Nachdem Rudi die verschiedenen Konstruktionen der Induktoren erläutert

hatte, ging er dazu über, diejenigen Eigenschaften der Wechselströme

zu besprechen, durch welche sie sich besonders von den Gleichströmen

unterscheiden.

[Sidenote: Wechselströme.]

Die Ströme, die wir in unseren Induktoren erhalten, sind, wie wir

gesehen haben, auch Wechselströme, das heißt Ströme, die fortwährend

ihre Richtung ändern. Solche Ströme haben wir im vorigen Kapitel

kennen gelernt. Die zweipolige magnetelektrische Maschine (Seite 138

u. f.) liefert uns einen einfachen Wechselstrom, dessen Verlauf in

Abb. 157 graphisch dargestellt ist. Stehen die Induktionsrollen des

Ankers gerade vor den Magnetpolen, wenn wir beginnen, die Maschine in

Rotation zu setzen, so steigt die elektromotorische Kraft und damit,

wenn der Ankerdrahtkreis geschlossen ist, auch die Stromstärke von dem

Wert 0 bei _a_ bis zu ihrem höchsten Wert bei α, den sie nach einer

Ankerdrehung von 90° erreicht hat; jetzt fällt die Spannung wieder, bis

sie bei _b_ nach einer Ankerdrehung von 180° wieder den Wert 0 erreicht

hat. In diesem Augenblick ändert der Strom seine Richtung, was in der

Figur daran zu sehen ist, daß die Kurve nicht mehr oberhalb der Linie

_~ax~_ verläuft, sondern unterhalb. Hier wiederholt sich der gleiche

Vorgang bei umgekehrter Stromrichtung. Hat der Anker eine volle Drehung

(360°) gemacht, so ist die Spannung im Punkte _c_ wieder gleich 0, der

Strom steigt und fällt wieder wie zu Anfang und so fort.

[Illustration: Abb. 157. Kurve eines einfachen Wechselstromes.]

[Illustration: Abb. 158. Kurve eines Induktorstromes.]

Betrachten wir nun die Wechselströme, die in einem einfachen

Induktionsapparat entstehen, während der Unterbrecher in Tätigkeit

ist. Der Verlauf eines solchen Stromes ist in Abb. 158 versinnlicht:

Wird der primäre Strom geschlossen, so erhalten wir im sekundären

Draht einen Stromimpuls, der rasch ansteigt bis zu einem gewissen

Maximalwert, der mit von der Geschwindigkeit, mit der der Strom

geschlossen wird, abhängt, um sogleich wieder auf 0 herabzusinken (_a_

in Abb. 158). Der Unterbrecher mag nun noch so rasch funktionieren,

der Stromimpuls war so kurz, daß eine gewisse Zeit verstreicht, bevor

der Strom wieder geöffnet wird. Diese Zeit ist in der Figur durch die

Strecke _~xy~_ dargestellt. Bei _y_ tritt dann der Stromwechsel ein,

und wir erhalten den anders gerichteten Öffnungsstrom (_b_), der noch

viel rapider verläuft und einen höheren Maximalwert erreicht als der

Schließungsstrom. Dann vergeht wieder eine gewisse Zeit (_x₁_, _y₁_),

bis der Strom geschlossen wird und so fort.

Es fragt sich nun: Wie können wir Spannungen und Stromstärken von

Wechselströmen messen? Wie wir im vorigen Kapitel schon sahen (Seite

148), reagiert z. B. unser Vertikalgalvanoskop aus den dort erwähnten

Gründen nicht auf Wechselströme. Dagegen ließe sich denken, daß

die Volt- und Amperemeter, bei denen weiche Eisenteile durch die

magnetische Kraft einer Spule bewegt werden, auch auf Wechselströme

reagieren, da ja, wenn der Elektromagnet seine Pole ändert, sich auch

ebenso rasch die Pole des weichen Eisens ändern, dieses somit auf jeden

Fall angezogen wird. Diese Überlegung ist wohl ganz richtig, doch wir

würden zu sehr schlechten Resultaten kommen, wenn wir mit unseren

Instrumenten Wechselströme messen wollten; denn erstens dürfen die

verwendeten Eisenmassen nur sehr klein, zweitens muß das Eisen absolut

weich sein, was eigentlich nur bei chemisch reinem Eisen der Fall ist,

und drittens müssen die Instrumente für Wechselströme, und zwar für

solche mit ganz bestimmten Perioden, geeicht sein.

