Kleinere Mitteilungen. Kleinere Mitteilungen. Ein Spannungsregulator aus Kohle- und Tantal-Glühlampen. In No. 1 des „Electrical World and Engineer“ vom 1. Juli 1905 berichten A. E. Kenelly und S. E. Whiting über eine neue Art von Spannungsregulator, zu dem sie durch ihre vergleichenden Untersuchungen von Kohle- und Tantal-Glühlampen gekommen sind. Bekanntlich zeigen die beiden Arten von Glühlampen in bezug auf den Widerstand ein ganz verschiedenes Verhalten. So hat z.B. eine 16 kerzige Kohle-Glühlampe für 120 Volt im kalten Zustande einen Widerstand von 600 Ohm, bei normalem Strom dagegen nur mehr einen Widerstand von etwa 300 Ohm. Dagegen hat eine normale 25 kerzige Tantallampe für 110 Volt im kalten Zustande nur 50 Ohm, beim normalen Brennen etwa 300 Ohm (vergl. D. p. J. S. 251 d. Bd.) Beide ändern ihren Widerstand am stärksten bei geringer Strombelastung, während beim normalen Betriebe die Kurve nahezu wagerecht verläuft, und schon bei halber Belastung beinahe der Endwert erreicht ist. In Fig. 1 ist A B C D eine Wheatstonesche Brückenschaltung, die bei A und C an zwei Stromleitungen M M angeschlossen ist. In zwei Zweigen A B und A D sind zwei gleiche Widerstände r r, in den Zweig B C sind einige Kohlelampen in Serie, in den Zweig D C einige Tantallampen in Serie eingeschaltet, und in der Diagonale B D befindet sich ein polarisiertes Relais R. Beträgt die Linienspannung e = 120 Volt zwischen MM normal, so werden alle Lampen nur mit einer ganz geringen Spannung betrieben und ändern demnach ihien Widerstand bei der geringsten Spannungsänderung in der Leitung ganz beträchtlich. Infolge des ungleichmässigen Verhaltens der beiden Zweige B C und D C wird das Gleichgewicht der Brücke gestört und das Relais zum Ausschlag gebracht. Die Zunge des Relais wird bei b oder c einen Kontakt schliessen, und ein sekundärer Strom kann nun in bekannter Weise für die Regulierung der Spannung benutzt werden. Textabbildung Bd. 320, S. 734 Fig. 1. Wheatstonesche Brücke zur Regulierung der Spannung. Textabbildung Bd. 320, S. 734 Fig. 2. Differentialschaltung zur Regulierung der Spannung. Die Brückenanordnung kann für verschiedene Zwecke geändert werden; so erhält man eine weniger empfindliche Schaltung, wenn man einen der Lampenzweige durch einen konstanten Drahtwiderstand ersetzt, und man erhält eine noch empfindlichere Schaltung, wenn man in alle vier Zweige Lampen einschaltet, z.B. in A D und B C Kohlelampen und in A B und D C Tantallampen. Endlich kann man auch ein Differentialrelais R mit einer Schaltung nach Fig. 2 verwenden, in dessen Stromzweige auf der einen Kohlelampen C, auf der anderen Tantallampen T eingeschaltet sind; beide Zweige sind so abgeglichen, dass sie bei der normalen Spannung gleichen Strom führen. Steigt nun die Spannung in der Leitung, so wird der Widerstand der Kohlelampen kleiner, der der Tantallampen grösser, dementsprechend wird der Strom im Kohlelampenkreis grösser, der im Tantallampenkreis kleiner, und das Relais wird einen entsprechenden Ausschlag geben. Auch hier wird dadurch ein Hilfsstrom geschlossen, der die entsprechende Regulierung vorzunehmen hat. Um zu zeigen, wie empfindlich diese Anordnung ist, möge folgendes Beispiel betrachtet werden. Der Widerstand jedes der Relaiszweige war 423 Ohm bei einer bestimmten Temperatur. Auf der einen waren 3–16 kerzige Kohlelampen zu 120 Volt, auf der anderen 6–25 kerzige Tantallampen zu 110 Volt. Der Strom auf jeder betrug 0,084 Ampere bei 120,4 Volt in der Leitung. Der Spannungsabfall im Relais