Titel: | Ueber die Benützung von elektrischen und Volta'schen Apparaten zum Zünden von Sprengladungen und Minenöfen; von Professor Carl Kuhn in München. |
Autor: | Carl Kuhn [GND] |
Fundstelle: | Band 145, Jahrgang 1857, Nr. LXXXV., S. 347 |
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LXXXV.
Ueber die Benützung von elektrischen und
Volta'schen Apparaten zum Zünden von Sprengladungen und Minenöfen; von Professor
Carl Kuhn in
München.
(Fortsetzung von S. 286 des vorhergehenden Heftes.)
Kuhn, über die Benützung von elektrischen Apparaten zum Zünden von
Sprengladungen.
Betrachtet man nun die in den obigen Tabellen enthaltenen Resultate, so lassen sich
aus denselben die nachstehenden Folgerungen ziehen:
1. Jedem Glühzustande entspricht eine bestimmte Stromstärke.
Soll daher durch eine Kette von gegebener Zusammensetzung eine beabsichtigte
Glühwirkung hervorgebracht werden, so muß die Kette die dieser Glühwirkung
entsprechende Stromstärke zu liefern im Stande seyn. Wird daher bei Einschaltung des
Widerstandes W durch die Kette die verlangte Glühwirkung
erzeugt, und ist W die äußerste Gränze für die der
Glühwirkung entsprechende Stromstärke, so darf ein größerer Widerstand als W, so lange die Anzahl der Zellen nicht vergrößert wird,
nicht eingeschaltet werden, wenn der Glühzustand des eingeschalteten Objectes nicht
auf einen niedereren gebracht werden soll.
So entsprechen für die Kupferzinkkette aus 10 Elementen dem
Zustande des Hellrothglühens der Objecte die folgenden Stromstärken:
Eingeschalteter Widerstand.
Zahl d. Objecte.
Angab. d. Boussole.
a)
96 Fuß + 1122 Fuß Normaldr.
6
13°,3
b)
„ +
1328 „ „
5
13°,5
c)
„ +
1720 „ „
4
13°,5
d)
„ +
2112 „ „
3
13°,7
e)
„ +
3092 „ „
2
13°,0
Hat man also für eine und dieselbe Kette die Stromstärke ermittelt,
welche bei einem bestimmten Widerstande den Zustand des Hellrothglühens an zwei
Objecten zu erzeugen vermag, so kann man diejenigen Widerstände berechnen, die
eingeschaltet werden dürfen, damit noch 3, 4, 5 und 6 Objecte in den hellroth
glühenden Zustand versetzt werden können.
2. Vergleicht man bei gleichen Stromstärken die Anzahl der
Zündobjecte mit den Längen der eingeschalteten Widerstände, so erhält man, wenn die
Zahl der Zündobjecte mit n, die diesen entsprechenden
eingeschalteten Widerstände durch l bezeichnet werden,
vor Allem die folgenden Quotienten:
n₁/n₂ =
1,20;
l₂/l₁ = 1,184 aus den Werthen a und b
n₂/n₃ = 1,25;
l₃/l₂ = 1,295
„ „ b „ c
n₁/n₃ = 1,50;
l₃/l₁ = 1,533
„ „ a „ c
n₃/n₄ = 1,33;
l₄/l₃ = 1,228
„ „ c „ d
n₂/n₄ = 1,67;
l₄/l₂ = 1,595
„ „ b „ d
n₂/n₅ = 2,5;
l₅/l₂ = 2,328
„ „ b „ c
n₃/n₅ = 2,0;
l₅/l₃ =
1,8
„ „ c „ e
Da die geringe Verschiedenheit je zweier dieser zusammengehörigen
Quotienten hier nicht in Rücksicht zu kommen braucht, so ergibt sich aus den
vorstehenden Zahlen, daß wenn durch eine und dieselbe Batterie mehrere gleichzeitige
Zündungen vorgenommen werden sollen, „die Anzahl der Zündobjecte sich
ebenso zu einander verhalten müssen, wie die in die Kette eingeschalteten
Widerstände sich verkehrt verhalten.“ Kennt man daher die Entfernung
des Minenherdes vom Minenofen, bei welcher zwei Objecte, die in einer bekannten
Distanz von einander liegen und durch Kupferdraht mit einander verbunden sind,
gezündet werden, so läßt sich die Distanz des Herbes vom Minenofen leicht angeben,
in welcher man mit derselben Batterie noch 3 bis 6 Objecte zu zünden im Stande
ist.
3. Zum Zünden eines einzigen Objectes ist eine weit geringere
Stromstärke nothwendig, als zum gleichzeitigen Zünden mehrerer Objecte. Ein im
Rothglühen, und selbst im schwachen Glühen befindlicher Platindraht kann nämlich
eine leicht entzündbare Zündmasse mit Sicherheit zur Explosion bringen, während das
gleichzeitige Zünden mehrerer Objecte mit Sicherheit
nur im Zustande des Hellrothglühens erfolgt.
