LXXXVIII. Ueber die magneto-elektrischen Maschinen; von Jamin und Roger. Aus den Comptes rendus, t. LXVI p. 1100; Juni 1868. Jamin und Roger, über die magneto-elektrischen Maschinen. In der vorliegenden Arbeit suchten wir die Gesetze der Erregung der Elektricität in den magneto-elektrischen Apparaten herzustellen, und wir glauben dabei auch zum Ziele gekommen zu seyn. Man kann die Formel für diese Maschinen festlegen, indem man annimmt, daß sie durch die von einem Motor ihnen beigebrachte Kraft eine bestimmte Quantität Wärme entwickeln, welche letztere durch einen elektrischen Strom in den inneren und äußeren Widerständen regenerirt wird. Die einzige Frage, welche also zu lösen ist, besteht darin, die Gesetze zu finden, von welchen die entwickelten Wärmequantitäten einerseits abhängig sind, andererseits aber regenerirt werden. Unsere MaschineBeschrieben im polytechn. Journal Bd. CLXVII S. 104 (Februar 1863) und Bd. CLXXXVIII S. 425 (Juni 1868). wurde bei der Gesellschaft l'Alliance construirt; sie ist aus 6 rotirenden Scheiben oder Inductor-Systemen zusammengesetzt, wobei in jedem Inductor die 16 Spiralen nach Spannung (nämlich hinter einander oder nach Intensität) vereinigt sind und so einen Gesammtwiderstand R von 12 Windungen oder Umdrehungen (tours) des Rheostaten bilden. Diese Scheiben (oder Inductor-Systeme) sind unter sich nach Quantität, also so vereinigt, daß sie einen Elektromotor (oder Rheomotor) von 6 unabhängigen Maschinen darstellen, welche ihre Elektricität der äußeren Kette (also dem Schließungsleiter) zuführen. Der Gesammtwiderstand beträgt also R getheilt durch 6 oder 2 Windungen des Rheostaten. Man hat der Maschine Geschwindigkeiten beigebracht, welche während einer jeden Reihe der Untersuchungen constant blieben; dieselben variirten bei den verschiedenen Reihen von 350 bis 550 Umdrehungen in der Minute. Die bewegende Kraft wurde erzeugt mittelst eines Gas-Motors nach dem Hugon'schen SystemeBeschrieben im polytechn. Journal Bd. CLXXXVII S. 4 (Januar 1868). dessen Regelmäßigkeit nichts zu wünschen übrig ließ. Ein Zaum wurde bleibend an der Hauptwelle angebracht, um die Kraft zu messen und dieselbe variiren zu lassen, wodurch also auch die Wärme, welche bei der Maschine aufgewendet wurde, ermittelt war. Die in den äußeren Widerständen erzeugte Wärme wurde mittelst eines Calorimeters gemessen. „Alle Untersuchungen haben gezeigt, daß die Anzahl C der Calorien der in einem äußeren Widerstände x erzeugten Wärme zunächst mit diesem Widerstände wächst, um hierauf wieder bis zu 0 abzunehmen, wenn der Widerstand bis in's Unendliche zunimmt. Jene Zahl erreicht ein Maximum für einen Werth von x, der gleich R oder 12 Windungen des Rheostaten beträgt; sie ist exact dargestellt durch die Formel Textabbildung Bd. 189, S. 354 Nun weiß man, daß im Schließungsleiter einer Volta'schen Batterie, dessen Widerstand x ist, und wobei der innere Widerstand der Batterie R, die elektromotorische Kraft der letzteren A ist, der Wärmeeffect des hydro-elektrischen Stromes nach Joule ausgedrückt werden kann durch C = x. i2 oder Textabbildung Bd. 189, S. 354 Die magneto-elektrische Maschine zeigt also bezüglich der Wärmewirkungen dasselbe Verhalten wie der eben genannte hydro-elektrische Rheomotor, jedoch mit dem wesentlichen Unterschiede, daß das R nicht den inneren oder wesentlichen Widerstand bedeutet, welcher bei der gedachten Anordnung der magneto-elektrischen Maschine R/6 ist, sondern den Widerstand darstellt, wie ihn jeder der Inductoren der 6 Scheiben, welche gemeinschaftlich zur Erzeugung des Stromes verwendet werden, für sich besitzt. Man kann also sagen, daß das Ohm'sche Gesetz bei den magneto-elektrischen Maschinen seine Gültigkeit hat, jedoch besteht die wesentliche Modification, daß die verschiedenen Scheiben oder Inductor-Systeme eine gegenseitige Unabhängigkeit von einander erkennen lassen, indem sie gleichsam ihre Ströme hinter einander in dem Schließungsleiter auftreten lassen.