war 35 Volt, so dass die Spannung an jeder Kohlelampe 28,3, an jeder Tantallampe 14,15 Volt betrug; dabei war der Widerstand einer Kohlelampe 336 Ohm, der Widerstand einer Tantallampe 168 Ohm. War das Relais gut justiert, so schlug es bei einer Spannungssteigerung von 0,6 Volt (von 120,4 auf 121 Volt) bereits aus und veranlasste eine Regulierung. Man erhielt also eine Regulierung von 0,5 v. H. Genauigkeit. Allerdings erfolgte die Regulierung erst etwa nach einer Sekunde, da der Widerstand der Lampen sich nicht momentan ändert. Mit eigens gebauten Apparaten würde man leicht noch eine grössere Genauigkeit erreichen können. Im nachstehenden soll noch kurz eine Theorie dieses letzteren Apparates gegeben werden. e ist die Spannung zwischen den beiden Leitungen M M, r der Widerstand jeder Relaisspule, rc der gesamte Widerstand der Kohlelampen bei Gleichgewicht, rt der gesamte Widerstand der Tantallampen bei Gleichgewicht, ic der Strom in den Kohlelampen, it der Strom in den Tantallampen, bei Gleichgewicht ic = it = i, R der Widerstand in jedem Zweige, also bei Gleichgewicht R = r + rc = r + ri. Demnach ist e = i R = ic . (r + rc) = it . (r + rt). Bei gestörtem Gleichgewicht ist ic – it = di. \frac{d\,i}{\frac{\left(\frac{i}{d\,e}\right)}{e}}=\frac{1}{1+a\,i\cdot \left(\frac{d\,r_e}{\frac{d\,i_e}{r_t}}\right)}-\frac{1}{1+a\,i\,\left(\frac{d\,r_t}{\frac{d\,i_t}{r_t}}\right)} . . . 1) wobei a=\frac{r_e}{R}=\frac{r_t}{R} Der Ausdruck \frac{\frac{d\,i}{i}}{\frac{d\,e}{e}} ist das Verhältnis zwischen dem Differenzstrom und der den Differenzstrom hervorrufenden Spannung, beide Grössen als Verhältniszahlen der normalen Grössen ausgedrückt und kann als Mass der Empfindlichkeit gelten. Textabbildung Bd. 320, S. 734 Fig. 3. Milliampere in jedem Zweige. Für die oben angegebenen Grössen (r = 423 Ohm, R = 1431 Ohm, rc = rt = 1008 Ohm, i = 0,084 Ampere, e = 120,4 Volt, de = 0,6 Volt, a = 0,704, \frac{d\,e}{e}=0,005) war die Empfindlichkeit 0,38, so dass also der Differenzstrom di = 0,00016 Ampere = 0,16 Milliampere. Die direkt gemessene Empfindlichkeit betrug in Uebereinstimmung damit weniger als 0,2 Milliampere. In erster Annäherung kann man die Gleichung 1) auch schreiben: \frac{d\,i}{\frac{\left(\frac{i}{d\,e}\right)}{e}}=a\,i\cdot \left\{\frac{d\,r_t}{\left(\frac{d\,i_t}{r_t}\right)-\frac{d\,r_c}{\left(\frac{d\,i_c}{r_c}\right)}}\right\}=a\cdot i\cdot (F-G) . . 2) In dieser Gleichung ist F bezw. G die proportionale Aenderung im Widerstand des Tantals (bezw. der Kohle) für ein Ampere Stromzuwachs. Fig. 3 gibt die durch den Versuch bestimmten Werte für die verwendeten Lampen, und zwar die obere Linie für die Tantal-, die untere Linie für die Kohlelampen, daraus ergibt sich bei 0,084 Ampere der Wert des Verhältnisses von 6 für Tantal und – 1,8 für Kohle. Die Länge der Linie CB ist der Wert der Klammer { . . . . } in Formel 2) und der Inhalt des Rechtecke; A B C D gibt den Wert von i . { . . . . }. Innerhalb der Grenzen von 25–100 Milliampere ist die Grösse dieses Rechteckes nahezu gleichbleibend, so dass also die Empfindlichkeit innerhalb dieser Grenzen sich kaum ändert. Es erscheint möglich, dass Eisenwiderstände, wie sie für die Nernst-Lampen Verwendung finden, bei Rotglut sich gegen Stromschwankungen noch empfindlicher zeigen als Tantal, so dass man so einen noch empfindlicheren Regulator erhalten könnte. Azetylenkanonen für Gewitterschiessen. In der „Révue Industrielle“ finden sich Mitteilungen über die eigenartige Verwendung des Azetylengases als Antriebsmittel für