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Naturwissenschaftliche Wochenschrift. 



Nr. 38. 



structeur immer mehr an Mitteln fehlt, diese Fehler zu 

 beseitigen. So hat sich als praktische Spannung für 

 Gleichstrom 100 bis 120 Volt — das sind elektrische 

 Spannungseinheiten — ergeben. Die Arbeit ist gleich 

 der Spannung mal der Stromstärke, wie bei dem Wasser 

 gleich dem Gefälle mal der Menge des Wassers. Die 

 Einheit der Stromstärke nennt man Ampere. 736 Volt- 

 Ampere sind gleich einer Pferdestärke. Daraus ergiebt 

 sich der einfache Schluss, dass bei einer Kraftübertragung 

 von 100 Pferdestärken bei 100 Volt Spannung eine Strom- 

 stärke von 736 Ampöre nothwendig ist, wenn wir von 

 allen Verlusten, die bei Umwandlungen von Kräften immer 

 stattfinden, absehen. Grosse Strommengen erfordern, genau 

 wie beim Wasser, grosse Querschnitte des Leiters, und 

 vertheuern dementsprechend die Anlage. 



Wollten wir, um das Beispiel der 100 Pferdestärken 

 beizubehalten, diese Kraft 500 m weit übertragen und in 

 den Leitungen nur 107o Verlust haben, so stellt sich die 

 Rechnung, wie folgt. Dieser Verlust setzt sich zusammen 

 aus dem Widerstände ./■ der Leitung mal der Stromstärke, 

 und dieses Product ist gleich lO^'/^ der Spannung, d. h. 

 10 Volt. 



.c ■ 736 = 10 



__10 

 '■ ~" 736 



Der Widerstand der Leitung ist proportional der 

 Länge und umgekehrt proportional dem Querschnitt. 

 Dieser Quotient muss mit einer Constante multiplicirt 

 werden, die abhängig ist vom Material. Bei Kupfer ist 

 die Constante gleich 0,0175, wenn die Länge in Metern, 

 der Querschnitt in Quadratmillimetern ausgedrückt wird. 

 Das giebt uns für den Querschnitt =: y. 



2 • 500- 0,0175 _ 10 

 y '""736 



?/ = 2 -73,6 -500 -0,0175 qnim = 1244 qmm. 



Es müssen also Kupferstangen von ;r 40 mm Durch- 

 messer verlegt werden, oder eine Kupfermasse von 



10 000 • 0,1244 • 8,6 kg co 10 700 kg. 

 Will man von den 100 Pferdekräften nur 50 be- 

 nutzen, so kommen allerdings nur — ^ — 







Kupfer zur Verwendung. Wir sehen, dass wir bei grossen 

 Entfernungen und Kräften auf alle Fälle sehr ungünstig 

 arbeiten. Die naturgemässe Aufgabe lautete nun für die 

 Elektrotechnik: hohe Spannung anzuwenden. 



Würden wir 1000 Volt Spannung anwenden können, 

 so wären, um bei unserem Beispiel zu bleiben, 73,6 Am- 

 pere zur Ergänzung von 100 Pferdekräften nöthig. 10 "/q 

 Spannungsverlust bedeutet aber in diesem Falle 100 Volt. 



Diesmal lautet also die Gleichung: 



.V . 73,6 = 100 



— lOQ _ lOQO 



'''~73,6~T3"6" 



Wir sehen, dass in diesem Falle der Widerstand des 

 Kupferdrahtes 100 mal grösser sein kann, als in dem 

 ersten Falle; das bedeutet aber bei der gleichen Länge 

 einen lOOmal kleineren Querschnitt des Drahtes. Es ge- 

 nügt also ein Draht von 12,44 qmm oder 4 mm Quer- 

 schnitt. Die Kilozahl des Kupfers ist 106,98. Wir sehen 

 in diesem Falle, dass wir mit weit günstigeren Be- 

 dingungen arbeiten. 



