’arrêt conductrice. Dans l’autre sens le mouvement du levier portant la fourche est limité par un butoir en pierre. Du reste les deux positions du levier sont, comme dans le télégraphe, assurées par un cône en pierre frottant à ressort sur un toit en pierre à angle très-ouvert. A l’endroit du levier d’encliquetage qui répond à la fourche, ce levier porte de chaque côté un bouton, l’un isolant, l’autre conducteur. Dans les temps de repos de l’appareil le bouton conducteur, par l’effet du ressort de rappel de l’aimant temporaire, s’appuie contre une pièce d’arrêt conductrice; quand l’armature est attirée, au contraire, le levier va frapper de son bouton isolant le bras de la fourche, et lui inflige la po - sition dans laquelle ce bras est au contact de la pièce d’arrêt conductrice.
Tout ce système, bien entendu, n’est plus engagé dans le circuit de l’aimant temporaire qui meut le levier d’encliquetage,76 et dont les alternatives d’aimantation proviennent du jeu des télé - graphes; mais c’est le circuit de l’aimant à impression qu’il s’agit, à l’aide du système en question, de fermer et de rouvrir en temps opportun. Il existe donc, pour ce dernier circuit, deux lieux de contact, où il est sujet à être interrompu. Supposons, en effet, le bras de la fourche dans la position où nous l’avions laissé, c’est-à - dire appuyé contre la pièce d’arrêt conductrice et le bouton con - ducteur du levier, par l’action du ressort également au contact de la pièce d’arrêt correspondante. Alors le courant de la pile auxiliaire chemine ainsi qu’il suit. Au sortir des bobines le courant entre dans le levier qui porte la fourche, passe à l’endroit d’interruption de la fourche dans la pièce d’arrêt conductrice, de là il gagne le levier d’encliquetage, franchit le second endroit d’interruption et en retourne ainsi à la pile et aux bobines.
Pour peu que le levier d’encliquetage s’écarte de la pièce d’arrêt correspondante par l’action de l’aimant temporaire engagé dans le circuit télégraphique, le circuit de l’aimant d’impression sera donc ouvert, et, pour peu que le bras de la fourche s’écarte de son côté de la pièce d’arrêt correspondante, le circuit sera également ouvert. A l’origine et quand l’impression doit com - mencer, la fourche se trouve dans cette dernière position, le levier d’encliquetage, au contraire, touche sa pièce d’arrêt conductrice; le circuit de l’aimant à impression est donc ouvert. Le courant télégraphique arrive; aussitôt le levier, par l’attraction de l’arma - ture qui le porte, va chasser le bras de la fourche contre la pièce d’arrêt et mettre fin ainsi à l’une des interruptions du circuit d’impression. Le télégraphe, rouvrant le circuit de l’aimant, permet au levier d’obéir à l’action du ressort, le levier retombe contre l’arrêt conducteur, et, cette fois enfin, le circuit de l’aimant à impression est bien fermé. Mais il y a une autre circonstance qui vient encore l’empêcher d’agir. En effet, cette clôture n’est qu’instantanée, parce que l’armature à peine rappelée est attirée de nouveau par l’effet de la clôture du circuit télégraphique. Or, pour faire entrer en action l’aimant à impression qui n’est pas, comme les autres électro-aimants de mes appareils, composé de tubes concentriques et fendus dans leur longueur, il ne suffit pas d’un courant instantané. Son magnétisme, en ce cas, n’atteint pas la hauteur convenable. Mais qu’on vienne à presser l’une77 des touches du clavier de l’un des télégraphes, de manière à tenir tant soit peu plus longtemps ouvert le circuit télégraphique que cela n’a lieu dans la marche ordinaire de l’appareil; alors le levier d’encliquetage se reposant un moment contre sa pièce d’arrêt conductrice, le circuit de l’aimant à impression reste assez long - temps fermé, le magnétisme a le temps de se développer et l’armature est attirée. Voici maintenant les diverses fonctions que, dans son mouvement, cette armature est appelée à remplir.
1°. Le marteau en suspens au-dessous de la lettre à imprimer est, comme on l’a sans doute deviné, fixé au bout d’un levier que porte l’armature de l’aimant à impression. Par l’attraction de cette armature le marteau frappe donc son coup, et la lettre correspondante à celle qu’indique l’aiguille du télégraphe se trouve imprimée sur le papier.
2°. Conformément à la distribution des signaux autour du cadran des télégraphes, deux secteurs diamétralement opposés de la roue-type sont restés vides. Donc quand le marteau vient à frapper l’un de ces vides, l’armature peut décrire un angle un peu plus grand que dans le cas des pleins, où le poinçon vient aussitôt rencontrer le rouleau à imprimer. Or cela a pour effet qu’un autre levier fixé à l’autre extrémité de l’armature peut, dans le cas des vides, atteindre un timbre d’horloge et le faire résonner. Comme, entre les mots de la dépèche, il est utile de laisser des blancs, on est, à chaque mot, en touchant les blancs du cadran, averti par le son du timbre qu’il y a accord entre les positions de l’aiguille sur le cadran et de la roue-type au-dessus du marteau. Si, par suite d’un accident quelconque, cet accord n’existait plus, il est toujours facile de le rétablir à l’aide d’une disposition qui permet de mouvoir la roue en faisant osciller l’armature à circuit ouvert par les pressions successives qu’on exerce sur un bouton.
3°. Si le circuit de l’aimant à impression restait fermé plus longtemps que cela n’est absolument nécessaire pour que l’ar - mature puisse faire frapper leur coup aux marteaux, il en résulterait plusieurs inconvénients graves. La pression du marteau contre le rouleau serait d’abord continue. Le magnétisme acquerrait dans le fer doux un développement tel que l’aimant ne lâcherait point l’armature assez vite après la rupture du circuit. Par suite, le marteau pourrait accrocher la roue, et si cet accident n’arrivait78 pas, l’armature n’aurait certes pas le temps de retomber sous l’action de son ressort dans sa position primitive. Or on va voir que c’est dans sa chute que l’armature fait avancer du pas nécessaire le rouleau à imprimer, et d’ailleurs si le prochain coup de marteau ne partait que d’un point de la course de l’armature plus ou moins éloignée de l’aimant, il n’y aurait pas assez de force vive accu - mulée, et l’on ne pourrait pas imprimer deux lettres voisines du cadran. Enfin, comme immédiatement après la rupture du circuit il est sujet à être fermé de nouveau à de courts intervalles quoique pour de petits espaces de temps seulement, il pourrait même se faire que l’armature ne se détachât plus du tout de ses pièces d’arrêt.
Pour parer à ces inconvénients, il est donc de la plus haute importance que le circuit à impression soit ouvert l’instant après que la lettre a été imprimée. Eh bien, c’est à cela que sert l’appareil à double interruption qui a été décrit plus haut. En effet, à l’instant même où le coup de marteau est frappé, un troisième levier fixé à l’armature vient imprimer à la fourche le mouvement latéral con - venable pour l’écarter de sa pièce d’arrêt conductrice, contre la - quelle elle avait été chassée par la première excursion du levier d’encliquetage. Le circuit à impression est alors ouvert, l’armature de l’aimant à impression a tout le temps de retomber, et quand on abandonne le télégraphe à lui-même en ôtant le doigt de dessus la touche, la première excursion du levier d’encliquetage commence par rétablir le contact entre le bras de la fourche et la pièce d’arrêt conductrice.
4°. Enfin, ainsi qu’il vient d’être indiqué, l’armature de l’aimant à impression remplit encore un dernier office indispen - sable. Cet office consiste à faire tourner le rouleau à imprimer d’un angle correspondant, à sa circonférence, à la largeur d’une lettre de la roue-type. Cela arrive à l’aide d’un levier d’enclique - tage et d’une roue à rochet convenablement disposés. Le rouleau, en tournant, entraîne la bande de papier qui circule entre sa sur - face noircie et la roue-type. Mais on conçoit que ce simple dé - placement du rouleau ne suffit pas. En effet, il en résulte que dans chaque nouveau tour du rouleau qui répond à cent lettres y compris les blancs, les lettres viendraient s’imprimer exactement aux mêmes endroits, en sorte que non seulement la couche de noir79 serait bientôt épuisée, mais qu’encore le rouleau s’userait de la manière la plus inégale possible. Pour que cela n’ait point lieu, il y a d’abord un arrangement tel que le rouleau soit déplacé d’une petite fraction de sa longueur à chaque pas de la roue à rochet; après cinq tours il se trouve déplacé à peu près de la hauteur d’une lettre. Mais de cette manière on comprend que l’impression s’opérerait toujours sur des bandes de la surface du rouleau parallèles à son axe, de sorte qu’il resterait entre ces bandes d’usage permanent des bandes plus étroites à la vérité, qui ne seraient jamais usées. On a donc encore pris la précaution d’imprimer au rouleau un petit mouvement de rotation en avant, qui devient cause que les empreintes du marteau dans chaque nouveau tour du rouleau ne répondent plus exactement aux em - preintes faites dans le tour précédent, mais empiètent continuelle - ment sur elles comme les traits d’un vernier sur ceux de la division.
Artifice pour préserver de détérioration les endroits du circuit, où éclate l’étincelle. — Tous les constructeurs d’appareils électro - magnétiques ne savent que trop combien les lieux d’interruption du circuit, où l’étincelle éclate, sont sujets à se détériorer rapide - ment par l’action de courants tant soit peu intenses, lors même qu’on fait usage du platine. Pendant longtemps aussi cette cir - constance a semblé apporter un obstacle insurmontable à la marche régulière et prolongée de mes appareils, jusqu’à ce que je trouvai qu’en remplaçant le platine par un alliage de ce métal et de l’or, on obtenait des revêtements des lieux d’interruption presque in - altérables par des courants de l’intensité de ceux que j’emploie. En effet, cet alliage possède une cohésion et une dureté bien plus grandes que celles du platine et ne participe presque en rien à la propriété de ce métal d’être réduit en poudre et trans - porté au pôle négatif par l’action des courants.
Remarque générale sur le principe de construction des nouveaux télégraphes à cadran. — Après avoir donné la description des nouveaux mécanismes que j’ai inventés pour servir à la cor - respondance télégraphique, je vais entrer à présent dans quelques considérations propres à faire ressortir les principaux avantages que je crois leur appartenir.
La construction de ces appareils, comme on l’a vu, est d’une80 extrême simplicité. Il n’y entre aucun de ces mouvements d’hor - logerie à poids ou à ressort qui compliquent si fort la plupart des autres télégraphes à cadran. Elle se rapproche par là, si l’on veut, de l’un des tétégraphes à cadran de M. Wheatstone; mais, en principe, elle s’en distingue en un point capital.
Tout procédé de télégraphie électromagnétique se réduira toujours, en dernière analyse, à l’usage convenable qu’on fera, pour la transmission des signaux, d’une série d’aimantations et de désaimantations successives effectuées à l’aide de l’établisse - ment et de la rupture d’un circuit. Dans tous les autres télégraphes à cadran, y compris celui de M. Wheatstone à action directe et ceux construits sur le même type, cette opération essentielle d’ouvrir et de fermer le circuit est mise entre les mains de celui qui donne la dépèche, et d’ailleurs la rupture ne se fait qu’à une seule des stations, celle où la dépèche est donnée. Au contraire, chacun de mes appareils constitue en soi une machine électro - magnétique à mouvement propre, de sorte que dans ces appareils c’est le courant qui rompt lui-même le circuit et cela aux deux extrémités de la ligne à la fois. Cette circonstance qui leur est tout à fait particulière, implique une foule de conséquences remar - quables dont je vais signaler quelques-unes des plus essentielles. Effectivement, le principe de l’interruption spontanée du circuit paraît devoir acquérir, en télégraphie électrique, la même im - portance que, dans l’art de construire les machines à vapeur, l’invention de cet enfant à qui l’ennui vint inspirer l’heureuse idée de se décharger sur le moteur lui-même du soin fastidieux d’ouvrir et de fermer, en temps opportun, les conduits de la vapeur.
Avantages résidant dans le principe de construction des nouveaux télégraphes. — Si, d’après ce qui a été dit au commencement du premier chapitre, il faut regarder comme se rapprochant le plus de l’idéal de conduits télégraphiques ceux dans lesquels l’intensité des courants est soumise au moins de variation possible, il faudra, de l’autre part, considérer comme les plus parfaits des appareils télégraphiques ceux dont la marche, sans secours étranger qui leur vienne en aide, est le moins affectée par les variations de l’in - tensité qui restent encore à surmonter. Or je crois ne pas trop hasarder en affirmant que, sous se rapport, grâce au principe de81 l’interruption spontanée, il n’y pas de télégraphes qui puissent être comparés aux miens.
Quand le soin de fermer et de rompre le circuit est aban - donné à une action étrangère à l’appareil, il est à peu près im - possible qu’elle dure chaque fois juste le temps nécessaire et suffisant pour que l’aimant attire l’armature. Ce temps nécessaire et suffisant est d’autant plus petit que l’intensité du courant est plus grande. On pourra, à la vérité, déterminer par expérience, pour une intensité donnée, la durée la plus convenable à accorder aux clôtures et aux interruptions du circuit. Mais dès que l’in - tensité du courant viendra à varier, surtout d’une grandeur inégale aux deux stations, comme cela a cons’amment lieu avec les fils aériens, on se trouvera de nouveau dans le vague: ou bien les clôtures ne dureront pas assez longtemps pour l’intensité présente du courant dans l’appareil récepteur, et alors l’aimant pourra ne pas attirer l’armature; ou bien elles dureront trop et alors l’ar - mature pourra rester collée, par l’effet de l’aimantation temporaire. Dans les deux cas, l’appareil transmetteur devancera l’appareil récepteur et la correspondance sera troublée. C’est surtout pour diminuer les chances en faveur du dernier cas qu’il a fallu, dans les appareils de cette nature, réduire à des proportions minimes les masses de fer doux, parce que, à égale intensité du courant, l’aimantation temporaire est d’autant plus considérable que l’aimant est plus volumineux.
Au contraire, quand c’est l’appareil lui-même qui rompt le circuit au terme de la course de l’armature, il ne peut jamais se faire d’abord que le circuit ne reste pas assez longtemps fermé, l’interruption ayant toujours lieu au point nommé; c’est-à-dire à l’instant précis, où l’aimant a fourni le travail nécessaire pour faire avancer l’aiguille d’un pas. D’autre part, le circuit ne restera jamais fermé trop longtemps, car la quantité de magnétisme dé - veloppée dans l’aimant sera toujours sensiblement la même au moment de la rupture du circuit, quelle que soit l’intensité du courant, parce que le mouvement de l’armature sera d’autant plus rapide et que la rupture se fera toujours à l’instant, où l’aimant aura acquis, dans un espace de temps plus ou moins court, selon l’intensité, une force réglée par la force constante du ressort, et, par suite, sensiblement constante elle-même. Quant au temps682d’ouverture, à force égale du ressort, il sera toujours sensiblement le même; de sorte que, quand l’appareil marchera plus vite sous l’action d’un courant plus intense, le même degré d’aimantation temporaire aura toujours le même temps pour s’effacer, et que l’armature ne pourra jamais rester collée. On n’aura donc plus rien à craindre de l’aimantation temporaire, et, par conséquent, on pourra sans inconvénient augmenter la masse de fer doux; ce qui offre l’avantage de pouvoir exercer le même effet avec un courant plus faible. Il est évident, de plus, que les mêmes actions se produisant dans chacun des deux appareils installés dans le circuit, leur marche continuera à être synchrone par cette seule raison, quelle que soit l’intensité du courant.
Mais la sûreté, sous ce rapport, s’accroît encore considérable - ment, par le fait que l’interruption du circuit s’opère simultané - ment aux deux extrémités de la ligne. En effet, chacun des deux appareils tenant, pour ainsi dire, le courant sous clef pour l’autre jusqu’au moment convenable, l’intensité des courants pourra être différente dans les deux appareils, et néanmoins leurs armatures seront attirées au même moment. Les appareils marcheront donc ensemble jusqu’à une certaine limite qu’il est facile de prévoir. Cette limite sera atteinte, lorsque l’armature de l’appareil animé par le courant le plus intense, en arrivant au terme de sa course, rouvre le circuit trop tôt pour que l’armature de l’autre appareil puisse encore achever la sienne par l’effet tant des forces vives qu’elle a recueillies pendant la clôture du circuit, que par celui de l’aimantation temporaire des masses de fer doux. Quand cette limite sera dépassée, l’armature de celui des deux télégraphes pour lequel le courant est le plus faible, ne fera plus que de petites oscillations impuissantes, et son aiguille restera immobile. Mais on pourra facilement faire marcher ensemble les appareils même dans ces circonstances, en détendant le ressort de l’appareil qui refuse le service.
Par le même moyen, on pourrait d’ailleurs compenser, si cela était nécessaire, un commencement de désaccord pareil qui se rencontre par suite d’une qualité très-différente du fer doux ou d’une disposition différente des aimants des deux appareils. Il faudra détendre, en ce cas, le ressort de l’appareil dont le fer aura plus de force coërcitive, ou dont l’aimant présentera une83 masse continue, au lieu d’être composé de tubes concentriques et fendus dans leur longueur. J’ajouterai enfin que l’expérience a montré que la marche des télégraphes est la plus rapide, lorsque l’intensité du courant et la force du ressort sont réglées de manière que les temps d’attraction et de rappel de l’armature sont égaux.
En résumé, on voit que, dans les télégraphes à double in - terruption spontanée, la vitesse de marche des appareils s’adaptant toujours tout naturellement à l’intensité des courants, cette vitesse sert de régulateur, qui pare aux désordres qui pourraient résulter des variations de l’intensité. On est maintenant mis à même de comprendre une propriété bien curieuse qu’offrent ces télégraphes, propriété qui, au premier aspect, doit même paraître paradoxale.
Admettons, en effet, que deux de ces appareils aient besoin, pour attirer complètement leurs armatures, d’une intensité de courant = a. Il sera indifférent évidemment de quelle manière on procurera à chaque appareil cette intensité nécessaire a. Ainsi donc on pourrait établir aux deux bouts de la ligne une pile locale, incapable, à elle seule, de faire marcher l’appareil de la station, parce qu’elle ne fournirait qu’une intensité b < a. Alors en lançant dans le circuit des deux appareils un courant de l’in - tensité c = ou > a — b, on pourra faire marcher ensemble les appareils, quelque petit que soit c par rapport à a, pourvu toutefois que les choses soient disposées de manière que chacun des appa - reils, en marchant, rompe à la fois le circuit de la pile locale et celui du courant qui traverse le circuit en entier.
Or cette disposition est facile à réaliser. Qu’on imagine un circuit télégraphique avec deux de mes appareils aux deux stations, chaque appareil étant muni de sa pile, mais le courant résultant des deux piles étant incapable de faire marcher les appareils. Alors qu’on établisse à chaque station un circuit dérivateur, entre le fil qui va de la pile au sol et celui qui va du télégraphe à l’autre station; voici ce qui se passera. Dans chaque télégraphe et chaque pile, le courant de la même pile augmentera d’intensité, parce que l’établissement du circuit dérivateur diminuera la résis - tance du circuit offert à la pile. Au contraire, dans chaque télé - graphe et chaque pile, le courant de l’autre pile diminuera d’in - tensité, parce que, dans plusieurs circuits offerts simultanément à la même pile, les intensités sont en raison inverse des résis -6*84tances. Mais l’augmentation du courant de la pile correspondante dans chaque télégraphe pourra surpasser la diminution du courant de l’autre pile, et de cette manière, par le fait même de l’éta - blissement des courants dérivateurs, l’intensité, dans chacun des télégraphes, purra devenir assez grande pour qu’il entre en action. Cependant, pour que les aiguilles restent d’accord, il faudra qu’une condition soit remplie. Cette condition, c’est que le courant de la pile de chaque station dans le télégraphe de la même station, quand il circule dans le circuit dérivateur, ne soit pas assez in - tense à lui seul pour faire marcher le télégraphe; car, si cela était le cas, l’un des télégraphes pourrait marcher sans l’autre, puisque la rupture du circuit à l’une des stations n’entraînerait plus la rupture du circuit à l’autre station. Au reste, cette condition pourra toujours être facilement remplie, en donnant une tension suffisante aux ressorts de rappel des deux appareils.
Admettons maintenant que le courant des deux piles dans le circuit télégraphique soit déjà, à lui seul, capable de faire fonctionner les appareils; alors l’établissement des circuits déri - vateurs les fera évidemment marcher plus vite. Admettons encore que les circuits dérivateurs ou bien ne soient pas d’égale résis - tance, ou bien qu’ils ne soient pas disposés symmétriquement, ou que même il n’y en ait qu’un seul à l’une des extrémités de la ligne; en ce cas, l’intensité du courant dans les deux appareils ne sera plus la même; elle sera augmentée dans l’appareil, auquel correspondra le circuit dérivateur de moindre résistance ou le seul circuit pareil existant, et elle sera moins augmentée ou di - minuée dans l’autre appareil. Néanmoins on comprend, d’après tout ce qui précède, que les télégraphes marcheront ensemble, et cela avec une vitesse qui, en ce cas encore, pourra excéder de beaucoup celle qu’on aurait obtenue sans circuit dérivateur. L’accord des appareils aura, il est vrai, une limite, la même qui a été indiquée plus haut, au delà de laquelle l’un d’eux refusera le service; mais il sera facile de rétablir l’accord en réglant con - venablement la tension des ressorts.
Appliquons ces principes à ce qui se passe en réalité sur les lignes télégraphiques. Tout ce qui vient d’être dit des cir - cuits dérivateurs artificiels, s’applique également bien à ceux qui, sur les lignes télégraphiques, résultent de l’isolement défectueux85 du fil. On se rappelle que ce sont de pareils circuits qui, en offrant au courant de la pile un chemin plus court, occasionnent ce que l’on a pris l’habitude de nommer des pertes, parce que la seule chose qui, jusqu’à présent, avait frappé dans ce phéno - mène, c’est l’affaiblissement du courant à la station opposée. M. Wheatstone avait bien essayé de rémédier à ces pertes et aux variations de leur grandeur en établissant une pile à chaque sta - tion; mais avec ses télégraphes à cadran et ceux du même genre cette précaution ne réussit pas, parce que, le circuit n’étant in - terrompu qu’à l’une des stations, l’armature de l’appareil récepteur reste trop facilement collée par l’effet du courant de la pile cor - respondante qui subsiste encore dans le circuit dérivateur. Eh bien, chose singulière, ces mêmes pertes, si redoutables pour tous les autres appareils télégraphiques, non-seulement, comme on l’a vu, ne font pas de tort à la marche régulière de mes télégraphes à double interruption spontanée, mais même la favorisent et l’ac - célèrent, et cela dans des limites extrêmement étendues, parce que le courant établi dans le circuit dérivateur, pour porter le désordre dans la correspondance, n’a pas seulement à tenir collée une armature déjà attirée, mais qu’il faut qu’il devienne assez puissant pour l’attirer à distance, après qu’elle a été rappelée par le ressort, et avant que l’armature de l’autre appareil ait également été rappelée tout à fait.
Cette propriété remarquable de mes appareils de fonctionner rapidement et avec précision, même quand il y a des circuits dé - rivateurs qui mettraient fin au service de tous les autres télé - graphes, acquiert une importance plus grande encore par la rai - son que voici. J’ai décrit, vers la fin du premier chapitre, les phénomènes qui résultent de ce que le fil de cuivre, avec son enduit isolant, figure une jarre de Leyde d’une capacité gigan - tesque qui reçoit sa charge de la pile, avec laquelle l’une de ses extrémités est en contact. Ces phénomènes donnent lieu à cer - taines perturbations dans la marche des appareils télégraphiques en général. Dans ceux de ma construction, ils deviennent facile - ment cause que l’un des appareils reste stationnaire et que l’autre marche avec une grande rapidité. Il y a un moyen très-simple de rémédier à ces perturbations; ce moyen consiste précisément à établir un circuit dérivateur artificiel du fil qui va à l’autre sta -86 tion, au fil qui va de la pile au sol; en sorte que, comme il n’y a que mes appareils dont la marche ne soit pas gênée par la présence de circuits dérivateurs, il n’y a aussi qu’eux, à l’aide desquels on puisse recueillir tous les avantages des conduits sou - terrains bien isolés.
Avantages résidant dans le mode d’action des nouveaux télé - graphes. — Dans mon système, il suffit d’un seul fil, et, à chaque station, d’un seul appareil et d’un seul employé pour donner et pour recevoir les signaux. On peut faire entrer dans le même circuit autant d’appareils que l’on veut, tous marcheront ensemble du même pas. De chaque station tous les appareils installés dans le même circuit peuvent être arrêtés à la fois au même instant. Ainsi, à chaque instant de la transmission de la dépêche, quand il n’y a pas d’appareil à impression, chaque employé qui la reçoit, peut couper la parole à celui qui la donne, et gagner ainsi le temps nécessaire pour noter le mot qu’il a recueilli, sans risquer que, pendant cette occupation, de nouveaux signaux échappent à son attention. Rien de plus facile d’ailleurs que de parler d’une des stations extrêmes à une station intermédiaire quelconque, sans que les autres participent à la dépêche. A un signal convenu, les employés des stations intermédiaires retirent leurs télégraphes du circuit et les remplacent par une sonnerie qui reste au repos, sous l’action du courant intermittent, mais donne l’éveil quand un courant continu la traverse, en vertu du même principe qui fait que l’aimant à impression, dans l’appareil décrit plus haut, ne se met à fonctionner que quand le circuit est tenu fermé pendant un certain temps. La dépêche finie, les deux employés des stations en correspondance retirent à leur tour du circuit leurs télégraphes qui rendaient intermittant le courant des piles, de manière qu’il devienne continu, les carillons des stations intermédiaires entrent en jeu et avertissent les em - ployés qu’il est temps de réinstaller leurs télégraphes dans le circuit. Toutes ces diverses combinaisons s’exécutent instantané - ment à l’aide d’une manivelle qui a trois positions: dans l’une, il y a communication avec les deux stations avoisinantes; dans l’autre, la dépêche passe inaperçue d’une station à une autre, à l’exclusion du télégraphe, comme cela vient d’être indiqué; dans la troisième, enfin, tous les télégraphes participent à la fois à la87 même dépêche. Enfin, à chacun de mes télégraphes, comme on l’a vu plus haut, peut être adapté un appareil à impression, en sorte que la dépêche est imprimée à la fois aux deux stations. L’exactitude de la dépêche se trouve ainsi complètement garantie, sans qu’on ait besoin de se la faire rendre, et un désordre qui se glisserait dans les appareils pendant la transmission, ne pourrait même jamais affecter qu’un seul mot de la dépêche, parce qu’il serait aussitôt trahi par le son du timbre qui, lorsque tout est en règle, doit retentir entre chaque mot et le suivant d’accord avec les blancs du cadran. L’appareil à impression ne communiquant au télégraphe que par voie électrique, le mécanisme de celui-ci n’en devient pas plus compliqué, et les désordres auxquels l’appareil à impression pourrait être sujet, à raison de sa plus grande com - plication, ne réagissent point sur le télégraphe. La marche du télégraphe est tout aussi rapide avec l’appareil à impression que sans celui-ci, et l’impression même n’implique dans la transmission de la dépêche aucune perte de temps, parce qu’elle se fait à l’instant où le télégraphe est censé s’arrêter un moment par l’effet de l’abaissement d’une touche. Enfin, comme c’est le rouleau et non la roue-type elle-même qui porte le noir, l’impression reste toujours également noire et nette d’un bout de la dépêche à l’autre, quelle que soit son étendue.
Ce télégraphe, avec l’appareil à impression comme sans celui-ci, n’exige, pour être manié, aucune dextérité particulière, parce qu’il suffit, à cet effet, de s’orienter simplement sur un clavier, et cela, bien entendu, sans que de l’emploi de ce clavier il résulte la moindre complication de l’appareil. Quant à la rapidité de la correspondance, un employé tant soit peu exercé donne, par minute, de cinquante à soixante signaux complets, soit lettres imprimées en caractères ordinaires, y compris les blancs. Ce chiffre peut ne pas paraître considérable auprès de ce que four - nissent certains autres appareils, par exemple le télégraphe électro - chimique de M. Bain; mais il faut bien faire attention à ce que mon télégraphe, d’une part, n’exige pour fonctionner aucun pré - paratif, qu’il est à chaque instant prêt à entrer en action, et que, de l’autre, la dépêche est rendue en caractères ordinaires, en sorte qu’il n’y a aucun temps perdu à la déchiffrer.
Les appareils télégraphiques dont je viens de faire connaître la construction et d’exposer les avantages, ne sont plus seulement à l’état de projet. Bien au contraire, ces appareils sont depuis trois ans adoptés par le gouvernement prussien; plusieurs directions de chemins de fer ont suivi son exemple, et, aujourd’hui, plus de cent cinquante de ces appareils fonctionnent dans le nord de l’Allemagne, chiffre qui va être doublé dans le cours de cette année. Depuis qu’ils sont en service, ils ont travaillé avec une régularité irréprochable, en sorte qu’il se passe des mois sans que les aiguilles se détachent l’une de l’autre.
Il va sans dire, au reste, que ces appareils, malgré la sim - plicité de leur principe, exigent, en leur qualité de machines à mouvement propre, un constructeur habile, intelligent et soigneux. Qu’il me soit permis, à cette occasion, de faire mes remercîments publics à mon collaborateur M. J. Halske, de Berlin, à l’admirable talent duquel je dois attribuer la plus grande partie des succès dont mes efforts, dans cette belle branche de la physique appli - quée, ont peut-être été couronnés.
Berlin. Verlag von Julius Springer.
1851.
Die bis zum Frühjahr 1848 in Berlin bestehende Com - mission zur Vorbereitung der Telegraphenanlagen in Preussen, hatte in richtiger Erkennung und Berücksichtigung der Gründe der grossen Unsicherheit des Dienstes der in England und Amerika bereits in sehr ausgedehntem Maasse bestehenden elek - trischen Telegraphen ihr Augenmerk namentlich auf die Ver - besserung der Leitungen gerichtet. Sie erkannte, dass die bis - her allein benutzten oberirdischen Leitungen die Erreichung einer vollständig und jederzeit sicheren telegraphischen Verbindung durch principielle Mängel stets verhindern würden und dass nur gute, unterirdisch geführte Leitungen die Erreichung dieses Zieles möglich machten.
In ihrem Auftrage wurden im Sommer 1847 auf der An - haltischen Eisenbahn zwei durch Guttapercha isolirte, eine halbe Meile lange Drähte in verschiedener Tiefe eingelegt. Die Be - kleidung dieser Drähte mit Guttapercha geschah auf eine noch höchst unvollkommene Art mittels gekehlter Walzen. Es zeigte sich bald, dass es unmöglich war, auf diese Art vollständig und dauerhaft isolirte Drähte zu fabriciren. Die Verbindungsnähte der Guttapercha-Streifen, aus denen der Ueberzug gebildet wurde, waren nicht dicht herzustellen und verloren nach einiger Zeit den festen Zusammenhang. Eine Maschine, vermittelst welcher die Guttapercha in zusammenhängender Masse und ohne Naht90 um den Draht geformt werden sollte, war zur Beseitigung dieses Uebelstandes construirt, jedoch im Frühjahr 1848 erst im Modell ausgeführt und probirt. Entscheidende Erfahrungen über die nöthige Tiefe des Einlegens der Drähte hatten bis dahin der Kürze der Zeit wegen nicht gesammelt werden können. Die Guttapercha selbst und ihre Eigenschaften waren damals noch wenig bekannt; man wusste kaum, dass es verschiedene Sorten derselben gab, und kannte die Ursachen ihres Verderbens und die nachtheiligen Eigenschaften der schlechten Sorten natürlich noch gar nicht.
Dies war der augenblickliche Standpunkt der Versuche, als die politischen Ereignisse des Jahres 1848 die schleunige Aus - führung der Telegraphenanlagen von Berlin nach Frankfurt a. M. und nach Aachen geboten.
Da die schon mit so unvollkommenen Mitteln fabricirten Drähte ein im Allgemeinen befriedigendes Resultat gegeben hatten, und die noch vorhandenen Mängel durch Verbesserung der Fabricationsmittel leicht zu beseitigen schienen, so hatte sich die Commission günstig für die mit Guttapercha isolirten unterirdischen Leitungen ausgesprochen und es sollten in Folge dessen die genannten Linien auf diese Art ausgeführt werden.
Man muss gestehen, dass dieser Entschluss bei dem da - maligen Standpunkte der Sache allerdings etwas kühn war; in - dess rechtfertigten die grossen Vortheile, welche die Anwendung guter unterirdischer Leitungen versprachen, die im Allgemeinen günstigen Resultate der angestellten Versuche, so wie die un - ruhigen Zeitverhältnisse, welche oberirdische Leitungen zu sehr zu gefährden schienen, die getroffene Entscheidung. Es war aber ein Unglück für diese Anlagen, so wie für das System unterirdischer Leitungen im Allgemeinen, dass diese ersten Linien in grosser Uebereilung angelegt werden mussten und dass weder Zeit zur Ausbildung der Fabrication der Drähte vorhanden, noch die Möglichkeit gegeben war, die bei der Anlage selbst gemachten Erfahrungen gehörig zu benutzen.
Man entschloss sich zur Anwendung der mit Schwefel ver - bundenen, sogenannten vulcanisirten Guttapercha. Die Gründe dieser Wahl waren theils die grössere Härte dieser Verbindung, theils die beobachtete grössere Beständigkeit derselben in freier91 Luft. Sie war aber erst seit Kurzem bekannt geworden; es fehlten daher noch alle Erfahrungen über die richtige Anferti - gung derselben so wie die Kenntniss der nöthigen Mischungs - verhältnisse. Im Allgemeinen wurde die Masse zu sehr ge - schwefelt, bei zu hoher Temperatur verarbeitet und theilweise die Guttapercha vorher nicht hinlänglich entwässert. Die hier - durch entstandenen Uebelstände haben sich den ersten Leitungen besonders verderblich gezeigt.
Bei Ueberschuss von Schwefel und zu hoher Temperatur verbindet sich das Kupfer mit dem Schwefel, das gebildete Schwefelkupfer durchdringt die dem Draht zunächst liegende Guttapercha und bildet mit ihm eine dunkelbraun aussehende, die Electricität leitende Masse, die bei den ältesten Leitungen oft bis ¼ Linie dick ist. Dennoch würde die Güte der Drähte wenig hierdurch beeinträchtigt sein, wenn der Draht in der Mitte der Guttapercha gelegen hätte, die oben erwähnte aus nicht iso - lirender Guttapercha bestehende Schicht überall von guter Masse umgeben und die Masse stets völlig entwässert gewesen wäre.
Dies war aber leider durchaus nicht der Fall. Es wollte der mit der Bekleidung der Drähte beauftragten Fabrik anfäng - lich nicht gelingen, mittels der neuen Maschine die Drähte mit einer concentrischen Lage Guttapercha zu überziehen. Fast alle damals überzogenen Drähte waren mehr oder weniger excentrisch überzogen und häufig stellenweise nur mit einer dünnen Lage Guttapercha bedeckt. Letztere enthielt ausserdem durchweg eine Menge Blasen und Vertiefungen, die man noch nicht zu ver - meiden verstand, sie wurde noch nicht gehörig gereinigt und entwässert und war oft durch zu hohe Temperatur in einem schwammigen und bald spröde werdenden Körper umgewandelt. Häufig wurden auch schlechtere Sorten oder verdorbene Gutta - percha, mit denen die gute Masse verfälscht war, verwendet.
Der technische Standpunkt der Drahtfabrication war mithin noch sehr niedrig und es mussten in allen Richtungen noch viele Erfahrungen gesammelt werden. Dennoch sollten die oben - genannten Linien in kürzester Zeit vollendet werden. Es war vorauszusehen, dass die Ausführung derselben sehr mangelhaft ausfallen würde, und es war dies in der That in hohem Maasse der Fall.
92Aus den angeführten Gründen war es nur selten möglich, vollkommen isolirte Drähte herzustellen. Häufig waren die Drähte so sehr excentrisch, dass die den Kupferdraht umgebende, nicht mehr isolirende Guttapercha-Schicht bis zur Oberfläche reichte. Wo dies nicht der Fall war, wurde doch der Boden der Vertiefungen und Luftblasen von derselben erreicht. Der Ueberzug verlor dadurch theilweise seine isolirende Eigenschaft und der durch die leitenden Stellen desselben beim späteren Gebrauch der Leitungen hindurchgehende Strom zersetzte das Schwefelkupfer und verwandelte im Laufe einiger Jahre die von diesem durchgezogene Guttapercha in eine unzusammenhängende, schwammige und vom Wasser durchdrungene Masse. Die Folge hiervon war, dass der Kupferdraht selbst durch Elektrolyse oxy - dirt und Kupferoxydhydrat gebildet wurde, welches die Hülle endlich ganz auseinander sprengte und Längsrisse von oft sehr beträchtlicher Ausdehnung in der Guttapercha erzeugte. Ueber - all wo die mit Schwefelkupfer verbundene Guttapercha den Bo - den einer Vertiefung im isolirenden Ueberzuge bildete, fand der - selbe Process statt und es bildeten sich an Stelle der Vertie - fungen bis zum Draht selbst hinunterreichende Löcher. Wären von Anfang an nur vollständig isolirte Drähte verwendet, so hätte diese namentlich auf der Frankfurt a. M. -Linie so störend auftretende Erscheinung nie eintreten können. Es mussten aber leider unter allen Umständen Drähte verwendet werden und eine zu scharfe Controle der Isolation war daher nicht anwendbar. Selbst die anfangs wegen zu unvollkommener Isolirung zurück - gestellten Drähte kamen dennoch grösstentheils später zur Ver - wendung, nachdem sie einen dünnen Ueberzug von Guttapercha - Lösung erhalten hatten und dadurch für den Augenblick etwas verbessert waren. Es wurden von diesen Drähten circa 15 Meilen theils auf der Thüringer Bahn, grösstentheils aber zwischen Berlin und Minden verbraucht. Eine beträchtliche Zahl derselben wurde leider erst nach und nach, in viel späteren Zeitabschnitten, ver - braucht und dadurch die anfängliche Unvollkommenheit der Draht - fabrication auf viele der weit später angelegten Linien übertragen. Der Grund der schlechten Isolation dieser Drähte lag nicht allein in excentrischer Drahtlage. Häufig war die Zersetzung der ver - wendeten guten Guttapercha durch zu grosse Hitze oder durch93 unvollkommene Entwässerung vor der Vulcanisirung, theils aber auch die Verwendung vorher verdorbener oder verfälschter Gutta - percha die Ursache derselben. Ueber den Einfluss der Tiefe des Einlegens der Drähte lagen noch keine maassgebende Re - sultate vor; man wusste wohl, dass die Guttapercha sich nur bei Abschluss der atmosphärischen Luft vollständig unverändert er - hält, unter Luftzutritt dagegen nach und nach in einen spröden, im erwärmten Zustande klebrigen Körper verwandelt wird; man kannte aber die Tiefe nicht, bis zu welcher ein Luftwechsel im Erdboden stattfindet, und suchte zu sehr die Kosten der Anlage durch möglichste Verminderung der Tiefe des Einlegens der Drähte zu verringern. Die anfänglich gewählte Tiefe von 1½ Fuss war jedenfalls zu gering, da diese Tiefe, wie die Erfahrung lehrt, durch die Arbeiten auf dem Planum der Eisenbahnen oft erreicht und der Draht in Folge dessen leicht beschädigt wird. Man ging zwar bald zu der Tiefe von 2 Fuss über, jedoch wurde diese Tiefe häufig nicht erreicht, und es kommen, namentlich auf der Aachener Linie, häufig Strecken vor, wo der Draht kaum 1 Fuss tief unter dem Boden liegt. Diese Leitung wurde theil - weise im Winter bei strengem Froste, und namentlich die Strecken zwischen Potsdam und Brandenburg und zwischen Minden und Köln in grösster Eile angelegt, wodurch sich das Abweichen von der gegebenen Vorschrift erklärt. Das Einlegen der Drähte in die Gräben fand bei den älteren Leitungen nicht ohne häufige Beschädigung des Ueberzuges statt. Die Verpackung der Drähte war noch mangelhaft und sie wurden daher häufig auf dem Trans - port zum Arbeitsplatze beschädigt, die Arbeiter hatten noch keine Uebung und hinlängliche Vorsicht in der Behandlung der - selben gewonnen, die schlechte Jahreszeit erschwerte die Arbeit und Beaufsichtigung, und in Folge der damals herrschenden poli - tischen Aufregung kamen häufig absichtliche Beschädigungen vor.
Es war unter diesen Umständen erklärlich, dass der an - fängliche Dienst der ersten Linien nicht sehr regelmässig und sicher war. Die Isolation der Linien war zwar kurz nach dem Einlegen in der Regel befriedigend, verschlechterte sich aber nach und nach, wenn der Regen den Boden bis zum Draht durchnässt hatte. Die beim Legen mit dem Aufsuchen der vor - handenen Fehler und der Reparatur der Drähte vertraut gewor -94 denen Arbeiter mussten zu den weitern Anlagen benutzt und die Revisionen daher in schlechter Jahreszeit ungeübten Leuten über - tragen werden, wodurch die Leitungen häufig noch verschlechtert wurden. Dazu kam, dass die unterirdischen Leitungen mehrere wissenschaftlich ganz neue und unerwartete Erscheinungen dar - boten, welche sich erst durch zweckentsprechende Constructions - veränderungen der Apparate beherrschen liessen, nachdem man ihr Wesen erkannt hatte.
Doch auch später veranlassten die Leitungen noch häufige Störungen des Dienstes und gänzliche Unterbrechungen der tele - graphischen Verbindung. Die von der Anlage herstammenden Beschädigungen des Drahtes vergrösserten sich nach und nach durch den Strom, und die Isolation verschlechterte sich daher mehr und mehr. Eine gründliche, durch geübte Leute einige Zeit nach der Vollendung der Leitungen oder im darauf folgenden Sommer ausgeführte Revision würde diese Beschädigungen auf einmal beseitigt haben. Dem stand aber ausser dem Kosten - punkte noch die unausgesetzte Benutzung der Leitungen und die grössere Schwierigkeit der Revision eines einzelnen Drahtes ohne Störung der Correspondenz entgegen. Es bildete sich daher leider bald die Praxis: erst dann eine Untersuchung einer Lei - tung vorzunehmen, wenn die Isolation derselben so mangelhaft geworden war, dass die Apparate den Dienst versagten. Da in diesem Falle erst einer der wenigen Beamten, die mit der Sache vertraut gemacht waren, von Berlin aus an den Ort der stören - den Beschädigung geschickt werden musste, so vergingen stets einige Tage, bis dem Uebel, und zwar nur für kurze Zeit, abge - holfen war. Sehr häufige Unterbrechungen veranlasste auf diese Weise die Leitung zwischen Minden und Cöln, die zwar fast nur neue und besser fabricirte Drähte enthielt, jedoch grossen - theils in felsigen Boden in grosser Uebereilung eingelegt wurde und wo die Guttapercha daher sehr häufig durch Quetschungen beschädigt war. Die häufigen Biegungen, denen die Drähte theils noch in der Fabrik, theils beim Einlegen ausgesetzt waren, hatten häufig zur Folge, dass der Draht im Inneren der Guttapercha gebrochen war, ohne dass diese Brüche von Aussen erkennbar gewesen wären. Hätte der Ueberzug aus ungeschwefelter Gutta - percha bestanden, so würde nur in seltenen Fällen ein Strom95 durch diese Bruchstellen gegangen sein, sie wären daher schon bei der Anlage leicht erkannt und beseitigt worden. Wie bereits oben erwähnt, waren namentlich die zuerst, mit höherer Tempe - ratur, fabricirten Drähte jedoch stets mit einer leitenden Hülle von Guttapercha und Schwefelkupfer umgeben, welche den elek - trischen Strom hinlänglich gut leitete, um durch sie hindurch telegraphiren zu können. Des grossen Leitungswiderstandes wegen, welchen diese Masse dem Strome entgegensetzte, erwärmte sich dieselbe jedoch beim Gehrauch und verminderte sich hier - durch die Leitungsfähigkeit des Drahtes noch mehr. Die Stärke des Stroms war daher steten, sehr beträchtlichen Schwankungen unterworfen und der Dienst der Instrumente wurde dadurch sehr unsicher. Solche Bruchstellen wurden oft erst nach Verlauf einer langen Zeit erkannt und beseitigt.
Bei den zuerst angelegten Linien, bei denen der Draht nicht in hinlänglicher Tiefe eingelegt war, kamen auch häufig neue Beschädigungen vor. Sie bestanden theilweise in Verletzungen des Ueberzuges der Drähte oder in gänzlicher Zerstörung der - selben durch Eisenbahnarbeiter, theils aber auch in Verletzungen des Ueberzuges durch Nagethiere. Die letztere Art der Beschädi - gungen hat besonders zu häufigen Angriffen der unterirdischen Leitungen Veranlassung gegeben. Maulwürfe, Ratten, Mäuse und derartige Thiere durchwühlen den Boden in der Regel nur in geringer Tiefe, da sie in grösserer Tiefe keine Nahrung an - treffen. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass die Tiefe von 1½ Fuss und in seltenen Fällen auch noch die Tiefe von 2 Fuss die Drähte nicht unter allen Umständen gegen Beschädigungen durch Benagung völlig sichert. Namentlich scheinen die Thiere ihre Nester gern in grösserer Tiefe anzulegen. Treffen sie bei dieser Beschäftigung auf ihrem Wege den Draht, so suchen sie ihn natürlich durch Nagen zu beseitigen. Die sehr vereinzelten Fälle, wo Drähte in der Tiefe von 2 Fuss durch Benagung be - schädigt sind, würden sich durch geringe Vermehrung der Tiefe des Einlegens und Berücksichtigung und Sicherung der, wie hier immer der Fall war, durch besondere Ursachen gefährdeten Stellen wohl leicht gänzlich beseitigen lassen. Schon bei einer Tiefe von 2 Fuss sind mehrere Telegraphenlinien seit ihrer Anlage nicht beschädigt worden.
96Ein weiterer Grund häufiger Störungen des Dienstes der älteren Linien lag in solchen bei der Fabrication der Drähte begangenen Fehlern, die erst nach Verlauf längerer Zeit störend auftraten.
Die nothwendige Folge einer sehr excentrischen Drahtlage bei Anwendung vulcanisirter Guttapercha ist bereits erwähnt. Bereits im vorigen Jahre zeigten sich diese Erscheinungen auf den älteren Linien, und es mussten damals und in neuester Zeit häufige Revisionen ausgeführt und oft ganze Adern, die durch Excentricität des Drahts verdorben waren und Längsrisse be - kommen hatten, ersetzt werden. Bei diesen Drähten war nur in seltenen Fällen eine Erhärtung oder anderweitige Veränderung der Guttapercha im Allgemeinen wahrzunehmen und gewöhnlich nur dann, wenn die Drähte in sehr geringer Tiefe und leichtem trockenem Boden lagen. Es haben sich diese Längenrisse über - all nur da gezeigt, wo die Excentricität des Drahtes so bedeu - tend war, dass die erwähnte, den Kupferdraht zunächst umgebende Schicht leitender Guttapercha wirklich bis zur Oberfläche des Ueberzuges reichte. Weniger excentrische Stellen haben sich vollständig gut erhalten.
Bereits im vorigen Jahre kamen an einzelnen Stellen, na - mentlich der Linie nach Minden, Drähte vor, bei denen die Guttapercha alle Biegsamkeit und Elasticität verloren hatte, von Sprüngen ohne Zahl durchfurcht war und in Folge dessen ihre isolirende Eigenschaft grösstentheils verloren hatte. Diese Er - scheinung ist jedenfalls die, welche die ernstesten Bedenken gegen die fernere Anwendung der Guttapercha zu unterirdischen Lei - tungen mit Recht hervorrufen musste. Sollte sich aus den diese Erscheinungen begleitenden Umständen nicht eine specielle Ur - sache der Zersetzung bestimmt nachweisen lassen, sollte man annehmen müssen, dass die Guttapercha überhaupt der Zeit nicht widerstehen könnte und auch im Erdboden, in gleicher Art wie bei Zutritt der Luft, einer allgemeinen, wenn auch langsamen Umwandlung entgegen ginge, so wäre natürlich damit der Stab über die Anwendung der Guttapercha zu unterirdischen Leitungen und vor der Hand wenigstens auch der unterirdischen Leitungen im Allgemeinen gebrochen. Glücklicherweise ist der Beweis, dass dies nicht der Fall ist, leicht und vollständig mit Hülfe97 der gemachten Erfahrungen zu führen. Es ist diese Erscheinung der Erhärtung und gänzlichen Umwandlung der Guttapercha bei den beiden ältern Linien bereits im Jahre nach ihrer Anlage in einzelnen Fällen beobachtet worden, während bei den wenig später, theils in demselben Jahre angelegten Linien bis jetzt noch kein einziger ähnlicher Fall vorgekommen ist. Es sind zwar auf den genannten neueren Linien in vereinzelten Fällen durch Excentricität unbrauchbar gewordene Drähte angetroffen, doch liess sich auch bei diesen fast immer mit Bestimmtheit nachweisen, dass sie einer ältern Fabricationsperiode angehörten, nie ist aber bisher ein Fall einer allgemeinen Erhärtung oder Verharzung der Guttapercha vorgekommen. Am häufigsten hat sich die in Rede stehende Erscheinung auf der Linie zwischen Berlin und Minden, in einzelnen Fällen auch auf der Thüringer Bahn gezeigt. Die verdorbenen Drähte tragen in der Regel noch deutliche Spuren der Ueberziehung mit Guttapercha-Lösung, ob - schon auch andere vorkommen, welche ohne solchen Ueberzug verlegt waren. Die mit Guttapercha-Lösung überzogenen Drähte waren, wie bereits erwähnt, theils in Folge excentrischer Fabri - cation verworfen, bei vielen derselben war jedoch die Guttapercha selbst, theils bereits vor der Verwendung, theils durch unzweck - mässige Behandlung bei der Fabrication verdorben. Derartige Guttapercha wird in sehr kurzer Zeit durchaus spröde und brüchig und zwar findet diese Umwandlung, wie es scheint, auch bei gänzlichem Abschluss der Luft statt.
Der grösste Theil der erwähnten Drähte nebst vielen an - deren, die die damalige wenig scharfe Probe der Isolation ohne Ueberzug bestanden, waren aus einer Guttapercha fabricirt, die im bereits gereinigten Zustande aus England bezogen war. Es schien schon damals wahrscheinlich, dass diese Guttapercha, die nur selten völlig isolirte Drähte lieferte, grossentheils aus ver - harzter oder vorsätzlich verfälschter Masse bestände. Da aber das Material einmal beschafft, keine anderweitige Guttapercha am Markte war, und Drähte unter allen Umständen gefertigt und verbraucht werden mussten, so kam sie dennoch zur Verwendung. Jedenfalls ergiebt sich mit Bestimmtheit, dass die beobachtete Zer - setzung der Guttapercha nicht Folge der Zeit und Lage der Drähte, sondern des Materials, aus welchem der Ueberzug besteht, ist. Es798hat sich zwar herausgestellt, dass vorzugsweise da, wo der Draht sehr wenig tief und in leichtem und trockenen Boden liegt, die in Rede stehende Erscheinung zuerst auftritt, doch findet man immer dicht neben solchen veränderten Drähten unter ganz den - selben Verhältnissen wieder durchaus wohlerhaltene, an denen die Zeit ganz spurlos vorübergegangen ist; man findet andererseits bei den älteren Linien auch hin und wieder bei tiefer Drahtlage und in schwerem Boden eine bereits weit vorgerückte Umwand - lung, während dicht daneben, unter ganz gleichen Verhältnissen, die Drähte von soeben fabricirten nicht zu unterscheiden sind. Es kann mithin nur das Material, nicht äussere Umstände, Ur - sache der beunruhigenden Erscheinung sein.
Im Bisherigen wird der Beweis geführt sein, dass die schlechten Resultate, welche die ersten unterirdischen Linien ge - geben haben, nur Folge der bei ihrer Anlage begangenen Fehler sind, die theils in der durch die damaligen Zeitverhältnisse ge - botenen Uebereilung, theils in dem gänzlichen Mangel an Er - fahrungen über die Eigenschaften des zur Verwendung kommen - den Materials und ungenügender Sorgfalt bei der Auswahl und Verarbeitung desselben, ihren Grund haben. Dass die ersten Ver - suche der Benutzung eines bis dahin so wenig bekannten Stoffes zu einer ganz neuen und so viele andere Schwierigkeiten darbieten - den Sache nicht gleich völlig befriedigend ausfallen würden, liess sich wohl ziemlich bestimmt erwarten. Die Erfahrung lehrt dies in solchen Fällen allgemein. Man muss erst Erfahrungen sam - meln und Lehrgeld zahlen!
Es ist jetzt aber der Zeitpunkt eingetreten, wo man auf der Grundlage wirklich gemachter Erfahrungen weiter bauen kann und ein bestimmtes und wohlbegründetes Urtheil darüber zu fällen im Stande ist: ob der neu eingeschlagene Weg überhaupt zu dem gewünschten Ziele führen wird, oder ob er als verfehlt zu betrachten und ganz zu verlassen ist.
Die Fragen, von deren Beantwortung diese Entscheidung nur abhängen kann, sind folgende:
Es ist bereits oben erwähnt, dass auch die bei weitem99 grösste Zahl der Drähte der beiden älteren Linien sich trotz der hier obwaltenden ungünstigen Verhältnisse bisher ganz voll - ständig unverändert erhalten hat. Es ist bei den meisten auch nicht das geringste Zeichen einer eintretenden Veränderung wahr - zunehmen. Doch die Versuche reichen noch ein Jahr weiter hinauf. Die auf der Anhaltischen Bahn gelegte Probeleitung besteht aus nicht vulcanisirter Guttapercha. Einer dieser Drähte ist mit guter wasserfreier Guttapercha bekleidet und 1½ Fuss tief gelegt, der andere mit unvollständig entwässerter, theils schlechter Masse und nur circa ¾ Fuss tief im Sandboden ein - gelegt. Der ganze ersterwähnte Draht hat sich so vollständig gut erhalten, dass es unmöglich ist, die Guttapercha von ganz frisch verarbeiteter zu unterscheiden. Der zweite zeigt nur da, wo schlechte Masse verwendet ist, eine eingetretene Verharzung. Der Harzüberzug, welcher diesen Drähten beim Einlegen noch ausser der Guttapercha gegeben wurde, hat sich theils abgelöst, theils zersetzt, während die Oberfläche der Guttapercha selbst ganz rein und durchaus unverändert geblieben ist. An den Drähten der neueren Staats - und Eisenbahntelegraphen ist überall keine Spur einer Veränderung der Guttapercha zu entdecken ge - wesen.
