XXVIII. Die Fähigkeit der Leiter, Ströme verschiedener Batterien gleichzeitig aufzunehmen und die Telegraphie; von Dr. H. M. C. zur Nedden . (Schluß von S. 43 des vorhergehenden Heftes.) Mit Abbildungen auf Tab. II. Zur Nedden, über die Fähigkeit der Leiter, Ströme verschiedener Batterien gleichzeitig aufzunehmen. 12. So eben wurde auf eine in das dießjährige erste Augustheft dieses Journals (Bd. CXXXVII S. 172) übergegangene Abhandlung des Hrn. Dr. Brix aufmerksam gemacht, welche das Problem der gleichzeitigen Telegraphie zum Gegenstande hat und durch ihren historischen und wissenschaftlichen Inhalt zu einigen Bemerkungen und Berichtigungen Veranlassung gibt. Als der. Verfasser im Winter 1852/53 in der Eingangs Nr. 1 angeführten Weise die Möglichkeit der Componirung von Strömen, und ihrer Gesetze zu prüfen begann, wurde er bald in der Ansicht der gleichzeitigen Leitung entgegengesetzter Ströme befangen; denn, so sehr auch diese Annahme den einfachsten und darum festesten Naturgesetzen widerspricht, die fraglichen Erscheinungen sind so täuschend und delicat, daß man leicht auch bei ihrer Beobachtung noch mehr Wunderbares zu sehen glaubt als die wunderbare Einfachheit jener Gesetze. Im Januar 1853 suchte er sich von der praktischen Einrichtung der preußischen Telegraphen zu unterrichten und zugleich ein Urtheil zu gewinnen über die Möglichkeit der unmittelbaren Benutzung jener vermeintlichen Superposition bei den üblichen Apparaten nach eigener Anschauung, die er sich bekanntlich verneinen mußte. Inzwischen führten seine nur selten anzustellenden Versuche, welche die vermutheten Erscheinungen ferner constatiren und, wenn möglich, Gesetze derselben feststellen sollten, mehr und mehr zu zweifellosen Erklärungen derselben durch Stromspaltung und Widerstände, so daß die Zweifel an dem gleichzeitigen Vorhandenseyn entgegengesetzter Ströme sich erneueten und endlich mit der Gewißheit des Gegentheils endeten. Es gibt nur eine „Kraft“, sie wirkt an und für sich von ihrem Angriffspunkt aus nur nach geraden Linien, auf denen sie sich mit gleichgerichteten summiren kann, ihren gleichen Gegensatz aber hebt sie auf und wird von ihm aufgehoben. Ohne Zweifel sind diese Gründe bewußt oder unbewußt die Veranlassung gewesen, daß man, wie Hr. Dr. Brix bemerkt, der Frage so wenig Aufmerksamkeit schenkte; allein gerade weil auch in dieser schon so bedeutend gewordenen Anwendung des Galvanismus solche Räthsel und Zweifel sich fort und fort zeigen, muß man darzuthun bemüht seyn, daß auch die Kraft des Galvanismus den allgemeinen Kraftgesetzen überall folgt (2) und daß die ihnen widersprechenden Wirkungen desselben (3) einstweilen als Ausnahmen bestehen, die sich nothwendigerweise als scheinbar erweisen müssen. Alsdann erst kann man das Gesetz des Leitungswiderstandes als wiederum verwendbar und als Führer in der vorliegenden Frage erkennen, und erst dann kann man zu der Fassung derselben gelangen, welche wir ihr (4) gegeben haben. 13. Noch nie hatte der Verfasser von einer Bemerkung über die in Rede stehende Gleichzeitigkeit galvanischer Ströme in Leitungen anderweitig gehört, als ihm eine betreffende Mittheilung der Gintl'schen Beobachtungen in den Hamburger neuen Nachrichten und später im polytechnischen Journal von 1854 (Bd. CXXXI S. 191) der von Hrn. Director Gintl aufgestellte erste Apparat bekannt wurde. Principiell war der Verf. schon damals gegen diesen Versuch eingenommen, ebenso aber auch gegen den dort angegebenen Mechanismus, welcher sich dann auch nach dem Inhalte am Ende jenes Aufsatzes als völlig unzureichend erwiesen hatte. Ohne die anerkannten Verdienste des Hrn. Director Gintl anzugreifen, konnte dennoch der Verf. nach