Titel: Varley, über die Phänomene des atlantischen Kabels.
Autor: Varley, Cromwell Fleetwood
Fundstelle: 1867, Band 185, Nr. I. (S. 1–5)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj185/ar185001

I. Ueber die Phänomene des atlantischen und anderer langer Unterseekabel; von C. F. Varley.

Im Auszuge nach dem Engineer vom 22. Februar 1867, S. 169 und der Chemical News vom 1. März 1867, S. 102.

Mit einer Abbildung auf Tab. I.

Die eigenthümlichen Ladungs-Phänomene, welche in tadelfreien, langen Unterseelinien die Geschwindigkeit der telegraphischen Signale bekanntlich in bedeutender Weise beeinflussen, waren in einer öffentlichen Vorlesung an der Royal Institution vom 15. Februar d. J. der Gegenstand einer sehr lehrreichen Erörterung. Varley, der in diesem Gebiete der unterseeischen Telegraphie so wesentliche Verbesserungen zu Stande gebracht hat1), zeigte durch seine sinnreichen Demonstrationen, welchen Einfluß eine Flaschenleitung, wie sie ein Kabel vorstellt, auf die Geschwindigkeit und Stärke des continuirlichen Stromes hat, und deutete zugleich die Mittel an, um die Einwirkung des Erdstromes auf die telegraphischen Signale zu beseitigen.