Es lässt sich hieraus wohl mit Sicherheit folgern, dass die Guttapercha, wenn unverfälscht und nicht vor oder bei der Fabrication verdorben, sich in hinlänglicher Tiefe des Erd - bodens ganz unverändert erhält und daher zu unterirdischen Leitungen vollständig geeignet ist.
Bereits die an den neueren Telegraphenlinien gemachten Er - fahrungen bejahen diese Frage. Die im Frühjahr 1849 ange - legten Linien von Berlin nach Hamburg und Stettin, von Breslau nach Oderberg und von Cöln nach Aachen so wie auch die an - gelegten Eisenbahn-Telegraphenlinien mit unterirdischer Leitung sind in fast unausgesetzt gutem Betriebe geblieben. Noch nie seit ihrer Anlage sind diese Linien einer eigentlichen Revision unterworfen. Einzelne Unterbrechungen des Dienstes waren durch7*100noch nicht beseitigte, grobe Beschädigungen bei der Anlage oder durch Eisenbahnbauten veranlasst und wurden schnell gehoben; andere hatten darin ihren Grund, dass die Beamten mit den ihren Händen anvertrauten Apparaten zu wenig bekannt waren und dass die letzteren nicht in gutem Zustande erhalten wurden. Es ist bisher noch kein Fall constatirt, dass auf diesen neueren, doch schon im dritten Jahre bestehenden Linien eine Veränderung der Guttapercha oder auch nur eine vorübergehende Dienstunter - brechung einer Linie in Folge schlechter Fabrication der Drähte, vorgekommen wäre. Eine scheinbare Ausnahme hiervon macht die Verbindung der beiden Bahnhöfe zu Breslau, welche bereits mehrere Male durch Excentricität der Drähte unbrauchbar wurde; es lässt sich jedoch nachweisen, dass die hier verwandten Drähte einer viel früheren Fabricationsperiode angehören.
Es soll jedoch damit keineswegs behauptet werden, dass auf diesen Linien überhaupt keine Fabricationsfehler vorkommen. Eine gründliche Revision der Leitungen wird gewiss noch eine Menge solcher Fehler und auch hin und wieder noch Drähte, die mit der Zeit verdorben werden, zum Vorschein bringen. Das Vorkommen solcher Fehler würde sich nur durch eine sehr strenge, gründliche und mit Benutzung aller Hülfsmittel der Wissenschaft durchgeführte Controlirung der Fabrication selbst und des zur Verwendung kommenden Materials vermeiden lassen. Eine jährlich wiederholte gründliche Revision der Leitungen, bei welcher alle vorhandenen Isolationsfehler beseitigt werden, wird aber bei unterirdischen Leitungen dennoch stets nöthig sein. Sind diese Revisionen ohne wesentliche Störung des Dienstes, ohne grossen Kostenaufwand und mit vollständigem Erfolg durch - führbar, wie hier der Fall ist, so erfüllen die Leitungen ihren Zweck, und die Technik der Drahtfabrication muss für hinlänglich ausgebildet erklärt werden, wenn auch noch hin und wieder Fehler derselben vorkommen. Die jetzt in den Fabriken zur Prüfung der Isolation benutzten, äusserst empfindlichen Instrumente garantiren die Verwendung nur völlig isolirter Drähte. Eine sehr excentrische Drahtlage, in beträchtlichem Maasse verharzte, ver - brannte oder verfälschte Guttapercha zeigt sich fast immer durch unvollständige Isolation. Die äusseren Merkmale dieser schlechten Guttapercha sind deutlich und bekannt, man ist daher im Stande,101 ihre Verwendung gänzlich zu verhindern. Es ist mithin jetzt möglich, nur gute und dauernd isolirt bleibende Drähte zu fabri - ciren, oder doch wenigstens nur solche zur Verwendung kommen zu lassen. Die Erfahrung hat auch gezeigt, dass die unvulcani - sirte Guttapercha im feuchten Boden nicht, wie im Seewasser, nach und nach in ein weniger gut isolirendes Hydrat umge - wandelt wird. Die etwas geringere Härte und das etwas schnellere Sprödewerden der ungeschwefelten Guttapercha in freier Luft sind zwar noch bleibende Nachtheile derselben, dagegen lässt die Schwefelung die Verwendung schlechter und wasserhaltiger Masse weniger gut erkennen. Die Anwendung ungeschwefelter, gut entwässerter Guttapercha ist daher rathsamer, indem sie die Ge - fahr der Verwendung schlechter Drähte noch weiter vermindert.
Die Tiefe der Drahtlage ist auf den genannten neueren Linien durchschnittlich 2 Fuss. Diese Tiefe scheint gegen zufällige Beschädigungen aller Art schon ziemlich vollständig zu sichern. Demungeachtet erschien es vortheilhafter, bei den neueren Tele - graphen-Anlagen für Eisenbahnen etc. die Tiefe des Einlegens der Drähte bis auf 3 Fuss zu vermehren. Durch Anwendung der in England gebräuchlichen Geräthschaften für das Ausheben der Gräben für Wasserabzüge (drains) ist es möglich geworden, die Gräben in der Tiefe von 3 Fuss für denselben Preis herzu - stellen wie die früheren 1½füssigen. Diese Tiefe sichert die Drähte nach allen bisherigen Erfahrungen nicht nur vollständig gegen zufällige Beschädigung bei Ausführung der gewöhnlichen Eisenbahnarbeiten und gegen Benagung durch Thiere, sondern entzieht sie auch gänzlich dem Zutritt der atmosphärischen Luft und beseitigt daher die Möglichkeit einer allmäligen Verharzung der Guttapercha. An solchen Orten, wo der Draht durch be - sondere Verhältnisse einer Beschädigung aus irgend welchem Grunde ausgesetzt, oder wo die Tiefe von 2½ — 3 Fuss nicht zu erreichen ist, kann derselbe leicht durch Thonrinnen oder, wo es nöthig, durch eiserne Röhren gesichert werden.
Natürlich ist auch das hier Gesagte nicht so zu verstehen, als wären äussere Verletzungen absolut zu verhindern. Die Er - fahrung lehrt, dass die Arbeiten der Eisenbahnen nicht immer102 mit der gehörigen Berücksichtigung der Lage des Drahtes aus - geführt werden. Es ist z. B. der Fall vorgekommen, dass die Arbeiter einer Eisenbahn mit Mühe den Draht zerstörten, indem sie in ihm eine widerspenstige Wurzel zu erkennen glaubten. Doch dies sind vereinzelte Fälle, die wenig Gewicht haben, wenn man nur die Möglichkeit solcher Fälle stets vor Augen und im Voraus für möglichst schnelle Beseitigung derselben gesorgt hat. Bei Eisenbahn-Telegraphen und den Staats-Telegraphenlinien, wo ein Draht für die Eisenbahn in demselben Graben liegt, sind der - artige fahrlässige und unbemerkt gebliebene Beschädigungen meines Wissens noch nicht vorgekommen. Da die Lage der Drähte auf dem Planum der Bahn und auf den Bahnhöfen stets genau verzeichnet und durch Pfähle erkennbar gemacht wird, so ist es in der That sehr leicht, bei aussergewöhnlich tief gehen - den Arbeiten stets die nöthige Rücksicht auf dieselben zu nehmen.
Wenn die Beantwortung der gestellten entscheidenden Fragen aber auch für die fernere Anwendung der durch alleinigen Ueber - zug mit Guttapercha isolirten Drähte ausfallen musste, so er - gaben sich doch auch manche Mängel der so gefertigten Lei - tungen. Es wird stets schwierig sein, alle Fabricationsfehler zu beseitigen und alle Beschädigungen beim Transport und dem Ein - legen der Drähte, sowie bei denjenigen späteren Erdarbeiten, die bis zum Drahte reichen, zu vermeiden. Sind diese Beschädi - gungen auch ohne grosse Mühe, und in der Regel, ehe sie störend einwirken können, zu beseitigen, die auf bisherige Weise isolirten Drähte mithin wohl anwendbar, so muss doch zugestanden werden, dass die Beseitigung der ihnen anhaftenden Mängel sehr wünschens - werth wäre und der Werth der unterirdischen Leitungen hier - durch sehr erhöht werden müsste. Dies geschieht durch die neuerdings angewendete Ueberziehung der isolirten Drähte mit Bleiröhren. Durch die Ueberziehung mit Blei wird die Gutta - percha gänzlich dem Zutritt sowohl der Feuchtigkeit wie der Luft entzogen. Da das Blei den Draht dicht umgiebt und die etwa noch vorhandenen Zwischenräume durch Talg ausgefüllt sind, so wird die Feuchtigkeit auch in dem Falle sich nicht zwischen der Guttapercha und dem Blei durch Capillarkraft ver - breiten können, wenn die Bleiröhre irgend wie beschädigt sein sollte.
103Selbst den Fall angenommen: die Guttapercha-Hülle wäre undicht und isolirte mithin nur unvollkommen oder bestände aus schlechtem Material, so würde dennoch die Isolation der Drähte so lange durchaus vollständig bleiben als die Bleiröhre sich erhielte. Ueber die Erhaltung des Bleies in der Erde liegen alte Er - fahrungen vor. In reinem Sand - oder Thonboden, welcher keine vegetabilischen Bestandtheile enthält, hat es sich Jahrhunderte, ja Jahrtausende lang gut erhalten. Durch Einwirkung des Sauerstoffs der Luft bildet sich zwar auch in gewisser Tiefe des Erdbodens noch eine Oxydhaut auf der Oberfläche des Bleies, doch nur in dem Falle dringt diese Zersetzung tiefer ein, wenn ein gleichzeitiger Zutritt von Kohlensäure die Bildung von Blei - weiss möglich macht. Wenn man bei dem Eingraben der Blei - röhren einige Sorgfalt darauf verwendet, dass keine vegetabilischen Bestandtheile in die unmittelbare Umgebung des Drahtes kommen, so kann man auf die lange Erhaltung selbst dünner Bleiröhren mit Sicherheit rechnen. Sollte aber auch durch irgend einen Umstand das Blei irgendwo zerstört und die Guttapercha bloss - gelegt werden, so würde die gute Isolation des Drahtes hier - durch nur dann gefährdet sein, wenn dieselben Einflüsse, welche das Blei nach und nach zerstörten, in gleicher Weise auf die Guttapercha wirkten, was bei der gänzlichen Verschiedenheit der Substanzen wohl nur in äusserst seltenen Fällen oder nie der Fall sein kann. Der Bleiüberzug verhindert ferner die leichte Beschädi - gung des isolirenden Guttapercha-Ueberzuges auf dem Transport und beim Einlegen, er macht dennoch stattgefundene Beschädi - gungen leichter erkennbar und entzieht die Guttapercha auch bei nicht tiefem Einlegen gänzlich dem Einfluss der Luft. Die Gutta - percha muss sich, auch wenn sie von schlechter Beschaffenheit ist, in der sie allen äusseren Einflüssen entziehenden Bleiröhre vollständig gut erhalten. Das in verbrannter Guttapercha ent - haltene flüchtige Oel, durch dessen Verflüchtigung die Masse auch im Erdboden bald erhärtet und brüchig wird, kann durch die enganschliessende Bleihülle nicht entweichen, bleibt daher in der Guttapercha und erhält sie biegsam.
Gegen die Anwendung des Bleies spricht ausser der Kosten - vermehrung eine in ein ganz anderes Gebiet fallende Erscheinung, die Vergrösserung der den unterirdischen Leitungen eigenthüm -104 lichen Ladungserscheinungen, die aber, nach den jetzt bereits vorliegenden Erfahrungen an der circa 7 Meilen langen Tele - graphen-Anlage in der Stadt Berlin, welche die Brandwachen und Polizeibureaux verbindet, und bei welcher durchgängig mit Blei bekleidete Drähte benutzt sind, nicht so beträchtlich ist, wie zu befürchten war und durch die Wahl und Einrichtung der telegraphischen Apparate unschädlich zu machen ist. Die Kosten - vermehrung durch die Ueberziehung der isolirten Drähte mit Bleiröhren ist nicht so bedeutend, wie es auf den ersten Blick scheint. Da der isolirende Ueberzug allen äusseren Einwirkungen entzogen ist, so kann er ohne Gefahr beträchtlich schwächer ge - macht werden. Die Ersparung an Guttapercha ersetzt dann den grössten Theil der Kosten des Bleiüberzuges. Ausserdem erlaubt der mit Bleiröhren zu erzielende höhere Grad von Isola - tion die Anwendung schwächerer Drähte für lange Linien.
Aus dem bisher Gesagten wird sich für jede unbefangene Kritik ergeben, dass die ersten in Preussen angelegten unter - irdischen Leitungen unter so ungünstigen Umständen angelegt sind, dass die an ihnen gemachten Erfahrungen nur mit grosser Vorsicht zur Beurtheilung des Werthes des Systems der unter - irdischen Leitungen benutzt werden dürfen. Die schlechte Fa - brication der dabei benutzten Drähte, die theilweise Verwen - dung schlechter Sorten Guttapercha, die geringe Tiefe des Einlegens der Drähte, die Anlage der Linien in grosser Eile, in ungünstiger Jahreszeit und durch ungeübte Leute, haben zu viele Quellen störender Einflüsse und schnellen Verderbens bei ihnen eröffnet. Eine genauere Betrachtung der Ergebnisse der älteren Linien und die bei den später angelegten Leitungen gemachten Erfahrungen sprechen dagegen bisher durchaus für die unter - irdischen Leitungen, wenn man auch die, bei den letzteren grösstentheils aus Mangel an Erfahrung gemachten, und jetzt zu vermeidenden Fehler berücksichtigt. Es ist bei allen neueren unterirdischen Leitungen, auch bei denen, die unmittelbar nach den beiden erstgenannten noch in demselben Jahre angelegt wurden, bisher durchaus keine Veränderung der Guttapercha bemerkbar gewesen, obschon die Tiefe des Einlegens auch bei ihnen noch zu gering war. Nur selten haben sich Fabrications - fehler gezeigt, die eine Revision der Leitung nöthig machten. 105Es haben nur wenig Beschädigungen beim Einlegen der Drähte stattgefunden und spätere äussere Beschädigungen sind nur selten vorgekommen. Wäre die Ueberwachung der unterirdischen Staats - Telegraphen-Leitungen bereits gehörig organisirt, hätte eine regel - mässige und gründliche jährliche Revision und eine stete genaue Controlirung der Isolation der Leitungen stattgefunden, wären wenn auch nicht alle, so doch ein grosser Theil der Telegraphen - Beamten mit den so einfachen Manipulationen der Aufsuchung und Wiederherstellung eingetretener grober Beschädigungen ver - traut gemacht, so würden die selten eingetretenen Störungen oder Unterbrechungen des Dienstes dieser Linien stets in sehr kurzer Zeit gehoben und die Unterhaltungskosten der Leitungen ver - hältnissmässig sehr gering gewesen sein. Wenn man auch zu - geben muss, dass die oberirdischen Leitungen manche bedeutenden Vorzüge vor den unterirdischen voraus haben und stets voraus haben werden, so dürfen doch diese Vorzüge und die erkannten wirklichen Schwächen der unterirdischen Leitungen nicht zu einer einseitigen Beurtheilung führen. Die Bilance zwischen den Vor - und Nachtheilen beider Leitungssysteme muss entscheiden. Diese wird sich jetzt etwa folgendermaassen gestalten:
Die Vorzüge der oberirdischen Leitungen vor den unterir - dischen bestehen im Wesentlichen darin, dass sie leichter be - aufsichtigt und reparirt werden können, da sie überall sichtbar sind, dass bis zu einer gewissen Grenze eine Vermehrung der Drähte bei eintretendem Bedürfniss mit geringeren Kosten sich ausführen lässt und dass die Anlagekosten im Allgemeinen ge - ringer sind wie bei unterirdischen Leitungen. Diesen Vorzügen steht aber eine grosse Reihe von Nachtheilen gegenüber. Die oberirdischen Leitungen sind muthwilligen und zufälligen Zer - störungen weit mehr ausgesetzt wie die unterirdischen. Sind daher auch die Beschädigungen leichter und schneller auszu - bessern, die Unterbrechungen des Dienstes mithin kürzer, so treten sie dafür um so häufiger auf, und nur bei sehr solide an - gelegten oberirdischen Leitungen würde die Sicherheit des Dienstes der der bisherigen unterirdischen gleich zu setzen sein. Ver - wéndet man zu den oberirdischen Leitungen, wie es in Deutsch - land bisher am gebräuchlichsten war, Kupferdraht und dünne Stangen, so lässt sich zwar bei ihnen eine sehr vollständige Iso -106 lation erzielen und die Anlage wird bedeutend billiger wie eine unterirdische, doch ist der Draht dann, wie die Erfahrung lehrt, dem Diebstahl sehr ausgesetzt, er dehnt sich nach und nach und kommt in Folge dessen leicht mit anderen, an denselben Pfosten befestigten Drähten in Berührung, er wird nach Verlauf von 6 bis 8 Jahren brüchig und muss dann erneuert werden, die Stangen vermodern, werden dann vom Sturmwind leicht umge - worfen und gefährden sogar die Sicherheit des Eisenbahndienstes. Günstigere Resultate giebt die Anwendung des Eisendrahtes zu oberirdischen Leitungen, wenn derselbe hinlänglich stark und gut verzinkt ist. Dünner Eisendraht ist bald durch den Rost ver - dorben und hat zu geringe Leitungsfähigkeit für längere Linien.
Die Verzinkung der Eisendrähte ist nur dann von Nutzen, wenn das Zink mit dem Eisen da, wo beide Metalle in Berührung sind, wirklich zusammengeschmolzen ist und in Folge dessen beim Biegen des Drahtes nicht abspringt oder Risse bekommt. Die Operation, durch welche dies erreicht wird, scheint bisher, trotz der Veröffentlichung der Beschreibung des patentirten Ver - fahrens, Geheimniss einiger englischen Fabriken zu sein, die sich ihr Fabricat sehr theuer bezahlen lassen. Unverzinkte oder schlecht verzinkte Drähte rosten auch bei grosser Stärke, nament - lich an den Aufhängepunkten, sehr bald derartig, dass die Drähte an diesen Stellen brechen. Starke Eisendrähte müssen natürlich stark gespannt werden, damit sie nicht mit anderen in Berührung kommen, und verlangen daher auch die Anwendung starker Pfosten und besonderer Spannvorrichtungen, wodurch die Anlage be - trächtlich vertheuert wird. Wie namentlich die englischen Er - fahrungen lehren, wo in der Regel eine grosse Zahl von Drähten an denselben Pfosten ausgespannt ist, muss eine stete, sehr sorg - fältige Bewachung der Drähte stattfinden; sie müssen häufig nachgespannt und bei eintretendem Froste wieder nachgelassen werden, da sonst eine Berührung der Drähte oder das Reissen derselben eintritt. Hierdurch werden für den Augenblick in der Regel alle Drähte unbrauchbar, da die Enden des gerissenen mit den übrigen in Berührung kommen. Auch die Eisendrähte wer - den nach einem Zeitraume von 8 bis 10 Jahren spröde, und mehrere englische Linien haben bereits aus dem Grunde erneuert werden müssen, weil selbst bei dem dortigen milden Winter und107 trotz aller Vorsicht zu häufige Drahtbrüche eintraten. Es ist bis - her nicht gelungen, die Spannvorrichtungen vollständig von ein - ander und vom Boden zu isoliren. Bei Schneefall, Regen und selbst nebligem Wetter finden daher in England sehr häufige Störungen statt und man hilft sich dann dort in diesem Falle dadurch, dass man nur einen oder wenigstens nur ein Paar aller vorhandenen Drähte in Benutzung nimmt.
Bei der engen Verbindung, in welcher die englische Tele - graphen-Compagnie mit den Eisenbahnen steht, lässt sich die stets nöthige Ueberwachung der Drähte ohne grosse Kosten für die Compagnie durch die Eisenbahnbeamten ausführen. Ob dies bei den preussischen Staats-Telegraphenlinien im eigenen und selbst in fremden Ländern ebenfalls überall der Fall sein kann, scheint mindestens fraglich.
Alle die geschilderten Mängel der oberirdischen Leitungen würden aber wohl die Frage noch nicht zu Gunsten der unter - irdischen entscheiden, wenn nicht die elektrischen Störungen den Gebrauch langer oberirdischer Leitungen stets unsicher machten. Je besser die oberirdischen Leitungen isolirt sind, je mehr man daher die Quelle der durch schlechte Isolation entstehenden Stö - rungen verstopft hat, desto häufiger und stärker werden die elek - trischen Störungen. Aus Erfahrungen an kleinen Linien kann man hier durchaus nicht auf grössere schliessen. Die bei den unterirdischen Leitungen häufig in höherem Maasse stattfindenden Nebenschliessungen in Folge unvollkommener Isolation haben immer einen constanten Charakter und sind daher durch richtige Einstellung der Instrumente bis zu einem sehr hohen Grade hin unschädlich zu machen. Die durch Luftelektricität in den Drähten erzeugten Strömungen sind dagegen stets veränderlich und machen daher schon bei geringer Stärke den Dienst der Apparate unsicher. Bei den amerikanischen langen oberirdischen Leitungen kann man aus diesem Grunde nur selten den Ueber - trager beim Morseschen Telegraphen anwenden, da man nur durch sehr kolossale Batterien die steten Neckereien der atmosphärischen Elektricität, bis zu einer gewissen Grenze hin, unschädlich machen kann. Hierzu kommt noch die bei oberirdischen Leitungen nicht zu beseitigende Gefahr, dass einschlagende Blitze Leitungen und Pfosten auf grösseren Strecken hin zertrümmern und die Beamten108 und Instrumente gefährden. Durch zweckmässige Blitzableiter lassen sich die Stationszimmer und die in denselben befindlichen Apparate wohl einigermassen beschützen, nicht aber die Wärter - buden der Eisenbahnen, in welchen Glockenwerke angebracht sind, die durch den elektrischen Strom ausgelöst werden sollen. Bereits mehrere Male ist auf preussischen Eisenbahnen mit ober - irdischer Leitung der Fall vorgekommen, dass Eisenbahnbeamte durch Blitze betäubt und selbst erschlagen wurden. Die Eisen - bahnwärter verlassen daher in der Regel bei aufziehenden Ge - wittern ihre Buden und geben sich lieber dem Unwetter Preis, um sich der drohenden Lebensgefahr zu entziehen.
Bei unterirdischen Leitungen üben nur wirkliche Gewitter und einschlagende Blitze einen wenig störenden Einfluss auf den Dienst der Apparate aus. Selbst bei den bisherigen unvollkom - menen unterirdischen Anlagen gehörte eine plötzlich eintretende gänzliche Zerstörung des Drahtes zu den grossen Seltenheiten und dieselben würden bei einer zweckmässig organisirten Ueber - wachung derselben stets in sehr kurzer Zeit beseitigt sein. Die Gründe anhaltender Störungen haben bei ihnen meist nur darin gelegen, dass aus irgend welchen Gründen eingetretene Beschä - digungen des isolirenden Ueberzuges der Drähte eine allmälige Verschlechterung der Isolation und endlich die gänzliche Durch - fressung der Kupferdrähte zur Folge hatten. Es ist aber wiederum Sache einer guten Verwaltung, eine Verschlechterung der Isolation gar nicht aufkommen zu lassen, sondern entstandene Beschädi - gungen zu beseitigen, bevor sie einen schädlichen Einfluss auf die Sicherheit des Dienstes ausüben können.
Durch einen bei den preussischen Telegraphenanlagen statt - findenden grossen Uebelstand, dem Vorhandensein nur Eines Drahtes für die Gesammtcorrespondenz, wurde dies freilich be - trächtlich erschwert. Die Revisionen einfacher unterirdischer Leitungen lassen sich zwar ausführen, ohne den Dienst der Ap - parate wesentlich zu stören, doch hat jede vorkommende Störung das Aufhören aller Correspondenz zur Folge, während man sich in anderen Ländern so lange mit einem Draht behilft, bis der unbrauchbare zweite wieder hergestellt ist. Die Revision der unterirdischen Leitungen selbst ist ferner unverhältnissmässig schwieriger, wenn nur ein Draht vorhanden ist, selbst abgesehen109 von der gleichzeitigen störenden Benutzung desselben. Es ist bei einem Drahte schwierig, eine vorhandene Beschädigung durch Strommessungen und Berechnungen zu bestimmen, namentlich desswegen, weil die Messungen gleichzeitig an beiden Endpunkten der Leitung vorgenommen werden müssen; sind dagegen zwei oder mehrere Drähte vorhanden, so lässt sich bei im Allgemeinen guter Isolation die Lage einer oder einiger Beschädigungen durch eine einfache Widerstandsmessung mit grösster Genauigkeit vom Zimmer aus bestimmen, wodurch die Revisionen natürlich ausser - ordentlich vereinfacht werden.
Die Anlagekosten unterirdischer Leitungen werden wohl stets höher sein wie die oberirdischer. Ob dagegen die Unterhaltungs - kosten gut angelegter unterirdischer Leitungen bei zweckmässiger Organisation der Bewachung grösser sind, wie die der oberir - dischen, ist wenigstens noch fraglich. Aber auch angenommen, sie wären grösser, so bilden weder die Zinsen des Anlagecapi - tals, noch die Erhaltungskosten der Leitungen die für die Ein - träglichkeit der Telegraphenlinien entscheidenden Momente. Die Kosten der Verwaltung im Allgemeinen und die Gehalte der ausübenden Beamten sind, namentlich bei den preussischen Staats - Telegraphenlinien, die unvergleichlich überwiegenden. Es hat dies seine Ursache theils darin, dass aus Gründen, die nicht zur Sache gehören, eine Menge für die telegraphische Correspon - denz gänzlich unerheblicher Stationen in den einzigen vorhan - denen Draht aufgenommen werden mussten, wodurch der Dienst bedeutend erschwert und eine im Vergleich mit fremden Tele - graphenlinien ungemein grosse Zahl von Beamten erforderlich wurde; ferner darin, dass die Verhältnisse des Landes es mit sich brachten, dass nur ausgediente Militärs als Telegraphen - beamte angestellt wurden, während in anderen Ländern junge Leute, oft selbst Knaben bei fast übermässig anstrengender Be - schäftigung den Dienst verrichten. Man hat in Preussen mithin hinsichtlich der ausübenden Beamten ein zwar kostspieligeres, aber grössere Garantien der Sicherheit bietendes System ange - nommen. Die hierfür aufgewandten grösseren Kosten können aber nur dann durch grössere Sicherheit des Dienstes der Tele - graphenlinien aufgewogen werden, wenn nicht ausserhalb des Bereiches der Beamten liegende Ursachen steter Störungen vor -110 handen sind. Hat man daher die Ueberzeugung gewonnen, dass mit guten unterirdischen Leitungen, die mit Benutzung der bis - her gemachten Erfahrungen und Fortschritte angelegt werden, eine grössere Sicherheit des Dienstes der Linien zu erreichen ist, so können die vermehrten Anlagekosten keinen genügenden Grund zur Verwerfung eines bessere Resultate gebenden Systems abgeben. Die elektrische Telegraphie ist in jeder Beziehung noch in der Kindheit ihrer Entwickelung. Erst dann kann sie diesen Standpunkt überwinden und die ihr gebührende Stellung als ein mächtiger Hebel des Staatsmechanismus und des öffentlichen Verkehrs erringen, wenn man stets auf ihre Dienstfähigkeit und die Untrüglichkeit ihrer Mittheilungen mit Sicherheit rechnen kann und bei billigen Beförderungsgebühren jedem Anspruche schnell und sicher Genüge gethan wird. Bis jetzt hat sie nir - gends diese Höhe erreicht; sie kann es auch nur mit Hülfe eines umfassenden Systems guter unterirdischer Leitungen. Schon bei der jetzigen Entwickelung der Telegraphie in England, wo doch nur in der Regel die Eisenbahn 2 bis 4 Drähte für ihren Ge - brauch und die Telegraphen-Compagnie ein Paar für die Cor - respondenz nach den wichtigsten Punkten des Landes und ein Paar für die durchgehende Correspondenz nach den grossen End - punkten hat, ist namentlich an solchen Stellen, wo zwei oder mehrere Linien auf kurzen Strecken zusammenfallen oder sich kreuzen, ein solches Gewirre von Drähten und es treten so leicht gegenseitige Störungen ein, dass man mit Bestimmtheit behaupten kann: dass eine beträchtliche Vermehrung der Drähte, wie sie bei allgemeinerer Benutzung der Telegraphie erforderlich sein würde, nicht ausführbar ist, ohne grosse Störungen und Unsicher - heit hervorzubringen. Derselbe Grund, welcher bei einem noch in der Kindheit befindlichem Systeme elektrischer Telegraphen für die oberirdischen Leitungen spricht, wird sich bei weiterer Entwickelung derselben daher gerade in das Gegentheil umkehren. Bei unterirdischen Leitungen muss man freilich, um das leicht nöthig werdende Hinzufügen eines Drahtes zu vermeiden, die Anlage von vorn herein in grösserem Maassstabe machen und mindestens gleich einen Draht mehr einlegen, als für den Augen - blick nöthig scheint. Man muss auch bei dem Wege, den die Drähte durchlaufen, gleich die nöthige Rücksicht auf das für111 spätere Anlagen nöthige Terrain nehmen. Es ist übrigens auch nicht so schwierig und kostspielig, wie es auf den ersten Blick erscheint, die bereits gelegten Drähte wieder aufzunehmen und mit den hinzuzufügenden zugleich wieder einzulegen, nachdem sie an Ort und Stelle einer genauen Prüfung unterworfen und etwa vorgefundene oder bei der Arbeit entstandene Beschädigungen ausgebessert sind. Die Störung des Dienstes bei dieser Arbeit lässt sich durch eine provisorische oberirdische Leitung, die man für die Dauer der Arbeit an der Arbeitsstelle anbringt und nach Beendigung derselben fortrückt, leicht und ohne in Betracht kommende Kosten verhindern.
Der Zweck diesser Blätter war: zu zeigen, dass die un - günstigen Resultate, welche die ersten in Preussen angelegten unterirdischen Leitungen gegeben haben, nicht Folge des ange - nommenen Systems, sondern der meist durch Mangel an Erfah - rung und ungünstige Verhältnisse herbeigeführten Fehler der An - lage und späteren Verwaltung waren. Diese Fehler sind bei den neueren Anlagen grossentheils vermieden und werden sich bei späteren durch richtige Benutzung der gewonnenen Ertahrungen und der Fortschritte der Technik gänzlich beseitigen lassen.
Es ist aber zu beklagen, dass durch diese ungünstigen Resultate ein sehr allgemeines und unbegründetes Vorurtheil gegen das System unterirdischer Leitungen überhaupt hervorgerufen ist. Ueber den wahren Werth desselben kann nur eine genaue, von wissenschaftlichen und sachkundigen Männern angestellte, vergleichende Analyse der bisherigen Resultate endgültig ent - scheiden. Es würde daher gerade jetzt von hoher Wichtigkeit und grossem praktischen Nutzen sein, wenn die Regierung den schon einmal betretenen Weg wieder einschlüge und das gutachtliche Urtheil einer wissenschaftlichen Commission über die jetzt vor - liegenden Resultate und die zu ergreifenden Massregeln, so wie über diejenigen organischen Einrichtungen der Verwaltung, die zur steten Erhaltung der Dienstfähigkeit der Leitungen und des ganzen Instituts durchaus nothwendig sind, einholte.
(Poggendorff’s Annalen d. Phys. u. Chem. Bd. 98 S. 115. 183.)
1856.
Bereits im Jahre 1849 beschäftigte ich mich in Gemein - schaft mit Halske mit der Lösung der Aufgabe, durch telegra - phische Leiter eine die Zahl der Drähte übersteigende Zahl gleichzeitiger Depeschen zu befördern. Wir gingen dabei von folgenden Betrachtungen aus:
Wenn man das Ende jedes Leitungsdrahtes mit den Enden aller übrigen Drähte durch ein telegraphisches Instrument mit zugehöriger Batterie verbindet, so kann man 〈…〉 solcher Tele - graphenapparate auf jeder Seite der die Stationen A und B ver - bindenden n Leitungsdrähte aufstellen. Schaltet man nun mit einem der eingeschalteten Apparate die zugehörige Batterie zwischen die betreffenden Drähte ein, so werden alle vorhandenen Leitungsdrähte und Apparate von einem mehr oder weniger starken Strome durchlauten. Die Aufgabe bestand nur darin, den den homologen Apparat der anderen Station durchlaufenden Strom möglichst stark und wirksam, die die übrigen Apparate durch - laufenden Ströme dagegen entweder sehr schwach zu machen oder ihre Wirkung ganz oder doch grösstentheils zu compensiren. Es konnte dies durch passende Wahl von Widerständen, welche mit den Batterien und Apparaten ein - und ausgeschaltet wurden, durch locale Nebenschliessungen der thätigen Batterien und durch zweckmässige Construction der Apparate selbst ausge - führt werden.
8114Da die für eine geringe Anzahl von Drähten ausgeführten Berechnungen sowie die angestellten Versuche ein günstiges Re - sultat versprachen, so nahmen wir in ein am 23. October 1849 in England entnommenes Patent den Anspruch auf gleichzeitige Beförderung einer grösseren Zahl von Depeschen durch combinirte Drähte, auf. Weitere Beschäftigung mit diesem Gegenstande zeigte uns jedoch bald, dass die Lösung bei einer grösseren Zahl von Drähten zu schwierig und complicirt wurde und dass sich das hauptsächlichste Erforderniss telegraphischer Einrich - tungen — grösstmöglichste Sicherheit — nicht befriedigend erreichen liess.
Einige Jahre später versuchte Hr. Dr. Kruse in Artlenburg die Aufgabe der mehrfachen gleichzeitigen Benutzung telegra - phischer Leiter auf eine ganz verschiedene Weise zu lösen. Derselbe benutzte zu seinen Versuchen eine Modification unserer, auf das Princip des Neeff’schen Hammers basirten Zeigertelegra - phen1)Arch. d. sc. ph. et nat. XIV. 41., welche darin besteht, dass sie mit einem Uebertrager (relais) in Verbindung gebracht sind. Es geschieht dies auf die Weise, dass die Windungen des Uebertragers vom Linien - strome, die des Telegraphenmagnetes von einem Localstrome durchlaufen werden, während der Contact des Uebertragers den Localstrom, der des Telegraphen den Linienstrom abwechselnd herstellt und unterbricht. Mit dieser Einrichtung versehen sind die Zeigertelegraphen befähigt, mittels sehr kurzer und schwacher Strömungen, welche die Leitung und die Windungen der Ueber - trager durchlaufen, sicher und schnell zu gehen.
Man denke sich nun eine beliebige Zahl derartig combinirter Zeiger oder Drucktelegraphen an jedem Ende der Leitung aufge - stellt. Das eine Ende aller Uebertragerwindungen communicirt durch die Schiebercontacte der zugehörigen Telegraphen hindurch mit dem einen Pol einer gemeinsamen Batterie, deren anderer Pol zur Erde abgeleitet ist. Das zweite, freie Ende jeder Uebertragerspirale führt dagegen zu einer isolirten Contactfeder. Diese Federn sind in gleichen Abständen um eine Contactscheibe gruppirt. Der Rand dieser Scheibe, auf welchem die Federn schleifen, ist in abwechselnd isolirende und leitende Felder115 derartig eingetheilt, dass stets nur eine Feder mit einem leiten - den, alle übrigen dagegen mit isolirenden Feldern in Berührung sind. Wird die Scheibe gedreht, so treten die Federn der Reihe nach einen Augenblick in leitende Verbindung mit der Scheibe und durch sie mit dem Leitungsdrath. Denkt man sich nun an beiden Enden der Leitung dieselbe Einrichtung getroffen, beide Batterien in gleicher Richtung eingeschaltet und beide Scheiben genau gleichmässig gedreht, so werden sämmtliche Telegraphen gleichmässig rotiren. Wird einer derselben angehalten und da - durch die leitende Verbindung seiner Contactfeder mit der Batterie dauernd unterbrochen, so muss auch der mit ihm correspondirende, d. i. der mit einer homologen Feder verbundene Apparat der andern Station, still stehen, da kein Strom die Leitung durchlaufen kann, während diese Feder mit ihr in Ver - bindung ist. Die gleichmässige Rotation der beiden Scheiben bewirkt Hr. Kruse dadurch, dass er sie mit Zähnen versieht und durch die Oscillationen der Telegraphenmagnete selbst drehen lässt. Da stets gleich viel Apparate an beiden Enden der Leitung in Bewegung sind und alle genau mit derselben Geschwindigkeit rotiren, so müssen auch beide Scheiben genau gleichmässig fort - schreiten. Werden einzelne Telegraphenpaare angehalten, so wird dadurch zwar die Rotationsgeschwindigkeit der Scheiben und mithin auch der übrigen Telegraphen vermindert, die Gleich - mässigkeit der Rotation aber nicht gestört.
Es ist ersichtlich, dass diese sinnreiche Combination für prak - tische Anwendung zu complicirt und zu unsicher ist. Namentlich wird es sehr schwer sein, die Uebertrager so empfindlich und schnell beweglich zu machen, dass sie mit Strömen von so kurzer Dauer noch sicher functioniren und die Telegraphen in Bewegung setzen.
Im zweiten Decemberheft des Leipziger polytechnischen Centralblattes beschrieb Hr. Telegraphen-Inspector Galle eine von Hin. Dr. Gintl auf der Linie Prag-Wien versuchte Methode mittels des Morse’schen Schreibtelegraphen gleichzeitig Depeschen in entgegengesetzter Richtung zu befördern. Sie bestand darin, dass die Uebertragermagnete mit 2 Drahtspiralen versehen wurden, von denen die eine mit dem Leitungsdrahte communicirte. War der Schlüssel (Contacthebel) nicht niedergedrückt, so stellte sein8*116Ruhecontact die leitende Verbindung des freien Endes dieser Spirale mit der Erde her; der leitende Kreis war mithin durch den Drath, die betreffenden Spiralen der beiden Endstationen und die Erde hergestellt. Durch Niederdrücken eines der Schlüssel war die directe leitende Verbindung der Spirale mit der Erde aufgehoben und sie dagegen mit dem freien Pole einer zur Erde abgeleiteten Batterie hergestellt. Der Strom dieser Batterie durchlief mithin jetzt den Leitungsdrath und die seine Fortsetzung bildenden Spiralen. Um nun zu verhindern, dass dieser Strom den am Orte der wirksamen Batterie befindlichen Magnet des Uebertragers magnetisirte, ward durch dieselbe Hebelbewegung gleichzeitig ein zweiter Contact hergestellt, welcher den Strom - lauf einer zweiten Batterie durch die zweite Spirale des Magnetes herstellte. Der Strom durchlief diese Spirale in entgegengesetzter Richtung und ward durch einen eingeschalteten Rheostaten so abgeglichen, dass seine magnetisirende Wirkung derjenigen des die andere Spirale durchlaufenden Linienstromes gleich und entgegen - gesetzt war. Der Uebertragermagnet der eigenen Station blieb daher ganz unmagnetisch, während der Strom auf den Magnet der Empfangstation seine volle Wirkung ausübte. War nun an beiden Enden der Leitung dieselbe Einrichtung getroffen und wurden gleichzeitig beide Contacthebel niedergedrückt, mithin alle 4 Batterien eingeschaltet, so ward das Gleichgewicht der Ströme in beiden Uebertragermagneten gestört und die Anker beider mussten angezogen werden. Es musste daher jeder Apparat die von der anderen Station gegebenen Zeichen erhalten, während gleichzeitig andere Zeichen von ihm ausgingen und dort zum Vorschein kamen.
Hr. Dr. Gintl scheint die an den beiden Enden des Leitungs - drahtes befindlichen Batterien stets in entgegengesetztem Sinne eingeschaltet und dies für unumgänglich nothwendig erachtet zu haben, da er später mehrfach die sonderbare Ansicht ausge - sprochen hat, dass die Möglichkeit des Gegensprechens den Beweis liefere, dass zwei Ströme einen Drath in entgegengesetztem Sinne durchlaufen könnten, ohne sich gegenseitig zu schwächen oder aufzuheben! In dem vorliegenden Falle ist es für die Grösse der Störung des Gleichgewichts der magnetisirenden Wirkungen der die beiden Spiralen jedes Uebertragermagnetes durchlaufen -117 den Ströme ganz gleichgültig in welchem Sinne die Batterien beider Stationen eingeschaltet werden. Werden sie in gleichem Sinne, d. i. so eingeschaltet, dass sie als eine Batterie von doppelter Zahl von Elementen wirken, so ist die Stromstärke im Leitungsdraht und den mit ihnen verbundenen Spiralen doppelt so gross wie die, welche eine einzelne Batterie in demselben Kreise hervorbringt. Sind die Batterien dagegen gleich und ent - gegengerichtet, so neutralisiren sie sich in einem völlig isolirten Leitungskreise vollständig und es wird weder der Leitungsdraht noch die zugehörigen Spiralen von einem Strome durchlaufen. In beiden Fällen werden die Magnete durch die Differenz der Wirkung des Linien - und des Gleichgewichtsstromes — mithin ebenso stark wie bei einseitigem Strome — magnetisirt. Der einzige Unterschied besteht darin, dass im ersteren Falle der Linien -, im zweiten der Local-Gleichgewichtsstrom überwiegend ist und die Magnetisirung bewirkt.
Die praktischen Resultate, welche Hr. Dr. Gintl bei den Ver - suchen mit den wie eben beschrieben hergerichteten Apparaten erzielte, konnten nur sehr ungünstig ausfallen. Zwei Batterien bleiben nicht lange im Gleichgewicht ohne häufige Correcturen des Widerstandes. Noch weit schwieriger, ja sogar unmöglich, ist es, zwei Contacte wirklich gleichzeitig herzustellen und auf - zuheben, wie es das Gintl’sche1)Hr. Dr. Gintl hat selbst das oben beschriebene Verfahren des gleich - zeitigen Sprechens durch denselben Draht mit Morse’schen Telegraphen nirgends mit Bestimmtheit als seine Erfindung in Anspruch genommen. Da häufig der verstorbene Professor Petrina in Prag als derjenige bezeichnet wird, welcher der österreichischen Regierung die leitende Idee zu dem be - schriebenen Versuche mitgetheilt habe, so wäre eine bestimmte Erklärung hierüber sehr wünschenswerth. Gegensprechverfahren erfordert. Ferner wird die leitende Verbindung des Leitungsdrahtes mit der Erde während jedes Uebergangs aus einer Ruhelage in die andere unterbrochen, der von der anderen Station kommende Strom mithin während dieser Zeit aufgehoben, wodurch nothwendig Störungen der ankommenden Schrift hervorgerufen werden. Endlich hat Herr Dr. Gintl. dadurch, dass er die Batterien in entgegengesetzter Richtung einschaltete, noch den Uebelstand herbeigeführt, dass die Uebertragermagnete bei gleichzeitiger Schrift im Sinne der118 Gleichgewichtsströme, bei einseitiger dagegen im Sinne des Linien - stromes magnetisirt wurden; bei jedem der zahlreichen Wechsel zwischen Einzel - und Doppelschrift musste daher der Magnetismus der Elektromagnete umgekehrt werden, was zur nothwendigen Folge haben musste, dass häufig kurze Schriftzeichen fortblieben und längere unterbrochen wurden.
Die ungünstigen Resultate, welche Hr. Gintl mit dem Gegen - sprechen auf elektromagnetischem Wege erhielt, veranlassten den - selben diesen Weg ganz zu verlassen, und die Lösung der Auf - gabe mittels des Bain’schen elektrochemischen Telegraphen zu versuchen. In einer am 30. Nov. 1854 der K. K. Academie der Wissenschaften zu Wien mitgetheilten1)Sitzungsberichte der math. -naturw. Klasse der Kais. Acad. d. Wissenschaften Bd. XIV, S. 400. Abhandlung sucht Herr Dr. Gintl den Beweis zu führen, dass zwei Ströme, ohne sich gegenseitig zu stören, in entgegengesetzter Richtung denselben Draht durchlaufen, dass mithin „ jeder der beiden sich gleich - zeitig durch den Draht fortpflanzenden Ströme an der entgegen - gesetzten Station gerade so anlangte, als wenn er für sich allein in dem Drahte dahingeleitet worden wäre “, und begründete auf diesen, vermeintlich geführten Beweis die Construction seines elektrochemischen Gegensprechers. Obgleich sich dieser Beweis, wie leicht vorherzusehen, als gänzlich irrthümlich ergiebt und nur zeigt, dass Hr. Dr. Gintl das Ohm’sche Gesetz und die Lehre der Stromverzweigungen ausser Acht gelassen hat, so ist der von demselben zuerst betretene Weg des Gegensprechens auf elektrochemischem Wege doch sehr beachtenswerth. Es wird daher am zweckmässigsten sein, durch eine einfache Rechnung gleich die Bedingungen des elektrochemischen Gegensprechens festzustellen und auf die Gintl’sche Beweisführung gar nicht weiter einzugehen.
Es stelle in Fig. 9 a b die Drahtleitung, c d die als wider - standslos betrachtete Verbindung durch die Erde vor, durch welche die beiden Stationen A und B mit einander communi - ciren. Die leitende Verbindung zwischen a und c, so wie zwischen b und d ist durch die zur Aufnahme der telegraphischen Zeichen bestimmten, mit einer der bekannten Salzlösungen getränkten119 Papierstreifen hergestellt und dadurch der galvanische Kreislauf geschlossen. Schaltet nun eine der beiden Stationen, z. B. A, eine Batterie E in den Kreis ein, so wird der Strom beide Papier - streifen durchlaufen und an beiden Stationen eine Zersetzung des
Elektrolyten, mit welchem sie getränkt sind, bewirken. Die Auf - gabe des Gegensprechens verlangt dagegen, dass nur in Station B eine Zersetzung hervorgebracht, der Papierstreifen in Station A mithin von keinem Strome durchlaufen wird. Dies kann dadurch bewirkt werden, dass man gleichzeitig mit der Batterie E eine zweite Batterie E 'nebst einem noch zu ermittelnden Wider - stande w', zwischen die beiden als Anoden dienenden Metall - stifte, zwischen denen der Papierstreifen hindurchgeführt wird, in der Weise einschaltet, dass der Papierstreifen den von keinem Strome durchlaufenen Zweigdraht des Wheatstone’schen Strom - netzes bildet. Bezeichnen E und E' die elektromotorischen Kräfte der eingeschalteten Batterien, w den Widerstand des Leitungs - drahtes zwischen A und B, w' den der Zweigleitung mit der Batterie E ', w″ den Widerstand des Papierstreifens, i, i', i″ endlich die in den Widerständen w, w' und w″ herrschenden Stromstärken, so ist nach der Kirchhoff’schen Form des Ohm’schen Gesetzes, wenn durch die eingezeichneten Pfeile die Richtung der Ströme bestimmt ist:
Hieraus folgt für den gesuchten Fall, dass i″ = 0 werden soll, E: E '= w + w″: w'. Es durchläuft mithin den Papierstreifen gar kein Strom, wenn die Widerstände der Haupt - und Zweigleitung sich wie elektro -120 motorischen Kräfte der zugehörigen Batterien verhalten. Schaltet nun Station B gleichzeitig mit Station A ihre beiden Batterien E und E' mit dem ebenso abgeglichenen Widerstande w' auf gleiche Weise ein, so sind die beiden Fälle zu betrachten, ob die Batterien der beiden Stationen einander verstärken oder ent - gegengerichtet sind. Im letzteren Falle wird die Leitung a b von keinem Strome durchlaufen, da die in A und B befindlichen elektromotorischen Kräfte gleich und entgegengesetzt sind. Durch die Papierstreifen in A und B sind aber Nebenschliessungen der Gleichgewichtsbatterien E 'hergestellt. Die ersteren werden mithin von einem Strome 〈…〉 durchlaufen. Es tritt daher gleichzeitig an beiden Stationen eine Zersetzung der Flüssigkeit, mit welcher die Papierstreifen getränkt sind, ein, die jedoch nicht Folge von Strömen, welche im Leitungsdraht aneinander vorbeigehen, ist, sondern durch Local - ströme der Gleichgewichtsbatterien veranlasst wird1)Hr. Zantedeschi hat in zwei, am 16. Juli und 6. August vorigen Jahres der Pariser Academie der Wissenschaften überreichten Abhandlungen den Ruhm in Anspruch genommen, bereits im Jahre 1829 den gleichzeitigen Durchgang elektrischer Ströme von entgegengesetzter Richtung durch den - selben Leiter nachgewiesen zu haben. Seine Beweisführung ist der Gintl’schen sehr ähnlich und wie diese im Widerspruch mit dem Ohm’schen Gesetze. Wenn es auch nicht angemessen erscheint, in diesen Blättern auf eine specielle Widerlegung derartiger unbegründeter Hypothesen, welche durch keine neue, bis dahin nicht zu erklärende Erscheinungen hervorgerufen sind, einzugehen, so bleibt doch zu bedauern, dass die Aufstellung derselben nicht sogleich gerügt ist, da dadurch in manchen Kreisen eine grosse Ver - wirrung der Ansichten entstanden ist. Dass zwei gleiche in entgegenge - setzter Richtung in einen leitenden Kreis eingeschaltete Batterien wirklich unthätig sind, erweist sich dadurch, dass keine Wärme im Verbindungs - bogen erzeugt wird, da die Wärmeentwicklung nothwenig Begleiterin jedes Stromes ist, welcher einen Widerstand überwindet, so wie auch dadurch, dass in den Batterien keine chemische Action stattfindet, ohne welche eben so wenig ein hydro-elektrischer Strom denkbar ist..
Wenn die Batterien der beiden Stationen nicht entgegen, sondern gleichgerichtet sind, so ergeben sich die Gleichungen:
121
woraus folgt, wenn i, i' und E eliminirt werden: 〈…〉 . Es findet mithin auch in diesem Falle eine gleichzeitige Zer - setzung in beiden Papierstreifen statt, welche durch den im Leitungsdraht herrschenden überwiegenden Strom bewirkt wird.
Um eine tadellose telgraphische Schrift zu erhalten, müsste beim Einzel - wie beim Doppelsprechen die Stärke des die Papier - streifen durchlaufenden Stromes gleich gross sein. Es müsste mithin in dem zuerst betrachteten Falle 〈…〉 sein.
Diese Gleichung wird aber nur dadurch erfüllt, dass w″ = 0 gesetzt wird. Es lässt sich mithin nur dann eine gleichmässige und sichere Schrift erzielen, wenn der Widerstand, den der ein - geschaltete Papierstreifen dem Durchgange des Stromes entgegen - setzt, im Vergleich mit den übrigen Widerständen sehr klein ist.
Dasselbe Resultat erhält man in dem Falle, wenn die Batterien in gleichem Sinne eingeschaltet sind, aus der Gleichung: 〈…〉
Ersetzt man die Zersetzungsvorrichtungen durch die Win - dungen zweier Uebertragermagnete, so eignet sich das Gintl’sche Stromschema auch zum Gegensprechen mit elektromagnetischen Telegraphen, doch ist hierbei der Uebelstand der ungleichen Ströme beim Einzel - und Doppelsprechen noch nachtheiliger wie bei elektrochemischen Apparaten.
Der praktischen Brauchbarkeit der beschriebenen Gintl’schen Gegensprechmethode steht besonders die Schwierigkeit entgegen, welche mit der Construction von Doppelcontacten, welche gleich - zeitig und ohne Unterbrechung der Leitung wirken sollen, ver - knüpft ist. Ueberhaupt eignet sich der elektrochemische Telegraph nur zur Benutzung auf einzelnen, unverzweigten Linien, da er die Weitertragung (Translation), d. i. die mechanische Weiter -122 gabe einer Depesche durch die empfangenden Apparate nicht gestattet.
Im Sommer 1854 beschäftigten Halske und ich und unab - hängig von uns Hr. Telegraphen-Ingenieur Frischen in Hannover uns mit der Aufgabe, dem Gegensprechen mit Morse’schen Te - legraphen eine praktisch brauchbare Form zu geben. Es gelang uns dies auf völlig befriedigende Weise und zwar auf im We - sentlichen gleichem Wege.
In dem Stromschema Fig. 10 sei a b der die Stationen A und B verbindende Leitungsdraht, m und n seien die beiden
Spiralen des mit zwei Drähten umwundenen Uebertragermagnetes, o der Schlüssel (Contacthebel) des Apparates, E die Batterie, w' ein veränderlicher Widerstand, p die Metallplatte, welche die leitende Verbindung mit dem Erdboden herstellt. Die verbin - denden Linien sind leitende Drähte. Im Ruhestande, d. i. wenn keiner der beiden Hebel o niedergedrückt ist, ist der Leitungs - draht a b durch einen der beiden Umwindungsdrähte m und die Ruhecontacte der Hebel o an beiden Stationen in leitender Ver - bindung mit der Erde. Wird der Hebel o der Stationen A nieder - gedrückt, so wird hierdurch die leitende Verbindung des Umwin - dungsdrahtes m mit der Erde aufgehoben und derselbe dagegen mit dem freien Pole einer zur Erde abgeleiteten Batterie E ver - bunden. Der Strom dieser Batterie theilt sich nun in zwei Zweige. Der eine Theilstrom durchläuft die Spirale m der Station A, den Leitungsdraht a b, die Spirale m der Station B und geht durch den Ruhecontact des dortigen Hebels o zur Erde. Der andere Zweig durchläuft den Spiraldraht n der Station A und kehrt durch den Widerstand w1 zur Batterie zurück. Die Spiralen m und n und der Widerstand w1 müssen nun so angeordnet sein, dass die beiden durch m und n gehenden Ströme einen gleichen und ent -123 gegengesetzten magnetisirenden Effect auf das eingeschlossene Eisen des Uebertragermagnetes ausüben, mithin gar kein Magne - tismus in demselben erzeugt wird. Es wird dann der von einer Station ausgehende Strom nur den Uebertragermagnet der anderen Station magnetisiren. Dieser Bedingung wird bei dem darge - stellten Stromschema dadurch genügt, dass man die Producte der Stromstärken der beiden Zweigströme in die Zahl der Windungen der Spiralen m und n einander gleich macht. Da sich die Strom - stärken in den beiden Zweigleitungen umgekehrt wie die Wider - stände derselben verhalten, so müssen mithin die Windungszahlen der beiden Spiralen sich wie die Gesammtwiderstände der zuge - hörigen Kreise verhalten. Ist dies Verhältniss durch richtige Einstellung des Widerstandes w hergestellt, so wird kein Magne - tismus in dem Magnete des eigenen Uebertragers erzeugt, derselbe behält mithin seine vollständige Empfänglichkeit für den von der anderen Station kommenden Strom.