jener Mittheilung, wie jetzt Hr. Dr. Brix, die Frage nicht als thatsächlich und noch weniger als vollständig gelöst ansehen, und da er zur Zeit der Beendigung seiner wissenschaftlichen Prüfung durch sorgfältige Nachfrage und Nachlese nicht in Erfahrung bringen konnte, ob noch weitere oder andere Arbeiten in dieser Sache vorhanden seyen, setzte er selbst die seinige fort. Der Weg, welchen der Verf. hiebei geführt wurde, ist aus den frühern Nummern klar zu ersehen, unter denen Nr. 5 und 6 durch ihren Inhalt die Aufgabe (4) vollständig lösen. Nach Vollendung derselben entnahm er aus einer, im Uebrigen nach dem eigenen Urtheil des Referenten völlig unverständlichen mündlichen Mittheilung von einem bereits auf telegraphischen Linien erprobten Halske'schen Apparat die für ihn erprobte Gewißheit, daß der Widerstand W bei beliebiger Stärke in bequemer Form bereits hergestellt sey, und ersah daraus, daß ein sogenannter getheilter Elektromagnet bereits in Anwendung gekommen sey; er muß daher, nachdem (7) bereits die Gründe angeführt worden, weßhalb ein solcher von ihm empfohlen wurde, hier noch bemerken, daß er dergleichen schon zu Anfang 1853 zur Prüfung der elektromagnetischen Wirkungen von Strom-Summen und Differenzen angewendet hatte. Als hierauf bekannt wurde, daß das preußische Ministerium die Halske'sche Erfindung nicht adoptirt habe, erbot sich der Verf. am 19. Februar 1855 zur Mittheilung der seinigen, welche indeß bis heute nicht verlangt worden ist. Daher schritt er erst jüngst zur Veröffentlichung dieser Abhandlung, mit der Hoffnung auf diesem Wege zur Enthüllung der wahren Verhältnisse der Frage, so wie des Galvanismus überhaupt das Seinige beitragen zu können, und ebendaher schreitet er nach Erscheinen des (12) angezogenen Aufsatzes zur Veröffentlichung dieser Bemerkungen. Nach den historischen Bemerkungen in dem letzteren bleibt nun eine kurze, das Wesen der Apparate von Frischen und Edlund beschreibende Notiz höchst wünschenswerth, sowohl zur Förderung der Sache selbst, als im allgemein wissenschaftlichen Interesse. 14. Durch die seiner Zeit für die Praxis der einfacheren Orientirung wegen als unveränderlich bestimmte Stellung aller Leitungsbatterien, wonach ihre gleichnamigen Pole mit der Erde verbunden waren, drängten sich bei dem ersten Auftauchen der gleichzeitigen Telegraphie wie es schien als einziges Mittel zur Lösung die entgegengesetzten Ströme auf; sobald man sich dieser Schranken enthob, oder von der wissenschaftlichen Basis ausging, mußte man auch zur Verwendung gleichgerichteter Ströme gelangen. In Betreff der letztern wird jetzt mitunter die Ansicht ausgesprochenBrix, a. a. O., als finde bei solcher Aufstellung eine Summirung der Ströme statt; auch findet man häufig ein solches Durcheinanderwerfen und selbst Verwerfen der Begriffe von Strom-Quantität, Intensität etc.Beetz, in der Zeitschrift des deutsch-österreichischen Telegraphen-Vereins, 1855, Heft 3, S. 1 ff., daß es nothwendig ist, mit der Berichtigung jener Summenbildung zugleich die Realität dieser Begriffe hier zu vertreten, so weit wir sie in dem Früheren gebraucht haben. Bei der (4) an Fig. 1 Tab. I gezeigten Verbindung zweier Batterien summiren sich nicht die Ströme, wie solche Summenbildung (1) nach Fig. 4 (Tab. I) für gemeinsame Stromzweige einzelner Batterien gezeigt ist,Man lese (im vorhergehenden Hefte) S. 30 Z. 10 v. oben: „durch Spaltung der Ströme und vermehrten Leitungswiderstand.