Titel: | Der elektrische Kohlelichtbogen im Vakuum. |
Autor: | A. Hoerburger |
Fundstelle: | Band 320, Jahrgang 1905, S. 182 |
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Der elektrische Kohlelichtbogen im
Vakuum.
Ein Beitrag zur Kenntnis des
Lichtbogens.
Von Dr. A. Hoerburger, Ingenieur,
Berlin.
Der elektrische Kohlelichtbogen im Vakuum.
Die glänzende Erscheinung des elektrischen Lichtbogens hat von jeher die
Aufmerksamkeit der Physiker auf sich gelenkt und wurde daher gern zum Gegenstande
zahlreicher Untersuchungen oder kühner Spekulationen gemacht. Verfolgt man die
Geschichte des elektrischen Lichtbogens, so findet man, dass schon bei den
allerersten einschlägigen Experimenten versucht wurde, die betreffenden
Erscheinungen auch im luftverdünnten Raume darzustellen und so vielleicht der
Erklärung näher zu bringen.
Bald nachdem Volta im Jahre 1800 die nach ihm benannte elektrische Säule
erfunden hatte, wurde von einer grossen Reihe von Beobachtern teils unabhängig von
einander, teils durch die Versuche anderer angeregt, der elektrische Funke bei der
Berührung zweier mit den Enden der Säule verbundener Leiter beschrieben. Die in dem
ersten Jahrzehnt des neunzehnten Jahrhunderts erschienenen Bände von Gilberts Annalen der Physik enthalten eine
ausserordentlich grosse Reihe von Zuschriften über Funkenerscheinungen an der Voltaschen Säule. Aber mögen nun diese Erscheinungen
beschrieben sein als nur einzelne Funken, die hier und da zum Vorschein kommen, oder
als starke weisse, sogar im Sonnenlicht sichtbare Funken oder als starke
Funkenbüschel besonders bei Verwendung von berussten Metalldrähten oder von Kohle
als Elektrodenmaterial, immer erkennt man aus der Beschreibung, dass die
betreffenden Beobachter es noch nicht mit der eigentlichen Erscheinung des
Lichtbogens zu tun hatten. Gleichwohl, und das ist gerade das Interessante, wurden
auch hier schon Versuche angestellt, diese Funken in luftverdünntem Raume zustande
zu bringen. Es wurde dabei nachgewiesen, dass mit abnehmendem Druck und damit
abnehmendem Luftwiderstande zwar die Funken viel lebhafter sprühen, d.h. dass
glühende Metallteilchen viel weiter weggeschleudert werden, als in freier Luft,
dass aber der Glanz der Erscheinung schwächer wird, was mit Recht dem mangelnden
Sauerstoffe zugeschrieben wurde.
Die zu diesen Versuchen als Elektrizitätsquelle verwandten Voltaschen Säulen konnten, auch wenn sie allmählich aus grösseren Platten
aufgebaut waren, doch die zu einem Lichtbogen erforderliche Energie nicht liefern;
von einer unzweifelhaften Beobachtung des elektrischen Lichtbogens kann daher erst
gesprochen werden, als grössere Batterien gebaut worden waren.
Im Jahre 1808 nun erhielt Sir Humphry Davy durch eine
Subskription die Mittel zu einer grossen Batterie von 2000 Zellen. Mit ihr gelang
ihm neben zahlreichen für jene Zeit grossartigen Experimenten auch die Darstellung
des elektrischen Lichtbogens. Den OriginalberichtDavy, Phil. Trans.
2, 1821, S. 487; auch Life of Sir Humphry Davy
by J. Ayrton, Paris, I. Band, London, 1831, S.
317. darüber hat GilbertGilberts Annalen
der Physik, Bd. 66, 1821, S. 322. übersetzt: Bei den Versuchen,
welche Sir Humphry Davy mit der Voltaschen Säule aus 2000 Doppelplatten von vier Zoll im Quadrat der Royal Institution zu London anstellte, hatte er den
positiven und negativen Enddraht jeden an seinem Ende mit einem zugespitzten
Kohlestreifen versehen. Als er diese einander bis auf den Abstand von ¼ bis ⅛ Linie
näherte, erfolgte die elektrische Entladung und als unmittelbare Wirkung derselben
das Rotglühendwerden beider Kohlestreifen. Waren sie einmal glühend, so konnte er
sie allmählich weiter voneinander entfernen, bis die Spitzen der Kohlen vier Zoll
voneinander abständen, ohne dass dadurch das Licht zwischen ihnen unterbrochen wurde.
