Galvanisches Tönen - Galvanismus

Galvanisches

Tönen, s. Elektromagnetismus [* 2] (Bd. 6, S. 7 a).

Galvanische

Galtgarben - Galvanisc

[* 3] Vergoldung, s. Vergolden.

Galvanische

Verkupferung, s. Verkupfern.

Galvanische

Versilberung, s. Versilbern.

Galvanische

Verzinkung, s. Verzinken.

Galvanisieren,

soviel wie elektrisieren, vermittelst des galvanischen Stroms behandeln. (S. Elektrotherapie.)

Galvanisiertes

Eisen, [* 4] s. Verzinken.

Galvanisiertes

Silber, durch Ätzungen mattierte und durch künstliche Färbung geschwärzte Silberwaren.

Titel

Galvanismus,

Galvanisieren - Galvan

[* 5] Voltaismus, Berührungs- oder Kontaktelektricität, bezeichnet den Inbegriff aller Erscheinungen, Gesetze und Erklärungen, die sich auf die elektrischen Vorgänge bei Berührung chemisch ungleichartiger Leiter beziehen. Die Geschichte des Galvanismus ist reich an Wandlungen in der Anschauung über die Ursache seiner Grunderscheinungen. 1756 beobachtete Caldani (s. d.) in Bologna, daß Frösche [* 6] kurz nach ihrer Tötung durch Elektricität in Zuckungen gerieten.

Diese Thatsache blieb unbeachtet, bis sie von der Frau des Professors Luigi (Aloisio) Galvani (s. d.) abermals durch Zufall entdeckt wurde (1789). Präparierte Froschschenkel in der Nähe einer Elektrisiermaschine [* 7] zuckten nämlich jedesmal bei Entladung des Konduktors. Galvani faßte diese Erscheinung nicht als Rückschlag (s. d.) auf, was sie in der That war, sondern er meinte darin einen Beweis dafür zu sehen, daß der Tierkörper eine ihm eigentümliche Elektricität besitze.

Nerven I

Bei Studien über atmosphärische Elektricität bemerkte er - und darin besteht die erste beobachtete wirklich galvanische Erscheinung -, daß enthäutete frische Froschschenkel, die mittels kupfernen Haken an einem eisernen Gartengitter hingen, in Zuckungen gerieten, so oft jene Froschpräparate durch den Wind mit dem Eisen in Berührung kamen. Er erklärte sich diese Erscheinung dadurch, daß er annahm, die Nerven [* 8] und Muskeln [* 9] eines jeden Tierkörpers seien, wie bei einer Leidener [* 10] Flasche, [* 11] entgegengesetzt elektrisch, und dieselben würden durch die Metallverbindung entladen, wobei sie in Zuckungen gerieten. Diese zufällige, aber folgenreiche Entdeckung Galvanis führte ihn zu einem Versuche, der noch jetzt nach ihm benannt wird (Galvanischer Froschschenkelversuch) und in Schulen gewöhnlich wie folgt wiederholt wird. Man verbindet an einem enthäuteten, frisch getöteten Frosch [* 12] (s. nachstehende [* 1] Fig. 1) die Schenkelnerven (in der Zeichnung oben als zwei Fäden sichtbar) mit den Wadenmuskeln mittels zweier verschiedener, sich berührender Metallstreifen (z. B. mittels Zink Z und Kupfer [* 13] K), wodurch der Froschschenkel in die punktierte Lage hinaufschnellt. Da nach der Ansicht Galvanis das Metall nur den Entlader des elektrischen Froschschenkels bildet, so müßte dieser Versuch auch mittels eines Verbindungsbogens aus einerlei Metall gelingen.

Quelle

In der That erprobte auch Alexander Volta das galvanische Experiment in dieser Weise, jedoch ohne Erfolg, indem die Zuckungen gar nicht oder nur kaum merklich auftraten. Dagegen zuckte das Froschpräparat stets lebhaft, sobald es mit zweierlei sich berührenden Metallen, wie in [* 1] Fig. 1, verbunden wurde. Daraus schloß Volta, daß vielmehr die Berührung verschiedener Metalle die Quelle [* 14] der Elektricität sei, die sich in jenem Froschkörper ausgleiche und ihn in Zuckungen versetze. Die Ansichten Voltas und Galvanis waren also direkt entgegengesetzt. Obwohl, wie sich später zeigte, jeder Tierkörper in der That eine Quelle der Elektricität ist, so hatte doch auch Volta eine wichtige und richtige Beobachtung gemacht, die zu weitern großen Entdeckungen führte. Zunächst prüfte er seine Ansicht mit dem von ihm (1782) erfundenen Kondensationselektroskop (s. Elektroskop [* 15] und Leidener Flasche) und fand sie bestätigt.