“ sondern es summiren sich nur ihre Spannungen, während das bewegte elektrische Quantum nicht vermehrt wird. Der erhaltene Strom ist daher dort der einer Batterie aus allen vorhandenen Zellen in der häufig sogenannten Intensitäts-Kuppelung, folglich von doppelter Spannung als der der einfachen Batterie, und für den vorliegenden Zweck der Kürze wegen und zur Unterscheidung von einer Stromsumme, der combinirte Strom genannt. Würden dagegen die dort vorhandenen Zellen, ihre Gesammtzahl zu n angenommen, in der Quantitäts-Kuppelung verbunden, so würde die erhaltene Zelle das nfache elektrische Quantum aber nur die einfache Spannung der einfachen Zelle liefern. Kurz, es würde diese Kombination in dem unveränderlichen Schließungsbogen die nfache Stromstärke hervorbringen von der der einfachen Zelle; jene Batterie aber in dem einfachen Bogen dieselbe Stromstärke wie die einfache Zelle im einfachen Bogen. Ein jeder Strom an sich hat immer eine ganz bestimmte Quantität, Intensität, oder Stärke, und man kann nicht von einem Quantitäts-, Intensitäts- oder Stärke-Strom sprechen. Ein jeder Strom ist aber Bewegung und, welcher Art sie auch sey, wie die Größe oder Quantität jeder Bewegung durch das Product aus Geschwindigkeit in bewegtes Quantum oder in die Masse dargestellt wird, so setzt sich die Stromstärke aus der Spannung und dem elektrischen Quantum zusammen. Der Fehler liegt hier darin, daß man in unrichtigem Verständniß des Stromes die in ihm repräsentirte Größe der Bewegung mit dem in der Mechanik in diesem Sinne nicht anerkannten Ausdruck „Stärke“ bezeichnet hat. Das elektrische Quantum eines Batterie-Stromes bestimmt sich ceteris paribus aus der Flächengröße der metallischen Elemente der gleichen Zellen, die Spannung aus der Anzahl der Zellen. Diese so kurz wie möglich gefaßten Begriffsbestimmungen werden für den vorliegenden Zweck genügen; wir hoffen bald ausführlicher darauf zurückkommen zu können. So wenig man nun in der Mechanik der Ponderabilien, wo gleiche Quantitäten der Bewegung sind, auch allseitig gleiche Wirkungen erwartet, sofern sie bald mehr von der Masse, bald mehr von der Geschwindigkeit abhängen, eben so wenig genügt in der Anwendung des Galvanismus zur Erzielung gewisser Effecte die bloße Herstellung gleicher Quantitäten der Bewegung, oder Stromstärken beliebig, bald durch Vermehrung der Spannung, bald durch Vermehrung des elektrischen Quantums. Ein solcher Fall ist der von uns in Nr. 10 gelöste, nämlich die Abgabe derselben Depesche von einer Station gleichzeitig nach n verschiedenen Richtungen, oder die bestimmtere Aufgabe für einen in n gleiche Theile gezweigten Schließungsbogen eine Batterie herzustellen, welche auf allen Theilen dieselbe Wirkung hervorbringt, wie eine gegebene Batterie für sich auf einem der Theile. Es wäre aber nicht im Geiste der Nr. 10 gegebenen Lösung, noch der eben gegebenen Begriffsbestimmungen, noch des Ohm'schen Gesetzes gehandelt, wenn man zu dem angegebenen Zweck eine unbeholfene Säule von nmaliger Fläche construirte, in der vielleicht obendrein durch Vergrößerung der Flüssigkeitsstärke ein großer Theil der Kraft verloren ginge. Wohl aber verführe man in jenem Geiste, wenn man, die für richtige Beförderung der Depesche auf einer Linie erforderliche Batterie zu m Zellen von der Fläche 1 angenommen, je die ersten, 2ten ... mten Zellen der n Batterien in der Quantitäts-Kuppelung verbände und die so erhaltenen m Zellen von nfacher Fläche zu einer Batterie in der Intensitäts-Kuppelung vereinigte. Nie aber wird man bei einer solchen Stromtheilung auf allen Theilen die gleiche Wirkung der einfachen Batterie auf einem Theile erhalten können durch Erhöhung der Spannung derselben, bei unveränderter Quantität. 