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Zwei

IV. Compensationsmethode nach Bosscha. Rheostaten (ausgespannte Platindrähte) und ein Galvanoskop

genügen bei nebenstehender

Anordnung, um die elektro

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die Stücke der Rheostaten, welche bei der Anordnung der Figur von den mit einander verbundenen Enden derselben bis zu den verschiebbaren Contacten liegen müssen, damit das Galvanoskop G keinen Strom anzeigt. Bei einem zweiten Versuch mögen a und dieser Anforderung genügen. Dann ist b-b

E

e

1+

α

Der Beweis ergibt sich wie (72), III.

V. Auch bei den Versuchen (72), III. wird das Verhält

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VI. Ist ebendort der Widerstand W der Säule E nebst

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Anstatt eine elektromotorische Kraft dadurch zu definiren, dass man sie mit einer anderen bekannten vergleicht, kann man sie nach dem Ohm'schen Gesetz (62, Nr. 4) auf Stromstärke und Widerstand zurückführen. Als Einheit gilt dann diejenige elektromotorische Kraft, welche in einer Schliessung vom Widerstande Eins den Strom Eins hervorbringt. Allgemein, wenn eine elektromotorische Kraft E in einer Schliessung vom Widerstande W (etwa Siemens'schen Quecksilbereinheiten S. 145) den Strom J (etwa nach magnetischem Maafse S. 151) erzeugt, so ist

E W J.

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Natürlich muss angegeben werden, nach welchen Ein

heiten Widerstand und Stromstärke gemessen sind. Z. B. kann man kurz sagen: die elektromotorische Kraft eines Grove'schen Elementes ist 20 Siem. Weber. (62).

Eine solche Bestimmung wird durch die Combinationen unter II und III (vor. Art.) geleistet, sobald man nicht nur relative sondern absolute Stromstärken (66) misst.

I. Ohm'sche Methode. Die Stromquelle, deren elektromotorische Kraft gemessen werden soll, wird mit einem Rheostaten und einer Tangentenbussole zum Stromkreise zusammengefügt. Es werde beobachtet

die Stromstärke J bei eingeschaltetem Rheostatenwiderstande W,

die Stromstärke i bei eingeschaltetem Rheostatenwiderstande w.

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Für die Genauigkeit des Resultates ist es zuträglich, den Unterschied der Widerstände so zu wählen, dass der Strom bei dem einen Versuche ungefähr die Hälfte des anderen ist. Die Abweichung der Ausschläge vom Tangentengesetz (63) wird aufgehoben, wenn die beiden Ausschlagswinkel zusammen =900 sind. Man nehme also nahezu den einen Ausschlag 35o, den andern = 55°, so wird zugleich die Vorschrift erfüllt, dass die Ausschläge sich nicht weit von 45o entfernen.

Die Methode ist selbstverständlich auf,,constante" Elemente beschränkt, Wobei übrigens zu beachten, dass bei starken Strömen die elektromotorische Kraft aller Säulen abnimmt.

Beispiel. Die elektromotorische Kraft eines Grove'schen Elementes sollte in Quecksilbereinheiten und nach magnetischem Strommaasse gemessen werden. Es wurde die Tangentenbussole benutzt, deren Reductionsfactor auf magnetisches Strommaass S. 152 gleich 1,615 berechnet ist. Man erhielt, als eingeschaltet war der Widerstand

W =

10 Siem. den Ausschlag 47o,30 tang

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75. Erdmagnetische Horizontalintensität auf galvanischem Wege. 173

w

- W
ctg - ctg D'

Die mit der obigen identische Formel E C.
C den Reductionsfactor bezeichnet, ist zur Rechnung bequemer.

worin

II. Poggendorff'sche Methode nach der in der Figur S. 170 dargestellten Combination. Ist durch Einschaltung des Widerstandes W im Rheostaten R der Strom im Galvanoskop G auf Null gebracht, ist alsdann J die Stromstärke in T, so ist die elektromotorische Kraft der Säule E

E=WJ.

Die Methode ist allgemein anwendbar. Vgl. übrigens die S. 170. 171 gegebenen Vorschriften.

75. Bestimmung der erdmagnetischen Horizontalintensität auf galvanischem Wege.

Wie man mit einer Tangentenbussole von bekannten Dimensionen galvanische Ströme nach absolutem Maasse messen kann, wenn die Horizontalintensität des Erdmagnetismus bekannt ist (66), so kann man die letztere umgekehrt mit der Tangentenbussole bestimmen, wenn man ihren Ablenkungswinkel durch einen Strom beobachtet, dessen absolute Stärke anderweitig bekannt ist.

