Part 19

4) Eingeschalteter Widerstand ~W~, Galvanometerwiderstand ~G~, Draht ~BC~, also: ~W + G + BC~. Da ~G = G~, ~BC = AB~, so sind die beiden Zweigwiderstände einander gleich, wenn ~W = Rh~; dann sind aber auch die Zweigströme einander gleich und die Nadel steht auf 0. ^Schaltet man am Rheostat so viele Widerstände ein, daß die Nadel auf 0 steht, so ist der zu messende Widerstand ~W~ gleich dem Widerstande des Rheostaten und Rheochordes^.

Dabei ist zu bemerken, daß, wenn die Nadel auf 0 steht, nicht wirklich zwei Ströme von entgegengesetzter Richtung durch das Galvanometer fließen, sondern daß in diesem Falle gar kein Strom das Galvanometer durchfließt; es ist das ebenso, wie wenn ein Wasserstrom sich in die Zweige ~ABC~ und ~ADC~ teilt und diese Zweige unterwegs durch den Kanal ~BD~ verbunden werden; in ihm ist das Wasser dann ruhig, wenn der Punkt ~D~ das Gefälle des Zweiges ~ADC~ ebenso halbiert, wie ~B~ das Gefälle des ~ABC~ halbiert.

#Tabelle der spezifischen Leitungswiderstände.#

Quecksilber = 1 Wismut = 1,33 Antimon = 0,36 Neusilber = 0,21 Blei = 0,20 Zinn = 0,13 Eisen = 0,099 Platin = 0,092 Zink = 0,057 Messing = 0,051 Gold = 0,021 Kupfer = 0,016 Silber = 0,015

Verdünnte Schwefelsäure sp. G. 1,01 131 600 „ 1,05 34 300 „ 1,10 18 400 „ 1,23 12 600 Salpetersäure 16 000 Kupfervitriol 2 Teile in 10 Tl. Wasser gelöst 170 000 Zinkvitriol 3 Tl. in 10 Tl. Wasser gelöst 220 000 Kochsalzlösung gesättigt 57 000 Wasser 14 000 000 Graphit 17,7 Gaskohle 32,6

Bei wachsender Temperatur nimmt der Widerstand bei Metallen zu, bei Flüssigkeiten ab.

Da unter den billigen Metallen ^Kupfer^ den geringsten Widerstand hat, so wird es zu kurzen Leitungen, Multiplikatorwindungen etc. stets verwendet. Bei langen Leitungen (Telegraph) benützt man Eisen, das jedoch einen 6 mal so großen Widerstand hat. Das Leitungsvermögen der Metalle für Elektrizität ist annähernd proportional dem für Wärme. Verunreinigung oder Legieren der Metalle erhöht im allgemeinen ihren Widerstand beträchtlich (Messing). Flüssigkeiten (außer Quecksilber) haben alle einen ^viel größeren^, reines Wasser hat einen ^ungemein hohen^ Widerstand. Löst man im Wasser Salze auf, oder vermischt es mit Säuren, so wird sein Widerstand ^beträchtlich kleiner^, bei Schwefelsäure mehr als tausendmal. Doch haben nicht gerade die konzentrierten Lösungen den kleinsten Widerstand; so hat z. B. Kochsalzlösung bei 30 _g_ Salz auf 100 _g_ Wasser, Schwefelsäure bei 13 Äquivalenten ~H₂O~ auf ein ~SO₄H₂~ (sp. G. 1,23) den geringsten Widerstand. Sollen Flüssigkeitsschichten einen geringen Widerstand haben, so müssen sie ^kurz^ sein und ^großen Querschnitt^ haben. Z. B. die Schwefelsäureschichte in einem Grove’schen Element bei 1 _cm_ Länge (Abstand der Zinkplatte vom Diaphragma) und 20 _cm_ Breite (der Zinkplatte) und 15 _cm_ Tiefe (des Eintauchens) hat einen Widerstand:

c l 18 000 · 0,01 ~W = --- = ------------- = 0,006 SE = 0,056 O~. q (200 · 150)

Die Zinkvitriolschichte beim einfachsten Meidingerelement bei einer Länge (Höhe) von 10 _cm_ und einem Becherdurchmesser von 10 _cm_ hat einen Widerstand von ca.

220 000 · 0,1 ~W = -------------- = 2,8 SE = 2,64 O~. 50 · 50 · 3,14

Telegraphendraht von 4 _mm_ Durchmesser hat für jedes Kilometer ca. 8 Ohm, der menschliche Körper von Hand zu Hand ca. 1000 Ohm Widerstand.

