Titel: Callan, über einen vorzüglichen Contact-Unterbrecher.
Autor: Callan, Nicholas J.
Fundstelle: 1858, Band 149, Nr. LI. (S. 172–175)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj149/ar149051

LI. Ueber einen vorzüglichen Contact-Unterbrecher und über gewisse Wirkungen eines Condensators bei Anwendung verschiedener Arten von Contact-Unterbrechern; von Prof. N. J. Callan.

Aus dem Philosophical Magazine, April 1858, S. 255.

Vor ungefähr zwei Jahren beschrieb Hr. Foucault in den Comptes rendus einen Contact-Unterbrecher, bei welchem der Contact durch eine Platinspitze, die man mittelst eines Elektromagneten in Quecksilber aus- und eintauchen läßt, hergestellt und unterbrochen wird; das Quecksilber wird mit Alkohol bedeckt. Bald darauf ließ ich ein solches Instrument anfertigen, welches so lange gute Dienste leistete, als ich mich einer einzigen Volta'schen Zelle bediente. Bei Anwendung von 3 Zellen fieng jedoch der Alkohol Feuer. Ich theilte diesen Umstand Hrn. Foucault mündlich mit; er sagte, er habe 30 Zellen genommen, ohne daß sich der Alkohol entzündet hätte, bei seinem Unterbrecher stehe jedoch der Alkohol ungefähr 2 Zoll hoch über dem Quecksilber, während bei dem meinigen die Alkoholschichte nur 1/2 Zoll hoch war.

Bei einem Instrument dieser Art habe ich neuerlich zur Herstellung und Unterbrechung des Contactes mittelst Eintauchens in Quecksilber und Austauchens Platin, Kupfer, amalgamirtes Kupfer, versilbertes Kupfer, Zinn und Eisen benutzt. Das Quecksilber war mit Baumöl, Alkohol oder Terpenthinöl bedeckt. Die nämliche Batterie und derselbe Elektromagnet wurden angewandt, um diese verschiedenen Metalle in rasche Vibration zu setzen. Das amalgamirte Kupfer wirkte weit kräftiger als Platin oder irgend eines der anderen Metalle, aber der Contact wurde nicht so rasch hergestellt und unterbrochen wie mittelst der anderen Metalle, weil an dem amalgamirten Kupfer nach dessen Erhebung über die Quecksilberfläche etwas Quecksilber hängen blieb. Es war daher zur Unterbrechung des Contactes nothwendig, das amalgamirte Kupfer und die Armatur des Elektromagneten durch einen größern Raum vibriren zu lassen, als die anderen Metalle. Bei Anwendung von amalgamirtem Kupfer mußte man der Armatur gestatten, sich ungefähr 1/8 Zoll von den Polen des Elektromagneten zu entfernen; deßhalb erfolgte die Herstellung und Unterbrechung des Contactes nicht mit großer Geschwindigkeit. Diesem Uebelstande habe ich durch Anwendung eines Hebels abgeholfen, dessen beide Arme rechtwinkelig |173| zu einander stehen, und von denen der eine ungefähr 1/2 Zoll, der andere 6 bis 7 Zoll lang ist. Der kürzere Arm ist mittelst eines messingenen oder eisernen Doppelgelenkes mit der Armatur, und der längere Arm, welcher horizontal seyn muß, mit dem amalgamirten Kupferstück verbunden. Der Elektromagnet ist in horizontaler Lage an ein Gestell befestigt; die Armatur ist an ein Bret befestigt, welches um ein Scharnier beweglich ist und beinahe senkrecht steht. Mit Hülfe einer Schraube läßt sie sich in den geeigneten Abstand von den Polen des Elektromagneten bringen. Sie wird durch eine oder zwei Federn mit einer Kraft gepreßt, welche gerade hinreicht, die Attraction des Elektromagneten zu überwältigen und auf diese Weise die Verbindung mit der Batterie zu unterbrechen, bevor der Magnet und Kern der Inductionsspirale die volle magnetische Kraft empfangen, welche die Batterie ihnen ertheilen kann. Wird die Armatur gegen die Pole des Elektromagneten durch einen Raum von 1/96 Zoll gezogen, so steigt das 6 Zoll von der Drehungsachse entfernte amalgamirte Kupferstück um 1/8 Zoll, und tritt demnach aus dem Quecksilber, selbst wenn die Armatur durch keinen größern Raum als 1/96 Zoll vibrirt. Die Vibrationen durch einen so kleinen Raum sind sehr rasch, und folglich wird die Verbindung der Magnetspirale und des primären Drahtes der Inductionsspirale mit der Batterie, mit großer Schnelligkeit hergestellt und unterbrochen.