Als weitere Bedingung für das durchaus gesicherte gleich - zeitige Sprechen tritt noch hinzu, dass der magnetisirende Effect des von der anderen Station kommenden Stromes auch in dem Falle von gleicher Grösse bleiben muss, wenn der Contacthebel in Bewegung begriffen ist. Bezeichnet E die elektromotorische Kraft der thätigen Batterie, w den Gesammtwiderstand der Haupt - leitung a b, w' den Widerstand der Gleichgewichtsleitung, m und n die Windungszahlen der gleich benannten Spiralen, und wird der Widerstand der Batterien als unerheblich im Vergleich mit den übrigen Widerständen vernachlässigt, so ergiebt sich aus Obigem die Bedingungsgleichung: 〈…〉 , welcher Gleichung ebenfalls genügt wird, wenn man 〈…〉 macht, wie für das Gleichgewicht der von der eigenen Batterie ausgehenden Ströme nothwendig ist. Bei praktischen Ausführun - gen haben wir in der Regel vorgezogen, die Zahl der Windungen beider Spiralen und mithin auch die Widerstände des Haupt - und des Gleichgewichtskreises einander gleich zu machen, obschon hierdurch der Verbrauch übersponnener Kupferdrähte für die Uebertrager und übersponnener Neusilberdrähte zur Herstellung124 der Gleichgewichtswiderstände vergrössert wird. Wir thaten dies, weil grössere Widerstände leichter mit, für praktische Zwecke ausreichender Genauigkeit auszugleichen sind und die veränder - lichen Widerstände der Berührungsstellen dabei weniger in Be - tracht kommen, hauptsächlich aber um den durch die Leitung gehenden Strom der Batterie nicht durch eine zu kurze Zweig - leitung unnöthig zu schwächen und unconstant zu machen. Da nämlich sehr oft in den Telegraphen-Bureaux inconstante Batterien, aus Kohlen-Zinkketten mit verdünnter Schwefelsäure gefüllt be - stehend, benutzt werden, so wird die etektromotorische Kraft derselben sehr schnell durch Polarisation vermindert, wenn ihre Thätigkeit beträchtlich in Anspruch genommen wird. Der an - kommende Strom wird bei kurzen Gleichgewichtsleitungen daher namentlich dann sehr veränderlich werden, wenn die Leitung unvollkommen isolirt ist und dadurch der abgehende Strom be - deutend verstärkt wird. Auch bei Anwendung constanter Ketten haben kurze Zweigleitungen der Batterie den Nachtheil, dass man viel grössere Elemente namentlich dann anwenden muss, wenn mehrere Apparate durch eine Batterie betrieben werden sollen1)Hr. Dr. Stark in Wien hat im 8. Heft der Zeitschrift des deutsch - öster. Telegraphen-Vereins 1855 eine Verbesserung unserer Methode des Gegensprechens beschrieben, welche darin besteht, dass er, abweichend von den von uns nach Wien gelieferten Apparaten, das Verhältniss der Zahl der Windungen beider Zweigleitungen ungleich macht. Die Gründe, welche uns bewogen haben, den Widerstand und die Zahl der Windungen beider Zweigleitungen gewöhnlich gleich gross zu machen, habe ich bereits ange - führt. Hr. Dr. Stark berechnet, dass sein mit ungleicher Windungszahl versehener Magnet in Folge dessen eine grössere Empfindlichkeit im Ver - hältniss wie 1: 1,67 erhalten habe. Er hat jedoch hierbei weder in Be - tracht gezogen, dass der Widerstand des vom Leitungsstrome durchlaufenen Umwindungsdrahtes und mithin auch der der ganzen Leitung bei seiner Annahme vergrössert wird, noch dass man für einen grösseren Widerstand ein passenderes Verhältniss des Durchmessers des Umwindungsdrahtes wählen und dadurch den von ihm berechneten Vortheil der ungleichen Umwindungs - zahl nahe compensiren kann. Eine Vergrösserung des Widerstandes der in die Leitung eingeschalteten Magnetspiralen ist aber nicht rathsam, weil die durch unvollkommene Isolation verursachten Nebenschliessungen des Leitungs - drahtes um so schädlicher wirken, je grössere Widerstände zwischen ihnen und der Batterie liegen. Wir haben unsere ersten Versuche im Sinne der Verbesserung des Hrn. Dr. Stark angestellt und auch später häufig Gegen - sprecher mit kleinerem Gleichgewichtswiderstande ausgeführt, fanden jedoch.
125Die Aufgabe des gleichzeitigen Sprechens in entgegenge - setzter Richtung durch denselben Draht kann als vollständig ge - löst durch die beschriebene Construction erachtet werden, wie eine längere praktische Erfahrung es bestätigt. Es ist dies Ver - fahren jedoch da nicht anwendbar, wo die durch die Telegraphen - leitung gehenden Ströme nicht von constanter Stärke sind, mit - hin weder bei längeren unterseeischen oder unterirdischen Lei - tungen, noch in Fällen, wo eine grössere Zahl von Magnetspiralen in die Leitung eingeschaltet ist. Im ersteren Falle überwiegt bei Beginn des Stromes die Haupt -, im zweiten die Gleichgewichts - spirale, es ist mithin in beiden Fällen kein vollständiges Gleich - gewicht beider zu erzielen.
Ein weniger günstiges praktisches Resultat haben Halske und ich bei der Lösung einer anderen Aufgabe, der des gleichzeitigen Sprechens mit zwei Apparaten in derselben Richtung mittels schreibender (Morse’scher) Apparate, erreicht.
Verbindet man mittels passender Mechanismen zwei Bat - terien von verschiedener Stärke in der Weise mit dem einen Ende eines telegraphischen Leiters und der Erde, dass man, ohne die Continuität des Kreises zu unterbrechen, die eine oder die andere der Batterien oder beide zugleich einschalten kann, so kann man drei verschiedene Stromstärken im Leiter erzeugen. Ist Batterie II doppelt so stark wie Batterie I, so werden die durch Batterie I, II und I + II hervorgebrachten Stromstärken sich wie 1 zu 2 zu 3 verhalten. Sind nun am andern Ende der Leitung zwischen ihnen und die Erde zwei Uebertrager einge - schaltet, von denen der erste durch Stromstärke 1 in Thätigkeit gesetzt wird, während der zweite erst durch Stromstärke 2 zur Anziehung gebracht wird, so erfordert die Lösung der Aufgabe, dass der Uebertrager I nur durch Stromstärke 1 und Stromstärke 3, nicht aber durch Stromstärke 2 in Bewegung gesetzt wird. 1)praktisch, dass das Gleichgewicht der Ströme am leichtesten herzustellen und zu erhalten ist, wenn beide Drähte gleichzeitig und in gleicher Win - dungszahl aufgewunden werden. Man erhält hierdurch namentlich den Vortheil, dass man in die beiden Leitungszweige die Drähte eines Diffe - rential-Galvanoskops einschalten und mit Hülfe desselben mit Leichtigkeit die richtige Einstellung des Widerstandes der Gleichgewichtsleitung be - wirken kann.126Dies lässt sich auf sehr viele Weisen erreichen. Wir versuchten zuerst, Anfangs vorigen Jahres, mittels einer Localbatterie die Stromstärke 2 im Uebertrager I zu compensiren. Es geschah dies dadurch, dass der Magnet des Uebertragers I mit zwei Drähten umwunden ward, von denen der eine in die Hauptleitung einge - schaltet war, während der andere von einem Zweigstrome der Localbatterie durchströmt ward, wenn Uebertrager II seinen Anker angezogen hatte. Es ward dieser Localstrom durch einen Rheostat so regulirt, dass er im Uebertrager I einen gleichen und ent - gegengesetzten Magnetismus wie Strom 2 erzeugte. Es ward daher, wenn Batterie II in die Leitung eingeschaltet ward, Ueber - trager I zwar momentan in Thätigkeit gesetzt, sobald jedoch auch Uebertrager II seinen Anker angezogen hatte, begann die Wir - kung des Gleickgewichtsstromes und der Anker des Uebertragers I fiel wieder ab, bevor der durch ihn bewirkte momentane Schluss der Localkette ein Zeichen auf dem Papierstreifen hervorbringen konnte. Ward jedoch auch Batterie I eingeschaltet, so circu - lirte in der Leitung Stromstärke 3, das Gleichgewicht der Ströme im Uebertrager I ward daher gestört und derselbe zog seinen Anker durch Wirkung der Differenz der Ströme — d. i. Strom - stärke 1 — an. Das Resultat des Versuches war, wie leicht vorherzusehen war, ungünstig. Abgesehen von der Schwierigkeit, zwei von verschiedenen Batterien erzeugte Ströme in dauerndem Gleichgewicht zu erhalten, war nicht einmal im Zimmer regel - mässige Schrift zu erzielen, hauptsächlich aus dem Grunde, weil die Wirkung des Uebertragers I zu träge wird, wenn die Gleich - gewichtsspirale durch die Localbatterie geschlossen ist, und weil Uebertrager II nicht sicher abwechselnd mit Stromstärke 1 und 3 arbeitet — wie es der Fall sein müsste.
Das Stromschema für die beschriebene Lösung der Auf - gabe des Doppelsprechens ist Fig. 11 dargestellt. Die Spiralen127 der Uebertrager R1 und R2 sind mit s und s', die Gleichgewichts - spirale des Uebertragers R 'mit s″ bezeichnet. a und a' sind die Anker der beiden Uebertrager, k und k' die Contacte der - selben, durch deren Berührung mit a und a' der Strom der Local - batterie B durch die Drahtspiralen S und S' der Schreibmagnete hergestellt wird. Durch den Contact a' — k 'wird ferner eine Nebenschliessung der Batterie E, durch den Rheostat w und die zweite Spirale s″ des Uebertragers I hindurch, hergestellt. Der Rheostat w wird so eingestellt, dass die Spiralen s und s″ bei Stromstärke 2 gleichen und entgegengesetzten magnetisirenden Effect auf den Eisenkern des Magnetes ausüben, sich mithin bei dieser Stromstärke neutralisiren.
Beim Stromschema Fig. 12 wird dagegen die Spirale s″ dauernd
von einem Strome der Batterie B durchströmt und zwar in dem - selben Sinne wie Spirale s. Wird die Leitung von Stromstärke 1 durchströmt, so wird durch gemeinschaftliche Wirkung beider Spiralen der Anker angezogen. Wird dagegen bei Stromstärke 2 auch Anker a' angezogen, so hört der Localstrom durch s″ auf und der Anker a fällt ab. Stromstärke 3 zieht denselben dagegen wieder an.
Mit Hülfe eines dritten Uebertragers R3, welcher erst mit Stromstärke 3 seinen Anker anzieht, lässt sich die unzuverlässige Neutralisirung der Stromstärke 2 im Uebertrager R 'durch einen Localstrom beseitigen. Fig. 13 und Fig. 14 stellen zwei derartige Stromschemas dar. Die Buchstaben haben dieselbe Bedeutung, wie oben angegeben. Berücksichtigt man, dass die starken Linien vom Linienstrome, die schwachen dagegen von Localströmen durchlaufen werden, so werden diese Stromläufe auch ohne spe - cielle Beschreibung verständlich sein. Es werde nur noch be - merkt, dass im Schema Fig. 13 die Wirkung der Stromstärke 2128 im doppelt umwundenen Magnet des Schreibapparates compensirt wird, während im Schema Fig. 14 diese Compensation im Ueber - trager R' durch den Linienstrom selbst geschieht, indem der
Strom genöthigt ist, die beiden gleichen Spiralen des Ueber - tragers R 'in entgegengesetzter Richtung zu durchlaufen, wenn Anker a' angezogen und dadurch seine Berührung mit seinem Ruhecontact r aufgehoben wird.
Es lassen sich mit leichter Mühe eine Menge ähnlicher Strom - leitungen combiniren, durch welche die Aufgabe des Doppel - sprechens mit mehr oder weniger gutem Erfolge gelöst wird. Es ist uns jedoch nicht gelungen, auf einem dieser Wege ein prak - tisch brauchbares Resultat zu erzielen. Dies lässt sich auch schon dadurch erklären, dass beim Doppelsprechen drei ver - schiedene Stromstärken benutzt und regulirt werden müssen, um die telegraphischen Zeichen beider Apparate getrennt zu erhalten, während beim Gegensprechen nur zwei Stromstärken in Betracht kommen. Das Doppelsprechen scheint daher nur geringe Aussicht auf weitere Entwickelung zu haben1)Hr. Dr. Stark hat in Heft 10, Jahrg. II des Journ. des deutsch - österr. Telegraphen-Vereins zwei Schema’s für Doppelsprechen angegeben,.
129Der Vollständigkeit wegen will ich noch einen Versuch an - führen, den Halske und ich anstellten, um die mehrfache gleich - zeitige Benutzung eines Drahtes auf ganz abweichendem Wege zu erreichen.
Wenn man in schneller Reihenfolge Ströme von gleicher Stärke und Dauer und wechselnder Richtung, wie sie in der Spirale eines Eisenankers, welcher vor den Polen eines kräftigen Magnetes rotirt, erzeugt werden, durch die Spirale eines Electro - magnetes gehen lässt, so wird im Eisenkerne desselben kein Magnetismus erzeugt. Ein gleichzeitig von diesen Strömen durch - laufener elektro-dynamischer Uebertrager (z. B. ein Weber’sches Elektrodynamometer mit Contactvorrichtung) wird aber durch sie in Thätigkeit gesetzt. Durch einen schwachen constanten Strom, den man allein oder gleichzeitig mit den wechselnden Strömen durch dieselben Spiralen gehen lässt, wird dagegen der Elektromagnet zur Wirkung kommen, während der dynamische Uebertrager, welcher stärkerer Ströme bedarf, durch ihn nicht afficirt wird. Man kann daher auf diese Weise, wenn die oscillirenden Ströme hinlängliche Stärke haben, das Doppelsprechen1)von denen das eine mit dem zuerst beschriebenen nahe übereinstimmt. Das andere, mit 3 Uebertragern, ist wenigstens nicht zweckmässiger wie die von uns versuchten. Obschon wir eine Publication unserer Versuche bisher unterlassen haben, indem wir dieselben vorher gänzlich durchzuführen wünschten, so haben wir doch im Laufe des vorigen Jahres häufig münd - lich und schriftlich Mittheilungen darüber an alle Diejenigen gemacht, welche sich für die Sache interessirten. Im August v. J. theilte ich u. A. auch Hr. Prof. Pouillet in Paris einige Stromschema’s zur Aufnahme in ein im Druck begriffenes Werk mit. Am Schlusse seines Aufsatzes stellt Hr. Dr. Stark eine irrthümliche Behauptung auf, welche nicht unberührt bleiben darf, da sie beweist, dass auch er die Ansicht des Hrn. Dr. Gintl, dass elektrische Ströme einander gleichsam durchdringen, ohne sich gegenseitig zu stören, theilt! Er be - hauptet nämlich, dass sich das Gegensprechen mit dem von ihm beschrie - benen Doppelsprechen verbinden lasse, man mithin mit vier Telegraphen gleichzeitig durch denselben Draht telegraphiren könne. Gegen - wie Doppel - sprechen durch denselben Draht und mit Morse’schen Schreib - oder über - haupt solchen Telegraphen, welche zur Darstellung ihrer Zeichen Ströme verschiedener Dauer bedürfen, ist nur durch Veränderung der Stromstärke im Leitungsdraht möglich. Gegen - und Doppelsprechen in bisher beschrie - bener Weise muss sich daher nothwendig gegenseitig stören, ist mithin nicht gleichzeitig ausführbar.9130mit Sicherheit ansführen. Da sich sowohl beim oscillirenden wie beim einfachen Strome das oben beschriebene Gegensprech-Ver - fahren anwenden lässt, so ist hierdurch auch die Möglichkeit gegeben, Doppel - und Gegensprechen zugleich anzuwenden.
Für die praktische Benutzung ist diese Methode jedoch ebenso wenig geeignet. Die Anwendung so starker Ströme, wie ein elektrodynamischer Uebertrager sie erfordert, ist im Allgemeinen unzweckmässig. Namentlich sind aber so schnell wechselnde Ströme, wie sie erforderlich sind, damit der elektomagnetische Uebertrager ganz unthätig bleibt, deswegen nicht brauchbar, weil sie nicht auf grosse Entfernungen fortgepflanzt werden können. Bei unterirdischen oder Untersee-Leitungen bedarf diese Erschei - nung wohl kaum einer weiteren Begründung. Die von mir zuerst in diesen Blättern beschriebene, später mehrseitig und nament - lich durch die Untersuchungen Faraday’s bestätigte, elektrosta - tische Ladung consumirt kurze alternirende Ströme gänzlich. Sind die Stromwechsel beträchtlich schneller wie die Ladungs - zeiten für den ganzen Draht, so werden zwar positive und negative Ladungswellen sich im Drahte hintereinander fortbewegen, müssen jedoch im Fortschreiten ineinanderfliessen und dadurch sehr schnell an Intensität verlieren. Wie ich in einer besonderen Ab - handlung über die Ladungserscheinungen später nachweisen werde, sind auch die oberirdischen Leitungen als grosse Leydener Flaschen, wenn auch von weit geringerer Capacität wie unter - irdische von gleichen Dimensionen, zu betrachten, bei denen die zwischen Draht und Erde befindliche Luft die Stelle des Glases der Flasche vertritt. Sowohl die hieraus folgende Ladung ober - irdischer Drähte, wie die stets unvollkommene Isolation derselben und die damit verbundene, mit der Stromrichtung wechselnde Polarisation des Drahtes und der die Verbindung mit der Erde herstellenden Platten bewirken eine mit der Entfernung von der Quelle der alternirenden Ströme schnell wachsende Schwächung derselben.
(Poggendorff’s Annalen d. Phys. u. Chem. S. 310.)
1856.
Hr. Edlund macht im achten Hefte dieser Annalen zuvörderst darauf aufmerksam, dass die von mir beschriebene Methode des Gegensprechens mittels verzweigter Ströme vollkommen mit der - jenigen übereinstimme, welche er im Jahre 1848 zur Messung der Faraday’schen Extraströme benutzt habe, und führt den Be - weis, dass die von ihm damals benutzte Stromleitung mit geringen Abänderungen zum Gegensprechen hätte benutzt werden können. Hr. Edlund hätte mit gleichem Rechte noch weiter zurückgehen können. Zwei Becquerel’sche Differentialgalvanometer mit dop - pelten Windungen, wie sie seit lange allgemein zu Widerstands - messungen benutzt wurden, bilden einen vollständig brauchbaren Apparat zur Ausführung des Gegensprechens mit Zweigströmen. Es kam nur darauf an, diese Idee zu erfassen und praktisch brauchbar zu machen. Bekanntlich aber führt der Weg zu Erfin - dungen sehr selten geraden Weges zu dem in der Regel sehr nahe liegenden Ziele — wie Hr. Edlund selbst dies wieder recht über - zeugend beweist.
Hr. Edlund theilt ferner mit, dass er im August 1854 das Gegensprechen auf einer schwedischen Linie eingeführt und sein Verfahren im Junihefte des Jahres 1855 der Verhandlungen der Stockholmer Akademie der Wissenschaften beschrieben habe. Da dieser Aufsatz meines Wissens in keiner weiteren Kreisen zu -9*132gänglichen Sprache wiedergegeben ist, so ist er mir allerdings unbekannt geblieben. Es war mir zwar bekannt geworden, dass Hr. Edlund ebenfalls ein Gegensprech-Verfahren erfunden und darauf Patente in verschiedenen Ländern genommen habe, ich wohnte auch, wie ganz richtig bemerkt wird, gelungenen Ver - suchen mit einem nach seiner Angabe construirten Uebertrager in Paris bei, konnte jedoch nicht in Erfahrung bringen, wie der - selbe construirt sei, und musste annehmen, dass die Construction noch geheim bleiben sollte. Das von Hrn. Frischen einer - und Halske und mir andererseits erfundene Gegensprech-Verfahren mittels verzweigter Ströme ist dagegen in mehreren deutschen Zeitschriften und unter Anderem auch in dem Werke über elek - trische Telegraphie von L. Galle1)Katechismus d. elektrischen Telegraphie; von L. Galle. Leipzig 1855., welches im December 1854 in Leipzig erschien, vollständig beschrieben, mithin sechs Monate früher publicirt, wie der Aufsatz des Hrn. Edlund.
Da nach herrschendem Gebrauche das Datum der Publication und nicht das geheim gehaltener Versuche über die Priorität entscheidet, so kommt es wenig darauf an, ob Hr. Edlund oder wir früher Versuche auf der Linie angestellt haben. Wir waren hierin ihm, wie Hrn. Frischen gegenüber im Nachtheile, da uns die chemischen Telegraphenlinien leider nicht zugänglich sind, wir daher unsere Versuche im Zimmer vollständig zum Abschluss bringen müssen, um nicht zu oft die sehr anzuerkennende Ge - fälligkeit der Telegraphen-Directionen benachbarter Länder in An - spruch nehmen zu müssen. Jedenfalls hat Hr. Frischen zuerst gelungene Versuche auf der Linie angestellt — wie er zu beweisen verspricht, wenn Hrn. Edlund daran liegen sollte.
Hr. Edlund will eine wesentliche Verschiedenheit und einen Vorzug seines Verfahrens darin finden, dass er den Gleichge - wichtszweigen einen geringeren Widerstand und entsprechend ge - ringere Windungszahl giebt wie dem Hauptzweige. Wir haben dies, wie ich auch in meinem Aufsatze deutlich genug ausge - sprochen habe, anfänglich stets und später, nachdem wir in Uebereinstimmung mit den Erfahrungen des Hrn. Frischen die - jenigen Apparate, welche auf langen Linien functioniren sollten, mit gleichen Spiralen versehen hatten, noch sehr häufig gethan. 133Hr. Edlund hat indess ganz Recht, wenn er darauf aufmerksam macht, dass das magnetische Gleichgewicht im Uebertrager der gebenden Station gestört wird, während der Schlüssel der em - pfangenden Station aus der einen Ruhelage in die andere über - geht. Er übersieht jedoch in seiner Berechnung, dass man es in praxi nie mit vollkommen isolirten Linien, wie er sie annimmt, zu thun hat. Je grösser aber die Nebenschliessungen der benutzten Leitung sind, desto verschwindender wird der Einfluss, den Widerstandsänderungen am Ende derselben auf die Stromstärke der Batterie ausüben. Demungeachtet würde Hr. Edlund im Rechte sein, diesen immerhin nachtheiligen Einfluss so viel wie möglich zu reduciren, wenn nicht andere Gründe dagegen sprächen. Diese bestehen darin, dass sowohl in Folge unvollkommener Isolation der Leitung, wie auch der der gleichmässigen Ent - wickelung des galvanischen Stroms vorhergehenden elektrostati - schen Ladung des Drahtes der durch den Zweigdraht des eigenen Uebertragers gehende Strom viel stärker wird, wie der Theil desselben, welcher die Windungen des entfernten Uebertragers erreicht, und dass der erstgenannte, weit stärkere Strom in jedem Augenblicke seines Entstehens im Gleichgewicht mit seinem Zweigstrome sein muss. Da nun in einer dicken Spirale dünnen Drahtes die Entwickelung des Stromes durch den Schliessungs - Gegenstrom beträchtlich verlangsamt wird, wie Hr. Helmholtz1)Pogg. Ann. LXXXIII. 505. durch Messungen bewiesen hat, während er in der aus wenig Lagen bestehenden Gleichgewichts-Spirale momentan entsteht, so ist es klar, dass in dieser Hinsicht gleichzeitig und in gleicher Länge aufgewundene Zweigdrähte den Vorzug vor den von Hrn. Edlund vertretenen ungleichen Spiralen verdienen. Dass der Einfluss der Verzögerung der Entwickelung des Stromes nicht unerheblich ist, geht schon daraus hervor, dass bei den bisher bekannten Methoden das Gegensprechen gar nicht mehr gelingt, wenn die Magnet-Spiralen einiger Zwischen-Stationen in die Leitung eingeschaltet sind. Es bildet dies sogar bisher das wesentlichste Hinderniss der allgemeineren Benutzung des Gegen - sprechens.
Keineswegs will ich hiermit ausgesprochen haben, dass eine134 Verminderung des Widerstandes der Gleichgewichtszweige in der Mehrheit der Anwendung unzweckmässig wäre; ich behaupte nur, dass diese Frage zu complicirt ist, um auf andere Weise wie durch praktische Erfahrung entschieden werden zu können. Wir nahmen daher auch keinen Anstand, von unserer anfänglichen Praxis ab - zugehen und die von Hrn. Frischen auf Grund seiner reicheren Erfahrung bei Benutzung des Gegensprechens auf längeren Linien vorgeschlagene Gleichartigkeit beider Spiralen zu adoptiren, als es sich darum handelte, eine gleichmässige, gemeinschaftliche Construction festzustellen.
Der Rechnung, durch welche Hr. Edlund den Beweis führt, dass die Verstärkung der Kette, welche durch die Verminderung des Widerstandes des Gleichgewichtszweiges nothwendig wird, nicht wesentlich in Betracht komme, hat derselbe ebenfalls voll - kommen isolirte Leitungen zu Grunde gelegt. Praktische Con - structionen müssen jedoch auf die ungünstigsten basirt sein. Soll das Gegensprechen sich allgemeineren Eingang verschaffen, so muss es auch dann noch mit Sicherheit ausführbar sein, wenn nur wenige Procente des in die Leitung eintretenden Stromes das Ende derselben erreichen. Da jedoch in der Regel Ketten von geringem Widerstande verwendet werden, so ist in der That dieser von mir auch nur beiläufig angeführte Einwurf gegen die Verminderung des Widerstandes des Gleichgewichtskreises ziem - lich unerheblich.
Endlich greift Hr. Edlund noch meine Behauptung an, dass die Stärke des Stromes in der Leitung mit der Grösse der Po - larisation der benutzten inconstanten Kette variire, und sucht durch eine Rechnung, welche mir unverständlich geblieben ist, zu beweisen, dass die durch die Polarisation der Kette herbei - geführte Schwächung des Linienstromes unabhängig von der Grösse der Polarisation der Kette sei. Da aber die Polarisation als Ver - minderung der elektromotorischen Kraft der Kette in Rechnung zu ziehen ist, so muss selbstredend die Stromstärke in allen Verzweigungen des Schliessungsbogens derselben gleichmässig mit der Grösse der Polarisation abnehmen. Ist daher in dem einen Falle die Grösse der Polarisation mit Hrn. Edlund gleich p, in dem andern gleich n. p, so vermindert sich die Stromstärke in allen Verzweigungen der Batterie — mithin auch im Uebertrager135 der entfernten Station — vom Beginn des Stromes bis zu dem Augenblicke, in welchem die elektromotorische Kraft der Batterie durch Polarisation um die Grösse p und resp. n. p vermindert ist, im Verhältnisse dieser Verminderungen. War also die Schwächung des ankommenden Stromes in einem Falle gleich p, so ist sie im anderen gleich n. p, sie ist daher nicht unabhängig von der Grösse der Polarisation, wie Hr. Edlund behauptet, sondern direct abhängig von ihr.
Das von Hrn. Edlund in seinen Bemerkungen beschriebene Verfahren der Regulirung des Gleichgewichts beider Spiralen durch Veränderung der Zahl der Windungen, welche der einen oder anderen Spirale angehören, ist sehr sinnreich und wird, ohn - geachtet der grösseren Complication der Construction, häufig mit Vortheil benutzt werden können.
Ich benutze schliesslich die sich mir darbietende Gelegen - heit, um eine irrthümliche Ansicht, die ich in einer Anmerkung meines Aufsatzes ausgesprochen habe, selbst zu rectificiren. Ich stellte einer anders lautenden Behauptung des Hrn. Stark gegen - über die Ansicht auf, dass es nicht möglich sei, denselben Draht gleichzeitig zum Gegen - und Doppelsprechen zu benutzen, da Beides auf Veränderung der Stromstärke im Leitungsdraht basire. Dies ist zwar ganz richtig, jedoch nicht die daraus gezogene Fol - gerung. Da nämlich die drei Batterien der gegensprechenden Station ihre Ströme mit denen der anderen combiniren, so ent - steht eine hinlängliche Zahl von Strömen verschiedener Stärke um die Zeichen der vier Apparate geschieden zu halten. Natür - lich kann nie die Rede von einer praktischen Benutzung des theoretisch ausführbaren, gleichzeitigen Doppel - und Gegen - sprechens sein.
(Poggendorff’s Annalen d. Phys. u. Chem. S. 653.)
1857.
Hr. Edlund hält meiner „ Beantwortung “seiner „ Bemerkun - gen “gegenüber drei seiner Angriffspunkte aufrecht und zwingt mich dadurch und noch mehr durch den abfertigenden Ton seiner Schlussworte zu einer kurzen, aber hoffentlich verständlichen Be - richtigung.
Obschon ich Hrn. Edlund zugegeben habe, dass Gleichge - wichtsspiralen von geringerem Widerstande wie dem der Leitung in mancher Hinsicht vortheilhafter sind, und wiederholt ange - führt habe, dass Halske und ich nur auf Grund gemachter ver - gleichender Versuche von unserer ursprünglichen Construction, bei welcher wir Gleichgewichtsströme von grösserer Stärke be - nutzten, später abgewichen sind, bemüht sich Hr. Edlund aber - mals die Vorzüge derselben hervorzuheben. Ich führte in meiner „ Beantwortung “an, dass der extra-current der Magnetspiralen, die auch bei langen oberirdischen Leitungen auftretenden Ladungsströme und die stets mehr oder weniger unvollkommene Isolirung der Drähte bei der theoretischen Vergleichung beider Constructionen in Betracht gezogen werden müssten, und erklärte, dass die Frage zu complicirt sei, um auf andere Weise als durch vergleichende Versuche entschieden werden zu können. Herr Edlund berücksichtigt in seinen „ Schlussworten “nur den Ein - wand der unvollständigen Isolirung der Leitungen, giebt zwar zu, dass sie den Nachtheil grosser Gleichgewichtsspiralen zum138 Theil compensirte, behauptet aber, dass sie auf den dortigen Linien nur gering sei, und belehrt mich, dass man die Erschei - nungen des galvanischen Stromes hinreichend kenne, um die Wirkungen verschiedener Spiralen im Voraus berechnen zu können.
Da Hr. Edlund nur einen der von mir angeführten Gründe berücksichtigt hat, und da gerade die unvollkommene Isolirung der Leitungen und die mit ihr zusammenhängenden Uebergangs - ströme von einer Leitung zur anderen nebst dem nachtheiligen Einflusse des extra-current’s die allgemeinere Benutzung des Gegen - wie des Doppelsprechens vereitelt haben, so hat die Frage, ob ein grösserer oder geringerer Gleichgewichtswiderstand zweck - mässiger ist, augenblicklich kein praktisches Interesse mehr und es lohnt sich nicht der Mühe, eingehendere Rechnungen darüber anzustellen.
Hr. Edlund ist damit einverstanden, dass man bei Gleich - gewichtsspiralen von geringerem Widerstande die Kette verstär - ken müsse, um den Linienstrom ebenso stark zu machen wie im anderen Falle. Er nennt diese Verstärkung unbedeutend. Ich behauptete, sie „ komme mehr in Betracht “, wenn die Isola - tion der Leitung schlecht sei. Hr. Edlund sagt, es sei ihm un - möglich, einzusehen, was ich damit habe sagen wollen. Geht die Hälfte des Stromes durch Nebenschliessungen verloren, so muss die Kette doppelt so stark werden, damit der ankommende Strom die nöthige Stärke bekommt. Musste man bei gut isolirten Lei - tungen daher z. B. die Kette um 10 Zellen vergrössern, wenn man Gleichgewichtsdrähte von geringerem Widerstande benutzte, so muss man sie um 20 vergrössern, wenn die Hälfte des Stromes verloren geht. Da nun ein Mehrverbrauch von 20 Zellen mehr in Betracht kommt, wie ein Mehrverbrauch von 10 Zellen, so kann die Richtigkeit meiner Behauptung wohl nicht in Abrede gestellt werden. Uebrigens wird die Zahl 20 noch vergrössert, wenn man den Widerstand der hinzugesetzten Zellen berück - sichtigt.
Hr. Edlund giebt mir schliesslich den Rath, seine Rech - nung, welche beweisen soll, dass die durch die Polarisation der Kette herbeigeführte Schwächung des Linienstromes durch die Verstärkung des Stromes der Kette nicht vermehrt würde, noch einmal durchzulesen und hofft, dass ich sie dann verstehen würde.
139Ich bediente mich des Ausdrucks, sie sei mir unverständ - lich geblieben, nur deshalb, weil ich glaubte, Hr. Edlund habe den in derselben begangenen Fehler nur übersehen, und es sei genügend, ihn darauf aufmerksam zu machen. Da er aber die Richtigkeit seiner Rechnung wiederholt aufrecht erhält und be - hauptet, die meinige beweise nur seine Voraussetzung, so kann ich ein näheres Eingehen auf die vorliegende, sehr einfache physikalische Frage nicht ferner vermeiden.
Der Strom einer unconstanten Kette theilt sich in zwei Zweige, von denen der eine die Leitung, der andere einen Zweig - draht durchläuft. Dieser Zweigdraht hat in dem einen der beiden betrachteten Fälle gleichen Widerstand wie die Leitung, im anderen einen bedeutend geringeren. Die Kette ist im zweiten Falle um so viel verstärkt, dass der anfängliche Linienstrom eben so gross ist wie im ersten Falle. Hr. Edlund will nun durch seine Rechnung beweisen, dass die Schwächung des Linien - stroms durch die Polarisation der Kette in beiden Fällen ganz gleich sei, obgleich die Polarisation proportional dem Strome der Kette, mithin im zweiten Falle weit grösser sei wie im ersteren. Er sagt in seinen „ Bemerkungen “Bd. VIII, S. 636:
„ Ist der Widerstand der Nebenschliessung dem der ganzen Linie gleich, so geht die Hälfte des Stromes zur nächsten Station über. Wir können mithin den ganzen Strom mit 2 und jeden seiner beiden Theile mit 1 bezeichnen. Wird die Polarisation der Kette mit 2p bezeichnet, so wird dadurch in dem nach der entfernten Station gehenden Strome eine Schwächung erzeugt, die gleich p ist “etc.
In diesem „ gleich p “liegt der Irrthum der Rechnung. Die Schwächung ist nicht gleich p, sondern proportional 2p. Ist also im zweiten Falle die Polarisation gleich 2np, wie Hr. Edlund annimmt, so verhalten sich die Stromschwächungen in beiden Fällen wie 2p: 2np, mithin wie 1: n oder wie die Stromstärken der Kette.
Da diese, von mir in meinen „ Bemerkungen “schon ausge - führte Rechnung Hrn. Edlund nicht von der Unrichtigkeit der seinigen überzeugt hat, so will ich das gesuchte Verhältniss der Stromschwächungen noch in einer allgemeineren Form entwickeln.
Es sei s und s' die anfängliche und endliche Stromstärke140 in dem einen, s und s″ dieselbe im zweiten Falle, so ist 〈…〉 das gesuchte Verhältniss der Stromschwächungen. Besteht nun die Kette im ersten Falle aus n, im zweiten aus m Zellen, von denen jede die elektromotorische Kraft e hat; wird ferner der Widerstand der Leitung, des Zweigdrahtes und der Kette in einem Falle mit l, w und W, im zweiten mit w, w' und W', ferner die Polarisation einer Zelle jeder Kette mit p und p' bezeichnet, so ist: 〈…〉 und 〈…〉 woraus n W = m W', ferner 〈…〉 〈…〉 und 〈…〉
Die Stromschwächungen verhalten sich daher wie die Polari - sation gleicher Zellenzahlen der benutzten Ketten oder wie die endlichen Stromstärken der Ketten.
Vielleicht hat Hr. Edlund durch 2p und 2np nicht die Po - larisationen selbst, sondern die für sie zu substituirenden, gleiche Stromschwächungen erzeugenden Gegenströme bezeichnen wollen, ohne zu bedenken, dass dieselben in Schliessungsbögen von ver - schiedenem Widerstande auftreten, sich mithin umgekehrt wie die Quadrate derselben verhalten.
(Poggendorff’s Annalen d. Phys. u. Chem. Bd. 101 S. 271.)
1857.
Halske und ich haben in neuerer Zeit den schon von Wheat - stone und Stöhrer betretenen, später aber wieder verlassenen Weg der Anwendung magnetoelektrischer Ströme zur Bewegung der Zeiger - oder Drucktelegraphen wieder aufgenommen. Die Be - schreibung dieser Apparate selbst, wird für die Leser dieser Blätter kaum ausreichendes Interesse haben.
Da jedoch die von uns dabei benutzten magnetoelektrischen Maschinen von den bisherigen Constructionen wesentlich ver - schieden sind und beträchtliche Vorzüge vor denselben haben, so will ich sie hier kurz beschreiben.
Es handelte sich für uns darum, das Trägheitsmoment der bewegten Theile der Maschine möglichst zu vermindern und bei hinlänglicher Stärke der erzeugten Ströme den Wechsel derselben möglichst schnell herbeiführen zu können, ohne dadurch den mag - netischen Werth der einzelnen Strömungen wesentlich zu ver - mindern. Ferner sollten die erzeugten Ströme von wechselnder Richtung möglichst continuirlich zum Maximum anschwellen und wieder verschwinden; es sollten mithin die bei den bisherigen Maschinen während jedes Polwechsels mehr oder minder her - vortretenden beiden Ströme gleicher Richtung in einen einzigen continuirlichen Strom vereinigt werden. — Die hieraus hervor - gegangene Construction bietet ausser den obigen Eigenschaften noch den Vortheil, dass sie bei gleichem Stahl - und Drahtgewicht kräftigere Ströme erzeugt und einfacher und billiger ist, wie die142 bisherigen von gleicher Stärke, und dass sie es gestattet, Ma - schinen von jeder beliebigen Stärke ohne ausser Verhältniss stehenden Mehrverbrauch an Material herzustellen. Fig. 15 zeigt die Maschine in verticalem und horizontalem Durchschnitte.
An die Eisenplatte A B sind die Magnetstäbe A C und B D befestigt. Dieselben sind am freien Ende an ihrer einander zu -
gekehrten Seite cylindrisch ausgedreht. In der hierdurch gebil - deten cylindrischen Höhlung dreht sich der Cylinder E. Dieser Cylinder besteht aus zwei Cylinderabschnitten F und F 'aus weichem Eisen, welche durch eine Eisenplatte G, durch deren143 Mitte die Axe des Cylinders geht, mit einander verbunden sind. Diese Eisenplatte G ist etwas kürzer als die Cylinderabschnitte F und F', und das Ganze bildet hierdurch eine Art Galvano - meter-Rahmen. Nachdem derselbe mit Papier oder Leinewand bekleidet ist, wird er mit isolirtem Draht vollgewickelt, so dass die Cylinderform durch den Draht wieder hergestellt wird. Die äussere Drahtlage wird darauf mit Messingblech bekleidet, um eine Beschädigung der Windungen H zu verhüten und darauf auf jedes Ende des Cylinders eine Messingkappe J und J 'ge - setzt, welche mit den Zapfen K und K' versehen sind. Diese Zapfen K und K 'bilden die Rotations-Axe des Cylinders.
Das eine Ende des Umwindungsdrahtes ist mit dem Eisen - rahmen leitend verbunden, das andere endet in einer isolirten Scheibe L, welche auf der Axe befestigt ist, und steht durch diese mit zwei schleifenden Federn M und M' in leitender Ver - bindung. Sollen gleich gerichtete Ströme erzeugt werden, so wird anstatt der Schleifscheibe eine Commutator-Vorrichtung aufgesetzt.
Die Magnetstäbe A C und B D umfassen etwas mehr als die Hälfte der Peripherie des Cylinders und zwar so, dass der Zwischenraum zwischen Magnet und Eisenanker möglichst klein ist. Sie werden durch die Schrauben N gegen den Messing - ständer O gepresst, und dadurch und durch die Schrauben P und P' fest in ihrer Lage gehalten. Die Schraubenbolzen N und N' bilden gleichzeitig die trennenden Zwischenlagen zwischen den verschiedenen übereinander angebrachten Magnetstäben. Die Zahl der Stäbe und die damit zusammenhängende Länge des Cylinders richtet sich nach der Kraft, die man der Maschine geben will.
Da die Magnetstäbe durch die Schraubenbolzen von einander getrennt und bei jeder Stellung des den gemeinschaftlichen Eisen - anker bildenden Cylinders E durch denselben als Hufeisen ge - schlossen sind, so ist die gegenseitige Schwächung nur sehr un - bedeutend. Die Kraft der Maschine wächst daher gleichmässig mit der Zahl der angebrachten Magnete und der von ihr ab - hängenden Länge des Cylinders.
Da die Construction es gestattet, anstatt weniger grosser eine grosse Anzahl kleiner Magnete zu verwenden, so erzeugt ein144 bestimmtes Stahlgewicht bei diesen Maschinen kräftigere Ströme wie bei den bisherigen, da bekanntlich ein grosser Magnet weniger Magnetismus aufnimmt, wie mehrere kleine von gleichem Gesammt - gewicht. In gleichem Sinne wirken die grossen Polflächen des Cylinders, ihr geringer Abstand von den Stahlmagneten und die Kürze des Schliessungsankers. Ich gedenke dies experimentell nachzuweisen, wenn die in Arbeit befindlichen grösseren Ma - schinen vollendet sind. Als vorläufiger Maassstab ihrer Wirk - samkeit mag nur noch angeführt werden, dass eine Maschine von der dreifachen Grösse der Zeichnung ausreicht, um zwei direct, d. i. ohne Hülfskraft, gehende Zeigertelegraphen durch einen Widerstand von 200 deutschen Meilen mit voller Sicherheit und in einer solchen Geschwindigkeit zu bewegen, dass die Anker der Zeigermagnete 120 Oscillationen in der Sekunde machen.
(Poggendorff’s Ann. d. Phys. u. Chem. Bd. 102 S. 66.)
1857.
Vor mehreren Jahren beschrieb ich in diesen Annalen1)Bd. 79. 1850. S. 481. — Annales de chim. et de phys. 3me Sér. t. XXIX, p. 385. und an anderen Orten die Erscheinung, dass ein kräftiger Strom von geringer Dauer auftritt, wenn man einen unterirdischen, gut isolirten Telegraphendraht mit dem freien Pole einer zur Erde abgeleiteten galvanischen Kette in leitende Verbindung setzt. Ich wies ebendaselbst nach, dass diese Erscheinung der ver - theilenden Wirkung der Volta-Elektricität im Drahte auf die als äussere Belegung der Drahtflasche auftretende Feuchtigkeit des Erdbodens zuzuschreiben sei, und auch dann auftreten müsse, wenn ein Ende des Drahtes leitend mit der Erde verbunden sei. Die meinem damaligen Aufsatze in diesen Annalen beigefügten Ladungs-Figuren gaben vollständigen Aufschluss über die rela - tiven Mengen der Elektricität, welche in jedem Punkte der Oberfläche des isolirten oder abgeleiteten unterirdischen oder Flaschendrahtes in statische Anordnung übergingen, wenn die Dicke des Drahtes und des isolirenden Ueberzuges unverändert blieb.
Durch anderweitige Thätigkeit, und später durch die Er - setzung der früheren unterirdischen Telegraphenleitungen durch oberirdische ward ich verhindert, die Versuche über diesen Ge -10146genstand weiter zu verfolgen, und die erwähnten Lücken aus - zufüllen. Seit jedoch die von mir im Jahre 1847 in Vorschlag gebrachte Isolirungsmethode telegraphischer Leitungen durch Umpressung mit Guttapercha unter Anwendung eines besseren Materials, wie uns damals zu Gebote stand, in England wieder aufgenommen ist, und sowohl zu unterirdischen, wie namentlich zu Untersee-Leitungen vielfach benutzt wird, hat auch die elektro - statische Ladung dieser Drähte und die aus ihr folgende Ver - zögerung des Auftretens des elektrischen Stroms am entfernten Ende der Leitung die allgemeine Aufmerksamkeit auf sich ge - lenkt. Ohne meine Mittheilung zu kennen, haben ausgezeichnete englische Physiker und Mathematiker, namentlich Faraday, Wheatstone und Thomson die elektrostatische Ladung und die Verzögerung des Stromes in Flaschendrähten zum Gegenstande ihres Studiums gemacht und sehr werthvolle Arbeiten darüber publicirt, durch welche theils meine früheren Beobachtungen voll - ständig bestätigt und erweitert, theils, und namentlich durch die von Thomson ausgeführten Rechnungen, die von mir offen ge - lassenen Lücken ausfüllt wurden.
Ich werde auf diese neueren Arbeiten im zweiten Theil meines Aufsatzes mehrfach zurückkommen. Schon vor dem Er - scheinen derselben war ich mit der vorliegenden durch ander - weitige Beschäftigung häufig unterbrochenen Experimental-Unter - suchung der elektrostatischen Induction durch Volta-Elektricität beschäftigt. Nächste Veranlassung zu derselben lag für mich in Erscheinungen, welche ich mit der bisherigen Vertheilungstheorie nicht in Uebereinstimmung zu bringen vermochte. Die oben er - wähnten Arbeiten englischer Physiker bestärkten mich noch mehr in meinem Vorhaben, da sie, namentlich Thomson bei seinen Berechnungen, ganz von der von Faraday aufgestellten Theorie der ausschliesslichen Molecular-Induction als Ursache der elek - trischen Vertheilung ausgingen, ohne weitere Beweise der Rich - tigkeit derselben zu geben, als bisher vorlagen. Mein Zweck war nun der, auf rein experimentellem Wege die Gesetze der elektrostatischen Vertheilung durch Volta-Elektricität zu finden und zu constatiren, um dadurch eine sichere Basis für praktische Constructionen zu gewinnen. Wissenschaftliche Betrachtungen und Seitenblicke auf die Theorien, welche auf Versuche mit147 Elektricität von hoher Spannung begründet sind, konnte ich zwar nicht vermeiden, lege aber nur insofern besonderen Werth auf dieselben, als sie die für Volta-Elektricität gewonnenen Resultate klarer beleuchten.
Volta hat durch seine Condensator-Versuche schon gezeigt, dass die mit dem isolirten Pole einer galvanischen Kette in leitende Verbindung gebrachten Körper auf benachbarte Leiter wirken. Guillemin1)Compt. rend. T. XXIX, p. 632. Ann. Bd. 79. S. 335. publicirte zuerst Versuche, aus denen sich ergab, dass der durch ein Galvanometer geführte Ladungsstrom einer durch Volta-Elektricität geladenen Flasche die Nadel des Instruments merkbar abzulenken vermag. Ich hatte zwar schon im Sommer 1849 erkannt, dass der kräftige Ausschlag der Nadel eines Galvanometers, welches zwischen einem isolirten in der feuchten Erde oder im Wasser liegenden Flaschendraht und einer abgeleiteten galvanischen Batterie eingeschaltet wird, auf elektrostatischer Ladung des Flaschendrahtes beruhte, und diese Ansicht, so wie die Versuche, auf welche sie sich stützte, der Berliner physikalischen Gesellschaft am 18. Januar 1850 mit - getheilt; mein Aufsatz ward aber später abgedruckt wie der Guillemin’s.
Dieser verband die Stanniolbelegungen eines aus dünnem Tafft oder Gutta-Percha gebildeten Condensators von 1 bis 2 Quadratmeter Oberfläche in schneller Reihenfolge abwechselnd mit den Polen einer isolirten galvanischen Batterie und den Drähten eines Galvanometers. Dies wurde durch einen Scheiben - Commutator, welcher in schnelle Rotation gesetzt ward, ausge - führt. Er fand auf diese Weise, dass die Nadel des Galvano - meters abgelenkt ward, und dass diese Ablenkung mit der Ge - schwindigkeit der Drehung des Commutators und der Stärke der Batterie zunahm. Messende Versuche sind meines Wissens weder von ihm, noch von Andern bisher hierüber angestellt worden. Bei den im Jahre 1849 angestellten Versuchen be - nutzte ich die vorhandenen unterirdischen Telegraphenleitungen. Dieselben wurden am entfernten Ende isolirt und das andere Ende mittels eines Commutators abwechselnd mit dem freien Pole einer abgeleiteten galvanischen Batterie und mit einem10*148direct zur Erde führenden Drahte in leitende Verbindung ge - bracht. Der Draht des zwischen dem[unterirdischen] Leiter und dem Commutator eingeschalteten Galvanometers ward mithin abwechselnd vom Ladungs - und vom Entladungsstrome durch - laufen. War die Ladungszeit klein gegen die Schwingungsdauer der Nadel, so konnte der Sinus des halben Ausschlagwinkels als Mass der Elektricitätsmenge angenommen werden, welche durch das Galvanometer gegangen war. Er war mithin auch das Mass der Ladungsgrösse. Bei nicht zu langen, sehr gut isolirten Leitungen bekam ich auf diese Weise ausreichend genaue Resultate. Es ergab sich, dass der Ausschlag der Ladung eben so gross war, wie der der Entladung. Die Ladung war ferner proportional der Länge der Leitung und der elektromotorischen Kraft der benutzten Batterie.
Zu genaueren Messungen liess sich diese Methode ausser manchen localen Schwierigkeiten schon deswegen nicht benutzen, weil die langen Leitungen nicht vollkommen genug isolirt waren, und weil die Ladungsströme eine zu grosse Dauer hatten.
Meine späteren Versuche waren anfänglich auch nur darauf gerichtet, die relative Grösse der Ladung bei Flaschendrähten vou verschiedenen Dimensionen des Drahtes und des isolirenden Ueberzuges, so wie die Ladung zwischen Doppeldrähten, welche, in geringer Entfernung von einander, im Innern eines gemein - schaftlichen Ueberzuges von Guttapercha von kreisförmigem oder elliptischem Querschnitt liegen, zu bestimmen. Ich liess mir zu diesem Zweck mehrere Drähte von einer englischen Meile Länge anfertigen, bei denen die Dicke der isolirenden Gutta - percha-Hülle innerhalb praktisch anwendbarer Grenzen variirte. Diese Drähte wurden auf Holztrommeln gewickelt und in ein hölzernes, mit Zinkblech ausgelegtes Bassin gelegt, welches mit Wasser gefüllt ward. Wurde nun eine galvanische Batterie von 20 bis 60 Daniell’schen Elementen mit einem Galvanometer mit einfacher Nadel und 24000 Windungen zwischen einem solchen isolirten Draht und der Zinkhülle des Bassins eingeschaltet, so erhielt ich hinlänglich grosse Ausschläge der Nadel zur Messung der Ladung.
Ich überzeugte mich jedoch bald, dass ich auf diesem Wege keine sicheren und allgemein gültigen Resultate erlangen konnte. 149Die geringste Unvollkommenheit der Isolation hatte einen sehr beträchtlichen Einfluss auf die Grösse des Ausschlags der Nadel, der sich bei der Veränderlichkeit des durch die Guttapercha gehenden Stroms nicht in Rechnung stellen liess. Die Dauer des Ladungsstroms war ferner schon beträchtlich genug, um Einfluss auf den Ausschlag der Nadel auszuüben. Es ergab sich endlich, dass die Resultate der Messungen so wesentlich von den nach der Theorie erwarteten abwichen, dass eine allgemeinere Untersuchung des Vorganges der elektrostatischen Induction durch Volta-Elektricität geboten war.
Ich habe bei dieser Untersuchung die von Guillemin benutzte Methode, eine continuirliche Reihe von Ladungs - oder Entladungs - strömen durch ein empfindliches Galvanometer zu leiten, ange - wandt. Um diese Methode zur Messung benutzen zu können, musste ein Commutator construirt werden, welcher mit Sicherheit und durchaus constanter Geschwindigkeit die Commutation aus - führte. Ich benutzte dazu denselben Mechanismus, den ich bei meinem an mehreren Orten beschriebenen Zeigertelegraphen mit selbstthätiger Stromunterbrechung angewendet habe. Es bewog mich dazu die bei diesen Telegraphen gemachte Beobachtung, dass die Geschwindigkeit des Ganges des Telegraphen von der Stromstärke nur in sehr geringem Grade abhängig war. Dies erklärt sich dadurch, dass bei grösserer Stromstärke zwar der Anzug des Ankers schneller ausgeführt wird, der Rückgang des - selben jedoch durch den stärkeren rückbleibenden Magnetismus so verzögert wird, dass die Zeit der Gesammtoscillation nahe unverändert bleibt. Fig. 16 und 17 stellen die hiernach con - struirte selbsthätige Wippe in oberer und Seitenansicht in halbem Maasstabe dar.
Zwischen den Polen a und a' des unter der Grundplatte des Apparats befindlichen Elektromagnets oscillirt das als Anker dienende Eisenstück b. Dasselbe dreht sich um die verticale Axe c. An der Axe ist der horizontale Arm d befestigt, welcher durch die Zugfeder e das Zahnrad f bewegt und kurz vor der Begrenzung seiner Oscillationen durch die Anschlagschrauben m und n vermittels der mit isolirenden Steinen versehenen An - schlagstücke i und i1 die Schieber K und K 'bewegt. Diese Schieber drehen sich um die Axe l und l'. Ihre Bewegung ist150
151
152 durch die Contactschrauben m und n und resp. m' und n' eng begrenzt. Das federnde Ende der Schieber K und K 'ist mit einer abgerundeten Spitze aus glashartem Stahl versehen, welche bei jeder Bewegung des Schiebers von einem Contacte zum andern über die Schneide eines flachen Steinprismas fortgleiten muss. In Fig. 18 ist dieser Mechanismus besonders abge -
bildet. Die Kraft, mit welcher die Spitze auf den geneigten Flächen des Prismas fortzugleiten strebt, hält den Schieber in sicherem Contact mit den seine Bewegung begrenzenden Contact - schrauben. Wie schon erwähnt, schlagen die Steine der auf dem Hebel d befestigten Metallstücke an die zu diesem Zwecke an den Schiebern angebrachten Lappen o und p und o' und p' erst kurz vor Beendigung jeder Oscillation, mithin dann, wenn die Geschwindigkeit des Hebels am grössten ist. Die Zeit, welche die Schieber gebrauchen, um ihren sehr kleinen Weg zurückzu - legen, ist daher äusserst gering. Es ist noch der Zweck der am153 Hebel d befestigten Feder g und der Schraube h, welche ihr gegen - übersteht, zu erwähnen. Sie dienen zur Beschleunigung der Oscillationen. Die Schraube wird so gestellt, dass die Feder sie trifft, wenn der der Anziehung der Magnetpole folgende Anker etwa ⅔ seines Weges zurückgelegt hat. Die Feder muss sich daher biegen und verstärkt hierdurch die der Anziehung des Magnetpols entgegenwirkende Kraft der Spiralfeder q. Richtiger würde es sein, statt der beiden Federn g und q eine einzige Feder anzuwenden, welche so kurz wäre, dass ihre Kraft pro - portional mit der Anziehung des Magnetes zunähme — was sich aber nicht ausführen lässt. — Das Rad f ist mit 60 Zähnen ver - sehen, die Zahl seiner Umdrehungen in der Minute giebt daher die Zahl der doppelten Oscillationen in der Secunde. Der Schie - ber k und die Contactschraube m bilden Theile der Stromleitung der Batterie, welche den Apparat in Bewegung setzt. Sie be - steht aus 3 bis 4 Daniell’schen Zellen. Sind die Federn g und q richtig eingestellt, so erfolgen die Oscillationen sehr schnell und durchaus gleichförmig, wie aus der nachfolgenden Versuchs - reihe sich ergiebt. Der Schieber k 'sowohl wie seine Contact - anschläge sind durch gehärteten Kautschuck vollkommen isolirt. Sie bilden zusammen eine einfache, schnell und gleichmässig functionirende Wippe.