Aufgaben:

#96.# Welchen elektrischen Widerstand hat ein Draht von 5 _qmm_ Querschnitt und 6,4 _km_ Länge?

#97.# Wie groß ist der Widerstand einer Schwefelsäureschichte zwischen zwei Platten von 84 _cm_ Länge und 62 _cm_ Breite bei einem Abstand von 1,2 _cm_, wenn der sp. Widerstand 184 000 ist?

122. Ohm’sche Gesetze über die Stromstärke. (1827.)

Die von einem Elemente hervorgebrachte Stromstärke hängt ab von der elektromotorischen Kraft und vom Widerstande, und zwar: #die Stromstärke ist direkt proportional der elektromotorischen Kraft und umgekehrt proportional dem Widerstande.# (^Ohm’sches Gesetz^.)

#Als Einheit der elektromotorischen Kraft oder der durch die elektromotorische Kraft hervorgebrachten Potenzialdifferenz nimmt man das Volt# (abgekürzt aus Volta), das ist eine elektromotorische Kraft, die um ca. 5% geringer ist, als die eines Daniell-Elementes. #Die Stromeinheit ist 1 Ampère, d. h. derjenige Strom, den die Einheit der elektromotorischen Kraft, also 1 Volt liefert, wenn der Widerstand auch eine Einheit also 1 Ohm beträgt, kurz:#

#1 Volt liefert in 1 Ohm 1 Ampère.# Dabei beträgt diejenige Elektrizitätsmenge, welche bei 1 ~Amp.~ in 1 Sekunde durch den Stromquerschnitt fließt, gerade 1 ~Coulomb~. Bezeichnet man die Stromstärke mit ~J~, die elektromotorische Kraft mit ~E~, den Widerstand mit ~W~, so ist:

E Volt ~J = -~ oder ~Amp. = ----~. W Ohm

Unter Widerstand ist der gesamte Widerstand zu verstehen, also nicht bloß der ^äußere^ Widerstand ~a~ von Pol zu Pol, sondern auch der ^innere^ Widerstand ~i~, welchen die Flüssigkeitsschichte zwischen den beiden Polplatten bietet.

Von den gebräuchlichsten Elementen haben:

Elektromot. Inneren Kraft. Widerstand. Meidinger 0,95 Volt 9-10 Ohm. Daniell 1,06 „ 2-5 „ Leclanché 1,48 „ 2 „ Grove und Bunsen 1,81 „ 0,25 „

Um starke Ströme zu bekommen, muß man beide Widerstände klein machen, den innern dadurch, daß man die Platten groß macht, nahe an einander bringt, tief eintaucht und Flüssigkeiten von geringem sp. Widerstand anwendet, den äußeren dadurch, daß man kurzen und dicken Schließungsdraht anwendet. Ist der äußere Widerstand von selbst schon groß, etwa 1000 Ohm, also ein langer dünner Draht, den man nicht verkürzen kann, so ist der Strom schwach und es macht dann wenig Unterschied, ob der innere Widerstand klein (0,1) oder verhältnismäßig groß ist (1 oder 4).

[Abbildung: Fig. 151.]

Wenn man von den Polklemmen Zweigdrähte zu einem Galvanometer leitet, dessen Widerstand vielmal größer ist, als der äußere Widerstand des Stromkreises, so fließt durch das Galvanometer ein Zweigstrom von geringer Stärke; seine Stärke ist bloß abhängig von der an den Polen vorhandenen Potenzialdifferenz; deshalb kann letztere durch den Ausschlag der Galvanometernadel erkannt werden. Die Kreisteilung gibt dabei meist die Potenzialdifferenz direkt in Volts: #Voltmeter#. Gerade diese Potenzialdifferenz wird in der praktischen Anwendung ausgenützt und als #Polspannung# oder #Klemmspannung# bezeichnet.

Schaltet man irgendwo in den äußeren Stromkreis ein Galvanometer ein mit so geringem Widerstand, daß dadurch der Gesamtwiderstand des Stromkreises nur unmerklich verändert wird, so kann daran die im Stromkreis vorhandene Stromstärke erkannt werden: #Ampèremeter#.

Aufgaben:

~a~) Berechne die Stromstärke eines Daniell-Elementes, dessen elektrom. Kraft = 1,05 ~V~, innerer Widerstand = 2 ~O~, und dessen äußerer Widerstand gebildet wird: 1. durch einen Kupferdraht von 5 _m_ Länge und 1,4 _mm_ Durchmesser, oder 2. durch einen Eisendraht von 800 _m_ Länge und 0,8 _mm_ Durchmesser.