Dieses Licht war äusserst lebhaft und in der Mitte breiter als an den Enden und
hatte die Gestalt eines Bogens. Der Versuch gelang umso besser, je mehr man die Luft
um die Kohlen her mit einer Luftpumpe verdünnt hatte. Stand die Barometerprobe nur
mehr auf ¼ Zoll, so erfolgte die Entladung schon, als die beiden Kohlespitzen ½ Zoll
voneinander abstanden, und nun konnte Davy sie
allmählich soweit voneinander entfernen, dass die zusammenhängende purpurfarbene
Flamme zwischen ihnen eine Länge von sieben bis acht Zoll hatte.
Gleich der erste Versuch mit dem elektrischen Lichtbogen wurde also unter dem
Rezipienten einer Luftpumpe wiederholt und dabei die wichtige Tatsache konstatiert,
dass das Ueberspringen des Funkens und damit die Einleitung des Lichtbogens im
luftverdünnten Raume auf eine bedeutend grössere Entfernung erfolgt als in freier
Luft, ebenso dass dort die Elektroden auf eine nahezu doppelte Entfernung
auseinander gezogen werden können.
Diese Versuche von Davy wurden natürlich vielfach
wiederholt, besonders nachdem neue, kräftige und konstante Elemente entdeckt waren
und damit bei viel geringerem Aufwand die nötige Energie erhalten werden konnte.
Im folgenden werden nur jene mir bekannt gewordenen Stellen aus der Literatur
angegeben, in denen entweder über eine neue Beobachtung am elektrischen Lichtbogen
im Vakuum berichtet wird, oder bei denen der Lichtbogen im Vakuum in einer
bestimmten Absicht hergestellt wurde, oder endlich solche, in denen ganz bestimmt
formulierte theoretische Ansichten ausgesprochen sind.
Als im Jahre 1844 Fizeau und FoucaultAnnales de Chim. et
de Phys., Serie III, Tom. 9, 1844, S. 370. Untersuchungen über
die Intensität des beim Davyschen Versuch von der Kohle
ausgesandten Lichtes anstellten, versuchten die beiden anfänglich die Kohlen im
Vakuum zu brennen, aber sie wurden bald genötigt diesem Mittel zu entsagen, da die
Innenwände der Glaskugel sich rasch durch Kohleteilchen trübten. Dasselbe geschah in
einem nicht verbrennlichen Gase. Hier ist also erwähnt, dass die Kohle im Vakuum
sehr rasch zerstäubt und dass infolge dessen eine Beobachtung wegen der Trübung der
Glaswände unmöglich wird.
In der gleichen Zeit wurde der luftdicht eingeschlossene Lichtbogen als
Grubenbeleuchtung zur Vermeidung der Zündung explosibler Gasgemische empfohlen.
Während aber GroveDie Fortschritte der Physik im Jahre 1846, II. Bd., 1848, S. 402.
Originalbericht: Eclairage des mines. Archives des Sciences Physiques et
naturelles, III, 540 (nicht aufzufinden). bei Ausführung
dieses Gedankens auf unüberwindliche Schwierigkeiten gestossen ist, da das Licht
zuweilen plötzlich erlosch und mangels einer selbsttätigen Regulierung nur höchst
umständlich und mühsam wieder entzündet werden konnte, da das Glas mit feinen
Kohleteilchen beschlug und die Lichtausbeute schwächte, endlich da die Kittungen
durch die hohe Temperatur zerstört wurden und der ganze Prozess zu kostspielig war,
empfahl BoussingaultComptes Rendus, Paris, XXI, 1845, S.