Geschütze, die zum sogen. Gewitterschiessen dienen. Diese Verwendung gründet sich auf die hohe Explosionsfähigkeit des Azetylenluftgemischs, selbst bei sehr schwankender Zusammensetzung nämlich bei einem Gehalt von 2–65 v. H. Textabbildung Bd. 320, S. 735 Die erforderlichen Geschütze bestehen aus dem Zylinder A (Fig. 1) aus Stahlblech, welcher oben die Haube B trägt, deren abgeschnittener Deckel durch einen losen konischen Verschluss ersetzt ist. Dieser Verschluss verhindert das Entweichen des mittels des durchlochten Rohres C eingeführten Gases. Die Luftzuführung für die Bildung der explosiven Mischung geschieht in sehr einfacher Weise dadurch, dass in dem unteren Teile der Geschützkammer sich eine Klappe befindet, die an wagerechten Scharnieren befestigt ist und gewöhnlich halb offen steht. Im Augenblicke der Explosion wird sie heftig Regen ihr Lager geworfen und öffnet sich erst wieder, wenn das verbrannte Gas aus dem oberen Teile des Geschützes injektorartig entweicht wodurch zugleich frische Luft in die Geschützkammer nachgeben wird. Die Zuführung des nötigen Azetylens geschieht mit Hilfe der in Fig. 1 ersichtlichen Entwicklungs- und Verteilungsapparate. – Diese Art der Geschütze, die von Hand bedient erden, wurde zuerst von der Firma Maggiora Graziani auf dem Versuchsfelde von Costa-Ogliano mit grossem Erfolge gegen eine Reine schwerer Unwetter verwandt. Ausser dieser Konstruktion ist eine andere gebräuchlich, die nur insofern Aenderungen zeigt, als sie für selbsttätigen Betrieb mit Hilfe des elektrischen Stromes bestimmt ist. Dr. Hgr. Feldregulierung von Zusatzmaschinen. In No. 25 des „Electrical World and Engineer“ vom 24. Juni 1905 berichtet C. P. Nachod über eine Feldregulierung von Zusatzmaschinen, die verschiedene Verwendung finden kann und daher hier auszugsweise mitgeteilt werden soll. Textabbildung Bd. 320, S. 735 Fig. 1. Bei Zusatzmaschinen und Boostern muss die Spannung von 0 bis zum höchsten Wert veränderlich sein, und daher auch der Strom im Nebenschlussfelde. Bei der allgemein gebräuchlichen Feldregulierung mit Hilfe eines vorgeschalteten Regulierwiderstandes (vergl. das Schaltungsschema Fig. 1) lässt sich aber, wenigstens auf rationelle Weise, der Strom nur bis zu einem gewissen minimalen Betrage verändern. Angenommen, für die Nebenschlusserregung steht eine konstante Spannung von etwa 120 Volt zur Verfügung, das Feld selbst habe F = 40 Ohm Widerstand und der Nebenschlussregulator besitze 200 Ohm Widerstand und 100 Kontaktstufen, so lässt sich der Nebenschlusstrom J von einem maximalen Werte J_\mbox{max}=\frac{120}{40}=3 Ampere nur bis zu einem minimalen Werte J_\mbox{min}=\frac{120}{40+200}=0,5 Ampere verkleinern. Im allgemeinen wird der Strom mit der Veränderung des Widerstandes konstant abnehmen sollen; es lässt sich aus dieser Bedingung der Widerstand R bei den einzelnen Stufen berechnen R=\left(\frac{120}{J}-40\right) Ohm. In Fig. 2 sind für die verschiedenen Kontaktstufen Strom und Widerstand aufgetragen. Die dritte Kurve gibt die im Widerstand verlorene Energie Q = J2 . w an. Textabbildung Bd. 320, S. 735 Fig. 2. Kontaktstufe am Widerstand. Textabbildung Bd. 320, S. 735 Fig. 3. Textabbildung Bd. 320, S. 735 Fig. 4. Kontaktstufe am Widerstand. Wie man sieht, kann eine solche Art der Regulierung die oben genannte Bedingung für Zusatzmaschinen nicht erfüllen. Um eine solche Regulierung zu erreichen, muss man an dem Widerstand noch eine weitere Stromzuführungsklemme anbringen, so dass man ihn in der Schaltung der Fig. 3 anwenden