Titel: | Ueber die Einwirkung von Strukturänderungen auf die physikalischen, insb. elektrischen Eigenschaften von Kupferdrähten und über die Struktur des Kupfers in seinen verschiedenen Behandlungsstadien. |
Autor: | Hermann Gewecke |
Fundstelle: | Band 324, Jahrgang 1909, S. 756 |
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Ueber die Einwirkung von Strukturänderungen auf
die physikalischen, insb. elektrischen Eigenschaften von Kupferdrähten und über die
Struktur des Kupfers in seinen verschiedenen Behandlungsstadien.
Von. Dipl.-Ing. Hermann Gewecke,
Darmstadt.
(Fortsetzung von S. 741 d. Bd.)
Ueber die Einwirkung von Strukturänderungen.
3. Material.
Zur Verfügung standen zunächst eine Serie von 16 Kupferdrähten in den Durchmessern
von 2,4 mm bis 0,5 mm, sämtlich aus einem Stück gezogen – sie waren aus einer
Ziehbank in der Fabrik herausgeschnitten – und während der einzelnen Stadien des
Ziehprozesses nicht geglüht, ferner eine Serie besonders sorgfältig durch Steine
gezogene Kupferdrähte, gleichfalls aus elektrolytisch reinem Kupfer und vom gleichen
Ausgangsmaterial, bestehend aus 13 Drähten in den Durchmessern von etwa 1,4 mm bis
0,5 mm. Außerdem wurden verschiedene von mir selbst unter besonderen Bedingungen
gezogene Kupferdrähte untersucht.
Das gesamte Material war von den Heddernheimer
Kupferwerken in Gustavsburg bei Mainz in liebenswürdiger Weise zur
Verfügung gestellt, wofür ich auch an dieser Stelle meinen Dank ausspreche.
4. Apparate und Meßmethoden.
Zu bestimmen war für jeden Draht das Leitvermögen, die Dichte und der Querschnitt.
Das Leitvermögen ist
\lambda=\frac{l}{w \cdot q}
Es ist also zu bestimmen:
die Länge l
der Widerstand w
der Querschnitt q
eines Drahtes.
Die Querschnittsbestimmung wurde zunächst direkt mit einem Dickenmesser, später
indirekt nach der Formel
q=\frac{G}{l \cdot s}
ausgeführt.
Es ist dazu also außer der Länge l noch das Gewicht
G und die Dichte s des
Drahtes zu bestimmen, letztere beiden Bestimmungen mittels Wägung. Unsere Messungen
bestehen also aus:
1. Widerstandsmessung,
2. Längenmessung,
3. Dickenmessung,
4. Wägung.
Die Widerstandsmessung wurde, da es sich um kleine
Widerstände bis höchstens ungefähr 0,1 Ohm handelte, mit der Thomson sehen Doppelbrücke ausgeführt, bei der ja die
Zuleitungswiderstände praktisch herausfallen. Es stand eine solche in runder Form
von der Firma Siemens & Halske zur Verfügung mit
einem Meßdraht vom Gesamtwiderstand von 0,01 Ohm.
Die zu meßenden Kupferdrähte befanden sich zum Zweck gleichmäßiger
Temperaturverteilung in einem Petroleumbade, das gut verpackt war und einen mit
Elektromotor angetriebenen Rührer hatte. Die Drähte hatten Strom- und
Potentialklemmen. Als günstigste Form der Befestigung hat sich die nebenstehende
erwiesen. (Fig. 4 u.
5.)
Die Längenmessung wurde mit geeichten Maßstäben ausgeführt, bei kleineren Stücken mit
dem Kathetometer.
Bei der Dickenmessung führte die direkte Bestimmung zu keinem brauchbarem Resultate,
und zwar sowohl wegen der Unrundheit des Querschnitts als auch der
Ungleichförmigkeit des Drahtes überhaupt.
Es mußte daher der Querschnitt indirekt aus Länge, Gewicht und Dichte ermittelt
werden.
Zu den Wägungen wurde eine Wage von Bunge, Hamburg benutzt, mit einer Empfindlichkeit von
0,2 mg pro Skalenteil Ausschlag bei einer Belastung von 10 g. Das Auflegen der
Bruchgramme ließ sich be geschlossenem Wagekasten mittels Mechanismus von außen bewerkstelligen, was
ein bequemes und schnelles Arbeiten ermöglichte. Vor und nach jeder Wägung wurde der
Nullpunkt bestimmt. Der benutzte Gewichtssatz war vorher korrigiert worden.