Rudi hatte sich zur Demonstration in seinem Vortrag zwei

Meßinstrumente für Wechselstrom gefertigt, deren Konstruktion am

Schlusse dieses Kapitels beschrieben ist. Das eine, ein sogenanntes

Hitzdrahtinstrument, benutzt die Stärke der Ausdehnung, die ein vom

Strome durchflossener kurzer dünner Draht infolge der Erwärmung

erfährt, als Maßstab für die Stromstärke. Das zweite ist ein

Elektrodynamometer, ein Instrument, das sich nur dadurch von unserem

Vertikalgalvanoskop unterscheidet, daß statt des Stahlmagneten eine

Drahtrolle ohne Eisenkern verwendet wird. Wenn ein solches Instrument

von einem Wechselstrom durchflossen wird, so ändert sich die

Stromrichtung gleichzeitig in der äußeren und in der inneren Spule,

weshalb die Ablenkung der letzteren immer nach der gleichen Seite

erfolgt. Auch das im Anhang beschriebene Universalinstrument ist zur

Messung von Wechselströmen geeignet.

Eine zweite Frage, die von vornherein nicht so begründet erscheinen

mag, wie die erste, ist die, ob auch für Wechselströme das Ohmsche

Gesetz (Seite 84 u. f.) gilt. Diese Frage ist nur bedingungsweise zu

bejahen, nämlich dann, wenn der vom Strome durchflossene Leiter völlig

frei ist von Selbstinduktion (Seite 158); ist dies nicht der Fall, so

erhält das Ohmsche Gesetz Modifikationen, die von einer großen Anzahl

einzelner Umstände abhängig sind.

[Illustration: Abb. 159. Wheatstonesche Brücke.]

[Sidenote: Impedanz.]

Schicken wir z. B. durch eine Drahtspule mit einem Eisenkern, also

durch einen Leiter mit sehr großem Selbstpotential, einen Wechselstrom,

so bietet diesem die Spule einen größeren Widerstand, als sie einem

Gleichstrom bieten würde, da die Spannung des Extrastromes der des

Wechselstromes entgegenwirkt. Diese Tatsache läßt sich durch ein sehr

einfaches Experiment beweisen: Auf Seite 109 u. f. haben wir die

Wheatstonesche Brücke und ihre Benützung zur Messung von Widerständen

kennen gelernt. Wir schalten nun, wie aus Abb. 159 hervorgeht, in den

Stromkreis einer solchen Brücke eine mit einem Eisenkern versehene

Drahtspule _S_, an Stelle des Vergleichswiderstandes bringen wir

einen möglichst ~induktionsfreien~ Leiter, etwa einen Graphitstab,

dessen Widerstand wir -- nur der Bequemlichkeit wegen -- annähernd

gleich dem der Spule _S_ wählen, und stellen dann den Schlitten der

Brücke so, daß das Galvanoskop stromlos ist. Jetzt wissen wir, daß

sich der Widerstand von _S_ zu dem von _W_ verhält wie die Strecke

_~ad~_ zur Strecke _~db~_; dabei ist es völlig einerlei, wie stark die

elektromotorische Kraft in _E_ und wie groß der Widerstand von _g_

ist. Wir können deshalb statt des Elementes _E_ eine magnetelektrische

Maschine, die uns Wechselstrom liefert, und statt des Galvanometers ein

~Telephon~ einschalten. Das Telephon ist nämlich eines der geeignetsten

Instrumente, um das Vorhandensein selbst sehr schwacher Wechselströme

noch zu erkennen, indem es diese durch Ertönen anzeigt. Die Einrichtung

des Telephons selbst ist am Schlusse dieses Kapitels Seite 200

beschrieben. Wenn aber eine Drahtspule einem Wechselstrom einen

größeren Widerstand entgegensetzt als ein induktionsfreier Leiter vom

selben Widerstand, so ist klar, daß jetzt in unserem Wheatstoneschen

Systeme die Verhältnisse gestört sein müssen, was wir daran erkennen,

daß der Stromzweig _~cd~_ nicht stromlos ist, wie vorhin, sondern

von einem Teil des Wechselstromes durchflossen wird und das Telephon

zum Ertönen bringt. Daß diese Veränderung tatsächlich auf eine

~Vergrößerung~ des Widerstandes für Wechselströme in _S_ hinausläuft,

erkennen wir daran, daß wir, um das Telephon zum Schweigen zu bringen,

also um es stromlos zu machen, den Schlitten _d_ der Brücke nach _b_ zu

verschieben müssen.