Zur Prüfung des Apparates setzte ich denselben mit drei Daniell’schen Elementen in Gang. Dies liess sich vermittels eines Contacthebels genau in dem Momente ausführen, in welchem eine im Zimmer befindliche magnetoelektrische Uhr um eine Minute vorrückte. Mit dem Schlage der zweiten Minute ward der Contacthebel wieder geöffnet, und am Zähler und Zeiger die Zahl der gemachten Oscillationen abgelesen. Der Apparat ward darauf wieder in Gang gesetzt und jedes Mal nach Verlauf einer Stunde der Versuch wiederholt. Ich erhielt hierdurch folgende Zahlen:
Die kleinen Abweichungen erklären sich hinreichend durch die Schwierigkeit, die Herstellung und Unterbrechung des Stromes genau in dem Momente eintreten zu lassen, in dem man die Uhr hört, ferner aus Stromschwankungen und der nicht ganz constanten Arbeit, welche das Werk vollführen musste, um das Rad und den Zähler zu bewegen. Ich liess daher bei den späteren Messungen beide ganz fort, und überzeugte mich auf eine andere, später zu beschreibende Art von der Gleichförmigkeit der Be - wegung der Wippe.
Das benutzte Galvanometer ist eine sorgfältig gearbeitete Sinusbussole mit einem Prismafernrohr von dreifacher Vergrösse - rung, durch welches ich die Nadel mit grosser Genauigkeit bis auf 1 / 10° auf den Theilstrich der Nulllinie einstellen konnte. Durch einen fünftheiligen Nonius konnte ich ⅕ Grade ablesen und 1 / 10 Grade schätzen. Der Multiplicator ist mit zwei Drähten be - wickelt, deren Enden an isolirten Klemmen befestigt sind, so dass ich sie parallel, einzeln oder hintereinander einschalten konnte. Das Galvanometer war durch Klötze von gehärtetem Kautschuck gut isolirt, sorgfältig horizontal gestellt, und die Auf - hängung des Fadens in die Drehaxe gebracht. Zur Beseitigung der geringen Excentricität der Theilung machte ich in der Regel bei jedem Versuch zwei Ablenkungen mit umgekehrter Strom - richtung, und nahm das Mittel. Bei Anwendung astatischer Nadeln, denen ich immer hinlängliche Richtkraft liess, ward ausserdem noch nach jeder Ablesung die Ruhestellung controlirt. Die Umkehrung des Stromes geschah durch einen neben dem Instrumente befindlichen Commutator. Ein zweiter, bei der Batterie befindlicher Commutator gestattete schnell die Stromleitung so umzuschalten, dass der durch das isolirende Material etwa hin - durchgehende Strom direct durch das Galvanometer ging. Die Batterien, welche ich benutzte, bestanden ausschliesslich aus Daniell’schen Elementen. Dieselben wurden jeden zweiten Tag neu gefüllt, und erhielten sich dann im Laufe eines Tages hin - länglich constant. Zu vergleichende Versuche stellte ich immer kurz nach einander an. Bei Beginn und am Schlusse einer jeden Versuchsreihe notirte ich die Ablenkung der Nadel durch die continuirliche Entladung einer Maassflasche. Blieb dieselbe nicht unverändert, so wurden die dazwischen ausgeführten Versuche155 wiederholt. Es diente dies zur Versicherung, dass in den Instru - menten und Batterien keine Veränderung eingetreten war. Ausser - dem gab dies Verfahren ein Mittel, die Beobachtung verschiede - ner Zeitperioden zu vergleichen, von dem ich jedoch nur selten Gebrauch gemacht habe. In den nachstehenden Versuchstabellen bedeuten die Zahlen der ersten mit n bezeichneten Columne durchgehends die Zahl der benutzten Zellen. In den ersten Ta - bellen sind die Ablesungen des Nonius des Theilkreises selbst angegeben. In den späteren ist nur die halbe Differenz der beiden Ablesungen angegeben. Der Sinus dieses Winkels ist proportional der Menge der Elektricität, welche in der Zeiteinheit durch das Galvanometer gegangen ist, mithin bei constantem Gange der elektromagnetischen Wippe auch proportional der Grösse jeder einzelnen Ladung oder Entladung, vorausgesetzt, dass die Magnetisirung der Nadeln keine Aenderung erleidet.
Die zu diesen Messungen benutzten Stromleitungen sind Fig. 19, 20 und 21 dargestellt. a und b sind die Belegun -
gen der Flasche oder des Condensators, deren Ladung geprüft werden sollte, c ist die oscillirende Zunge der Wippe, d und e die isolirten Contactanschläge derselben, f das Galvanometer, g die Batterie. War der Commutator so gestellt, dass Schema 1156 erfüllt war, so war das Galvanometer mit der Batterie direct zwischen die Condensatorplatten oder die Belegungen der Flasche eingeschaltet, die geringste Unvollkommenheit der Isolation musste sich daher zeigen. Die Commutatorstellung 2 leitet alle Ladungs -,
die Stellung 3 alle Entladungsströme durch das Galvanometer. Da sich bei der ersten Versuchsreihe die vollständige Gleichheit der Ladungs - und Entladungsströme herausstellte, wenn die Iso - lation vollkommen war, so benutzte ich später gewöhnlich nur das Entladungsschema (3).
Der bei den nachstehenden Versuchen benutzte Condensator bestand aus einem 0,98 □ dm grossen 0,1 mm dicken Glimmer - blatte, welches auf beiden Seiten mit Staniol so bekleidet war, dass der Rand etwa 5 mm breit unbelegt blieb. Der Conden - sator lag auf einer isolirten Metallplatte, welche mit der Zunge der Wippe leitend verbunden war. Die obere Belegung war durch einen isolirten Draht mit der Batterie und dem Galvano - meter der Art leitend verbunden, dass die Berührungsstelle sich beliebig verschieben liess. Ferner konnte ich einen zu dem Gas - leitungsrohr führenden Draht beliebig mit der einen oder der andern Belegung verbinden. In den von der Belegung a zur Wippe c führenden Draht war ein Rheostat eingeschaltet. Derselbe ist Fig. 23 besonders abgebildet. Er besteht aus einem mit Seide besponnenen dünnen Neusilberdraht, welcher auf zwei Rollen A und B gewickelt ist. Nachdem bei der kleinen Rolle A eine deutsche Meile Widerstand, auf zwei englische Linien dicken Eisendraht reducirt, bei der grossen 10 Meilen Widerstand aufgewickelt sind, ist ein Zweigdraht an ihm be - festigt, welcher durch die Wand der Rolle hindurch zu einer Klemme führt. Diese Abzweigung wiederholt sich bei der kleinen Rolle nach fernerer Aufwickelung einer Meile, bei der grossen157 nach je 10 Meilen. Die Klemmen sind durch einen Metallstöpsel beliebig mit dem einen Drahte der Stromleitung in Verbindung zu setzen, deren anderes Ende mit dem Anfang des isolirten
Drahtes dauernd verbunden ist. Man konnte hierdurch leicht 1 bis 99 Meilen Widerstund in die Leitung einschalten.
Tabelle I.
Bei Anstellung jedes Versuches dieser Tabelle ward, nach - dem die Nadel durch Drehung des Galvanometers wieder auf Null zurückgeführt war, der ganze Widerstand von 99 Meilen einge - schaltet und der Stand der Nadel wieder beobachtet. Darauf ward die Leitung mit der Gasleitung in leitende Verbindung ge - bracht, und dann der die andere Belegung berührende Draht von der Mitte bis zur äussersten Kante der Belegung verschoben. Endlich ward die Stromleitung so commutirt, dass anstatt der Entladungs - die Ladungsströme durch das Galvanometer geleitet wurden. Es ergab sich, dass durch alle diese Veränderungen die Ablenkung der Nadel nicht im Mindesten verändert wurde. Aus Columne 4 ergiebt sich, dass die Ablenkung der Nadel pro - portional der Zahl der benutzten Zellen, mithin der elektromoto - rischen Kraft der Batterie ist. Die kleine Verminderung der berechneten Werthe für die Ablenkung durch ein Element mit der Verstärkung der Batterie blieb bei späteren Versuchsreihen fort, wenn das Mittel zweier Ablesungen mit umgekehrter Strom - richtung genommen ward, ist mithin als Fehler des Instrumentes zu betrachten. Es lassen sich hieraus folgende Schlüsse ziehen.
Die erste dieser Schlussfolgerungen bedarf keines weiteren Commentars. Es war zu erwarten und dem Verhalten der Reibungselektricität analog, dass die Ladung eines Condensators der elektrischen Kraft der Batterie oder der Dichtigkeit der Elektricität der unerschöpflichen Quelle, durch welche er geladen wird, proportional ist. Die zweite besagt noch, dass die Dauer der einzelnen Ladungen oder Entladungen in diesem Falle ge - ringer war als etwa 1 / 120 Secunde, d. i. die Dauer einer halben Oscillation der Wippe und zwar auch dann noch, wenn die Ladungszeit durch Einschaltung des Widerstandes von 99 Meilen beträchtlich verlangsamt war. Die dritte bietet eben so wenig159 etwas Unerwartetes; dagegen war es mir sehr überraschend, dass die Lage des Berührungspunktes des Zuleitungsdrahtes mit der isolirten Condensatorplatte ohne allen Einfluss auf die Grösse der Ablenkung der Nadel war. Es schien mir im Gegentheil wahrscheinlich, dass die Ladung am grössten sein würde, wenn man die Mitte der Belegung mit dem Zuleitungsdraht berührte, und dass sie um so kleiner werden würde, je mehr man die Be - rührungsstelle zum Rande hin verschöbe. Dies war jedoch durch - aus nicht der Fall. Der Stand der Nadel blieb durchaus unver - ändert, so lange der Zuleitungsdraht nur in Berührung mit der Belegung war, selbst dann, wenn nur eine der äussersten Spitzen der rechteckigen Staniolbelegung in Berührung mit ihm war. Ich habe diesen Versuch mannigfach variirt, mit Condensatoren und Leydener Flaschen der verschiedensten Form und Grösse, aber immer mit ganz demselben Erfolge. Für den Fortgang meiner Untersuchung war dies Resultat, d. i. die Unabhängig - keit der Ladung eines Ansammlungs-Apparates von der Anbrin - gung der Zuleitungsdrähte sehr wichtig, indem die Experimente durch Wegfall dieser Rücksicht viel einfacher und zuverlässiger wurden.
Die Betrachtung der obigen Versuchsreihe beseitigt gleich - zeitig manche Bedenken, die man gegen die Zuverlässigkeit meiner Untersuchungsmethode aufstellen konnte. Eine der wichtigsten dürfte wohl diese sein, ob sich das Magnetisirungsverhältniss der benutzten astatischen Nadeln nicht dauernd, oder auch nur vor - übergehend, während der Entladungen verändert. In der That habe ich immer grosse Vorsicht obwalten lassen müssen, um mich vor hieraus entspringenden Fehlern zu sichern. Nur voll - kommen glasharte Magnetnadeln aus Gussstahl, welcher sich ganz besonders zur Anfertigung von Stahlmagneten eignet, waren auch bei starken Entladungsströmen hinlänglich constant. Es ergab sich dies sowohl daraus, dass die Schwingungsdauer des Nadelpaars unverändert blieb, wie auch daraus, dass die Ruhe - lage desselben sich nicht änderte. Wäre eine vorübergehende Aenderung des Magnetisirungszustandes der Nadeln eingetreten, so hätte sich die Ablenkung bei Einschaltung eines beträcht - lichen Widerstandes in dem Kreise des Galvanometers verändern müssen. Bei sehr starken Batterieen und sehr schwachen An -160 sammlungsapparaten habe ich in der That diese Erscheinung beobachtet, wenn der Entladungsstrom nur den Widerstand des Galvanometerdrahtes zu überwinden hatte. Da sich die Schwin - gungsdauer und die Stellung der Nadeln hierbei nicht verändert hatten, so muss man annehmen, dass die Stromstärke zwar aus - reichend war, um den Magnetismus der Nadeln, namentlich den der inneren zu ändern, dass die Dauer des Stromes aber nicht gross genug war, um diese veränderte Magnetisirung zu fixiren. Dass die Dauer des magnetisirenden Stromes von wesentlichem Einfluss auf die Grösse des bleibenden Magnetismus ist, ist eine bekannte Thatsache. Es ist daher wohl denkbar, dass ein hefti - ger Strom von sehr kurzer Dauer, wie der Entladungsstrom einer Leydener Flasche, den Magnetismus einer Nadel momentan voll - ständig vernichten oder umkehren kann, dass mithin auch die elektromagnetische Wirkung dieses Stromes auf die Nadel nicht im erwarteten Masse oder gar nicht eintritt, dass aber dennoch die bleibende Magnetisirung der Nadeln sich gar nicht oder wenig geändert zeigt, wenn der Entladungsstrom aufgehört hat. Es deutet dies darauf hin, dass harter Stahl sich hinsichtlich seiner magnetischen Coërcitivkraft ähnlich verhält, wie unvollkommen elastische Körper bei Stössen von sehr kurzer Dauer. Um gegen derartige Störungen der Messungen ganz gesichert zu sein, habe ich später stets den Widerstand von 99 Meilen in den Kreis des Galvanometers eingeschaltet, und ausserdem die Belegungen einer Batterie von 9 Leydener Flaschen oder eines anderen Ansamm - lungsapparates von beträchtlich grosser Capacität mit den Galvano - meterdrähten verbunden. Es musste sich dann die zu messende Ladung erst auf die Belegungen dieses Ansammlungsapparates ausbreiten, bevor sie die Widerstandsrolle und den Galvanometer - draht durchlief. Der Entladungsstrom erhielt mithin grössere Dauer und entsprechend geringere Intensität. Auf die Grösse der Ablenkung der Nadel ist weder die Anbringung eines solchen Reservoirs am Galvanometerdraht, noch die Einschaltung eines Widerstandes in denselben von Einfluss, da die Entladungszeit immer noch wesentlich kleiner ist, als die Dauer einer Oscillation der Wippe.
Aus der Unabhängigkeit der Ablenkung der Nadel von der Grösse des eingeschalteten Widerstandes könnte man leicht161 schliessen, dass die Beschaffenheit und Lage der Zuleitungsdrähte ganz ohne Einfluss wäre. Dies ist jedoch nur in Bezug auf die vom Ansammlungsapparat zu dem Galvanometer, nicht hinsicht - lich der von der Batterie zur Wippe und zum Ansammlungs - apparat führenden Drähte der Fall. Die letzteren bilden selbst einen Ansammlungsapparat, wie später noch weiter erörtert werden wird, dessen Ladungsstrom ebenfalls durch das Galvanometer geht und die Nadeln ablenkt. Ich änderte daher meine erste Disposition dahin ab, dass ich Wippe und Ansammlungsapparat ganz in die Nähe der Batterie stellte, und mich bei Versuchen mit sehr empfindlichen Nadeln vor Beginn derselben stets durch Ausschliessung des benutzten Ansammlungsapparates von der Wirkung der Zuleitungsdrähte allein überzeugte und sie eventuell in Rechnung brachte. Auf die Grösse der Ladung des Ansamm - lungsapparates selbst ist die Länge und Form der Zuleitungs - drähte dagegen ganz ohne Einfluss. Wenn ich die Ladung eines beliebigen Ansammlungsapparates mit kurzen Zuleitungsdrähten mass und darauf einen frei zwischen den Gebäuden des Hofes ausgespannten Kupferdraht von 1 mm Dicke und 50 m Länge als Batteriedraht benutzte, so vermehrte sich die gemessene Ladung ganz unabhängig von der Capacität des Ansammlungsapparates bei unveränderter Batterie um eine constante Grösse, die genau mit der Ladung des Zuleitungsdrahtes allein übereinstimmte.
Zur weiteren Controle der Zuverlässigkeit meiner Unter - suchungsmethode und um gleichzeitig der von mir gemachten Annahme, dass die Ladung eines jeden Punktes der Oberfläche eines abgeleiteten Flaschendrahtes proportional der, nach dem Ohm’schen elektroskopischen Gesetz, diesem Punkte zugehörigen elektrischen Kraft oder Dichtigkeit sei, auch experimentell nach - zuweisen, stellte ich die umstehende Versuchsreihe an.
Die hierbei benutzte Stromleitung ist in Fig. 24 dar - gestellt. Der mit w und w' bezeichnete Kreis stellt die Draht - leitung dar. In denselben ist die Batterie B dauernd eingeschaltet. Die Zunge der Wippe A ist mit dem Knopfe einer Leydener Flasche C, der eine Contact der Wippe mit dem Galvanometer D in leitender Verbindung. Der andere Galvanometerdraht, die äussere Belegung der Flasche und der eine Batteriepol sind unter sich und mit dem Erdboden leitend verbunden. Der mit dem11162Tabelle II.
anderen Contacte der Wippe verbundene Draht, wird an den Punkt des Kreises geführt, dessen „ elektroskopische Kraft “ge - messen werden soll. Ist E die elektromotorische Kraft der Bat -
terie, so ist nach dem Ohm’schen Spannungsgesetze die elektrische Kraft 〈…〉 , wenn w und w' die Widerstände von dem Punkte des Drahtes, an welchem x gemessen werden soll, bis zur Batterie bezeichnen. Ich benutzte als Prüfungsdraht eine aus übersponnenem Neusilberdraht aufgewickelte Widerstandsrolle, deren Widerstand ziemlich genau in 10 Theile getheilt war, von denen jeder dem Widerstande einer Telegraphenleitung aus 2 mm dicken Eisendraht von 100 russischen Werst Länge entsprach. Columne 1 giebt die Zahl der Zellen, Columne 2 und 3 die163 Widerstände w und w', 4 die Ablesungen des Theilkreises der Sinusbussole, 5 die halbe Differenz derselben, mithin den ge - messenen Ablenkungswinkel α, 6 den Sinus dieser Winkel, welcher die Grösse der Ladung der Flaschen, mithin der Dich - tigkeit x entspricht. Columne 7 giebt die nach der Formel be - rechneten Werthe. Die Constante ist für jede Messung berechnet und von allen das Mittel genommen. Sie ist gleich 0,53. Die hinreichende Uebereinstimmung der beobachteten Werthe be - weist die Richtigkeit meiner Voraussetzung und wird gleichzeitig das Zutrauen zu der benutzten Messungsmethode erhöhen.
Ich ging nun dazu über, die Abhängigkeit der Ladungs - grösse, von der Form und Grösse der Ansammlungsapparate zu bestimmen.
Die nachstehende Versuchsreihe ist mit einer elektrischen Batterie von 9 Flaschen angestellt, von denen jede 13 □ dem innere Belegung und 4 mm durchschnittliche Glasstärke hatte. n bezeichnet die Anzahl der benutzten Daniell’schen Zellen, s die Anzahl der Flaschen, α den gemessenen Ablenkungswinkel.
Tabelle III.
Die hinreichend constanten Zahlenwerthe der letzten Columne zeigen, dass die Ladung einer aus mehreren Flaschen zusammen - gesetzten Batterie sich wie die Producte aus der Anzahl der Flaschen in die elektromotorische Kraft der Kette verhält, wie zu erwarten war. Wenn ich die Flaschen in einer Reihe neben einander stellte, anstatt in drei Reihen nach gewöhnlicher Art dicht neben einander, so änderte sich die Grösse der Ladung11*164dadurch nicht im Geringsten. Es war dies eine Bestätigung der schon früher nachgewiesenen Unabhängigkeit der Ladung von der Anbringung und Form der Zuleitungsdrähte, und machte es mir noch wahrscheinlicher, dass bei Elektricität niedriger Span - nung die Capacität der Ansammlungsapparate nur von der Flächengrösse — bei unveränderter Dicke und Beschaffenheit und Form des isolirenden Materials abhängig wäre. Ich habe die bedingte Richtigkeit dieser Annahme vielfach erprobt und überall bestätigt gefunden. Um Wiederholungen zu vermeiden, ver - schiebe ich jedoch den experimentellen Nachweis dieses Satzes, da die darüber angestellten Versuche gleichzeitig später zu er - örternde Fragen beantworten.
Zur Untersuchung des Einflusses der Dicke der isolirenden, die beiden parallelen Belegungen eines Condensators trennenden Schichten liess ich mir mehrere möglichst parallel geschliffene 1 mm dicke Glasplatten, welche sämmtlich 0,26 m lang und 0,21 m breit waren, anfertigen. Ich überzeugte mich von der hinlänglich gleichmässigen Dicke dieser Platten durch einen Fühl - hebel, welcher mit Schärfe 1 / 100 mm angab. Zwei solche Platten wurden mit zwei einander genau gegenüberstehenden 0,24 m langen und 0,18 m breiten Stanniolbelegungen versehen. Die gemessene Ladung ergab für beide ziemlich genau dieselbe Capacität. Es wurden nun zwei andere Platten nur auf einer Seite mit einer Stanniolbelegung von obigen Dimensionen versehen. Eine solche einseitig belegte Platte ward auf etwa 6″ hohe iso - lirende Stützen gelegt, und ihre Belegung mit der Zunge der Wippe verbunden. Ward nun ein Batteriepol in leitende Ver - bindung mit der einen, ein Galvanometerdraht mit der zweiten Contactschraube der Wippe gesetzt, so wurde die Nadel abge - lenkt und die Grösse der Ablenkung war der Zahl der Zellen der benutzten Kette proportional. Die Ablenkung verminderte sich, wenn die Glasplatte möglichst frei in der Mitte des Zimmers gehalten wurde, und verstärkte sich um so mehr, je mehr man dieselbe den Wänden des Zimmers näherte. Mit einem sehr em - pfindlichen Nadelpaare und einer Batterie von 54 Daniell’schen Elementen konnte ich dieselbe Erscheinung fast an jedem iso - lirten Leiter nachweisen, welchen ich in leitende Verbindung mit der oscillirenden Zunge der Wippe brachte, war mithin im Stande,165 auch die sogenannte freie Elektricität, welche durch die elektrische Spannung des isolirten Batteriepols auf der Oberfläche eines be - liebigen Conductors angehäuft wird, durch das Galvanometer zu messen und mit der Flaschen-Elektricität quantitativ zu vergleichen. Der wesentliche Einfluss der grösseren oder geringeren Nähe der Zimmerwände auf die Quantität dieser freien Elehtricität machte es mir jetzt schon sehr wahrscheinlich, dass dieselbe lediglich eine Ladung zwischen dem Conductor und den leitenden Wänden des Zimmers ist, in welchem er sich befindet — wie Faraday es bekanntlich annahm.
Die Ladung eines Conductors besteht nun offenbar aus zwei Theilen, der Ladung zwischen der isolirten Belegung und den Zimmerwänden, und der zwischen der isolirten und nicht isolirten Belegung. Das Galvanometer misst die Summe beider. Um die letztere zu finden, verfuhr ich daher so, dass ich erst die freie Elektricität der isolirten Belegung ermittelte und darauf die Ge - sammtladung, indem die zweite Belegung, welche bisher isolirt war, mit der Erde leitend verbunden wurde. Von dieser Ge - sammtladung war die Hälfte der Ladung der isolirten Belegung in Abzug gebracht. Dass nur die Hälfte in Abzug zu bringen ist, ergiebt sich jetzt schon aus der Betrachtung, dass man die ab - geleitete Belegung sich so dick denken kann, dass sie die Zimmer - wand erreicht, ohne dass dadurch die Ladung vermehrt werden kann. Es bleibt also nur die Ladungsgrösse der abgewendeten Seite der isolirten Belegung mit den Zimmerwänden zu berück - sichtigen.
Zur Erläuterung der nachstehenden Versuchsreihe mit 7 Glas - platten von 1 mm Dicke bemerke ich noch, dass die wohlge - reinigten Platten mit rectificirtem Terpentinöl benetzt und darauf auf einander gerieben wurden, um die adhärirende Luft zu be - seitigen. Die so vereinigten Platten wurden zwischen zwei Platten aus vulcanisirtem Kautschuck gelegt, und mit einer zehn Pfund schweren Metallplatte belastet. Zur Bestimmung der Ladung zwischen den Belegungen einer einzelnen Glasplatte, wurde die - selbe mit einer zweiten, auf gewöhnliche Weise auf dem Glase befestigten Belegung versehen.
166Tabelle IV.
Die erste Columne der obigen Tabelle giebt die Zahl m der Glasplatten an, welche zwischen den vertheilend auf einander wirkenden Belegungen sich befanden, α ist der gemessene Ab - lenkungswinkel der Sinusbussole. Eine einzelne, isolirte Belegung gab die Ablenkung 0,5. Wie schon erläutert, musste die Hälfte des Sinus dieses Winkels von sin α abgezogen werden. Columne 5 ergiebt, dass die Ladung umgekehrt proportional der Anzahl der Glasplatten, mithin der Dicke der isolirenden Schicht ist. Die Differenzen übersteigen die Grenze der mit den benutzten Hülfsmitteln zu erreichenden Genauigkeit nicht. Die geringe Ver - grösserung derselben bei dickerem Glase deutet jedoch auf eine Verstärkung der Ladung der Kanten der Belegungen hin, wie sie eintreten muss, wenn eine Molecularvertheilung nach Faraday’s Annahme vorhanden ist.
Die nachfolgende Versuchsreihe wurde mit 6 Platten aus möglichst gleichförmig gewalzter Guttapercha angestellt, welche mit Stanniolbelegungen auf beiden Seiten versehen waren. Diese Platten wurden so aufeinander geschichtet, dass die sämmtlichen Stanniolbelegungen genau übereinander lagen. Zwischen je zwei Platten ward ein hervorragender Streifen Stanniol gelegt, welcher dazu diente, die leitende Verbindung mit den betreffenden Be - legungen herzustellen. Durch eine Handpresse wurden die Platten darauf fest zwischen zwei ebenen Brettern und elastischen Kaut - schuckplatten zusammengepresst, und in diesem Zustande die Messungen vorgenommen. Es ward zuerst die Ladung zwischen je zwei benachbarten Belegungen gemessen und darauf die Ladung zwischen der ersten und allen übrigen der Reihe nach.
167Tabelle V.
Tabelle VI.
Aus der ersten Tabelle (V) ergiebt sich, dass die Capacität der aus 6 Guttapercha-Platten gebildeten Ansammlungsapparate ziemlich gleich war. Nur die sechste Platte gab eine bemerkens - werth geringere Ladung. Die gemessene Ladung einer einzelnen Belegung gab 0,9°, es ward daher in Tabelle VI 〈…〉 vom Sinus des gemessenen Winkels α abgezogen. In der vorletzten Columne sind die Producte dieses berichtigten Masses der Ladung mit der Zahl der zwischen den wirksamen Belegungen befindlichen Guttapercha-Platten, und in der letzten Columne ihre Differenzen verzeichnet. Es stellt sich hier noch deutlicher, wie bei den Versuchen mit Glasplatten eine geringe Vermehrung der Differenzen mit dem Abstande der Condensatorplatten heraus, welche sich durch Molecularwirkung der elektrostatischen Induction in krummen Linien zwischen den Kanten der Belegungen voll - ständig erklärt.
Eine der wichtigsten Fragen, deren Beantwortung auch die Frage der Existenz der Vertheilung in krummen Linien ent - scheidet, ist die des Einflusses der isolirenden Materie, welche den die beiden Condensatorplatten trennenden Raum erfüllt, auf die Grösse der elektrostatischen Induction. Dass die Capacität eines Ansammlungsapparates wesentlich von dem Stoff des trennenden Isolators abhängig ist, ist durch Faraday’s, auch168 anderweitig bestätigte Untersuchungen ausser Zweifel gesetzt. Dagegen entschieden die bisherigen Versuche nicht darüber, ob die von Faraday aufgestellte Ansicht, dass die elektrostatische Induction ausschliesslich eine von Molecül zu Molecül des tren - nenden Isolators fortgepflanzte Wirkung ist, richtig ist, oder ob vielmehr der Einfluss des isolirenden Materials ein secundärer ist, vielleicht auch directe Vertheilung und Molecularvertheilung gleichzeitig auftreten. Dass in der That ein Eindringen der Elektricität der Belegungen einer Leydener Flasche in die Substanz des Glases stattfindet, und dadurch die Entfernung der sich ge - genseitig anziehenden Elektricitäten von einander vermindert wird, ist vielfach nachgewiesen, und folgt auch schon daraus, dass eine vollständig entladene Flasche, die vorher längere Zeit geladen war, sich nach kurzer Zeit wiederum geladen zeigt. Es fragt sich daher, ob:
1. der Einfluss des den trennenden Raum erfüllenden iso - lirenden Materials sich auch dann noch zeigt, wenn das Ein - dringen der Elektricität in die Masse desselben verhindert, oder der Versuch so angestellt ist, dass es auf das Resultat der Messung keinen Einfluss äussern kann; ferner, wenn dies der Fall ist, ob:
2. die elektrostatische Induction überall dem Gesetze der Molecularanziehung, oder ganz oder theilweise dem der Anziehung in Distanz folgt.
Versuche mit Volta-Elektricität scheinen mir besonders ge - eignet zur Beantwortung dieser Fragen, da sie eine stets con - stante und unerschöpfliche Elektricitätsquelle darbietet, durch welche alle Messungen sehr vereinfacht werden. Die bisher be - schriebenen Versuche werden dies, so wie auch die Zuverlässig - keit der Angaben des Galvanometers, wohl überzeugend nach - gewiesen haben.
Dass auch bei Volta-Elektricität die Capacität eines An - sammlungsapparates wesentlich von der Beschaffenheit des Isolators, welcher den die Collectorplatten trennenden Raum erfüllt, ab - hängt, war leicht zu erkennen.
Wenn ich zwei runde, 15 cm im Durchmesser haltende ebene Scheiben durch eine Glasplatte von 1 mm Dicke trennte, so zeigte das Galvanometer eine nahe doppelt so grosse Ladung169 an, wie dann, wenn ich anstatt der Glasplatte kleine Glasstücke von gleicher Dicke zwischen die Scheiben legte. Diese Verstär - kung der Ladung trat in gleichem Grade bei Anwendung starker und schwacher Ketten auf, war also unabhängig von der wirk - samen elektrischen Kraft1)Ich habe vorgezogen, statt „ elektromotorische Kraft “den Ausdruck „ elektrische Kraft “zu gebrauchen, da es sich bei den vorliegenden Ver - suchen nur um die elektroskopische oder Spannkraft der Elektricität des Batteriepols handelt, nicht wie bei rein galvanischen Erscheinungen um das Resultat dieser Kraft, d. i. den elektrischen Strom. Der Ausdruck Dichtigkeit der Elektricität hat eine wesentlich verschiedene Bedeutung und kann hier nicht benutzt werden. der Batterie.
Da die Tiefe des etwaigen Eindringens der Elektricität in der durch die Wippe gegebenen Zeit jedenfalls von der Grösse der wirksamen Kraft abhängig sein müsste, so liess sich hieraus schon der Schluss ziehen, dass in ihr nicht der Grund der beobachteten Vergrösserung der Ladung zu suchen sei. Noch unzweifelhafter tritt dies bei folgendem Versuche hervor.
Ich liess mir eine Leydener Flasche aus zwei in einander gesetzten Glascylindern anfertigen. Der innere war 0,57 m hoch und hatte 0,18 cm inneren Durchmesser. Der äussere war ebenso hoch und hatte 0,20 mm äusseren Durchmesser. Der concen - trische Zwischenraum zwischen beiden Cylindern war etwa 15 mm dick. Die Glasstärke jedes Cylinders durchschnittlich 2,45 mm. Die Cylinder wurden mit Colophoniumkitt auf einem Brette befestigt, und der Boden im Innern 1″ hoch mit ge - schmolzenem Kitt übergossen. Die innere und äussere Fläche des Doppelcylinders wurden mit Stanniol bis auf ½ dm vom oberen und unteren Rande belegt, und die frei gebliebenen Ränder auf gewohnte Weise mit isolirendem Lack überzogen. Es wurde nun die Ladung der Flasche unter sonst gleichen Verhältnissen gemessen, wenn der Raum zwischen den Cylindern mit Luft, und wenn er ganz oder theilweise mit einem anderen isolirenden Material angefüllt war. Fände nun auch ein Eindringen der Elektricität in das Glas statt, durch welches die Ladung merk - lich vergrössert würde, so könnte doch dies Eindringen unmög - lich den in der Mitte des dicken und schon bei einfacher Glas - stärke isolirenden Glases befindlichen Isolator erreichen. Dem -170 ohngeachtet ergab sich eine beträchtliche Vermehrung der Ladung wenn ein fester Isolator z. B. ein Cylinder von Kautschuck oder vollständig isolirender Guttapercha zwischen die Glaswände ge - schoben ward. Man kann diesen sehr entscheidenden Versuch auch einfacher und mit gleichem Erfolge mit zwei Glasplatten anstellen, welche einseitig belegt und in solcher Entfernung von einander aufgestellt sind, dass man eine dritte Glasplatte zwischen sie einschieben kann, ohne den Abstand der Belegungen von einander zu ändern.
Zur Bestimmung des Vertheilungscoëfficienten verschiedener Isolatoren war das beschriebene Verfahren nicht geeignet. Ich erhielt aber ziemlich constante Messungen auf folgende Weise: Zwei ebene runde Messingplatten vom 15 cdm Durchmesser wurden genau auf einander geschliffen. Durch drei Schrauben mit feinem Gewinde, welche durch die eine (obere) der Scheiben gingen, liessen sich dieselben beliebig von einander entfernen. Die Enden der Schrauben waren mit eingesprengten Steinen versehen, und hierdurch die Scheiben von einander isolirt. Ich stellte nun diese Scheiben unter den Recipienten einer Luft - pumpe. Die untere ward mit dem metallenen Teller der Luft - pumpe, die obere mit einem isolirt durch den Teller geführten Draht in leitende Verbindung gesetzt. Nachdem ich nun die Verbindung mit der Wippe hergestellt und die Ablenkung der Nadel beobachtet hatte, pumpte ich die Luft bis auf zwei Linien des Quecksilber-Manometers aus. Der Stand der Nadel ver - änderte sich dadurch nicht im Geringsten. Eben so wenig war eine Aenderung desselben zu bemerken, wenn der Recipient der Luftpumpe mit Kohlensäure oder Wasserstoffgas gefüllt wurde. Es bestätigt sich dadurch vollkommen, dass „ Gase jeder Art und Dichtigkeit ein gleiches Vertheilungsvermögen haben. “
Wie zu erwarten war, änderte sich auch der Stand der Nadel durch Erwärmung der Platten und der sie trennenden Luft nicht, wenn die Erhitzung nicht so weit getrieben wurde, dass die Platten sich verzogen. Ich gab nun den Platten des Condensators durch gleichmässige Drehung der Schrauben einen parallelen Abstand von etwa 1 mm. Es wurde hierauf ein Ge - fäss mit flachem Boden 1 bis 1½″ hoch mit dem schmelzbaren Isolator angefüllt, welcher untersucht werden sollte, und die171 Masse langsam geschmolzen. Nachdem die Oberfläche derselben gut gereinigt war, ward erst die Grösse der Ladung zwischen den beiden Scheiben in der Luft gemessen, und darauf beide nach einander so in die geschmolzene Masse getaucht, dass keine Luftblasen zwischen den Platten blieben. Das Verhältniss der gemessenen Ladungen gab die Vertheilungs-Coëfficienten des ge - prüften Isolators. — Es ergab sich auf diese Weise für Stearin die Zahl 0,78, für Schwefel 2,9. Nach Erkaltung der Masse wurden diese Zahlen kleiner. Es konnte dies jedoch daher kommen, dass die obere Platte durch die Crystallisation etwas gehoben wurde. Ausserdem kann die für den Vertheilungs - coëfficienten des Schwefels gefundene Zahl dadurch etwas grösser ausgefallen sein, dass die Messingplatte sich mit einer dünnen Schicht leitenden Schwefelkupfers überzog.
Mit grösserer Genauigkeit prüfte ich die Vertheilungsfähig - keit der Guttapercha und des Glases. Ich verfuhr dabei fol - gendermassen. Eine ebene kreisrunde Guttapercha-Platte ward auf die untere Condensatorplatte gelegt, nachdem sie mit drei Löchern versehen war, durch welche die Schrauben der oberen Platte hindurchgingen. Nachdem die letztere nun fest auf die Guttapercha-Platte gedrückt und durch ein 10 Pfund schweres Gewicht belastet war, wurden die Schrauben so lange gedreht, bis ihre Steinspitzen die untere Scheibe berührten. Nachdem die Ablenkung der Nadel beobachtet war, ward die Platte aufgehoben, die Guttapercha-Platte entfernt und darauf die Messung wieder - holt. Aehnlich ward mit plangeschliffenen Glasplatten verfahren.
Als ich eine Glasplatte, welche mir eine unerwartete Ab - lenkung gab, erwärmte, um die vermuthete Feuchtigkeit von ihrer Oberfläche zu entfernen, war ich überrascht, eine beträcht - liche Zunahme der Ablenkung zu finden. Bei der Erwärmung bis zum Schmelzpunkte des Zinnes war sie bis auf den zehn - fachen Betrag gestiegen, und steigerte sich bei weiterer Erhitzung bis zum Schmelzpunkte des Bleies bis zum 30 fachen des ursprüng - lichen Betrages. Ward die obere Platte auf dem Glase etwas verschoben, so schlug die Nadel, welche ursprünglich eine Ab - weichung von 3° zeigte, an die Hemmung und ging sogleich darauf auf 30 bis 40° zurück. Ich war anfangs geneigt, hieraus auf eine Vergrösserung des Vertheilungsvermögens des Glases172 durch die Erwärmung zu schliessen, überzeugte mich jedoch später, dass diese Erscheinung durch Elektrolyse der Glasmasse herbeigeführt wurde.
Es ist bereits durch die Untersuchungen von Buff und Beetz festgestellt, dass das Glas schon bei geringen Erhitzungen leitend wird. Die Ladungsströme mussten daher scheinbar grösser werden, da das Galvanometer gleichzeitig die Stärke des durch das Glas gehenden Stromes angab. Die Entladungsströme mussten dagegen durch Leitung der Glasmasse geschwächt werden, da die Ladung sich nicht allein durch das Galvanometer, sondern auch noch durch die Glasmasse hindurch ausgleichen konnte. Die beobachtete grosse Verstärkung der Entladungsströme scheint daher nur in der elektrolytischen Ausscheidung von metallischem Kalium oder Natrium an der als negative Anode auftretenden Belegung gesucht werden zu können. Ein ganz ähnliches Ver - halten zeigte geschmolzenes Kochsalz und andere elektrolytische Salze. Es traten auch bei diesen sehr kräftige Polarisationser - scheinungen auf, die noch fortdauerten, als die Salzmasse schon wieder ganz erstarrt war, und erst aufhörten, als sie vollstän - dig abgekühlt war. Hartes Kaliglas begann bei etwa 40 °C. schon leitend zu werden. Weiches weisses Natronglas noch viel früher. Ich fand bei einer solchen Glasplatte sogar bis — 5° geringe Abnahme der Entladungsablenkung der Nadel. Bei Glimmerplatten war die Erwärmung ganz ohne Einfluss auf die Ladung, und die Isolirung blieb auch bei der grössten an - wendbaren Erhitzung noch vollkommen. Dagegen erhielt Gutta - percha schon durch geringe Erwärmung eine beträchtliche Leitungsfähigkeit. Als ich einen mit Guttapercha bekleideten Kupferdraht von 5 dm Länge bis auf die freistehenden Enden in ein Gefäss mit kaltem Wasser tauchte, zeigte er sich voll - kommen isolirt. Tauchte ich ihn dagegen in Wasser, welches etwa 40 °C. warm war, so zeigte das Galvanometer kurz darauf eine Ablenkung von 6°, welche gänzlich wieder verschwand, wenn das warme Wasser wieder durch kaltes ersetzt wurde. Die Vergrösserung der Ladungsströme war dagegen hier sehr viel schwächer, wie bei erwärmten Glastafeln, was sich dadurch erklärt, dass Kalium und Natrium viel höher in der elektrischen Spannungsreihe stehen wie Wasserstoff.
173Es scheint mir nach diesen Versuchen wahrscheinlich, dass alle diejenigen elektrolytischen starren Körper, welche im ge - schmolzenen Zustande die Elektricität leiten, ihre Isolirungsfähig - keit schon im starren Zustande verlieren, wenn sie sich ihrem Schmelzpunkte nähern, und dass sie desto bessere Isolatoren sind, je weiter ihre Temperatur unter der ihres Schmelzpunktes steht.
Die bisherigen Versuche werden keinen Zweifel mehr darüber zulassen, dass der Einfluss des isolirenden Materials auf die Grösse der elektrostatischen Induction auch bei Elektricität sehr geringer Spannung besteht und dass derselbe nicht durch das Eindringen der Elektricität in die Masse des Isolators zu erklären ist. Dies vorausgesetzt kann man die beträchtliche Vergrösserung der Vertheilungs - oder Influenz-Elektricität durch die Anwendung starrer Isolatoren kaum anders erklären, als durch Annahme der Faraday’schen Hypothese der Molecularinduction. Es ist nun wohl denkbar, dass neben der Vertheilung durch Molecularin - duction auch noch die directe Vertheilung durch unmittelbare Fernwirkung existirt. Um darüber Aufklärung zu erhalten, legte ich mehrere 1 mm dicke belegte Glasplatten aufeinander und ver - band die untere mit der Ableitung zur Erde. Wurde nach der in Fig. 24 angegebenen Schaltung verbunden, so gab die dauernde Ablenkung der Nadel das Mass der Ladung des Condensators. Ward anstatt der zweiten die dritte Belegung mit der Wippe verbunden, so war die Ladung etwa halb so stark, wie schon aus den früher mitgetheilten Versuchen folgt. Ich verband jetzt so - wohl die zweite wie die dritte Belegung mit der Zunge der Wippe. Da jetzt beide Belegungen elektrisch waren, so musste die Ablenkung grösser werden, wenn die dritte Belegung, durch die zweite hindurch, einen vertheilenden Einfluss auf die natür - liche Elektricität der abgeleiteten Belegung ausübte. Dies fand aber durchaus nicht statt. Selbst als 5 Belegungen mit der Zunge der Wippe verbunden waren, blieb die Ablenkung genau so gross, wie bei einer Belegung.
Ich bemerke noch, dass ich die zweite Belegung etwas grösser gemacht hatte, wie die übrigen. War dies nicht der Fall, so erhielt ich eine geringe Vergrösserung der Ablenkung, die sich durch Vertheilung in krummen Linien leicht erklärt.
Dasselbe Resultat erhielt ich, als ich 3 Flaschen, welche174 aussen und innen mit Stanniolbelegungen versehen waren, in ein - ander setzte. War die äussere Belegung abgeleitet, so erhielt ich genau dieselbe Ladung, wenn die nächste Belegung allein oder wenn gleichzeitig die beiden übrigen mit der Zunge der Wippe verbunden waren. Es beweist dies jedenfalls, dass die ver - theilende Kraft nicht durch einen gleich stark elektrisirten Leiter hindurch wirkt und macht es sehr wahrscheinlich, dass die un - mittelbare Vertheilung, wenn sie vorhanden ist, gegen die Mole - cularvertheilung verschwindend klein ist.
Die bisher erlangten Resultate lehren, dass die Quantität Q der Elektricität, welche ein aus zwei parallel gegenüberstehenden, ebenen Platten von gleicher Grösse gebildeter Ansammlungs - apparat aufnimmt, direct proportional ist der elektrischen Kraft E der Batterie, direct proportional der Grösse F der gegenüber - stehenden Flächen, umgekehrt proportional der Dicke d der iso - lirenden Schicht und direct proportional einer Constante k, welche von der Materie des benutzten Isolators abhängt. Es ist mithin die Ladung (1) 〈…〉 mit der Beschränkung, dass d gegen F sehr klein sei, oder eine Correctur ausgeführt werden muss, welche den Einfluss der wahr - scheinlichen Vertheilung in krummen Linien zwischen den Kanten der Belegungen und um sie herum compensirt. Der Anblick dieser Gleichung zeigt eine vollkommene Uebereinstimmung mit dem Gesetz der Bewegung der Wärme und der Elektricität durch Leiter. Denkt man sich den Isolator als Leiter, die Fläche F, die Zuleitungsdrähte und die Kette selbst als widerstandslos, so würde die Stromstärke 〈…〉 sein, wenn λ den Coefficienten der Leitungsfähigkeit des Materials der die Flächen F trennenden Platte bezeichnet. Man kann sich hiernach die Ladung als durch einen Strom von sehr kurzer Dauer durch die Masse des Isolators hindurch entstanden vor - stellen, und der obigen Gleichung die Form 〈…〉 175geben, wenn man unter V den Ausdruck 〈…〉 versteht, für wel - chen ich die Bezeichnung Vertheilungswiderstand vorschlage, da er dem Leitungswiderstande des die Vertheilung vermittelnden Raumes ganz analog ist.
Ist die elektrostatische Induction ausschliesslich eine Mole - cularwirkung, wie es nach den bisherigen Resultaten wenigstens als wahrscheinlich erscheinen muss, so muss die Gleichung 〈…〉 , deren Richtigkeit bisher nur für den einen Fall experi - mentell nachgewiesen ist, wenn der Ansammlungsapparat aus zwei parallelen Flächen besteht, deren Abstand gegen die Di - mensionen der Collectorplatten sehr klein ist, allgemein gültig sein. Als erste Prüfung schien mir die Anwendung der Formel auf die Franklin’sche oder Cascaden-Batterie besonders geeignet.
Werden die gemessenen Ladungen einer Zahl von Ansamm - lungsapparaten verschiedener Capacität mit q, q', q″ etc. und die Vertheilungswiderstände derselben mit v, v ', v″ etc. bezeichnet, so ist nach dem aufgestellten Vertheilungsgesetze 〈…〉 und hieraus 〈…〉 .
Bezeichnet ferner Q die Ladung der als Cascaden-Batterie verbundenen Collectoren und V den zugehörigen Vertheilungs - widerstand dieser Batterie, so ist ferner 〈…〉 und 〈…〉 .
176Der Vertheilungswiderstand sämmtlicher Collectoren besteht nun aus der Summe der Widerstände der einzelnen Es ist mithin 〈…〉 etc. (3) 〈…〉 etc. 〈…〉 etc.
Zur Prüfung der Richtigkeit dieser Formel für die Ladung der Cascaden-Batterie, liess ich drei meiner Glastafeln von 1 mm Dicke mit Belegungen verschiedener Grösse versehen. Die mit I bezeichnete Tafel erhielt auf beiden Seiten Belegungen, welche ein Quadrat von 20 cm Seitenlänge bildeten und sich genau gegenüberstanden. Die Belegungen der Tafel II hatte 14, die der Tafel III 10 cm Seitenlänge. Es wurde zuerst die Ladung der einzelnen Collectoren, dann die verschiedener, aus denselben ge - bildeten Cascaden-Batterien gemessen.
Die Tabelle VII B zeigt Versuche mit 3 andern Tafeln von 20, 18 und 15 cm Seitenlänge.
Tabelle VII. A.
Tabelle VII. B.
Columne 1 bezeichnet die einzeln oder cascadenförmig com - binirt geladenen Collectoren. Columne 3 giebt die beobachtete Flaschenladung q der einzelnen Collectoren und die beobachtete Gesammtladung der combinirten Batterien an. Columne 4 ent - hält die nach der Formel 〈…〉 berechneten Ladungen der combinirten Batterien. Die Differen - zen sind nicht allein durch Beobachtungsfehler zu erklären. Die berechneten Werthe sind sämmtlich etwas kleiner wie die beobach - teten, und zwar um so mehr, je mehr Collectoren combinirt waren. Es erklärt sich dies leicht daraus, dass die Ladung zwischen den Belegungen und den Zimmerwänden nicht in Rech - nung gezogen werden konnte.
Die Messung der Ladung von Condensatoren mit Belegun - gen verschiedener Grösse giebt Gelegenheit, den bisher noch unvollständig gelassenen Nachweis zu führen, dass die Ladung zweier Condensatoren von gleicher Glasdicke proportional der Grösse der Flächen ist, welche sich gegenüberstehen, vorausge - setzt dass der Einfluss der Vertheilung in krummen Linien an den Kanten berücksichtigt wird.
Tabelle VIII.
Columne 5 der vorstehenden Tabelle enthält für 6 Collec - toren von gleicher Glasdicke die Quotienten 〈…〉 . Wie der Augen - schein lehrt, sind die Unterschiede dieser Werthe noch ziemlich12178bedeutend. Die Differenzen sind zwar ziemlich beträchtlich, doch durch die Ungleichförmigkeit der Glasplatten und nament - lich die Vertheilung in krummen Linien zwischen den Kanten und zwischen den abgewendeten Flächen zu erklären.
Noch geeigneter als Plattencollectoren sind zur Bestätigung der aufgestellten Formel 〈…〉 für die Ladung der Cascaden-Batterie, Leydener Flaschen ver - schiedener Grösse und Flaschendrähte. In nachstehender Tabelle sind die mit solchen Batterien angestellten Versuche zusammen - gestellt.
Tabelle IX.
Die durch Zwischenräume getrennten Versuche sind zu ver - schiedenen Zeiten angestellt, mithin nicht direct vergleichbar. Die berechneten Werthe sind bis auf einen etwas kleiner als die beobachteten, wie zu erwarten war, da die Ladung der Zu -179 leitungsdrähte und der äusseren Belegungen der Flaschen mit den Zimmerwänden nicht berücksichtigt ist. Die Flaschen I bis VIII waren von verschiedenster Form und Glasstärke. Es wurden die Cascaden-Batterien immer durch leitende Verbindung der äusseren Belegung der einen Flasche mit dem Knopfe der nächsten gebildet. Sämmtliche Flaschen standen getrennt von einander auf einer Unterlage von Kautschuckhorn. Die mit A und B bezeichneten Flaschen bestanden aus je 1 mm dicken, 30 m langen Drähten, welche gleichzeitig mit Guttapercha um - presst waren. Der Querschnitt der Guttapercha bildete an - nähernd eine Ellipse. Die Axen der Kupferdrähte der Draht - flasche A waren 2,75 mm von einander entfernt, und die Durch - messer des Guttapercha-Ueberzuges waren 8 und 9 mm. Der Abstand der Drähte der Drahtflasche B war 4 mm und die Durch - messer der Guttapercha-Hülle 10 und 13 mm.
Ich habe derartige Doppeldrähte zu langen Unterseeleitungen in Vorschlag gebracht und werde später mehrfach auf dieselben zurückkommen.
Das Verhältniss der Ladung dieser Drahtflaschen kann zur weiteren Prüfung der Richtigkeit des Vertheilungsgesetzes dienen. Nach Kirchhoff1)Ann. Bd. 64, S. 497. ist der Leitungswiderstand zwischen zwei Kreisen in einer unbegrenzten Ebene 〈…〉 , wenn a der Abstand der Mittelpunkte der Kreise, r der Radius derselben und C eine Constante ist. Dieselbe Formel muss nun auch für den Vertheilungswiderstand Anwendung finden, es muss mithin 〈…〉 sein, wenn a und b die Abstände der Drähte und r ihr Radius ist. Nach Substituirung der Zahlenwerthe erhält man: 〈…〉 .
12*180Die Gleichung ist mithin ziemlich vollständig erfüllt. Wenn man in Betracht zieht, dass die Drähte nicht vollständig parallel liegen, dass die Formel für den Leitungswiderstand nur eine Näherungsformel ist, und dass sie nur für den Fall der unbe - grenzten Ebene von überall gleicher Leitungsfähigkeit gültig ist, was hier nicht Anwendung findet, da der Vertheilungswider - stand der Guttapercha nur etwa halb so gross ist wie der der Luft, so erscheint die Differenz der beobachteten und berechne - ten Werthe sogar auffallend gering.
In der nebenstehenden Tabelle sind die Versuche zusammen - gestellt, welche ich über die Ladung von Flaschendrähten ver - schiedener Dimensionen angestellt habe. Es waren dies Draht - enden aus verschiedenen Fabricationsperioden, bei denen die Guttapercha theilweise schon durch Berührung mit der Luft etwas verändert war. Obgleich möglichst brauchbare Drähte ausgewählt wurden, so war die Concentricität des Drahtes und Ueberzuges doch bei allen mehr oder weniger unvollständig. Grosse Genauigkeit konnte mithin von diesen Versuchen nicht erwartet werden. Die Versuche wurden so angestellt, dass aus den zu untersuchenden Drähten Rollen von etwa 1 Fuss innerem Durchmesser gebildet, und diese in ein mit Wasser gefülltes metallenes Gefäss gelegt wurden. Das eine Drahtende ragte aus dem Wasser hervor, und das andere im Wasser befindliche war vorher durch Umklebung mit erwärmter Guttapercha isolirt. Der Draht ward mit der Zunge der Wippe verbunden. Die leitende Verbindung mit dem Wasser ward durch das Metallge - fäss bewirkt.
Columne 2 giebt die Länge l, Columne 3 den Radius des metallischen Drahtes, Columne 4 den Radius des überzogenen Drahtes. Columne 6 enthält die gemessene Ladung und Columne 7 die daraus berechnete Constante der später entwickelten Formel für die Ladung. Die durch einen Zwischenraum getrennten Ver - suche sind in verschiedenen Zeiten ausgeführt und nicht ver - gleichbar. Der Versuch No. 9 ward mit einem mit Blei um - pressten Draht von beträchtlicher Länge angestellt. Bei diesem bildete der Draht die innere, das Blei die äussere Belegung der Flasche. Da die Ladung dieses Drahtes durch die zu den übri - gen Messungen benutzte Daniell’sche Batterie von 54 Zellen181 Tabelle X.
nicht mehr gemessen werden konnte, so wurde eine Batterie von 18 Zellen benutzt, und der Sinus des gemessenen Winkels mit 3 multiplicirt. Die Differenzen sind zwar beträchtlich, doch durch die Beschaffenheit der untersuchten Drähte erklärlich.
Die Berechnung der Ladung der Flaschendrähte ist nach der Formel 〈…〉 ausgeführt.
Sie ergiebt sich aus der Gleichung 〈…〉 , wenn man sich die cylindrische Guttapercha-Hülle in eine sehr grosse Anzahl concentrischer Schichten getheilt denkt, und die Widerstände aller summirt.
Ist dx die Dicke eines solchen Hohlcylinders vom Radius x, so ist der Widerstand derselben 〈…〉 , wenn k die Vertheilungsfähigkeit der Guttapercha bezeichnet.