4. Unter Anwendung der genannten Kupferzinkbatterie, wenn diese
nur aus 10 Elementen zusammengesetzt ist, können mit
Sicherheit folgende Zündungen ausgeführt werden:
D.
Zahl der Objecte.
2000 bayer. Fuß
1
1500 „
2
1000 „
3
800
„
4
600
„
5
450
„
6
Ist die Batterie aus 12 Elementen zusammengesetzt, so erhält man
mit Sicherheit:
D.
Zahl der Objecte.
3300 Fuß
1
2500 „
2
2000 „
3
1400 „
4
1100 „
5
800
„
6
Hierin bedeutet D die Distanz des
Minenherdes vom Minenofen, und es ist bei Zusammenstellung dieser Zahlen angenommen
worden, daß beide
Leitungsdrähte von gleicher Länge sind, nämlich jeder die Länge D hat, und daß zur Leitung nur Kupferdrähte von 1 Linie
Dicke verwendet werden. Benützt man aber statt des einen Drahtes die Bodenleitung,
so dürfen unter denselben Umständen die Entfernungen noch viel größer genommen
werden, als die hier angegebenen, ohne daß die Sicherheit der Zündung
beeinträchtiget wird.
5. Stellt man endlich auch die Ergebnisse der Tabelle Lit. A und Lit. B zusammen, so
erhält man Folgendes:
Kohlenzinkbatterie aus drei zweifachen Elementen.
D.
Zahl der Objecte.
350 Fuß (beiläufig)
2
250 „
3
150 „
4
Kohlenzinkbatterie aus sechs einfachen Elementen
zusammengesetzt.
2200 Fuß (beiläufig)
1
1250 „
2
930 „
3
750
„
4
500
„
5
400
„ (beiläufig)
6
Vergleicht man diese beiden Reihen unter sich, so zeigen dieselben,
daß unter den Umständen wie die hier in Rede stehenden, die Größe der Oberfläche der
Batterie weit geringeren Einfluß auf die Wärmeentwickelung in Drähten hat, wie die
Anzahl der einfachen Elemente, aus welchen die Batterie zusammengesetzt wird.
Dasselbe ergibt sich auch, wenn man diese Reihen mit denen der vorigen Nummer
vergleicht; aber es geht aus dieser letzteren Vergleichung noch außerdem hervor, daß
eine Kupferzinkbatterie der oben erwähnten Einrichtung aus 10 einfachen Elementen
bei viel geringerer Oberfläche dieselben und sogar noch stärkere Wärmewirkungen
hervorzubringen vermag, wie die genannte Kohlenbatterie aus 6 Elementen, selbst wenn
die Umstände, welche auf die stromverändernden Einflüsse einwirken, bei jener
ungünstiger sind als bei dieser. „In diesen Fällen kömmt also die Leistung
einer Kupferzinkbatterie der obigen Art der einer gut construirten
Kohlenzinkbatterie sehr nahe.“
Die oben angegebenen Resultate können als ganz sichere Anhaltspunkte für die Praxis
benützt werden, um die Anlegung einer Minenzündung darauf zu basiren, denn sie sind
unter viel ungünstigeren Umständen erlangt worden, als die Versuche bei der
wirklichen Ausführung sie bedingen. So war an dem Apparate Fig. 37 Tab. III eine
sichere Berührung zwischen den Platindrähten und Kupferdrähten nicht hergestellt
worden, während dieß bei der wirklichen Anwendung eine wesentliche Bedingung ist.
Ferner wurden stets dieselben Platindrähte für eine größere Reihe von Versuchen
benützt; wenn aber ein Platindraht einmal durch den Strom zum Glühen gebracht worden
ist, so leistet er bei jedem folgenden Glühen nicht mehr denselben Widerstand wie
vorher: es wären daher sicher die Glüherscheinungen noch günstiger als bei obigen
Versuchen zum Vorschein gekommen, wenn für jeden Versuch neue Platindrähte benützt
worden wären. In der Praxis kömmt aber nur letzteres vor, da bei einmaligem Glühen
des Drahtes schon die beabsichtigte Wirkung erfolgen muß. Ferner bemerke ich, daß
ich unter den für den Neusilberdraht des von mir angewendeten Rheostaten gefundenen
Werthen des specifischen Leitungswiderstandes den kleinsten wählte, der sich bei
Untersuchung verschiedener Drahtstücke und Drahtlängen unter sonst gleichen
Umständen ergab, so daß auch aus diesem Grunde die Länge der Leitung für eine
Zündung größer seyn dürfte, als dieß die obigen Zahlen angeben.
Was nun die Größe der zu einer auszuführenden Zündung anzuwendenden Batterie
betrifft, so lassen sich hiefür allerdings bestimmte Regeln aufstellen, um für jeden
besonderen Fall die Größe der wirksamen Oberfläche und die Zahl der zur Batterie zu
verwendenden Zellen ermitteln zu können, wenn man auch nur von einer Volta'schen
Combination von ähnlicher Zusammensetzung wie jene Batterie, die Glühwirkungen durch
den Versuch ermittelt hat. Man hat nämlichMüller's Bericht etc., Bd. I S.