Um die Erscheinungen dem großen Auditorium vorzuführen, wählte er bei seinen Experimenten zwei künstliche Kabel; das eine hatte das atlantische Kabel zu repräsentiren, das andere wurde von derselben Anordnung gewählt, jedoch war seine Länge für einen Widerstand von 13000 engl. Meilen, nämlich so angeordnet, als ob es ein Kabel zwischen England und Australien zu repräsentiren hätte. Für die atlantische Linie wurde der Drahtkern durch Widerstandsrollen, für die australische wurde derselbe durch Wassersäulen ersetzt, die denselben Widerstand, wie die Linie selbst, darboten. Der Einfluß der isolirenden Umhüllung des in die See gelegten Kabels wurde mittelst Condensatoren von gleicher Inductions- (Influenz-) Fähigkeit wie jene Umhüllung ersetzt, welche in nahe gleichen Abständen in die ganze künstliche Linie zu diesem Zwecke eingeschaltet wurden. Auf der künstlichen australischen Linie wurden |2| 10 Stationen, nämlich Gibraltar, Malta, Suez, Aden, Bombay, Calcutta, Rangoon, Singapore, Jaffa und Australien angenommen, und an jeder Station als Empfangsapparat ein Reflections-Galvanometer von großer Empfindlichkeit eingeschaltet. Die Scala eines jeden der 10 Galvanometer wurde durch das Licht einer elektrischen Lampe beleuchtet, und die von den Spiegeln reflectirten Bilder auf einem Schirme im Vordergrunde des zu diesem Zwecke verdunkelten Beobachtungsraumes aufgefangen. Die Anordnung wurde so getroffen, daß, so lange kein Strom durch die Linie gieng, die Projectionen der sämmtlichen kleinen Spiegelbilder auf den Schirm in eine Gerade fallen mußten, welche durch eine bestimmte Marke schon vorher bezeichnet war; die momentane oder durch eine kurze Zeit andauernde Ablenkung einer oder der anderen der Galvanometernadeln konnte so an den Spiegelbildern sogleich erkannt werden, da in diesem Falle das betreffende Bild auf die eine oder die andere Seite der fixen Marke fiel, wenn Ströme in einer oder der anderen Richtung durch die Linie passirten. Als Rheomotor wurde an der Ausgangs-, nämlich an der englischen Station eine Batterie von 800 kleinen Daniell'schen Elementen benutzt, von der abwechselnd der positive oder der negative Pol mittelst eines Submarine-Schlüssels mit dem englischen Ende der Linie und der andere mit der Erde in Verbindung gesetzt werden konnte, während das entfernte Ende der Linie zur Erde abgeleitet wurde; daß nach Belieben der Anfang der Linie mittelst des Schlüssels mit der Batterie oder mit der Erde in Communication gesetzt werden kann, ist ohnehin bekannt. Wurde nun an der englischen Seite der Taster niedergedrückt und ein positiver Strom in die Linie gesendet, so erfolgte zunächst ein Zeichen am Galvanometer von Gibraltar; eine oder zwei Secunden später erhielt Malta das Zeichen; hierauf und mit immer schwächeren Zeichen erfolgte ein Stromdurchgang durch die folgenden Stationen Aden, Bombay, während ungefähr nach einer halben Minute ein sehr schwaches Zeichen an dem australischen Ende wahrnehmbar war. Nach verschiedenen Methoden wurden sodann die Zeichen in die Linie gesendet, und es zeigte sich hierbei, daß die Geschwindigkeit des Signalisirens durch die Natur der Kabelleitungen auf bestimmte Grenzen beschränkt ist. Während das Licht und die strahlende Wärme eine bestimmte Fortpflanzungsgeschwindigkeit haben, so könne man, wie Varley ausführt, für die Elektricität eine solche in präciser Weise nicht feststellen. In dem Augenblicke, in welchem die Kette geschlossen wird, zeigt sich zwar an dem entfernten Ende derselben die Anwesenheit von elektrischem Zustande, dieser sey aber viel zu schwach, als daß derselbe in einem langen Kabel durch eines der bekannten rheoskopischen Mittel sicher zur |3| Wahrnehmung gebracht werden kann. Erst eine bestimmte Zeit nach dem Schließen der Kette, die unter sonst gleichen Umständen für jedes Kabel eine andere ist, wird die Stärke des Stromes an dem entfernten Ende in wahrnehmbarer Weise zunehmen; sie nähert sich hierbei einem ganz bestimmten Maximum, ohne jedoch die Größe des Stromes zu erreichen, welche die Batterie zu liefern im Stande ist. Von einer eigentlichen Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Elektricität könne daher hier nicht die Rede seyn; man könne bloß fragen: nach welcher Zeit erreichte der Strom ein Viertel oder die Hälfte oder irgend einen anderen Theil der Maximalstärke, welche der ganzen Kette entspricht. Durch die Experimente wurde diese Ansicht auch beleuchtet. Wurde der Taster niedergedrückt, so konnte man die genannten Erscheinungen an den Spiegelbildern der Galvanometer wahrnehmen, und erst nach einer vollen Minute kam der Ladungsstrom mit sehr bedeutender Stärke an der Endstation zum Vorschein; wurden, nachdem in der Linie keine Ladung mehr wahrnehmbar war, die sämmtlichen Condensatoren ausgeschaltet, so zeigte sich fast in demselben Augenblicke, wenn jetzt der Schlüssel mit einem Batteriepole in Verbindung gesetzt wurde, an der fast gleichzeitigen Ablenkung aller Spiegelbilder der Galvanometer die Abwesenheit des Stromes an allen Stationen bis zum australischen Ende. Wurden die sämmtlichen Condensatoren wieder eingeschaltet, und sendete man wieder wie vorher einen Strom durch die Linie, setzte sodann das englische Ende mit der Erde in Communication, so konnte man die Anwesenheit eines starken Rückstromes zuerst an dem Gibraltar-Bilde, dann erst an den Bildern der Galvanometer für Malta, Suez und Aden, und fast in denselben Momenten den Durchgang starker Entladungsströme an den Bildern von Calcutta, Rangoon etc. in entgegengesetztem Sinne mit den vorigen wahrnehmen, während das Galvanometer von Bombay keine wahrnehmbare Ablenkung zeigte. Als jedoch bei weiterer Fortsetzung der Experimente in gehöriger Aufeinanderfolge Ströme mit wechselnder Richtung durch das Flaschenkabel gesendet wurden, konnte man deutlich an den Abweichungen der Bilder der einzelnen Zwischenstationen das Neutralisiren der Rückströme zur Wahrnehmung bringen und zeigen, wie namentlich durch das von Varley eingeführte Verfahren die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Signale bis zu einer bestimmten Grenze gesteigert werden kann. Der Einfluß der isolirenden Umhüllung eines unter Wasser liegenden Kabels, das an seinem einen Ende mit dem Pole der Batterie und an seinem anderen mit der Erde in Verbindung steht, konnte noch deutlich durch andere Versuche aufgewiesen werden. Wurde die aus 800 Elementen zusammengesetzte Batterie mit Hinweglassung der Condensatoren geschlossen, |4| so war die Schlagweite, sowie die Wirkung des Funkens beim Oeffnen der Kette unbedeutend; wurden hierauf die Condensatoren wieder eingeschaltet, so konnte durch den Trennungsfunken ein Stück Stanniol plötzlich unter starker Explosion geschmolzen werden. Ein anderer Versuch bestand darin, daß man an dem künstlichen atlantischen Kabel an dem Neufundlandende die Linie durch eine Geißler'sche Röhre mit der Erde in Verbindung setzte; erst nach mehreren Secunden zeigte sich die Anwesenheit des Stromes am entfernten Ende, und als seine Stärke ungefähr die Hälfte des Maximums erreicht hatte, kam ein prachtvolles Licht in der Röhre zum Vorschein. Es zeigte sich hierbei, daß die Geißler'sche Röhre dem Strome einen Widerstand darbietet, der dem von 390 bis 400 der angewendeten Daniell'schen Zellen äquivalent seyn soll. Als hierauf auch das englische Ende mittelst einer Geißler'schen Röhre mit der Erde in Verbindung gesetzt wurde, kam auch diese nach 1 bis 2 Secunden zum Leuchten; die Stärke des Lichtes nahm in beiden Röhren mit der allmählichen Entladung des Kabels ab. – Auf diese Weise suchte Varley durch ganz andere Mittel, als solche schon im Jahre 1854 von Faraday, später von Wheatstone (und noch früher von Siemens) angewendet wurden, nachzuweisen, daß ein in die See versenktes Kabel, von dem das eine Ende mit einem Batteriepole, das andere mit der Erde in Verbindung steht, die Rolle einer großen Leydner Batterie, welche in die Kette einer hydro-elektrischen Stromquelle eingeschaltet sich befindet, einnehmen müsse.

