Titel: | Ueber eine abgeänderte Construction der Elektromagnete; von A. Schefczik. |
Fundstelle: | Band 150, Jahrgang 1858, Nr. XI., S. 24 |
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XI.
Ueber eine abgeänderte Construction der
Elektromagnete; von A.
Schefczik.
Aus dem Jahrbuch der k. k. geologischen Reichsanstalt,
Jahrgang VIII S. 292.
Schefczik, über eine abgeänderte Construction der
Elektromagnete.
Aus den bisherigen bei der Construction von Elektromagneten gemachten Erfahrungen
ergibt sich in Kürze Folgendes: Um mit einer gegebenen Batterie einen Elektromagnet
von größtmöglicher Tragkraft zu erzeugen, muß die Länge des zu umwindenden Drahtes
so groß genommen werden, daß der Leitungswiderstand in demselben dem Widerstande in
der Batterie gleich ist; in diesem Falle ist im Allgemeinen der Nutzeffect der
Batterie am größten, sie mag für was immer für Zwecke in Thätigkeit gebracht werden.
Die magnetisirende Wirkung der einen Eisenkern umgebenden Drahtwindungen wächst mit
der Anzahl derselben und mit dem Durchmesser des Eisenkernes, so lange dieser ein
gewisses Verhältniß zu der Quantität des angewendeten Stromes nicht überschreitet.
Mit einem intensiven Strome wird der Effect durch über einander gelegte Schichten
von Drahtwindungen in so lange gesteigert, als sich diese vom Eisenkern nicht zu
weit entfernen, und so lange bei vermehrter Länge des Drahtes der Leitungswiderstand
nicht derart zunimmt, daß durch die Schwächung des Stromes dessen magnetisirende
Wirkung abnimmt, abgesehen von dem hier auftretenden inducirten Strome, der in den
parallelen Windungen bei jedesmaligem Schließen und Oeffnen der Kette wirksam
auftritt.
Die größten Erfolge sind bisher in jenen Fällen erzielt worden, wo ein Strom von
großer Quantität eine Kupferdrahtspirale von entsprechend großem Querschnitt
durchläuft, welcher letztere einen verhältnißmäßig starken Eisenkern umgibt. Ein
Kupferdraht von großem Querschnitt nimmt jedoch einen großen Raum ein, so daß von
demselben auf eine
gegebene Länge des Schenkels eines Elektromagnets nur eine geringe Anzahl von
Windungen neben einander aufgewickelt werden kann. Eine Verlängerung des Schenkels
hilft diesem Umstande nicht ab, weil die dem Indifferenzpunkte des Elektromagnetes
nahe gelegenen Windungen weit weniger wirksam werden als die in der unmittelbaren
Nähe der Pole liegenden. Auch die Schichtung der Lagen des Drahtes über einander hat
bei starken Drähten nicht den gewünschten Erfolg, weil sie andere Uebelstände mit
sich bringt.
Um diesen beiden Unzukömmlichkeiten zu begegnen, um eine möglichst große Anzahl von
Umgängen auf eine gegebene Länge des Schenkels eines Elektromagnets neben einander
anzubringen, ohne den Querschnitt des Leiters zu verringern, habe ich statt des
Kupferdrahtes, welcher zur Erzeugung von Elektromagneten genommen wird, Kupferblech verwendet und dasselbe hochkantig um den Eisenkern herumgehen lassen. Um dieses ausführen zu
können, wurden Scheiben aus Kupferblech geschnitten, in denen ein concentrisches
Loch vom Durchmesser des Kerns des zu verfertigenden Elektromagnetes
herausgeschlagen wurde. Nachdem aus jeder dieser Scheiben ein kleiner Sector
herausgeschnitten worden, wurden dieselben eine nach der andern auf den Eisenkern
aufgesteckt und zusammengelöthet, so daß sie eine Spirale formen.