515. denselben Gedanken wieder, nachdem er den Lichtbogen in
luftleerem Raume wie unter Wasser hervorgebracht hatte und in explosiblen Gasen als
vollkommen sicher erprobt hatte. Wie er die oben angegebenen Schwierigkeiten
vermeiden will, ist nicht angegeben.
J. van BredaUeber
die Lichterscheinungen der Voltaischen Säule.
Comptes Rendus, Paris, XXIII, 1846, S. 462. wollte bei seinen
Versuchen mit Metallen und Kohle als Elektroden möglichst unabhängig von den
nebenher gehenden Verbrennungserscheinungen im Lichtbogen sein und stellte daher
seine Versuche im Vakuum an. Er liess sich zu diesem Zwecke eigens einen sehr
komplizierten Apparat bauen, mittels dessen es ihm gelang, die Elektroden unter
einer fast luftleeren Glasglocke einander zu nähern oder zu entfernen. Wenn er
zwischen den Elektrodenspitzen die Entladung einer Leydener Flasche überschlagen liess, konnte er die Fortführung der
Teilchen ohne Kontakt im Vakuum bewerkstelligen. Die Fortführung der Teilchen im
Vakuum bildet nach ihm eines der schönsten Schauspiele. Sie geschieht nicht bloss
wie in Luft in Form einer Flamme oder eines sehr intensiven Lichtes, sondern, wenn
der Abstand nicht zu gross ist, werden die Teilchen in Form von Funken
fortgeschleudert. Die Materie kommt an der Elektrode in rotglühenden glänzenden
Kügelchen heraus, welche in Feuergarben gegen eine Platte schiessen, die man
zwischen den Elektrodenkugeln eingeschaltet hat.
DespretzComptes
Rendus, Paris, 36, 1853, S. 176. beschreibt das Aussehen des
elektrischen Lichtbogens in Luft und erwähnt dabei, dass in fast vollkommener
Luftleere der Funke der Batterie selbst bei Metallelektroden hinreiche, den
Lichtbogen zu entzünden, ohne dass eine vorhergehende Berührung der Spitzen
erforderlich sei.
GassiotPoggendorf, Annalen der Physik und Chemie,
Bd. 112, 1861, S. 156. erhielt mit einer Grove'schen Batterie von 115 Elementen in einer Röhre,
in welche die Poldrähte endigend in Kügelchen von Kohle seitwärts eingeschmolzen
waren, im Vakuum den elektrischen Lichtbogen. Das Licht war geschichtet und weit
lebhafter und glänzender als beim Glimmlicht. Beim Glimmlicht wich die Nadel eines
eingeschalteten Galvanometers nur sehr wenig ab und von einer chemischen Wirkung in
der Batterie war nichts zu sehen; sowie er aber die Kohlen erhitzte und damit den
Voltaschen Bogen hervorrief, erfuhr die
Galvanometernadel eine starke Ablenkung und in der Batterie zeigte sich eine
kräftige chemische Wirkung, offenbar weil der Inhalt der Röhre leitend geworden war,
Gassiot macht also hier auf den Unterschied
zwischen Glimmlicht und Lichtbogen im Vakuum aufmerksam, der nach ihm neben dem
Unterschied in der Helligkeit der Erscheinung besonders in der Stromstärke sich
ausdrückt.
Warren de la Rue und Hugo W.
