Dielektrizitat 



995 



00 



00 



i /i\ 2itt , / 27tt , 



a = I cp(t) cos -=- dt und b == / gp(t) sin dt. 



o o 



Da diese Integrate wesentlich positiv sind, folgt 

 daraus eine scheinbare Erhohung sowohl der 

 Kapazitat als der Leitfahigkeit. Der erhohten 

 scheinbaren Leitfahigkeit entspricht die Erregimg 

 der Siemenswarme. 



Zur Erklarung der Ruckstandbildung 

 und der mit ihr zusammenhangenden Arten 

 anomalen Verhaltens sind drei verschiedene 

 Grundannahmen moglich : Zuriickfiihrung 

 auf Anomalien I. der Struktur, II. der Lei- 

 tung, III. der dielektrischen Verschie- 

 bung. 



I. Anomalien der Struktur (In- 

 homogenitat, Max- 

 wells geschichtete 

 Dielektrika). Es sei 

 ein Plattenkondensator 

 AB gegeben, dessen Di- 

 elektrikum aus zwei ver- 

 schiedenen Medien mit 

 den Dielektrizitatskon- 

 stanten j und 2 , den 

 spezifischen Leitfahig- 

 keiten ^ und A 2 und 

 den Dicken d, und d 2 

 zusammengesetztsei. Die 

 Anwendung der allge- 

 meinen Gesetze der 

 dielektrischen Verschie- 

 bung und der Leitung 

 ergibt, daB ein solcher Kondensator die 

 charakteristischen Eigenschaften eines riick- 

 standsbildenden aufweist. 



Fiir sehr kurze Ladungszeiten oder bei 

 Wechselspannung sehr kleiner Periode ist die 

 Verteilung des elektrischen Feldes durch die 

 Dielektrizitatskonstanten bestimmt; die dielek- 

 trischen Verschiebungen sind in beiden Medien 

 gleich (Si = a ), an der Trennungsflache be- 

 findet sich nur freie aber keine wahre Ladung, 

 und die Ladung der Flatten ist: Q == CV, wobei 

 C denselben Wert hat, als ob die beiden Medien 

 nichtleitend waren (vgl. die Formeln auf S. 989); 

 diese Ladung entspricht der ,,disponiblen". 

 Nach hinreichend langer Dauer der Einschaltung 

 einer konstanten Potentialdifferenz V wird im 

 stationaren Zustande die Feldverteilung eine 

 solche, daB die Leitungsstrome in beiden Teilen 

 gleich werden (*i@i = M^); an der Trennungs- 

 ffiiche befindet sich dann auch wahre Ladung 

 und die Ladungen der Belegungen sind venindert. 

 Dieser allmahlichen Aenderung der Verteilung 

 entspricht die Ruckstandbildung. Wird nach 

 hinreichend langer Zeit bei praktisch er- 

 reichtem stationarem Endzustand - - der Kon- 

 densator durch momentanen KurzschluB der 

 Belegungen entladen, so flieBt hierbei die dis- 

 ponible Ladung ab; bei unmittelbar darauf folgen- 

 der Isolierung der Belegungen gleichen sich 

 infolgeder Leitung die Ladung der Trennungsflache 

 und die durch sie an den Belegungen gebundenen 

 Ladungen aus und es tritt eine neuerlichc La- 

 dung des Kondensators auf, die dem Freiwerden 



Fig. 6. 



des Ruckstandes entspricht und sich aus den 

 gegebenen GroBen cxakt bereohnen laBt. 



Die GroBe der disponiblen Ladung, des 

 stationaren Leitungsstromes, der gesamten 

 Ruckstandladung und der zeitliche Verlauf 

 des Freiwerdens des Ruckstandes lassen sich 

 auch im allgemeineren Falle berechnen, daB 

 nicht zwei, sondern beliebig viele Schichtenaus 

 verschiedenen Dielektrika zusammengesetzt 

 werden (Maxwell, weitere Ausfuhrung der 

 Theorie durch Hollevigue und durch Hefi). 

 Ebenso lafit sich die Gultigkeit des Super- 

 positionsprinzips aus diesen Annahmen all- 

 gemein beweisen, dagegen fuhrt der Versuch, 

 den zeitlichen Verlauf des rtickstandbilden- 

 den Stromes, also die Funktion o?(t), zu be- 

 rechnen, auf Schwierigkeiten mathematischer 

 Natur. Die Kenntnis dieser Funktion ist 

 aber nach den Ausfiihrungen auf Seite 994 

 die Grundlage fiirErmittelung der Gesetze der 

 Siemenswarme und der Abhangigkeit der DK 

 von Ladungsdauer oder Periode. 



Experimentelle Untersuchungen haben ge- 

 zeigt, daB kiinstlich hergestellte ,,geschichtete 

 Dielektrika" tatsachlich das qualitative Ver- 

 |halten riickstandbildender Medien zeigen; 

 auch gelang es in manchen Fallen, bei schein- 

 bar homogenen, aber riickstandbildenden 

 Dielektrika, z. B. Paraffin, durch sorgfaltige 

 Reinigung des Stoffes die Ruckstandbildung 

 zu unterdriicken und damit die Theorie, daB 

 Inhomogenitat die Ursache des Ruckstandes 

 sei, zu sttitzen. Andere Versuche gleicher Art 

 verliefen aber ergebnislos. Ebenso tritt 

 keine Riickstandsbildung auf, wenn ur- 

 sprtingh'ch riickstandsfreie fliissige Dielektrika 

 zu einer Mischung oder Losung vereinigt 

 werden, also ein in bezug auf molekulare 

 Struktur inhomogenes Medium bilden. 



II. Anomalien der Leitung. DaB die 

 Leitung im Dielektrikum zwar qualitativ 

 die Erscheinung der Siemenswarme und der 

 Abhangigkeit der DK von Ladungsdauer oder 

 Periode erklart, nicht aber quantitativ, 

 wurde bereits erwahnt. Unter Beriicksichti- 

 gung der anomalen Leitung scheint die 

 Zuriickfuhrung auch der Ruckstandbildung 

 und der mit ihr zusammenhangenden Er- 

 scheinungen auf Leitung eher moglich. 

 Die anomale Leitung als solche laBt sich 

 erklaren durch die Annahme, daB sie auf 

 lonenleitung beruht und ahnh'chen Ge- 

 setzen folgt, wie sie bei ionisierten Gasen ge- 

 funden wurden (vgl. den Artikel,,Elektrizi- 

 tatsleitung in Gasen"). Tatsachlich ist 

 es gelungen, in flussigen Dielektrika die Zahl 

 der lonen in der Volumeinheit, die Beweg- 

 lichkeit der lonen, die lonisierungsstarke und 

 den ,,Koeffizienten der Wiedervereinigung" 

 der GroBenordnung nach zu bestimmen. 



Durch anomale Leitung konnen zwareinige 

 der friiher besprochenen Erscheinungen quali- 

 tativ erklart werden, z. B. die Zunahme der 



63* 