384–395., wenn a die Stromstärke bedeutet, welche nöthig
ist, um einen Draht von bestimmter Dicke und Länge glühend zu machen, w der Widerstand jedes einzelnen Elementes der Kette,
e die elektromotorische Kraft der letzteren, m ihre wirksame Oberfläche für ein Element, z der Leitungswiderstand des Schließungsbogens, n die Zahl der zur Batterie verwendeten Zellen ist:
n = 2ar/e
und
m = 2wa/e.
Diese Rechnungen geben aber nicht einmal genäherte Resultate, noch viel weniger
sichere, wie sie für die Praxis anwendbar sind. Der Grund hievon ist in den
mannichfachen Ursachen, welche auf die Stromstärke der Kette und auf den
Leitungswiderstand der eingeschalteten Drähte etc. einwirken, zu suchen, und es wäre
daher als eine nutzlose Arbeit zu betrachten, wenn man für jede einzelne Zündung die
hiezu nöthige Zusammensetzung der Batterie berechnen wollte. Eine solche Arbeit
würde auch noch außerdem sehr viel Zeit und Mühe in Anspruch nehmen, indem man für
eine jede Reihe bevorstehender Versuche die s. g. Constanten der Kette untersuchen
müßte, weil diese von Umständen abhängen, die im Allgemeinen nicht unveränderlich
bleiben, und für Batterien, die in der Praxis zur Verwendung kommengekommen, selbst innerhalb kurzer Zeit sich um nicht Unbedeutendes ändern können.
Hat man aber für eine Volta'sche Combination durch einmal vorgenommene Versuche
ermittelt, welche Wärmeeffecte dieselbe zu erzeugen vermag, und unter welchen
Umständen die ungünstigsten Wärmewirtungen noch auftreten, so kann man mit Hülfe der
Versuchsresultate stets diejenige Zusammensetzung finden, welche einem
beabsichtigten Zwecke entspricht.
Ich gebe im Nachstehenden die Hauptresultate meiner Untersuchungen mit mehreren
Combinationen meiner Kupferzinkbatterie, indem ich glaube, daß sie für die Anwendung
einige Dienste leisten könnten; die Ausdehnung ihrer Brauchbarkeit auf
Kohlenzinkketten von der oben (S. 282) angegebenen Einrichtung möchte nicht in
Zweifel gestellt werden dürfen. Sie geben die geringsten
Leistungen der Kupferzinkbatterie in Beziehung auf Wärmewirkungen an, wenn
jene durch Schwefelsäure angeregt wird, wobei die Dichte der Säure für die
Kupferzellen zwischen 1,166 und 1,20, die der Säure für die Zinkzellen zwischen 1,06
und 1,09 seyn sollDie Zahlen der folgenden Tabelle lassen insbesondere deßhalb einen bestimmten
Zusammenhang zwischen Glühwirkung und der Anzahl der hiezu erforderlichen
Elemente nicht erkennen, weil bei den einzelnen Versuchen die
Anregungsflüssigkeiten nicht immer von derselben Dichte waren. Namentlich
war dieß bei den Reihen der letzten Versuche der Fall, wo die Dichte der
Schwefelsäure in der Kupferzelle nur gegen 1,166 war., wenn ferner die Verbindungsstellen aller Theile der Kette rein metallisch
sind, die Thontiegel vor ihrem Gebrauche rein und ganz trocken warm etc., überhaupt
wenn die Batterie in brauchbarem Zustande sich befindet.
Anordnung von Volta'schen Combinationen zur gleichzeitigen
Zündung von Minenöfen auf verschiedene Entfernungen.Die hier angegebenen Längen und Distanzen
sind in Fußen eines Kupferdrahtes von 1 Linie Dicke oder 0,7854
Quadratlinien Querschnitt ausgedrückt. Bei Anwendung eines dickeren
Drahtes (aus Kupfer) dürfen die Distanzen in demselben Verhältnisse
länger genommen werden, als wie oft der Querschnitt größer ist, als der
des Normaldrahtes, und in demselben Verhältnisse wären die Leitungen zu
verkürzen, wenn ein Kupferdraht von geringerer Dicke als der obige zur
Leitung benützt würde. – Das Zündobject ist hier ein Platindraht
von 1 Zoll Länge und 0,032 Linien Dicke. Die in der Tabelle
eingeklammerten Zahlen sind durch Interpolation erhalten
worden.
Zahl der Zellen.
Gesammtlänge der
Leitung für 1 Object.
Gesammtlänge der
Leitung für 2 Objecte.
Gesammtlänge der
Leitung für 3 Objecte.
Gesammtlänge der
Leitung für 4 Objecte.
Gesammtlänge der
Leitung für 5 Objecte.
Gesammtlänge der
Leitung für 6 Objecte.
Größte
Distanzdes Minenherdes vom Ofen für die
Zündung v. einem
Objecte.