Mithin 〈…〉 182und (4) 〈…〉 1)Wm. Thomson hat auf anderem Wege für die Capacität der Längen - einheit eines Flaschendrahtes den Werth 〈…〉 gefunden. Da mir bis - her nur ein Auszug seiner Arbeit bekannt geworden ist, so vermag ich nicht anzugeben, weshalb die Constante (½ anstatt 2π) der Thomson’schen Formel von der meinigen verschieden ist.oder, wenn E unverändert bleibt 〈…〉 und 〈…〉 .
Wenn auch die Uebereinstimmung der hiernach berechneten Constanten nicht befriedigend ist, so ergiebt sich doch wenigstens mit Bestimmtheit daraus, dass die Vertheilung nicht dem Ge - setze der directen Anziehung folgt. Die Anziehung paralleler Linien, deren Länge unendlich oder wenigstens sehr gross gegen ihre Entfernung ist, steht in umgekehrtem Verhältniss ihrer Ent - fernung. Man kann sich nun den Mantel eines Cylinders, welcher einen dünnen Draht concentrisch umgiebt, in eine grosse Zahl schmaler Streifen zerlegt denken. Die Summe der Anziehung zwischen dem Draht und allen Streifen bildet die Summe der thätigen anziehenden Kräfte zwischen dem Cylinder-Mantel und dem Draht und müsste das Mass der Vertheilungsgrösse sein, wenn diese eine Wirkung der Anziehung „ in Distanz “wäre. Da sich nun ein Cylindermantel von doppeltem[Durchmesser] in doppelt so viele Streifen von gleicher Breite theilen lässt, von denen jeder mit halb so grosser Kraft von der Axe angezogen wird, die Gesammtanziehung zwischen Axe und Mantel mithin un - abhängig vom Durchmesser des Cylinders ist, so müsste auch die Ladung zwischen beiden es sein, was offenbar nicht der Fall ist.
Die unvollständige Erfüllung der Gleichung 〈…〉 183ist theils in excentrischer Lage des Drahtes in der Guttapercha, grösstentheils aber darin zu suchen, dass die letztere selbst sehr verschiedenartig und bei vielen Drähten schon sehr zusammen - getrocknet und verharzt war. Es bildete sich dadurch ein mit Luft erfüllter Zwischenraum zwischen Draht und Guttapercha. Einige Drähte waren mit geschwefelter Guttapercha bekleidet. Die dem Kupfer zunächst liegenden Schichten dieser Guttapercha waren durch Aufnahme von Schwefelkupfer leitend geworden, wodurch der wirksame Durchmesser des Drahtes etwas vergrössert wird. Genaue Zahlenangaben waren mithin hier nicht zu er - warten.
In der nachstehenden Tabelle habe ich einige Versuche zu - sammengestellt, deren unerwartete Resultate für mich die erste Veranlassung zu der vorliegenden Arbeit waren. Ich hoffte die bei langen Unterseeleitungen so störenden Ladungen und die durch sie bewirkte Verzögerung des Stromes dadurch grössten - theils zu beseitigen, dass ich anstatt einfacher Leitungen und Benutzung der Erde als Rückleitung oder als Reservoir, wenn man diesen Ausdruck vorzieht, Doppeldrähte anwendete, welche in einer gemeinschaftlichen Guttapercha-Hülle liegen und einen ganz metallischen Kreislauf bilden. Da in diesem Fall die beiden Drähte in gleicher Entfernung von der Batterie gleich und ent - gegengesetzt elektrisch werden, so glaubte ich die auf der Ober - fläche der gemeinschaftlichen Guttapercha-Hülle auftretende In - fluenz-Elektricität müsse an allen denjenigen Punkten derselben gleich Null sein, die gleichweit von den gleich und entgegenge - setzt elektrisirten Drähten entfernt wären. Sie müsste dann an den übrigen Punkten proportional der Differenz der vertheilenden Wirkung der beiden Drähte, und die Ladung des ganzen Doppel - drahtes mithin sehr viel geringer sein, wie die eines einfachen Drahtes. Der Versuch lehrt nun aber, dass dies durchaus nicht der Fall ist. Es findet nicht nur keine Verminderung der Ladung im obigen Sinne statt, sondern im Gegentheil eine geringe Ver - grösserung derselben.
Die Messungen der nachstehenden Tabelle sind mit den be - schriebenen Doppeldrähten angestellt. Dieselben wurden in ein Gefäss mit Wasser getaucht, welches mit der Erde in leitender Verbindung war. Das eine Ende sämmtlicher Drähte war durch184 Umklebung mit erwärmter Guttapercha sorgfältig isolirt, das andere ragte aus dem Wasser hervor.
Columne 2 enthält die Zahl der Daniell’schen Zellen n, Co - lumne 3 die Bezeichnung der Drähte und der Verbindung der - selben. Die Ueberschrift I in dieser Columne bezeichnet den Doppeldraht mit 2,75 mm grossem, II den mit 4 mm grossem Abstand der Drähte von einander. Die arabischen Zahlen 1 und 2 bezeichnen die einzelnen Drähte eines Doppeldrahtes, das Zeichen ÷ zwischen zwei Drähten bedeutet, dass die Ladung zwischen den durch sie bezeichneten Drähten gemessen ist. Der Buchstabe T bezeichnet die Leitung zur Erde.
Durch 1 ÷ T ist mithin ausgedrückt, dass die Ladung zwischen Draht 1 und der äusseren leitenden und abgeleiteten Hülle der Guttapercha gemessen ist, 1 ÷ 2 dagegen bedeutet, dass die durch Einschaltung der Batterie zwischen Draht 1 und Draht 2 ohne jede Ableitung zur Erde bewirkte Ladung, (1 + 2) ÷ T endlich dass die Ladung zwischen den beiden ver - bundenen Drähten 1 und 2 und der Erde gemessen ist. Co - lumne 4 giebt die Ladung, Columne 6 das Mittel aus beiden auf die Ladung durch eine Zelle reducirten Messungen (s. Tab. XI).
Da bei der Ladung 1 ÷ 2 die Batterie direct zwischen die beiden Drähte eingeschaltet wird und keine Ableitung zur Erde existirt, so ist die elektrische Kraft beider Batteriepole gleich gross und halb so stark wie die elektrische Kraft des isolirten Pols derselben abgeleiteten Batterie. Die Ladung eines jeden Drahtes ist bei diesen Versuchen daher nur durch die halbe Zahl der an - gegebenen Zellen bewirkt. Dies wird noch anschaulicher, wenn man sich die Batterie in der Mitte zur Erde abgeleitet vorstellt. Werden die beiden Drähte dann gleichzeitig mit den beiden freien, entgegengesetzt elektrischen Batteriepolen verbunden, so muss die Ladung ganz eben so vor sich gehen, wie im vorlie - genden Falle. Um die Ladungen der verschiedenen Combina - tionen vergleichen zu können, müssen daher die Ladungen 1 ÷ 2 verdoppelt werden. Da diese Zahl grösser wird, wie die Ladung 1 ÷ T desselben Doppeldrahtes, so folgt daraus, dass keine Ver - minderung, sondern eine Vergrösserung der Ladung durch die Combination 1 ÷ 2 herbeigeführt ist. Nach der Molecularver - theilungstheorie ist dies auch ganz richtig. Jeder Punkt der185 Tabelle XI.
kleinen Axe der Ellipse, welche ein Querschnitt der Guttapercha bildet, ist gleichweit von den beiden gleich und entgegengesetzt elektrischen Drähten entfernt. Für den elektrischen Strom zwischen diesen Drähten ist die durch alle kleinen Axen gelegte Ebene daher als vollkommen abgeleitet zu betrachten, da nach dem Ohm’schen Spannungsgesetze die elektrische Kraft in der ganzen Ebene gleich 0 wird. Hieraus folgt unmittelbar, dass der Strom zwischen den beiden Drähten stärker sein müsse, wie zwischen einem Draht und der Peripherie der Guttapercha, wenn in beiden Fällen in den Drähten gleiche elektrische Kräfte auftreten. Nach dem aufgestellten Widerstandsgesetze der elektrostatischen Vertheilung muss nun dasselbe auch für die Ladung gelten.
Ich zweifle nicht daran, dass es einem geübteren Mathema - tiker gelingen wird, die Richtigkeit des aufgestellten Vertheilungs -186 gesetzes an allen in der Tabelle aufgeführten Messungen noch zu erweisen. Ich habe sie zu dem Zwecke und, weil ich im zweiten die Verzögerung des Stromes durch die Ladung behan - delnden Theile dieser Arbeit auf diese Messungen zurückkommen werde, hier vollständig mitgetheilt.
Schon vor einigen Jahren habe ich gefunden, dass auch lange, völlig isolirte oberirdische Telegraphenlinien durch die gal - vanische Batterie geladen werden. Es ist mir sogar mehrfach gelungen, durch die Grösse des Entladungsstromes die Lage des Ortes zu bestimmen, wo die Leitung zerrissen war. Zur ge - naueren Bestimmung der Capacität des aus einem oberirdischen Telegraphendrahte, und dem Erdboden gebildeten Ansammlungs - apparates, liess ich auf meinem Hofe einen Eisendraht von zwei englischen Linien Stärke und 120,85 m Länge aufhängen. Der Draht war in einem grossen Bogen ausgespannt, und befand sich in einer durchschnittlichen Höhe von 8 m über dem Erdboden. Die Befestigungspunkte waren sorgfältig isolirt, und das eine Ende direct zu meinem Instrumente geführt. Ich verglich nun die Ladung dieses Drahtes mit der eines Platten-Condensators von 1 mm Glasdicke und 2,25 □ dm Belegfläche. Ich erhielt folgendes Resultat:
Tabelle XII.
Hiernach hat ein oberirdischer Telegraphendraht von 1 m Länge dieselbe Flaschencapacität wie eine 1 mm dicke Glastafel mit 100 □ mm oder 0,00001 □ m Belegfläche, oder eine deutsche Meile Leitung entspricht einer Flasche von 1 mm Glasdicke und etwa 7,7 □ Fuss innerer Belegung.
Obschon die Höhe des Drahtes über dem Erdboden be -187 trächtlich grösser war, wie bei Telegraphenleitungen gebräuch - lich ist, so wird doch die Flaschencapacität bei diesen nicht viel grösser sein, da die Capacität meines Drahtes, durch hohe Ge - bäude und Bäume, welche in seiner Umgebung standen, nicht unwesentlich erhöht ist, und da überhaupt der Vertheilungswider - stand mit der grösseren Entfernung vom Boden nur wenig, d. i. im Verhältniss der Logarithmen der doppelten Höhe wächst, wenn dieselbe gross ist im Verhältniss zum Durchmesser des Drahtes. Man kann nämlich den Vertheilungswiderstand zwischen Draht und Erde nach der Kirchhoff’schen Widerstandsformel durch 〈…〉 ausdrücken, wenn h den Abstand des Drahtes von der Erde bezeichnet, woraus sich die Richtigkeit der obigen Annahme herleitet.
Von grosser Wichtigkeit ist die nachgewiesene, nicht unbe - deutende Ladung der in der freien Luft ausgespannten Drähte bei Beurtheilung der Resultate der Geschwindigkeitsmessung der Elektricität. Da ich den grossen verzögernden Einfluss der Ladung der Flaschendräthe auf die Strombildung in den ent - fernten Theilen derselben später ausführlich behandeln werde, so genügt es hier, nur darauf aufmerksam zu machen, dass die Verzögerung des Stromes in Flaschendrähten im Verhältnisse der Quadrate der Länge der Drähte steht. Es folgt dies schon aus der Betrachtung, dass die Zeit, welche nothwendig ist, um die in irgend einem Stücke des Drahtes zurückbleibende und zur Ladung desselben nach Massgabe der ihm nach dem Ohm’ - schen Gesetz zukommenden „ elektroskopischen Kraft “verwen - deten Elektricitätsmenge an Ort und Stelle zu schaffen, sich direct wie die Elektricitätsmenge und umgekehrt wie der von ihr zu überwindende Widerstand verhalten muss. Da nun bei einem doppelt so langen Drahte sowohl die Quantität der in statische Anordnung übergehenden Elektricität, wie auch der mittlere zu überwindende Widerstand doppelt so gross ist, so folgt daraus unmittelbar, dass die Ladungszeit, nach deren voll - ständigem Verlauf der Strom am Ende des Drahtes erst auftreten188 kann, viermal so gross werden, mithin im Verhältniss der Qua - drate der Drahtlängen stehen muss. Die ausgeführten Messungen der Geschwindigkeit der Elektricitätsverbreitung in Drähten haben nun die Summe der durch die Ladung und durch die Bewegungs - geschwindigkeit der Elektricität bedingten Zeitverluste gemessen von denen der erstgenannte im Verhältniss der Quadrate, der zweite im einfachen Verhältnisse der Länge der benutzten Drähte steht. Es erklären sich hierdurch die grossen Verschiedenheiten der Zahlenangaben für die Geschwindigkeit. Sie mussten um so grösser ausfallen, je kürzer und dünner die Drähte waren, mit denen experimentirt wurde. Ausserdem ist es klar, dass die wirkliche Geschwindigkeit der Elektricität sehr viel grösser sein muss, wie die gemessenen Werthe, vorausgesetzt natürlich die Richtigkeit der Messungen. Es scheint sogar wahrscheinlich, dass die beobachteten Zeitunterschiede nur der Ladung der Drähte zuzuschreiben sind.
Da es nicht möglich ist, Leitungen herzustellen, bei welchen keine Flaschenladung stattfindet, so behandelt die Frage der Geschwindigkeit der Stromverbreitung stets nur einen ideellen Fall, dessen Bedingungen sich nie erfüllen lassen. Der einzige Fall, in welchem die elektrostatische Induction auf die Umge - bungen eines Drahtes in der That verschwindend klein ist, ist der, wenn derselbe spiralförmig aufgewunden ist; es tritt dann aber dafür die elektrostatische Induction der ungleich elektrischen Windungen auf sich selbst und ausserdem die elektrodynamische Induction auf, wodurch auch dieser Fall für Geschwindigkeits - messungen unbrauchbar wird. Messungen der Bewegungsge - schwindigkeit der Elektricität selbst würden sich daher nur so ausführen lassen, dass man die Verzögerung des Stromes in ver - schiedenen Entfernungen von der Batterie misst, und aus der so gebildeten Reihe die Werthe für die Ladungszeit und die Geschwindigkeit der Elektricität ableitet.
Es führen diese Betrachtungen zu der Frage, worin die auf der Oberfläche der Conductoren angesammelte sogenannte freie Elektricität eigentlich besteht, und worin sie von der Ladungs - oder sogenannten „ gebundenen “Elektricität verschie - den ist.
Faraday hat bekanntlich die Ansicht aufgestellt, dass die189 sogenannte freie Elektricität, oder gebundene oder Flaschen - elektricität identisch sind, und dass bei ersterer die Zimmerwände die äussere Belegung der Flasche bilden.
Das Vertheilungsgesetz bietet ein Mittel die Richtigkeit dieser Ansicht zu prüfen. Der Vertheilungswiderstand d V einer sehr dünnen Hohlkugel, deren Wandstärke gleich d x und deren Radius gleich x ist, ist 〈…〉 unter k der Vertheilungscoëfficient des Materials der Hohlkugel verstanden. Der Gesammtwiderstand aller auf einanderfolgenden Hohlkugeln ist dann 〈…〉 .
Das Integral zwischen x = R und x = r genommen giebt 〈…〉 .
Es ist also 〈…〉 und (5) 〈…〉 .
Der Ausdruck 4πk 〈…〉 ist mithin die von Riess sogenannte Verstärkungszahl der Flasche vom inneren Radius r und dem äusseren R, wofür man bei Kugelflaschen allgemein den Ausdruck Capacität gebrauchen kann.
Sind R und r sehr wenig verschieden und setzt man: 〈…〉 und 〈…〉 , so geht obige Gleichung in 〈…〉 über, welche mit der von Poisson für den speciellen Fall, dass die Glasdicke gegen den Radius der kleinsten Krümmung sehr klein ist, entwickelten Formel identisch ist.
190Ein in einem Zimmer von gewöhnlichen Dimensionen auf - gestellter Conductor wird hinsichtlich der Capacität der Flasche, die er mit den Zimmerwänden und dem Fussboden bildet, ohne sehr grossen Fehler als im Centrum einer Hohlkugel von 3 m Radius befindlich betrachtet werden können. Ist der Conductor eine Kugel von 0,15 m Durchmesser, so ist seine Capacität, da k hier gleich 1 ist, nach Gl. (5) 〈…〉 .
Die Capacität einer innen und aussen belegten Glaskugel von 0,15 m innerem Durchmesser und 2 mm Glasdicke ist da - gegen, wenn k = 2 gesetzt wird: 〈…〉 .
Das Verhältniss der Capacitäten beider Flaschen ist mithin: 1: 160.
Versuche die ich mit einer innen mit Spiegelbelegung versehenen Glaskugel anstellte, entsprachen diesem Verhältniss mit hinreichender Genauigkeit. Frei im Zimmer aufgehängt gab die Kugel mit einer abgeleiteten Batterie von 54 Daniell’schen Zellen eine Ablenkung von 0,3°, während dieselbe Kugel in Wasser eine Ablenkung von 52° gab. Bei der Unsicherheit der Abschätzung der mittleren Entfernung der Zimmerwände, so wie namentlich der mittleren Dicke des Glases ist diese Ueber - einstimmung grösser als erwartet werden konnte.
In statischer Anordnung auf der Oberfläche eines Körpers befindliche Elektricität kann daher stets als gebunden, latent, oder durch entgegengesetzte Elektricität auf anderen benachbarten Körpern beschäftigt betrachtet werden, und ein Unterschied zwischen beiden Elektricitätsarten ist nur im Standpunkte des Beobachters, ob in oder ausserhalb des thätigen Dielectricums, zu finden.
Vergleicht man nach der Formel (5) die Ladung oder Elek - tricitätsmenge Q und Q' zweier Kugelconductoren von verschie - dener Grösse, so ist: 〈…〉 (6) 〈…〉 .
191Die Elektricitätsmenge, welche durch gleiche elektrische Kräfte auf zwei in gleichen Räumen befindliche Kugelconductoren von verschiedener Grösse angehäuft wird, verhält sich daher nicht wie die Oberfläche derselben, sondern die Flächeneinheit der kleinen Kugel enthält mehr Elektricität, wie die der grossen, oder mit anderen Worten:
„ Die Dichtigkeit der Elektricität der kleinen Kugel ist grösser als die Dichtigkeit der Elektricität der grossen. “
Bezeichnet F die Oberfläche der Kugelconductoren, so ist 〈…〉 die Dichtigkeit.
Es ist dann: 〈…〉 und wenn R sehr gross gegen r ist: (7) 〈…〉 .
Die Dichtigkeiten zweier in sehr grossen Räumen befindlichen Kugelconductoren, welche so weit von einander entfernt sind, dass sie keine merkbare Influenz auf einander ausüben, verhalten sich daher umgekehrt wie die Durchmesser der Kugeln.
Es erklärt sich dies dadurch, dass der Vertheilungswider - stand hauptsächlich, in den den Kugeln zunächst liegenden Schichten des Dielectricums zu suchen ist. Je kleiner nun der Krümmungshalbmesser einer Fläche ist, desto schneller nehmen die aufeinander folgenden concentrischen Schichten an Ausdehung zu, mithin an Widerstand ab. Der auf die Flächeneinheit redu - cirte Vertheilungswiderstand ist daher bei der kleinen Kugel ge - ringer, wie bei der grossen, obschon der Abstand der Fläche der kleinen von der Umgrenzung des Zimmers grösser ist.
Ich habe noch nicht durch Versuche feststellen können, ob das durch die Gleichung (7) gegebene Verhältniss der Dichtigkeit der Elektricität auf der Oberfläche kugelförmiger Conductoren von verschiedener Grösse sich bestätigt. Ebensowenig sind mir Versuche mit Reibungselektricität bekannt, an denen direct ge - prüft werden könnte, ob dies Verhältniss mit dem Experiment übereinstimmt. Dagegen bietet der Ausdruck für die Ladung der Flaschendrähte hierzu sehr gute Anhaltspunkte. Nach Gleichung (4) ist:192 〈…〉 .
Man kann sich nun einen im Zimmer ausgespannten Draht vom Radius r als von einem leitenden Cylindermantel umgeben denken und die Elektricitätsmenge Q gleich der Flaschenladung zwischen dem inneren und äusseren Cylinder nach dieser Formel bestimmen. Die Dichtigkeit d der Elektricität auf der Oberfläche des inneren Cylinders ist dann: 〈…〉 d. i. die Elektricitätsmenge dividirt durch die Fläche.
Es ist mithin (8) 〈…〉 .
Setzt man nun R = 5 Fuss und substituirt für r nach ein - ander die Radien 1″, ½″, 1 / 12″, so erhält man: 〈…〉
In nachstehender Tabelle sind diese Werthe mit denen zu - sammengestellt, die Coulomb für die Dichtigkeit gleich dicker, durch Ansetzen an eine 8 zöllige Kugel elektrisirter Drähte an - giebt1)Riess, Lehrbuch der Elektricität Bd. I S. 174..
Tabelle XIII.
Die Berechnung stimmt mit der Beobachtung genauer wie zu erwarten überein, wenn man bedenkt, dass die Substitution193 eines cylindrischen und concentrischen Zimmers nur auf Schätzng beruht und weder der Einfluss der grösseren Dichtigkeit der Drahtenden, noch die Erschöpflichkeit der von Coulomb be - nutzten Elektricitätsquelle, d. i. einer elektrisirten 8zölligen Kugel in Rechnung gezogen ist.
Nach Gleichung 7 und 8 verhält sich die Dichtigkeit D der Kugel zu der Dichtigkeit d des angesetzten Cylinders: 〈…〉
Für r den Radius der von Coulomb benutzten 8zölligen Kugel, für r 'den Cylinder-Radius 1 und für R wie oben 60 ge - setzt, erhält man D: d = 1: 0,977, während Coulomb das Ver - hältniss 1: 1,28 fand. Es scheint hiernach R für Coulomb’s Ver - suche zu gross gewählt zu sein. Nimmt man für R 37 Zoll als die wahrscheinliche Entfernung seines Cylinders vom Fussboden, so erhält man 〈…〉
Je kleiner in der Formel 〈…〉 der Radius r wird, desto kleiner wird der Nenner des Bruches, desto grösser mithin die Dichtigkeit. Wird r verschwindend klein, so wird d = ∞. Hieraus folgt, dass die Dichtigkeit der Elektri - cität einer vollkommenen Spitze unendlich gross wird.
Es werden diese Beispiele ausreichend sein, um zu zeigen, dass Faraday’s Vermuthung, dass freie statische Elektricität, wo und in welcher Form sie auch auftritt, stets vermittels eines Di - electricums in materieller Wechselwirkung mit einer gleichen Quantität entgegengesetzter Elektricität steht, allem Anschein nach nicht mit Thatsachen — wenn auch mit manchen sehr sinnreichen und bisher allgemein anerkannten Theorien — in Widerspruch steht. Durch den Nachweis, dass die freie Elektricität und Flaschenelektri - cität als identisch betrachtet werden können, und dass die Anord - nung der Elektricität auf der Oberfläche der Conductoren in einigen13194wichtigen Fällen auch bei Elektricität hoher Spannung durch das nothwendige Gesetz der Molecularvertheilung begründet wird, ist die Frage berechtigt, ob die statische Anordnung der Elektricität auf der Oberfläche der Leiter nicht ausschliesslich als Folge der Molecularvertheilung aufgefasst werden kann.
Ich wage nicht diese wichtige Frage unbedingt zu bejahen, kann es auch nicht unternehmen, alle von der Form der Con - ductoren und ihrer gegenseitigen Influenz abhängigen Dichtig - keitsverhältnisse als durch das Gesetz der Molecularvertheilung bedingt[nachzuweisen], da mich dies weit über die Grenzen hin - ausführen würde, die ich der Ausdehnung der vorliegenden Arbeit stecken musste, glaubte jedoch durch die mitgetheilten Resultate berechtigt zu sein, diese Ansicht so lange für begründet zu er - klären, bis der Nachweis des Gegentheils geführt ist.
Es ist nicht anzunehmen, dass zwei von einander unab - hängige Ursachen die Dichtigkeit der Elektricität auf der Ober - fläche der Körper bedingen, von denen jede in einzelnen Fällen nicht nur die ganze Erscheinung erklärt, sondern sogar noth - wendig bedingt. Ist daher die Ansicht Faraday’s dass die elektro - statische Induction oder Vertheilung ausschliesslich eine Molecu - larwirkung, keine Folge der directen Anziehung und Abstossung der elektrischen Fluida ist, richtig — und nach den vorliegen - den Versuchen scheint mir kaum noch ein Zweifel darüber zu - lässig — so ist dieselbe auch die Ursache der Verschiedenheit der Dichtigkeit der Elektricität auf der Oberfläche leitender, elektrisirter Körper. Es kann daher die Kraft, mit welcher zwei elektrisirte Körper sich erfahrungsmässig anziehen, resp. abstossen, nicht gleichzeitig die erste Ursache der ungleichen Verbreitung der Elektricität auf der Oberfläche der Körper sein, oder mit anderen Worten: Die Anziehung und Abstossung ist nicht eine Eigen - schaft der elektrischen Fluida, sondern der elektrisirten Materie.
Poisson begründet seine Berechnungen der Dichtigkeit der Elektricität wesentlich auf die von ihm als nothwendig ange - nommene Bedingung, dass die Resultante aller anziehenden Wir - kungen der auf der Oberfläche eines Körpers befindlichen Elektri - cität für jeden beliebigen Punkt im Innern gleich 0 sein müsse, da anderenfalls eine Zerlegung der natürlichen Elektricität dieses Punktes und dadurch eine Störung des angenommenen Gleich -195 gewichtes eintreten müsse. Ist jedoch die Vertheilung ausschliess - lich eine Molecularwirkung des thätigen Dielectricums, so kann gar keine Zerlegung im Innern des Leiters durch Anziehungs - wirkung eintreten. Die erste Grundbedingung der Poisson’schen Rechnungen fällt daher fort. Wahrscheinlich wird sich die zweite Bedingung, „ dass die freie Oberfläche der elektrischen Schicht eine Gleichgewichtsfläche sein müsse “, aus dem Mole - cularvertheilungsgesetz herleiten lassen — wodurch der Wider - spruch zwischen beiden Theorien beseitigt würde.
Eine weitere Consequenz der Faraday’schen Theorie ist die gänzliche Verschiedenheit der Begriffe „ elektrische Kraft oder Spannkraft “und Dichtigkeit der Elektricität. Es zeigt sich diese Verschiedenheit am klarsten in der als richtig erwiesenen An - schauung, „ dass die Elektricitätsmenge jedes Flächenelements als durch einen elektrischen Strom von bestimmter kurzer Dauer durch das leitend gedachte Dielectricum hindurch “entstanden gedacht werden kann. Die Dichtigkeit oder die Elektricitäts - menge der Flächeneinheit entspricht daher der Stromstärke, nicht der elektromotorischen Kraft des Ohm’schen Gesetzes. Hiermit steht in scheinbarem Widerspruch, dass die Ausströmung und die Schlagweite der Elektricität, welche wir als unmittelbare Spannungserscheinungen zu betrachten gewöhnt sind, offenbar im Verhältniss der „ Dichtigkeit “stehen. Der von Licht - und Wärme - entwickelung begleitete Entladungsvorgang ist aber offenbar keine statische, sondern eine Bewegungserscheinung und von diesem Standpunkt aus zu betrachten.
Wenn man zwei dünne Glas - und Glimmerplatten einseitig mit Stanniol belegt und die nicht belegten Seiten so aufeinander legt, dass ein lufterfüllter Zwischenraum von geringer aber gleich - mässiger Dicke sich zwischen ihnen befindet, so erhält man be - kanntlich eine Lichterscheinung in dem ganzen lufterfüllten Raume, wenn man den so gebildeten Collector durch eine hinlänglich geladene Leydner Flasche ladet. Diese Lichterscheinung wieder - holt sich bei der Entladung des Collectors. Das Leuchten des Luftraums tritt nicht ein, wenn die Flasche sehr schwach geladen ist. Es beginnt bei einer ganz bestimmten Ladung und ver - stärkt sich von diesem Punkte an mit der Vergrösserung der Ladung der Flasche.
13*196Es liegt nahe, aus dieser Erscheinung den Schluss zu ziehen, dass die elektrische Polarisation der Molecüle eines Dielectricums, als welche wir die Molecularvertheilung betrachten müssen, ein bestimmtes, von der Natur und Dichtigkeit des Körpers abhän - giges Maximum nicht überschreiten kann, und dass ein Spannungs - oder Polarisations-Ueberschuss durch eine von Licht - und Wärme - entwickelung oder chemischer Action begleitete Bewegungser - scheinung noch unbekannter Natur ausgeglichen oder übertragen wird. Gesetzt, der Gesammtvertheilungswiderstand des Glases wäre gleich dem des Luftraumes zwischen den Glastafeln und die elektrische Kraft E wäre so gewählt, dass das Vertheilungs - maximum der Luft gerade erreicht wäre, so wäre, wenn v den Vertheilungswiderstand der Glasmasse bezeichnet, 〈…〉
Wird nun die wirksame elektrische Kraft E verdoppelt, so würde die Ladung 〈…〉 sein, wenn das Vertheilungsmaximum des Luftraumes nicht über - schritten wäre. Da dies nun aber nach der Voraussetzung schon bei der Hälfte dieser Ladung der Fall ist, so kann man sich die Ladung in zwei Theile zerlegt denken, von denen der eine gleich 〈…〉 , der andere durch 〈…〉 ausgedrückt werden kann, indem der Vertheilungswiderstand der Luftschicht für den zweiten Theil fortfällt. Es wird mithin die wirkliche Ladung des Collectors 〈…〉 sein.
Der Entladungsvorgang im lufterfüllten Raume muss daher gleich 〈…〉 sein. Das Arbeitsaequivalent dieser Ent - ladung im Innern des Dielectricums muss als Licht, Wärme oder Veränderung der Gruppirung der Körpermolecüle, d. i. als chemische Action, auftreten. Im vorliegenden Falle findet gleich - zeitig mit der Licht - und Wärmeentwickelung eine Umwandlung des Sauerstoffs der Luft in Ozon1)Ich habe diese Erscheinung zur Construction eines Apparates be - nutzt, der die Ozonisirung des Sauerstoffs durch inducirte Ströme bezweckt. statt.
197Wären die inneren, durch Luft getrennten Glasflächen leitend, so würde nur in dem Falle eine ganz gleiche, den ganzen lufterfüllten Raum erfüllende Entladung zwischen denselben ein - treten, wenn die Flächen absolut eben und parallel und die Dichtigkeit der Luft überall vollkommen gleich wäre. Anderen - falls würde die Entladung zuerst an den Stellen beginnen, die einander am nächsten oder deren elektrische Dichtigkeit am grössten wäre. Da durch die, die Entladung begleitende Erwärmung die von ihr ergriffene Luft verdünnt und ihr Vertheilungs - maximum dadurch progressiv vermindert wird, so muss sich jetzt die ganze Entladung da be - werkstelligen, wo sie einmal begonnen hat; es wird mithin anstatt einer allgemeinen Lichter - scheinung eine auf einen kleinen Raum be - schränkte — ein elektrischer Funke — auf - treten.
1)Zwei Glasröhren aus möglichst dünnem Glase, von denen die eine an einem Ende geschlossen und etwas enger ist, wie die andere, werden so in einander ge - setzt, dass der ringförmige Zwischenraum zwischen beiden Röhren überall gleich dick ist. Beide Röhren werden darauf an einem Ende zusammengeschmolzen und das äussere Rohr mit einem zum ringförmigen Raume führenden Ansatzrohr versehen. Das andere Ende des äusseren Rohres wird zu einem dünnen Rohre ausgezogen. Fig. 25 zeigt diesen Apparat in Auf - und Grundriss. Es wird hierdurch ein Glasrohr mit hohlen Wänden gebildet, deren Höhlungen durch zwei möglichst von einander entfernte Ansatzröhren in Verbindung mit der äusseren Luft stehen. Ist nun die äussere und[innere] Oberfläche des Glasrohrs mit einer metallischen Belegung versehen und werden die Draht - enden der secundären Spirale eines kräftigen Inductions - apparates mit Wagner’schem Hammer mit demselben leitend verbunden, so beginnt der Zwischenraum zwischen den Glasröhren zu leuchten und die in ihm befindliche Luft wird ozonisirt. Durch Hineinblasen in das eine An - satzrohr kann man die Luft leicht wechseln und auf diese Weise schnell grosse Mengen ozonisirter Luft erhalten.
198Dem analog kann man sich die Entladung eines Ansamm - lungsapparates mithin auch eines Conductors durch Ausstrahlungs - oder Entladungsfunken überall vorstellen. Eine an einem Con - ductor befindliche vollkommene Spitze muss stets „ ausströmen “, da die Dichtigkeit der Elektricität der Spitze unendlich gross ist, mithin bei den nächsten Luftschichten das Vertheilungs - maximum jedenfalls überschritten wird. Der „ Büschel “, d. i. die Entladungssphäre, wird sich so weit ausdehnen, bis in Folge der Erweiterung der Begrenzungsflächen des „ Büschels “die Ueberschreitung des Vertheilungs - oder Polarisationsmaximums der Luft nicht mehr stattfindet.
Nähert man dagegen einem geladenen Conductor eine ab - geleitete Kugel, so wird die Entladung beginnen, wenn bei der mit der Annäherung der Kugel schnell wachsenden Ladung zwischen Kugel und Conductor die Grenze des Polarisations - maximums der die Punkte grösster Dichtigkeit umgebenden Luft - schichten überschritten wird. Dadurch, dass in diesem der Ent - ladungsvorgang eintritt, wird die Luft erwärmt und verdünnt, und hierdurch das Polarisationsmaximum derselben progressiv vermindert. Die Entladung muss daher die entfernten, am stärksten polarisirten Lufttheile angreifen und sogleich eine voll - ständige werden und dabei auf eine geringe räumliche Ausdehnung beschränkt bleiben.
Wenn durch diese Auffassung des Entladungsvorganges auch noch nicht alle Erscheinungen genügend erklärt werden, so zeigt sie doch, dass die Thatsache, dass die Entladung durch Funken oder Büschel von der Dichtigkeit, nicht von der elektrischen Kraft abhängt, der Molecularvertheilungstheorie nicht wider - spricht.
Es liegt nicht in meiner Absicht, auf die im Obigen weiter entwickelte Theorie der „ elektrostatischen Molecularinduction “eine allgemeine elektrische Theorie zu begründen, da ich glaube, dass die Experimental-Untersuchungen hierzu noch nicht voll - ständig genug sind. Ich will nur schliesslich noch darauf aufmerksam machen, dass es sehr wahrscheinlich ist, dass der Sitz der Elektricität von den Leitern in die sie umgebenden Nichtleiter zu verlegen und sie selbst als eine elektrische Polari - sation der Molecüle der letzteren zu definiren ist. Die Leiter199 würden dann als nicht polarisirte Räume im elektrisch polari - sirten Medium mit der Eigenschaft, die Polarisation ihrer Umge - bung von einem Punkte ihrer Grenzfläche zu jedem anderen übertragen zu können, aufzufassen sein. Nimmt man an, dass der Vertheilungscoëfficient der Leiter sehr gross gegen den der Nichtleiter und proportional ihrer Leitungsfähigkeit, das Ver - theilungsmaximum derselben dagegen verschwindend klein ist — so scheinen alle Bedingungen zur Erklärung der Erscheinungen des elektrischen Stromes wie auch der Anziehung und Abstossung erfüllt zu werden.
(Organ f. Fortschr. d. Eisenbahnwesens Bd. 12, u. Zeitschr. d. deutsch-österreichischen Telegraphen - vereins Bd. 4.)
1857.
Unser Inductions-Schreibtelegraph besteht aus folgenden Theilen:
Das Relais dieses Apparates wird durch kurze inducirte Ströme von wechselnder Richtung in Bewegung gesetzt. Zu diesem Ende befinden sich die Polenden des in seiner Hülle drehbaren Elektromagneten zwischen den entgegengesetzten Polen zweier Stahlmagnete, welche so eingestellt werden, dass beide eine gleich starke Anziehung auf den als Anker dienenden Elektromagneten ausüben.
Geht nun ein Strom durch die Leitung und Relaiswindungen,202 so werden die Pole des Elektromagneten von dem einen Stahl - magneten angezogen und von dem anderen abgestossen, und der Anker geht zum Contacte; folgt sodann ein Strom von entgegen - gesetzter Richtung, so kehrt sich Anzug und Abstossung um, und der Anker kehrt zum isolirten Anschlage zurück.
Die momentanen Ströme von gleicher und entgegengesetzter Richtung werden mittels des Inductors auf folgende Weise erzeugt:
Der Eisenkern desselben ist mit einer aus stärkerem Drahte bestehenden primären und darüber mit einer secundären Spirale umwunden. Wird nun der Strom der gewöhnlichen Localbatterie mittels Niederdrücken des Tasters durch die primären Win - dungen geleitet, so ruft derselbe in dem weichen Eisenkerne einen starken Magnetismus und hierdurch in der secundären Spirale einen kräftigen Inductionsstrom hervor, welcher letztere die Leitung und alle eingeschalteten Relais durchläuft. Beim Unterbrechen des in der primären Spirale circulirenden Stromes, durch Loslassen des Tasters, entsteht in der secundären, mithin auch in der Leitung, ein zweiter gleichstarker Strom von ent - gegengesetzter Richtung, welcher ebenfalls die Leitung mit den eingeschalteten Relais durchläuft.
Durch den ersten, durch Niederdrücken des Tasters erzeug - ten Strom werden sämmtliche eingeschaltete Relais veranlasst, die Contacte der Schreibmagnete zu schliessen und die Striche auf dem Papiere zu beginnen; durch den beim Loslassen des Tasters entstehenden entgegengesetzten Strom wird die Ruhe - stellung der Relais wieder hergestellt und die Striche hören auf. Die Länge der Striche ist mithin, ganz wie bei dem gewöhnlichen Morse, von der Dauer des Niederdrückens des Tasters abhängig, die Art des Telegraphirens mithin ganz unverändert.
Die Vortheile, welche unsere Inductionstelegraphen bieten, bestehen:
Hierdurch wird der Uebergang von einem Systeme zum andern sehr wesentlich erleichtert.
Schreibapparat, Relais und Schlüssel dieses Apparates können fast um den nämlichen Preis wie beim Morse’schen Apparate204 geliefert werden. Es kommt dann nur noch der Inductor hinzu, wogegen aber die Linienbatterie und das Galvanoskop wegfallen.
Der Preis des Inductors richtet sich nach der Entfernung, welche direct durchsprochen werden soll. Beträgt diese gegen 20 bis 30 Meilen, so wird hierfür ein Inductor etwa 30 Thaler, für 100 Meilen aber 80 Thaler kosten.
Die durch die Inductoren veranlassten Mehrkosten werden durch die ersparten Batterien in kurzer Zeit ausgeglichen. Dass also durch die Anwendung unseres neuen Apparates, bei ver - mehrter Sicherheit des Ganges der Apparate, auch noch eine bedeutende Oekonomie erzielt wird, bedarf keines weiteren Be - weises.
Es sind bereits solche Apparate auf russischen, bayerischen und hannoverschen Linien in Thätigkeit und haben sich dieselben als vorzüglich bewährt. Es wurde dabei auf eine Entfernung von 200 Meilen direct ohne Translation mit Sicherheit gesprochen.
Der Preis eines solchen Apparates für die Zwecke des Eisen - bahnbetriebes stellt sich folgendermassen:
(Auszug aus Poggendorff’s Ann. d. Phys. u. Chem. 108 S. 608.)
1859.
Eine andere Batterie zu praktischen Zwecken, eine Ab - änderung der Daniell’schen, ist kürzlich von den HH. Siemens und Halske beschrieben worden. Die nebenstehende Figur zeigt ein Element derselben im senkrechten Durchschnitt. a ist das Glasgefäss, b ein unten etwas ausgeweitetes Glas - rohr, c ein senkrecht stehender, in mehreren Schneckenwindungen ge - bogener Streifen Kupferblech, d ein an demselben befestigter Draht, e eine dünne Pappscheibe, f das Diaphragma und g ein Zinkring mit Klemme.
Das Diaphragma besteht aus der durch concentrirte Schwefelsäure um - gewandelten Pflanzenfaser, welche, nach den HH. Verfassern, die Eigen - schaft besitzt, die Vermischung der beiden Flüssigkeiten dieser Säule voll - ständig zu verhindern, so dass sie monatelang constant bleibt, und kei - nen chemischen Verbrauch von Kupfer - vitriol und Zink zulässt. Zur Berei -
tung dieses Diaphragmas wird die aus der Papierfabrik bezogene Papiermasse gut ausgepresst, mit einem Viertel ihres Gewichts an englischer Schwefelsäure übergossen und so lange umgerührt, bis die ganze Masse eine homogene klebrige Structur angenommen206 hat. Darauf wird sie mit etwa der vierfachen Menge Wasser bearbeitet und sodann in einer Presse unter starkem Druck von dem überflüssigen sauren Wasser befreit, und zu ringförmigen Scheiben geformt, welche den Zwischenraum zwischen den Glas - wänden ausfüllen.
Sollen solche Elemente benutzt werden, so wird der innere Glascylinder mit Kupfervitriolkrystallen gefüllt, darauf Wasser hineingegossen und ebenso der ringförmige Zwischenraum mit Wasser gefüllt, dem bei der ersten Füllung etwas Säure oder Kochsalz zugesetzt wird. Man hat später nur darauf zu sehen, dass der innere Glascylinder immer mit Kupfervitriolstücken ge - füllt erhalten und das Wasser im äusseren Gefäss von Zeit zu Zeit erneut werde, damit es den durch den Strom gebildeten Zinkvitriol stets gelöst halten könne. Die zur Bildung des Zinkvitriols nöthige Schwefelsäure wird durch den Strom selbst durch das Diaphragma hin transportirt und somit gleichzeitig die aus dem zersetzten Kupfervitriol frei werdende Schwefelsäure entfernt. Dies ist von grosser Wichtigkeit, weil sonst die Kupfervitriollösung zu viel freie Schwefelsäure enthalten und dadurch die Löslichkeit des Kupfervitriols sehr vermindert würde. Nach den seit etwa 6 Monaten an solchen Batterien gemachten Erfahrungen ist die Wirkung derselben eine ausserordentlich constante; man kann sie, ohne Beeinträchtigung ihrer Wirkung, monatelang stehen lassen, wenn man nur Sorge trägt, dass immer Kupfervitriol im Glasrohr sichtbar ist, und das verdunstete Wasser ersetzt wird. Doch thut man wohl, etwa alle 14 Tage die Bat - terie auseinander zu nehmen, den Zinkcylinder vollständig zu reinigen, die Flüssigkeit abzugiessen und durch reines Wasser zu ersetzen. Ist der benutzte Kupfervitriol sehr eisenhaltig, so thut man wohl, die Elemente ganz umzukehren, damit auch die unter dem Diaphragma befindliche Kupferlösung, die dann sehr eisenhaltig ist, entfernt werde. Die Zinkringe dürfen nicht ver - quickt werden. Um die im Zink enthaltenen fremden Metalle, welche ungelöst zurückbleiben, von der Papiermasse getrennt zu halten, bedeckt man diese mit einem Ringe h von irgend einem lockeren Gewebe, welcher bei Reinigung der Batterie durch einen neuen ersetzt wird. Man kann denselben durch verdünnte Sal - petersäure, welche die ungelöst gebliebenen Metalle auflöst, leicht207 wieder brauchbar machen. Bei erneuter Füllung mit Wasser hat man darauf zu achten, dass sich der Raum unter dem Diaphragma vollständig mit Wasser anfülle. Zeigen sich Luftblasen, so lassen sich dieselben leicht durch Neigung des Glases entfernen. Der Widerstand derartiger Elemente ist nicht viel grösser als der von den gebräuchlichen kleinen Daniell’schen Elementen mit hart gebrannten Thonzellen. Sie eignen sich daher zu allen Linien - batterien, haben dagegen als Localbatterien in der Regel zu grossen Widerstand (Zeitschr. d. deutsch-österreich. Telegraphen - Vereins 1859).
(Dingler’s polytechnisches Journal Bd. 151 S. 377.)
1859.
Die Polenden eines in seiner Hülle drehbaren Elektromag - netes A (Fig. 27) befinden sich zwischen den entgegengesetzten Polen zweier Stahlmagnete B, B'. Die auf einem Schlitten C
angebrachten Magnete werden so eingestellt, dass beide eine gleich starke Anziehung auf den als Anker dienenden Elektro - magnet ausüben. Am drehbaren Magnete ist ein Arm D be - festigt, welcher in zwei Arme d, d' mit den Hakenfedern e, e 'ausläuft. Diese Haken greifen in die Zähne eines kleinen Rades f, welches durch jede hin - oder rückgehende Bewegung des Hebels D um einen halben Zahn gedreht wird.
Die Haken haben über den Eingriff hinaus einen vom Rade abwärts gebogenen Ansatz, gegen welchen eine Schraube g, g' stösst, wenn die Bewegung des Armes durch Anschlag an die Stellschrauben h, h' ihr Ende erreicht. Hierdurch wird das Fort - schleudern des Rades nach Vollendung der vorgeschriebenen14210Drehung verhindert, wie aus der Special-Zeichnung des Rad - eingriffs (Fig. 28) im dreifachen Massstabe ersichtlich.
Die Axe des Rades trägt den Zeiger.
Wenn nun die Leitung und die Windungen des Magnets von einem Strome durchlaufen werden, so werden die Pole des
Elektromagnets von einem Stahlmag - nete angezogen und von dem andern abgestossen und das Rad f dadurch um einen Zahn gedreht. Folgt darauf ein gleich starker Strom von entgegen - gesetzter Richtung, so kehrt sich An - zug und Abstossung der Magnete um und es folgt eine zweite Fortbewe - gung des Zeigers etc.
Die zur Fortbewegung des Zei - gers nothwendigen gleichen und ent - gegengesetzten Ströme werden durch einen Magnet-Inductor erzeugt, wel - cher in Fig. 29 besonders dargestellt ist, und dessen Construction wesent - lich von bisher bekannten Construc - tionen abweicht.
Ein Fig. 29 im Querschnitt und im Aufrisse sichtbarer Eisencylinder E ist in der im Durchschnitt angege - benen Weise der Länge nach mit zwei einander gegenüberstehenden 7 / 16 des Durchmessers tiefen und etwa ⅔ des Durchmessers breiten Einschnitten versehen, wodurch er ungefähr die Form eines Galvanometer-Rahmens erhält.
Diese, der Länge nach um den so gebildeten Eisenrahmen herumlaufende Nuth ist mit übersponnenem Kupferdraht derartig umwunden, dass die cylindrische Form der Eisenstange durch die Windungen wieder ausgefüllt wird.
Auf den Enden des so bewickelten Eisencylinders werden die ausgedrehten Büchsen F, F 'mit den Axen f, f' befestigt, welche die Lagerzapfen des Cylinders bilden.
Derselbe dreht sich zwischen den Polen mehrerer mit ge -211 ringen Zwischenräumen auf einander gelegter kleiner Stahl - magnete G, G'.
Diese Stahlmagnete bestehen aus magnetisirten Stahlstäben, welche da, wo sie dem Cylinder E gegenüberstehen, einen kreis -
segmentförmigen Ausschnitt haben, welcher von dem Cylinder mit geringem Zwischenraum ausgefüllt wird. Die hinteren Enden der Magnetstäbe sind durch weiches Eisen hufeisenförmig ver - bunden.
Der Cylinder E dient mithin sämmtlichen Magneten als ge - meinschaftlicher Schliessungs-Anker. Wird derselbe nun umge - dreht, so kehrt sich bei jeder halben Umdrehung der Magnetis - mus im inneren flachen Eisenkerne der Spirale um und es ent - steht jedesmal ein der Grösse des durch ihn gebundenen Magne - tismus proportionaler Strom in den zu einem leitenden Kreise geschlossenen Windungen.
Die auf einander folgenden Ströme haben wechselnde Rich - tung und genau gleichen magnetischen Werth.
Die Drehung des Cylinders wird durch das Triebrad T be - wirkt, welches in das Rad L greift. An der Axe dieses Rades14*212ist die Kurbel H befindlich, welche sich auf dem mit den Buch - staben und Ziffern des Telegraphen beschriebenen Zifferblatt I dreht.
Die Handhabe der Kurbel H kann durch einen leichten Handdruck niedergedrückt werden. An ihrer unteren Fläche ist eine federnde Nase befestigt, welche dann in dem nächsten der Einschnitte i, welche am Rande des Zifferblattes angebracht sind, einfällt und das Rad L und den Cylinder E arretirt.
Die Enden des Umwindungsdrahtes communiciren mit dem einen Drahtende des Umwindungsdrahtes des zugehörigen Tele - graphen (dessen anderes Ende mit der Leitung verbunden ist) und der Erde.
Die so eingeschalteten Telegraphen beider Stationen werden mithin bei jeder halben Umdrehung des Cylinders E um einen Zahn vorrücken. Damit der Umwindungsdraht des Inductors nicht unnöthig von dem ankommenden Strome durchlaufen zu werden braucht, ist an dem unteren Ende des Cylinders E ein Contact K angebracht, durch welchen der Inductor in sich ge - schlossen wird, wenn der Cylinder E in der Ruhestellung sich befindet, in welcher Lage während der Drehung kein Strom in den Windungen circulirt.
Die Vortheile des beschriebenen Magnetinductors vor den bisher bekannten bestehen in Folgendem:
1) Bei den bekannten Magnetinductoren entstehen während einer Umdrehung vier abgesonderte Ströme: einer bei Ent - fernung eines Eisenpoles von einem Magnetpole, ein zweiter gleichgerichteter bei Annäherung an den andern Pol des Magnetes, ein dritter entgegengesetzter bei Entfernung von diesem und ein vierter ebenfalls entgegengesetzter bei Annäherung an den ersten Magnetpol.
Stöhrer machte die beiden bei Annäherung und Entfernung von einem Pole entstehenden Ströme durch einen Commutator gleichgerichtet und benutzte sie auf diese Weise zur Magnetisirung der Elektromagnete.
Bei dem beschriebenen Inductor kommen nur zwei kurze, aber kräftige Strömungen vor und der Commutator fällt ganz fort.
2) Die Trägheit des rotirenden Cylinders ist bei gleicher Stärke des inducirten Stromes kaum 1 / 25 so gross wie bei Stöhrer’ -213 schen, Sinsteden’schen und anderen bisher gebräuchlichen Con - structionen. Man kann daher ohne alle Beschwerde die Rotation des Cylinders in der beschriebenen Weise durch die Hand be - wirken, oder, wenn man ein Laufwerk und Arretirung durch Tasten vorzieht, ohne besondere Beihülfe die Rotation durch das Laufwerk allein in Gang setzen.
3) Man kann anstatt zweier grosser eine unbegrenzte Zahl kleiner Magnete verwenden. Da die Tragweite der Magnete sich wie die Wurzeln aus ihrem Gewichte verhalten, so erhält man von demselben Stahlgewichte bei dem beschriebenen Inductor unverhältnissmässig kräftigere Wirkungen. Man spart mithin bei dieser Construction nicht allein wesentlich am Stahlgewichte, sondern kann durch sie die Stärke der elektromagnetischen Ströme unbegrenzt und ohne unverhältnissmässig grösseren Kostenauf - wand vergrössern, was bei den anderen Constructionen nicht der Fall ist.
(Zeitschr. d. deutsch-österr. Telegr. -Vereins. Bd. 7.)
1860.
Die Störungen, welche ausgedehntere submarine elektrische Telegraphenlinien seither nur zu oft erfahren, sind in fast allen Fällen durch eine allmälige Abnahme der Isolation veranlasst worden. Bei der Ausbesserung dieser Linien fand man in der Regel, dass die Guttapercha an einzelnen Stellen durch die elek - trolytische Wirkung des zum Betriebe der Linie benutzten Stromes zerstört worden, und zwar an den Stellen, wo die Dicke der isolirenden Schicht von Hause aus geringer war als die durch - schnittliche, sei es in Folge irgend einer mechanischen Verletzung, sei es, wie häufiger der Fall war, in Folge einer Blase im Ma - terial, welche vom Wasser eingedrückt worden, oder in Folge einer excentrischen Lage des Drahtes.
An solchen Stellen, wo die isolirende Guttaperchaschicht von gleichförmiger und genügender Dicke war, ist nie eine Zer - setzung oder theilweise Zerstörung des Materials wahrgenommen worden, selbst wenn die Linie Jahre lang in Betrieb gewesen. Die Schnelligkeit, mit der das Werk der Zerstörung an fehler - haften Stellen fortschreitet, hängt ganz von der Intensität und der Dauer des beim Betriebe der Linie angewendeten Stromes ab. In langen Linien treten, wegen des grösseren Widerstandes des metallischen Leiters, Störungen verhältnissmässig rascher ein. Ihr Fortschritt kann durch Anwendung schwacher und alterni -216 render Ströme beim Betriebe verzögert, aber nie ganz aufgehalten werden, und es ist als feststehend anzunehmen: so lange dünne Stellen im isolirenden Guttaperchaüber - zuge eines submarinen Kabel nicht ganz vermieden sind, so lange wird ihre Isolation allmählich immer schlechter werden. Es ist also in erster Linie von Wichtigkeit, alle Unregelmässig - keiten in dem isolirenden Ueberzuge möglichst zu vermeiden. Das verwendete Material muss daher vollkommen homogen sein; es muss in mehreren dicht aufeinander schliessenden Lagen auf den Draht gebracht werden; Luftblasen müssen durchaus vermieden und die Concentricität des ganzen Ueberzuges muss durch An - wendung vollkommener Maschinen und Vermeidung jedes Anhal - tens während des Processes des Ueberziehens, wobei die ver - schiedenen Lagen des Ueberzuges durch die Hitze erweichen könnten, gesichert werden.
In neuerer Zeit hat die Operation des Ueberziehens elek - trischer Leiter mit Guttapercha und Zwischenlagen von der unter dem Namen „ Chatterton’s Mischung “bekannten Composition wichtige Vervollkommnungen erfahren, wie man aus der That - sache ersehen kann, dass die für die Strecke Rangoon-Singa - pore jetzt in Ausführung begriffene Kabel 10 mal besser isolirt sind, als die Kabel der Linien im rothen Meer und nach Indien vor deren Legung.
Diese bemerkenswerthe Verbesserung ist durch die von der Guttapercha-Company auf die Fabrication verwendete grosse Sorgfalt, verbunden mit einem System fortlaufender genauer Untersuchungen, mit denen wir von der britischen Regierung beauftragt sind, erreicht worden. Diese Untersuchungen sind der Hauptsache nach dahin gerichtet, die specifische Leistungsfähig - keit einer jeden Meile des überzogenen Drahtes zu ermitteln; alle Strecken, deren Leitungsfähigkeit unter einer gewissen fest - gesetzten Grenze bleibt, werden verworfen.