Man bezeichnet den Widerstand, den die Einschaltung einer solchen Spule

den Wechselströmen bietet, zum Unterschied von dem gewöhnlichen, in

Ohm gemessenen Widerstand, als die ~Impedanz~ der Spule; sie ist um

so größer, je höher das Selbstpotential der Spule ist, und je rascher

die Richtungsänderungen des Wechselstromes aufeinander folgen. Die

Impedanz führt bei Wechselströmen hoher Frequenz zu sehr eigentümlichen

Erscheinungen, die wir im sechsten Vortrage genau kennen lernen werden.

[Illustration: Abb. 160. Schema zum Versuch mit dem zweiphasigen

Wechselstrome.]

[Illustration: Abb. 161. Eisenring mit Magnetnadel.]

[Sidenote: Mehrphasenströme.]

Nach diesen Versuchen ging Rudi dazu über, die Anwendungen der

Wechselströme in der Praxis zu besprechen. Zur Erklärung des

zweiphasigen Wechselstromes und des Begriffes der Phasen überhaupt

hatte er sich seinen Elektromotor (Seite 124), der zwei Feldmagnet-

und vier Ankerpole hatte, besonders hergerichtet: Er brachte auf der

Achse vier Schleifringe an, je zwei verband er mit den Drahtenden

eines Rollenpaares, wie aus der schematischen Zeichnung in Abb. 160

hervorgeht. In dieser Figur sind _N_ und _S_ die Pole des Feldmagneten,

_A_, _A_ ist das eine, _B_, _B_ das andere Rollenpaar, _~xy~_ ist die

Achse mit den vier Schleifringen α, β, γ, δ. Ferner fertigte er sich

einen Ring aus Eisendraht, ähnlich dem Grammeschen Ringe (Seite 127).

Auf diesen wickelte er vier Drahtspulen und verband je zwei einander

gegenüberliegende so, wie aus dem Schema Abb. 160 zu erkennen ist; die

vier freien Drahtenden verband er mit den vier Schleiffedern. Der Ring

hatte einen mittleren Durchmesser von 6½ _cm_ und einen Querschnitt

von 1 _qcm_. Jede Spule bestand aus etwa 40 bis 50 Windungen eines

0,5 _mm_ starken isolierten Drahtes. Die in dem Ring verlaufenden

Verbindungsstücke führte er nicht, wie in der Abb. 160 angegeben ist,

durch die Mitte, sondern der inneren Ringseite entlang. In die Mitte

des Ringes stellte er eine in einen Kork gesteckte Nadel, auf welcher

eine Magnetnadel balancierte (Abb. 161). Die Feldmagnete erregte Rudi

mit einem starken Akkumulatorenstrom und setzte dann mit Hilfe eines

großen Übersetzungsrades den Anker in rasche Rotation. Sofort begann

auch die Magnetnadel sich zu drehen. Wodurch mag nun diese Drehung

verursacht werden?

[Illustration: Abb. 162. Magnetisches Drehfeld.]