Aber wie gesagt, treten beim Gleichstrom technische 

 Schwierigkeiten auf, und der Elektrotechniker wandte 



2140 kg 



sich wieder zum Wechselstrom, wo diese Verhältnisse 

 der Stromabnahme einfacher liegen. Wir haben gesehen, 

 dass der Strom in einer Spule sich umkehrt, wenn sie 

 den Magnetpol passirte. 



Lassen wir nun die complicirte Stronnunsteuerung 

 weg, so bekommen wir Ströme, die periodisch das eine 

 Mal in der einen, das andere Mal in der anderen Ricii 

 tung der Spule fiiessen. Es sind dies Wechselströme. 

 Wie wird hier die magnetische Wirkung sein"? Entwerfen 

 wir uns ein graphisches Bild, wie wir es beim Gleieli- 

 strom gethan haben, und verfolgen den Magnetismus des 

 einen Endes einer Drahtspule. Er wächst mit stärker 

 werdendem Strome, 

 z. B. der Nord- 

 magnetismus, bis <\ 

 dann nimmt der 

 Strom ab, mit ihm 

 der Magnetismus, bis 

 er bei D Null wird. 

 Jetzt beginnt der 

 Strom in entgegen- 

 gesetzter Richtung 



zu fiiessen und mag- Figur 2. 



netisirt nun den Süd- 

 pol. Auch hier steigt derSüdmagnetismus bis zu einem Maxi- 

 mum bei E und fällt dann bis F zu Null ab. Das wieder- 

 holt sich periodisch. Die Magnetisirungscurve des Wechsel- 

 stromes ist also eine Wellenlinie, die bald über, bald unter 

 A n fällt. 



Was sind nun die Wirkungen des Wechselstromes? 

 Chemische Wirkungen wird er nicht aufweisen, denn 

 durch den fortwährenden Wechsel wird, was bei der 

 einen Stromrichtung zersetzt ist, bei der nächsten wieder 

 zurückgebildet. Elektricitätssammler fallen hier weg. 

 Die Lichtwirkungen bleiben wie beim Gleichstrom, wenn 

 die Wechsel genügend schnell folgen. 



Wie wird es aber mit der Kraftül)ertraguug'r' Be- 

 antworten wir uns diese Frage, indem wir den Typus 

 einer Siemens'schen Wechselstrommaschine besprechen. Die 

 Maschine besteht aus zwei Systemen von Elektromagneten, 

 jedes aus einer geraden Anzahl, die im Kreise fest an- 

 geordnet sind (Figur 3 zeigt dies eine System in der 

 Vorderansicht). Die beiden Systeme stehen gegenüber, 

 und zwar ist die Windung der Elektromagnete so ein- 

 gerichtet, dass bei den einzelnen Systemen immer Nordpol 

 auf Südpol folgt, und dass dem Nordpol ein Südpol 

 gegenübersteht. Zwischen diesen beiden Systemen von 

 Elektromagneten bewegen sich Spulen, deren Zahl gleich 

 der Anzahl Magnete eines Systems ist. Wir wollen eine 

 Spule verfolgen , wenn wir den 

 Wechselstrom in die Maschine 

 schicken, und betrachten eine von 

 den beweglichen Spulen. Die Spule 

 stehe in der Stellung A, und es 

 wird in dem Magneten 1 Nordpol, 

 in der Spule A Südpol erzeugt. 

 (Es wird hier kurz immer blos von 

 einem Pol geredet. Es ist natür- 

 lich gemeint, dass die Enden der 

 Spulen, welche nebeneinander liegen, 

 die entsprechenden Pole annehmen.) Es findet Anziehung 

 statt und die Spule bewegt sich auf Magnet 1 zu. Tritt 

 nun der neue Wechsel ein, so wird der Magnet 1 Südpol 

 und Spule A Nordpol. Die Spule wird also, falls sie 

 durch die Centrifugalkraft über den Magneten heraus- 

 gekommen wäre, wieder zum Magnet 1 hingezogen und 

 bleibt vor ihm stehen. Wir werden keine Bewegung be- 

 kommen. 



Die anscheinende Unmöglichkeit, den Wechselstrom 





Figur 3. 