Fuß.
Fuß.
Fuß.
Fuß.
Fuß.
Fuß.
Fuß.
6
1318
400
(270)
(200)
(160)
(130)
680
8
1710
700
(470)
(350)
(280)
(230)
860
10
4100
3000
2000
1600
1200
900
2100
12
6600
5000
4000
2800
2200
1600
3400
15
8300
7000
5800
(3900)
(3150)
3000
4200
16
8400
7000
5800
(3900)
(3200)
3000
4300
20
9800
8100–8200
6650
5700
5350
(3300)
5000
24
10500
9500
7000
–
–
(4000)
(6500)
Vergleicht man nun die bis jetzt vorgeführten Versuchsresultate mit den auf S. 279
enthaltenen Zusammenstellungen, so ergibt sich, daß keine der bei jenen Versuchen
benützten Volta'schen Combinationen so vortheilhaft war, daß sie als normale für
Zündungseinrichtungen angesehen werden kann, daß ferner keine der dort angegebenen
Wirkungen den durch vorstehende Zahlen angegebenen gleich kömmt. Selbst die
Wirkungen, welche mit
einer sechselementigen Platinzinkbatterie erhalten wurden, bleiben hinter diesen
zurück. Die größte Distanz, auf welche man mit einer solchen Batterie noch ein
Object zünden konnte, war 411 bayer. Fuß, während ein viel größerer Effect schon mit
einer aus 6 Zellen zusammengesetzten Kupferzinkbatterie meiner Einrichtung bewirkt
werden kann, indem die größte Distanz, auf welche man noch ein Object mit Sicherheit
mit dieser Batterie zünden kann, mehr als 650 Fuß beträgt.
Diese Resultate zeigen also, daß die Volta'sche Batterie zum Zünden von Minen und zum
Felsensprengen innerhalb gewisser Gränzen mit großem Vortheil angewendet werden
kann. In allen Fällen nämlich, wo die größte Distanz des Herdes vom Minenofen nicht
viel mehr als etwa 3300 Fuß beträgt, reicht man für zwei- und selbst
dreifache Zündungen mit einer Batterie von 12 bis 15 Elementen aus, für Distanzen
unter 2000 Fuß ist eine Batterie von 10 bis 12 Elementen in allen vorkommenden
Fällen ausreichend. Eine solche Batterie kann in einen Kasten versetzt, der alle zur
Conservirung derselben nöthigen Einrichtungen enthält und überhaupt mit allen
Utensilien versehen ist, die zur Instandsetzung der Batterie nöthig sind, leicht von
einem Manne getragen werden; ein Kasten von 1 1/2 Fuß Länge, 1 Fuß Breite und 1 Fuß
Höhe ist nämlich voluminös genug, um den ganzen Volta'schen Zündapparat –
sogar die zur Leitung nöthigen Einrichtungen – aufzunehmen.
Es ist daher die Frage nicht unwichtig, welche von den bis jetzt bekannten
Volta'schen Ketten für die Zündzwecke sich am vortheilhaftesten eignen könnte.
Zur Anwendung einer inconstanten Batterie, d.h. einer Batterie, in welcher die beiden
festen Erreger (die sogen. Elektromotoren) in einer und derselben Flüssigkeitszelle
– ohne durch ein poröses Diaphragma von einander getrennt zu seyn –
sich befinden, ohne in dieser sich zu berühren, ist es nothwendig eine Vorrichtung
anzuwenden, mittelst welcher man die ganze Batterie oder die zu derselben gehörenden
Zinkplatten erst im Augenblick der Zündung in die Flüssigkeit eintauchen, und
hierauf nach erfolgter Zündung wieder aus der Flüssigkeit, oder diese aus der
Batterie wieder entfernen kann. Die für solche Einrichtungen sich eignenden
Batterien sind insbesondere die Kohlenzink- und die Kupferzinkbatterien.
Soll aber die Batterie transportabel werden, oder soll dieselbe auch durch längere
Zeit andauernd in Wirksamkeit verbleiben können, so erscheint die Anwendung einer
constanten Kette am vortheilhaftesten. Man kann eine constante Kette so anordnen,
daß sie während zwölf Stunden um Weniges in ihrer Wirksamkeit abnimmt, und wenn man
einzelne mangelhaft
gewordene Glieder der Kette durch frisch gereinigte ersetzt, so kann dieselbe noch
längere Zeit für Zündzwecke ununterbrochen benützt werden.
Unter den constanten Ketten sind die Kupferzinkbatterien am leichtesten zu behandeln,
sie erfordern nur eine Anregungsflüssigkeit für beide
Zellen, sie können leicht angefertigt werden, und die Anschaffungskosten derselben
sind geringer, als jene der übrigen bekannten Ketten.