Betrachten wir Abb. 162. Hier soll jeweils der mit _A_, _A_ bezeichnete

Draht mit den Spulen _A_, _A_ (in Abb. 160), der Draht _B_, _B_ mit

den Spulen _B_, _B_ verbunden sein. Wir wollen nun sehen, wie sich die

Stromverhältnisse in einzelnen, herausgegriffenen Augenblicken während

der Ankerdrehung verhalten. Bei der in Abb. 160 gezeichneten Stellung

der Spulen wird der in _A_, _A_ induzierte Strom gerade seinen höchsten

Wert erreicht haben, und in _B_, _B_ wird er sich gerade umdrehen, also

im Augenblick gleich 0 sein. Um dies anzudeuten, ist in Abb. 162 I der

Draht _A_, _A_ dick und der Draht _B_, _B_ punktiert gezeichnet. Bei

der durch Pfeilspitzen angedeuteten Stromrichtung müssen also bei _N_

und _S_ die entsprechenden magnetischen Pole entstehen, nach denen sich

die Magnetnadel -- in der Figur ein Pfeil -- einstellt. Dreht sich

nun der Anker weiter, bis _A_ und _B_ beide gleichweit von _N_ und _S_

(Abb. 160) entfernt sind, so sind in beiden Drähten die Stromimpulse

gleich stark und so gerichtet, wie aus Abb. 162 II zu erkennen ist;

jetzt haben sich also die Pole des Ringes um 45° verschoben, und die

Magnetnadel ist ihnen gefolgt. Abb. 162 III zeigt die Stromverhältnisse

in dem Augenblick, da _A_, _A_ gerade die Pole des Feldmagneten

passiert und deshalb stromlos ist, während durch _B_, _B_ der Strom mit

voller Stärke fließt; die Pole des Ringes entstehen dann so, wie sie

angedeutet sind. Dies geht so fort, bis der Anker eine ganze Drehung

gemacht hat (Abb. 162, IV-VI); dann wiederholt sich der gleiche Vorgang.

Setzen wir nun auf die Spitze statt der Magnetnadel eine nicht

magnetische Nadel aus weichem Eisen auf, so wird diese sich ebenfalls

drehen, da in ihr die Pole induziert werden. Wir können auch eine runde

Weißblechscheibe in der Mitte mit einer Vertiefung versehen und auf die

Spitze legen; wird der Ring von den beiden Wechselströmen durchflossen,

so dreht sich die Scheibe.

Den Raum, das Feld in einem solchen Eisenring, das von zwei (oder

mehr) Wechselströmen in oben beschriebener Weise umflossen wird,

nennt man ein ~magnetisches Drehfeld~. Von Wechselströmen, die sich

wie die Genannten verhalten, sagt man, sie hätten verschiedene

~Phasen~, oder es bestünde zwischen ihnen eine ~Phasendifferenz~. Die

Phasendifferenz kann je nach der Anzahl der Wechselströme, die wir

von einem Anker abnehmen, verschieden sein. In unserem Falle haben

wir eine ~Phasendifferenz~ von 90°, das heißt während der Strom aus

dem einen Spulenpaar, z. B. _B_, _B_, seinen ~geringsten~ Wert (= 0)

hat, hat der Strom aus dem anderen Spulenpaar _A_, _A_, ~das um 90°

gegen das erste verschoben ist~, seinen ~höchsten~ Wert. Man spricht

in diesem Falle von einem ~zweiphasigen~ Wechselstrome. Würden wir von

einem Anker mit drei Spulenpaaren drei Wechselströme abnehmen, so wäre

zwischen diesen ein Phasenunterschied von je 60°. Solche Ströme nennt

man ~Dreiphasenströme~.

Wir wollen nun sehen, was geschieht, wenn wir zwei Wechselströme,

zwischen denen eine Phasendifferenz besteht, durch ~einen~ Drahtkreis

fließen lassen. Zeichnen wir wieder wie vorhin den Verlauf eines

einfachen, sogenannten ~einphasigen~ Wechselstromes graphisch auf,

so erhalten wir eine Linie wie _A_ in Abb. 163; dies sei der Strom,

den die Rollenpaare _A_, _A_ (Abb. 160) liefern. Den Strom von _B_,

_B_ zeichnen wir dann ebenfalls auf und erhalten die Linie _B_; die

an derjenigen Stelle den höchsten Wert hat, an welcher _A_ gleich

0 ist. Addieren wir nun die Spannungen beider Ströme da, wo sie

gleichgerichtet sind, und subtrahieren wir sie, wo sie verschiedene

Richtungen haben, so erhalten wir die Linie _C_, welche die Resultante

der beiden Wechselströme in dem einen Leiter darstellt.

[Illustration: Abb. 163. Kurve der aus zwei Wechselströmen mit

verschiedener Phase entstehenden Resultante.]