Die ausserordentliche Veränderlichkeit der Leitungsfähigkeit der im Handel vorkommenden Kupfersorten sind Gegenstand einer sehr gediegenen, auf Veranlassung der britischen Regierung von Herrn Dr. Mathiessen ausgeführten Untersuchung geworden, welche bereits veröffentlicht wurde.
217In der Praxis fanden wir, dass bei den mit der grössten Sorgfalt zu Telegraphenleitungen ausgewählten Kupferdräthen Schwankungen des Leitungsvermögens bis zu 20 pCt. vorkommen, und dass das reinere Kupfer stets auch das besser leitende ist.
Die Messungen des Leitungsvermögens für jede einzelne Meile des isolirten Drahtes sind unerlässlich, nicht nur um man - gelhaftes Material ausschiessen zu können, sondern auch um einen vollständigen Nachweis über die Leitungsfähigkeit jedes einzelnen Theiles der fertigen Kabel zu gewinnen, ohne welchen es später nicht möglich ist, etwa vorkommende Beschädigungen durch gal - vanische Versuche und Rechnung dem Orte nach genau zu be - stimmen.
Am schwierigsten und gleichzeitig am wichtigsten sind die Versuche zur Bestimmung der Leitungsfähigkeit der isolirenden Umhüllung1)Um allen Missverständnissen vorzubeugen, erlauben wir uns, den geehrten Leser daran zu erinnern, dass Guttapercha, Kautschuck, sowie alle Körper, die wir Isolatoren zu nennen pflegen, dies nicht im absoluten Sinne des Wortes sind, dass vielmehr alle Körper die Elektricität mehr oder weniger leiten und die Leitungsfähigkeit der sogenannten Isolatoren nur im Vergleich zu der der Metalle ausserordentlich gering ist. Die Er - fahrung hat indess gelehrt, dass selbst diese geringe Leitungsfähigkeit der Guttapercha bei langen unterseeischen Leitungen, wo es sich um eine sehr ausgedehnte und verhältnissmässig dünne Schicht dieses Materials handelt, nicht ganz verschwindend ist, weshalb sie oben mit in die Unter - suchung gezogen. für jede Meile des überzogenen Leitungsdrahtes; denn es genügt nicht, gröbere Fehler oder Löcher zu finden, sondern es müssen auch die Stellen, wo der Draht excentrisch liegt, Blasen und andere kleinere Mängel im isolirenden Material ermittelt werden; alle Theile des Leitungsdrahtes, bei welchen das isolirende Material in Bezug auf Leitungsfähigkeit sich nicht in dem vollkommensten Zustande erweist, sind zu verwerfen.
Zu dem Ende war es zuvörderst nöthig, die Leitungsfähig - keit des zur Isolation der Drähte benutzten Materials zu be - stimmen; vorläufige Versuche lehrten, dass diese Leitungsfähig - keit bei constanter Temperatur hinlänglich gleichmässig ist.
Der Einfluss der Temperatur auf die Leitungsfähigkeit der Guttapercha und anderer isolirender Körper ist kürzlich von dem wissenschaftlichen Comité, das die britische Regierung mit tele -218 graphischen Untersuchungen betraut hat, gründlich erforscht worden; doch ist der Bericht über diese Untersuchungen noch nicht veröffentlicht. Für unseren vorliegenden Zweck genügt es, die Thatsache mitzutheilen, dass nach diesen Versuchen die Leitungsfähigkeit der Isolirschicht bei den für die Strecke Ran - goon-Singapore bestimmten Kabeln zwischen den Temperaturgren - zen von 41 bis 80″ Fahrenheit (oder 5 bis 27° Celsius) nahe im Verhältniss von 1: 7 zunahm. Das Verhältniss dieser enormen Zunahme ist indess keineswegs constant; in Ermangelung er - schöpfender und verlässlicher experimenteller Resultate fanden wir es daher rathsam, alle unsere Prüfungen bei derselben Tem - peratur und zwar bei 75° F. (24 °C. ) auszuführen. Dieser ver - hältnissmässig hohe Temperaturgrad hat den Vortheil, dass er nach der späteren Legung der Kabel in der Wirklichkeit selten über - schritten wird, und dass, da bei dieser Temperatur das Leitungs - vermögen fast 7 mal grösser ist als bei der Wintertemperatur von 41° F., der Einfluss kleinerer Fehler auf die Messinstrumente verhältnissmässig wahrnehmbarer ist. Um diese Gleichförmigkeit der Temperatur möglich genau zu erzielen, liess man die zu untersuchenden Drahtringe 24 Stunden hindurch in einem Be - hälter mit Wasser liegen, dessen Temperatur auf 75° erhalten wurde; dann wurden sie herausgenommen, in den mit Wasser von derselben Temperatur gefüllten und hermetisch verschliess - baren Versuchskasten gebracht und einem hydraulischen Druck von mindestens 600 Pfund auf den Quadratzoll ausgesetzt, damit das Wasser in die etwa vorhandenen Höhlungen oder Risse eindringe.
Es ist eine bemerkenswerthe Thatsache, welche durch Beobachtungen an Kabeln während der Operation des Einsenkens bekräftigt worden, dass unter hydrostatischem Druck die Lei - tungsfähigkeit der Guttapercha sich merklich vermindert, nach Aufhören des Druckes jedoch sich wieder bis etwas über den ursprünglichen Werth steigert. Bei Drahtringen mit geringen Fehlern dagegen erzeugt die Zunahme des äusseren Druckes keine Zunahme oder selbst eine Abnahme des Isolationsvermögens; dies bietet den Schlüssel um Mängel zu ermitteln, die auf andere Weise nicht wahrnehmbar sein würden.
Die gewöhnliche Methode der Messung des Leitungsvermö -219 gens und der Isolation von Leitungen durch die Nadelablenkun - gen gewöhnlicher Galvanometer, würde für den vorliegenden Zweck ganz unzureichend sein.
Es war nöthig, das Leitungsvermögen sowohl des Leitungs - drahtes, wie der isolirenden Bedeckung in einfachen Zahlen - werthen nach Widerstandseinheiten auszudrücken.
Als Widerstandseinheit haben wir den Widerstand einer Quecksilbersäule von 1 Meter Länge und 1 Quadratmillimeter Querschnitt, bei der Temperatur 0″ gemessen, angenommen. Die Vortheile dieser Einheit sind von Werner Siemens in einem Auf - satze in Poggendorffs Annalen (siehe das vorige Heft dieser Zeit - schrift S. 55) dargelegt.
Indem wir den Leitungswiderstand des Drahtes sowohl, wie den des isolirenden Mittels in einer bestimmten Widerstandsein - heit ausdrücken, erlangen wir nicht nur den Vortheil einer ge - naueren Vergleichung zwischen den Resultaten verschiedener Messungen, sondern wir gewinnen auch, wenn später die ein - zelnen Drahtadern zu einem einzigen Kabel vereinigt sind, ein treffliches Mittel, den elektrischen Zustand derselben zu prüfen, indem wir, unter Beachtung der etwa obwaltenden Temperatur - verschiedenheit, den Gesammtwiderstand des Leiters wie des isolirenden Mittels mit der Summe der früheren, bei Unter - suchung der einzelnen Drahtadern gefundenen Widerstände, ver - gleichen.
Der Hauptvortheil dieses Systems von Messungen aber ist der, dass es die Möglichkeit bietet, später, nach der Einsenkung, in dem am Meeresgrunde liegenden Kabel den Ort einer etwa eingetretenen Beschädigung durch Strommessungen und Rechnung zu bestimmen.
Behufs der praktischen Ausführung dieses Systems von Prü - fungen construirten wir zunächst Widerstandsrollen von bekann - ter Widerstandsgrösse, welche dergestalt miteinander verbunden werden können, dass der Gesammtwiderstand sich in den Gren - zen von 1 bis 10,000 Einheiten beliebig ändern lässt.
Durch Einschaltung dieses änderbaren Widerstandes in einen Zweig der Wheatstone’schen Brücke, kann der Widerstand des Kupferdrahtes, sowie der der isolirenden Hülle einer Kabel von beträchtlicher Länge leicht bestimmt werden. Wenn es sich220 aber um Messung von Widerständen handelt, die jenseits jener Grenzen liegen, so geben wir der Wheatstone’schen Brücke eine etwas andere Anordnung, indem wir auch die festen Zweige derselben veränderlich machen.
Seien A, B, C, D in der nebenstehenden Skizze die 4 Zweige
einer Wheatstone’schen Brücke, A C und B D sind in Verbin - dung mit dem Galvanometer A B und C D mit den Polen der Batterie.
Bekanntlich besteht zwischen den Widerständen der 4 Zweige die Relation 〈…〉 , wenn der Strom im Galvanometerzweige 0 ist, die Nadel des Instrumentes also in der Ruhelage bleibt. Bei der gewöhnlichen Anordnung pflegt nun A = B zu sein, es wird also dann der unbekannte Widerstand D direct durch C gemessen. Ein an Stelle von C eingeschalteter veränderlicher Widerstand (Rheostat) von 1 bis 10,000 Widerstandseinheiten, erlaubt also nur die Messung von Widerständen, welche inner - halb dieser Grenzen liegen. Wenn aber auch A und B verän - derlich eingerichtet werden, sodass jedes derselben nach Belieben die Werthe 10, 100 oder 1000 erhalten kann, so sind wir im Stande, mit derselben Genauigkeit Widerstände zwischen 0,01 und 1 Million Einheiten zu messen. Durch diese Anordnung können wir den Widerstand von Kupferdrähten jeder Länge, sowie den Widerstand der Isolationsschicht langer Kabeln bis auf 0,2 pCt. genau bestimmen.
Für die Prüfung kurzer Kabelenden oder längerer Kabeln, für welche besser isolirendes Material, wie etwa Kautschuk oder Wrays Mischung1)Wray’s Mischung besteht dem Vernehmen nach aus Kautschuck, Schellack, und feinem Quarzpulver. Wir werden in einem der nächsten verwendet worden, ist indess diese Methode221 nicht mehr anwendbar; denn Widerstandsrollen von so bedeu - tender Verschiedenheit des Leitungswiderstandes, wie dann nöthig wären, können ohne Nachtheil für die Genauigkeit nicht ange - wendet werden, hauptsächlich deshalb, weil die dann erforderliche grössere Batteriestärke die kürzeren Zweige beträchtlich erwär - men und ihren Widerstand verändern würde, was erhebliche Fehler im Resultate veranlassen würde.
Es war daher nöthig, zur Messung des Widerstandes der isolirenden Schicht von kürzeren Kabelenden, etwa von 1 Knoten1)Knoten am Logseile, Einheit bei der Bestimmung der Geschwin - digkeit von Schiffen mittels des Log = ¼ geogr. Meile. Länge, ein anderes Verfahren anzuwenden. Wir benutzen für solche Zwecke eine sehr empfindliche Sinusboussole, oder, wenn die Localität es gestattet, ein Weber’sches Spiegelgalvanometer mit 40,000 Umwindungen und magnetischem Spiegel. Mit Hülfe eines regulirenden Magnets kann die Empfindlichkeit dieses In - struments im Verhältnisse von 1: 100 verändert werden.
Da die Astaticität der Nadeln des Sinusgalvanometers Ver - änderungen unterworfen ist, so muss die Constante des Instru - mentes während der Messungen zu wiederholten Malen bestimmt werden.
Die Ablesungen des Instrumentes nach Graden führen wir mittels der Formel 〈…〉 auf Widerstandseinheiten zurück; darin ist R der zu messende Isolationswiderstand, φ der abgelesene Nadelausschlag, sin φ 'die Constante des Instrumentes und n die Anzahl der zur Batterie verwendeten Elemente. Die Herleitung dieser Formel findet man im ersten Anhange.
Dies Verfahren ist jedoch nur zur Messung grosser Wider - stände innerhalb gewisser enger Grenzen anwendbar. Beim Fortschritt der Fabrication der Kabel nimmt aber, in dem Masse, wie die Länge der Kabel wächst, der Isolationswiderstand fort - während ab, und das Instrument würde bald zu empfindlich sein. 1)Hefte dieser Zeitschrift zusammenstellen, was über diese und andere zum Ersatz der Guttapercha bei Unterseekabeln vorgeschlagenen Mischungen bisher bekannt geworden.222Man könnte es allerdings in gleichem Masse unempfindlicher machen, aber indem man damit fortführe, würde es schliesslich nicht mehr empfindlich genug sein, um den Widerstand der letzten an die Kabel gehängten Drahtader mit Genauigkeit zu messen. Es musste also auf ein Mittel gedacht werden, um die ursprüngliche Empfindlichkeit des Messinstrumentes unverändert zu erhalten, wenn auch der Widerstand allmählich abnimmt. Zu dem Ende wurde über die Drahtwindungen der Sinusboussole noch eine zweite Lage von verhältnissmässig wenigen Windungen gelegt, und durch diese permanent der Strom einer kleinen con - stanten Batterie geleitet. Der zur Prüfung der Isolation dienende Strom geht durch die inneren, ursprünglichen Umwindungen des Instrumentes; der Strom in den äusseren Windungen geht in entgegengesetzter Richtung und wird durch Einschaltung von Widerständen so regulirt, dass er die Einwirkung des anderen auf die Magnetnadel gerade aufhebt, diese also in der Ruhelage verbleibt.
Wächst die Länge der Kabel, so muss der Widerstand in der Kette der äusseren Umwindungen soweit vermindert werden, bis das Gleichgewicht an der Nadel wieder hergestellt ist, und da der Werth der Widerstandsänderung in Einheiten bekannt ist, so braucht man diese Zahl nur mit dem festen Verhältniss zwischen den Einwirkungen beider Umwindungen auf die Nadel zu multipliciren, um das gewünschte Resultat zu erhalten.
Sei W der Widerstand der inneren Umwindungen der Sinus -
boussole, W1 der ihnen hinzugefügte Widerstand, m die Anzahl der Elemente der Batterie, welche in diesen Kreis eingeschaltet ist; ferner w der Widerstand der äusseren (Hülfs -) Umwindun -223 gen1)In der Skizze sind dieselben, der grösseren Deutlichkeit wegen, nicht über, sondern neben die anderen gezeichnet., w1 der in diesen Kreis eingeschaltete Widerstand und n die Anzahl der Elemente der zugehörigen Batterie; endlich K ein Zahlencoefficient, welcher das constante Verhältniss zwischen den Einwirkungen beider Umwindungen auf die Nadel darstellt. Alsdann haben wir: 〈…〉 oder 〈…〉 . Wird an Stelle von W' jetzt der bekannte Widerstand x der Kabel eingeschaltet. und w' so verändert (in V), dass die Nadel wieder in der Ruhelage verbleibt, so ist, wenn der grösseren Allgemeinheit wegen angenommen wird, dass die Zahl der Ele - mente in den Batterien auch nicht mehr dieselben seien wie zuvor, sondern resp. M und N: 〈…〉 oder 〈…〉 und nach Einführung des obigen Werthes von K 〈…〉 Der Hauptvortheil dieser Anordnung besteht darin, dass die Empfindlichkeit des Instrumentes ungeändert bleibt, da der durch die Isolationsschicht gehende Strom stets mit seiner ganzen Stärke auf die Nadel wirkt, während diese jedoch stets auf o zurück - geführt wird. Bei der Messung des Isolationswiderstandes kurzer Kabelenden, wo dieser Widerstand also sehr gross ist, kann der Widerstand der beiden Umwindungen des Instrumentes, W und w vernachlässigt werden und man kann sich alsdann der abge - kürzten Formel 〈…〉 bedienen. Der Coefficient K ist unabhängig von der Empfind - lichkeit des Instrumentes und braucht nur ein für alle mal be - stimmt zu werden.
Die Versuche sind somit auf eine sehr leichte und einfache Methode zurückgeführt.
Um den Isolationszustand isolirter Drähte aus dem speci -224 fischen Leitungsvermögen der verwendeten Materialien zu be - rechnen, und umgekehrt, benutzen wir die Formel: 〈…〉 , deren Herleitung von Werner Siemens in Poggendorffs Annalen Jahrg. 1857 veröffentlicht worden, und im Anhange II im Aus - zuge mitgetheilt ist.
Diese Methode reicht zur Bestimmung des Widerstandes der isolirenden Schicht und des Leitungsdrahtes bei Kabeln von allen Längen aus; sie umfasst aber nicht die zur Bestimmung ihres Vertheilungsvermögens nöthigen Versuche.
(Poggendorff’s Ann. d. Phys. u. Chem. Bd. 109 S. 355.)
1860.
Als ich am 14. April v. J. mit den mich zur Anlage der Telegraphen-Linie durch das Rothe Meer begleitenden Ingenieu - ren die Cheops-Pyramide erstieg, hatten wir Gelegenheit, eine ungewöhnlich starke elektrische Erscheinung auf dem Gipfel der - selben zu beobachten.
Als wir des Morgens früh Cairo verliessen, war der Himmel wie gewöhnlich heiter und klar und kaum eine Luftbewegung bemerkbar. Eine leichte blassrothe Färbung des südwestlichen Horizonts schien aber meinen Eseltreiber zu beunruhigen. Er deutete mehrfach nach jener Stelle hin und schien aus ihr den Grund zu einer energischeren Antreibung meines Trägers zu entnehmen.
Um 9½ Uhr langten wir am Fusse der Pyramide an und befanden uns etwa 20 Minuten später auf dem Gipfel derselben, weniger in Folge eigener Anstrengung als der kräftigen Impulse, die einem Jeden von uns durch drei kräftige Araber zu Theil wurden, welche uns gleich Waaren-Ballen von einer Stufe auf die andere warfen. Oben angekommen, empfanden wir eine kalte, scharfe Luftbewegung. Die Röthung des südwestlichen Horizonts war in eine bis zum Zenith ausgedehnte, farblose Trübung übergegangen, so dass wir anstatt der gehofften Ueber - sicht über das Nilthal und die Stadt Cairo nur schwache Um - risse der nächstgelegenen Gegenstände wahrnehmen konnten. 15226Wir lagerten uns hinter den Steinblöcken, welche vereinzelt auf dem abgeplatteten Gipfel dieser Pyramide liegen, um uns von den Anstrengungen unseres unfreiwilligen Wettlaufs zu erholen und gegen den kalten, immer stärker blasenden Wind zu schützen.
Es war interessant zu beobachten, wie der aufgewirbelte Wüstenstaub, der die Ebene bereits mit einem undurchsichtigen gelben Schleier bedeckte, immer höher an der Pyramide empor - stieg. Als er auch die höchsten Stufen derselben erreicht hatte, vernahmen wir ein sausendes Geräusch, welches ich der wachsen - den Gewalt des Windes zuschrieb. Die Araber, welche um uns her auf den nächsten Stufen kauerten, sprangen jedoch mit dem Rufe Chamsin plötzlich auf und hielten den ausgestreckten Zeige - finger in die Höhe. Es liess sich jetzt ein eigenthümlich zischen - der Ton, ähnlich dem Ton des „ singenden “Wassers, hören. Wir glaubten anfangs, die Araber brächten diesen Ton hervor, doch überzeugte ich mich bald, dass derselbe ebenfalls entstand, als ich mich auf den höchsten Punkt der Pyramide stellte und meinen eigenen Zeigefinger hoch empor hielt. Dabei war ein leises, kaum auffallendes Prickeln der dem Winde entgegenge - richteten Hautfläche des Fingers bemerkbar. Ich konnte diese von uns allen constatirte Thatsache nur als eine elektrische Er - scheinung deuten, und als solche erwies sie sich auch in der That. Als ich eine gefüllte Weinflasche, deren Kopf mit Stan - niol bekleidet war, empor hielt, hörte ich denselben singenden Ton wie bei Aufhebung des Fingers. Während dessen sprangen von der Etiquette fortwährend kleine Funken zu meiner Hand über und als ich darauf den Kopf der Flasche mit der anderen Hand berührte, erhielt ich eine heftige elektrische Erschütterung, während ein glänzender Funke vom metallenen Kopfe der Flasche in meine Hand übersprang. Es ist klar, dass die durch den feuchten Kork mit der Metallbelegung des Kopfes der Flasche in leitender Verbindung stehende Flüssigkeit im Innern der - selben, die innere Belegung einer Leydener Flasche bildete, während Etiquette und Hand die abgeleitete äussere vertraten. Auch eine entkorkte Flasche lud sich auf gleiche Weise, nament - lich dann, wenn die Oeffnung gegen den Wind geneigt wurde, wie Dr. Esselbach durch einen heftigen Schlag erkannte, den er empfand, als er dieselbe an den Mund setzte. Als ich die227 äussere Belegung meiner Flasche durch Umhüllung derselben mit angefeuchtetem Papier aus unserem Proviantkorbe vervoll - ständigt hatte, wurde die Ladung derselben so stark, dass ich mich ihrer als einer sehr wirksamen Vertheidigungswaffe be - dienen konnte. Nachdem die Araber nämlich einige Zeit mit Verwunderung unserm Treiben zugesehen hatten, kamen sie zu der Ueberzeugung, wir trieben Zauberei und verlangten, wir sollten die Pyramide verlassen. Als ihre uns verdollmetschten Vorstellungen nichts fruchteten, wollten sie von dem Naturrechte des Stärkeren Gebrauch machen und uns mit Gewalt von der Spitze entfernen. Ich zog mich auf den höchsten Felsblock zu - rück und lud meine verstärkte Flasche möglichst kräftig, während der Führer der Araber meine Hand ergriff und mich von der erklimmten Höhe fortzuziehen begann. In diesem kritischen Augenblicke näherte ich den Kopf meiner Flasche seiner Nase bis zur Schlagweite, die etwa 10 mm betragen mochte. Die Wirkung der Entladung überstieg meine kühnsten Erwartungen. Der Wüstensohn, dessen Nerven noch nie eine ähnliche Er - schütterung empfunden hatten, fiel wie vom Blitz getroffen zu Boden, sprang darauf mit lautem Geheul wieder auf und ver - schwand mit einigen mächtigen Sprüngen aus unserem Gesichts - kreise, gefolgt von seinen sämmtlichen Genossen!
Wir hatten nun volle Freiheit, unsere Experimente fortzu - setzen. Leider fehlte es uns an allen Vorbereitungen zu den - selben und sie wurden auch durch den immer heftiger gewor - denen Wind, welcher es schwierig und selbst einigermassen ge - fährlich machte, aufrecht zu stehen, noch mehr erschwert. Als ich mich durch einen aus aufgestellten Flaschen improvisirten Isolirschemel von der Steinmasse der Pyramide isolirte, hörte das sausende Geräusch beim Emporheben des ausgestreckten Fingers nach kurzer Zeit auf. Ich konnte jetzt meinen Ge - fährten durch Näherung der Hand Funken ertheilen und empfand eine gelinde Erschütterung, wenn ich den Boden berührte. Da - gegen sträubten sich meine Haare weniger als die meiner nicht isolirten Gefährten, wenn ich den Boden berührte. Die Art der Elektricität zu bestimmen, gelang uns leider nicht mit voller Sicherheit. Wir versuchten die Flasche durch eine aus Stanniol gebildete Spitze zu laden und zu entladen, um aus den dabei beob -15*228achteten Erscheinungen auf die Art der atmosphärischen Elektrici - tät zu schliessen, doch erlangten wir dabei kein sicheres Resultat.
Bemerkenswerth ist, dass wir die beschriebenen Erschei - nungen nur auf der Spitze der Pyramide wahrnahmen. Schon einige Stufen tiefer waren sie nur noch sehr schwach und in der Ebene konnten wir gar keine elektrischen Erscheinungen mehr entdecken. Dabei blies der Wind in ungeschwächter Stärke, und es unterliegt keinem Zweifel, dass sie oben noch eben so fortdauerten wie früher.
Da die elektrischen Erscheinungen erst dann bemerkbar wurden, als der Wüstenstaub die Spitze der Pyramide erreichte, so muss er als der eigentliche Träger und wahrscheinlich auch als die Ursache der Elektricität betrachtet werden. Nimmt man an, dass die vom Winde gepeitschten Staubtheilchen und Sand - körnchen mit der trockenen Oberfläche des Bodens der Wüste elektrisch geworden waren, so musste jedes elektrische Körn - chen die eine Belegung eines Ansammlungsapparates bilden, dessen andere der Erdkörper selbst war, während die zwischen beiden befindliche Luft das die Belegungen trennende isolirende Medium vertrat. Durch die aufsteigende Bewegung der Staub - körnchen ward nun die isolirende Schicht verstärkt, die Schlag - weite aller dieser kleinen geladenen Flaschen musste mithin zu - nehmen und in der Höhe von etwa 500 Fuss über dem Boden beträchtlich grösser sein als in seiner unmittelbaren Nähe. Der Elektricität der gewaltigen elektrisirten Staubwolke, welche über dem Erdboden lagerte, stand eine gleichgrosse Quantität ent - gegengesetzter Elektricität der Erdoberfläche gegenüber. Die leitende Pyramide musste nun einen sehr bedeutenden verdich - teten Einfluss auf diese Elektricität der Erdoberfläche ausüben, da sie als colossale Spitze zu betrachten ist. Es kann daher gar nicht überraschen, dass der elektrische Unterschied zwischen den auf dem Gipfel der Pyramide befindlichen höchsten und feinsten Spitzen, wie dem aufgehobenen Finger oder Flaschen - kopf, und den Staubkörnchen so gross war, dass zahllose kleine Funken zwischen ihnen übersprangen, während in der Ebene gar keine Elektricität wahrzunehmen war. Die beobachteten Er - scheinungen finden durch diese Annahme ihre vollständige Er - klärung.
(Poggendorff’s Ann. d. Phys. u. Chem. Bd. 110 S. 1.)
1860.
Der Mangel eines allgemein angenommenen Widerstands - masses und die daraus namentlich für die technische Physik entspringenden wesentlichen Uebelstände, veranlassten mich schon vor einigen Jahren zur Anstellung der nachfolgend beschriebenen Versuche.
Meine ursprüngliche Absicht war, dem Jacobi’schen Wider - standsmasse allgemeineren Eingang in die Technik zu verschaffen. Ich fand jedoch bald, dass dieses nicht ohne Nachtheil ausführ - bar war. Einmal differirten mehrere Jacobi’sche Widerstands - Etalons, die ich mir verschaffte, so wesentlich von einander und waren in so geringer Uebereinstimmung mit den über ihren Widerstand gemachten Angaben, dass ich nothwendig auf das Jacobi’sche Normalmass hätte zurückgehen müssen, was mir je - doch nicht zu Gebote stand. Aber auch abgesehen hiervon über - zeugte ich mich, dass ein Widerstandsmass nur dann zur allge - meinen Annahme sich eignet, wenn es reproducirbar ist. Ob der Widerstand eines Metalldrahtes sich mit der Zeit, durch die Erschütterungen des Transportes, durch die ihn durchlaufenden Ströme und andere Einflüsse, verändert, ist noch immer nicht vollständig entschieden. Es ist aber sehr wahrscheinlich, dass eine solche Aenderung stattfindet und daher durchaus nicht zu - lässig, den Widerstand eines bestimmten Drahtes als Urmass des Widerstandes anzunehmen. Ferner werden durch das häufige230 Copiren eines Widerstandsmasses nach anderen Copien — wie es doch bei allgemeiner Annahme desselben unvermeidlich wäre — die Abweichungen vom Normalmass stets grösser. Für Un - tersuchungen, die mit verbesserten Instrumenten und in grösserer Schärfe ausgeführt werden sollen, sind aber Copien unbrauchbar, die mit geringerer Schärfe bestimmt sind. Endlich ist es sehr wünschenswerth und bequem einen bestimmten geometrischen Begriff mit dem Widerstandsmass verbinden zu können, was bei einem Metalldraht nie der Fall sein kann, da der Widerstand der festen Körper von der Molecularbeschaffenheit derselben, so wie von nicht leicht zu vermeidenden Verunreinigungen des Metalls in hohem Grade abhängig ist.
Ebenso wenig geeignet zur allgemeinen Einführung schien mir das absolute Widerstandsmass. Man kann es nur mittels sehr vollkommener Instrumente in besonders dazu eingerichte - ten Localen und bei grosser experimenteller Gewandtheit dar - stellen und es fehlt ihm ebenfalls die in Praxi so wichtige kör - perliche Vorstellung. Endlich sind seine Zahlen durch ihre Grösse höchst unbequem.
Der einzig brauchbare Weg zur Aufstellung eines allen An - forderungen genügenden, namentlich von Jedermann mit Leichtig - keit und in den nöthigen Genauigkeit darstellbaren Widerstands - masses, schien mir der zu sein, den Widerstand des Quecksil - bers als Einheit zu benutzen. Quecksilber ist mit grosser Leich - tigkeit in ausreichender, fast vollkommener Reinheit zu beziehen oder herzustellen. Es hat, so lange es flüssig ist, keine ver - schiedene, seine Leitungsfähigkeit modificirende Molecularbe - schaffenheit; sein Widerstand ist weniger als der der anderen einfachen Metalle von Temperaturänderungen abhängig, endlich ist sein specifischer Widerstand sehr bedeutend, die Vergleichungs - zahlen werden daher klein und bequem.
Ich entschloss mich also zu versuchen, ob es möglich sei, mittels gewöhnlicher, im Handel vorkommender Glasröhren und gereinigten Quecksilbers durch eine geeignete Methode bestimmte Widerstandsmasse mit ausreichender Genauigkeit herzustellen. Die grösste Schwierigkeit schien darin zu liegen, dass es nicht möglich ist, sich genau cylindrische Glasröhren zu verschaffen. Die käuflichen Glasröhren haben in der Regel eine grössere nebst231 einigen kleineren Ausbauchungen. Es ist aber leicht, sich durch Kalibrirung mittels eines kurzen Quecksilberfadens aus einer grösseren Anzahl von Glasröhren einige Stücke von 1 Meter Länge herauszusuchen, bei welchen der Querschnitt sich ziemlich gleichmässig verändert. Man kann alsdann das Rohr als abge - stumpften Kegel betrachten und den Widerstand dieses Kegels in Rechnung bringen. Das Volumen des mit Quecksilber ange - füllten Kegels kann man durch Wägung des Metalls leicht und mit grosser Schärfe bestimmen.
Es sei Fig. 32 ein solcher abgestumpfter Kegel, dessen parallele Begrenzungskreise die Radien R und r haben und
dessen Länge l ist. In der Entfernung x von der Ebene A B sei ein mit ihr paralleler Schnitt M N vom Radius z und der Dicke d x durch den Kegel gelegt. Ist W der Widerstand des Kegels in der Richtung seiner Axe, d W der Widerstand des Schnittes M N nach derselben Richtung, so ist: 〈…〉 . Es ist aber 〈…〉 . Diesen Werth von z nach x differentiirt, giebt: 〈…〉 , folglich 〈…〉 . Durch Einsetzung dieses Werthes von d x in die erste Gleichung erhält man:232 〈…〉 . Durch Integration dieser Gleichung nach z ensteht: 〈…〉 oder 1) 〈…〉 . Es sei ferner V das Volumen des abgestumpften Kegels, G das Gewicht des darin enthaltenen Quecksilbers und σ das specifische Gewicht desselben. Es ist 〈…〉 . Dividirt man diese Gleichung durch R r, so ergiebt sich: 〈…〉 und setzt man 〈…〉 , so folgt: 〈…〉 und hieraus: 〈…〉 oder für V den Werth 〈…〉 gesetzt, 〈…〉 Dieser Werth von R r in die Gl. 1 eingesetzt giebt: 2) 〈…〉 Der auf diese Weise gefundene Werth von W ist selbstverständ - lich für jede pyramidale Form des Leiters gültig, wenn nur a das Verhältniss des grössten zum kleinsten Querschnitt ausdrückt. Es ist ferner noch richtig, wenn man für einen abgestumpften Kegel von der Länge l eine beliebige Anzahl n solcher Kegel233 substituirt, die gleich lang sind und deren Gesammtlänge gleich l ist, wenn nur bei jedem das Verhältniss des grössten zum kleinsten Querschnitt oder der reciproke Werth dieses Verhält - nisses gleich a ist.
Es ist nämlich in diesem Falle, wenn 〈…〉 ist, wo λ die Länge eines Kegels bedeutet: 〈…〉 oder 〈…〉 oder 〈…〉
Da nun ferner der Correctionscoefficient für die conische Form des Leiters 〈…〉 bei geringer Verschiedenheit der Durchmesser R und r nur sehr wenig von 1 verschieden ist, so kann man ohne merklichen Fehler jede nicht völlig cylindrische Röhre als einen abgestumpften Kegel betrachten und die Verhältnisszahl a durch den Quotien - ten der grössten und kleinsten Länge des zur Kalibrirung be - nutzten Quecksilberfadens bilden.
Durch eine Reihe von Versuchen ermittelte ich nun, ob die für verschiedene Röhren von sehr abweichenden mittleren Quer - schnitten berechneten Werthe ihrer Widerstände, mit den ge - messenen hinreichend genau übereinstimmten. Meine Methode war folgende:
Es wurden käufliche Glasröhren von etwa ¾ bis 2 mm innerem Durchmesser auf einem langen Massstab befestigt, darauf in jedes Rohr ein Quecksilbertropfen gebracht und die Länge des durch ihn gebildeten Fadens gemessen. Durch Neigung des Rohres konnte man diesen[Quecksilberfaden] nach und nach das234 ganze Rohr durchlaufen lassen und somit dasjenige Stück des Rohrs von etwa 1 m Länge ausfindig machen, welches sich am meisten cylindrisch oder gleichförmig conisch erwies. Diese Stücke wurden aus den Röhren ausgeschnitten und die Enden durch eine kleine, von Halske zu diesem Zwecke construirte Vorrichtung so abgeschliffen, dass die Röhren genau 1 Meter lang waren. Die so vorbereiteten Röhren wurden sorgfältig ge - reinigt. Dies liess sich am leichtesten so bewirken, dass man zwei mit Seide übersponnene, dünne Neusilber - oder Stahldrähte zusammendrehte, sie darauf durch das Rohr schob und dann mit dem hervorragenden einen Ende der Drähte ein Bäuschchen reiner Baumwolle zusammendrehte, welches darauf langsam und vor - sichtig durch das Rohr gezogen wurde. Diese Operation erfor - dert allerdings einige Sorgfalt, um das Zerbrechen des Rohrs zu verhüten. Darauf wurde das Rohr mit gereinigtem Quecksilber gefüllt und der Inhalt gewogen. Diese Operation wurde, wie folgt, ausgeführt: Das eine Ende des Glasrohrs wurde mittels eines Verbindungsstückes von vulcanisirtem Kautschuck so in der einen Oeffnung einer kleinen Retorten-Vorlage, wie sie in chemi - schen Laboratorien gebräuchlich sind, befestigt, dass das Ende des Rohres in die Vorlage hineinragte. Um das andere Ende des Roh - res ward eine eiserne Klemmvorrichtung, wie sie Fig. 33 zeigt,
angebracht, mittels welcher sich ein plangeschliffenes Eisenplätt - chen gegen die Mündung des Rohrs schrauben liess. Nachdem nun die passend befestigte Vorlage mit reinem Quecksilber an - gefüllt war, liess man dasselbe durch die etwas geneigte Glas - röhre in eine untergestellte Schale laufen. Wenn der Augen - schein nach einiger Zeit lehrte, dass alle anfänglich sich bisweilen zeigenden Luftbläschen vom durchströmenden Quecksilber ent - fernt waren, so wurde die Ausflussöffnung durch Anziehen der235 das Eisenplättchen bewegenden Schraube dicht geschlossen, das Rohr alsdann aufgerichtet und das andere Ende aus dem Kaut - schuckschlauch gezogen. Geschah dieses mit Vorsicht, so war das nun senkrecht aufgerichtete Rohr vollständig angefüllt und die Quecksilbersäule endete in einer kleinen hervorragenden Halbkugel. Durch Aufdrücken eines eben geschliffenen Glas - plättchens wurde nun auch die obere Oeffnung geschlossen und das überflüssige Quecksilber beseitigt. Nachdem endlich mit einem Pinsel alle kleinen am Rohre haftenden Quecksilberkügel - chen beseitigt waren, wurde der Inhalt der Röhre in ein kleines Glasgefäss entleert und auf einer genauen chemischen Wage ge - wogen. Wenn man die Vorsicht braucht, das Quecksilber sehr langsam ausfliessen zu lassen, indem man das Rohr nur sehr wenig neigt und das Eisenplättchen am anderen Ende nur sehr allmählich lüftet, so bleiben keine Quecksilberkügelchen im Rohre zurück, wie es ohne diese Massregel gewöhnlich der Fall ist. Erwärmung des gefüllten Rohrs durch Berührung mit blossen Händen wurde natürlich vermieden. Die Temperatur während der Füllung der Röhren ward beobachtet und das gefundene Ge - wicht auf Füllung beim Nullpunkt der Temperatur reducirt. Von den nächstfolgenden Tabellen giebt Tabelle I die verschiedenen Längen der Quecksilberfäden bei der Kalibrirung der benutzten Röhrenstücke und die daraus gefundene Verhältnisszahl a des grössten zum kleinsten Querschnitt. Tabelle II giebt die durch Wägung gefundenen und auf Füllung bei 0° reducirten Gewichte des Quecksilbers. Tabelle I.
236und mithin die respectiven Correctionscoefficienten
Tabelle II.
Substituirt man in die oben gefundene Formel 2) für den Widerstand 〈…〉 aus den Tabellen I und II die Werthe für G (in Milligrammen) und des Correctionscoefficienten, nimmt man ferner für das spe - cifische Gewicht des Quecksilbers bei 0° den Werth 〈…〉 und für die gemeinschaftliche Länge aller Röhren 〈…〉 , so erhält man den Widerstand der Röhren in Einheiten des Widerstandes eines Quecksilberwürfels von 1 mm Seitenlänge ausgedrückt. Tabelle III giebt diese berechneten Werthe:
237Tabelle III.
Es wurden nun die Widerstände dieser mit Quecksilber von 0° gefüllten Röhren mit der Copie eines Jacobi’schen Etalons (B) verglichen und zwar geschah dieses mittels einer Wheat - stone’schen Brücke. Da die von mir benutzte Brücke in der von Halske und mir ihr gegebenen Form zu sehr genauen Widerstandsmessungen geeignet ist, so wird ihre nähere Beschrei - bung nicht ohne Interesse sein.
Fig. 34 stellt die Brücke in ihrer perspectivischen Ansicht dar. A A ist ein Rahmen von Messing, auf welchem sich der Schlitten B B verschiebt. Der drehbare Knopf C auf dem Schlitten ist mit einem Zahnrade versehen, welches in eine am Rahmen befestigte Zahnstange S eingreift. Der Schlitten ist daher sowohl direct als durch Drehung des Knopfes verschiebbar. Am Rahmen sind ferner die isolirten Stücke E E und der mit Millimetertheilung versehene Massstab m m befestigt. Zwischen den isolirten Metallstücken E E, deren innere Flächen normal auf dem Massstab stehen und genau 1000 mm von einander entfernt sind, ist ein etwa 0,16 mm dicker Platindraht ausge - spannt. Dieser Draht, dessen Anfangs - und Endpunkt genau mit den Theilstrichen 0 und 1000 übereinstimmen, wird von 2 kleinen Platinrollen umfasst, deren Axen am Schlitten B ver - mittels der Federn G befestigt sind. Die zu vergleichenden Widerstände werden zwischen der Metallschiene H, welche durch den Contacthebel l mit dem einen Pole der Kette in Verbindung zu setzen ist, und zwei in den Klemmenlagern K K verschiebbaren dicken Kupferstangen L L eingeschaltet. Der andere Pol der Kette, zu welcher gewöhnlich ein Daniell’sches Element benutzt wurde, ist in leitender Verbindung mit dem Schlitten B und den Platinrollen. Die Klemmenlager K K und die als Befesti - gungspunkte des Platindrahtes dienenden isolirten Metallstücke E E sind durch dicke Kupferstangen mit den 4 Lamellen des Stöpselumschalters S in gut leitende Verbindung gesetzt. Es lassen sich mithin durch Versetzung der beiden Stöpsel die zu238
vergleichenden Wider - stände vertauschen. Zu den Metallstücken E E sind ferner die Enden des Multiplicatordrahtes des zu benutzenden Gal - vanometers geführt. Ich benutzte zu den vorlie - genden Messungen ein Spiegelgalvanometer mit rundem Stahlspie - gel von 32 mm Durch - messer und 36000 Win - dungen von 0,15 mm dickem Kupferdraht. Der Abstand der mit Millimetertheilung ver - sehenen Scale vom Spie - gel beträgt 6½ Meter.
Die mit dem beschrie - benen Widerstands - messapparat angestell - ten und in nachfolgen - den Tabellenzusammen - gestellten Messungen wurden grösstentheils vom Hrn. Dr. Essel - bach ausgeführt. Die hierbei befolgte Me - thode war folgende:
Jedes Ende des zu prüfenden Glasrohres wurde mittels eines Kautschuckverschlusses in das Innere einer Re - torten-Vorlage geführt. Diese Vorlage wurde so gedreht, dass der un -239 benutzte weitere Hals nach oben gerichtet war und so mit dem sie verbindenden Rohre in eine Rinne gelegt, die mit Eisstücken an - gefüllt war. Darauf wurde die eine Vorlage mit gereinigtem und trocknem Quecksilber gefüllt. Das Quecksilber füllte nun das Rohr und lief durch dasselbe in die leere Vorlage. War das Niveau des Quecksilbers in beiden Gefässen gleich, so war in der Regel auch das Rohr ganz blasenfrei mit Quecksilber gefüllt. Es wurden nun dicke amalgamirte Kupferdrähte durch die beiden aufgerichteten Hülsen der Vorlagen in das Quecksilber geführt und alsdann der Widerstand des Rohres mittels der oben be - schriebenen Brücke mit dem eines Jacobi’schen Widerstands - etalon verglichen1)Anfänglich benutzten wir anstatt amalgamirter Kupferdrähte Cy - linder von Eisen als Zuleitungen. Es stellte sich aber heraus, dass ein sehr beträchtlicher Uebergangswiderstand vom Eisen zum Quecksilber auf - trat, obgleich die Oberfläche des Eisens vollständig rein war. Dieser Widerstand, der auch bei unverquicktem Kupfer auftrat, war besonders stark, wenn die Cylinder nach der Reinigung noch einige Zeit an der Luft gelegen hatten, und es ist daher wahrscheinlich diese Erscheinung der auf der Oberfläche condensirten Gasschicht zuzuschreiben..
Der Widerstand der Zuleitungsdrähte wurde dadurch be - stimmt, dass beide amalgamirte Kupfercylinder in ein gemein - schaftliches, mit Quecksilber gefülltes Gefäss getaucht wurden. Derselbe erwies sich jedoch als verschwindend klein im Vergleich mit dem Widerstande der Röhren.
Die in der umstehenden Tabelle zusammengestellten Ver - suche wurden so angestellt, dass erst bei der einen Stellung des Commutators der Schieber B B so lange verschoben wurde, bis das Galvanometer beim Niederdrücken des Contacthebels I keine dauernde Ablenkung zeigte. Darauf werden durch den Commu - tator die zu vergleichenden Widerstände vertauscht und abermals der Schieber richtig eingestellt. Diese beiden Ablenkungen sind in den mit a und b bezeichneten Columnen angegeben. Waren die Beobachtungen fehlerfrei, so musste die Summe beider = 1000 sein, was in der Mehrheit der Fälle wenigstens sehr nahe der Fall war. Es ist hierbei noch zu bemerken, dass nach Her - stellung des Stromgleichgewichts beim Schliessen der Kette stets ein kleiner Ausschlag von einigen Scalentheilen bemerkt ward im Sinne eines grösseren Widerstandes des aus nebenein -240 Tabelle IV.
241anderliegenden Drahtspiralen gebildeten Jacobi’schen Etalons. Da bei der Oeffnung der Kette ein entgegengesetzter Ausschlag von gleicher Grösse erfolgte, so war dieses offenbar dem Extra - curent in den Drahtspiralen des Jacobi’schen Etalons zuzu - schreiben. Ferner stellte sich heraus, dass schon eine Erwärmung des Quecksilbers bei längerer Dauer des Stromes eintrat, obgleich nur eine Daniell’sche Zelle benutzt wurde. Bei der langsamen Schwingung und der grossen Dämpfung der Elongationen meines Spiegels liess sich der hieraus entspringende Fehler leicht dadurch eliminiren, dass man nur kurze Strömungen durch das Instrument gehen liess. Der Schlitten wurde immer so eingestellt, dass beim Schliessen ein schwacher Ausschlag nach links eintrat, der bei längerer Dauer des Stromes, in Folge der Erwärmung, in eine Ablenkung nach rechts überging. Man konnte nun durch geringe weitere Verschiebung des Schlittens den Ausschlag nach links verschwindend klein machen und dadurch den Einfluss der Erwärmung gänzlich beseitigen.
Die mit W1 bezeichnete Spalte ist durch Multiplication der vorhergehenden mit der Zahl 661,8 gebildet, welche Zahl durch Vergleichung des berechneten Widerstandes des Rohres No. 2 mit dem Widerstande des benutzten Jacobi’schen Etalons er - mittelt ist. Die Zahlen dieser Spalte mussten mithin mit den in Tabelle III berechneten Widerständen der Röhren überein - stimmen. Die in der mit 〈…〉 bezeichnete Spalte befindlichen Quotienten der berechneten durch die beobachteten Widerstände zeigen, dass die Differenzen nicht grösser sind, wie zu erwarten war. Die wesentlichsten Abweichungen sind bei unseren Messungen dadurch entstanden, dass weder die Temperaturen des Quecksilbers, noch die des zur Vergleichung bestimmten Kupferetalons völlig constant waren. Die Temperatur des Eis - wassers schwankte zwischen 0 und 2° und die des Etalons zwischen 19 und 22 °C. Da aber die Leitungsfähigkeit des Kupfers durch Erwärmung um 1 °C. um etwa 0,4 PCt. vermin - dert wird, so erklären sich hieraus die 1 PCt. nicht erreichenden Abweichungen vollkommen und es kann nicht zweifelhaft sein, dass die benutzte Methode geeignet ist, Widerstandsetalons bis zu jedem Grade von Genauigkeit zu reproduciren.
16242Die beobachteten Widerstände der Tabelle IV hätten eigent - lich noch um die Grösse des Ausbreitungswiderstandes des Stromes im Quecksilber der Glasgefässe oder des Uebergangs - widerstandes vom Querschnitt des Rohrs zu den amalgamirten Zuleitungsdrähten vermindert werden müssen. Man kann diesen Widerstand ohne grossen Fehler als den Widerstand einer Halb - kugelschale definiren, deren innerer Radius gleich r, dem inneren Radius des Rohres und deren äusserer Radius gegen r sehr gross und daher in die Rechnung als unendlich gross einzuführen ist. Der Widerstand einer halben Kugelschale von der Dicke d x und dem Radius x, wird ausgedrückt durch 〈…〉 mithin 〈…〉 .
Der Widerstand der Ausbreitung in beiden Quecksilber - massen ist also gleich dem Widerstande eine Verlängerung des Rohrs um die Hälfte seines Durchmessers. Wenn nun auch dadurch, dass die Endflächen des Rohrinhaltes eben und nicht, wie in der Rechnung angenommen, halbkugelförmig sind, noch eine geringe Vergrösserung des Ausbreitungswiderstandes herbei - geführt wird, so ist die Gesammtgrösse desselben doch so gering, dass er füglich vernachlässigt werden konnte.
Die zu den bisherigen Versuchen benutzten geraden Glas - röhren sind ziemlich unbequem als Etalons zu verwenden. Ich liess mir daher von Hrn. Geissler in Berlin ähnliche Röhren in Spiralform aufwinden und die aufwärts gebogenen geraden Enden mit kleinen Glasgefässen zur Aufnahme der Zuleitungs - drähte versehen. Diese Glasspiralen wurden, wie Fig. 35 zeigt, am Holzdeckel eines weiteren mit Wasser gefüllten Gefässes be - festigt. Die Temperatur des Wassers ward durch ein Thermo - meter, welches durch eine Oeffnung im Holzdeckel eingeführt werden konnte, beobachtet. Die blasenfreie Füllung der Glas - spiralen mit Quecksilber liess sich leicht dadurch herstellen, dass man mittels eines geeigneten Propfens die Mündung des Rohres in einem der Glasgefässe verstopfte, darauf das andere Gefäss243 mit Quecksilber füllte und dann den Pfropfen vorsichtig lüftete und erst dann ganz entfernte, wenn das Quecksilber langsam sämmtliche Windungen des Rohres durchlaufen hatte.
Da das Quecksilber in der Reihe von Metallen fehlt, für welche Arndtsen1)Diese Ann. Bd. 102, S. 1. die Veränderung des specifischen Wider -
standes mit der Temperatur bestimmt hat, so musste diese Lücke erst ausgefüllt werden. Dies geschah durch Hrn. Dr. Esselbach mit Hülfe der beschriebenen Vorrichtung. Es wurde der Wider - stand einer der spiralförmig aufgewundenen Röhren mit dem der geraden Röhren No. 2 zuerst bei der Temperatur des Eiswassers und darauf bei höheren Temperaturen des gewundenen Rohres verglichen. Bezeichnet w den Widerstand des Rohres No. 2, nach Tabelle III gleich 498,7, ferner w, den Widerstand des ge - wundenen Rohres und berücksichtigt man, dass die Widerstände der Zuleitungsdrähte zur Röhre 2 und zur Spirale gleich gemacht wurden und den Widerstand von 11 Quecksilberwürfeln von 1 mm Seitenlänge hatten, so ergiebt sich 〈…〉 wenn a und b die Längen der Stücke des Platindrahtes der16*244Brücke bezeichnen, bei welchen kein Strom durch den Galvano - meterzweig ging. Dies war der Fall wenn 〈…〉 war, woraus sich 〈…〉 ergab.
Es wurde nun die Temperatur des geraden Rohrs durch schmelzendes Eis fortwährend auf der Temperatur 0 erhalten, während das die Glasspirale umgebende Wasser erwärmt wurde. In der folgenden Tabelle bezeichnet t die Temperatur des geraden Rohres, t, die des gewundenen, a und b die im Zustande des Stromgleichgewichts abgelesenen Drahtlängen, y den gesuchten Coëfficienten, berechnet nach der von Arndtsen aufgestellten Formel 〈…〉
Tabelle V.
Hiernach ist Quecksilber unter allen einfachen Metallen das - jenige, dessen Widerstand sich bei zunehmender Temperatur am wenigsten vergrössert.
Mit Hülte dieses Coëfficienten ward nun auch der Wider - stand der beiden andern Glasspiralen A und B bestimmt, welche später als Normalmasse zur Herstellung von Widerstands - copien in Neusilberdraht benutzt wurden. Der Widerstand der Spirale A war bei 0° gleich 514,45 und der Spirale B = 673,0.
Neusilberdraht eignet sich ganz besonders zur Anfertigung von Widerstandsetalons, weil seine Leitungsfähigkeit sehr gering ist und sich bei Temperaturveränderungen nur sehr wenig, nach Arndtsen um etwa 0,04 PCt. pro Grad Celsius, ver - ändert.
Bisher wurde in der vorliegenden Untersuchung stets der245 Widerstand eines Quecksilberwürfels von 1 mm Seitenlänge als Einheit des Widerstandes angenommen. Für kleine Widerstände und überhaupt für Widerstandsberechnungen hat diese Einheit manche Vorzüge. Es erscheint aber doch als zweckmässiger das Widerstandsmass in völlige Uebereinstimmung mit dem Meter - mass zu bringen. Ich schlage daher vor als Einheit des Wider - standes anzunehmen:
Den Widerstand eines Quecksilberprismas von 1 Meter Länge und 1 Quadratmillim. Querschnitt bei 0°.
Sollte dieser Vorschlag allgemeineren Eingang finden, so würden sich alle Widerstandsangaben ohne weitere Umschreibung auf Angaben der Länge in Metermass reduciren. Es würde dann jeder Physiker im Stande sein, sich sein Widerstandsmass selbst so genau wie seine Instrumente es gestatten und erfordern, darzustellen und die etwaige Veränderung des Widerstandes der im Gebrauch bequemeren Etalons aus Metalldrähten zu con - troliren. Selbstredend müsste jedoch dabei als Einheit der Leitungsfähigkeit der Körper nicht, wie bisher, die des Kupfers oder Silbers, sondern die des Quecksilbers angenommen werden. Leider liegen nur wenige Vergleiche der Leitungsfähigkeit des Quecksilbers mit der der festen Metalle vor, aus denen sich eine solche Tabelle berechnen liesse und es fehlt auch bei den meisten Vergleichungen der Leitungsfähigkeit der festen Metalle unter sich die Angabe, ob hart gezogene oder ausgeglühte Drähte benutzt wurden. Aus der umstehenden Tabelle ergiebt sich aber, dass die Leitungsfähigkeit ausgeglühter Drähte beträchtlich grösser ist wie die der nicht geglühten (s. Tab. S. 246 oben).
Es ist hiernach die specifische Leitungsfähigkeit des ausge - glühten Silberdrahtes um 10 PCt., die des ausgeglühten Kupfer - drahtes durchschnittlich um 6 PCt. grösser wie die des nicht ausgeglühten Silbers, resp. Kupfers. Besonders auffallend ist diese Zunahme beim Messing. Da die Härte gezogener Drähte von der Grösse der Ausdehnung nach dem letzten Ausglühen abhängt, so muss sie und ebenso die Leitungsfähigkeit stets ver - schieden ausfallen, wenn auch das Metall völlig gleichartig ist. Ebenso ist die Höhe der Temperatur, bei welcher die Drähte ausgeglüht wurden, die Dauer des Glühens und die Geschwindig - keit der Abkühlung nicht ohne Einfluss auf die Grösse der spe -246
cifischen Leitungsfähigkeit. Die Columne 5 der obigen Tabelle ist nach der früher entwickelten Formel 〈…〉 berechnet. Der Correctionscoëfficient für die Conicität, 〈…〉 , ist bei Metalldrähten fast immer ausser Betracht zu lassen, da er nicht merklich von 1 verschieden ist. Wie er - sichtlich ist diese Methode weit schärfer wie die bisher gebräuch - liche, bei welcher der mittlere Durchmesser der Drähte durch directe Messungen zu ermitteln war. Dieser ungenaue Werth ging im Quadrat in die Rechnung ein, wodurch die Ungenauig - keit der Methode noch wesentlich erhöht wurde. Bei der von mir benutzten Methode sind dagegen sämmtliche Data mit grösster Schärfe zu bestimmen, namentlich die Länge, welche hier im Quadrat auftritt.
