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render Scheidewand, in welchen die Platindrähte o und q, die den Strom dem beweglichen Elektromagnet zuführen, eintauchen, so daß dessen Pole bei jeder Umdrehung zweimal sich umkehren. Auf dem Weg dahin geht aber der Strom durch eine Vorrichtung, welche als Regulator [* 3] der Umdrehungsgeschwindigkeit wirkt. An dem Querarm EE ist nämlich ein Gewicht g um das Scharnier l drehbar; seinem Bestreben, sich von der Achse vermöge der Zentrifugalkraft [* 4] zu entfernen, wirkt die Spiralfeder λ, die mittels des Schraubenkopfes L stärker oder schwächer gespannt werden kann (der Grad der Spannung wird an der Teilung bei O und auf der Trommel d abgelesen), so lange entgegen, bis die Geschwindigkeit das gewünschte Maß zu überschreiten beginnt.
Tritt dies ein, so kommt das Gewicht g außer Berührung mit dem Metallstück z und unterbricht den Strom, welcher von q aus nur über zgulwv nach dem drehbaren Elektromagnet gelangen kann. Die Geschwindigkeit muß nun sofort abnehmen, bis das zurücksinkende Gewicht den Stromschluß wiederherstellt. Damit aber zwischen z und g keine Unterbrechungsfunken auftreten, ist vermittelst der Platindrähte t'' und t''' eine Nebenschließung von großem Widerstand hergestellt, indem dieselben in zwei mit Chlorcalciumlösung gefüllte, unter sich leitend verbundene Glascylinder tauchen. Eine galvanische Batterie von wenigen Elementen wird durch die Klemmschrauben T und R mit dem feststehenden, eine zweite durch den Quecksilbernapf mit dem beweglichen Elektromagnet verbunden.
Den Nachteil, welcher aus der Trägheit des Eisens gegen die Umkehrung des Magnetismus [* 5] herrührt, hat Stöhrer zu umgehen gewußt, indem er die Rotation eines Elektromagnets, dessen Pole nicht gewechselt werden, durch den Polwechsel einer elektrischen Spirale bewirkte, innerhalb welcher der Elektromagnet sich dreht. [* 1] Fig. 2 der Tafel »Elektromagnetische Kraftmaschinen« stellt den Stöhrerschen Apparat dar; a und b sind zwei längliche Rahmen, welche von übersponnenem Kupferdraht gebildet sind, der ungefähr 2 mm im Durchmesser hat.
Die Drahtwindungen, welche den obern Rahmen bilden, sind durch den gebogenen Draht [* 6] c mit denen des untern verbunden; die Windungen beider Rahmen sind derart, daß ein elektrischer Strom beide in gleicher Richtung durchläuft. Der ganze aus horizontalen Drahtwindungen gebildete Rahmen ist mit seidenem Band [* 7] umwickelt. Zwischen dem obern und dem untern Drahtrahmen ist ein solcher Zwischenraum, daß die Umdrehungsachse des Elektromagnets d sich frei bewegen kann. Der Eisenkern des Elektromagnets ist an jedem Ende mit einer Eisenplatte versehen, welche einesteils die Drahtwindungen des Elektromagnets hält, andernteils aber auch sehr zur Verstärkung [* 8] der Wirkung beiträgt.
Wenn gleichzeitig ein Strom durch die Windungen der Rahmen a und b und durch die Windungen des Elektromagnets d hindurchgeht, so wird sich der Elektromagnet rechtwinkelig stellen zur Ebene der Rahmen, und zwar wird, je nach der Richtung des Stroms in den Rahmen, ein bestimmter Pol des Elektromagnets sich nach oben kehren. Bliebe der Strom in den Rahmen ungeändert, so würde der Elektromagnet in dieser Gleichgewichtslage nach einigen Oszillationen zur Ruhe kommen; wird aber der Strom in den Rahmen durch den Kommutator, zu welchem die Drähte x und y führen, in demselben Moment umgekehrt, in welchem der Magnet seine vertikale Stellung erreicht hat, so wird nun die Rotation fortdauern müssen, denn bei der neuen Stromrichtung in den Rahmen kann der Elektromagnet nicht eher zur Ruhe kommen, als bis der eben oben angekommene Pol gerade nach unten gerichtet ist; es wird also eine beständige Rotation des Elektromagnets stattfinden müssen, wenn nach jeder halben Umdrehung desselben der Strom in den Rahmen umgekehrt wird, während die Polarität des Elektromagnets ungeändert bleibt. Die Bewegung der Welle des Elektromagnets, der in äußerst schneller Umdrehung begriffen ist, setzt sich nach dem Zahnrad r fort und überträgt sich hier auf das große Zahnrad R, an dessen Welle sich ein Seil befindet, um z. B. ein Gewicht auf diese Weise zu heben. Versuche, mit diesem Apparat angestellt, zeigen zur Evidenz, daß die geleistete Maximalarbeit ganz im Verhältnis des Zinkverbrauchs in der Batterie steht.