[Illustration: Abb. 164. Dreiphasiger Wechselstrom.]

Auch einen ~dreiphasigen~ Wechselstrom mit einer Phasendifferenz von

60° konnte Rudi erzeugen. Er hatte sich dafür einen besonderen mit

drei Spulenpaaren, also mit sechs Spulen versehenen Anker hergestellt,

indem er in eine runde, 2 bis 3 _mm_ starke Eisenplatte sechs

zylindrische Stäbe einnietete, die den Rollen als Kerne dienten;

diese Rollenpaare sind in Abb. 164 mit I _a_, I _b_, II _a_, II _b_

und III _a_, III _b_ bezeichnet und werden so miteinander verbunden,

wie das aus der Figur zu erkennen ist. Der Eisenring muß natürlich

auch entsprechend drei Spulenpaare tragen. Aus der Figur erkennen

wir ferner den Vorteil des dreiphasigen Wechselstromes: wir brauchen

nämlich nicht, wie man anfangs meinen könnte, sechs Leitungen, sondern

nur drei, die dann in der angedeuteten Weise mit den Spulen verbunden

werden. Die Ankerspulenpaare können auf zweierlei Weise geschaltet

werden: entweder, wie Abb. 165 zeigt, in ~Sternschaltung~ oder wie in

Abb. 166 als ~Dreieckschaltung~. Die drei Leitungen werden durch die

Verbrauchsstellen _W₁_, _W₂_, _W₃_, die aus Glühlampen, Heizapparaten,

Motoren u. s. w. bestehen können, miteinander verbunden. In _W₁_, in

_W₂_ und in _W₃_ fließt dann je ein einphasiger Wechselstrom, der

sich, ähnlich wie in Abb. 163, aus zwei Wechselströmen, die eine

Phasendifferenz von 60° haben, zusammensetzt. Die drei Resultanten

haben dann wieder einen Phasenunterschied von 60°.

[Illustration: Abb. 165. Die drei Spulenpaare in Sternform geschaltet.]

[Illustration: Abb. 166. Die drei Spulenpaare im Dreieck geschaltet.]

Die mehrphasigen Wechselströme -- in der Praxis aber eigentlich nur die

dreiphasigen -- bezeichnet man auch als ~Drehströme~, da man mit ihnen

ein magnetisches Drehfeld erzeugen kann.

Um seinen Hörern die Verhältnisse von Stromstärken und Stromrichtungen

in den drei Leitungen eines Drehstromes möglichst klar und anschaulich

zu machen, fertigte sich Rudi einen einfachen Apparat. Er schnitt sich

zwei 60 bis 70 _cm_ große runde Pappendeckelscheiben und befestigte

in der Mitte der einen, um ein paar Zentimeter kleineren, einen etwa

fingerdicken Holzstab als Achse, in die andere schnitt er in die Mitte

ein Loch und drei 1 bis 2 _cm_ breite Schlitze, wie aus Abb. 167 zu

erkennen ist. Auf die Scheibe mit der Holzachse malte er, wie ebenfalls

die Abbildung zeigt, zwei Kreise, deren Durchmesser gleich der Länge

der Schlitze in der anderen Scheibe waren. Die eine Kreisfläche

malte er blau, die andere rot, den übrigen Pappendeckel schwarz

und die Scheibe mit den Schlitzen weiß an. Letztere stellte er zur

Demonstration mit der Kante auf dem Tisch auf und hielt sie senkrecht

fest, während Käthe die Holzachse der farbigen Scheibe von hinten in

das Loch der weißen hineinsteckte und sie dann langsam drehte. Dabei

sah man von vorn, wie die drei Schlitze abwechselnd rot und blau

wurden. Aber sie änderten ihre Farbe nicht plötzlich, sondern wenn der

eine anfangs in seiner ganzen Länge die rote Farbe zeigte, so wurde der

scheinbare Strich immer kürzer, bis man gar kein Rot mehr sah, dann

kam Blau und wurde immer länger und nahm dann wieder ab u. s. w. Bei

diesem Versuch stellen die drei Schlitze die drei Leitungen, Rot die

eine, Blau die andere Stromrichtung und die Länge der in den Schlitzen

erscheinenden Farbenstriche die Stromstärke vor.

