Titel: | C. W. Siemens' Regulator für elektrische Ströme. |
Fundstelle: | Band 232, Jahrgang 1879, S. 516 |
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C. W. Siemens' Regulator für elektrische
Ströme.
Mit einer Abbildung auf Tafel 44.
C. W. Siemens' Regulator für elektrische Ströme.
Dr. C. William Siemens in London (Englisches Patent Nr.
2281 vom 7. Juni 1878) benutzt zur Messung und Regulirung der Stärke elektrischer
Ströme (für Beleuchtungszwecke) die in einem Leiter erzeugte Wärme, welche nach dem
Joule'schen Gesetze dem Widerstand des Leiters und dem Quadrate der Stromstärke
proportional ist. Als Leiter benutzt er dabei nach Engineering, 1879 Bd. 27 S. 164 einen sehr dünnen Streifen A (Fig. 5 Taf.
44) aus Kupfer, Eisen oder einem anderen Metalle; das eine Ende ist an einer
Schraube B befestigt, die zur Regulirung der Spannung
des Streifens dient; dann läuft der Streifen in einer Glasröhre empor nach einer
Rolle R und wieder herab, um sich mit seinem anderen
Ende an einen kurzen Hebel anzuheften, der an seiner mit einem Gegengewichte
belasteten Achse einen längeren Contactarm L sitzen
hat, dessen Lage also von der Länge des Streifens abhängig ist. Ueber L liegen noch eine Anzahl von metallenen Federn M, die mit beweglichen Gewichten W belastet und am Ende mit Contactprismen P versehen sind; durch die Gewichte W wird der Abstand jedes Prismas P von seinem Nachbar regulirt. Verkürzt sich der
Streifen, so kommt ein Prisma nach dem anderen in Contact mit seinen Nachbarn, bis
endlich die ganze Reihe sich berührt und das letzte gegen die mit der Klemmschraube
T verbundene Feder S
drückt. Dabei sind die zwischen den einzelnen Federn M
eingeschalteten Widerstände R aus Neusilberdraht
sämmtlich kurz geschlossen und der Strom geht von T
gleich zum Hebel L. Hat der Streifen A dagegen seine gröſste Länge, so sind sämmtliche
Widerstände R in den Stromkreis eingeschaltet und die
Stromstärke wird dadurch wesentlich geschwächt. Hat nun der Strom seine geringste
Stärke, so erwärmt er den Streifen A am wenigsten, und
alle Prismen berühren sich. Steigt die Stromstärke, so dehnt sich der Streifen, und
es werden mehr und mehr Widerstände R eingeschaltet,
bis das Gleichgewicht zwischen der Erwärmung des Streifens durch den Strom und der
Wärmeausstrahlung desselben hergestellt ist. Um die Ausstrahlung von äuſseren
Umständen unabhängig zu machen, wird der Streifen in eine Glasröhre eingeschlossen
und der Apparat in einem Zimmer von mittlerer Temperatur (etwa 15°) aufgestellt.
Unter solchen Umständen und bei niedrigen Temperaturgraden wächst die Ausstrahlung
in arithmetischem Verhältniſs mit der Temperatur des Streifens; die Dehnung des
Streifens aber ist proportional der Temperatur desselben, d.h. dem Quadrate der
Stromstärke; deshalb ist der Apparat sehr empfindlich. Ist der Streifen aus gut
leitendem Metall (z.B. Silber oder Kupfer) und nicht über 0mm,05 dick, so ist seine Wärmecapacität sehr
gering, seine Oberfläche sehr groſs und deshalb tritt das neue Gleichgewicht fast
augenblicklich ein.
Bei den Unterbrechungen des Stromes an den Contactprismen P treten keine Extraströme zwischen den Contactstellen auf, weil ja der
metallische Zusammenhang im Stromkreise nie unterbrochen wird. Die verschiedenen
Widerstandsspulen R lassen sich leicht auswechseln und
so den jeweiligen Verhältnissen anpassen. Sie werden am besten aus unübersponnenem
Drahte gemacht, damit sie an ihrer ganzen Oberfläche der abkühlenden Wirkung der
Luft ausgesetzt sind.
In einer anderen Anordnung benutzt Siemens an Stelle der
Drahtspulen R Kohlenscheiben, welche ein durch den
Strom erwärmter und sich ausdehnender Stahldraht von 0mm,3 Dicke zusammenpreſst.
Zum Zwecke von Strommessungen wird der Hebel L am Ende
mit einem Schreibstifte ausgerüstet, unter dem ein Triebwerk einen Papierstreifen
hin bewegt, während ein zweiter Stift eine als Basis dienende zweite Linie auf dem
Papierstreifen zieht, von der sich die von dem ersteren Stifte gezogene Linie um so
mehr entfernt, je wärmer der Streifen A, d.h. je
stärker der Strom ist.
Nach dem Telegraphic Journal, 1879 Bd. 7 S. 81 hat Dr.
Siemens am 22. Februar d. J. in der Physical Society in London seinen Regulator in einer
anderen Form vorgezeigt. Hier ruht auf der Mitte eines Stahlstreifens von 0mm,05 Dicke ein kurzer Cylinder, welcher an seinem
oberen Ende eine Anzahl strahlenförmig gestellter Federn (oder eine kreisförmige
Platte) trägt und durch diese um so mehr Windungen einer ihn kreisförmig umgebenden
Spule aus Neusilberdraht kurz schlieſst, je höher er steigt. Sinkt der Cylinder in
Folge der Ausdehnung des Streifens, so werden mehr Windungen in den Stromkreis
eingeschaltet.