“ „Es besteht übrigens zwischen der hydro-elektrischen Kette und unserer Maschine noch ein anderer wichtiger Unterschied. Die Wärmemenge C1, welche eine hydro-elektrische Kette während der Zeiteinheit liefert, ist proportional der elektromotorischen Kraft und dem Gewichte des aufgelösten Zinkes, d. h. der Stromstärke, so daß man hat Textabbildung Bd. 189, S. 355 Soll wohl heißen: Textabbildung Bd. 189, S. 355 , worin natürlich A als constant bleibend angenommen ist. Der Referent. Woraus hervorgeht, daß diese Wärme mit den Ordinaten einer gleichseitigen Hyperbel variirt. Die magneto-elektrische Maschine scheint eine Kette zu repräsentiren, welche ihre Wärme dem Motor verdankt, anstatt dieselbe durch chemische Wirkungen erzeugen zu lassen, und man könnte daher glauben, daß die Wärmequantität, welche sie liefert, nach demselben Gesetze variiren sollte. Dem ist aber nicht so. Diese Quantität läßt sich repräsentiren durch den empirischen Ausdruck Textabbildung Bd. 189, S. 355 in welchem α und β constante Größen sind. Sie ist ein Minimum bei x = o, d. h. wenn der äußere Widerstand gleich o ist; sie nimmt progressiv zu, bis sie gleich Textabbildung Bd. 189, S. 355 bei x = R + 2 α wird; sie nimmt ab bis zu β, wenn x unendlich wird, d. h. wenn die Kette offen oder der Strom unterbrochen ist. Hieraus geht also hervor, daß wenn man den Zaum ungeändert lassen würde, der Gang der Maschine sich in demselben Maaße verzögern würde, in welchem der Widerstand zunimmt, bis der Werth von x gleich R + 2 α wird, um hierauf wieder an Geschwindigkeit zuzunehmen, wenn der äußere Widerstand fortan continuirlich wächst.“ „Diese Gesetze lassen sich noch in einer anderen Weise der Prüfung unterwerfen: Nach dem Experimente beträgt die gelieferte Wärmemenge Textabbildung Bd. 189, S. 355 ; um so viel muß daher die Arbeit T - T′, welche der Motor bei geöffneter Kette liefert, vermehrt werden, sobald der Widerstand x eingeführt wird. T - T′ dividirt durch das mechanische Aequivalent der Wärme E repräsentirt daher die von dem Motor abgetretene Wärme, oder y - β man hat also: Textabbildung Bd. 189, S. 355 Hieraus läßt sich E berechnen. Unsere Experimente haben mehr als 50 Werthe für E geliefert, welche annähernd mit jenen übereinstimmen, die früher von Anderen gefunden worden sind. — Die von dem Motor empfangene Wärme Textabbildung Bd. 189, S. 356 erzeugt also in der äußeren Kette eine Quantität Textabbildung Bd. 189, S. 356 Nach dem Gesetze von Joule (u. A.) soll die in dem Schließungsleiter regenerirte Anzahl von Calorien Textabbildung Bd. 189, S. 356 betragen; die Differenz dieser Größen, nämlich Textabbildung Bd. 189, S. 356 repräsentirt sohin die unbenutzt verbrauchte Wärme. Unsere Experimente haben gezeigt, daß diese zwei Drittel derjenigen beträgt, welche vom Motor übertragen wird.“ „Die Divergenzen, welche wir oben bezeichnet haben, und die zwischen den Gesetzen für die magneto-elektrische Maschine einerseits und die geschlossene hydro-elektrische Kette andererseits bestehen, können durch eine Hypothese erklärt werden, welche uns sehr wahrscheinlich erscheint: ein Theil der Wärme von C″ welche nicht nutzbar gemacht wird, wird zur Ueberwindung der passiven Widerstände aufgewendet und ist constant, dieselbe sey mit M bezeichnet; ein zweiter Theil aber bewirkt eine Reaction in den permanenten Magneten (dans les aimants fixes) und ist auf experimentellem Wege unmöglich zu präcisiren, aber sie wird durch eine Absorption von Calorien übertragen. Dieser Theil nun ist variabel; nennen wir denselben C′″, so hat man Textabbildung Bd. 189, S. 356 Es muß also zugegeben werden, daß diese Reaction mit dem Werthe von x zunimmt und ihr Maximum annimmt, wenn die Kette offen ist.