~b~) Berechne die Stromstärke eines Chromsäure-Elementes, dessen elektrom. Kraft = 2,2 ~V~, dessen innerer Widerstand 0,25 ~O~ und dessen äußerer Widerstand gebildet wird 1. durch einen 12 _m_ langen Kupferdraht von 1 _qmm_ Querschnitt und einen 20 _m_ langen Kupferdraht von ½ _qmm_ Querschnitt, oder 2. durch einen 1200 _m_ langen Kupferdraht von 0,1 _qmm_ Querschnitt. Berechne ferner, wie viele Meter eines 1 _mm_ dicken Kupferdrahtes als äußerer Schließungskreis genommen werden müssen, damit die Stromstärke gerade 1 ~A~ oder gerade 2 ~A~ ist.

~c~) Berechne die Stromstärke eines Meidingerelements, dessen elektrom. Kraft = 0,8 ~V~, dessen innerer Widerstand 10 ~O~ und dessen äußerer Widerstand 1. 1 ~O~ oder 2. 10 ~O~, oder 3. 100 ~O~ ist.

123. Galvanische Batterie.

Genügt ein Element nicht, um eine gewünschte Stromstärke herzustellen, so nimmt man deren mehrere und verbindet sie zu einer Batterie, was auf dreierlei Arten geschehen kann.

[Abbildung: Fig. 152.]

1. #Serienschaltung#: ^Verbindung auf elektromotorische Kraft^, ^Verbindung der ungleichnamigen Pole^, Verbindung auf Intensität oder Spannung. Man läßt den + Pol des ersten Elementes frei und verbindet seinen - Pol mit dem + Pol des zweiten, den - Pol des zweiten mit dem + Pol des dritten u. s. f., bis der - Pol des letzten frei bleibt. Die freien Pole der äußersten Elemente sind die Pole der Batterie. Auch hiefür gilt das Ohmsche Gesetz

E ~J = -~, W

jedoch ist unter ~E~ die ^Summe aller elektromotorischen Kräfte der einzelnen Elemente^ zu verstehen; wenn man also ~n~ gleiche Elemente von der elektromotorischen Kraft ~e~ nimmt, so ist ~E = n e~; unter dem Widerstande ist zu verstehen ^der äußere Widerstand ~a~ und die Summe sämtlicher inneren Widerstände^; ist der innere Widerstand eines Elementes = ~i~, so ist bei ~n~ gleichen Elementen ~W = a + n i~.

Die Stromstärke einer Batterie von ~n~ gleichen Elementen ist also

n e ~J = -------~. a + n i

Serienschaltung nützt bei großem äußeren Widerstande. Die Stromstärke ist, wenn der innere Widerstand sehr klein ist im Verhältnis zum äußeren, nahezu proportional der Anzahl der Elemente oder der elektromotorischen Kraft. Die Verbindung geschieht nach dem Schema von Fig. 152.

[Abbildung: Fig. 153.]

2) #Parallelschaltung:# ^Verbindung auf Widerstandsverminderung^, Verbindung gleichnamiger Pole, Schaltung auf Quantität: Man verbindet sowohl alle + Pole als auch alle - Pole durch je einen Draht; diese beiden Drähte sind dann die Pole der Batterie. Verbindet man sie, so ist der Strom geschlossen. Es schaut dann so aus, als wären alle Zinkplatten zu einer einzigen Platte verbunden und ebenso alle Kupfer (oder +) Platten. Es gilt das Ohm’sche Gesetz; dabei ist die ^elektromotorische Kraft dieselbe, wie bei einem Elemente^, aber der ^innere Widerstand ist kleiner^; denn während er bei ^einem^ Element aus dem Widerstande ~i~ der zwischen beiden Platten liegenden Flüssigkeitsschichte besteht, ist bei ~n~ Elementen diese Flüssigkeitsschichte ~n~ mal breiter, der Querschnitt der Flüssigkeitsschichte ~n~ mal größer, der Widerstand ~n~ mal kleiner, also

i e ~-~; demnach die Stromstärke ~J = -----~. n i a + - n

Diese Zusammenstellung ist von Nutzen, wenn der innere Widerstand groß ist im Verhältnis zum äußeren.

3) #Gemischte Schaltung.# Man teilt die vorhandenen Elemente, z. B. 12, in Gruppen von je gleich viel Elementen, z. B. je 3, also 4 Gruppen, schaltet die Elemente jeder Gruppe unter sich auf Quantität, so stellt jede Gruppe gleichsam ein Element vor, und verbindet die Gruppen nun auf elektromotorische Kraft.

