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Nur dann, wenn die einzelnen Fälle, von denen man den Schluß auf die ganze Art oder Gattung macht, vollständig
und übereinstimmend sind, können auch die Induktionsschlüsse auf volle Gewißheit Anspruch machen; eine solche I. nennt
man eine vollständige. Die Obersätze der Syllogismen sind, sobald sie sich auf Erfahrungsdinge beziehen, erst aus solchen
vollständigen Induktionen abgeleitet; z. B. der Satz: »AlleMenschen sind sterblich« behält nur dadurch
seine Wahrheit, daß alle einzelnen Menschen auch wirklich gestorben sind.
Da es sich in den Naturwissenschaften um lauter Erfahrungssätze handelt, so leuchtet nach dem Gesagten ein, daß hier die I.
der einzige Weg ist, zu allgemeinen Lehrsätzen zu gelangen. Darum nennt man diese Wissenschaften induktive.
Eine wissenschaftliche Methode, die sich ausschließlich auf I. gründet, nennt man ebenfalls induktiv oder auch induktorisch.
Die induktorische Methode hat bis jetzt in England ihre eifrigsten und glücklichsten Bearbeiter gehabt.
Schiebt man nun diese vom Strom umflossene Spule B rasch in die Höhlung der Spule A, so erkennt man an der Ablenkung der Magnetnadel
des Galvanometers, daß in der Drahtrolle A ein Strom entstanden ist, welcher die entgegengesetzte Richtung hat wie
der in B vorhandene; dieser Strom, welcher durch Annäherung der Drahtwindungen B an die Drahtwindungen A in letztern erregt
oder, wie man sagt, induziert (eingeführt) wurde, dauert aber nur während der kurzen Zeit der Annäherung; er hört sogleich
wieder auf, sobald die RolleB inRuhe gekommen ist und nun ruhig innerhalb der Rolle A verweilt, denn die
Nadel des Gal-
vanometers kehrt sofort, nachdem das Einschieben vollendet ist, wieder in ihre Gleichgewichtslage zurück. Zieht man aber
jetzt die Rolle B rasch wieder heraus, so zeigt die Magnetnadel, indem sie nach der entgegengesetzten Seite ausweicht und sogleich
wieder in die Ruhelage zurückkehrt, an, daß in der Drahtrolle A ein kurz dauernder elektrischer Strom
erregt wurde, welcher mit dem erregenden Strom gleichgerichtet ist. Da gleichgerichtete Ströme sich gegenseitig anziehen,
entgegengesetzte sich aber abstoßen (s. Elektrodynamik),
[* 9] so ergibt sich aus diesem Versuch, daß, wenn ein galvanischer Strom
in der Nähe eines in sich geschlossenen Leiters bewegt wird, in letzterm jedesmal ein Strom entsteht, welcher
die Bewegung des erstern zu hemmen trachtet.
Durch das abwechselnde Hineinschieben und Herausziehen der vom »induzierenden«
Strom, welchen man auch den primären oder Hauptstrom nennt, durchflossenen Hauptrolle B in die Nebenrolle A wird bewirkt,
daß in dem Hohlraum der letztern ein Strom abwechselnd entsteht und wieder verschwindet. Derselbe Erfolg
wird aber viel bequemer erreicht, wenn man die Hauptrolle ein für allemal in der Nebenrolle stecken läßt und nun den Hauptstrom
abwechselnd schließt und öffnet.
Beim Schließen des Hauptstroms entsteht alsdann in der Nebenrolle der dem Hauptstrom entgegengesetzte Schließungsstrom, beim
Öffnen der ihm gleichgerichtete Öffnungsstrom. Diese beiden sekundären oder Nebenströme (»Induktionsströme«)
veranlassen die Galvanometernadel zu entgegengesetzten, aber gleichen Ausschlägen und sind sonach von gleicher Stärke.
[* 10] Das
Schließen und Öffnen des Hauptstroms kann, wie in
[* 8]
Fig. 1, durch ein Quecksilbernäpfchen bewirkt
werden, welches mit dem einen Ende (c) des Hauptdrahts verbunden ist, indem man den vom einen Pol p des galvanischen
Elements kommenden Poldraht in dasselbe eintaucht und wieder herauszieht, während der zweite Poldraht mit dem andern
Ende (d) der Hauptrolle verbunden bleibt. Um in der Nebenrolle eine rasche Aufeinanderfolge abwechselnd entgegengesetzt gerichteter
Induktionsströme zu erhalten, muß man dafür sorgen, daß der Hauptstrom schnell hintereinander unterbrochen und wieder
geschlossen werde.