15. Wir wollten hiemit die Erläuterung unserer Begriffsbestimmungen an der Frage (10) und dieser selbst schließen, als wir am Ende der Eingangs erwähnten Abhandlung die letztere behandelt fanden. Obgleich wir bedauerlich auch auf diese Lösung nicht so tief als sie Veranlassung geben könnte, eingehen dürfen und daher des Näheren ihrer selbst auf den Ort verweisen,Beetz, in der Zeitschrift des deutsch-österreichischen Telegraphen-Vereins, 1855, Heft 4, S. 79 ff. so bemerken wir doch, daß wenn die dort zugegebenen Auslegungen und Anwendungen des Ohm'schen Gesetzes zulässig wären, mit einer für eine beliebige Telegraphen-Linie genügenden Batterie, ja mit jeder einfachen Zelle eine Kraft gegeben wäre, die, nachdem sie sich zur Ausführung einer gewissen Arbeit tauglich erwiesen hätte, dann auch das beliebig Tausendfache und Mehrfache derselben Arbeit mit unveränderter Leichtigkeit und Genauigkeit in demselben Augenblick verrichten könnte. Die unzweideutige Fassung und Lösung, welche der Aufgabe so eben gegeben, mit dem in Nro. 10 Bemerkten leisten Alles, was für jetzt zu leisten möglich ist, indem sie für jede der Linien die arbeitende Kraft geben, welche ihr auch bei einseitiger und einfacher Telegraphie zugewendet wird. Sind die concurrirenden Leitungen Vorkommendenfalls nicht von gleicher Länge, so wird man immer besser thun auf allen gleiche Widerstände herzustellen als durch Einhängen der kürzeren in Theile der Batterie die Wirkung der ganzen Batterie zu confundiren. Bei der a. a. O. angenommenen Theilung würde unseres Erachtens der Hauptsache nach die Leitung schwächeren Widerstandes einen Strom empfangen von dem Quantum l und der Spannung x, und für die übrigen als gleich angenommenen Leitungen eine Stromsumme in dem Nr. 1 bestimmten Sinne zu gleichmäßiger Vertheilung kommen, nämlich, wenn das Quantum der Zelle mit E bezeichnet wird, ein Strom vom Quantum e und der Spannung 60 und ein zweiter von dem Quantum E–e und der Spannung 60–x. Das x selbst wäre durch die für diese Linie bei einfacher Telegraphie erforderliche Zellenzahl gegeben, indem wir die Größe derselben, wie am angezogenen Orte vorausgesetzt, als gleich der aller gewöhnlich daselbst üblichen annehmen. Sollte es wirklich nach unserer Fassung der Aufgabe und Lösung noch Jemand räthselhaft erscheinen, daß vielleicht mit einer für die einfache Richtung üblichen Batterie mitunter nach zweien oder mehreren Richtungen richtig gleichzeitig Depeschen gegeben sind, so ist zu erinnern, daß die Zellengröße für die einfache Korrespondenz beträchtlicher als theoretisch geboten obgleich praktisch gerechtfertigt ist. Im Allgemeinen kann übrigens die Ausführung dieser Telegraphie mit allseitiger Sicherheit um so weniger erwartet werden, je langer die Linien oder je größer daher das durchschnittene Terrain ausgedehnt ist, da dann um so weniger eine unveränderte Beschaffenheit aller Leitungen zu erwarten ist. Wird auf einer der Linien die Leitung verschlechtert, so kommt dieß allen übrigen zu Gute und stört nur die Depeschen-Abgabe auf jener. Wird aber auf einer oder mehreren Linien die Leitung durch Nebenschließungen verbessert, so bringt dieß allen übrigen Kraftverlust und kann im schlimmsten Fall selbst verderblich für jene werden. Der Zinkverbrauch ist überall den elektromagnetischen Wirkungen proportional. 16. Alle Apparate, welche bisher zur Ausführung der gleichzeitigen Telegraphie aus den Endstationen eines Drahtes in entgegengesetzten Richtungen bekannt geworden sind, bedürfen, welche Stellung der arbeitenden Batterien man auch gewählt haben mag, einer Ausgleichung der Wirkung des abgehenden Stroms auf das eigene Relais der Station. Geht ihr Strom ungetheilt zur oberen Leitung, so wird die Aufstellung einer besonderen Ausgleichungsbatterie und ihrer Leitungen empfohlen, also eines vollständigen zweiten Apparates, dessen erster Bestandtheil noch eine stete besondere Aufwartung