Bezüglich der Einwirkung der Erdströme, über deren Störungen ebenfalls hier gesprochen wurde, bemerkt Varley unter Anderem, daß bei seinen Erfahrungen niemals ein Erdstrom wahrgenommen wurde, dessen Maximalstärke, mag derselbe im positiven oder im negativen Sinne aufgetreten seyn, innerhalb einer Minute zum Vorschein kam; gewöhnlich war bei den stärksten Erdströmen, welche vorkamen, zum Anwachsen auf ihre größte Intensität eine Zeit von 4 bis 5 Minuten nothwendig. Um die durch diese fremdartigen Ströme hervorgebrachten Störungen im Signalisiren zu beseitigen, wendet Varley einen von ihm construirten neuen Apparat (Fig. 16) an. Dieser Apparat besteht aus einem cylindrischen Gefäße mit Wasser, in welches zwei (wohl ungleichartige) Metallstreifen F, F getrennt von einander eingesetzt sind, und von welchen die eine mittelst des Schlüssels H mit der Kabelleitung L in Verbindung gebracht werden kann, die andere aber bleibend mit der Erde in Communication gesetzt ist. An einer gemeinschaftlichen Welle, welche in 1 1/2 Minuten eine Umdrehung vollführte, sind zwei (von einander isolirte) Metallplatten G angebracht, von denen die eine mit dem positiven, die |5| andere mit dem negativen Pole der Batterie D an der gebenden Station in Contact gesetzt wird. Diese beiden Platten kommen beim Beginne ihrer Umdrehung in eine Stellung, in welcher der Batteriestrom dieselbe Richtung hat wie der Polarisationsstrom der Platten-Kette; senkrecht zu dieser Richtung ist der Batteriestrom aus der Linie ausgeschlossen, und bei einer halben Umdrehung der Platten G geht derselbe in entgegengesetztem Sinne wie der Polarisationsstrom in die Linie.2) An der anderen Endstation, d. i. hier das sogen. Neufundlandende, ist das Kabel mittelst des Spiegelgalvanometers B mit der Erde verbunden, und außer diesem Galvanometer ist noch ein zweites C nebst dem Condensator E zwischen dem Kabelende und der Erde eingeschaltet. Wurde ein Strom beim Niederdrücken des Tasters H in die Linie gesendet, so konnte man sogleich eine Ablenkung der beiden Galvanometernadeln wahrnehmen; als der Ladungsstrom auf eine bestimmte Stärke angewachsen war, begann die Wirkung des Condensators, die Nadel des Galvanometers C ging in ihre Ruhelage zurück, während das Galvanometer B ein deutliches Signal zum Vorschein brachte. Dieses Mittel war auch bei der atlantischen Linie in der Wirklichkeit ausreichend, um theils den Erdstrom zum Signalisiren selbst mitzubenutzen, theils aber denselben ganz unwirksam zu machen, und die Zeichen mit großer Deutlichkeit hervorzubringen.

Um Schlusse seines Vortrages bemerkte Varley, daß nur mit Berücksichtigung der Grundlagen wie sie an den künstlichen Kabeln mit den vorgeführten Versuchen erläutert wurden, die Möglichkeit erlangt werden konnte, eine Signalisirungsgeschwindigkeit von 8 Worten per Minute für das neue atlantische Kabel zu garantiren, während ohne Berücksichtigung dieser Umstände das Gewicht des Kernes, sowie das der isolirenden Hülle mindestens um 60 Procent hätte größer ausfallen müssen, um diese Geschwindigkeit erlangen zu können. Ueberhaupt haben sich alle Erwartungen, von welchen man bei der Einrichtung des neuen atlantischen Telegraphen ausgieng, um die gewünschte Transmissions- und Signalisirungsfähigkeit zu erlangen, bis jetzt vollkommen bestätigt.

|1|

Man s.u.a. polytechn. Journal Bd. CLXXV S. 329.

|5|

Es muß hier bemerkt werden, daß der principielle Theil dieses Apparates nicht neu ist; derselbe stimmt dem Wesen nach mit der Anordnung der „Contre-Batterie“ überein, welche schon früher von Jacobi für ähnliche Zwecke benutzt und vorgeschlagen worden ist (man s. polytechn. Journal Bd. CLV S. 114). Der Ref.

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