Page benutzte bei seiner Maschine [* 9] (Fig. 3 der Tafel) die Zugkraft, welche eine hohle Drahtrolle auf einen cylindrischen Eisenstab ausübt, welcher sich außerhalb der Rolle, aber in ihrer Verlängerung [* 10] befindet. A und B stellen zwei auf einer Unterlage fest angebrachte Drahtrollen dar, D und C zwei in dieselben einpassende Eisenkerne. DG und CE sind die zugehörigen Zugstangen, welche einen um den Stützpunkt F schwingenden Balancier [* 11] ergreifen. GH ist eine mit dem Balancier fest verbundene Stange, die einen verlängerten Hebelarm darstellt.
Der Strom zirkuliert so in den Drahtrollen, daß er bald durch die eine, bald durch die andre geht; demgemäß wird bald C in A (wie in der [* 1] Figur), bald D in B hineingezogen. Ist C in A eingetreten, und soll es wieder in die Höhe steigen (wie in der [* 1] Figur), so ist der Strom in A unterbrochen. Der Hebel [* 12] FH überträgt die Balancierbewegung vermittelst der Kurbelstange HK auf ein Schwungrad, welches, wie bei einer Dampfmaschine, [* 13] als Regulator dient. Durch das Exzentrik [* 14] L wird die Steuerung bewirkt, indem durch Veränderung eines Kontakts der Strom bald nach A, bald nach B geleitet wird. Es ist selbstverständlich, daß durch diese allerdings recht sinnreiche Einrichtung kein höherer Nutzeffekt erzielt werden kann als mit den andern Apparaten.
Froments Radmotor [* 1] (Fig. 4 der Tafel) besitzt am Umfang eines um die Achse o drehbaren Rades in gleichen Abständen acht Anker [* 15] aus weichem Eisen, [* 16] um dieses Ankerrad herum sind an einem festen Gestell sechs Hufeisenelektromagnete angebracht. Da je zwei Anker um 1/8 des Umfanges, je zwei Magnete um 1/6 desselben voneinander abstehen, so folgt, daß, wenn ein Anker einem Elektromagnet gerade gegenübersteht, die benachbarten Anker von ihren nächsten Magneten um 1/24 der Peripherie, also um 15°, abstehen. In diesem Moment umkreist der Strom die Magnete F, dieselben ziehen die entsprechenden Anker an und drehen das Rad um 15°, worauf der Strom durch die Anker D geleitet wird. In dieser Weise kommen bei jeder ganzen Umdrehung des Rades 24 Anziehungen zu stande.
Die Stromsteuerung hat folgende Einrichtung. Die Achse des Rades trägt an ihrem Ende ein kleineres Rad mit acht Zähnen, welche den Ankern entsprechen und zugleich mit diesen sich herumbewegen. Auf diesen Zähnen schleifen drei Federn, deren Auflagestellen um 1/6 der Peripherie voneinander entfernt sind, deren Stellungen also den Magneten HFD etc. entsprechen. Der Strom wird nun von p aus zugeführt, geht von der Achse durch einen der Zähne [* 17] auf die anliegende Feder und wird durch diese den mit gleichnamigen großen Buchstaben bezeichneten beiden Elektromagneten zugeführt, worauf er durch Mm zur Batterie zurückkehrt. In dem ¶
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elektromagnetischen Radmotor von Kuhlo wirken drei Elektromagnete E (Textfig. 5) auf eine durch 3 nicht teilbare Anzahl (z. B. sieben) eiserne Anker a, welche auf dem Umfang eines eisernen Rades R befestigt sind. Ein isolierter Metallring b ist durch Sägeschnitte in eine Anzahl (z. B. 21) voneinander getrennter Metallstücke zerlegt, von welcher das 1., 4., 7. u. s. f. mit dem Drahtanfang des ersten Elektromagnets, das 2., 5., 8. u. s. f. mit demjenigen des zweiten, das 3., 6., 9. u. s. f. mit dem Drahtanfang des dritten Elektromagnets verbunden ist; die Drahtenden der drei Elektromagnete stehen mit der einen, die Achse des Rades R mit der andern der beiden Klemmschrauben k1 und k2 in leitender Verbindung.