[Illustration: Abb. 167. Apparat zur Veranschaulichung eines

Drehstromes.]

[Sidenote: Transformatoren.]

Daß man mit einem solchen Drehstrom sehr einfache Elektromotoren bauen

kann, leuchtet nach den angestellten Experimenten mit dem Drehfeld

(Abb. 162) ein. Ein weiterer noch viel wichtigerer Vorteil, den

auch die einphasigen Wechselströme mit den Drehströmen teilen, ist

die Fähigkeit, sich durch einfache Apparate auf andere Spannungen

transformieren zu lassen. Solche Apparate sind im wesentlichen

unseren Induktoren gleich, nur daß diese für Gleichströme, die durch

eine besondere Vorrichtung periodisch unterbrochen werden müssen,

eingerichtet sind, während jene einfach aus zwei getrennten, auf einen

Eisenkern aufgewickelten Spulen bestehen, bei denen die Unterbrechung

durch die periodische Richtungsänderung ersetzt wird.

Was für einen Vorteil hat es aber im Großbetriebe, die Spannung eines

Stromes transformieren zu können? Wir wissen, daß bei gegebener

Drahtdicke der Widerstand einer Leitung um so größer wird, je länger

wir sie machen. Wenn z. B. für die Beleuchtung einer Stadt die

Wasserkräfte in einem weit entlegenen Gebirgstal ausgenützt werden

sollen, so würde ein Strom mit normaler Spannung (110 Volt) entweder in

der langen Leitung sehr große Verluste erleiden, oder man müßte, um das

zu vermeiden, die Leitung aus ungeheuer dicken Drähten herstellen. Im

ersten Falle tritt also ein Energieverlust ein, im zweiten würden die

Kosten für die Leitung allein so groß werden, daß sich eine derartige

Anlage niemals lohnen könnte. Nun geht aber aus dem Ohmschen Gesetz

(Seite 84 u. f.) hervor, daß ein Strom mit einer gewissen Anzahl von

Watt, sagen wir 1000, mit viel geringeren Verlusten durch eine Leitung

fließt, wenn er hohe Spannung und geringe Stromstärke hat, als wenn die

gleichen 1000 Watt mit geringer Spannung und großer Stromstärke durch

dieselbe Leitung fließen müssen. Also ein Strom mit 1000 Volt und 1

Ampere (gleich 1000 Watt) ist leichter in die Ferne zu leiten, als ein

solcher mit nur 100 Volt und 10 Ampere (ebenfalls gleich 1000 Watt).

Da sich nun aber Ströme mit sehr hohen Spannungen für den Betrieb von

Lampen, Motoren u. s. w. schlecht eignen und außerdem für die mit den

Leitungen in Berührung kommenden Personen lebensgefährlich sein können,

so werden sie vor den Verbrauchsstellen auf niedere Spannung umgeformt,

transformiert. In solchen Transformatoren bestehen die primären

Wickelungen aus vielen Windungen eines dünnen Drahtes, die sekundären

aus wenig Windungen eines dicken Drahtes. Von dem Verhältnis der

primären zur sekundären Spannung hängt auch das Verhältnis der

Drahtmaße der Bewickelung ab.