Eine Platinzinkbatterie aus 10 Elementen zusammengesetzt kostet, wenn jede
Platinplatte etwa 24 Quadratzoll Oberfläche hat, gegen 120 Gulden; eine solche
Batterie, wobei die Oberfläche der Platinplatte jeden Elementes etwa 16 bis 18
Quadratzoll hat, wird um den Preis von 80 Gulden hergestelltOechsle, Preisverzeichniß physikalischer
Instrumente. Braunschweig 1855, S. 10. – Stöhrer's Preisverzeichniß etc. Leipzig 1856, S. 16. – Gruel's Preisverzeichniß. Berlin 1856 etc., während eine aus 10 Elementen zusammengesetzte Kupferzinkbatterie nach
meiner Einrichtung kaum 25 Gulden, eine Kohlenzinkbatterie unter denselben Umständen
etwa um die Hälfte mehr kostet, und die Unterhaltungskosten einer
Kohlenzink-, wie auch einer Platinzinkbatterie höher sind, als die der
Kupferzinkbatterie. Aus diesen und noch manchen anderen Gründen möchte die
Kupferzinkbatterie für die vorliegenden Zwecke in der Praxis die vortheilhafteste
Kette seyn.
Was nun die Leitung betrifft, die bei Benützung einer
Volta'schen Batterie in Anwendung zu bringen ist, so hat man vor Allem hiezu einen
Metalldraht zu wählen, der ein möglichst großes specifisches Leitungsvermögen für
Elektricität besitzt, und außerdem einen solchen Querschnitt hat, daß dem Strome
kein zu großer Widerstand dargeboten wird. Um hierüber die gehörigen Anhaltspunkte
zu erhalten, muß man den Leitungswiderstand der verwendeten Drahtsorte kennen.
Der specifische Leitungswiderstand verschiedener Metalle ist verschieden, und bei
einem und demselben Metalle hängt das Leitungsvermögen von der inneren
Beschaffenheit, von der Homogenität und Dichte, von der Temperatur etc. ab. Obgleich
die Bestimmung des specifischen Leitungswiderstandes der Metalle mit manchen
Schwierigkeiten verbunden ist, die selbst bei einer und derselben Metallsorte nicht
unbedeutende Abweichungen in den Resultaten hervorzubringen vermögen, so kennt man
doch im Allgemeinen hiefür Werthe, die zur allgemeinen Beurtheilung der
Leitungsfähigkeit verschiedener Metalle als ausreichend angesehen werden können. Die
folgenden Zahlenangaben sind die Mittel aus mehreren über den specifischen Leitungswiderstand der
Metalle bekannt gewordenen Resultaten. Nach diesen ist für gewöhnliche
Temperaturveränderungen [ – 10° R. bis + 40° R. beiläufig],
wenn der Leitungswiderstand des Kupfers als Einheit angenommen wird, der specifische
Leitungswiderstand
für Messing
3,80
„
Zink
3,69
„
Eisen
6,70
„ [EisenRieß fand (Müller's Bericht Bd. I S. 307) für den specifischen
Leitungswiderstand des Eisens 5,66, für den des Neusilbers 11,29.
Nach den von nur vorgenommenen Versuchen ist der spec.
Leitungswiderstand der gewöhnlichen Eisendrahtsorten gleich
5,64, der des Neusilbers gleich 11,32 gefunden worden (polytechn.
Journal Bd. CXXXVI S. 161).
Letztere Zahl kömmt auch dem von Buff
gefundenen Leitungswiderstand (Liebig und
Kopp's Jahresber. für 1847/48, S.
286) näher, als die obige Angabe, so daß fast angenommen werden
dürfte, daß die obigen Angaben zu groß sind.
5,65]
„
Platin
6,66
„
Blei
10,28
„
Neusilber
12,30
„ [NeusilberRieß fand (Müller's Bericht Bd. I S. 307) für den specifischen
Leitungswiderstand des Eisens 5,66, für den des Neusilbers 11,29.
Nach den von nur vorgenommenen Versuchen ist der spec.
Leitungswiderstand der gewöhnlichen Eisendrahtsorten gleich 5,64,
der des Neusilbers gleich 11,32 gefunden worden (polytechn. Journal
Bd. CXXXVI S. 161).
Letztere Zahl kömmt auch dem von Buff
gefundenen Leitungswiderstand (Liebig und
Kopp's Jahresber. für 1847/48, S.
286) näher, als die obige Angabe, so daß fast angenommen werden
dürfte, daß die obigen Angaben zu groß sind.
11,30]
„
Silber
0,84
„
Kadmium
3,12
Bei allen bisherigen Erörterungen habe ich die dem Strome dargebotenen Widerstände
auf Kupferdraht von 1 Linie Dicke oder 0,7854 Quadratlinien Querschnitt (bayer.
