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.]