kann. Wie man nun erkennt, ist der Widerstand an die Spannung e angelegt, das Feld aber ist an den Anfang des Widerstandes und an die Kurbel und somit an eine von 0 bis 120 Volt veränderliche Spannung angelegt. Da am Widerstand die Spannung von 0 bis 120 Volt anwächst, so kann man dadurch dem Feld tatsächlich einen von Null bis zum Maximalwert von 3 Ampere anwachsenden Strom zuführen. Der Widerstand wird etwas stärker belastet, denn der für die ersten Spulen in Betracht kommende Strom ist nicht wie vorher 3 Ampere, sondern 3,6 Ampere. Der Gesamtwiderstand im Stromkreis setzt sich zusammen aus dem von dem ganzen Strom J3 durchflossenen Teil R des Widerstandes und einem aus dem Feldwiderstand F und dem Restwiderstand 200 – R' zusammengesetzten Widerstand. Die Grösse des letzteren Kombinationswiderstandes für irgend eine Stufe C findet sich nach Fig. 2 zu ab. Die einzelnen Grössen sind nun in Fig. 4 wieder als Kurven aufgetragen, und zwar: R' ist der von dem Gesamtstrom J3 durchflossene Teil des Widerstandes (aus Fig. 2 entnommen) zu R' = 200 – R, W ist der Gesamtwiderstand des Stromkreises W=R'+\frac{R\cdot F}{R+F}=R'+a\,b; J2 ist der Gesamtstrom J_2=\frac{120}{W}; J1 ist der Strom im Feld J_1=\frac{120-J_3\,R'}{40}; J2 ist der Strom in dem dem Feld parallel geschalteten Teil des Widerstandes J2 = J3 – J1. Die im Widerstand verlorene Energie berechnet sich aus zwei Teilen zu Q' = J32 . R' + J22 . R. Unter Benutzung des vorher als Serienwiderstand berechneten Widerstandes erhält man zwar einen von 0 bis zum Maximalwert anwachsenden Strom, aber die Regulierung ist namentlich bei den grösseren Werten sehr sprunghaft. Man müsste daher entweder einen eigenartig gebauten Widerstand benutzen nach Fig. 5, der zum Teil als Serienwiderstand für die grossen Stromwerte und zum Teil als parallel geschalteter Widerstand, um Stromwerte bis zu Null abnehmend zu erhalten, benutzt wird, oder einen zweiten kleinen Hilfswiderstand von etwa 10 Ohm in den Feldkreis einschalten. Textabbildung Bd. 320, S. 736 Fig. 5. Textabbildung Bd. 320, S. 736 Fig. 6. Kontaktstufe am Widerstand. Ein anderer, viel näher liegender Ausweg ist merkwürdigerweise vom Verfasser nicht angegeben worden, und das ist, den Widerstand für eine regelmässige Stromregulierung umzurechnen. Unter Benutzung der obigen Zahlenwerte ist der Widerstand in Fig. 6 so berechnet, dass der Strom von 0 bis 3 Ampere konstant zunimmt. Man benutzt die Gleichungen J3 = J1 + J2; R3 = 200 – R2 (wobei R3 der vom Hauptstrom J3 durchflossene, R2 der vom Strom J2 durchflossene, dem Feld F parallel geschaltete Teil des Widerstandes ist), und J1F = J2 R2 = e1 = 120 – e3 = 120 – J3 R3. Daraus berechnet sich z.B. der Strom J2 aus folgender quadratischen Gleichung J22 + J2 . (J1 – 0,6) = 0,2 J12. Für jeden angenommenen Strom J1 ergibt sich hieraus ein brauchbarer Wert von J2 und damit die übrigen Grössen, die in der Fig. 6 aufgetragen sind. Die im Widerstand verlorene Energie Q wird dabei etwas grösser. Bücherschau. Schaltungsbuch für Schwachstromanlagen. Von Max Lindner. Leipzig, 1905. Hackmeister & Thal. Fünfte Auflage. Das etwa 230 Seiten starke Buch enthält 179 grundlegende Schaltungsskizzen für die wichtigsten in der Praxis des kleinen Unternehmers vorkommenden Schwachstromanlagen. Es sind dies Haustelegraphen- und mannigfaltige elektrische Wecker- und Signalanlagen, Fernsprechanlagen mit Anschluss an bestehende Telephonämter, Linienwählerapparate u. dgl. m, ferner Wasserstands-, Melde- und Sicherheitsanlagen, Wächter- und