Decimal-Maaßes) bezogen. Wenn man daher für die zu Volta'schen Zündungen
nöthigen Leitungen, Drähte anderer Metalle benützen wollte, so würden bei gleichen
Längen, wenn diese verschiedenen Drähte denselben Leitungswiderstand dem Strome
darbieten sollen, wie dieselbe Kupferdrahtlänge, wobei
der Kupferdraht die Dicke einer bayer. Decimallinie hat [indem bei gleichem
absoluten Leitungswiderstande zweier Drähte von gleicher Länge sich ihre
specifischen Leitungswiderstände ebenso wie die Inhalte ihrer Querschnitte verhalten
müssen], dieselben folgende Durchmesser haben müssen:
Messingdraht
1,9493 Linien Durchmesser
Zinkdraht
1,9209
„
Eisendraht
2,5885
„
[EisendrahtRieß fand (Müller's Bericht Bd. I S. 307) für den specifischen
Leitungswiderstand des Eisens 5,66, für den des Neusilbers 11,29.
Nach den von nur vorgenommenen Versuchen ist der spec.
Leitungswiderstand der gewöhnlichen Eisendrahtsorten gleich 5,64,
der des Neusilbers gleich 11,32 gefunden worden (polytechn. Journal
Bd. CXXXVI S. 161).
Letztere Zahl kömmt auch dem von Buff
gefundenen Leitungswiderstand (Liebig und
Kopp's Jahresber. für 1847/48, S.
286) näher, als die obige Angabe, so daß fast angenommen werden
dürfte, daß die obigen Angaben zu groß sind.
2,3367
„]
Platindraht
2,5807
„
Bleidraht
3,2063
„
Neusilberdraht
3,5071
„
[NeusilberdrahtRieß fand (Müller's Bericht Bd. I S. 307) für den specifischen
Leitungswiderstand des Eisens 5,66, für den des Neusilbers 11,29.
Nach den von nur vorgenommenen Versuchen ist der spec.
Leitungswiderstand der gewöhnlichen Eisendrahtsorten gleich 5,64,
der des Neusilbers gleich 11,32 gefunden worden (polytechn. Journal
Bd. CXXXVI S. 161).
Letztere Zahl kömmt auch dem von Buff
gefundenen Leitungswiderstand (Liebig und
Kopp's Jahresber. für 1847/48, S.
286) näher, als die obige Angabe, so daß fast angenommen werden
dürfte, daß die obigen Angaben zu groß sind.
3,3645
„]
Silberdraht
0,9162
„
Kadmiumdraht
1,7662
„
Unter den hier aufgeführten Drahtsorten, die für den praktischen Gebrauch zu
Leitungen gegenwärtig benützt werden, steht also der Messingdraht dem Kupferdraht am
nächsten, während nach diesem der Eisendraht kömmt. Hiebei müßte der Durchmesser des
Messingdrahtes fast 2mal, der des Eisendrahtes beinahe 2 1/2mal so groß seyn als der
eines Kupferdrahtes, wenn jene in Bezug auf Leitungswiderstand für Volta'sche Ströme
diesem äquivalent seyn sollen. „Man ersieht also
hieraus, daß für lange Leitungen kein anderer Draht als der aus Kupfer bei
Volta'schen Zündungen sich eignen dürfte.“
Da bei gleichen Querschnitten zweier Drähte, die dem Strome gleichen Widerstand
darbieten sollen, ihre Längen sich verkehrt, wie die specifischen
Leitungswiderstände verhalten müssen, so werden in Bezug auf die Längen folgende
Maaße für einige der oben genannten Drahtsorten genommen werden müssen; es werden
nämlich bei gleicher Dicke der Drähte
1000 Fuß Kupferdraht ersetzt durch:
263,16 Fuß
Messingdraht,
271,03 „
Zinkdraht,
177,00 „
Eisendraht,
88,50
„
Neusilberdraht.
Aus diesen letzten Zahlen ergibt sich also, daß selbst für kurze Leitungen bei Volta'schen Zündungen „kein anderer Draht als der Kupferdraht“ anwendbar ist, wenn
man nicht bedeutend starke Stromquellen statt der oben (S. 353) angegebenen zu
benützen gezwungen seyn will. Die Dicke des zur Leitung verwendeten Kupferdrahtes
hängt von der Länge der ganzen Leitung und von der Zellenzahl der disponiblen
Batterie ab. Da bei gleichen Stromstärken die Längen zweier Drähte von gleicher Sorte sich gerade wie ihre Querschnitte zu
einander verhalten müssen, wenn sie dem Strome gleichen Widerstand darbieten sollen,
so werden die folgenden Zahlen die Aequivalente für die Längen der Drahtsorten
verschiedener und solcher Dicken seyn, wie sie für Leitungen noch brauchbar seyn
dürften:
Durchmesser.
Länge bei
gleichem
Widerstand.
Leitungswiderstand bei gleicher
Länge.
2
Linien
4000 Fuß
1/4
1,5
„
2250 „
4/9
1,25 „
1250 „
2/3
(beil.)