Eine Reduktion der Wägungen auf den leeren Raum ist bei der geringen Differenz
zwischen den Dichten der Kupferdrähte und der benutzten Messinggewichte
überflüssig.
Das Korrektionsglied ist nämlich
1+\frac{\lambda}{s}-\frac{\lambda}{\sigma}
und hat bei einer mittleren Luftdichte von λ = 0.0012, einer
Dichte des Kupfers s = 8,9 und einer Dichte des Messings σ = 8,4 die Größe
1 + 0.000135 – 0.000143 = 0.999992
also weit unter der verlangten Genauigkeit.
Textabbildung Bd. 324, S. 757
Fig. 4 u. 5: Ansicht unter dem Deckela
Glasgefäß, b Holzdeckel, c Kupferdraht, d Rührer, e Schnurscheibe, f
Schnurlauf zum Elektromotor, g
Stromzuführungsklemmen, h Stahlschneiden zur
Abnahme der Spannung, i Spannungsklemmen, zur
Meßbrücke tührend.
Die Bestimmung der Dichte wurde anfangs mit dem Pyknometer
in der von G.W.A. KahlbaumG.W.A. Kahlbaum:
Wied. Ann. Phys. 19 p. 380, 1883. s. a. Kahlbaum: Z.S.f. anorg. Chem. 29 p. 197, 1902.
angegebenen verbesserten Form vorgenommen. Der Erfolg war jedoch bei so geringen
Drahtmengen, wie sie bequem in das Pyknometer eingebracht werden konnten, kein
befriedigender. Auch ist es zu unbequem, während der ganzen Messung die Temperatur
genügend konstant zu halten. Geschah das nicht, so stieg das Waser in der
Kapillaren, während das Thermometer noch gar keine Veränderung anzeigte. Die
Temperaturänderung schreitet ja von der Wandung des Gefäßes nach dem Innern fort,
und so haben die äußeren Teile des Wassers bereits ihr Volumen geändert, was sich in
einem Steigen oder Fallen in der Kapillaren kund tut, ehe überhaupt die
Temperaturveränderung bis zum Thermometer vorgeschritten ist.
Es wurden deshalb alle weiteren Messungen nach der Archimedischen Methode ausgeführt, der ja auch Kahlbaum in seinen letzten Arbeitenders. Ann. d. Phys. 14 p. 578, 1904 ü. G.W.A.
Kahlbaum u. E. Sturm Z.S.f. anorg,
Chem. 46 p. 217, 1905. wieder den Vorzug gibt. Sie hat für Körper
in Drahtform, wie sie hier verwandt wurden, den Vorzug der größeren Bequemlichkeit
und vor allem größerer Genauigkeit.
Die zu untersuchenden Drähte wurden gründlich mit Aether und Alkohol von allem
anhaftenden Fett und sonstigen Unsauberkeiten befreit und sodann in Luft
gewogen. Danach wurden sie in ein Glasgefäß mit destilliertem und von neuem
aufgekochtem noch handwarmem Wässer gebracht, und das Ganze unter dem Rezipienten
einer Wasserluftpumpe so lange evakuiert, bis keine Blasen mehr aufstiegen; es blieb
dann über Nacht im Vacuum stehen, um am nächsten Morgen in das Wägezimmer gebracht
zu werden. Die Wägung wurde nicht eher vorgenommen, als bis ein vollkommener
Temperaturausgleich stattgefunden hatte, was durch Thermometerablesung festgestellt
wurde. Die Drähte, die zu je einem Ringe von etwa 40–50 mm aufgewickelt waren,
wurden, ohne das Wasser zu verlassen, in die Aufhängevorrichtung eingehängt und dann
im Wasser gewogen; desgleichen wurde die Aufhängevorrichtung selbst (ohne den
Körper) im Wasser gewogen.
Die Aufhängevorrichtung bestand aus einem Glashaken, der
mittels eines dünnen Platindrahtes von 0.0208 mm Durchmesser an der Wagschale
anfgehängt war. Die bisher angewandten Methoden, die Kapillarwirkung des
Aufhängefadens zu eliminieren, waren entweder für die von mir verwandten
Materialmengen unzureichend oder aber sehr umständlich.