Soviel etwa sprach Rudi über die Transformatoren; ein besonderes

Experiment führte er dabei nicht vor, obgleich es nicht schwer

gewesen wäre, sich einen kleinen Transformator herzustellen. Wie eine

Maschine, die Drehstrom liefert, herzustellen ist, haben wir auf Seite

194 gesehen. Speziell für diesen Versuch ist es von Vorteil, wenn

die Bewickelung der sechs Ankerspulen aus recht dünnem Draht besteht

(etwa 0,3 _mm_ stark). Den Transformator können wir als sogenannten

Ringtransformator auf folgende Weise konstruieren. Wir stellen aus etwa

0,5 bis 0,6 _mm_ starkem Eisendraht, den wir in einer Bunsenflamme --

nicht etwa im Kohlenfeuer -- tüchtig durchgeglüht haben, einen Ring

her, ähnlich dem, den wir für das magnetische Drehfeld anfertigten,

und teilen ihn auf seinem Umfange in drei gleiche Teile ein, die wir

durch drei um den Ring gebundene Bindfäden bezeichnen. Jetzt wickeln

wir um jedes Drittel vier Lagen eines 0,3 _mm_ starken, isolierten

Kupferdrahtes; das sind also drei einzelne Wickelungen, zwischen denen

etwa 5 _mm_ frei bleiben sollen. Die sechs Drahtenden werden mit

Seidenfäden festgebunden, das Ganze mit Schellacklösung überstrichen

und mit einem in Schellack getränkten Papierstreifen umgeben. Darauf

werden auf jede dieser Wickelungen zwei Lagen eines 1 _mm_ starken

Kupferdrahtes aufgewickelt. Dieser Ring, der sechs dicke und sechs

dünne Drahtenden hat, wird auf einem Brett befestigt, und die Drähte

werden zu Klemmen geführt.

Wir haben jetzt einen Drehstromgenerator und einen

Drehstromtransformator, es fehlt uns nur noch der Drehstrommotor.

Letzterer ist ebenfalls sehr einfach herzustellen. Wir versehen einen

Eisendrahtring wie den des Transformators mit drei Spulenpaaren. Der

Ring soll einen inneren Durchmesser von 4 _cm_, einen äußeren von 5

_cm_ haben. Jede Spule soll aus drei Lagen mit je 10 Windungen eines

0,5 _mm_ starken Drahtes bestehen. Die Verbindungsdrähte der einzelnen

Spulen dürfen nicht durch die Mitte des Ringes gehen, sondern müssen

auf dessen Außenseite verlaufen.

Der Anker dieses Motors ist ebenfalls sehr einfach herzustellen.

Wir biegen aus einem 1 bis 2 _mm_ dicken und 1 _cm_ breiten

Eisenblechstreifen einen Ring, der mit 3 _mm_ Spielraum in den

bewickelten Drahtring hineinpaßt. Die zusammenstoßenden Enden des

Blechstreifens werden verlötet, und der ganze Blechring wird mit einem

~nicht isolierten~, 1 _mm_ starken Kupferdraht so umwunden, wie aus

Abb. 168 hervorgeht. Zwischen je zwei Windungen sei ein Zwischenraum

von 3 bis 4 _mm_. Die Enden des Drahtes werden zusammen- und die

Windungen an den Blechring angelötet Dieser Reif ist in Abb. 168

dargestellt. Wir schieben ihn auf ein Holzscheibchen, das gerade so

hineinpaßt, daß er fest sitzt. In der Holzscheibe wird eine Achse

befestigt.

[Illustration: Abb. 168. Kurzschlußanker.]

[Illustration: Abb. 169. Schaltungsschema eines Transformators.]

Der Ring, der das magnetische Drehfeld erzeugt, wird senkrecht auf

einem Brettchen montiert; rechts und links werden die Lagerträger,

die wir aus Messingblech verfertigen, angebracht. Der Anker muß sich

spielend leicht und ohne zu streifen in dem Magnetringe drehen lassen,

dessen sechs Drahtenden wir zu drei Klemmen führen, wie aus dem Schema

Abb. 169 zu erkennen ist.

Einen Anker, wie den eben beschriebenen, nennt man einen

~Kurzschlußanker~, weil seine Wickelung kurz geschlossen (siehe

Seite 153 u. f.) ist. Die mit dem Eisen des Ankerringes überall in

leitender Verbindung stehenden Kupferwindungen haben den Zweck, die

durch Induktion entstehenden Wirbelströme einen bestimmten Weg zu

führen. Sie folgen also zum größten Teile dem besser leitenden Kupfer

und verstärken dadurch noch den induzierten Magnetismus des Eisens.

(Siehe auch, was darauf bezüglich bei der Erklärung des magnetischen

Drehfeldes Seite 192 gesagt ist.) Weil der Magnetismus in solchen

Ankern induziert ist, werden sie auch als ~Induktionsanker~ bezeichnet.

Elektrotechnisches Experimentierbuch: Eine Anleitung zur Ausführung elektrotechnischer Experimente unter Verwendung einfachster, meist selbst herzustellender Hilfsmittel · 第 14 / 24 段