Hierzu bedient man sich am besten selbstthätiger Unterbrechungsvorrichtungen (Rheotome). Eine solche
ist z. B. das Blitzrad (s. d.) von Neeff;
ein selbstthätiges und in jeder Hinsicht vollkommneres Rheotom ist der in
[* 8]
Fig. 2 dargestellte
magnetische (Wagnersche) Hammer;
[* 11]
der Strom geht vom galvanischen Element zur Klemmschraube a, durch einen Metallstreifen zur
Messingsäule b, durch die Platinspitze c auf ein kleines Platinblech, welches auf die Messingfeder p
gelötet ist, und von hier in die Messingsäule d, von welcher ein Draht nach der Hauptrolle führt;
nachdem er diese durchlaufen,
kehrt er über e zurück, umkreist die Drahtwindungen des ElektromagnetsM und fließt über f nach dem
negativen Pol des galvanischen Elements.
Der Hauptstrom erregt bei seinem Beginnen und Aufhören nicht nur in der Nebenrolle, sondern auch in der Hauptrolle selbst,
indem jede Windung des Hauptdrahts auf die benachbarten Windungen wirkt, Induktionsströme, welche man
Extraströme nennt. Da der beim Schließen der Hauptrolle entstehende Extrastrom
[* 14] oder der Gegenstrom dem Hauptstrom entgegengesetzt
gerichtet ist, so schwächt er ihn und bewirkt, daß derselbe nach der Schließung nicht plötzlich, sondern nur allmählich
seine volle Stärke erreicht; beim Öffnen des Hauptstroms dagegen kann der mit ihm gleichgerichtete Extrastrom
nur dann zu stande kommen, wenn neben der nun unterbrochenen Leitung, welche das galvanische Element mit der Rolle verbindet,
noch eine leitende Verbindung, eine sogen. Nebenschließung, zwischen die Drahtenden der Rolle eingeschaltet ist; ist dies
nicht der Fall, so entsteht dieser Extrastrom gar nicht, und der Hauptstrom erlischt beim Öffnen plötzlich.
Die Vorgänge in der Hauptrolle sind demnach beim Schließen und beim Öffnen wesentlich verschieden; während bei der Schließung
die Stromstärke innerhalb einer gewissen Zeit von Null an bis zu ihrer vollen Stärke allmählich zunimmt, sinkt sie beim
Öffnen plötzlich oder doch innerhalb äußerst kurzer Zeit von der vollen Stärke auf Null herab. Da
nun die induzierende Wirkung der Hauptrolle auf die Nebenrolle nur so lange dauert, wie die Stärke des Hauptstroms sich ändert,
so ist der Verlauf des bei Unterbrechung des Hauptstroms auftretenden Nebenstroms oder des Öffnungsstroms auf
eine äußerst kurze Zeit zusammengedrängt, wogegen der Schließungsstrom eine zwar auch sehr kurze, aber doch vergleichsweise
beträchtlich längere Dauer besitzt.
Faßt man jeden Poldraht einer hinreichend starken galvanischen Batterie mit einer Hand
[* 15] an, um den Strom durch den eignen Körper
zu leiten, so empfindet man eine Zuckung in dem Augenblick der Schließung des Stroms; dagegen bringt der
mit unveränderter Stärke durch unsern Körper fließende Strom keine merkliche Empfindung hervor; eine erneute Zuckung tritt
aber ein, sobald der Strom geöffnet wird. Auf unsre Nerven
[* 16] wirkt also nicht der unveränderte Strom erregend ein, sondern sein
Beginnen oder Aufhören oder überhaupt die Veränderung der Stromstärke ist es, welche die Zuckung
hervorruft, und zwar ist die Wirkung um so bedeutender, je jäher diese Veränderung eintritt. Hieraus erklärt es sich, warum
der Entladungsschlag einer Leidener Flasche
[* 17] (s. d.) so heftig empfunden wird; die an sich sehr geringe in der Flasche
[* 18] angesammelte
Elektrizitätsmenge entlädt sich nämlich in äußerst kurzer Zeit und stellt sonach einen elektrischen
Strom dar, welcher
mit großer Schnelligkeit zu seiner vollen Stärke anwächst und ebenso schnell wieder auf Null zurücksinkt. Da die Induktionsströme
ebenfalls von kurzer Dauer sind und innerhalb dieser kurzen Zeit rasch anwachsen und rasch wieder abfallen, so bringen sie
ungeachtet der geringen durch sie in Bewegung gesetzten Elektrizitätsmengen eine sehr starke Erregung
der Nerven des tierischen Körpers oder, wie man sagt, eine sehr beträchtliche physiologische Wirkung hervor, welche noch dadurch
gesteigert wird, daß die Öffnungs- und Schließungsströme durch das rastlose Spiel des Unterbrechers in rascher Aufeinanderfolge
durch den Körper gesendet werden.