Vergleicht man die obige Tabelle mit der von Arndtsen aufgestellten, so ergiebt sich, dass der gefundene mittlere Werth der Leitungsfähigkeit des ungeglühten Platinadrahtes, nämlich 8,257 und der geringste gefundene Werth für ungeglühtes Silber, 56,252, genau in dem von Arndtsen angegebenen Verhältnisse247 stehen, während der Widerstand des Kupfers der Arndtsen’schen Tabelle dem des ausgeglühten Kupferdrahtes der meinigen ziem - lich genau entspricht. Da das von mir benutzte Silber und Platina chemisch rein war und auch Arndtsen diese Metalle in völliger Reinheit benutzte, so habe ich bei der Berechnung der nachfolgenden Tabellen den Widerstand des Platina’s und harten Silbers zu Grunde gelegt. Die aus der Arndtsen’schen Tabelle entnommenen Werthe sind mit (A), die selbst beob - achteten mit (S) bezeichnet.
Tabelle VI.
Leitungsfähigkeit der Metalle bei der Temperatur t, ver - glichen mit der des Quecksilbers bei 0°.
Der Uebersichtlichkeit wegen habe ich die von Arndtsen beobachteten Werthe mit den von ihm angegebenen Corrections - coëfficienten für erhöhte Temperaturen versehen. Ob dieselben bei geglühten und ungeglühten Drähten dieselben bleiben, habe ich nicht untersuchen können. Das von mir untersuchte Messing enthielt, wie die in meinem Laboratorio ausgeführte Analyse ergab, 29,8 PCt. Zink und 70,2 PCt. Kupfer.
Schliesslich bemerke ich noch für Diejenigen, welche sich Etalons in der beschriebenen Weise darstellen wollen, dass es nothwendig ist, das Quecksilber vor dem Gebrauch unter einer Decke von concentrirter Schwefelsäure mit einigen Tropfen Sal - petersäure etliche Stunden zu erwärmen, damit alle metallischen Verunreinigungen, so wie der absorbirte Sauerstoff, welche seine Leitungsfähigkeit sehr wesentlich vergrössern, vollständig beseitigt werden.
(Poggendorff’s Ann. d. Phys. u. Chem. Bd. 113 S. 91.)
1861.
Dem von mir in diesen Annalen1)Pogg. Ann. Bd. 110, S. 1. gemachten Vorschlage eines reproducirbaren Widerstandsmasses ist von Herrn Matthies - sen2)Pogg. Ann. Bd. 112, S. 353. kürzlich ein anderer gegenüber gestellt worden. Während ich vorschlug, als Einheit des Widerstandes den Widerstand eines Quecksilberfadens von 1 m Länge und 1 qumm Querschnitt bei 0° anzunehmen, schlägt Herr Matthiessen vor, die Weber’sche abso - lute Einheit als allgemeines Widerstandsmass zu benutzen, das - selbe mit dem Widerstande eines Drahtes aus einer Gold-Silber - Legirung zu vergleichen und dann durch Anfertigung von Dräh - ten aus derselben Legirung zu reproduciren.
Der erste Theil des Vorschlages des Herrn Matthiessen hat auf den ersten Blick Manches für sich. Bei näherer Betrach - tung sprechen aber sehr überwiegende Gründe dagegen. Ein Mass kann nur dann seinen Zweck erfüllen, wenn es so genau herzustellen ist, wie die Instrumente, denen es dienen soll, es mit anderen vergleichen zu können. Erklärt man sich gegen ein willkürlich gewähltes, durch Copirung zu vervielfältigendes Grundmass, wie Herr Matthiessen es ebenfalls thut, so muss das unmittelbar herstellbare Grundmass nothwendig in solcher250 Schärfe zu reproduciren sein, dass unsere empfindlichsten Instru - mente keine Verschiedenheit wahrnehmen können.
Das ist nun leider bei der Bestimmung des absoluten Wider - standes nach der Weber’schen Methode nicht der Fall. Es ist auch nicht anzunehmen, dass die Methode sich so vervollkomm - nen liesse, dass der obigen Anforderung auch nur annähernd genügt würde, da der Bestimmung des absoluten Widerstandes die der Messung der Stromstärke und der elektromotorischen Kraft nach absolutem Masse vorhergehen muss, alle bei diesen schwierigen Massbestimmungen begangenen Fehler sich also in der Bestimmung des absoluten Widerstandes wiederfinden. Es kann wohl mit Bestimmtheit behauptet werden, dass auch die geübtesten und mit den vollkommensten Instrumenten und Lo - calitäten ausgerüsteten Physiker nicht im Stande sein werden, absolute Widerstandsbestimmungen zu machen, die nicht um einige Procente von einander verschieden wären! Ein Mass, welches so wenig genau ist, würde aber nicht einmal den An - forderuugen der Technik genügen. Doch selbst wenn die Mög - lichkeit gegeben wäre, das absolute Widerstandsmass in hin - reichender Schärfe zu bestimmen, so würde man doch noch kein absolutes Mass für die Leitungsfähigkeit der Körper haben, müsste also doch wieder eine Einheit des Leitungsvermögens willkürlich wählen. Dann ist es aber weit bequemer und an - schaulicher das Widerstandsmass als den Widerstand eines prismatischen Körpers aus dem Material, welches man als Ein - heit der Leitungsfähigkeit angenommen hat, zu definiren. Ausser diesen Gründen eignet sich das absolute Widerstandsmass auch noch aus dem Grunde nicht zur allgemeinen Verwendung, weil es unpraktisch klein ist, und nicht auf einer einfachen geometri - schen Vorstellung beruht. So gross daher auch der Werth des absoluten Widerstandsmasses für manche Betrachtungen und Rechnungen ist, und so wichtig es ist, den Werth jedes andern gebräuchlichen Widerstandsmasses in absoluten Einheiten zu kennen, so muss man es doch als ganz unbrauchbar für ein all - gemeines Grundmass des Leitungswiderstandes erklären. Herr Matthiessen beschränkt sich übrigens auch auf die Erklärung „ das absolute Widerstandsmass sei das beste und werde es stets bleiben “, ohne Gründe für diese Behauptung anzuführen251 oder Zahlen anzugeben, welche seine Darstellung vermittelst der Gold-Silber-Legirung ermöglichten. Er will vorläufig nur den Beweis führen, dass Drähte, die aus der von ihm angegebenen Gold-Silber-Legirung gezogen wären, sich vorzugsweise zur genauen Reproduction von Widerstandsmassen und zur Anferti - gung von Widerstands-Etalons eigneten. Dieser Beweis ist ihm aber nach seinen eignen Zahlenwerthen durchaus nicht gelungen. Während z. B. seine weichen Drähte No. III die Leitungsfähig - keit 14,92 (die eines harten Silberdrahtes = 100 gesetzt) geben, hatten die weichen Drähte No. VII die mittlere Leitungsfähig - keit 15,16; es bestanden also Abweichungen von mehr als 1½ pCt.
Auch wenn man die am wenigsten harmonirenden Zahlen fortlässt, so erhält man doch in den meisten Fällen noch Diffe - renzen, welche 0,01 nahe erreichen. Da nun gute Widerstands - messapparate ohne Schwierigkeit Messungen gestatten, welche bis auf 0,0001 übereinstimmen, so folgt schon aus den eigenen Angaben des Herrn Matthiessen, dass sein Vorschlag durchaus verfehlt ist. Selbst wenn die Leitungsfähigkeit der Legirung stets vollkommen dieselbe und die Drähte völlig cylindrisch und homogen wären, so würden sich kleine Widerstände doch nicht mit Genauigkeit vermittels derselben herstellen lassen, da in den Berührungsstellen der Drahtenden mit den Zuleitungsdrähten immer noch variable Widerstände von wesentlicher Grösse auf - treten.
Die Einwände, welche Herr Matthiessen gegen die Anwen - dung des Quecksilbers als Mass der Leitungsfähigkeit und zur Darstellung von Widerstands-Etalons erhebt, beruhen theilweise auf der irrigen Voraussetzung, dass ich vorgeschlagen habe, die mit Quecksilber angefüllten Glasröhren als Widerstands-Etalons, welche in dauernder Benutzung bleiben sollen, zu verwenden. Das ist aber durchaus nicht der Fall. Ich habe vorgeschlagen, auf die von mir beschriebene Weise Widerstands-Etalons aus Neusilberdraht herzustellen, welche den Widerstand der vorge - schlagenen Quecksilbereinheit besitzen. Neusilber eignet sich zur Anfertigung von Widerstands-Etalons jedenfalls weit besser wie die kostbare Gold-Silber-Legirung, da sein Leitungsvermögen weit geringer ist und sich noch weniger bei Temperaturschwan -252 kungen verändert. Das von Halske und mir zur Anfertigung von Widerstands-Etalons und Scalen benutzte Neusilber hat nur eine Leitungsfähigkeit von 3,22 — die des Quecksilbers = 1 gesetzt — und sein Widerstand vergrössert sich durch Erwär - mung um 1 °C nur um 0,000272. Der Einwand des Hr. Mat - thiessen, dass man das Quecksilber häufig erneuern müsse, weil es durch die eintauchenden Kupferdrähte verunreinigt würde, kann daher wohl nicht als erheblich angesehen werden, da man sich der geringen Mühe des Füllens der Spiralröhren mit frisch gereinigtem Quecksilber dann leicht unterziehen kann, wenn man neue Etalons anfertigen oder alte controliren will. Ist man übri - gens mit der von Herrn Matthiessen als ausreichend betrachte - ten Genauigkeit von 1 bis 2 pCt. zufrieden, so kann man auch ohne allen Nachtheil Platin - oder Eisendrähte anstatt der kupfer - nen als Zuleitungen benutzen, da der Uebergangswiderstand vom Quecksilber zum festen, nicht amalgamirten, Metall nur bei Mes - sungen von grösserer Schärfe in Betracht kommt. Dass meine Methode aber wirklich ihren Zweck erfüllt, nämlich die directe Darstellung von Widerstands-Etalons bis zu jeder erforderlichen Genauigkeit gestattet, mögen die in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellten Messungen beweisen, welche zu dem Behufe mit grösster Sorgfalt angestellt wurden, um die von mir in Vor - schlag gebrachte Einheit des Leitungswiderstandes, nämlich die eines Quecksilberfadens von 1 m Länge und 1 mm Querschnitt bei 0°, möglichst genau darzustellen. Die Glasröhren wurden absichtlich von sehr verschiedenem Durchmesser gewählt und mit Quecksilber aus verschiedenen Bezugsquellen, welches auf die angegebene Weise durch Erhitzung mit englischer Schwefel - säure gereinigt war, gefüllt (s. Tab. I).
Die Werthe der drei letzten mit w0 überschriebenen Co - lumnen sind berechtigt nach der Formel 〈…〉 Die Zahlen der mit t überschriebenen Columnen bezeichnen die Temperatur der geraden Normalröhren, t1 die der zu vergleichenden Spiralröhren. Beide waren stets von bewegtem Wasser umge - ben. Für α ist der Werth 0,001 anstatt des früher von mir angegebenen Werthes 0,00095 angenommen, wie später gerecht -253 Tabelle I.
fertigt werden soll. Der Vergleich der gefundenen Widerstands - werthe der Spiralröhren zeigt, dass die Summe der Beobachtungs - fehler nur bei dem Spiralrohr SIII ½ pro mille erreicht, dass also bis zu dieser Grenze der Genauigkeit die Etalons zuverlässig sind. Sowohl die Normal - wie die Spiralröhren wurden vor dem Gebrauche mit frisch gereinigtem Quecksilber gefüllt. Es ist dies immer vortheilhaft, obschon vielfache Vergleichsversuche mich überzeugt haben, dass sowohl der oxydirende Einfluss der Luft wie die Verunreinigung des Quecksilbers durch Auflösung von Kupfer nach achttägigem Gebrauche der gefüllten Glasröhren noch ohne allen Einfluss auf den Widerstand derselben geblieben waren1)Da Hr. Matthiessen die Schwierigkeit hervorhebt, sich vollkommen reines Quecksilber in hinreichender Menge zu beschaffen, so scheint er dadurch die Behauptung aussprechen zu wollen, dass er die von mir be - nutzte, sehr einfache Reinigungsmethode des käuflichen Quecksilbers nicht für ausreichend hält. Zur Beseitigung dieses Zweifels war Hr. Dr. Quincke so gütig, mir eine Quantität seines von ihm selbst mit grösster Vorsicht aus Quecksilberoxyd dargestellten Quecksilbers zu einem vergleichenden Versuche zur Disposition zu stellen. Hr. Dr. Quincke überzeugte sich aber durch eigene Beobachtung, dass nicht die geringste Verschiedenheit des Widerstandes einer meiner Spiralröhren zu erkennen war, als das darin befindliche gereinigte käufliche Quecksilber durch sein frisch gereinigtes, chemisch reines Quecksilber ersetzt worden war. Die Leitungsfähigkeit beider konnte daher wenigstens nicht um 0,0001 verschieden sein, da meine Instrumente eine solche Verschiedenheit noch sicher angeben. Gleichzeitig überzeugte sich Hr. Dr. Quincke davon, dass der Wider -.
254Ich muss hier den Vorwurf eines groben Irrthums, dessen mich Hr. Matthiessen zeiht, entschieden ab und auf Denselben zurückweisen. Hr. Matthiessen sagt in der meine Arbeit be - handelnden Anmerkung wörtlich: „ da Spuren fremder Metalle (0,1 pCt. oder 0,2 pCt. ) eine Abnahme in der Leitungsfähig - keit des reinen Quecksilbers verursachen, nicht wie Siemens sagt, eine Zunahme. “ Ich begreife wirklich nicht, wie ein solcher, so leicht zu constatirender, qualitativer Irrthum sich hat einstellen können. Ich muss meine Behauptung vollständig aufrecht er - halten in Bezug auf alle von mir in dieser Beziehung unter - suchten Metalle wenigstens, nämlich Silber, Kupfer, Zinn und Zink.
Ich glaube mich sogar zu dem allgemeinen Ausspruch be - rechtigt, dass die Leitungsfähigkeit flüssiger Metallgemische die der getrennt nebeneinander liegenden Einzelmetalle in flüssigem Zustande und von derselben Temperatur ist, und dass der Grund der grossen Verminderung der Leitungsfähigkeit starrer Legirungen nur im Erstarrungsprocesse selbst zu suchen ist. Die nachfol - genden Versuche werden zeigen, dass diese Annahme wenigstens grosse Wahrscheinlichkeit für sich hat.
Der Widerstand eines mit reinem Quecksilber gefüllten Spiralrohrs ward auf gewöhnliche Weise mit dem eines ähnlichen Rohres verglichen. Darauf ward das reine Quecksilber aus dem Rohre entfernt und dieses mit Quecksilber gefüllt, in welchem Zink aufgelöst war. Nach der Bestimmung des Widerstandes wurde das im Rohr selbst befindliche Quecksilber sorgfältig auf - gefangen und der Gehalt desselben an Zink durch Analyse be - stimmt. Derselbe Versuch ward mit Quecksilber, welches weniger Zink enthielt, mehrfach wiederholt. In der nachfolgenden Tabelle enthalten die ersten beiden, mit t und t1 überschriebenen Verti - calspalten die Temperaturen der mit Wasser umgebenen Spiral - röhren, die mit a bezeichnete die Ablesung, die mit w bezeich - neten die aus den vorherigen Daten berechneten Widerstände des mit verunreinigtem Quecksilber gefüllten Spiralrohres, die fol -1)stand der Spirale kleiner wurde, als das Quecksilber mit etwas Kupfer - amalgam verunreinigt wurde, seine Leitungsfähigkeit sich also beträchtlich vergrösserte.255 genden den durch Analyse gefundenen Procentgehalt an Zink und die letzte die hieraus berechnete Leitungsfähigkeit des Zinks.
Die Berechnung der Leitungsfähigkeit des Zinks geschah nach der Formel 〈…〉 , in welcher W den Widerstand der mit reinem Quecksilber ge - füllten Spirale, w den Widerstand des mit zinkhaltigem Queck - silber gefüllten Rohres, m den Procentgehalt an Zink, s das specifische Gewicht des Quecksilbers, σ das des Zinks bezeich - net. Die Formel ergiebt sich aus der Betrachtung, dass das Verhältniss des vom Zink erfüllten Theiles des Querschnittes des Rohres zum gesammten Querschnitt = 〈…〉 ist und dass also, wenn q den Querschnitt des gesammten Rohres, q1 den des von Zink erfüllten bezeichnet
Für s und σ sind die Werthe 13,56 und 6,9 angenommen.
Die hier gefundene Leitungsfähigkeit des Zinks ist grösser als die von Becquerel gefundene, 8,3, aber beträchtlich kleiner wie die von Matthiessen beobachtete, nämlich 18. Letztere An - gabe ist wohl als die zuverlässigere anzusehen, da Matthiessen ausdrücklich angiebt, chemisch reines Zink verwendet zu haben. Ist die der Rechnung zu Grunde liegende Annahme richtig, so müsste also flüssiges Zink bei gleicher Temperatur weit schlech - ter leiten wie festes. Versuche, die mit Zinn, Kupfer und Silber in ähnlicher Weise angestellt wurden, gaben dasselbe Resultat. Bei Kupfer und Silber fällt die Leitungsfähigkeit sogar verhält -256 nissmässig noch weit geringer aus, wie aus der nachstehenden Tabelle für Silber ersichtlich ist.
Der Widerstand der Glasspirale ward hier mit einer Ein - heit aus Neusilberdraht verglichen. Der Silbergehalt ward aber nicht durch nachträgliche Analyse bestimmt, sondern aus der Zusammensetzung berechnet. Das specifische Gewicht des Sil - bers ist = 10,5 gesetzt. Um zu verhüten, dass sich starres Amalgam in den angeblasenen Glasgefässen abschied, wie es bei langsamem Einströmen des Quecksilbers in das Glasrohr von geringem Querschnitt leicht eintritt, ward es vermittelst einer kleinen Pumpe unter kräftigem Druck hineingetrieben. Es ist allerdings möglich, dass trotz dieser Vorsichtsmassregel der Sil - bergehalt des im Rohre befindlichen Quecksilbers dennoch etwas geringer ausgefallen ist; es müsste dann aber die Leitungsfähig - keit des flüssigen Silbers noch kleiner ausfallen wie die Rech - nung ergiebt. Sie wäre also noch kleiner im Verhältniss zum flüssigen Zink, während sie 3 mal grösser ist, wenn beide Me - talle im starren Zustande sind.
Dass der Widerstand einiger Metalle beim Uebergange aus dem starren in den flüssigen Zustand plötzlich zunimmt, hat Matthiessen für Kalium und Natrium nachgewiesen1)Pogg. Ann. Bd. 100, S. 177. doch reichen die verhältnissmässig geringen Unterschiede, welche derselbe für diese Metalle fand, nicht aus, um die hier gefundenen grossen Differenzen zu erklären. Um mir weitere Aufklärung hierüber zu verschaffen, füllte ich eine Glasspirale im Stearinbade mit reinem Zinn. Das Zinn schmolz nach meinem, nicht weiter controllirten Quecksilberthermometer schon bei 224 °C. und füllte das Glasrohr vollkommen. Nachdem ich das so gefüllte Glas - rohr bis auf 280° erwärmt hatte, mass ich seinen Widerstand,257 liess es darauf langsam abkühlen, wobei das flüssige Stearin durch Einblasen von Luft in steter Bewegung erhalten wurde und wiederholte die Widerstandsmessungen, wenn die Temperatur sich einige Zeit constant erhalten hatte. In nachfolgender Ta - belle sind diese Messungen zusammengestellt.
Die Zahlen der mit wt überschriebenen Spalte sind nach der Formel 〈…〉 berechnet, in welcher wt den Widerstand des Rohres bei der Temperatur t, wo den Widerstand desselben bei 0°, a die Ab - lesung am Nonius des Brücken-Messinstrumentes und l den Widerstand der Zuleitungsdrähte zur Spirale bezeichnet. Letzterer betrug 111,95 mm oder kleine Einheiten1)Als Widerstandsmass ist mithin 〈…〉 Einheit oder der Widerstand eines Würfels von 1 mm Seitenlänge angenommen.. Die Zahlen der Spalte a sind sämmtlich die Mittel aus zwei Messungen und zwar solcher, bei denen die beiden Brückenzweige durch einen widerstandslosen Commutator vertauscht waren. Messungen, bei welchen die Summe der beiden erhaltenen Ablesungen um mehr als 0,5 mm von 1000 verschieden waren, wurden verworfen. Der Vergleichswiderstand ward durch Eis auf 0° erhalten. Mit Quecksilber gefüllt hatte die Spirale bei 0° den Widerstand 742,24. Die Leitungsfähigkeit des Zinks ist mithin 〈…〉 . Die letzte Messung (9) ist eine am anderen Tage vorgenommene17258Control-Messung, nach welcher die Leitungsfähigkeit des Zinnes ebenfalls = 9,1 wird. Aus den Zahlen der mit 〈…〉 überschrie - benen Spalte, welche die mittlere Widerstandszunahme für 1° zwischen den benachbarten Temperaturen enthält, ergiebt sich, dass die Widerstandszunahme des starren Zinnes mit der An - näherung an den Schmelzpunkt in steigender Progression wächst, dass beim Uebergange über den Schmelzpunkt eine sprungweise Vergrösserung des Widerstandes eintritt, welche beinahe das 2½ fache des Widerstandes bei 0° erreicht, dass bei weiterer Er - hitzung des flüssigen Zinns die Widerstandszunahme sich all - mählich wieder vermindert und etwa 45° über dem Schmelz - punkte nur noch ungefähr halb so gross ist wie in der Nähe des Gefrierpunktes. Dividirt man die Zahlen dieser Spalte durch den Widerstand bei 0° also durch 81,57, so erhält man den Coefficienten der Widerstandszunahme für die betreffenden Tem - peraturintervalle. Der Anblick der Zahlenwerthe, welche in der mit α bezeichneten Spalte zusammengestellt sind, zeigt, dass die - selben sich vom Schmelzpunkte an nach beiden Seiten einer Constante nähern. Es ist wahrscheinlich, dass diese für festes Zinn mit dem von Arndtsen für andere einfache feste Metalle gefundenen Werthe übereinstimmt. Es liegt auch nahe, die für das flüssige Zinn gefundenen Werthe mit dem Coefficienten des Quecksilbers zu vergleichen, doch fehlt einem solchen Vergleiche die bestimmte Grundlage, da das Quecksilber bei 0° flüssig ist, sein Widerstand bei dieser Temperatur, mit welchem die Wider - standszunahme durch den Coefficienten α verglichen wird, mithin die durch das Flüssigwerden bewirkte Widerstandszunahme schon enthält. Dass eine solche sprungweise Verminderung der Lei - tungsfähigkeit durch das Flüssigwerden der einfachen Metalle bei allen eintritt, ist wohl mit Bestimmtheit anzunehmen, da dies nicht nur bei den 3 hierauf untersuchten — Kalium, Na - trium, Zinn — der Fall ist, sondern von mir auch bei in der Kälte starren Amalgamen und leichtflüssigen Legirungen beobach - tet ist. Bei den letztgenannten ist der Sprung aber sehr viel kleiner wie beim Zinn — ein Verhalten, welches den Legirungen überhaupt eigen zu sein scheint und welches vielleicht die eigent - liche Ursache der geringen Leitungsfähigkeit derselben bildet. 259Clausius machte schon darauf aufmerksam1)Pogg. Ann. Bd. 104, S. 650., dass der Leitungs - widerstand aller reinen Metalle2)Eisen ist stets kohlehaltig, kann also nicht als einfaches Metall betrachtet werden. der absoluten Temperatur nahe proportional sei. In der That lassen sich die vorhandenen Diffe - renzen aus kleinen Ungleichheiten des Leitungswiderstandes bei 0° in Folge von geringen Verunreinigungen und unvollkommener Weichheit der verglichenen Metalle vollständig erklären. Nur das Quecksilber machte eine entschiedene Ausnahme. Nach Analogie des Zinns wird sich aber starres Quecksilber wahr - scheinlich in hinreichendem Abstande vom Schmelzpunkte eben - falls den anderen einfachen Metallen anschliessen, die von Clausius bemerkte Thatsache daher alle reinen Metalle umfassen unter der Einschränkung, dass der Abstand vom Schmelzpunkte ausreichend gross sei. Die Abweichungen in der Nähe des Schmelzpunktes lassen sich als eine allmähliche Einleitung und Vollendung des Schmelzprocesses auffassen. Es würde hiernach die Leitungs - fähigkeit aller einfachen Metalle beim absoluten Nullpunkt der Temperatur unendlich gross sein oder der Leitungswiderstand wäre eine die Temperatur begleitende und quantitativ direct von ihr abhängige Erscheinung. Wäre es möglich, diese Abhängigkeit des Leitungswiderstandes von der Temperatur oder von der im Körper thätigen Wärmemenge, wie man wohl ohne wesentliche Abweichung von den Thatsachen sagen kann, auch über den Schmelzpunkt hinaus nachzuweisen, so liesse sich der Leitungs - widerstand als eine reine Wärmeerscheinung auffassen, wodurch ein wichtiges neues Verbindungsglied zwischen den beiden Na - turkräften — Wärme und Elektricität — gewonnen wäre. Leider liegen bisher noch zu wenig Untersuchungen über die latente Wärme der flüssigen Metalle, die Wärmecapacität derselben und ihre Veränderung mit der Temperatur, so wie auch über den Leitungswiderstand flüssiger und zu höheren Temperaturgraden erhitzter Metalle vor, um diesen vermutheten directen Zusammen - hang nachweisen zu können.
Schliesslich füge ich noch zwei Versuchstabellen bei, welche den Beweis liefern, dass die Widerstandszunahme sowohl bei Quecksilber wie bei Kupfer innerhalb des Gefrier - und Siede -17*260punktes als constant zu betrachten ist. Das Quecksilber war destillirt und kurz vor dem Gebrauch unter einer Decke von englischer Schwefelsäure mit einigen Tropfen Salpetersäure bei fortdauernder Bewegung erhitzt. Die beiden mit diesem Queck - silber gefüllten Spiralröhren wurden in mit Wasser gefüllte Glas - gefässe gesetzt, welche mit schlechten Wärmeleitern umgeben waren. Die Temperatur des einen Gefässes wurde möglichst constant erhalten, während die des anderen durch Wasserdampf, welcher hineingeleitet wurde, nach und nach erhitzt wurde. Die Temperatur wurde durch zwei Geissler’sche Thermometer, welche 1 / 10 Gradtheilung besassen, abgelesen. Um sicher zu sein, dass die Temperatur der ganzen Wassermasse gleichmässig war, wurde dieselbe durch Einblasen von Luft in lebhafter Bewegung er - halten.
Die mit t1 überschriebene Spalte giebt die Temperatur des Vergleichswiderstandes, die mit t überschriebene, die auf die constante Temperatur 17,34 des Vergleichswiderstandes reducirte Temperatur der erwärmten Spirale. Der zu den Messungen der folgenden Tabelle benutzte Kupferdraht war etwa ⅕ mm dick mit Seide umsponnen und auf einen kleinen Rahmen von Hart - gummi lose aufgewickelt. Die Enden des Drahtes waren an dicke Kupferdrähte gelöthet, welche den Widerstand 11,9 hatten, während die Zuleitungen der Quecksilberspirale, welche diesmal durch Eiswasser constant auf 0° erhalten wurde, nur 1,8 betrug. 261Der mit dem Kupferdraht umwickelte kleine Rahmen ward in ein mit wohl ausgekochtem Oel gefülltes Reagensglas gesteckt, welches seinerseits in ein mit Wasser gefülltes Gefäss tauchte. Das Thermometer reichte in den Rahmen hinein, war also von dem Drahte, dessen Temperatur bestimmt werden sollte, um - geben. Die Erhitzung des Wassers geschah auf die beschriebene Weise durch Wasserdampf. Durch Regulirung der Dampfbildung liess sich die Temperatur im Reagensrohr lange Zeit vollständig constant erhalten. Der Widerstand der als Vergleichswiderstand benutzten Quecksilberspirale war bei 0° = 1997,5.
Die mit 〈…〉 überschriebene Zahlenreihe, welche durch Di - vision der in gleicher Höhe stehenden Zahlen der beiden vor - hergehenden Columnen erhalten sind und die Widerstandszu - nahme durch Erwärmung um einen Grad angiebt, sind in beiden Tabellen hinlänglich übereinstimmend und zeigen, dass die Curve der Widerstandszunahme, sowohl bei Quecksilber wie bei Kupfer als gerade Linie anzunehmen ist. Dividirt man die mittlere Widerstandszunahme durch den Widerstand bei 0°, so erhält man den Coefficienten α, welcher also für Quecksilber = 0,000985 und für Kupfer = 0,00329 ist.
262Sowohl der von mir früher für Quecksilber angegebene Coefficient 0,00095 wie namentlich der später von Hrn. Schröder van der Kolk1)Pogg. Ann. Bd. 110, S. 452. mitgetheilte 0,0008 waren also zu klein. Dass der für Kupfer gefundene Coefficient 0,00329 so beträchtlich kleiner ist wie der von Arndtsen angegebene 0,0036, kann seinen Grund darin haben, dass ich käufliches Kupfer von der Leitungs - fähigkeit 46,7 benutzt habe, während völlig reines, durch Schmel - zen galvanischen Kupfers unter Wasserstoff dargestelltes, die Leitungsfähigkeit 56,4 hatte. Was Herrn Matthiessen zu der am Schlusse seines oben erwähnten Aufsatzes gemachten Aeusse - rung: dass die gewöhnliche Annahme, die Leitungsfähigkeit des reinen wie käuflichen Kupfers ändere sich gleichmässig mit der Temperatur, „ weit von der Wahrheit entfernt “sei, veranlasst hat, kann ich nicht beurtheilen, da derselbe diesen Ausspruch nicht auf mitgetheilte Versuche stützt.
(Notiz von Hrn. Poggendorff in Poggendorff’s Ann. d. Phys. u. Chem. Bd. 120 S. 512.)
1863.
Der Wunsch, zur Vereinigung über ein bestimmtes Mass des Widerstandes gegen den Durchgang elektrischer Ströme bei - zutragen, hat die genannten Inhaber der rühmlichst bekannten Telegraphen-Bau-Anstalt veranlasst, eine Anzahl genauer Copien der von Dr. W. Siemens vorgeschlagenen und dargestellten Ein - heit des Widerstandes eines Quecksilberprismas von 1 Meter Länge und 1 mm Querschnitt bei 0° (s. Pogg. Ann. Bd. CX, S. 1 und Bd. CXIII, S. 91, sowie Phil. Mag. March 1863) anzu - fertigen und dieselben an Physiker und Telegraphen-Techniker mit der Bitte zu übersenden, sich ihrer bei Widerstandsbestim - mungen zu bedienen.
Auch mich hat die Güte des Hrn. S. und H. mit einem solchen Widerstands-Etalon versehen, begleitet zugleich von einem anderen in Form von Glasspiralen, die zur Aufnahme von Quecksilber bestimmt sind. Beide Instrumente, so wie Wider - standsscalen von 1 bis 10000 Einheiten, nach dem Gewichts - systeme geordnet, die ebenfalls in gedachter Anstalt verfertigt werden, entsprechen ihrem Zweck gewiss in hohem Grade und verdienen daher die weiteste Verbreitung.
(Monatsber. d. Berlin. Akad. 1864, Oct. Poggendorff’s Ann. d. Phys. u. Chemie Bd. 125 S. 137.)
1864.
Da es mir wahrscheinlich war, dass die Glaswand der Leydener Flasche durch deren Ladung und Entladung erwärmt werden müsste, so habe ich mir einen Apparat zusammengestellt, durch welchen sich schon sehr geringe Erwärmungen mit Sicher - heit erkennen lassen. Das Resultat der damit angestellten Ver - suche entsprach meinen Erwartungen vollständig. Die Construc - tion des Apparates ist folgende: Ich liess feinen Eisen - und gleich starken Neusilberdraht mit Seide bespinnen. Diese Drähte wurden darauf in etwa 1 dm lange Stücke geschnitten und je ein Neusilberdraht mit einem Eisendraht zusammengelöthet. Die so verbundenen Drähte wurden auf eine mit Kitt aus Kolophonium und Schellack überzogene Glasplatte gelegt, so dass die Löth - stellen von 180 Drähten, ohne sich zu berühren, etwa einen Raum von 1 □ dm einnahmen. Durch Niederdrücken mit einem erwärmten Eisen wurden die Drähte im Kitt eingeschmolzen und so auf der Platte befestigt. Nachdem nun die benachbarten freien Enden der Drähte mit einander verlöthet waren und dadurch eine Thermosäule von 180 Elementen gebildet war, ward eine ebenfalls mit Kitt überzogene zweite Glasplatte mit der Kitt - fläche auf die erste gelegt. Durch vorsichtige Erwärmung wurde der Kitt zwischen den Glasplatten darauf erweicht und ein Theil desselben mit den vereinzelten Luftblasen, welche er umschloss, herausgepresst. Die Thermosäule befand sich mithin jetzt in einer luftfreien Kittfläche genau in der Mitte einer circa 5 mm dicken Glasplatte. Der sämmtliche innere Löthstellen bedeckende, mittlere Theil der Glasplatte wurde nun auf beiden Seiten mit etwa 1 □ dm grossen Stanniol-Belegungen versehen, welche mit266 isolirten Zuleitungsdrähten verbunden wurden. Ebenso wurden die beiden frei gebliebenen Enden der Thermosäule mit Kupfer - drähten verbunden, welche zu einem empfindlichen Spiegelgalva - nometer führten. Der ganze Apparat, mit Inbegriff der äusseren Löthstellen, wurde sorgfältig vor jeder Temperaturänderung ge - schützt. Es genügte dann schon eine kurze Folge von Ladungen und Entladungen mittelst eines Volta-Inductors von etwa 1 Zoll Schlagweite um die Scale meines Galvanometers aus dem Ge - sichtsfelde zu treiben, und zwar im Sinne der Erwärmung der zwischen den Belegungen liegenden Löthstellen. Diese Ablenkung geht nach Aufhören der Ladungsfolge sehr langsam auf Null zurück. Erst nach mehreren Stunden verschwindet sie gänzlich. Sie ist unabhängig von der Richtung des Ladungsstromes und anscheinend proportional der Zahl der Ladungen und der Schlag - weite, bis zu welcher die Ladungstafel geladen wurde. Die Be - wegung der Scale beginnt sofort nach der ersten Ladung und schreitet dann regelmässig vor. Berührt man dagegen eine der Belegungen mit dem Finger, so bleibt die Scale noch 2 bis 3 Secunden unbewegt stehen bevor sie ihre Bewegung beginnt, die gewöhnlich erst ausserhalb des Gesichtsfeldes endet.
Die beobachtete Erwärmung kann weder durch Leitung der Glasmasse noch durch die Compression derselben durch die Anziehung der Belegungen, noch endlich durch das Eindringen der Elektricität in die den Belegungen zunächst liegende Glas - masse entstehen. Der erste Einwand wird durch die Anordnung des Apparates und die beschriebenen Versuche direct beseitigt. Die Erwärmung durch Compression würde durch die auf sie fol - gende gleich starke Abkühlung durch Expansion ausgeglichen werden, könnte also keine dauernde Erwärmung hervorbringen, selbst wenn die äusserst geringe Anziehung dazu ausreichte. Ebenso wenig kann die Ursache der Erwärmung im Eindringen der Elektricität in die den Belegungen zunächst liegende Glas - masse gesucht werden, da die Ablenkung dann nicht sofort, sondern erst nach Verlauf etlicher Secunden beginnen könnte. Nimmt man dagegen mit Hrn. Faraday an, dass die Ladung und Entladung auf einem moleculären Bewegungsvorgang in dem die Belegungen trennenden Isolator beruhe, so hat die Thatsache der Erwärmung dieses Isolators nichts Auffallendes mehr.
(Poggendorff’s Ann. d. Phys. u. Chemie Bd. 127 S. 327.)
1866.
Im Jahre 1860 veröffentlichte ich in diesen Blättern1)Diese Ann Bd. 110, S. 1. eine Methode, mit deren Hülfe es mir gelungen war, Widerstands - Etalons genau zu reconstruiren, und mache den Vorschlag, den Widerstand eines Quecksilberprismas von 1 m Länge und 1 □ mm Querschnitt, oder den millionenfachen Widerstand eines Queck - silberwürfels von 1 m Seitenlänge, bei 0° Temperatur, als Ein - heit des elektrischen Leitungswiderstandes und gleichzeitig den specifischen Widerstand des Quecksilbers als Einheit des speci - fischen Widerstandes der Körper anzunehmen. Die Gründe, auf welche ich meinen Vorschlag stützte, waren kurz zusammenge - fasst folgende:
Die Aufstellung eines willkürlich gewählten oder sich einem in der Natur gegebenen mehr oder weniger genau anschliessen - den materiellen Grundmasses des Widerstandes, welches wie das Normal-Meter-Mass irgendwo deponirt und durch Copirung vervielfältigt würde, ist nicht rathsam, da keine Garantie dafür vorhanden ist, dass der Widerstand desselben sich nicht ändert.
Auch wenn man die Unveränderlichkeit eines solchen Grund - masses sicher stellen könnte, würde die unvermeidliche häufige Copirung und Wiedercopirung der Copien, in Verbindung mit der möglicherweise eintretenden Veränderung ihres Widerstandes, bald unrichtige Etalons in Cours bringen, wie es mit den Co - pien des Jacobi’schen Normaletalons in so hohem Grade der Fall war.
268Das anzunehmende Widerstandsmass muss daher in einer Definition bestehen oder ein absolutes Mass sein, welches man jederzeit und überall reconstruiren kann. Als ein solches würde sich für wissenschaftliche Zwecke vorzugsweise die Weber’sche dynamische Widerstandseinheit eignen, wenn dieselbe in der nöthigen Genauigkeit, die ungefähr die des Vergleiches zweier verschiedener Widerstände sein muss, darstellbar wäre. Da dies aber voraussichtlich nie der Fall sein wird, so eignet sich die Weber’sche Einheit selbst nicht zum allgemeinen Widerstands - masse, wenn es auch selbstverständlich von der grössten Wich - tigkeit ist, dass das Verhältniss der zu wählenden Einheit zur Weber’schen so genau wie möglich bestimmt wird. Da bei der Aufstellung eines allgemeinen Widerstandsmasses die prak - tischen Vorzüge desselben und nicht die wissenschaftliche Har - monie des gesammten Masssystems in erster Linie berück - sichtigt werden müssen, Widerstandsmessungen aber nur in sehr seltenen, streng wissenschaftlichen Fällen mit dynamischen Werthen combinirt, in der weit überwiegenden Mehrzahl der Fälle dagegen zu Vergleichen des Widerstandes von Körpern verschiedener Grösse, Gestalt oder Art benutzt werden, so ist ein Widerstandsmass mit körperlicher Grundlage einem dyna - mischen vorzuziehen.
Aus diesen Gründen empfiehlt sich das von mir vorge - schlagene Widerstandsmass, bei welchem der Meter als Mass des Raumes und das Quecksilber als derjenige Leiter, welcher sich unzweifelhaft am besten zum Mass der Leitungsfähigkeit eignet, gegeben sind und welches in völlig ausreichender, bei grosser Sorgfalt fast unbegrenzter Genauigkeit reproducirbar ist.
Eine auf die Sache selbst eingehende Widerlegung dieser Gründe habe ich bisher nicht gefunden. Dagegen machte Herr Dr. Matthiessen im Jahre 1861 den Gegenvorschlag, anstatt Quecksilber eine bestimmte Goldsilber-Legirung dem anzunehmen - den reproducirbaren Widerstandsmasse zu Grunde zu legen, und in demselben Jahre ernannte die British association eine Com - mission, welche über das zweckmässigste Widerstandsmass an die Gesellschaft berichten sollte.
Wer die grossen Schwierigkeiten praktisch kennen gelernt hat, die damit verknüpft sind eine Legirung homogen und von269 durchaus gleicher Zusammensetzung herzustellen, Drähte anzu - fertigen, welche ganz gleichen Querschnitt und Härtegrad haben, bestimmte Längen derselben genau abzumessen ohne eine Streckung oder Stauchung des Drahtes herbeizuführen, endlich die Enden desselben so mit den dicken Zuleitungsstücken zu verlöthen, dass keine Veränderung des Widerstandes des Drahtes eintritt, wird schon dieser technischen Schwierigkeiten wegen keine Vorliebe für den Vorschlag des Herrn Matthiessen em - pfinden. Da er denselben später zu Gunsten des Vorschlages der Commission der British association — deren Mitglied er ist — fallen gelassen hat, so kann ich ihn weiterhin unberück - sichtigt lassen.
Seitens dieser Commission liegen jetzt drei Berichte — pro 1862, 1863 und 1864 — an die Gesellschaft vor. Es wird in diesen Berichten die Theorie des Weber’schen Masssystems mit der Ausdehnung auf den Begriff der Einheit der geleisteten Arbeit, welche W. Thomson ihm gegeben hat, in einer sehr klaren Weise auseinandergesetzt. Der grosse wissenschaftliche Werth der allgemeinen Einführung dieses „ systematischen und cohärenten “Masssystems wird überzeugend geschildert, die von W. Thomson vorgeschlagene Methode der Bestimmung der 〈…〉 Einheit entwickelt und der Gang und die Resultate der angestellten Experimente eingehend auseinandergesetzt. Die Namen W. Thomson und Clerk Maxwell sind hinlängliche Bürgschaft für den hohen wissenschaftlichen Werth dieser Ar - beiten. In der That ist es gelungen, die Genauigkeit der Be - stimmung eines Widerstandes in absoluten Weber’schen Ein - heiten, in Vergleich mit der, welche früher von W. Thomson und W. Weber erreicht wurde, beträchtlich zu erhöhen. Die Commission ist aber trotzdem zu der Ueberzeugung gelangt, dass das Weber’sche Widerstandsmass selbst sich zur Widerstands - einheit nicht eignet. Sie macht schon in ihrem ersten Berichte den Vorschlag: einen materiellen Widerstandsetalon als Grund - mass des Widerstandes anzunehmen, welcher dem Werthe 1010 Weber’sche Einheiten oder 107 〈…〉 so genau entspräche, wie es mit unseren jetzigen Hülfsmitteln zu bestimmen möglich ist. Dieses materielle Grundmass soll unveränderlich fest270 bleiben und unter dem Namen Einheit der B. A. oder Ohmad das künftige allgemeine Widerstandsmass bilden. Von Zeit zu Zeit sollen dann neue Bestimmungen dieser Einheit in Weber’ - schen absolutem Masse angestellt und Reductionscoefficienten zur Benutzung bei Rechnungen mit dynamischen Werthen publi - cirt werden. Dem Einwande, dass der Widerstand des Normal - Etalons sich ändern könne, glaubt das aus den Herren Prof. Maxwell, Dr. Matthiessen und Fleeming Jenkin be - stehende Subcomité, welches mit der Anfertigung der Normal - Etalons und der davon zu entnehmenden Copien betraut ist, da - durch begegnet zu haben, dass es 10 verschiedene Normaletalons aus Legirungen edeler Metalle und aus Quecksilber hergestellt hat und die Copien aus einer Legirung von Silber mit Platin anfertigt. Nach Dr. Matthiessen’s Untersuchungen soll der Widerstand dieser Legirungen keiner Aenderung unterworfen sein, während er bei anderen Metallen und Metalllegirungen we - sentliche Aenderungen im Laufe zweier Jahre gefunden hat.
Ich will die eben angeführten Beobachtungen Dr. Mat - thiessen’s keineswegs in ihrem Werthe unterschätzen, glaube aber nicht, dass sein Ausspruch, dass die Legirungen von Silber mit Gold oder Platin sich nicht ändern, schon als so feststehend und unbedingt gültig anzusehen ist, um darauf ein für alle Zeit feststehendes Normalmass des Widerstandes begründen zu kön - nen! Auffallend ist es, dass Dr. Matthiessen bei Neusilber so beträchtliche Aenderung der Leitungsfähigkeit in kurzen Zeit - abschnitten beobachtet hat, während ich gerade diese Legirung besonders constant gefunden habe. Es zeigt dies, dass bei der Veränderung der Leitungsfähigkeit noch viele unbekannte Fac - toren auftreten, die erst durch längeres Studium ermittelt wer - den können. Der von Dr. Matthiessen angeführte Beweis, dass die Gold-Silberlegirung sich nicht ändern könne, da man niemals beobachtet habe, dass eine goldene Kette brüchig ge - worden sei, kann wohl kaum ernsthaft gemeint sein! Es mag aber gern zugegeben werden, dass die Aenderung des Wider - standes der Normaletalons so wie der Copien so klein sein wird, dass sie ohne praktische Bedeutung für unsere gegenwärtigen Untersuchungen ist. Das Normalmass der B. A. soll aber auch späteren Zeiten dienen, in denen wahrscheinlich unendlich viel271 höhere Ansprüche an die Genauigkeit eines Masses gestellt werden, wie wir es thun. Aus diesem Grunde ist es schon sehr bedenklich, dass die Commission 10 Normaletalons anstatt eines einzigen aufgestellt hat, wenn sie auch — wie angegeben ist — gegenwärtig bis auf 0,03 Proc. mit einander übereinstimmen. Ginge ferner die Uebereinstimmung des Werthes der B. A. Ein - heit mit der 107 〈…〉 Einheit auch wirklich bis auf 0,1 pCt., wie im Bericht pro 1864 behauptet wird, so wäre dieselbe doch immer noch viel zu gering, um die Einheit der B. A. auch künftig als gleichwerthig mit der 107 〈…〉 Einheit erschei - nen zu lassen. Muss aber einmal ein Reductionscoefficient be - nutzt werden, so ist es ganz gleichgültig, ob derselbe etwas mehr oder weniger von Eins verschieden ist! Es ist übrigens noch keineswegs nachgewiesen, dass diese behauptete grosse Uebereinstimmung der B. A. Einheit mit der 107 〈…〉 Ein - heit auch wirklich stattfindet. Der Anblick, der im Rapport für 1864 gegebenen Versuchs-Tabelle1)Pogg. Ann. Bd. CXXVI, S. 386. lehrt, dass zwischen den zu einem Paare combinirten beiden Zahlenwerthen Differenzen be - stehen, welche bis über 8 pCt. betragen! Auch die mittleren Werthe dieser Paare differiren noch bis zu 1,4 pCt. Wodurch das Subcomité sich für berechtigt hält, bei einer so grossen Ver - schiedenheit der einzelnen Messungen auf einen wahrscheinlichen Fehler von nur 0,1 pCt. zu schliessen, weiss ich nicht. Welche Methode man auch zur Berechnung des mittleren Werthes der gegebenen Zahlen anwenden mag, man wird durch Fortlassen einiger sehr abweichender Messungen oder auch einiger mittlerer Werthe zu weit grösseren Unterschieden kommen. Meiner An - sicht nach liegt die Sicherheit nur innerhalb der nicht als fehler - haft verdächtigen und deshalb verworfenen Zahlenwerthe. Ist es aber schon unmöglich, aus den vorliegenden Versuchsreihen auf eine so genaue Uebereinstimmung des Werthes der B. A. Ein - heit mit der wahren 107 〈…〉 Einheit, wie das Subcomité sie annimmt, zu schliessen, so stellt sich die wahrscheinliche Ver - schiedenheit als noch viel grösser heraus, wenn man bedenkt,272 dass die Werthe der Tabelle mit demselben Apparate unter An - wendung derselben Constanten und Corrections-Coefficienten und durch dieselben Beobachter erlangt sind. Es ist zwar ange - geben, dass die Bestimmung der Constanten bis auf 0,0001 genau gewesen wäre; man muss aber annehmen, dass dies nur in Folge bestimmter individueller Handgriffe und willkürlich ge - wählter Methoden der Messung erreicht ist. Bekanntlich ist es ganz unmöglich, einen weichen übersponnenen Draht zu einer einigermassen runden und festen Drahtrolle aufzuwinden, ohne dass er sich ansehnlich streckt. Diese Streckung schwankt mit der Dicke des Drahtes und der Grösse der Drahtspannung beim Aufwinden zwischen 1 und 6 pCt. Es dürfte demnach kaum möglich sein, mit einiger Sicherheit auf die wirkliche Länge des aufgewundenen Drahtes bis auf ½ pCt. zu schliessen. Die effective Länge ist aber auf 311,2356 Meter angegeben! Es ist ferner unmöglich, eine Rolle von übersponnenem Drahte rund und concentrisch zu wickeln. Der Umfang, der mittlere Radius, die Dicke der Umwindungsschicht sind mithin unmöglich genau zu bestimmen. Dennoch sind diese Werthe bis auf Tausendstel Millimeter angegeben und sollen bis auf ein Zehntausendstel ihrer Grösse zuverlässig sein! Ob das magnetische Moment des aufgehängten Magnetes und die augenblickliche horizontale Com - ponente des Erdmagnetismus sich bis auf denselben Grad von Genauigkeit bestimmen lassen, mag hier unerörtert bleiben. Ich halte es nicht für möglich.
Ich bin, wie schon gesagt, weit entfernt davon, die Be - hauptung aufzustellen, dass die Messungen nicht wirklich in der angegebenen Genauigkeit gemacht wären, sie können aber nur das Resultat von Proceduren sein, die keine allgemeine Gültig - keit haben.
Bevor nicht die Versuche an anderen Orten, mit ganz neuen Instrumenten und von ganz anderen Experimentatoren wiederholt sind und durch die Vergleichung der dann erhaltenen Resultate mit denen des Subcomité’s der Beweis geführt ist, dass eine grössere Uebereinstimmung erreicht ist, halte ich mich zu der Behauptung berechtigt, dass die Einheit der B. A. höchstens innerhalb einiger Procente mit der 107 〈…〉 Einheit überein - stimmt.
273Ich kann aus diesen Gründen meine oben recapitulirten Be - denken gegen die Annahme der materiellen Etalons des Sub - comités als Grundlage des allgemeinen Widerstandsmasses nicht für erledigt erachten. Dabei verkenne ich nicht im Mindesten den hohen Werth der durch die British association veranlassten, möglichst genauen Bestimmung der Weber’schen Widerstands - einheit, bin im Gegentheil der Ansicht, dass der Wissenschaft durch diese werthvolle Arbeit ein wesentlicher Dienst erwiesen ist. Ich glaube aber, die Commission hätte besser gethan, nach - dem sie sich überzeugt hatte, dass die Weber’sche absolute Einheit selbst sich zum Normalmasse nicht eignete, keine neue willkürliche Einheit aufzustellen, sondern die von mir vorge - schlagene 〈…〉 Quecksilber oder kürzer m. Hg-Einheit mit aller für derartige Arbeiten nöthigen Sorgfalt darzustellen, diese schon sehr allgemein verwendete und dem praktischen Be - dürfnisse besonders entsprechende Einheit in genauen Copien zu verbreiten und den Reductionscoefficienten derselben auf Weber’ sches dynamisches Mass so genau wie möglich festzustellen. Das Comité würde dadurch in Uebereinstimmung mit dem Vor - schlage Kirchhoff’s, dem es sich in dem ersten Berichte an - schliessen zu wollen erklärte, geblieben sein, da Kirchhoff sich in seinem im Appendix dieses Berichtes abgedruckten Briefe für Beibehaltung beider Masse erklärte und nicht für die unbedingte und ausschliessliche Annahme des Weber’schen, wie später behauptet ist, eine Ansicht, für welche auch Wilhelm Weber selbst dem Verfasser gegenüber sich aussprach. Dass die m. Hg-Einheit bei einer solchen sorgfältigen Bestimmung durch das mit den reichen Mitteln der British association ausge - rüstete und über so hervorragende Kräfte gebietende Comité vollständig den jetzt erforderlichen Grad der Genauigkeit, d. i. den der Vergleichung zweier verschiedener Widerstände, erreicht haben würde, zeigen sowohl meine ursprünglichen Versuche, wie namentlich die späteren, mit grösserer Sorgfalt angestellten Messungen des Hrn. Sabine1)Phil. mag. March 1863, p. 1. — Der Aufsatz ist in der Uebersetzung dieser Arbeit angeschlossen.. Bei künftigen weiteren Fort - schritten in der Genauigkeit physikalischer Messungen wird frei -18274lich immer wieder eine genauere Reproduction der m. Hg-Einheit nothwendig werden, es kann dies aber kaum eine merkliche Störung hervorbringen, da die wahre Grösse der Einheit un - zweifelhaft feststeht, da die bei der Reproduction sich heraus - stellenden Differenzen bei gewöhnlichen Widerstandsmessungen wegen ihrer Geringfügigkeit unberücksichtigt bleiben können und da für exacte Messungen eine häufige Controle der benutzten Widerstandsetalons, ihrer wahrscheinlichen Aenderung wegen, doch unvermeidlich ist.
Leider hat die Commission diesen von mir ihr vorgeschla - genen Weg nicht betreten, die mit der Anfertigung der British association Einheit und der zu verbreitenden Copien derselben betrauten Mitglieder des Subcomité’s, die Hrn. Dr. Matthiessen und Fleeming Jenkin, haben im Gegentheil sowohl in den erwähnten Berichten an die British association, wie in besonderen noch näher zu beleuchtenden Aufsätzen1)Pogg. Ann. Bd. 125, S. 497 und Pogg. Ann. Bd. 126, S. 369., meinen Vorschlag in einer Weise angegriffen, welche bisher bei wissenschaftlicher Kritik nicht gebräuchlich war. Der gemeinsam von ihnen be - folgte Plan besteht darin, meinen Vorschlag nicht mit Gründen zu bekämpfen, sondern meine Arbeiten als unzuverlässig und zweifelhaft darzustellen.
Hr. Dr. Matthiessen stellt die beiden Thesen auf:
Beide Sätze will er dadurch rechtfertigen, dass ich nicht das richtige specifische Gewicht des Quecksilbers in Rechnung gezogen hätte, dass zwei Widerstandsscalen, welche in der Londoner Ausstellung pro 1862 ausgestellt waren, um 1,2 pCt. von einander differirt hätten, dass in meinen ersten Bestimmungen der m. Hg-Einheit Differenzen von 1,6 pCt. vorhanden wären und dass seine eigenen Versuche mit den meinigen nicht überein - stimmten.