[* 1] ^[Abb. 1]

Indem Volta (1793) ebene Platten aus verschiedenen Metallen mit isolierenden Griffen aneinander legte und nach der Trennung an seinem Kondensationselektroskop prüfte, fand er, daß durch die Berührung das eine der Metalle sich stets schwach positiv, das andere ebenso negativ elektrisiert hatte. Nach und nach gelangte er zu dem Gesetz der Spannungsreihe, das er 1801 endgültig feststellte, wonach sich die untersuchten Körper (Elektricitätserreger, Elektromotoren) in die Reihe: «Zink, Blei, [* 16] Zinn, Eisen, Kupfer, Silber, Kohle» ordnen lassen, welche die Eigenschaft hat, daß jeder vorausgehende Körper in der Reihe mit einem nachfolgenden berührt positiv wird.

Glieder, künstliche

Der elektrische Unterschied ist desto stärker, je weiter die Glieder [* 17] in der Reihe voneinander abstehen und stets gleich der Summe der Spannungsdifferenzen aller zwischenliegenden Glieder. Außer diesen Leitern erster Ordnung, die sich in die Spannungsreihe einordnen lassen, nahm Volta noch Leiter zweiter Ordnung (Flüssigkeiten) an, die diesem Gesetz nicht entsprechen. Verbindet man Leiter erster Ordnung irgendwie miteinander, so kann man auf keine Weise eine größere elektrische Differenz erhalten, als diejenige, welche den äußersten Gliedern der Spannungsreihe entspricht.

Dies ist jedoch anders, wenn man zwei Leiter erster Ordnung K Z und einen Leiter zweiter Ordnung T in die Anordnung bringt: K Z T K Z T K Z T Hätte K die elektrische Spannung x, Z dagegen die Differenz +e, T gegen K und Z keine Differenz, so würde sich die Folge der Spannungen ergeben: x,x + e,x + e,x + e,x+2e, x+2e, x+2e, x+3e, x+3e Die Unterschiede der Enden werden also n mal größer, wenn man die Folge K Z T n mal wiederholt. Durch derartige, wenn auch noch nicht vollständig klare Überlegungen wurde Volta (1800) zur Konstruktion der nach ihm benannten Voltaschen Säule [* 1] (Fig. 2) geführt, welche aus übereinander geschichteten Platten von Kupfer (K), Zink (Z) und mit verdünnter Schwefelsäure [* 18] getränkten Tuchlappen (T) bestand und als fertiges Instrument die in [* 1] Fig. 3 (S. 510) dargestellte Form besaß. Die vorstehende Überlegung wird nur unwesentlich geändert, wenn man erkennt, wie schon Pfaff zeigte, daß auch T gegen K und Z elektrische Differenzen annimmt, sobald nur T nicht in die Spannungsreihe geordnet werden kann. Ver-

[* 1] ^[Abb. 2.]

Galvano - Galvanoglyph

[* 1] ^[Abb. 3] ¶

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band Volta die Enden (Pole) seiner Säule durch einen Leiter, so fand in demselben ein Ausgleich der elektrischen Spannungen statt. Volta betrachtete seine Säule als eine Leidener Flasche von sehr großer Kapacität und geringer, sich immer wieder ersetzender Spannung und sah den Ausgleich (den elektrischen Strom) als eine rasche Folge von Flaschenentladungen an. Berührte man beide Pole, so empfand man physiol. Wirkungen, Zuckungen, Reizung von Sinnesnerven u. s. w. Eine große Flaschenbatterie konnte durch Berührung der beiden Belegungen mit den Polen augenblicklich zu einer allerdings nur geringen Spannung geladen werden.

Carlisle und Nicholson hatten schon chem. Wirkungen (Wasserzersetzung) durch die Säule beobachtet (1800), die Davy in sehr erfolgreicher Weise untersuchte. Er fand eine ganze Reihe anderer zersetzbarer Korper und wurde zur Entdeckung neuer Elemente (Kalium, Natrium) geführt. Erwärmung und Schmelzen von Drähten durch den Strom war schon von Pfaff beobachtet worden. Davy leitete den Strom durch Kohlenspitzen und fand so den nach ihm benannten Lichtbogen.