F. Kohlrausch und W.
HallwachsF. Kohlrauch u. W.
Hallwachs: Wied. Ann. d. Phys. 50. p. 118, 1893 und Wied. Ann. d.
Phys. 53 p. 14, 1894. benutzen einen feinen glatten Kokon, der
bereits einige Zeit benetzt war. Sie erhalten eine Unsicherheit der Wägung von ± 0.1
mg.; dieser Fehler ist bei den von mir verwandten geringem Mengen zu groß. R. WegnerR. Wegner: l.c.p. 16. verwendet
einen Platindraht von 0.022 mm Durchmesser; er erschüttert zum Zweck der besseren
Benetzung des Drahtes das Gefäß durch Beklopfen mit einem Stabe; die Unsicherheit
der Einstellung wird nicht angegeben. G.W.A.
KahlbaumG.W.A. Kahlbaum: Ann d. Phys. 14 p. 583
1904. verwendet das von F.
KohlrauschF. Kohlrausch u. W.
Hallwachs; Wied. Ann. 56 p. 186 1895. zuerst
vorgeschlagene Platinieren des Aufhängedrahtes, womit er sehr gute Resultate
erzielt. Jedoch muß dasselbe, wenn es wirksam sein soll, oft wiederholt werden und
ist daher sehr zeitraubend. W. SchlettW. Schlett;
l.c.p. 29. benutzt einen Platindraht von 0.05 mm Durchmesser, den
er vor jedesmaligem Gebrauch ausglüht. Er gibt an, damit eine Genauigkeit von 0.1
v.H. garantieren zu können. Ich habe einen Platindraht von 0,0208 mm verwandt und
das umständliche Platinieren mit Erfolg dadurch ersetzt, daß ich den Draht in
Alkohol legte und bis kurz vor der Wägung darin liegen ließ; die Einstellung auf
fast den gleichen Gewichtswert zeigt das unten folgende Beispiel. Der durch
Adhäsionswirkung des Wassers verursachte Fehler fiel dadurch heraus, daß ich den
Aufhängedraht mit Glashaken für sich ohne Kupfer in gleicher Weise in das Wasser
eintauchend wog, und den ermittelten Wert von dem Gewicht des Kupferdrahtes mit
Aufhängevorrichtung im Wasser abzog. Dadurch wurde der Einfluß der Kapillarität des
Wassers auf die Wägung eliminiert. Die Drahtgewichte im Wasser zeigen nur ganz
geringe Differenzen, wie unten zu ersehen ist.
Die Bestimmung der Dichte werde an einem Beispiel vorgeführt. Jeder Wert ist das
Mittel aus drei Einzelbestimmungen:
Spez. Gewicht von No. 9b Serie 3.
Gewicht in Luft m = 1.22646
g
\mbox{Dichte }s=\frac{m}{w}
w = Gewichtsverlust in Wasser von
4°
w=\frac{w'}{Q}
w' = Gewichtsverlust bei t°
Q = Dichte des Wassers bei t°
also
\mbox{Dichte }s=\frac{m}{w'}\,Q.
Maximale Abweichung vom Mittel
0.0004
Mittlerer Fehler
0.0003
Wahrscheinlicher Fehler
0.0002 = 0.026 v.T.
No.
Tempe-raturdesWasserst°
Gewichte in Wasser
Gewichts-verlustbei t°
Gewichtsverlustbei 4°
Dichte
der Probemit Auf-hängevorr.
der Auf-hängevor-richtung
der Probeohne Auf-hängevorr.
123
19.220.520.8
1.120691.121821.12224
0.032000.033100.03351
1.088691.088721.08873
0.137760.137740.13772
0.138000.138000.13799
8.88758.88758.8881
Mittel
878877
Bei den übrigen Messungen ist dieser Fehler teils kleiner, teils größer. Er
überschreitet jedoch nicht 0.1 v.T.
Korrigierte Dichte:
I. Reduktion der Dichte auf den leeren Raum. Bei Reduktion auf den leeren Raum kommt
zu dem oben ermittelten Wert der Dichte noch ein Korrektionsmitglied hinzu.
s=\frac{m}{w}\,(Q-\lambda)+\lambda=\frac{m}{w}\,Q-\lambda\,\left(\frac{m}{w}-1\right)
also
C=-\lambda\,\left(\frac{m}{w}-1\right)
Die Wägungen wurden bald hintereinander vorgenommen, der
Barometerstand schwankte maximal zwischen 750 und 760 mm, die Lufttemperatur wich
maximal um ± 1° von 20° C. ab. Daher kann man für λ folgende Grenzwerte
annehmen:
1. bei 19° und 750 mm: 0.001193.