verlangt, neben derjenigen, welche auch leider denjenigen Verfahrungsweisen bleibt, bei denen jene Ausgleichung von der Leitungsbatterie selbst durch eine Stromtheilung bewirkt wird. Der größern Einfachheit des Betriebs wegen möchten daher diese letzteren vorzuziehen seyn. Jene Ausgleichung geschieht in beiden Fallen durch einen Strom, dessen Wirkung derjenigen des, zum Telegraphiren entsendeten Stromes entgegengesetzt ist; da aber dieser wegen nicht zu beherrschender fremder EinflüsseZur Abwendung der elektrischen Induction scheint es sehr rathsam, die im Jahr 1849 auf der Wien-Lundenburger Telegraphenleitung angewandten Ableiter der atmospärischen Elektricität in möglich großer Ausdehnung zu verwenden. Man vergl. Zeitschr. des deutsch-österreichischen Telegraphen-Vereins, 1855, Heft 5, Seite 99 zweite und dritte Zeichnung. auf die obere Leitung veränderlich ist, so bedarf es einer weiteren Ausgleichung zwischen den Stärken der Ströme oder einer Regulirung des Ausgleichungsstromes. Die Hauptausgleichung wird durch Einschieben eines veränderlichen Widerstandes oder Rheostaten ermöglicht auf der Zweigleitung oder der Leitung der besonderen Ausgleichungsbatterie, und nachdem auf diesen der Strom dem telegraphirenden Strom momentan gleich gemacht ist, werden die Schwankungen in ihren Wirkungen indirect durch die eigentlich nur zum Abreißen des Ankers bestimmte Feder bei s zum Theil unschädlich gemacht, allein es bleibt eine Unsicherheit, wonach der schwankende Fehler jede Größe erreichen kann. Dieser Fehler ist bei den von uns in Nr. 7 und 9 für Theilung des abgehenden Stromes vorgeschlagenen Relais unter allen Umständen auf die Hälfte reducirt, dadurch daß der Strom schon vor der Theilung zur Ausführung der halben erforderlichen Ausgleichung benutzt wird. So viel die Beschreibung des Hrn. Dr. Brix von dem Halske'schen Apparat ohne Anschauung eines solchen zu urtheilen gestattet, würde man diesen Fehler an demselben namentlich bei doppelter Ankerumwickelung in noch größerem Maaße unschädlich gemacht glauben, wenn nicht zwei Umstände Bedenken erregten. Den Hauptangelpunkt für die Tüchtigkeit des Apparats scheint zunächst die Drehbarkeit seines Ankerschenkels zu bilden, die wir in einer horizontalen Welle bei verticalen Schenkeln ruhend annehmen müssen, und diese scheint bei der Masse des Eisenkerns sammt seiner Umwickelung nicht mit der Leichtigkeit erreichbar, daß Unregelmäßigkeiten nicht zu befürchten wären. Je mehr die Drehung des Ankermagneten Kraft erfordert, desto mehr heben sich die abstoßenden gleichen Kräfte auf und der Ueberschuß wird als Anziehung wirksam. Daher feste Anker und Regulirung! Der zweite Punkt ist der, daß so wie der ankommende Strom bei einseitiger Telegraphie, so auch die Einwirkung jeder dem abgehenden Strom entgegengesetzten atmosphärischen Induction durch die Einrichtung des Apparates vorzugsweise begünstigt ist, daher wir nach dem Vorliegenden dem Apparat keine so zuverlässige Function zutrauen können, als es auf den ersten Blick scheint. Wir finden endlich im 1sten Augustheft dieses Journals (Bd. CXXXVII S. 166) auch die Beschreibung der in Nr. 11 berührten genialen Gintl'schen Erfindungen wieder; wir beharren im Allgemeinen auf der früher ausgesprochenen Ansicht, so bald die Ausgleichungsbatterie eine solche Stellung hat, daß sie sich mit der sprechenden zu einer von vermehrter Spannung vereinigen kann und überdieß mit ihr gleiche Zellengröße hat. Möglich ist, daß die Regulirung beim elektrochemischen Apparat erleichtert ist, da, wie es scheint, die Polarisation eine Unterbrechung in der sonst überall statt findenden Stetigkeit von Widerstandswirkungen hervorbringt, allein die Regulirung