Dabei bringt der Öffnungsstrom, als der schneller verlaufende, eine weit stärkere Wirkung hervor als
der Schließungsstrom. Um die Induktionsströme durch den menschlichen Körper zu leiten, verbindet man gewöhnlich messingene
cylindrische Handhaben durch metallische Schnüre mit den Enden der Nebenrolle und nimmt dieselben in die etwas feuchten Hände;
bei schwachen Strömen empfindet man ein stechendes Prickeln, bei stärkern Strömen treten krampfartige Muskelzusammenziehungen
ein. Ihrer Einwirkung auf die Nerven wegen werden die Induktionsströme zu Heilzwecken verwendet: man pflegt sie in der Medizin
nach Faraday, dem Entdecker der I., als faradische Ströme und die Behandlung des menschlichen Körpers durch dieselben als
Faradisierung zu bezeichnen.
Die induzierende Wirkung der Hauptrolle wird bedeutend verstärkt, wenn man in ihre Höhlung einen Stab
[* 21] von weichem Eisen
[* 22] einschiebt. Der beginnende Hauptstrom macht nämlich den Eisenkern magnetisch, d. h.
er zwingt die kleinen Kreisströme, welche die Eisenmoleküle unaufhörlich umfließen (s. Elektrodynamik), die gleiche Richtung
anzunehmen wie er selbst; nach seinem Aufhören aber kehren jene Strömchen in ihre frühern ungeordneten Lagen wieder
zurück, und der Eisenkern wird infolgedessen wieder unmagnetisch.
Diese sich richtenden und ihre Richtung wieder verlassenden Molekularströme erregen nun in der Nebenrolle ebenfalls Induktionsströme,
welche mit den gleichzeitig durch den Hauptstrom unmittelbar induzierten gleichgerichtet sind und diese sonach verstärken.
Dieser nützliche Einfluß des Eisenkerns wird aber durch eine andre von ihm ausgehende schädliche Wirkung
zum Teil wieder aufgehoben. Wie in jeder zusammenhängenden Metallmasse, welche man etwa in die Hauptrolle einschieben würde,
werden auch in dem Eisenstab beim Entstehen und Verschwinden des Hauptstroms Nebenströme induziert, welche, von Molekül zu
Molekül übergehend, den Umfang des Stabes umfließen, das Anwachsen und Abfallen sowohl des Hauptstroms
selbst als auch des Magnetismus verzögern und sonach die Dauer der in der Nebenrolle entstehenden Induktionsströme verlängern,
wodurch zwar nicht die Menge der in Bewegung gesetzten Elektrizität,
[* 23]
wohl aber ihre Wirkung auf die Nerven verringert wird. Das
Zustandekommen jener schädlichen Ströme kann man dadurch vermeiden, daß man statt Eines dicken Eisenstabes
ein Bündel dünner Eisendrähte, welche durch einen Firnisüberzug voneinander isoliert sind, in die Hauptspule bringt;
die Nebenströme nehmen alsdann den gewünschten raschen Verlauf und wirken viel stärker auf die Nerven als bei Anwendung
eines massiven Eisenkerns.
Bei der Herstellung von Induktionsapparaten nimmt man für die Hauptrolle einen dickern Draht mit nicht
zu vielen Windungen, weil sonst der Hauptstrom durch den großen Widerstand zu sehr geschwächt würde; der Nebenrolle dagegen
gibt man möglichst viele Windungen eines sehr dünnen Drahts, weil die Stärke der Induktionsströme mit der Windungszahl
zunimmt. Ein für ärztliche Zwecke vorzüglich geeigneter Induktionsapparat ist der Schlittenapparat von
Du Bois-Reymond
[* 20]
(Fig. 3). Die Nebenspule N, deren Drahtenden in den Klemmschrauben a und b münden,
ist auf dem Brettchen S befestigt, welches wie ein Schlitten in zwei Nuten des Gestells gleitet; sie kann daher nach Belieben
ganz oder nur teilweise über die Hauptspule H, welche an dem Brettchen B wagerecht befestigt ist, geschoben
werden, wodurch die Stärke der Nebenströme nach Bedürfnis abgeändert wird.
Bei größern Induktionsapparaten springen sogar von jedem Ende der offenen Nebenrolle auf einen genäherten LeiterFunken über;
die so entladene Elektrizität ist aber immer nur diejenige, welche von dem Öffnungsstrom herangeführt
wurde, denn nur diese ist zu hinreichender Dichte zusammengedrängt, um eine Luftstrecke in Form eines Funkens durchbrechen
zu können. Auf diese Weise geprüft, erscheint demnach das eine Ende der Induktionsspule stets positiv, das andre stets negativ,
und man bezeichnet sie daher als entgegengesetzt elektrische Pole. Jeden größern Induktionsapparat, welcher
die Bestimmung hat, starke Spannungserscheinungen zu zeigen, nennt