2. bei 21° und 760 mm: 0.001201.
Es ist ungefähr \frac{m}{w}=s'=8.89
s – l =
7.89
also die Werte des Korrektionsgliedes:
C1 =
0.00943
C2 =
0.00948
im Mittel
C =
0.00946 = 0.0095.
2. Reduktion der Dichte auf 18° C.
Die Reduktion der Dichte auf 18° wird vorgenommen nach der Formel
s18= s[1 + α(t – 18°)]
darin bedeutet:
s = Dichte bei der
Versuchstemperatur t
α = Kubischer Ausdehnungskoeffizient = 0.000051.
Dann ist die Dichte auf den leeren Raum bezogen:
s0 =
8.8877 – 0.0095 = 8.8782
und bei 18° C.
s0,
18 = 8.8782 (1 + 0.000051 × 2.2)
= 8.8794.
R. WegnerR. Wegner: l.c.p. 18. gibt an, daß
eine Reduktion der Dichte auf den leeren Raum überflüssig sei, da eine solche bei
ihm, wie er ausrechnet, für die Dichte des Platins noch keinen Unterschied der
Einheit in der dritten Dezimale ausmacht.
Er berechnet den Auftrieb der Luft auf den Körper und die Ausgleichsgewichte für die
Wägungen in Luft und in Wasser, begeht aber dabei einen Fehler. Er sagt p. 17 bei
Berechnung des Auftriebes für die Wägung seiner Drahtringe in Wasser:
„Auf der Ringseite der Wage bleibt der Auftrieb der Luft offenbar derselbe wie er
war, als der Ring in der Luft hing. Denn sein Volumen ist ja dasselbe geblieben.
Und darauf allein kommts an. Vorausgesetzt, daß der Luftdruck derselbe ist, als
er war, da der Ring in der Luft gewogen wurde. Die Wirkung eines veränderten
Luftdruckes werden wir nachher eliminieren. Auf der Ringseite setzen wir demnach
den Auftrieb gleich 0.120 mg., nach wie vor.“
Das ist offenbar nicht richtig. Es wirkt auf den in Wasser befindlichen Draht
natürlich nur der Auftrieb des Wassers. Durch diesen Fehler kommt es, daß Wegner bei Reduktion der Dichte auf den leeren Raum
keinen Unterschied bekommt gegenüber der unreduzierten DichteFühren wir die Rechnung in der Weise Wegners durch aber unter Weglassung des
Auftriebes der Luft auf den in Wasser befindlichen Draht und unter
Vernachlässigung des besonderen Auftriebs der Platingewichte, so erhalten
wir für die Dichte s = 21.877. Den gleichen
Wert erhalten wir unter Benutzung der Kohlrausch'schen Formel, wenn wir die gleiche Luftdichte von 1/775
wie bei der ersten Rechnung einsetzen, nämlich s = 21.877..
Wegner greift dann noch die Formel von F. Kohlrausch (Leitfaden der praktischen Physik, VIII.
Aufl. Seite 61) zur Reduktion der Dichte auf den leeren Raum an. Er zitiert dieselbe
überdies nicht ganz richtig. Sie heißt nicht:
Do= Dd(1 – λ) + λ
wenn Do die Dichte im leeren Raum und Dd die Dichte in Luft bezogen auf Wasser von 4°
bezeichnet,
sondern
D_0=\frac{m}{w}\,(Q-\lambda)+\lambda
oder
D_0=D_d\,(1-\frac{\lambda}{Q})+\lambda
wenn m das Gewicht in Luft, w der Gewichtsverlust in Wasser von t°, Q die Dichte des
Wassers von t° ist.
Wegner wirft der Formel vor, daß sie den Auftrieb der
Ausgleichsgewichte in unzulässiger Weise vernachlässige. Diese Vernachlässigung ist
aber, wie schon R. KohlrauschR. Kohlrausch,
Schriften der Gesellschaft zur Beförderung der Naturwissenschaften zu
Marburg. Band VIII. p. 58, 1857. nachgewiesen und in der unten
zitierten Abhandlung für die Bestimmung des spezifischen Gewichts von Flüssigkeiten
abgeleitet hat, zulässig. Für unsern Fall sei diese Ableitung im Folgenden
gegeben.