Für den langen Hebelarm nahm ich ein ungefähr 6 bis 7 Zoll langes und 1 Zoll breites Stück dicken Messingblechs. Man kann ein 1/4 Zoll breites und ungefähr 4 Zoll langes Stück aus der Mitte des langen Arms schneiden, um eine dünne Platte von amalgamirtem Kupfer oder von Platin in beliebigem Abstande vom Mittelpunkt der Bewegung mittelst einer kleinen Schraube und Mutter an den Hebel zu befestigen. Ich habe das amalgamirte Kupfer in 3 bis 10 Zoll Abstand vom Drehungspunkte befestigt, und gefunden, daß es bei 3 oder 4 Zoll Entfernung eben so gut wirkt wie bei 10 Zoll. Den langen Arm länger als 6 bis 7 Zoll zu machen, ist nutzlos. Ich habe gefunden, daß die Anwendung des so eben beschriebenen Hebels eine große Verbesserung am Contact-Unterbrecher ist, nicht nur bei Anwendung von amalgamirtem Kupfer und von Quecksilber, sondern auch, wenn der Contact mittelst Platins oder eines sonstigen Metalls und Quecksilbers, oder durch das Pressen zweier festen Metalle gegen einander bewerkstelligt wird.

Bei dem Quecksilberunterbrecher habe ich als Decke Baumöl, Alkohol und Terpenthinöl angewandt, das Baumöl scheint eben so gut als die beiden anderen Flüssigkeiten zu wirken und hat noch den Vortheil daß es nicht verdunstet; die beiden anderen müssen jeden Tag erneuert werden.

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Die magnetische Kraft des Elektromagneten bei dem Quecksilber-Contact-Unterbrecher, und die durch den secundären Strom seiner Spirale hervorgebrachte Erschütterung, sind weit größer, wenn amalgamirtes Kupfer, als wenn Platin angewandt, oder wenn die Verbindung mit der Batterie durch zwei feste Metalle hergestellt und unterbrochen wird. Die beschriebene Vorrichtung, bei welcher der Contact mit Hülfe von Quecksilber und amalgamirtem Kupfer hergestellt und unterbrochen wird, ist daher allen anderen Unterbrechern vorzuziehen. Der Grund ist, weil amalgamirtes Kupfer mit dem Quecksilber einen bessern Contact macht als das Platin, oder als zwei feste Metalle mit einander machen.

Der Quecksilber-Unterbrecher erfordert zu seinem Betrieb eine weit geringere magnetische Kraft als andere Contact-Unterbrecher, weil zur Herstellung eines vollkommenen Contactes zwischen Quecksilber und amalgamirtem Kupfer kein Druck nothwendig ist. Ich habe gefunden, daß zum Betriebe dieses Instruments der Magnetismus eines Poles des Kerns einer Inductionsspirale mehr als hinreichend ist. Wird der Armatur nur ein Pol des Kerns dargeboten, so sollte man in der Nähe desjenigen Endes der Armatur, welches dem unter dem Einfluß des Kerns stehenden entgegengesetzt ist, ein Stück weiches Eisen befestigen.