MüllerExperimentelle
Untersuchungen über elektrische Entladungen. Philosophical Transaktions,
London, CLXXI, 1880, S. 65. haben folgende Beobachtungen
gemacht: Bei abnehmender Dichte des umgebenden Gases nahm die erforderliche
Spannungsdifferenz bis zu den kleinsten geprüften Drucken von etwa 4 mm Hg. stetig
ab und es zeigte sich ein Minimum der Spannungsdifferenz bei abnehmender Dichte (bei
Wasserstoff ca. 0,6 mm Hg.). Unterhalb ein hunderttausendstel des Atmosphärendruckes
wuchs die Spannungsdifferenz ausserordentlich rasch an. Der grössere Teil der Arbeit
beschäftigt sich mit der galvanischen Bogenentladung. Die Verfasser studierten
dieselbe mit ihrer Batterie, indem sie den Strom entweder in einer evakuierbaren
Glocke mit Stoffbüchsen und verstellbaren Elektroden oder in einer mehrere
Zentimeter weiten und mehrere Dezimeter langen Geisslerschen Röhre bei verschiedenen Drucken in Luft- oder in Wasserstoff
übergehen liessen. Die Glocke stand mit einem Barometer in Verbindung und bei jedem
Stromschluss zeigte sich eine plötzliche Druckvermehrung, welche bei Unterbrechung
des Stromes ebenso plötzlich wieder verschwand. Diese Druckvermehrung kann, wie sie
durch eine Berechnung zeigen, nicht bloss von der Erwärmung herrühren. Unter dem
Studium der
Lichterscheinungen, welche die Entladungen unter den erwähnten Bedingungen
lieferten, kommen die Verfasser zu dem Schluss, dass die geschichtete Entladung nur
eine Modifikation der Bogenentladung sei, dergestalt, dass der unter
Atmosphärendruck auftretende Lichtbogen bei allmählich vermindertem Druck
kontinuierlich übergeht in die geschichtete Entladung mit den Charakteren des
positiven und des Kathodenlichtes. Von ihren Versuchen und beobachteten
Erscheinungen geben die Verfasser eine grosse Anzahl von Abbildungen. Die Verfasser
arbeiteten mit sehr grossen Batterien und infolge dessen mit hohen Spannungen, im
Gegensätze dazu betrug die Stromstärke höchstens 1/10 Ampere.
W. HittdorfUeber
die Elektrizitätsleitung in Gasen. Wiedemanns
Annalen der Physik und Chemie, Bd. 21, 1884, S. 134. kam durch
seine Untersuchungen zu dem Ergebnis, dass die Strombildung in verdünnten Gasen
kleinen elektromotorischen Kräften ermöglicht werde dadurch, dass man die Gashülle
der Kathode auf eine sehr hohe Temperatur versetzt. Da Platin bald seinen
Schmelzpunkt erreichte, hat er als Kathode vorzugsweise Kohlestäbchen verwendet. Die
Spuren von Gasen, welche die Kohle bei Zunahme der Glühhitze stets noch abgab,
wurden durch fortwährendes Pumpen entfernt. Zur Erzielung des Stromdurchganges war
eine Weissglühhitze nötig, bei welcher die Kohle nicht weit von der Verdampfung
entfernt blieb. Noch vorteilhafter war die höhere Temperatur, welche im Davyschen Bogen besteht und die Kohle leicht verdampfen
lässt. Hittdorf konnte nur einen kleinen schwachen
Bogen mit der grossen Tauchbatterie herstellen, indem er die sechzehn Elemente
hintereinander verband. Durch einen äusseren Magnetstab liess sich das bewegliche
Kohlenstück beim Durchgang des Stromes der sechzehn grossen Elemente, welcher die
positive der beiden Kohlen rasch verdampfte und abnützte, längere Zeit in Berührung
erhalten. Leider machte der Kohlendampf, der sich auf die Glaswand absetzte, die
Kugel bald undurchsichtig. Hier entstand durch fünfzehn kleine Elemente bei
möglichst grosser Verdünnung noch ein stark leuchtender Durchgang der
Elektrizität.
Hittdorf stellte also den Lichtbogen im Vakuum her, nur
um seine Elektroden auf eine Weissglühhitze zu bringen und dadurch niedergespannten
Strömen den Durchgang durch die Röhre zu ermöglichen.
Franz StengerBeitrag zur Elektrizitätsleitung der Gase. Wiedemanns Annalen der Physik und Chemie, Bd. 25, 1885, S.
31. beschäftigte sich sehr eingehend mit dem elektrischen Lichtbogen
im Vakuum und kam zunächst zu dem Ergebniss, dass ein in allen Fällen gültiges
Unterscheidungsmerkmal zwischen Bogenentladung und Glimmentladung nicht vorhanden
sei. Bei der normalen Form der Entladung habe man folgende Kennzeichen zwischen
Bogenentladung und Glimmlicht:
1. Die Gasschicht besitzt in der Bogenentladung einen weit
geringeren Widerstand als im Glimmlicht.