Es haben sich folgende Wägungsresultate ergeben:
1. Körper in Luft gewogen
= p1
2. Körper + Aufhängevorrichtung in Wasser
= p2
3. Aufhängevorrichtung in Wasser
= p3
Die bei den drei Wägungen benutzten Gewichtsstücke haben die
Volumina v1, v2 und v3, und das
spezifische
Gewicht
\sigma=\frac{p_1}{v_1}=\frac{p_2}{v_2}=\frac{p_3}{v_3}
Der zu untersuchende Körper habe die Masse m, das Volumen v und die Dichte s. Die Aufhängevorrichtung
habe die Masse m4, das
Volumen v4; davon
tauche im Wasser v4' ein. Temperatur der Luft = Temperatur des Wassers.
Dann ist, wenn g die Fallbeschleunigung
bedeutet und l und r
die Längen der Hebelarme der Wage sind:
1) (m – vλ) gl = (p1
– v1λ) gr
2) [m + m4
– vQ – v4'Q – (v4
– v4') λ] gl = (p2
– v2λ) gr
3) [m4
– v4'Q – (v4
– v4') λ] gl = (p3 – v3λ) gr
4) = 2) – 3): [m – vQ] gl = [p2
– p3 – (v2 – v3) λ] gr
5) = 1) – 4): v (Q – λ) gl = [p1 – (p2
– p3) – (v1 – [v2
– v3])λ] gr
m = v s
1)
v (s – λ)
gl = (p1
– v1λ) gr
\frac{1)}{5)}:\
\frac{s-\lambda}{Q-\lambda}=\frac{p_1-v_1\,\lambda}{p_1-(p_2-p_3)-\lambda\,[v_1-(v_2-v_3)]}
\frac{s-\lambda}{Q-\lambda}=\frac{p_1\,(1-\frac{\lambda}{\sigma})}{[p_1-(p_2-p_3)]\,\left(1-\frac{\lambda}{\sigma}\right)}
also
s=\frac{p_1}{p_1-(p_2-p_3)}\,(Q-\lambda)+\lambda
Textabbildung Bd. 324, S. 759
Fig. 6.
Es fällt also der Auftrieb der Luft auf die Gewichte heraus.
Eine Vernachlässigung, allerdings 2. Ordnung, besteht darin, daß die Gewichte z.T.
aus anderem Material (bei uns Platin) bestehen, und daß das bei p1, p2 und p3 in verschiedenem
Maße der Fall ist.
Daher wurden die Dichten, wie auch bisher üblich, auf den leeren Raum bezogen und
dann auf 18°, die Temperatur der Widerstandsmessung, reduziert.
Sämtliche Messungen wurden wenigstens doppelt, in der Regel dreimal ausgeführt. Die
verbürgte Genauigkeit sowie der mittlere wahrscheinliche Fehler ist, soweit das
nicht schon in diesem Abschnitt geschehen ist, bei den einzelnen Resultaten
angegeben.
5. Resultate.
a) Drahtserie No. 1.
Zuerst wurde der mittlere Querschnitt q unter
Zugrundelegung einer mittleren Dichte von s = 8,9 durch
Wägung und Längenmessung, wie oben angegeben, bestimmt. Ein Beispiel möge das
zeigen:
No.
Gewicht
Länge
Gewicht/m
Querschnitt
2
31,862 g
1,0495 m
30,356 g
3,4108 qmm
Dann wurde der Widerstand, wie im vorigen Abschnitt erörtert, ermittelt und auf eine
Temperatur von 18° C. bezogen, unter Annahme eines mittleren Temperaturkoeffizienten
von α = 0,0041 nach der Formel
w_{18}=\frac{w_t}{1+\alpha\,(t-18^{\circ})},
wo t die Meßtemperatur ist.
Die Meßlängen wurden möglichst groß und außerdem mit Rücksicht aut ein möglichst
langes Stück am Meßdraht zum Zwecke der größeren Genauigkeit gewählt. Dann
wurde der Widerstand pro m und das Leitvermögen berechnet. Es ist ja
w_{18}=\frac{\sigma \cdot l}{q}
wo w den Widerstand,
σ den spezifischen Widerstand,
l die Länge und
q den Querschnitt
bedeutet.