Temperaturkontrollanlagen, elektrische Uhren, Feuermelder und zuletzt Anlagen für zeitweise Batteriebeleuchtung. Die Anordnung der Fernsprechämter und Telegraphenanlagen ist als zum Plan des Buches nicht gehörend, nicht aufgenommen worden. Der Verfasser setzt beim Leser die Kenntnis der Grundlagen des Installationswesens voraus und beschränkt sich im Text auf die notwendigsten Andeutungen über den Zweck und die besonderen Eigentümlichkeiten der Anlage. Der Schwerpunkt des Werkes liegt in den figürlichen Darstellungen. Diese sind durchweg einheitlich durchgeführt und enthalten nur die wesentlichen Einzelheiten der Anlage. Durch die schematische Ausführung der sich wiederholenden Apparate (wie Wecker, Elektromagnete usw.) bleibt die Darstellung selbst bei verwickelten Anlagen recht übersichtlich, was als Vorzug des Buches anzuführen ist. Der begleitende Text ist knapp gehalten. Theoretische Betrachtungen sind gänzlich vermieden. Doch solche sind bei einem Buche, das als Zusammenstellung von Leitungsskizzen für Schwachstromanlagen bezeichnet wird, weder gewünscht, noch geboten. Den Zweck, als praktische Einleitung zu dienen, dürfte das Buch vollständig und gut erfüllen. Leo Lichtenstein. Indirekte Beleuchtung von Schul- und Zeichensälen mit Gas- und elektrischem Bogenlicht. Mit zahlreichen Abbildungen. Bericht über Versuche in München, erstattet von der auf Veranlassung des Deutschen Vereins von Gas- und Wasserfachmännern gebildeten Kommission. München-Berlin, 1905. R. Oldenbourg. Der in der Aufschrift erwähnte Verein hat zur Entscheidung der Frage, ob die von den Hygienikern warm empfohlene indirekte Beleuchtung der Schul- und Zeichensäle, welche mit Ausnahme einiger älterer Versuche fast allgemein mit elektrischem Bogenlicht hergestellt wird, auch mit Gas unter Erzielung der gleichen Wirkung und Oekonomie durchzuführen möglich sei, eine Kommission von unparteiischen Fachmännern bestellt, welche nach Durchführung der einschlägigen Versuche Bericht zu erstatten hatte. Dieser Bericht liegt nun in vorliegendem vor und lieferten die mit grosser Sorgfalt durchgeführten Untersuchungen und Messungen kurz zusammengefasst folgende Ergebnisse: 1. Mit Gas lassen sich bei entsprechender Ausgestaltung der Einrichtungen die gleich günstigen Lichtwirkungen erreichen, wie mit dem elektrischen Bogenlicht. 2. Die Kosten der Gasbeleuchtung sind bei mittleren Gaspreisen geringer als jene der elektrischen. 3. Die Luftverschlechterung bei Gasbeleuchtung ist bedeutend grösser, sie lässt aber dennoch, gegen die Verwendung von Gasglühlicht, hygienische Bedenken nicht aufkommen, wenn die Beleuchtungskörper nahe der Decke angebracht werden und für zweckmässige Abfuhr der Verbrennungsprodukte gesorgt wird. Dieser leicht verständlich geschriebene, durch viele Abbildungen und Tabellen ergänzte Bericht wird jedermann, der sich für den einschlägigen Gegenstand interessiert, sicher wertvolle Auskunft bringen. A. Prasch. Bei der Redaktion eingegangene Bücher. Repetitorien der Elektrotechnik, Harausgegeben von A. Königswerter, Ingenieur, Lehrer am Technikum Stadtsulza. 1. Band: Physikalische Grundlagen der Gleich- und Wechselstromtechnik. Von A. Königswerter, Ingenieur. Hannover 1905. Dr. Max Jänecke. Preis geh. M. 2.60, geb. M. 3.20. Theorie der Elektrizität. 2. Band: Elektromagnetische Theorie der Strahlung von Dr. M. Abraham. Leipzig, 1905. B. G. Teubner. Preis geb. M. 10.–. Die Kadaver-Vernichtungsanlagen. Von W. Heepke, Ingenieur. Halle a. S., 1905. Carl Marhold. Preis geh. M. 3.–.