Das Herausschneiden des kleinen Sectors aus jeder Scheibe verhütet, daß nicht alle
Löthstellen über einander zu stehen kommen und an diesem Punkte eine größere Länge
der Spirale veranlassen, sondern gleichmäßig mit der Spirale vorschreiten.
Die Spirale wurde an beiden Enden mit angelötheten Schraubenklemmen versehen und auf
allen Flächen mit Lack (aus Siegellack und Alkohol) überzogen. Der Eisenkern wurde
zur bessern Isolirung mit einem Seidenbande umwickelt und in die Spirale
eingeschoben.
Die magnetisirende Wirkung dieser Spirale ist eine sehr beträchtliche, wenn ein
galvanischer Strom einer Batterie von wenigen aber großen Elementen durchgeleitet
wird. Wenn man die bestehende Erfahrung im Auge behält, daß nur Ströme von großen
Plattenpaaren kommend, auf einen entsprechenden Eisenkern im höheren Grade
magnetisirend wirken, so ist es bei geeigneter Wahl der Dimensionen einer solchen
Spirale mehr als wahrscheinlich, daß selbe mit einem gegebenen Elemente (aus großen
Platten) einen Elektromagnet von größerer Tragkraft erzeugen wird, als eine einzelne
oder mehrere über einander geschichtete Drahtspiralen, weil die Anzahl der neben
einander liegenden Umgänge ohne Beeinträchtigung des Querschnittes des leitenden
Metalles immer größer werden muß als jene des runden Drahtes, und zwar um so größer,
je dünner das Blech genommen wird, und weil dadurch in die nächste Nähe der Pole mehr wirksame Umgänge
zu liegen kommen.
Bei Vergrößerung des Durchmessers der Spirale kann die Anzahl der Umgänge auf die
gegebene Länge eines Schenkels vermehrt werden, ohne den Leitungswiderstand zu
vermehren. Es entsteht hier die Frage: bis zu welcher Gränze der Dicke des Bleches
kann man gehen, und in welcher Weise wird der Strom bei sehr dünnen Blechen auf die
Magnetisirung des Kernes wirken?
Ohne Zweifel wird sich durch Versuche ein Verhältniß zwischen der Blechdicke und dem
Durchmesser der Scheiben herausfinden lassen, bei welchen die magnetisirende Wirkung
eines gegebenen Stromes ein Maximum wird. Ein Versuch, den ich mit Stanniolscheiben
angestellt habe, welche in eine Spirale aus Papier so eingelegt wurden, daß sie
sich, um den metallischen Contact herzustellen, theilweise übergreifen mußten und in
der fertigen Spirale durch das Papier von einander isolirt wurden, lieferte wohl
auch einen Elektromagnet, aber der Leitungswiderstand dieses Materials so wie die
Unvollkommenheit der Continuität des metallischen Leiters erforderten einen
intensiven Strom, welcher bei Anwendung eines dünnen Drahtes mehr geleistet
hätte.
Außerdem will ich hier noch einer Erscheinung Erwähnung thun, welche ich an dem Ruhmkorff'schen Inductionsapparate beobachtet habe.
Bekanntlich gibt das äußere Ende des dünnen Drahtes so wie die ganze obere Lage der
Inductionsspirale an einen genäherten Leiter elektrische Funken ab, während das
innere, der Magnetisirungsspirale zunächst liegende Ende dieses Drahtes diese
Erscheinung nicht zeigt. Als ich jenes äußere Ende nun aber mit einer guten
Erdleitung, so wie sie in den Telegraphenstationen durch eine in der Erde
eingegrabene Metallplatte hergestellt ist, in Verbindung brachte, hörte die
Erscheinung des Funkengebens an diesem Drahtende auf, was wohl zu vermuthen stand;
aber es zeigte sich, daß nun das innere Ende des dünnen Inductionsdrahtes gerade
solche Funken gab wie sie vor der Verbindung mit der Erde das äußere Ende der
Spirale gegeben hatte. Die Uebergangsfunken des Apparates von einem Pole zum andern
blieben vor und nach der Verbindung mit der Erde ungeändert.