[* 19] ^[Abb. 3.]

Kraft [unkorrigiert]

Volta hatte schon richtig erkannt, daß in einem Ring, der nur aus Leitern erster Ordnung besteht, kein Strom entstehen kann. Denn wenn K die Spannung x und Z mit A berührt x+e haben, so wird eine zweite Berührung von K mit x durch Schließen des Ringes diese Spannungsverteilung nicht stören. Führt man aber die zweite Berührung durch einen Leiter zweiter Ordnung W (z. B. Wasser) herbei, so gleicht sich durch diesen die Spannungsdifferenz zwischen K und x aus. Diese Spannungsdifferenz stellt sich nach Voltas Ansicht durch eine in der Berührungsfläche von K und x wirksame Kraft [* 20] (die elektromotorische Kraft) immer wieder her, wodurch der Strom erhalten wird. Während Volta auf die Berührung das Hauptgewicht legt, erkannte vor allen Davy die Wichtigkeit der chem. Veränderungen in der Säule und betrachtete diese als die Quelle der auftretenden elektrischen Spannungen und des elektrischen Stroms. Nun folgten De la Rive, Faraday, Schönbein u. a.

Der Streit zwischen der ältern Berührungstheorie und der neuern chem. Theorie ist noch immer nicht ganz ausgeglichen, wenn auch die ursprüngliche Voltasche Theorie nicht mehr vertreten wird. Helmholtz hat, was an der letztern haltbar schien, in eine schärfere Form gebracht. Nach seiner Auffassung erhalten die Leiter erster Ordnung bei gegenseitiger Berührung bestimmte, von der Natur der Stoffe abhängige Potentialunterschiede (s. Elektrisches [* 21] Potential), die dadurch entstehen, daß z. B. ein positiv elektrisches Teilchen auf unmeßbar kleine Entfernungen von den Molekülen des Zinks stärker angezogen wird als von jenen des Kupfers.

Gleichheit - Gleichsch

Ein elektrisches Teilchen im Innern von Zink oder Kupfer, das ganz gleichmäßig von demselben Stoff umgeben ist, erfährt keine Einwirkung. An der Berührungsfläche von Zink und Kupfer aber erhält das positive Teilchen einen Antrieb gegen das Zink, das negative gegen das Kupfer. Erst wenn durch ein höheres (positives) Potential des Zinks diesem Antrieb das Gleichgewicht [* 22] gehalten wird, hört der elektrische Austausch auf. Das genaue Maß der Voltaschen elektromotorischen Kraft ist also der Potentialunterschied.

Nur ein Leiter zweiter Ordnung kann in Berührung mit Leitern erster Ordnung an verschiedenen Berührungsflächen verschiedenes Potential haben, wodurch allein ein Strömen der elektrischen Ladung ermöglicht wird, wenn jene Potentiale erhalten werden. Zugleich erkennt aber Helmholtz, daß in diesem Falle bleibende (chem.) Veränderungen eintreten müssen, da sonst die Arbeit, die der elektrische Strom leistet, aus Nichts erzeugt wäre.

Am entschiedensten wird in neuerer Zeit die chem. Theorie von F. Erner (1880) gegen zahlreiche Gegner vertreten. Erner behauptet, daß die bei Berührung von Metallen auftretenden Potentialunterschiede, soweit dieselben überhaupt existieren, von chem. Wirkungen herrühren. Es liegt in der That nahe, anzunehmen, daß diese Potentialdifferenzen, die während des Stroms durch chem. Vorgänge erhalten werden, auch durch solche erzeugt werden können. (S. Galvanische Batterie, Galvanischer Funke, Galvanischer Strom, Galvanisches Element, Galvanometer, [* 23] Galvanoskop.) [* 24]

Litteratur. Bezüglich der Gesamtlehren des Galvanismus vgl. Galvanismus Wiedemann, Die Lehre [* 25] von der Elektricität (4 Bde., Braunschw. 1882-85);

Maxwell, Electricity and magnetism (2 Bde., Oxf. 1873; 2. Aufl. 1881; deutsch von Weinstein, Berl. 1883);

Erner, Theorie des galvanischen Elements (Wien [* 26] 1880).

Über die Anwendung des Galvanismus vgl. Merling, Elektrotechnische Bibliothek (Braunschw. 1884 fg.), ferner Hartlebens Elektrotechnische Bibliothek (Wien 1883 fg.) sowie die elektrotechnischen Zeitschriften.