Es ist vortheilhaft, die Inductionsspirale und ihren Kern in zwei oder mehrere Theile zu theilen, und ein Ende jedes Theiles des Kerns an ein Gestell zu befestigen, so daß es ungefähr 1/30 oder 1/25 Zoll von der Armatur absteht. Die der Armatur dargebotenen Enden des Kerns sollten abwechselnd Nord und Süd seyn; die entgegengesetzten Enden der Theile des Kerns werden alsdann gleichfalls abwechselnd Nord- und Südpole, und können durch eine eiserne Platte mit einander verbunden werden, so daß sämmtliche Theile als ein Elektromagnet auf die Armatur wirken. Die verschiedenen Theile des Kerns sollten mindestens einen Zoll über jedes Ende der sie umgebenden Theile der primären Spirale hervorragen. Beide Enden jedes Theils des Kernes sollten flach gefeilt werden. Dadurch, daß man die Enden derjenigen Theile des Kerns, welche der Armatur nicht dargeboten werden, durch eine Eisenplatte verbindet, wird die magnetische Kraft des Kerns und seine Anziehung für die Armatur, folglich auch die Wirkung des Contact-Unterbrechers erhöht; dagegen wird die plötzliche Magnetisirung und Entmagnetisirung des Kerns schwieriger. Ich habe mich bei dem Quecksilber-Unterbrecher einer kleinen Spirale bedient, die in zwei gleiche Theile getheilt war, und gefunden, daß die Verbindung der Enden mittelst einer Eisenplatte kaum eine Aenderung in der Länge der durch die secundäre Spirale gegebenen Funken hervorbrachte. Die Funken aus der Spirale waren bei Anwendung des Contact-Unterbrechers |175| länger, als diejenigen welche ich durch Herstellung und Unterbrechung des Contactes aus freier Hand hervorzubringen vermochte. Die Abtheilung der Inductionsspirale und ihres Kerns in zwei oder mehrere Theile ist bei langen Spiralen vortheilhaft, weil sie die Länge der Drähte im Kern vermindert. Die Theile, in welche der Kern getheilt wird, brauchen nicht gleiche Länge zu haben.

Werden die Enden der Spirale eines Elektromagneten, welcher einen Unterbrecher in Thätigkeit setzt, mit einem Condensator verbunden, so vibrirt die Armatur bei Anwendung einer kleinen Batterie augenblicklich rascher und schlägt mit erhöhter Stärke gegen die Pole des Magneten, es sey denn daß der Contact durch Quecksilber und amalgamirtes Kupfer hergestellt und unterbrochen wird. Bei Anwendung einer kräftigen Batterie dagegen erhöht der Condensator die Kraft des Elektromagneten nicht merkbar; dieß war selbst bei Anwendung einer kleinen Batterie nicht der Fall, wenn die Verbindung mit der Batterie mittelst Quecksilbers und eines amalgamirten Metalles hergestellt und unterbrochen wurde. Dieß ist ein weiterer Beweis für den Vorzug des Unterbrechers mit Quecksilber und amalgamirtem Kupfer.

Die erhöhte Wirkung, welche durch den Condensator bei den verschiedenen Unterbrechern hervorgebracht wird, ist eine Bestätigung der Richtigkeit meiner Ansicht über die Wirkungen des Kondensators, wornach dieselben darin bestehen: 1) die Bewegung der den primären Draht durchströmenden Elektricität in dem Zeitpunkt wo seine Verbindung mit der Batterie unterbrochen wird, zu beschleunigen, und dadurch die magnetische Kraft des Kerns zu erhöhen; 2) den Magnetismus des Kerns durch die von der positiven zur negativen Platte des Kondensators strömende Elektricität rascher zu zerstören, sobald der Kern alle Elektricität aufnimmt, welche in der primären Spirale in dem Zeitpunkt strömt, wo ihre Verbindung mit der Batterie unterbrochen wird.

Ich will hier noch erwähnen, daß, wie ich durch Versuche gefunden habe, Eisendraht rings um den primären Draht einer Inductionsspirale gewickelt, der Kraft widersteht, mit welcher die Elektricität nach der positiven Platte des Kondensators gezogen wird, nachdem die Verbindung zwischen dem primären Draht und der Batterie aufgehoben ist, und daß folglich die ungeheure Quantität Eisendraht, welche um den Leitungsdraht des atlantischen Telegraphentaues gewickelt ist, dem über den Ocean zu versendenden elektrischen Strom einen großen Widerstand darbieten muß. Es sollten daher zum Schutz und zur Verstärkung eines solchen Leitungsdrahtes in Zukunft andere Mittel als Eisendraht in Anwendung gebracht werden.

Maynooth College, 27. Februar 1858.

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