Also
\sigma=\frac{w_{18} \cdot q}{l}=\frac{w_t \cdot
q}{l\,[1+\alpha\,(t-18^{\circ})]}
und
\lambda=\frac{1}{\sigma}
Die erhaltenen Resultate wurden in Tabelle I zusammengestellt, und das spezifische
Leitvermögen als Funktion der prozentualen Querschnittsverminderung Δq in einer Kurve aufgetragen (Fig. 6).
Die Kurve zeigt einen überaus unregelmäßigen Verlauf, immerhin ist aber doch die
Tendenz des Leitvermögens, mit abnehmender Drahtstärke zu sinken, deutlich
erkennbar.
Der wahrscheinliche Fehler in der Bestimmung von q ist
0,73 v.T., beim Leitvermögen 1,3 v.T. Durch diese Fehler wird der Charakter der
Kurve nicht wesentlich geändert, ebensowenig durch die Vernachlässigungen, die wir
gemacht haben. Denn die Dichteänderungen infolge des Ziehens überschreiten in ihren
Maximalwerten kaum die Größe von 1 v.T., wie weiter unten gezeigt wird, während wir
hier Aenderungen des Leitvermögens von maximal mehr als 10 v.T. haben. Also ändert
die Annahme der konstanten
Tabelle I.Serie
No. 1.
No.
Gewichtpro min g
Querschnittin qmm
Δqin
v.H.
Widerstandpro m bei18° in Ohm
Leitver-mögen xin Ohm– 1m1 mm–
2
Ab-nahmedes Leit-ver-mögensin
v.T.
1
39.198
4.4043
0.00
0.0039169
57.967
0.00
2
30.356
3.4108
22.6
0.0050581
57.964
0.25
3
24.427
2.7447
37.5
0.0063020
57.815
2.62
4
19.005
2.1354
51.6
0.0081670
57.340
10.80?
5
15.381
1.7282
60.7
0.010023
57.727
4.13
6
12.252
1.3767
68.7
0.012571
57.786
3.12
7
10.256
1.1524
73.7
0.015002
57.846
2.08
8
8.5532
0.96104
78.2
0.018032
57.704
4.54
9
7.3048
0.82077
81.8
0.021096
57.758
3.61
10
6.0636
0.68130
84.5
0.025547
57.454
8.86
11
4.9526
0.55646
87.4
0.031295
57.437
9.14
12
3.6387
0.40884
90.7
0.042418
57.664
5.23
13
3.1089
0.34932
92.1
0.049837
57.443
9.04
14
2.6621
0.29911
93.2
0.058274
57.369
12.06
15
2.2565
0.25354
94.2
0.069886
57.173
13.68
16
1.7412
0.19564
95.5
0.089266
57.260
12.19
Der Draht No. 4 wurde nochmals besonders kontrolliert, jedoch
stellte sich der gleiche Wert heraus. Es ist daher wahrscheinlich, daß der Draht
eine fehlerhafte Stelle hat.
Dichte zur Bestimmung des Querschnitts an dem Verlauf der
Kurve kaum etwas.
Ein Fehler ferner in der Annahme von a von sogar 10 v.H. – der natürlich
ausgeschlossen ist – würde im Resultat noch nicht einen solchen von i v.T.
verursachen, da die Abweichungen der Meßtemperatur von 18° maximal keine 2°
betragen.
Um den Grund für die sehr bedeutenden Unstetigkeiten im Verlauf der Kurve zu finden,
wurde die Drahtserie auf ihre Gleichförmigkeit untersucht.
Durch diese Untersuchung wurde festgestellt, daß der abfallende Charakter der Kurve
durch die Ungleichmäßigkeiten im Querschnitt der Drähte nicht wesentlich beeinflußt
wird. Für die Abweichungen von dem stetigen Verlauf der Kurve mögen sie wohl zum
Teil mitverantwortlich gemacht werden können. Um das genauer festzustellen und nach
Möglichkeit diese Einflüsse auszuscheiden, wurde eine zweite Drahtserie
untersucht.
b) Drahtserie No. 2.
Die Drähte dieser Serie waren sämtlich durch Steine gezogen und, wie die Firma
versicherte, mit der größten Sorgfalt hergestellt worden. Die Serie bestand aus 13
Drähten von den Durchmessern 1,42 mm bis 0,50 mm.