2. Im Bogenlicht wird die Anode stärker erhitzt als die
Kathode, beim Glimmlicht umgekehrt.
3. Im Spektrum des Bogenlichtes überwiegt das Licht der
Elektrodensubstanz über das der zwischen ihnen befindlichen Gasschicht, während
umgekehrt bei der Glimmentladung das Spektrum nur die Linien der Gasstrecke gibt
und die Natur der Elektroden gleichgiltig ist.
4. Im Bogen werden beide Elektroden zerstäubt, allerdings in
verschiedenem Masse, während im Glimmlicht nur an der Kathode eine Zerstäubung
eintritt.
In aussergewöhnlichen Fällen allerdings können sich die Verhältnisse sehr stark
ändern. So sagt Stenger, dass bei geeigneter Wahl
der Versuchsbedingungen der Widerstand der Gase beim Glimmlicht unter Umständen von
derselben Grössenordnung sei, wie beim Davyschen Bogen.
Man könne also bei entsprechenden Versuchsbedingungen auch beim Glimmlicht Ströme
von derselben Grösse wie beim Bogenlicht erhalten. Auch die Temperaturverhältnisse
der Elektroden könnten gelegentlich andere werden. So hat Stenger z.B. sehr oft hintereinander evakuiert, so dass die Gasentwicklung
an den Elektroden abnahm, bis sich schliesslich beim Entzünden des Bogens eine
Druckvermehrung kaum mehr konstatieren liess. Während vorher die Temperatur der
Kohlen zwar nur wenig, aber doch mit Sicherheit erkennbar verschieden war,
verschwand jetzt gleichzeitig die Temperaturdifferenz der Kohlen. Allerdings konnte
er Drucke unter 1–2 mm Hg. nicht erreichen, so dass unentschieden bleiben musste, ob
nicht bei geringeren Drucken die Kathode sogar stärker glüht als die Anode. In den
gewöhnlichen Formen der Glimmentladung war stets diese Erscheinung zu beobachten,
dass die Kathode häufig rot oder gar weiss glühend erschien, während die Anode
dunkel blieb. Dass jedoch auch Fälle der Glimmentladung existieren, bei denen die
Temperatur der Anode höher ist als die der Kathode, geht aus Versuchen von HittdorfWiedemanns Annalen der Physik und Chemie, Bd.
21, 1884, S. 112. hervor. Die Kathode wurde im Vakuum in feine
Spitzen und Haare aufgelockert. Da alle Kohlen Kohlenwasserstoffe enthielten und
diese bei der hohen Temperatur zersetzt wurden, blieb die Elektrode als poröses
Kohlenstoffgefüge zurück, das allmählich abbröckelte. Da ferner im Vakuum keine
Temperaturverschiedenheit mehr zu konstatieren war, wurde auch der Verlust an beiden
Kohlen gleich. Die schon von Warren de la Rue und H. MüllerPhilosophical Transaktion, London, CLXXI, 1880. S.
65. beobachtete plötzliche Druckvermehrung bei Stromschluss hat
auch Stenger festgestellt und gefunden, dass der Druck
sofort auf seine frühere Grösse zurückgeht, wenn der Bogen erlischt. Diese
Erscheinung würde sich nach seiner Ansicht aus der Hypothese von A. SchusterProceedings of the Royal Society, London, 37, 1884, S.
317. erklären, wonach beim Durchgang der Elektrizität durch
Gase die Moleküle derselben disoziiert werden, sich aber beim Aufhören des Stromes
sofort der frühere Zustand wieder herstellt.
Duncan, Rowland und ToddElectrican, London. No. 31, 1893, S.
360. stellten Versuche an über den Einfluss des
Luftdruckes auf die Spannungsverhältnisse beim Kohlelichtbogen. Die beiden Kohlen
wurden durch Stopfbüchsen in einen eisernen Zylinder eingeführt, in welchem zur
Beobachtung des Lichtbogens zwei Glasfenster sowie zur Kühlung ein äusserer Mantel
angebracht war. Alle ihre Versuche wurden bei einem konstanten Strom von sechs
Ampere gemacht. Bei konstanter Bogenlänge und konstantem Strom wurde der Druck des
den Lichtbogen umgebenden Gases sowie der Spannungsverlust am Lichtbogen gemessen.