“ „Diese nunmehr anerkannten und verificirten Gesetze können wir nun auf die einzige Anwendung, welche von jenen Maschinen (hier) gemacht wird, nämlich auf das elektrische Licht, anwenden. Jedesmal, wenn ein Regulator in die Strombahn eingeschaltet wird, verringert sich die Geschwindigkeit der Maschine ebenso, wie dieß bei Einschaltung eines Metalldrahtes stattfindet. Der Lichtbogen setzt dem Strome einen Widerstand x entgegen, welcher bestimmt werden kann, wenn man die Anzahl der Windungen (oder Umdrehungen des Rheostaten) aufsucht, welche in die Kette eingeschaltet werden müssen, um die Geschwindigkeit der Maschine um denselben Betrag zu verringern. Dieses vorausgefetzt haben wir die durch den Lichtbogen entbundene Wärme mit derjenigen verglichen, welche in diesem Widerstände regenerirt wird, und dabei haben wir nun gefunden, daß beide einander vollkommen gleich waren. Wir sind daher veranlaßt anzunehmen, daß die beiden Kohlen der elektrischen Lampe nicht anders wirken wie ein Metalldraht, und zwar sowohl durch die Wärme, welche sie regeneriren, als auch durch die Verminderung, welche sie in der Stromstärke erzeugen.“ „Diese Wärme des Lichtbogens ist sehr schwach. Sie ist kaum so groß als jene eines Gasbrenners, welcher 1 Liter Gas in der Minute verbraucht. Um aber diese Wirkung zu erhalten, muß man in dem Hugon'schen Gas-Motor 100 Liter Gas consumiren; die zur Wahrnehmung gekommene Wärme überschreitet also nicht den hundertsten Theil der aufgewendeten. Obgleich sie schwach ist, so concentrirt sie sich auf einen sehr beschränkten Raum, nämlich auf die Kohlenspitzen, entwickelt hier eine enorme Temperatur und in Folge dessen eine Lichtstärke, welche nahezu zweimal so groß wie jene ist, wenn jene consumirten 100 Liter Gas direct verbrannt würden, und selbst viermal so groß als letztere, wenn man Kohlenelektroden anwendet, die nach dem Verfahren von Carré präparirt sind.Ueber diese sogen. metallischen Kohlenelektroden ist nach den uns vorliegenden Quellen (Comptes rendus, t. LXVI p. 614, März 1868 und Les Mondes, t. XVII p. 187, Juni 1868) bloß bekannt, daß dieselben mit Metallpulver, wie Eisen, Antimon etc. präparirt werden und bei der Benutzung im Regulator eine Lichtstärke liefern sollen, welche sich zu jener der Elektroden aus Gaskohlen verhalte wie 1,69 zu 1, also eine Vermehrung des Glanzes um mehr als ein Drittel. Durch Einführung von Substanzen von größerer Leitungsfähigkeit, und welche leichter sich verflüchtigen als die Kohle, sollen dergleichen Resultate erhalten werden. Eine ziemlich große Anzahl von Salzen, namentlich jene von Kali und Natron, sollen gleichfalls hierfür verwendet werden können, wenn mit denselben die Kohlen im heißen Zustande getränkt werden; zur Vergrößerung der Dauerhaftigkeit der Elektroden sollen dieselben mit Borsäure versetzt werden, wodurch ihre Verbindung mit dem Sauerstoff der Luft verhindert werde etc. — Wir möchten hier erwähnen, daß die Versuche von Carré nicht neu sind; die seiner Zeit von Casselmann ausgeführten Untersuchungen (Poggendorff's Annalen. Bd. LXIII S. 576) dürften dabei wohl in Erinnerung gebracht werden.Der Ref. Was also einerseits in beträchtlicher Weise an Wärme verloren wird, gewinnt man andererseits in bedeutender Größe an Licht. — Dieses Resultat enthält nichts Paradoxes. Die magneto-elektrische Maschine macht allerdings nur einen kleinen Theil der absorbirten Wärme nutzbar, aber sie sammelt die in einem großen Raume zerstreute, um sie auf ein kleines Volumen zu concentriren; sie nimmt sie bei einer niederen Temperatur, um eine enorme Erhitzung der Kohlenelektroden zu erzeugen; die Wärme befindet sich dabei im dunklen Zustande, um Licht zu erzeugen; sie vermindert ihre Quantität, sie verändert ihre Natur; sie gibt strahlende Wärme ab, welche geringe Bedeutung hat, während sie Lichtbündel erzeugt, welche hohen Werth haben, und endlich nimmt sie die günstigste Umwandlung an unter allen anderen Veleuchtungsquellen.“