1 „
1000 „
1
3/4
„
562,5
„
16/9
1/2
„
250 „
4
Aus diesen Zahlen ersieht man also, daß für lange Leitungen die Kupferdrähte von
einer Linie und höchstens 1 1/4 Linie Dicke ausreichend sind, bei kurzen Leitungen
aber die Drähte von keiner geringeren Dicke als 2/4 Linien seyn sollen, wenn zur
Erlangung einer beabsichtigten Zündung die Stromquellen nicht stärker und die
Batterien nicht voluminöser werden sollen, als die oben (S. 352) angegebenen
Combinationen. Für die Stellen, an welchen die Zündobjecte selbst unter sich und mit
der Hauptleitung verbunden werden, dürfte es zweckmäßig seyn, nur Kupferdrähte zu
verwenden, deren Dicke zwischen 1 und 2 Linien ist, insbesondere möchten diese
Dicken für die Zweigleitungen, die von einer und derselben Hauptleitung aus geführt
werden, den geringeren vorzuziehen seyn.
Nicht unwichtig ist die Frage, ob bei Volta'schen Zündungen die Erde als ein Theil
des Schließungsbogens benützt werden soll, oder ob für die vorliegenden Zwecke die
Anordnung einer Doppelleitung vortheilhafter ist. Es wurde oben schon erwähnt, daß
unter zweckmäßiger Benützung der Bodenleitung der Leitungswiderstand weit geringer
ausfallen kann, als bei einer Doppelleitung mit Drähten. Hiebei setzen wir aber
voraus, daß die Erdelektroden so tief in den Boden eingesenkt werden können, daß sie
beständig von Wasser oder von feuchtem Erdreich umgeben sind, und daß die Strecke
zwischen beiden Elektroden [der am Minenherde bis zu jener am Minenofen
befindlichen] entweder mit einer Wasserfläche, oder doch wenigstens mit guten
Elektricitätsleitern bedeckt ist. Diese Bedingungen können allerdings erfüllt
werden, wenn die Umstände es gestatten, eine solche Bodenleitung für eine
auszuführende Zündung auszumitteln; jene Bedingungen werden nämlich erfüllt, wenn
man die Erdelektroden entweder in Brunnen oder in tief liegende Gewässer versenkt.
Erlauben aber die Umstände es nicht, über jene Bedingungen sich die gehörigen
Aufschlüsse zu verschaffen oder diese zu erfüllen, so möchte es nicht rathsam seyn,
die Bodenleitung einzuschalten, und durch dieselbe den einen der Leitungsdrähte zu
ersetzen. Die von mir angestellten Versuche haben gezeigtUeber die Benutzung des Erdreichs als Leiter Volta'scher Ströme, polytechn.
Journal Bd. CXXXVI S. 1., daß die Leitungsfähigkeit des Bodens für Volta'sche Ströme lediglich von
dem Gehalte des Bodens an Feuchtigkeit abhängig ist, und daß der trockene Erdboden
nicht als Leiter für Volta'sche Ströme benützt werden kann.
Uebrigens hat die Bodenleitung noch einen Nachtheil, den wir nicht unerwähnt lassen
dürfen. Hat nämlich der Boden die gehörige und eine solche Leitungsfähigkeit für den
Volta'schen Strom, daß dieser noch in einer gegebenen Entfernung die beabsichtigte
Wärmewirkung hervorbringen kann, so ist es unumgänglich nothwendig, den für den
zweiten Theil der Leitung benützten Kupferdraht vollständig zu isoliren, wenn die
Verluste an Kraft auf dem Wege, den der Strom nimmt, nicht so groß werden sollen,
daß sie die Wirkung beeinträchtigen. Eine sorgfältige Isolirung kann nun dadurch
vorgenommen werden, daß man entweder als Luftleitungsdraht einen mit
Gutta-percha umpreßten Kupferdraht benützt, und denselben nahe am Boden vom
Minenherde bis zum Ofen führt, oder daß man den nicht umwundenen oder umpreßten
Kupferdraht in ähnlicher Weise über dem Boden mittelst isolirter Träger ausspannt,
wie dieß bei Telegraphendrähten geschieht, oder noch einfacher nach der v. Ebner'schen EinrichtungUeber die Anwendung der Reibungselektricität etc. Wien 1856, S. 17. geschehen kann. Derartige Anordnungen sind zwar zulässig, wenn Zündungen
behufs der Sprengungen für technische Zwecke vorgenommen werden, für Kriegszwecke
aber haben solche Einrichtungen manche Nachtheile, weßhalb man bei Minensprengungen
sich am vortheilhaftesten eines Doppeldrahtes als Leiter des Volta'schen Stromes
bedienen dürfte.
Bei Benützung einer Doppelleitung ist die Anwendung isolirter [mit isolirenden
Substanzen überzogener oder umpreßter] Drähte ganz und gar unnöthig; man hat nur
dafür zu sorgen, daß die Drähte unter sich nicht in Berührung kommen, während eine
Berührung derselben mit dem Erdboden im Allgemeinen keine Stromschwächung
hervorbringen wird. Daß dieses wirklich der Fall ist, weisen die in Herzogenbusch (a. a. O.) angestellten Versuche am
gründlichsten nach. Hier wurden nämlich streifförmige Leiter aus Kupfer von etwa 1
Zoll Breite und 0,4 Linien DickeEin solcher Streifen entspricht einem Kupferdrahte von derselben Länge, der
beiläufig 1 1/5 Linien dick ist., die aus Stücken von beiläufig 4 1/2 Fuß Länge zusammengesetzt waren,
benützt, und bei manchen Versuchen wurden die kupfernen Leiter durch Messingdrähte
verlängert, so daß die größte Länge der hiebei angewendeten Leitung etwa 180 Ellen (180 Met.