Die erste Behauptung betreffend, so übersieht Hr. Mat - thiessen, dass das von mir vorgeschlagene Widersandsmass275 in einer Definition besteht, also ein absolutes ist. Dass die von mir dargestellten Widerstandsetalons dieser wahren Einheit völlig entsprächen, habe ich nie behauptet, im Gegentheil wiederholt den Wunsch ausgesprochen, dass sich bald in exacten Messungen geübtere Physiker der Mühe unterziehen möchten, auf dem von mir angegebenen, sehr einfachen und sicheren Wege Etalons her - zustellen, welche mit der gegebenen Definition so genau überein - stimmten, wie es mit unseren jetzigen Hülfsmitteln zu erreichen ist. Hr. Matthiessen wäre zu seiner Behauptung nur berech - tigt, wenn meine Definition zweifelhaft oder wenn die angegebene Methode unzuverlässig oder fehlerhaft wäre. Beides ist von ihm nicht nachgewiesen, auch nicht einmal behauptet. Ist die von ihm aufgestellte Thesis aber auch unzweifelhaft falsch, so gebe ich ihm dagegen gern zu, dass das von mir in Rechnung ge - zogene specifische Gewicht des Quecksilbers nicht richtig ist. Als ich im Jahre 1858 die ersten Versuche darüber anstellte, ob sich die m. Hg-Einheit in hinreichender Genauigkeit darstellen liesse, fand ich die Zahl 13,557 und nahm sie als richtig an, da sie von anderer Seite durch directe Vergleichung der Höhe der Quecksilber - und Wassersäule in communicirenden Röhren Be - stätigung fand. Leider ist auch bei den späteren, mit grösserer Sorgfalt und verbesserten Instrumenten ausgeführten Repro - ductionen der m. Hg-Einheit dieser Coefficient beibehalten und nicht die Regnault’sche Zahl 13,596 angenommen, deren Rich - tigkeit seitdem von mehreren Seiten bestätigt ist. Hiernach sind in der That die bisher angefertigten Etalons um 0,287 pCt. zu gross1)Nach der benutzten Formel 〈…〉 , in welcher W den Widerstand des Normalrohrs, l seine Länge, Q das Gewicht, σ das specifische Gewicht des Quecksilbers und a das Verhältniss des grössten zum kleinsten Querschnitte des Rohres bezeichnet.. Nimmt man den Coefficienten der Zunahme des speci - fischen Leitungswiderstandes des zu den Widerstandsetalons be - nutzten Neusilberdrahtes = 0,00272 an2)Pogg. Ann. Bd. CXIII S. 4., so repräsentiren die - selben die m. Hg-Einheit nicht bei der auf ihnen vermerkten,18*276sondern bei einer um 10°,5 C. niedrigeren Temperatur. Es ist ein unbestreitbares Verdienst des Hrn. Matthiessen, zu dieser Berichtigung Veranlassung gegeben zu haben, die übrigens, wie schon hervorgehoben, mit der Beurtheilung des Werthes der m. Hg-Einheit gar nichts zu thun hat.
Hr. Matthiessen behauptet ferner, dass die von Zeit zu Zeit aufgestellten m. Hg-Einheiten nicht denselben Widerstand repräsentirten. Dass die m. Hg-Einheit in meinem Laboratorio in drei verschiedenen Zeitperioden dargestellt ist und jedesmal eine grössere Annäherung an den wirklichen Werth gefunden hat, ist Hrn. M. bekannt. Hr. Sabine hat die Abweichungen dieser drei Reproductionen in folgender Tabelle zusammengestellt:
Die grössten Differenzen zwischen der ersten und dritten Darstellung erreicht mithin noch nicht 0,1 pCt. und nicht nahe 2 pCt., wie behauptet ist. Nach der ersten Bestimmung sind nur einige für den eigenen Gebrauch bestimmte Etalons und Widerstandsscalen angefertigt. Ebenso sind nur Widerstands - scalen für technische Benutzung nach den Werthen der ersten Reproduction angefertigt und in den Verkehr gekommen. Erst den mittleren Werth der dritten Bestimmung habe ich zur An - fertigung von etwa 100 Etalons von je einer Einheit benutzt, welche ich unter mir bekannten, namhaften Physikern, Technikern und wissenschaftlichen Instituten vertheilt habe, um die allge - meine Annahme eines rationellen Widerstandsmasses dadurch zu befördern.
Diese Etalons waren bei ihrer Versendung genau gleich und sind, falls sie sich nicht verändert haben, bis auf 0,05 pCt. mit der wahren m. Hg-Einheit übereinstimmend, wenn sie, wie schon gesagt, bei einer um 10°,5 C. niedrigeren Temperatur gemessen werden, wie auf ihnen angegeben ist. Andere Widerstandsetalons, wie die von den HH. Matthiessen und Jenkin mit Siemens277 1864 bezeichneten, sind von mir nicht ausgegeben. Hr. Mat - thiessen stützt seine Behauptung, dass die von mir aufgestellten Einheiten nicht denselben Widerstand repräsentirten, auf Messungen, die Hr. Jenkin, welcher als Juror der Londoner Ausstellung von 1862 functionirte, an zwei nach dem Gewichtssysteme eingerich - teten, von 1 bis 10000 Einheiten reichenden Widerstandsscalen angestellt hat. Ob Hr. Jenkin richtig gemessen hat, als er zwischen diesen Scalen eine Differenz von 1,2 pCt. fand, weiss ich nicht. Ganz unbegreiflich ist es mir aber, wie Hr. Dr. Mat - thiessen derartige, technischen Zwecken dienende Widerstands - scalen mit Massetalons in eine Linie stellen und wie er eine so schwere Anschuldigung, wie er sie vorgebracht hat, ausschliess - lich auf die uncontrolirte Aussage eines Ausstellungsjurors basiren kann! Er sollte doch wissen, dass Berührungstellen fester Metalle stets einen veränderlichen Widerstand hervorbringen, dass also die 20 Stöpselcontacte, welche der Strom bei diesen Scalen ganz oder theilweise durchlaufen muss, einen nachtheiligen Einfluss auf die Genauigkeit der Widerstandsangaben ausüben müssen. Er sollte ferner die grossen Schwierigkeiten, die sich anfänglich der fehlerfreien Summirung von 10000 Einheiten entgegenstellten, zu würdigen wissen. Die eine dieser Scalen, von Hrn. Mat - thiessen mit Siemens (London) bezeichnet, war eine der ersten, bereits im Jahre 1859 nach einer noch unvollkommenen Summirungsmethode zum eigenen technischen Gebrauche ange - fertigten, nach dem Gewichtssyteme eingerichteten Widerstands - scalen. Sie bildete den einen Widerstandszweig einer soge - nannten Messbrücke, mit welcher die Widerstandsmessungen während und nach der Legung des Kabels durch das rothe Meer nach Indien ausgeführt waren, und fand wegen des sich an diese erste Messbrücke knüpfenden historischen Interesses Aufnahme in den Ausstellungsräumen, da mit ihrer Hülfe die bis dahin ge - bräuchlichen nichtssagenden Stromangaben bei submarinen Kabeln zuerst in exacte Widerstandsangaben verwandelt wurden. Diese älteren Messbrücken wurden später von Neuem regulirt und mit den nach einer verbesserten Summirungsmethode angefertigten, von den HH. Matthiessen und Jenkin mit Siemens (Berlin) bezeichneten Widerstandsscalen übereinstimmend gemacht. Herr Matthiessen behauptet nun aber, dass auch diese später ange -278 fertigten Widerstandsscalen um etwa 0,5 pCt. grösser gewesen wären, wie die 1864 von mir ausgegebenen Widerstandsetalons. Er schliesst dies aus dem Widerstande eines Kupferdrahtes, welchen Hr. Jenkin während der Ausstellung von 1862 mit dem der Scalen verglichen habe. Welche Temperatur der Kupferdraht bei beiden, vier Jahre aus einander liegenden Messungen hatte, ist nicht angegeben. War dieselbe nur um 1½ °C. verschieden, so erklärt sich dadurch die Differenz voll - ständig! Jedenfalls waren die HH. Matthiessen und Jenkin nicht berechtigt, eine einzelne, von ihnen selbst angestellte, so zweifelhafte und unsichere Bestimmung dazu zu benutzen, in allen Tabellen der Berichte des Comité’s sowie in ihren eigenen Mit - theilungen neben der Columne „ Siemens 1863 “noch die beiden anderen: Siemens (Berlin) und Siemens (London) aufzuführen und dadurch den unrichtigen Schein zu verbreiten, als coursirten in der That von mir ausgegebene Etalons der m. Hg-Einheit von so verschiedenem Widerstande!
Eine ähnliche Bewandtniss hat es mit der mehrfach wieder - holten Behauptung, dass zwischen meinen Bestimmungen der m. Hg-Einheit Differenzen von 1,6 pCt. beständen, dies also die zu erreichende Grenze der Genauigkeit wäre. Es kommt aller - dings in meiner ersten, 1860 publicirten Arbeit über diesen Ge - genstand eine solche Differenz vor. Ich habe aber damals auch den Grund angegeben, nämlich Temperaturschwankungen des zum Vergleich dienenden Kupferdrahtes bis 3 °C. und des mit Quecksilber gefüllten Normalrohrs bis 2 °C. Es waren ferner absichtlich wenig cylindrische Röhren gewählt, da die beschrie - benen Versuche nicht den Zweck hatten, Normaletalons darzu - stellen, sondern den Beweis zu führen, dass die vorgeschlagene Methode zu einer solchen Darstellung geeignet sei. Für den praktischen Gebrauch war damals eine Genauigkeit von ½ pCt. ausreichend. Ist doch Hr. Matthiessen selbst in jener Zeit mit Werthangaben für die Leitungsfähigkeit der Metalle zufrieden, welche mehrere Procente von einander abweichen.
Die von mir ausgegebenen Widerstandsetalons sind sämmt - lich nach den Werthen der dritten, durch Hrn. Sabine ausge - führten Reproduction regulirt. Ein Blick auf diese nachfolgend abgedruckte Arbeit wird die Ueberzeugung geben, dass dieselbe279 mit grösster Sorgfalt durchgeführt wurde, und dass die von mir behauptete Uebereinstimmung der angefertigten Etalons mit der wahren m. Hg-Einheit innerhalb 0,05 pCt. nicht auf zweifel - haften Mittelwerthen beruht, sondern, dass sämmtliche Normal - röhren innerhalb dieser Grenze das gleiche Resultat geben. Diesen Messungen stellt Hr. Matthiessen nun seine eigenen gegen - über, welche einen um 0,8 Procent grösseren Werth gegeben haben. Einen Grund für diese Abweichung oder für die Unzuverlässigkeit meiner Methode oder der Sabine’schen Messungen hat er nirgends angegeben. Mindestens hätte er seine Arbeit dann aber mit gleicher Sorgfalt anstellen und die be - nutzte Methode, wenn er sie nicht vollständig befolgen wollte, nicht in wesentlichen Punkten verschlechtern dürfen! Hr Mat - thiessen wendet eine Correctionsformel für die conische Form der Röhren an, welche grössere Abweichungen giebt, wie die meinige, da er sich das Rohr aus cylindrischen Stücken anstatt aus conischen zusammengesetzt vorstellt. Dadurch wird der be - rechnete mittlere Querschnitt kleiner, der berechnete Widerstand des Rohres mithin zu gross. Ferner füllt er das Rohr durch Eintauchen in eine mit Quecksilber gefüllte Rinne und hebt es aus diesem Bade, indem er seine Enden zwischen zwei Finger presst. Natürlich werden dadurch die Rohrenden mit der weichen Haut seiner Fingerspitzen anstatt mit Quecksilber ausgefüllt, wo - durch der Inhalt des Rohres zu klein, der berechnete Wider - stand mithin zu gross wird. Eine Unrichtigkeit in gleichem Sinne kann möglicherweise auch noch daraus hervorgegangen sein, dass Hr. Matthiessen die Vorsicht nicht befolgt hat, die zu vergleichenden Widerstände bei jeder Messung durch einen Commutator zu verwechseln und nur diejenigen Messungen als zuverlässig zu betrachten, welche sich zu 1000 ergänzen. Ohne diese Vorsicht erhält man sehr leicht falsche Messungen durch Erwärmung des dünnen Platindrahtes der Brücke.
Sollten diese von Hrn. Matthiessen bei seiner Reproduction begangenen Fehler auch den bedeutenden, von ihm gefundenen Unterschied von 0,8 pCt. noch nicht vollständig erklären, so genügen sie doch, um zu zeigen, wie gering der Grad von Sorg - falt war, welchen er bei derselben aufgewendet hat. Als ein Beweis der Unrichtigkeit meiner Messungen und namentlich der280 sehr viel umfassenderen und genaueren Bestimmungen des Hrn. Sabine können sie keinenfalls gelten.
Hr. Jenkin bringt in seinem Aufsatze „ Ueber die neue von der B. A. adoptirte elektrische Widerstandseinheit1)Pogg. Ann. Bd. 126, S. 369. “keine neuen Gesichtspunkte, verwerthet aber die schon behandelten Schlussfolgerungen und Versuche des Hrn. Matthiessen in noch ausgedehnterer Weise wie dieser. Von Interesse ist seine Mit - theilung, dass vier von den von mir 1864 vertheilten Etalons der m. Hg-Einheit von vier verschiedenen Beobachtern mit vier Copien der B. A. Einheit verglichen sind und die Werthe 1,0456; 1,0455; 1,0456 und 1,0457 ergeben haben. Es ist mithin der mittlere Werth dieser Beobachtungen oder 1,0456 multiplicirt mit dem Correctionscoefficienten für das richtige specifische Ge - wicht des Quecksilbers also 〈…〉 . ·1,0456 oder 1,0486 der Werth einer Einheit der B. A. in m. Hg-Einheiten oder 1 m Hg E = 0,9536 B. A. E.
Bei der nachgewiesenen, noch bestehenden Unsicherheit des Verhältnisses der B. A. U. zur 107 〈…〉 Einheit kann man mithin gegenwärtig einen in m. Hg Einheiten ausgedrücktan Widerstand durch Abzug von 5 pCt. möglichst genau in 1010 faches Weber’sches Mass oder 107 faches 〈…〉 Mass verwandeln.
Die historische Uebersicht über die Reihenfolge der Vor - schläge von Widerstandsmassen und die Fortschritte im Gebiete der Widerstandmessungen, welche Hr. Jenkin seinem Aufsatze vorausschickt, veranlasst mich noch zu einigen Bemerkungen zur Berichtigung mich betreffender Irrthümer und Uebergehungen.
Vollständige Widerstandsscalen, von 1 bis 100 reichend, mit dem Widerstande eines Kupferdrahtes von einer Linie Durch - messer und einer geographischen Meile Länge bei 20 °C. als Einheit, sind bereits seit 1848 in grosser Zahl in dem Berliner Etablissement von Halske und mir angefertigt, vielfach beschrieben und weit verbreitet. Hr. Jenkin sagt: „ Bis zum Jahre 1850 waren Widerstandsmessungen bis auf wenige Ausnahmen auf das281 Laboratorium beschränkt; als aber zu dieser Zeit unterirdische und bald darauf unterseeische Telegraphenleitungen eingeführt wurden, erkannte bald der praktische Ingenieur, von welchem Vortheil ihm bei der Untersuchung und Einrichtung die Kennt - niss der Elektricitätsgesetze wäre “. Es sollte Hrn. Jenkin be - kannt sein, dass bereits in den Jahren 1847 und 1848 unterir - dische Leitungen von bedeutender Länge in Deutschland gebaut waren. Bei der Herstellung dieser Leitungen und bei der Aus - führung der leider oft nothwendigen Fehlerbestimmungen nach den von mir beschriebenen Methoden hatte der praktische In - genieur schon damals vielfach Gelegenheit, genaue Widerstands - messungen anzustellen und den Nutzen der Kenntniss der Natur - gesetze schätzen zu lernen! Vollständige, nach dem Gewichts - systeme eingerichtete Widerstandsscalen von 1 bis 10000 Ein - heiten m. Hg wurden schon im Jahre 1859 vielfach bei den Kabelprüfungen, die meinem Bruder Wilhelm und mir in Eng - land oblagen, benutzt. Es wird Hrn. Jenkin noch in der Er - innerung sein, dass er selbst die Prüfungen des indischen Kabels in Birkenhead unter meiner Leitung mit Hülfe solcher Scalen ausführte. Er hätte in seiner „ historischen Uebersicht “nicht vergessen sollen hervorzuheben, dass bereits in unserem Berichte über das Rothe-Meer-Kabel im Jahre 1859 die Leitungs - und Isolationsverhältnisse desselben in m. Hg-Einheiten angegeben waren, und dass die von uns hierbei befolgte Methode den Wider - stand zu messen, welchen die isolirende Hülle dem elektrischen Strome entgegensetzt, und denselben mit dem aus dem specifi - schen Widerstande des isolirenden Materials berechneten Wider - stande zu vergleichen, die Grundlage des von uns eingeführten, rationellen Kabelprüfungssystems bildet, welches mit geringen Abweichungen in Methoden und Instrumenten noch jetzt allge - mein in Anwendung ist. Hr. Jenkin hätte ferner den Vortrag1)Outline of the principles and practice involving in dealing with the electrical conditions of Submarine electric telegraphs by Werner and C. W. Siemens, Report of the British association, Oxford 1860. meines Bruders in der 18. Sitzung der British association nicht ganz mit Stillschweigen übergehen sollen, in welchem unser System der Kabelprüfungen vor, während und nach der Legung und der Fehlerbestimmung durch Widerstandsmessungen er -282 schöpfend behandelt ist. Dass ausser den von mir aufgestellten Fehlerbestimmungsmethoden noch andere vorhanden sind, ist mir bisher nicht bekannt geworden. Hinsichtlich der m. Hg-Einheit giebt Hr. Jenkin Marié Davy — ohne Anführung eines Pu - blicationscitates — die Ehre des Vorschlages des Quecksilbers, als „ eines für ein Normalmass passenden Materials “, und vindi - cirt mir nur das Verdienst, „ dass meine mit grösster Sorgfalt angefertigten Rollen und Apparate die Beobachtung einer stricten Genauigkeit wesentlich gefördert hätten “. Er verschweigt dabei, dass diejenigen, welche schon früher auf Quecksilber als ein ge - eignetes Material aufmerksam gemacht haben, keine Methode an - gaben, mit deren Hülfe sich genaue Etalons vermittels Queck - silbers darstellen liessen.
Hr. Jenkin wird selbst zugeben müssen, dass seine „ historische Uebersicht “merkwürdig unvollständig ist!
(Auszug aus: Ueber die pneumatische Depeschenbeförderung in Berlin. Ztschr. d. deutsch-österr. Telegr. -Vereins Bd. 13.)
1866.
Die Frage, ob die Beförderung von Briefen, Depeschen etc. durch Röhren vermittelst pneumatischen Druckes in grösserem Massstabe mit Nutzen anwendbar ist, und welches die vortheil - hafteste Construction der Röhrenleitung, der Stationseinrichtung, der Behälter für zu befördernde Gegenstände und endlich des pneumatischen Apparates ist, hängt wesentlich von dem Gesetze der Bewegung der Luft in den Röhren ab. Ohne dieses genau zu kennen, ohne die Grösse der Einwirkung der verschiedenen die Geschwindigkeit der Luftbewegung in allen Theilen der Rohrleitung bedingenden Factoren zu kennen, hat man keine bestimmte Basis für die Construction und tappt im Finstern. Es giebt nun zwar eine Menge von Formeln für die Bewegung von Gasen in Röhren; sie sind aber sämmtlich nur auf Er - fahrungen gestützt, welche bei sehr geringem Druck und ver - hältnissmässig sehr weiten Röhren gewonnen sind, und erweisen sich für engere Röhren und grössere Druckdifferenzen, wie sie zur Erzielung ansehnlicher Geschwindigkeit nothwendig sind, als unzureichend. Es war daher nöthig, vorerst das Bewegungs - gesetz der Gase in Röhren auf experimentellem Wege zu er - mitteln.
Die Versuche konnten natürlich in der kurzen disponiblen Zeit nicht mit voller wissenschaftlicher Strenge durchgeführt werden. Man musste sich auf Röhren von geringem Durch - messer und geringer Länge beschränken und die Druckdifferenz284 konnte das Maximum von ⅓ Atmosphäre nicht überschreiten. Da es sich jedoch hier um einen praktischen Zweck handelte, so waren die auf diese Weise erreichbaren Näherungsformeln völlig ausreichend. Die benutzte Methode war folgende:
Es wurden gezogene Bleiröhren von verschiedenem Durch - messer und verschiedener Länge verwendet. Durch eine Pumpe mit Schwungrad und Kurbel, welche entweder als Saug - oder als Druckpumpe oder gleichzeitig als Saug - und Druckpumpe benutzt werden konnte, wurde die Luft in einem im Verhältniss zum Volumen des Pumpenstiefels grossen Reservoir verdünnt oder verdichtet. Das Reservoir communicirte durch das Rohr, in welchem die Geschwindigkeit der Luft gemessen werden sollte, mit der Atmosphäre. Der im Reservoir befindliche Druck wurde durch ein Quecksilbermanometer gemessen. Es war nun leicht, die Kurbel der Pumpe so schnell zu drehen, dass der Druck im Reservoir eine constante Grösse beibehielt, dass also in derselben Zeit stets eine gleiche Menge Luft in das Reservoir gepumpt wurde, wie das Rohr abführte, oder umgekehrt. Das Rohr endete in einen sorgfältig construirten Gasmesser, welcher genau die Luftmenge angab, die in einer gewissen Zeit das Rohr passirte. Die gemessene Luftmenge, dividirt durch den Quer - schnitt des Rohres, ergab nun die Geschwindigkeit, mit welcher die Luft von atmosphärischer Dichtigkeit aus dem Rohre in den Gasmesser trat, wenn im Reservoir ein höherer Druck herrschte, oder umgekehrt die Geschwindigkeit, mit welcher sie in das Rohr eintrat, wenn die Pumpe saugend wirkte. Da stets dieselbe Luft - masse in derselben Zeit aus - und eintreten muss, wenn die Strömung eine gleichförmige geworden ist, so kann man aus der gemessenen Luftmenge vermittelst des Mariotte’schen Gesetzes leicht die Geschwindigkeit derselben am entgegengesetzten Ende der Rohr - leitung berechnen. War z. B. die Luft im Reservoir auf ½ Atmo - sphäre verdünnt, und ergab sich die Geschwindigkeit der Luft von atmosphärischer Spannung beim Eintritt in das Rohr gleich 50 Fuss, so musste dasselbe Luftquantum beim Austritt in das Reservoir das doppelte Volumen annehmen, die Geschwindigkeit musste daher hier 100 Fuss gross sein. Ebenso konnte man die Ge - schwindigkeit in den übrigen Theilen des Rohres durch Messung des Druckes, unter welchem die Luft die betreffende Stelle285 passirt, mittelst eingeschalteter Manometer bestimmen. Durch Wiederholung dieser Versuche mit Röhren von gleichem Durch - messer und verschiedener Länge, sowie mit Röhren von gleicher Länge und verschiedenem Durchmesser wurde nun der Einfluss der Länge und des Durchmessers auf die Bewegungsgeschwindig - keit der Luft ermittelt, um so schliesslich zur Bestimmung der - selben als Function des Anfangs - und Enddrucks und der Röhren - dimensionen nebst einer von der Natur der inneren Röhren - fläche abhängigen Constanten zu gelangen.
In dem Anhange sind einige der zahlreichen Versuchsreihen, welche angestellt wurden, aufgeführt. Dieselben führten zu folgen - der Formel für die Endgeschwindigkeit v͵ der Luft im Rohre, aus welcher sich dann die Anfangsgeschwindigkeit v͵͵ und all - gemein die Geschwindigkeit v an irgend einem Punkte in der Entfernung x, vom Anfang des Rohres gemessen, endlich noch die mittlere Geschwindigkeit 〈…〉 ergiebt. Darin be - zeichnet l die Länge des Rohres, d dessen lichten Durchmesser, h den Druck der Luft beim Eintritte, h͵ den Druck derselben beim Austritte, also h — h͵ den wirksamen Ueberdruck, endlich α die vorhin erwähnte Constante.
Wie die Versuchsreihen ergaben, sind diese Formeln nur Näherungsformeln. Die mittlere Geschwindigkeit der Luft nimmt in Wirklichkeit schneller zu, als die Wurzeln aus den Rohr - durchmessern. Diese Abweichung rührt wahrscheinlich von der auf der Röhrenwand durch Molecularanziehung festgehaltenen und den Querschnitt vermindernden Luftschicht her, die bei engen Röhren nicht ausser Betracht zu lassen ist. Da der hier - durch entstehende Fehler eine grössere Geschwindigkeit der Luft in weiteren Röhren bedingt, also bessere Resultate in Praxi her -286 vorbringt, wie die Rechnung ergiebt, so konnte darüber fortge - gangen werden.
Die in den Formeln vorkommende, von der Natur der inneren Rohrfläche abhängige Constante α ergiebt sich aus den Versuchsresultaten = 15950. Berechnet man mit Benutzung dieser Zahl die mittlere Geschwindigkeit der Luftbewegung in einem Rohre von 13000 Fuss Länge und 3 Zoll Durchmesser für eine Druckdifferenz von 1 Atm., so erhält man
Es ergiebt sich aus dem Vorstehenden, dass man auch bei langen Röhrenleitungen von mässiger Weite mit praktisch aus - führbaren Druckdifferenzen eine ausreichende Geschwindigkeit der Luftbewegung im Rohre erzielen kann. Richtet man den Behälter für die zu transportirenden Gegenstände so ein, dass er mit sehr geringer Reibung das Rohr durchläuft, so ist die Geschwindigkeit der Depeschenbeförderung nahezu zusammen - fallend mit der der Luftbewegung.
Von dem geringen Trägheitsmoment der Masse des Behälters kann man hierbei ebenso wie von der Trägheit der Luft selbst ganz absehen, da beide Kräfte gegen die zu überwindende Reibung der Luft im Rohre fast vollständig verschwinden. Ganz anders würde sich aber das Verhältniss herausstellen, wenn der Behälter der Depeschen eine in Betracht kommende Kraft zur Fort - schiebung im Rohre in Anspruch nähme. In diesem Falle müsste hinter dem Behälter eine um so viel grössere Com - pression der Luft stattfinden, wie vor demselben, dass der Druck - unterschied den Reibungswiderstand der Luft an der Rohrwand287 compensirte. Dies würde unter sonst gleichen Verhältnissen eine sehr wesentliche Geschwindigkeitsverminderung hervor - bringen. Namentlich würde dieser Nachtheil bei verhältniss - mässig engen Röhren eintreten. Es ist daher nothwendig, den Depeschenbehälter möglichst ohne Reibungswiderstand, also auf Rädern von möglichst grossem Durchmesser laufen zu lassen. Die Dimensionen der Rohrleitung sind durch das Bedürfniss be - dingt. Da die Geschwindigkeit nur wie die Wurzeln der Rohr - durchmesser — unter sonst gleichen Verhältnissen — zu und wie die Wurzeln aus den Rohrlängen abnimmt, so kann man, ohne die Druckverhältnisse an den Rohrenden zu ändern, die Beförderung auf pneumatischem Wege soweit ausdehnen, als man den Durchmesser proportional der Länge des Rohrs vergrössern kann. Durch ein doppelt so weites Rohr kann man also die doppelte Entfernung bei gleichen Druckverhältnissen mit gleicher Geschwindigkeit durchlaufen.
Zu dem vorliegenden Zwecke der Beförderung telegraphischer couvertirter Depeschen wird ein Rohrdurchmesser von 3 Zoll aus - reichen, da man den Couverts keine grössere Breite als 2 bis höchstens 2½ Zoll zu geben braucht.
Zur Hin - und Herbeförderung der Depeschen könnte man nun ein einfaches Rohr benutzen, indem man durch die auf der Centralstation aufgestellte Maschine ein Reservoir evacuiren und ein anderes mit comprimirter Luft anfüllen liesse und dann das Ende der Rohrleitung, je nachdem man den Depeschenbehälter heranholen oder fortsenden wolle, mit dem einen oder anderen Reservoir in Verbindung setzte. Eine solche Einrichtung würde aber, selbst abgesehen von den bedeutenden Dimensionen, welche die Reservoire haben müssten, nur eine geringe Leistungsfähig - keit haben und wäre nicht entwickelungsfähig. Das Bedürfniss wird sich nämlich bald herausstellen, dieselbe Rohrleitung zur pneumatischen Communication mit mehreren Stationen zu benutzen, die ursprünglich angelegte Rohrleitung also zu verlängern und die bisherige Endstation für weiter gehende Depeschen zur Durch - gangsstation zu machen. Es empfiehlt sich daher, die Einrich - tung gleich so zu machen, dass dieser wenn auch ferner liegende Zweck sich erreichen lässt. Es wird daher vortheilhaft sein, gleich zwei Röhren zu legen, von denen die eine stets zum288 Geben, die andere zum Empfangen der Depeschen benutzt wird. Sollen dann später noch andere Stationen eingeführt werden, so wird bei der ausserdem zu erwartenden beträchtlichen Steigerung des Depeschenverkehrs ein schnelles Aufeinanderfolgen der Sen - dungen nothwendig werden. Um dies ermöglichen zu können, muss die Einrichtung so getroffen werden, dass die von der Centralstation ausgehende und zu ihr zurückkehrende Röhren - leitung als eine von der Centralstation ausgehende und zu ihr zurückkehrende Kreisleitung formirt wird. Durch diese Luftleitung muss durch die Pumpe der Centralstation ein permanenter Luft - strom getrieben werden, der den irgendwo in die Röhre einge - führten Depeschenwagen ergreift und event. durch die übrigen Stationen hindurch zur Centralstation führt, wenn nicht eine andere Station, durch den telegraphischen Signalapparat dazu aufgefordert, dieselben vorher in Empfang nimmt. Wie das aus - zuführen ist, soll später auseinandergesetzt werden.
Wenn es sich aber auch schon aus diesem Grunde empfiehlt, Kreisleitungen in Anwendung zu bringen, welche von einem per - manenten Luftstrom durchlaufen werden, so sprechen dafür doch auch noch andere gewichtige Gründe. Wie sich aus der Formel IV ergiebt, hängt die mittlere Geschwindigkeit der Luftbewegung von dem Factor 〈…〉 ab, bleibt also unverändert, wenn h und h͵ und also auch ihre Differenz proportional vermindert werden. Die durch die Pumpe auszuführende Arbeit ist aber direct pro - portional der Dichtigkeit der zu comprimirenden Luft, nimmt also mit h͵ gleichmässig ab. Ist mithin die Kreisleitung luft - dicht hergestellt und die Einrichtung der Art getroffen, dass man die mittlere Dichtigkeit im Rohre beliebig vermindern kann, so erspart man im gleichen Verhältniss an Arbeitskraft.
Die von uns zur Prüfung resp. Berichtigung der bereits auf - gestellten Formeln angestellten Versuche sind in folgenden Ta - bellen zusammengetragen:
289Tabelle I. Abhängigkeit der Geschwindigkeit von dem Drucke.
1) Einerseits Ueberdruck, andererseits atmosphärischer Druck.
Bei obigen Beobachtungen wurden die Apparate so gestellt, dass aus einem Reservoir in unmittelbarer Verbindung mit der Luftpumpe Luft, deren Spannung mittels eines Quecksilbermano - meters gemessen wurde, durch die Röhrenleitung und endlich durch den Gasmesser in die Atmosphäre floss. Unterdessen wurde von Zeit zu Zeit der Barometerstand beobachtet und der - selbe ergab sich als constant (0,76 m). Das zum Versuche dienende Bleirohr hatte eine Länge von 348 'preuss. und einen Durchmesser von ¼″ preuss. Die Col. 1 giebt die Differenzen der Drucke an den beiden Enden des Rohres an, die Col. 2 das Verhältniss dieser Differenzen zum grösseren Druck, die Col. 3 die in einer Minute durchfliessende Quantität Luft, die Col. 4. die entsprechenden beobachteten und Col. 5 die berechneten Geschwindigkeiten in Fussen pro Secunde.
Die letzteren sind unter der Voraussetzung berechnet, dass die Geschwindigkeiten im geraden Verhältniss der Druckdiffe - renzen und im umgekehrten Verhältniss des grösseren Drucks stehen. Diese Annahme ist, wenn auch nicht ganz richtig, so doch innerhalb unserer Bedürfnisse ohne bedeutenden Fehler zu - lässig. Dieses einfache Verhältniss ist daher anwendbar, weil die theoretischen Werthe mit einem veränderlichen (und zwar mit dem Wachsen des Druckes abnehmenden) Erfahrungs - Coefficienten zu multipliciren sind, um die beobachteten Werthe zu erhalten.
19290Tabelle II. Abhängigkeit der Geschwindigkeit vom Drucke.
2) Einerseits Ueberdruck, andererseits Unterdruck.
Zu diesen Versuchen mag noch bemerkt werden:
Der Gasmesser befand sich in der Mitte des Bleirohres und es wurde der Druck in der Mitte und im verdünnten Raume ge - messen. Durch längeres Pumpen waren wir im Stande, in der Mitte des Rohrs den atmosphärischen Druck constant zu erhalten. Für diesen Fall wurden alsdann die Messungen gemacht und da das Gesetz, dass der Druck in einem Rohre proportional der Länge abnimmt, als richtig angenommen wurde, so schlossen wir bei beobachtetem atmosphärischen Druck in der Mitte des Rohres auf einen Ueberdruck im verdichteten Raume gleich dem gemessenen Unterdruck im verdünnten Raume. Die Col. 3 giebt die in der Mitte des Rohres gemessenen Quantitäten bei atmosphärischem Druck, die Col. 4. die daraus mit Anwendung des Mariotte’schen Gesetzes berechneten Ausflussquantitäten (in den verdünnten Raum). Die Col. 5. enthält die berechneten Ausflussquantitäten, indem jede Nummer aus nächst folgenden berechnet ist.
Tabelle III. Abhängigkeit der Geschwindigkeit von der Länge des Rohres.
Tabelle IV. Abhängigkeit der Geschwindigkeit vom Durchmesser des Rohres.
Die Längen der Röhren und deren Durchmesser wurden direct gemessen. Iu Tabelle III. giebt die Col. II. die Differenz h — h͵ in Quecksilberzollen an, während h — h͵ in der Tabelle IV. in Quecksilbercentimeter aufgeführt ist. Die in der Tabelle III. Col. VII. enthaltenen Zahlen sind sämmtlich aus der ersten Ge - schwindigkeit (34,4) berechnet, unter der Annahme, dass die Geschwindigkeiten sich umgekehrt wie die Quadratwurzeln der Länge verhalten. Die in Col. VII. der Tabelle IV. enthaltenen Zahlen sind Nr. 2 und 3 nach Nr. 1 und Nr. 5 und 6 nach Nr. 4 berechnet und ergeben das Gesetz, dass die Geschwindig - keiten im geraden Verhältniss der Quadratwurzeln der Durch - messer des Rohres stehen.
Es ergiebt sich hieraus für die Ausflussgeschwindigkeit der Luft aus einer cylindrischen Röhrenleitung der Werth: 1) 〈…〉 in welcher Formel l die Länge des Rohres, d der Durchmesser desselben, h der grössere und h͵ der kleinere Druck, endlich α eine Constante bedeutet. Berechnet man nach dieser Formel mit Hülfe der in den obigen Tabellen enthaltenen Data den Werth der Constanten, so erhält man für dieselbe: 2) α = 15950.
Unter Anwendung des Mariotte’schen Gesetzes kann man von der Ausflussgeschwindigkeit auf die Eintrittsgeschwindigkeit19*292schliessen. Das Mittel aus diesen beiden ergiebt alsdann die für uns maassgebende mittlere Geschwindigkeit der Luft in einer Röhrenleitung. Man findet diese mittlere Geschwindigkeit: 3) 〈…〉
Nach Formel 2. sind die mittleren Geschwindigkeiten der Luft in Röhren von 13000 Fuss Länge (die doppelte Entfernung zwischen der Central - und der vorgeschlagenen Endstation der projectirten Linie) von verschiedenem Durchmesser und mit An - wendung von
(Monatsber. d. Berl. Akad. d. W. Juni. Poggendorff’s Ann. d. Phys. u. Chem. Bd. 129 S. 647.)
1866.
Herr Ehrenberg legte die folgende Mittheilung vor, welche er auf seine Anfrage von Hrn. Dr. W. Siemens hierselbst über eine von diesem in Gemeinschaft mit seinem Bruder Wilhelm in London vorgeschlagene Methode für fortlaufende Beobachtun - gen der Meerestemperatur bei Tiefenmessungen erhalten hat.
Die Methode beruht auf der Thatsache, dass der Wider - stand der Metalle von ihrer Temperatur abhängig ist. Durch Messung des Widerstandes einer isolirten Drahtrolle, deren Widerstand bei einer bestimmten Temperatur bekannt ist, kann man mithin auf die Temperatur des die Rolle umgebenden Meer - wassers schliessen. Es ändert sich z. B. der Widerstand des Kupfers für 1 Grad der hunderttheiligen Scala um 0,394 pCt.
Diese Methode leidet aber an dem Uebelstande, dass man die Enden der Widerstandsrolle durch sehr gut leitende, also dicke Drähte mit dem Schiffe verbinden muss, damit der durch die veränderte Temperatur ebenfalls geänderte Widerstand der Zuleitungsdrähte keinen merklichen Fehler hervorbringt. Auch erfordern genaue Widerstandsbestimmungen sehr gute Apparate und experimentelle Gewandtheit. Wir haben daher in neuerer Zeit die Methode insofern abgeändert, dass die Widerstands - messungen ganz fortfallen und die Temperatur der Meerestiefe am Bord des Schiffes durch ein gewöhnliches Quecksilberthermo - meter abgelesen wird. Es wird dies dadurch ermöglicht, dass294 die am Ende des zweidrähtigen Kabels, welches als Lothschnur dient, eingeschaltete Widerstandsrolle mit drei anderen, am Bord des Schiffes befindlichen, genau gleichen Widerstandsrollen und einem Galvanometer mit astatischer Nadel zu einer sogenannten
Wheatstone’schen Brücke com - binirt wird, wie dies aus der nebenstehenden Figur zu er - sehen ist. Die eine der auf dem Schiff befindlichen Wi - derstandsrollen liegt in einem Wasser - oder Oelbade, welches beliebig abgekühlt oder er - wärmt werden kann. Ist die Temperatur dieses Bades, mit - hin auch die der in ihm be - findlichen Drahtrolle, verschie - den von der Temperatur des Wassers, welches die ins Meer versenkte Drahtrolle umgiebt, so durchläuft ein Strom das Galvanometer und die Nadel desselben wird abgelenkt. Fin - det keine Ablenkung statt, so sind die Temperaturen des Meerwassers und des Bades genau gleich. Die Ablesung des in letzterem befindlichen Thermometers giebt mithin die Temperatur der Meeres - tiefe. Da der eine Zuleitungs - draht dem Zweige der ver - senkten Rolle, der andere dem der im Bade befindlichen Rolle angehört, und beide gleich - mässig durch das umgebende Meerwasser erwärmt oder abgekühlt werden, so ist ihr störender Einfluss vollständig eliminirt. Es können mithin sehr dünne Zuleitungsdrähte benutzt werden, was von bedeutender praktischer Wichtigkeit ist.
295Das beim Aufstossen auf den Meeresgrund ablösbare Ge - wicht und die Einrichtung zum Heraufholen von Grundproben bleiben unverändert. Die Ersetzung der bisher gebräuchlichen Hanfschnur durch ein dünnes, zweidrähtiges, mit Hanf umspon - nenes Kabel vertheuert allerdings den Apparat ansehnlich und macht ausserdem die Anwendung einer besonderen Vorrichtung zum Aufwinden und Abrollen des Kabels nothwendig; dagegen wird aber die grosse Festigkeit eines solchen Kabels auch den häufigen Verlust der gebräuchlichen Hanfschnur verhüten.
(Mon. ber. d. Berl Akad. v. 17. Januar.)
1867.
Wenn man zwei parallele Drähte, welche Theile des Schliessungskreises einer galvanischen Kette bilden, einander nähert oder von einander entfernt, so beobachtet man eine Schwächung oder eine Verstärkung des Stromes der Kette, je nachdem die Bewegung im Sinne der Kräfte, welche die Ströme auf einander ausüben, oder im entgegengesetzten stattfindet. Dieselbe Erscheinung tritt in verstärktem Masse ein, wenn man die Polenden zweier Elektromagnete, deren Windungen Theile desselben Schliessungskreises bilden, einander nähert oder von einander entfernt. Wird die Richtung des Stromes in dem einen Drahte im Augenblicke der grössten Annäherung und Entfernung umgekehrt, wie es bei elektrodynamischen Rotationsapparaten und elektromagnetischen Maschinen auf mechanischem Wege ausgeführt wird, so tritt mithin eine dauernde Verminderung der Stromstärke der Kette ein, sobald der Apparat sich in Bewe - gung setzt. Diese Schwächung des Stromes der Kette durch die Gegenströme, welche durch die Bewegung im Sinne der be - wegenden Kräfte erzeugt werden, ist so bedeutend, dass sie den Grund bildet, warum elektromagnetische. Kraft-Maschinen nicht mit Erfolg durch galvanische Ketten betrieben werden können. Wird eine solche Maschine durch eine äussere Arbeitskraft im entgegengesetzten Sinne gedreht, so muss der Strom der Kette dagegen durch die jetzt ihm gleich gerichteten inducirten Ströme298 verstärkt werden. Da diese Verstärkung des Stromes auch eine Verstärkung des Magnetismus des Elektromagnetes mithin auch eine Verstärkung des folgenden inducirten Stromes hervorbringt, so wächst der Strom der Kette in rascher Progression bis zu einer solchen Höhe, dass man sie selbst ganz ausschalten kann ohne eine Verminderung desselben wahrzunehmen. Unterbricht man die Drehung, so verschwindet natürlich auch der Strom und der feststehende Elektromagnet verliert seinen Magnetismus. Der geringe Grad von Magnetismus, welcher auch im weichsten Eisen stets zurückbleibt, genügt aber, um bei wieder eintreten - der Drehung das progressive Anwachsen des Stromes im Schliessungskreise von Neuem einzuleiten. Es bedarf daher nur eines einmaligen kurzen Stromes einer Kette durch die Win - dungen des festen Elektromagnetes, um den Apparat für alle Zeit leistungsfähig zu machen. Die Richtung des Stromes, welchen der Apparat erzeugt, ist von der Polarität des rück - bleibenden Magnetismus abhängig. Aendert man dieselbe ver - mittelst eines kurzen entgegengesetzten Stromes durch die Win - dung des festen Magnetes, so genügt dies, um auch allen später durch Rotation erzeugten mächtigen Strömen die umgekehrte Richtung zu geben.
Die beschriebene Wirkung muss zwar bei jeder elektro - magnetischen Maschine eintreten, die auf Anziehung und Ab - stossung von Elektromagneten begründet ist, deren Windungen Theile desselben Schliessungskreises bilden; es bedarf aber doch besonderer Rücksichten zur Herstellung von solchen elektrody - namischen Inductoren von grosser Wirkung. Der von den commutirten, gleichgerichteten Strömen umkreiste, feststehende Magnet muss eine hinreichende magnetische Trägheit haben, um auch während der Stromwechsel den in ihm erzeugten höchsten Grad des Magnetismus ungeschwächt beizubehalten, und die sich gegenüberstehenden Polflächen der beiden Magnete müssen so beschaffen sein, dass der feststehende Magnet stets durch benachbartes Eisen geschlossen bleibt, während der bewegliche sich dreht. Diese Bedingungen werden am besten durch die von mir vor längerer Zeit in Vorschlag gebrachte und seitdem von mir und Anderen vielfältig benutzte Anordnung der Magnet - inductoren erfüllt. Der rotirende Elektromagnet besteht bei der -299 selben aus einem um seine Axe rotirenden Eisencylinder, welcher mit zwei gegenüberstehenden, der Axe parallel laufenden Ein - schnitten versehen ist, die den isolirten Umwindungsdraht auf - nehmen. Die Polenden einer grösseren Zahl von Stahlmagneten oder im vorliegenden Fall die Polenden des feststehenden Elektromagnetes, umfassen die Peripherie dieses Eisencylinders in seiner ganzen Länge mit möglichst geringem Zwischenraume.
Mit Hülfe einer derartig eingerichteten Maschine kann man, wenn die Verhältnisse der einzelnen Theile richtig bestimmt sind und der Commutator richtig eingestellt ist, bei hinläng - lich schneller Drehung in geschlossenen Leitungskreisen von geringem ausserwesentlichen Widerstande Ströme von solcher Stärke erzeugen, dass die Umwindungsdrähte der Elektromag - nete durch sie in kurzer Zeit bis zu einer Temperatur erwärmt werden, bei welcher die Umspinnung der Drähte verkohlt. Bei anhaltender Benutzung der Maschine muss diese Gefahr durch Einschaltung von Widerständen oder durch Mässigung der Dre - hungsgeschwindigkeit vermieden werden. Während die Leistung der magnetoelektrischen Inductoren nicht in gleichem Verhält - nisse mit der Vergrösserung ihrer Dimensionen zunimmt, findet bei der beschriebenen das umgekehrte Verhältniss statt. Es hat dies darin seinen Grund, dass die Kraft der Stahlmagnete in weit geringerem Verhältniss zunimmt, als die Masse des zu ihrer Herstellung verwendeten Stahls, und dass sich die magne - tische Kraft einer grossen Anzahl kleiner Stahlmagnete nicht auf eine kleine Polfläche concentriren lässt, ohne die Wirkung sämmtlicher Magnete bedeutend zu schwächen oder sie selbst zum Theil ganz zu entmagnetisiren. Magnetinductoren mit Stahlmagneten sind daher nicht geeignet, wo es sich um Er - zeugung sehr starker andauernder Ströme handelt. Man hat es zwar schon mehrfach versucht, solche kräftige magnetelektrische Inductoren herzustellen und auch so kräftige Ströme mit ihnen erzeugt, dass sie ein intensives elektrisches Licht gaben, doch mussten diese Maschinen colossale Dimensionen erhalten, wo - durch sie sehr kostbar wurden. Die Stahlmagnete verloren ferner bald den grössten Theil ihres Magnetismus und die Ma - schine ihre anfängliche Kraft.
Neuerdings hat der Mechaniker Wilde in Birmingham die300 Leistungsfähigkeit der magnetelektrischen Maschinen dadurch wesentlich erhöht, dass er zwei Magnetinductoren meiner oben beschriebenen Construction zu einer Maschine combinirte. Den einen, grösseren dieser Inductoren versieht er mit einem Elek - tromagnet an Stelle der Stahlmagnete und verwendet den an - deren zur dauernden Magnetisirung dieses Elektromagnetes. Da der Elektromagnet kräftiger wird, als die Stahlmagnete, welche er ersetzt, so muss auch der erzeugte Strom durch diese Com - bination in mindestens gleichem Masse verstärkt werden.
Es lässt sich leicht erkennen, dass Wilde durch diese Com - bination die geschilderten Mängel der Stahlmagnet-Inductoren wesentlich vermindert hat. Abgesehen von der Unbequemlich - keit der gleichzeitigen Verwendung zweier Inductoren zur Er - zeugung eines Stromes, bleibt sein Apparat doch immer abhän - gig von der unzuverlässigen Leistung der Stahlmagnete.
Der Technik sind gegenwärtig die Mittel gegeben, elek - trische Ströme von unbegrenzter Stärke auf billige und bequeme Weise überall da zu erzeugen, wo Arbeitskraft disponibel ist. Diese Thatsache wird auf mehreren Gebieten derselben von wesentlicher Bedeutung werden.
(Separat-Abdruck aus der Zeitschr. d. deutsch-österr. Tel. -Vereins Jahrg. XV.)
1868.
Messungen der galvanischen Factoren: der Stromstärke, des Widerstandes und der elektromotorischen Kraft von Batterien sind Arbeiten, welche gegenwärtig nicht mehr ausschliesslich dem Physiker von Fach obliegen, sondern auch, und sogar weit häufiger, vom Telegraphen-Techniker ausgeführt werden müssen. Wenn diese Arbeiten an sich schon eine grössere Sorgfalt und Umsicht fordern, so ist doch besonders störend, namentlich für den Techniker, die Vielzahl der Apparate und Instrumente, die man bis jetzt dabei zu benutzen pflegte, wo im Allgemeinen jede der gedachten Operationen ein anderes, besonders dazu einge - richtetes Instrument erforderte, das wieder seine eigene, durch besondere Versuche erst zu bestimmende Constante hat.
Es war wünschenswerth ein einziges Instrument zu besitzen, welches so eingerichtet und mit den nöthigen Widerständen aus - gerüstet ist, dass es nach Bedürfniss zu jeder der drei gedachten Operationen dienen kann.
Nach diesem Gesichtspunkt ist das nachstehend beschriebene Universal-Galvanometer construirt.
Es ist ein empfindliches Galvanometer, das auf seinem Untergestell in horizontaler Ebene drehbar ist, so dass es als Sinusbussole benutzt werden kann, verbunden mit einer Wheat - stone’schen Brücke, deren Draht aber nicht geradlinig, sondern in einem Kreise ausgespannt ist, und versehen mit den zur Widerstandsmessung erforderlichen Masseinheiten.
Zur Messung von Stromstärken wird das Iustrument einfach als Sinusbussole benutzt.
302Die Messung der elektromotorischen Kraft geschieht nach der von Prof. E. Du Bois-Reymond angegebenen Modification der Poggendorff’schen Compensationsmethode, wobei der Brücken - drath als Agometer dient. Für die Widerstandsmessung wird das Instrument als Wheatstone’sche Brücke benutzt.
Um grosse wie kleine Widerstände mit ausreichender
Schärfe messen zu können, sind drei verschiedene Masseinheiten beigegeben von den Werthen von 1, 10 und 100 Siemens-Ein - heiten1)Bisweilen auch von 10, 100 und 1000 S. -E..
Die Wahl dieser Werthe der Masseinheiten erscheint um so303 mehr gerechtfertigt, da auf der im Sommer d. J. in Wien abge - haltenen internationalen Telegraphen-Conferenz die Siemens’sche Widerstands-Einheit für den allgemeinen internationalen Verkehr officiell adoptirt worden ist.
Figur 37 zeigt die Oberansicht, Figur 38 die Seitenansicht des Instrumentes.
A ist eine auf drei Stellschrauben b, b stehende kreisförmige Platte von polirtem Holz. In ihrem Centrum ist ein Metalllager eingelassen, in welchem der das ganze eigentliche Instrument tragende, verticale Zapfen a ruht, der darin eine sehr sichere Führung findet, so dass das Instrument um diesen Zapfen leicht, aber ohne alles Schlottern und ohne seine horizontale Lage zu304 verlieren, wenn dieselbe einmal hergestellt worden, sich drehen lässt. An diesem Zapfen sitzt zunächst eine etwa 1 Zoll dicke, mit dem Fortsatze c versehene, kreisförmige Scheibe C von po - lirtem Holz, in deren Umfang eine Nuth zur Aufnahme der Widerstandsdrähte eingedreht ist. Der Fortsatz c trägt vier isolirte, mit Klemmschrauben versehene und mit I, II, III und IV bezeichnete Metallschienen, wie Figur 37 zeigt. Die Schienen III und IV können durch einen Stöpsel mit einander verbunden werden. Ueber der Scheibe C liegt eine etwas grössere, genau kreisrund gedrehte, über dem Fortsatz c aber etwas ausge - schnittene (wie in Fig. 37 sichtbar) Scheibe von Schiefer und diese trägt in der Mitte das Galvanometer G und vor demselben,
längs des Ausschnittes, vier isolirte Metallschienen h1 h2 h3 h4, welche durch Stöpsel mit einander verbunden werden können und an welche die Enden der Widerstandsdrähte geführt sind, wie die Skizze (Fig. 39) zeigt.
305Das Galvanometer bietet in seiner Einrichtung nichts Un - gewöhnliches; es hat ein an einem Cocconfaden aufgehängtes astatisches Nadelsystem und einen flachen Multiplicatorrahmen mit feinem Draht; bei dem uns augenblicklich vorliegenden Exemplare enthält derselbe 482 Windungen im Widerstande von 10 S. -E. Die Nadel schwingt über einem auf Carton gedruckten, nach Graden getheilten Limbus; da aber beim Gebrauche des Instrumentes nie die Nadelablenkung abgelesen, sondern stets die Nadel auf dem Nullpunkt zurückgeführt wird, so befinden sich zu beiden Seiten dieses Punktes, etwa bei den Theilstrichen 20°, elfenbeinene Hemmstifte. Der Knopf K, an welchem der Coconfaden befestigt ist, trägt ferner auch einen kleinen dreh - baren Richtmagnet. Das eine Ende der Umwindungen ist, wie aus Fig. 39 ersichtlich, an die erste der aut der Schieferplatte stehenden Schienen h1, das andere Ende an die Schiene IV ge - führt.
In die etwas abgerundete Peripherie der Schieferplatte ist eine feine Nuth eingedreht, in welcher, straff gespannt, der Brückendraht (aus Platin oder aus Neusilber) so liegt, dass sein äusserer Umfang noch etwas aus dem Schiefer hervorragt. Seine Enden sind an 2 an der Schieferplatte befestigte, genau an die Seitenflächen des Ausschnitts derselben sich anlegende Messing - platten l und l1 angelöthet. Die eine dieser Platten, l ist mit der Schiene h1, die andere aber mit der Schiene III durch dicke Kupferdrähte oder Blechstreifen (λ in Fig. 37) leitend ver - bunden. Schiefer wurde für die Scheibe f desshalb gewählt, weil dies Material erfahrungsmässig am wenigsten empfindlich gegen Aenderungen der Temperatur und der Witterungsverhältnisse ist. Auf der Oberseite der Schieferplatte ist der Umfang derselben von Ausschnitt zu Ausschnitt mit einer Theilung versehen und zwar ist der Bogen zwischen den beiden Ausschnitten in 300 gleiche Theile getheilt. Der Nullpunkt liegt genau in der Mitte, der Mitte des Drathes gegenüber und von hier läuft die Be - zeichnung von 10 zu 10 nach beiden Seiten hin, so dass an beiden Endpunkten des Drathes bei l und l1 sich die Zahl 150 findet.
Den beweglichen Contactpunkt längs des Brückendrahtes bildet die kleine drehbare Platinwalze e, welche von dem unter -20306halb der Holzscheibe C über den Zapfen a des Instrumentes ge - schobenen und um diesen leicht aber sicher drehbaren Arm D getragen wird. An diesem Arm ist, etwas hinter dem Hand - griff g, ein Messingstück d in verticaler Stellung, zwischen Schraubenspitzen r etwas drehbar, angebracht, welches in einem Ausschnitt am oberen Ende die Platinwalze trägt und die Lager für die verticale Axe derselben enthält; eine Feder drückt das Stück d gegen die Schieferscheibe hin und sichert den Contact der Platinwalze e mit dem Brückendraht. Dieser, von den übrigen Apparattheilen isolirte Arm D und also auch die Walze e, ist mit der Schiene I leitend verbunden. Am oberen Theile des Stückes d ist ferner ein Index Z befestigt, der über die obere Seite der Schieferplatte bis dicht an die Theilung der - selben herüberragt.
Die Benutzung des Apparates bedarf nach dem Vorstehenden wohl kaum noch einer weiteren Erläuterung. Die schematischen Skizzen Fig. 40 — 45 werden genügen. Wir fügen gleichwohl die für den Techniker bestimmte Gebrauchs-Instruction bei, sowie auch eine Tabelle zum Gebrauch bei den Widerstands - messungen.
In Bezug auf Einrichtung der letzteren noch einige Worte. Wie aus Fig. 40 erhellt