Ihre Untersuchungen erstrecken sich vom Vakuum an bis zu zehn Atmosphären, indem von
Atmosphäre zu Atmosphäre ein Wert aufgenommen wurde. Als Ergebnis wurde gefunden,
dass von einer Atmosphäre an mit wachsendem Druck die Spannung am Lichtbogen
zunimmt. Der Wert aber, den die Verfasser für teilweises Vakuum gemessen haben,
liegt höher als der Wert bei einer Atmosphäre, wonach sich also mit abnehmendem
Drucke wieder eine Zunahme der Spannung ergeben müsste. Die einzelnen Zahlenwerte
der Spannung sind in folgender Tabelle angegeben, die aus den Kurven abgelesen
sind:
Elektrodendistanz. – Druck in Atmosphären.
mm
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
6,4
72
67
73,5
78,5
81
5
6
7
8
9
10
4,8
62,5
61
65,5
70
72,5
74,5
76
77
78
78,5
79
3,2
54,5
53,3
58
62
63,5
64,5
65,5
66,5
67,5
68,5
69,5
1,6
34
44
47,5
50
51,5
52,5
54
55,5
56,5
58
59
Für den Lichtbogen in Kohlensäure fanden sich nur wenig
abweichende, im allgemeinen etwas niedrigere Werte.
Professor Dr. E. VoitSammlung elektrotechnischer Vorträge. I. Bd.
1. Vortrag: „Der elektrische Lichtbogen“. Stuttgart,
1896.verwendet diese Ergebnisse von Duncan,
Rowland und Todd in seiner vortrefflichen
Zusammenstellung der den Lichtbogen betreffenden Fragen. Er schliesst aus diesen
Kurven, dass der Lichtbogen bei Atmosphärendruck bei grösseren
Elektrodenentfernungen (grösser als 2 mm) einen günstigsten kleinsten Wert der
Spannung erhält, nur bei sehr kleinen Elektrodenentfernungen wandert dieser Wert
viel weiter gegen das Vakuum hin.
Otto Lehmann,Ueber
Aureole und Schichtung beim elektrischen Lichtbogen und bei Entladungen
in verdünnten Gasen. Wiedemanns Annalen der
Physik und Chemie, Bd. 55, 1895. S. 370. der wohl die
reichhaltigste Zusammenstellung über elektrische Entladungen in verdünnten Gasen
geliefert hat, kommt dabei auch auf die Beziehungen zwischen Lichtbogen und
Gasentladungen zu sprechen und sagt: Nicht immer endigt der Lichtbogen auf beiden
Seiten in hellen Punkten, vielmehr kann er bei genügend ausgedehnten kalten
Elektrodenflächen in Formen übergehen, welche nur auf der einen (positiven oder
negativen) einen Metalldampfbüschel hat, auf der anderen dagegen ausgedehntes
Glimmlicht, welches nur das Gasspektrum zeigt. Diese Formen können als
Uebergangsformen zur Gasentladung bezeichnet werden, und tatsächlich entsteht diese
zuweilen plötzlich aus dem Lichtbogen oder den Uebergangsformen, indem die
Metalldampfbüschel vollständig verschwinden und nur das Gasglimmlicht übrig bleibt.
Umgekehrt kann die Gasentladung in den Lichtbogen übergehen, indem sich die
Glimmlichthüllen der Elektroden momentan kontrahieren und auf die hellen Lichtpunkte
zusammenschrumpfen, welche die Enden des Lichtbogens bilden. Bei genügend grossen
Elektrodenflächen ist der Unterschied von Stromstärke und Spannung vor und nach der
Bildung der Lichtbogenentladung geringfügig.
Leo AronsUeber
den elektrischen Lichtbogen zwischen Metallelektroden in Stickstoff und
Wasserstoff. Annalen der Physik und Chemie. IV. Folge. Bd. 1, 1900, S.