Von jeder Drahtstärke wurden mehrere Stücke zur Untersuchung ausgewählt und dieselben
vorher durch genaue Messungen auf ihre Gleichförmigkeit kontrolliert.
In Tabelle II sind die Werte f.d. Drahtstärke als Mittel aus den Werten für die
einzelnen Stücke, sowie die Abweichungen von diesem Mittel zusammengestellt.
Textabbildung Bd. 324, S. 760
Fig. 7.
Textabbildung Bd. 324, S. 760
Fig. 8.
Der Verlauf der Dichte sowohl wie des spezifischen Widerstandes wurde in Abhängigkeit
von der Querschnittsabnahme Δq aufgetragen (Fig. 7 und 8). Es
ergibt sich mit abnehmendem Drahtdurchmesser ein
Tabelle II.
Serie No. 2.
Mittelwerte pro Drahtsorte.
No.
qin
qmm
Ände-rungΔqin v.H.
x inOhm– 1m1mm– 2
Maxi-maleAb-wei-chungvomMittelin
v.T.
Spec. Leit-vermögenσOhm1 m–
1qmm
Dichtes
Maxi-maleAb-wei-chungvomMittelin
v.T.
1
1.5395
0.0
58.238
0.03
0.017171
8.8812
0.08
2
1.3278
13.7
58.035
0.78
0.017231
8.8834
0.10
3
1.1321
26.4
57.963
0.31
0.017252
8.8858
0.02
4
0.95074
38.2
57.880
0.40
0.017277
8.8882
0.10
5
0.79298
48.5
57.790
0.31
0.017304
8.8903
0.07
6
0.64022
58.4
57.835
1.12Diese große
Differenz hat ihren Grund darin, daß ein sehr kurzes und ein sehr
langes Stück gemessen wurden, und die Ungleichförmigkeiten des
Drahtes bei dem kurzen Stück vermutlich mehr ins Gewicht
fallen.
0.017291
8.8895
–
7
0.51444
66.7
57.703
0.64
0.017330
8.8909
–
8
0.43916
71.5
57.716
0.45
0.017326
8.8884
0.14
9
0.38173
75.2
57.787
0.19
0.017305
8.8894
0.08
10
0.33877
78.0
57.795
0.09
0.017302
8.8901
0.11
11
0.29027
81.1
57.681
0.12
0.017336
8.8923
0.09
12
0.25531
83.5
57.815
0.88
0.017297
8.8910
0.09
13
0.20279
86.9
57.640
0.91
0.017349
8.8937
–
Ansteigen der Dichte sowie des spezifischen Widerstandes,
resp. eine Abnahme des Leitvermögens. Der spezifische Widerstand wurde deshalb als
abhängige Veränderliche gewählt, weil sein Verlauf mit dem der Dichte besser zu
vergleichen ist.
Die vollständig getrennt erhaltenen Werte für die einzelnen Drahtstücke geben uns
Aufschluß über die Bewertung der Resultate. Die maximale Abweichung vom Mittel
beträgt für das Leitvermögen x und somit auch für den spezifischen Widerstand 1,12
v.T., und zwar für einen Draht, bei dem ein sehr kurzes und ein sehr langes Stück
verglichen wurden. Im Mittel beträgt sie 0,48 v.T. Die gesamte Aenderung des
Leitvermögens infolge des Ziehens ist aber
58,291 – 57,694 = 0,597
d.i. 10 v.T., also etwa das 20 fache der mittleren Abweichung
und nahezu das 10 fache der maximalen. Also dürfte der Verlauf der Kurve vollständig
garantiert sein.
Bei der Dichte beträgt die maximale Abweichung vom Mittel 0,15 v.T., die mittlere
0,09 v.T. Die gesamte Aenderung der Dichte durch das Ziehen beträgt
8,9022 – 8,8898 = 0,0124
d.i. 1,4 v.T., also etwa das 16 fache der mittleren und das 10
fache der maximalen Abweichung. Es dürfte also auch der Verlauf der Dichte
garantiert sein.
Uebrigens sind die angegebenen Abweichungen weniger in der Messung als vielmehr in
Ungleichförmigkeiten und Fehlerstellen des Drahtes begründet.
(Fortsetzung folgt.)