160. Die Sekundärelemente der Akkumulatoren.

Schaltet man in den Strom einer Batterie ein Meidingerelement ein mit

ungleichen Polen wie bei Serienschaltung, so geht ~Zn~ in Lösung, ~Cu~

aus Lösung; seine elektromotorische Kraft wirkt in demselben Sinne wie

die der Batterie, verstärkt sie also. Wenn man aber das Meidingerelement

umgekehrt einschaltet, so ist ~Cu~ Anode, geht also in Lösung, ~Zn~ ist

Kathode, an ihm wird Zink niedergeschlagen: ^Es tritt jetzt der

umgekehrte chemische Prozeß ein. Dazu ist aber Arbeit erforderlich^, und

diese wird genommen von der elektrischen Arbeit des Batteriestromes,

indem von der durch die Batterie erzeugten Potenzialdifferenz so viel

genommen, also verbraucht wird, als zur Durchführung des chemischen

Vorganges erforderlich ist. War hiebei das Meidingerelement schon

verbraucht, also schon fast alles ~SO₄Cu~ verbraucht, so wird wieder

~SO₄Cu~ gebildet und ~Zn~ wird metallisch ausgeschieden; ^das Element

wird wieder leistungsfähig^. Wenn man dann die Batterie entfernt und das

Meidingerelement in sich schließt, so liefert es wieder einen Strom. Ein

Gramm ~Zn~, das vorher ausgeschieden wurde, hat dazu eine gewisse

Quantität ^Elektrizität^ verbraucht; genau dieselbe Quantität

Elektrizität liefert es nun wieder, wenn es in Lösung geht; zum

Ausscheiden des ~Zn~ mußte von der elektrischen ^Potenzialdifferenz^ der

Batterie ein gewisser Betrag weggenommen werden; genau dieselbe

Potenzialdifferenz liefert dies ~Zn~ wieder, wenn es nun in Lösung geht.

#Von der elektrischen Energie der Batterie ist durch das Element ein

Teil weggenommen und in Form der chemischen Energie des freien Zinkes

aufgespeichert worden.# Man nennt deshalb ein solches Element einen

#Aufspeicherer#, #Akkumulator der Elektrizität# oder ein #sekundäres

Element#.

Nach #Gaston Planté#, dem Erfinder der Akkumulatoren, nimmt man #2

Bleiplatten#, welche mit #Bleioxyd# überzogen sind, stellt sie in

verdünnte Schwefelsäure, verbindet sie mit den Polen einer Batterie

(oder einer Dynamomaschine) und ladet sie so: es entsteht zunächst eine

Wasserzersetzung, an der mit dem - Pol verbundenen Platte, der Kathode,

entsteht ~H₂~, #desoxydiert# das Bleioxyd und reduziert es zu

metallischem Blei; an der Anode wird ~O~ frei und verbindet sich mit dem

Bleioxyd zu #Bleisuperoxyd#. Entfernt man nun die primäre Batterie, und

verbindet die Pole der Bleiplatten, so liefern sie einen Strom; hiebei

gibt das Bleisuperoxyd den überschüssigen Sauerstoff ab, welcher durch

die Flüssigkeit wandert und sich mit dem Blei der andern Platte zu

Bleioxyd verbindet. Die Platte, die beim Laden Kathode war, wird beim

Entladen der - Pol, oder, bei der Platte, bei welcher die - ~E~

hineinkam, kommt sie auch wieder heraus. Der entstandene Strom ist ein

Polarisationsstrom.

Die Bleiplatten nehmen beim ersten Laden nur sehr wenig Sauerstoff auf.

Wenn man aber das Laden und Entladen oftmal wiederholt, dabei einigemale

die Pole umkehrt, und die Elemente auch einige Zeit geladen stehen läßt,

so können die Platten immer mehr Sauerstoff aufnehmen. Die Platten

werden dadurch gleichsam aufgelockert und eine immer dicker werdende

Schichte nimmt am chemischen Prozeß teil, die Platten werden

„^formiert^“.

In der Anwendung werden die Sekundärelemente zu Batterien

zusammengestellt und durch Dynamomaschinen geladen. Ihren

Entladungsstrom verwendet man dann zum Speisen elektrischer Lampen oder

elektrischer Motoren.

Bei größeren elektrischen Beleuchtungsanlagen sind solche Akkumulatoren

fast unentbehrlich, da sie ermöglichen, die Maschinen stets in gleicher

Stärke gehen zu lassen; sie nehmen dann bei geringem Lichtbedarf den

überschüssigen elektrischen Strom auf und geben ihn bei erhöhtem

Lichtbedarf (abends) ohne großen Verlust wieder her (Pufferbatterie).

Geschichtliches über Dynamomaschinen.

Die erste magnetelektrische Maschine stellte Pixii 1832 her; bei ihr

rotierte der Magnet vor den Induktionsspulen. Saxton änderte dies

dahin ab, daß er die leichteren Induktionsspulen vor den Polen des

festen Magnetes rotieren ließ und einen Kommutator anbrachte. Stöhrer

verstärkte die Wirkung, indem er mehrere Magnetpole (6) im Kreise

anbrachte, und vor denselben eine Scheibe rotieren ließ, welche

ebensoviele Induktionsspulen trug. Nollet vergrößerte diese Maschinen

durch Anbringung von noch mehr Magnetpolen (64 und 96) und

entsprechender Anzahl von Induktionsspulen; sie wurden von der

Gesellschaft l’Alliance gebaut, heißen Alliance-Maschinen, und wurden

bald zur Erzeugung von elektrischem Bogenlicht auf Leuchttürmen

verwendet.

~Dr.~ Werner Siemens erfand 1857 den Cylinder-Induktor, Pacinotti in

Florenz erfand 1860 den Ring-Induktor; doch wurde derselbe wenig

bekannt.

Wilde in Manchester verbesserte 1866 die magnetelektrischen Maschinen

auf folgende Weise: er stellte die elektrische Maschine aus zweien

zusammen; die eine war eine magnetelektrische, bei der ein

Siemens’scher Cylinder-Induktor zwischen permanenten Magneten

rotierte; die andere war größer und ähnlich eingerichtet, nur waren

die permanenten Magnete ersetzt durch einen mächtigen Elektromagnet,

zwischen dessen Polen ebenfalls ein Siemens’scher Cylinder-Induktor

rotierte; die durch die erste Maschine erhaltenen gleichgerichteten

Ströme verwandte er, um den Elektromagnet der zweiten Maschine zu

erregen; da derselbe dadurch sehr stark magnetisch wurde, so lieferte

sein Induktor mächtige Ströme.

Das Prinzip der dynamoelektrischen Maschine, demgemäß der durch

Rotation des Induktors erhaltene Strom selbst dazu verwendet wird, um

die Elektromagnete zu erregen, wurde von Werner Siemens 1866 entdeckt,

und gleichzeitig von Wheatstone. Beide veröffentlichten ihre

Entdeckung in derselben Sitzung der „Royal Society“ in London am 14.

Februar 1867.

Gramme erfand 1871, ohne von Pacinotti’s Erfindung Kenntnis zu haben,

nochmals den Ringinduktor mit verbessertem Kollektor, und seit dem

stellt man unter Benützung des dynamischen Prinzips viele Maschinen

von verschiedener Größe und für verschiedene Zwecke her.

[Abbildung: Fig. 210.]

Lehrbuch der Physik zum Schulgebrauche. · 第 165 / 340 题