I. Mit dem Voltameter.

Wir lassen einen und denselben Strom durch eine Tangentenbussole und ein Voltameter gehen, beobachten den Ablenkungswinkel der Nadel und die in einer Minute ausgeschiedene Menge m der elektrolytischen Bestandtheile unter Berücksichtigung der auf S. 151-155 gegebenen Vorschriften. Nennen wir r den mittleren Halbmesser und n die Anzahl der Windungen der Tangentenbussole, bezeichnen wir ferner durch A die in Tab. 25, letzte Spalte, für das betreffende Voltameter gegebene Zahl, so ist die horizontale Intensität T des Erdmagnetismus

T

2ηπ.Α m
r tang o

A.m (S. 155), anderseits

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Einerseits nämlich ist die Stromstärke i

rT

2ηπ

=

tang p (S. 151). Durch Gleichsetzung beider Ausdrücke entsteht

die Formel.

174 75. Erdmagnetische Horizontalintensität auf galvanischem Wege.

Falls die Nadel und die Dimensionen des MultiplicatorQuerschnittes nicht sehr klein gegen den Windungsdurchmesser sind, hat man noch in den Nenner zu setzen

a2

72

(1+17-12-15)(1 + sin2 9),

wobei wir betreffs der Bedeutung von a, b und 1 auf S. 152 verweisen.

II. Mit dem Bifilargalvanometer.

Unter Bifilargalvanometer verstehen wir einen Multiplicator, der an zwei Drähten aufgehangen ist, welche zugleich die Zuleitung des Stromes besorgen. Das Instrument ist so orientirt, dass die Ebene der Windungen sich vermöge der Directionskraft der Aufhängefäden im magnetischen Meridian befindet. Geht ein Strom hindurch, so suchen die Kräfte des Erdmagnetismus auf denselben die Windungsebene senkrecht zum magnetischen Meridian zu stellen, mit einer Directionskraft, welche der von den Stromwindungen umschlossenen Fläche ́f, der Stromstärke i und der Horizontal-Intensität des Erdmagnetismus proportional ist. Vgl. den Anhang.

Die Directionskraft D der Aufhängedrähte, welche der Ablenkung entgegenwirkt, wird durch das auf den verticalen Durchmesser bezogene Trägheitsmoment K (53) und die Schwingungsdauer í (51) des Bifilargalvanometers (ohne Strom) gefunden

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Dann ist also, wenn ɑ den Ablenkungswinkel durch den Strom i bedeutet,

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Wenn nun derselbe Strom an einer Tangentenbussole von der Windungszahl n und dem mittleren Halbmesser der Windungen (vgl. übrigens S. 152) den Ausschlag hervorbringt,

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Ebenso lässt sich natürlich eine Stromstärke durch die an beiden Instrumenten gleichzeitig hervorgebrachten Ablenkungen nach absolutem magnetischen Maasse messen, denn durch Elimination von 7' entsteht

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Durch Anwendung eines Commutators, welcher den Strom in beiden Galvanometern umkehrt, wird eine mangelhafte Orientirung derselben compensirt (S. 147).

Ist die Nadel der Tangentenbussole an einem Faden vom Torsionsverhältniss (54) aufgehangen, so wird überall r (1 + ®) anstatt r gesetzt.

Die Ströme in den beiden Galvanometern dürfen gegenseitig keine ablenkenden Wirkungen ausüben. Vgl. Pogg. Ann. Bd. 138, S. 1.

76. Die Multiplications- und die Zurückwerfungs-Methode bei der Messung kurz dauernder galvanischer Ströme. (Weber.)

Zur Messung kurz dauernder Wirkungen auf eine gedämpfte Magnetnadel (50), z. B. besonders zur Messung inducirter Ströme ist es oft zweckmässig, die Impulse regelmässig zu repetiren. Hierdurch entsteht wegen der Dämpfung schliesslich eine sich constant erhaltende Bewegung (gerade wie ein Uhrpendel, welches bei jeder Schwingung einen Impuls durch das treibende Gewicht erhält, aber durch Reibung und Luftwiderstand gedämpft wird, nach einer Reihe von Schwingungen eine constante Amplitude erhält). Dadurch, dass dieser Endzustand zur Beobachtung benutzt wird, gewinnt man den Vortheil, die Beobachtung beliebig oft wiederholen und einen genauen Mittelwerth nehmen zu können; ferner ist nicht nothwendig, dass die Nadel beim Beginn der Beobachtungen in Ruhe sei.

I. Multiplicationsmethode.

Das Verfahren ist dem eben gebrauchten Beispiel des Uhrpendels ganz analog. Man ertheilt der Nadel den Impuls; sie schwingt hinaus und kehrt zurück. Im Augenblicke, wo sie ihre Gleichgewichtslage rückwärts passirt, ertheilt man den

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