= 617,5 bayer. Fuß) betrug, eine Länge wie sie bei gewöhnlichen Anwendungen für
militärische Zwecke und bei Sprengungen überhaupt selten nöthig seyn wird. Diese
Leiter wurden bei verschiedenen Versuchen einmal theilweise in Gartenerde eingelegt,
ein anderes Mal neben einander über den bewachsenen Boden in der Richtung des
Glaci's hingelegt; ferner wurden dieselben während einer regnigen Jahreszeit, ohne
isolirt zu seyn, 15 Tage lang in feuchten Boden und in Wasser versetzt: die Zündung
erfolgte aber jedesmal sicher trotz der mangelhaften Isolation der Leiter, wenn
sowohl die Batterie als auch die Patrone in gehörigem Zustande waren.
Wenn nun auch diese Versuche zeigen, daß unter keinerlei Umständen eine sorgfältige
Isolation der Leiter erforderlich ist, so möchte es doch nicht gerathen seyn, in
solchen Fällen, wo entweder die Drähte längere Zeit vor der zu erfolgenden Sprengung
in den Boden gelegt werden müssen, oder wo Sprengungen unter Wasser vorzunehmen
sind, die Isolation ganz zu unterlassen. Für Sprengungen zu technischen Zwecken
können die Leitungsdrähte, ohne die Sicherheit der Zündung zu beeinträchtigen, vom
Herde an bis zu der Stelle, wo dieselben in das Erdreich, oder bei Sprengungen unter
Wasser in die Wasserfläche einmünden, ganz ohne Isolation seyn, wenn sie nur auf
ihrem ganzen Wege unter sich außer Berührung bleiben, während sie unter dem Boden
oder im Wasser isolirt seyn müssen. Für militärische Zwecke aber erfordert es die
Einfachheit der Herstellung der Leitung, daß beide Drähte zu einem Drahtseile vereiniget, mittelst Abspulmaschinen oder einfachen
Abspulern angelegt und ausgebreitet werden können, und deßhalb muß einer der beiden Drähte mit einer gut isolirenden
Substanz überzogen oder umpreßt seyn.
Die in diesem Falle erforderlichen Isolationen können durch die gegenwärtig zu Gebote
stehenden Mittel weit leichter hergestellt werden, als dieß in früheren Jahren der
Fall war. Robert wandte bei seinen Versuchen (a. a. O.)
Kupferdrähte an, die dicht mit Baumwollgarn umsponnen waren, und beide
Leitungsdrähte wurden bis gegen die Enden hin, wo sie einerseits mit den Polen der
Batterie, andererseits mit der Zündpatrone verbunden waren, zu einer einzigen Schnur
mittelst Zwirn mit einander verbunden, und diese wurde sodann der größeren
Sicherheit wegen mit Siegellackfirniß bestrichen.
Noch sorgfältiger aber wurde die Isolirung der Drähte bei den im Jahre 1838 vom
Obrist Pasley zu Chatham angestellten Sprengversuchen
unter Wasser vorgenommen, indem jedes Paar der Leitungsdrähte an einem Taue oder an
einer Leine, die vorher mit siedendem Theer gesättiget worden waren, festgemacht,
die Drähte mit Pech, das durch Wachs oder Talg erweicht worden war, bestrichen, und hierauf das Tau
mit den Drähten durch ein starkes Band verbunden und mit hänfenem Garn umwickelt
wurde, wodurch die Leitungsdrähte das Ansehen eines einfachen Taues erhielten, das
sich beliebig aufrollen und ausspannen ließ, ohne daß der Ueberzug des Drahtes
hierdurch irgend welche Beschädigung erhielt.
Eine derartige sorgfältige Isolirung ist aber, wie bereits erwähnt wurde, in keinem
einzigen Falle nothwendig. Bei gewöhnlichen Sprengungen fällt die Isolation der
oberhalb der Erde befindlichen Drähte ganz und gar weg; bei Sprengungen unter Wasser
werden Kupferdrähte, die gut mit Gutta-percha umpreßt sind, benützt, und für
Leitungen, die in den Boden eingelegt oder eingegraben werden, ist für jeden der
beiden Drähte, nicht sowohl deßhalb, um dieselben zu isoliren, als um sie gegen
jeden beschädigenden Einfluß zu schützen, eine Umhüllung nöthig, die entweder aus
Gutta-percha, oder in ähnlicher, jedoch einfacherer Weise hergestellt werden
darf, als die von Obrist Pasley benützte Isolirung.
(Die Fortsetzung folgt im nächsten Heft.)