700. hatte bei seinen Versuchen über den elektrischen Lichtbogen
zwischen Metallelektroden in verdünnten Gasen mit Schwierigkeiten insofern zu
kämpfen, als die Elektroden nach Einleitung des Stromes durch die Erwärmung sehr
bald weich wurden, zu schmelzen begannen und daher nur ein ganz kurzes Brennen
gestatteten, Dadurch wurde sowohl die Ablesung an den elektrischen Instrumenten sehr
erschwert und unzuverlässig, als auch die Messung des Luftdruckes. Letztere
besonders auch deshalb, da sich vom Beginn des Stromes an das Manometer
bewegte. Ferner trat eine sehr starke Zerstäubung der Elektroden unter Bildung von
Nitriten auf, endlich konnte er bei kleinen Drucken den Lichtbogen nicht mehr
entzünden, da der einleitende Funke seines Induktoriums an ganz anderen Stellen
überspang. Nur bei zwei Materialien, Zink und Magnesium, gelang es ihm, bei Drucken
kleiner als 1 mm Hg. eine Messung zu machen, da der verlöschende Lichtbogen einen
leitenden grauen Faden zurückliess, der dann eine Brücke für den Strom bildete und
so den Lichtbogen wieder einleitete. Als Ergebnis hat Arons folgendes festgestellt: mit steigender Stromstärke nimmt die
Spannung bei allen Drucken ab, ferner überall wächst die Spannung bei gleicher
Stromstärke und gleichem Elektrodenabstand mit dem Druck. Bei sehr geringen Drucken
traten zwei verschiedene Entladungsarten, die durch einen Wechsel in der Spannung
gekennzeichnet waren, auf, die im allgemeinen so rasch miteinander wechselten, dass
eine Spannungsmessung nur schwierig auszuführen war. Bei einigen der mitgeteilten
Versuchsreihen nimmt die beim niedrigsten Druck gemessene Spannung im Vergleich zur
vorhergehenden Messung wieder zu.
B. MonaschUntersuchungen über den Wechselstromlichtbogen bei höherer Spannung.
Elektrotechnische Zeitschrift, 1902, No. 44, S. 957. kommt in
seiner Arbeit auch auf die Versuche von Duncan, Rowland
und Todd zu sprechen und erklärt das Ansteigen des
Spannungsverlustes im Lichtbogen zwischen 1 und 0 Atmosphären für entschieden
falsch. Es ist wohl möglich, sagt er, dass der Spannungswert für Vakuum höher ist
als der Wert für eine Atmosphäre, denn bekanntlich gibt es einen „kritischen
Druck“Wiedemann, Lehre von der Elektrizität, IV. 1.
1884, S. 406. bei Gasen von sehr starker Verdünnung, d.h. wird
das Gas beim „kritischen Druck“ noch mehr verdünnnt, so steigt die Spannung
an den Elektroden, anstatt zu fallen. Dieser „kritische Druck“ liegt aber
ganz nahe beim Vakuum. Es ist also von Interesse, Zwischenwerte zwischen 1 und 0
Atmosphären aufzunehmen, um zu sehen, ob und wie weit der Spannungsverlust bei einem
unter einer Atmosphäre verminderten Druck fällt, eine Untersuchung, die Duncan, Rowland und Todd
unterlassen haben. Von Arons liegen diesbezügliche
Beobachtungen bei niedrig gespanntem Gleichstrom an Kadmium- und Magnesiumelektroden
vor. Während bei einer Atmosphäre der Spannungsverlust bei Kadmium 25 Volt beträgt
ist er bei 10 mm Hg. nur mehr 12 Volt. Da jedoch die zu beobachtende
Spannungsverminderung bei Niederspannung sehr gering ist, untersuchte Monasch diesen Punkt bei höherer Spannung am
Wechselstromlichtbogen. Die Resultate für Kupferelektroden sind derart, dass bei
ungefähr 1/7
Atmosphäre, bis zu welchem Punkt er genaue Ablesungen machen konnte, der
Spannungsverlust mit wachsender Verdünnung der Luft ständig fällt. Für die
Elektrodenentfernung von 3 bis 8, 7 mm ist er bei 100 mm Hg. ungefähr 40 bis 50 v.
H. kleiner als bei einer Atmosphäre.
(Fortsetzung folgt.)