bleibt, wie wir hier bemerken müssen, unentbehrlich; nur wird der Fehler in derselben, so lange er innerhalb der Gränzen dieser Widerstandsgröße bleibt, ohne Einfluß seyn. 17. Nachdem so eben nachgewiesen, daß alle bekannten Apparate nach geschehener momentaner Haupt-Ausgleichung der concurrirenden Stromwirkungen mehr oder weniger einer steten Regulirung bedürfen werden, scheint diese vollständig nur möglich, wenn die Stromstärken zu einer Selbstregulirung gezwungen werden könnten. Ein solcher Selbstregulator zweier Ströme würde ein viel weitergreifendes Interesse, als das der alleinigen Telegraphie befriedigen; es kann in mannichfachen Fällen darauf ankommen, zwei Ströme während der Dauer einer Arbeit oder Beobachtung in unveränderlich gleicher Stärke wirken zu lassen, ohne ihnen eine stete Aufmerksamkeit widmen zu müssen, daß wir uns bei der Andeutung (11) nicht beruhigen, sondern um für die Sache eine größere Aufmerksamkeit zu erregen, in den Figuren 4 und 5, Tab. II, eine Horizontal- und Verticalzeichnung von einer Vorrichtung geben, welche nur eine Idee veranschaulichen soll, wie die Frage vielleicht gelöst werden könnte. In Fig. 4 ist AB ein gleicharmiger um C leicht beweglicher Hebel, mit dem die weichen Eisen A und B fest verbunden und daher in ihrer Entfernung von den feststehenden gleichen Eisen E und F bei Drehung des Hebels veränderlich sind. Es sind w', w'' .... Gefäße mit einer Flüssigkeit, die mit den festen Drahtverbindungen d, d' .... und den durch den Hebel beweglichen Drähten e, e' .... den punktirten Linien in den Gefäßen nach, eine einzige zusammenhängende, und bei Drehung des Hebels sich verkürzende oder verlängernde Leitung bildet, je nachdem die Drehung in einem oder in dem entgegengesetzten Sinne erfolgt. Die Eisenpaare A und E, B und F werden nun so aufgestellt, daß bei der mittleren Lage des Hebels die Eisen das ungestörte Spiel des Hebels mit den Drähten in den Gefäßen gestatten. Jedes Paar erhält im Allgemeinen gleichviel gleichgerichtete Drahtwindungen, so daß die mit ungleichnamigen Polen sich gegenüberstehenden Eisen sich einander anziehen. Genauer ist dann die Windungszahl jedes Paares so zu reguliren, daß wenn derselbe Strom alle vorhandenen Windungen gleichzeitig durchströmt, der Hebel die mittlere Lage einnimmt. Wie ein solcher Regulator bei der Telegraphie einzuschalten, ergeben die Bemerkungen an den Figuren, von denen Fig. 5 keiner weiteren Erklärung bedarf. Wäre der Widerstand der Flüssigkeitssäule bei einem Querschnitt wie die benetzten Gefäßtheile und einer Länge gleich der aller Gefäße, etwa dem Widerstand der ganzen oberen Leitung gleich, und dieser Regulator nach der Stromspaltung auf der Leitung eingeschaltet, so würde er, nachdem sein Hebel durch den Rheostaten in die mittlere Ruhelage gebracht wäre, mit einem Widerstande, welcher der halben oberen Leitung gleich ist, sich stärken oder schwächen können. Es kommt bei jedem Instrumente diesem ähnlich darauf an, daß die Veränderungen in der Stromstärke, veranlaßt durch die Veränderung in dem Wege durch die Flüssigkeit, sehr bedeutend sind gegen die Veränderungen, welche die wechselnde Entfernung der Elektromagnete auf ihre Anziehungskraft ausübt, mithin auf Verwendung vieler Gefäße und einer schlecht leitenden Flüssigkeit, wozu sich das reine Wasser empfiehlt, wenn es wirklich 27 Millionenmal schlechter leitet in runder Zahl als Eisen.Buff, Grundzüge der Experimental-Physik S. 350. Winkelhebel, Wassergemische, capilläre Substanzen etc. werden sich bei einem Regulator sicherlich immer empfehlen; wir müssen mit dieser Anregung schließen, der wir die erfolgreichste Aufmerksamkeit wünschen. Geschlossen den 11. October 1855.