Die Achse trägt einen Metallarm c mit einem metallenen Röllchen r an seinem Ende, welches, indem es während der Drehung des Rades über die Metallstücke des Ringes b hinrollt, den bei k1 und k2 eintretenden Strom der Reihe nach um den ersten, zweiten, dritten Elektromagnet herumsendet. Indem jeder Elektromagnet den ihm nächsten Anker a anzieht, wird das Rad in rasche Umdrehung versetzt. Ein einziges Flaschenelement genügt, um mittels dieser Maschine einen kleinen Zimmerspringbrunnen zu betreiben; vier Bunsensche Elemente reichen aus zum Betrieb einer Nähmaschine. [* 19]
Jacobi hat 1839 eine elektromagnetische Maschine gebaut, welche eine Arbeit von ¾-1 Pferdekraft zu leisten vermochte und ein kleines Ruderschiff auf der Newa bei St. Petersburg [* 20] in Bewegung setzte. Wird eine elektromagnetische Maschine durch eine galvanische Batterie betrieben, so hat die von ihr geleistete Arbeit ihre Quelle [* 21] in der Verbindung des Zinks mit der Schwefelsäure [* 22] innerhalb der Batterie und kann daher höchstens derjenigen Arbeit gleichkommen, welche die bei der Auflösung des Zinks entwickelte Wärme [* 23] leisten könnte.
Zur Erzeugung einer Pferdekraft müßte in der Stunde mindestens 1 kg Zink aufgelöst werden, und die Kosten dafür sowie für die gleichzeitig verbrauchten Säuren würden diejenigen für das Brennmaterial einer gleichstarken Dampfmaschine wenigstens um das 20fache übersteigen. Wegen dieser unverhältnismäßig hohen Kosten ist niemals daran zu denken, den Strom einer galvanischen Batterie als Arbeitskraft in größerm Betrieb zu verwenden. Dagegen kann es von Vorteil sein, den durch Wasser- oder Dampfkraft in einer dynamoelektrischen (oder magnetelektrischen) Maschine erzeugten elektrischen Strom nach einer in der Entfernung aufgestellten elektromagnetischen (dynamoelektrischen) Maschine zu leiten und hiermit die Arbeitskraft von einem Ort, wo sie billig oder bequem zu haben ist, nach einem Ort zu übertragen, wo man sie braucht (»elektrische Kraftübertragung«).
Bei der elektrischen Eisenbahn von Siemens z. B. geht der Strom, den eine große, fest aufgestellte Dampfmaschine durch Umdrehung einer dynamoelektrischen Maschine erzeugt, durch einen Draht, welcher mittels Kontaktrollen auf einer Drahtleitung schleift, in die Drahtwindungen einer dynamoelektrischen Maschine, welche unter dem Boden des Wagens angebracht ist; indem diese, jetzt als elektromagnetische Kraftmaschine wirkend, in Umdrehung gerät und mittels Riemenscheiben die Triebräder in Bewegung setzt, rollt der Wagen mit Lokomotivgeschwindigkeit das Geleise entlang.
Während die Versuche, den
Elektromagnetismus
[* 24] zur Übertragung von Arbeitskräften zur verwerten, sich noch in ihren Anfängen bewegen, hat
die Anwendung von Elektromagneten zum Zeichengeben in die Ferne (Telegraphieren) eine um so höhere Ausbildung erlangt. Indem
man nämlich durch die Drahtwindungen eines entfernten Elektromagnets mittels einer dahin geführten Drahtleitung
einen galvanischen Strom sendet und denselben wieder unterbricht, kann man den Eisenkern nach Belieben magnetisch und wieder
unmagnetisch machen, so daß derselbe durch Anziehen und Loslassen seines Ankers verabredete Zeichen gibt oder eine zeichengebende
Vorrichtung in Bewegung setzt. Genaueres hierüber s. Telegraph.
[* 25]
Bringt man in die Drahtspule [* 18] (Fig. 1) einen Stahlstab, so wird derselbe zwar nicht so leicht und so rasch magnetisch wie ein Stab [* 26] aus weichem Eisen; er behält aber seinen Magnetismus auch, nachdem der Strom unterbrochen ist, und ist nun zu einem dauernden Magnet geworden. Die Magnetisierung des Stahlstabes wird befördert, wenn man ihn in der Drahtrolle einigemal bis an die Enden hin- und herschiebt und den Strom öffnet, wenn er sich wieder in der Mitte der Rolle befindet. Noch vorteilhafter ist es, den Stahlstab an den Polen eines starken Elektromagnets zu streichen, indem man die eine Hälfte, von der Mitte angefangen, 10-20mal über den Nordpol, die andre ebenso oft über den Südpol des Elektromagnets hinführt.
[* 18] ^[Abb.: Fig. 5. Elektromagnetischer Radmotor von Kuhlo.]