dem ersten
Spiegel
[* 2] unter sich parallel zurückgeworfenen
Strahlen in der
Brennlinie des zweiten wieder gesammelt. Es entstehen
dann in einem hier aufgestellten
Leiter wieder
[* 3] welche sich dadurch verraten, daß an einer Unterbrechungsstelle dieses
»sekundären
Leiters« zwischen einer
Kugel und einer
Spitze kleine
Funken überspringen. Diese Fünkchen sind aber
so schwach, daß sie nur ganz in der
Nähe und mit
Hilfe einer
Lupe
[* 4] beobachtet werden können. Man kann aber ihr Auftreten auch
einem größern Zuschauerkreis auf folgende von Boltzmann angegebene
Weise wahrnehmbar machen: Man verbindet die
Kugel mit
einem Goldblattelektroskop, die
Spitze mit dem einen
Pol einer passenden galvanischen
Batterie oder einer
Zambonischen Säule, deren anderer
Pol zur
Erde abgeleitet ist, oder auch mit dem Knopf einer schwach geladenen
Leidener Flasche.
[* 5] Solange keine Fünkchen übergehen, bleibt das
Elektroskop
[* 6] ungeladen; die Fünkchen aber bilden sofort nach ihrem Erscheinen
eine leitende
Brücke
[* 7] zwischen
Kugel und
Spitze und bringen das
Elektroskop zum
Ausschlag, welcher, wenn man
das vergrößerte
Bild des beleuchteten
Elektroskops mittels einer
Linse
[* 8] auf einem
Schirme entwirft, weithin wahrgenommen werden
kann.
Eine neue
Methode, in
Drähten zu beobachten und die sich bildenden stehenden
Wellen
[* 9] zu messen, wurde von
Lecher (1890)
angewendet, A und A'
[* 1]
(Fig. 1) sind quadratische Blechplatten von
ca. 40
cm Kantenlänge; sie sind mittels eines 100
cm langen
Drahtstückes verbunden, das in der Mitte durchschnitten ist und daselbst bei F zwei Messingkugeln trägt. Dieselben stehen
durch dünne
Drähte mit den
Polen eines
Funkeninduktors in
Verbindung. DenPlatten A und A' gegenüber stehen
in einer
Entfernung von etwa 4
cm zwei gleichgroße
PlattenB und B'. Von diesen führen zwei
Drähte zuerst nach
s unds' und von
da parallel auf eine
Länge von 600
cm und mit einem
Abstand von
ca. 30
cm bis t und t'. Über die Drahtenden
t und t' wird eine
Geißlersche Röhre
[* 10] ohne
Elektroden g g' gelegt; dieselbe beginnt infolge der elektrischen
Schwingungen in
den
Drähten zu leuchten.
Legt man jetzt, während die
Röhre hell leuchtet, einen Drahtbügel x x' quer über die parallelen
Drähte, so verschwindet
im allgemeinen das
Licht
[* 11] der
Röhre augenblicklich. Verschiebt man nun den Querbügel x x' längs der
Drähte,
so findet man einige sehr scharf bestimmte
Stellen, wo die
Röhre plötzlich wieder aufleuchtet. Diese
Stellen sind die Schwingungsbäuche
der stehenden elektrischen
Wellen, welche durch die
Interferenz der
nach t gehenden und der
bei t zurückgeworfenen
Wellen in
den
Drähten entstehen.
Die
Erscheinung beruht übrigens auf elektrischer
Resonanz. Legt man nämlich den Querbügel über x x', so stellt sich zunächst
eine Hauptschwingung her, welche von B über s x x' s' nach B' geht. Diese erste
Schwingung
[* 12] erzeugt durch
Induktion
[* 13] eine zweite
Schwingung in x x', welche sich von t' über x' x
nach t
fortpflanzt. Daß die
Erscheinung thatsächlich
in dieser
Weise durch
Resonanz zu stande kommt, beweist der folgende
Versuch: Man macht den Querbügel aus zwei voneinander
isolierten parallelen
Drähten, bringt ihn an die
Stelle x x', wo die
Röhre hell aufleuchtet, lötet ihn an dieser
Stelle fest und spaltet jetzt durch Durchschneiden der Hauptdrähte den
Bügel x x' der ganzen
Länge nach entzwei
[* 1]
(Fig. 2).
Nun ist der erste Stromkreis B s x x' s' B' metallisch geschlossen, und daneben, von ersterm vollständig isoliert, liegt
der sekundäre
Leiter t x x' t'. Die
Röhre aber leuchtet ganz so wie früher. Durch Aufsuchen der Schwingungsbäuche
wurde die
Länge der elektrischen
Wellen und daraus ihre Fortpflanzungsgeschwindigkeit in
Drähten bestimmt.
Lecher fand sie
bis auf 2 Proz. der Lichtgeschwindigkeit (300,000 km) gleich, während
Hertz nur 200,000 km gefunden hatte.
Indem Sarasin und
de la Rive (1889 und 1890) die
Versuche von
Hertz über die
Fortpflanzung elektrischer
Wellen längs Metalldrähten wiederholten und sich dabei wie dieser zum Nachweis der
Bäuche und
Knoten kreisförmiger sekundärer
Leiter mit einer Unterbrechungsstelle, sogen.
Resonatoren, bedienten, fanden sie, daß die ermittelten Wellenlängen sehr wesentlich
von den
Dimensionen der
Resonatoren abhängen, indem jeder andreResonator auch eine andre
Schwingung anzeigt.
Sie schlossen daraus, daß das im primären
Leiter erregte
System elektrischer
Schwingungen alle möglichen Wellenlängen zwischen
bestimmten
Grenzen
[* 14] enthalte, von welchen jeder
Resonator diejenige
Schwingung gleichsam aussucht und nachweist, deren
Periode
seiner eignen entspricht. Sie nannten diese
Erscheinung multiple
Resonanz der elektrischen
Schwingungen.
[* 3]Zentralstationen.Von neuern
Systemen zum Betrieb elektrischer
Zentralen sind zwei eigenartige zu erwähnen,
welche vorwiegend für jene
Anlagen in Betracht kommen, wo die Erzeugerstelle der elektrischen
Energie weit von der Verbrauchsstelle
entfernt ist, wie bei Wasserkräften, welche fern von einer Stadt liegen, oder auch in jenen
Fällen, wo
Städte dieAnlage
wegen der Betriebsbelästigungen nicht innerhalb des
Weichbildes dulden wollen. Da ist es denn natürlich von Vorteil, nicht
an
Entfernungen gebunden zu sein, um das Elektrizitätswerk an einer
Stelle errichten zu können, wo Kohlenzu- und Abfuhr am
bequemsten und wo genügend Kondensationswasser für die
Dampfmaschinen
[* 15] vorhanden ist.
Das eine
System ist unter dem
Namen Wechselstromgleichstromsystem bekannt. Im wesentlichen besteht es darin,
in der fern liegenden Erzeugerstation Wechselstrom hoher
Spannung zu erzeugen, was ja mittels Wechselstrommaschinen (im
Gegensatz
zu den
Gleichstrommaschinen) ohne jede Schwierigkeit erreicht werden kann. Dieser hochgespannte Wechselstrom wird zu den in der
Stadt errichteten Unterstationen geführt, in welchenWechselstromgleichstrom-Transformatoren aufgestellt
sind. Wie ja in den
¶
mehr
meisten Fällen zur Vereinfachung des Betriebs Akkumulatorenbatterien hinzugezogen werden, so kann man statt der Wechselstrommotoren,
welche die Gleichstrommaschinen antreiben, gewöhnliche Wechselstrommaschinen nehmen. Diese müssen allerdings, um als Motoren
zu laufen, zunächst auf die synchrone Geschwindigkeit gebracht werden, was indes, wenn Akkumulatoren in der Unterstation vorhanden
sind, ein Leichtes ist: man läßt mittels der Akkumulatoren zunächst die Gleichstrommaschine als Motor
laufen, diese bringt dann die Wechselstrommaschine auf synchrone Geschwindigkeit, von wo ab die letztere, in das Wechselstromnetz
eingeschaltet, als Motor weiterläuft und die Gleichstrommaschine zum Stromgeben zwingt.
Eine Wechselstrom Maschine
[* 17] als Motor hat vor den bis jetzt bekannten stelbstanlaufenden Wechselstrommotoren den
erheblichen Vorteil voraus, daß sie hohen Nutzeffekt besitzt und mit hoher Spannung betrieben werden kann (s. Elektromotoren).
Man vereinigt durch dieses System die guten Eigenschaften des Wechselstroms für hohe Spannung und Fernleitung sowie die beträchtlichen
Vorzüge des Gleichstroms für Licht, Kraftzwecke und besonders für die Möglichkeit einer Vereinfachung des Betriebs
durch Zuhilfenahme von Akkumulatoren.
Das zweite neue System könnte man dem allgemein üblichen Gebrauch nach »Drehstromsystem« nennen, wenn nicht der Name »Drehstrom«
ein völlig nichtssagender Begriff wäre und, wie auch in jüngster Zeit mehr und mehr geschieht, der
Name Mehrphasenstromsystem bei weitem vorzuziehen wäre. Das Mehrphasenstromsystem ist nichts andres als ein Wechselstromsystem,
nur mit dem Unterschied, daß mehrere Wechselströme auf geeignete Weise miteinander verkettet sind, wodurch man als Hauptvorteil
erzielt, daß der Mehrphasenstrom fast ebensogut wie der Gleichstrom zur Leistung von motorischer Arbeit
zu verwenden ist, während dies von dem gewöhnlichen Wechselstrom nicht behauptet werden kann (s.
Elektromotoren). Er kann also sämtliche Arbeiten des Gleichstroms vollführen, ja sogar durch eine einfache Umsetzung Akkumulatoren
laden, und hat vor dem Gleichstrom noch den Vorteil voraus, daß ein Betrieb mit sehr hohen Spannungen
ohne weiteres möglich ist, wozu er durch seine eigentliche Wechselstromnatur befähigt ist.
Obwohl noch namentlich die Motoren einiger Weiterbildung bedürfen, ist ein solches System in Heilbronn
[* 22] zur Ausführung gelangt.
Betrieben wird die HeilbronnerAnlage durch die 10 km entfernte Wasserkraft bei Lauffen a. N. In Lauffen stehen die Mehrphasenstrommaschinen;
sie erzeugen aus praktischen Gründen nur 50 VoltSpannung; mittels Transformatoren wird diese Spannung an Ort und Stelle auf 5000 Volt
erhöht, dann durch oberirdische, an Ölisolatoren befestigte Leitungen bis nach Heilbronn geleitet, dort auf 2000 Volt transformiert
und mittels Kabel an die einzelnen Verwendungsstellen geführt, wo dann weitere Transformatoren die Spannung
auf
das gebrauchsmäßige Maß von 100 Volt umsetzen.