[Abbildung: Fig. 154.]

Das Ohmsche Gesetz hat dieselbe Form, also ist bei ~n~ Gruppen ~à~ ~m~ Elementen die Stromstärke

n e 4 e ~J = -------- = -------~. n i 4 i a + --- a + --- m 3

Man kann nach Belieben mehr oder weniger Gruppen bilden, doch liefert in jedem besonderen Falle gerade diejenige Schaltung den #stärksten Strom, bei welcher der innere Widerstand gleich dem äußeren ist#.

Aufgaben:

~a~) Wie groß ist die Stromstärke bei einem Meidingerelement von der elektromotorischen Kraft 0,9 ~V~, wenn der innere Widerstand 7 ~O~, der äußere 1 ~O~ ist? Wie groß wird die Stromstärke, wenn man 6 solche Elemente in Serie schaltet?

~b~) Wie groß ist die Stromstärke bei einem ~Leclanché~-Element, dessen elektromotorische Kraft = 1,4 ~V~, innerer Widerstand = 3 ~O~, äußerer Widerstand = 50 ~O~. Wie groß ist die Stromstärke, wenn man 10 solche Elemente in Serie schaltet?

~c~) Welche Stromstärke liefert ein Bunsen-Element von 2,5 ~V~ und 0,1 ~O~ innerem Widerstand, wenn der äußere 0,01 ~O~ ist? Wie groß ist die Stromstärke, wenn man 5 solche Elemente parallel schaltet?

~d~) Welche Stromstärke liefert ein Daniell-Element von 1,05 ~V~ und 0,5 ~O~ innerem Widerstand, wenn der äußere 1 ~O~ ist? Wie groß wird die Stromstärke, wenn man 4 solche Elemente parallel, oder wenn man sie in Serie schaltet?

~e~) Von 18 Daniell-Elementen, deren elektromotorische Kraft = 1,05 ~V~ und deren innerer Widerstand je 3 ~O~ ist, macht man bei einem äußeren Widerstand von 2 ~O~ 1. Serienschaltung, 2. Parallelschaltung, 3. gemischte Schaltung von 6 Gruppen ~à~ 3 Elementen, 4. gemischte Schaltung von 3 Gruppen ~à~ 6 Elementen. Wie groß ist in jedem Falle die Stromstärke?

#98.# Ein Element hat bei 0,30 ~Ohm~ äußerem Widerstand eine Stromstärke von 3 ~Amp.~, bei 10 ~O~ äußerem Widerstand aber nur 1¼ ~A~. Wie groß ist seine elektromotorische Kraft und der innere Widerstand?

#99.# Welche Stromstärke erhält man, wenn man 4 galvanische Elemente von je 1,8 ~V~ hintereinander schaltet, wenn der innere Widerstand bei jedem 0,3 ~O~ und der äußere 2 ~O~ beträgt? Wie groß muß man den äußeren Widerstand nehmen, um eine Stromstärke von 3 ~A~ zu erhalten?

#100.# Wie viele ~Leclanché~-Elemente von 1,5 ~V~ Spannung und 2 ~O~ innerem Widerstand muß man hintereinander schalten, um bei einem äußeren Widerstand von 40 ~O~ eine Stromstärke von 0,2 ~A~ zu erhalten?

#101.# Welche Stromstärke erhält man, wenn man 3 Bunsen-Elemente von 1,8 ~V~ und 0,3 ~O~ parallel schaltet, bei einem äußeren Widerstand von 1 ~O~?

124. Galvanis Grundversuch.

Der Entdecker der galvanischen Elektrizität, Galvani, fand (1789), daß ein frisch abgeschnittener Froschschenkel Zuckungen macht, wenn man den Funken einer Leydener Flasche durchgehen läßt und daß eben solche Zuckungen zum Vorschein kamen, als der Froschschenkel mit einem kupfernen Haken an einem eisernen Gitter hing und durch den Wind an die Stäbe des Gitters anschlug. Indem er die Bedingungen dieses „Froschexperimentes“ untersuchte, wurde er der Entdecker der nach ihm benannten Elektrizität. Er deutete die Erscheinung jedoch nicht richtig, und erst Volta behauptete 1794, daß durch Berührung zweier verschiedener Metalle Elektrizität erzeugt werde. Wenn man nämlich eine Zink- und eine Kupferplatte mit isolierenden Handgriffen (aus Glas) versieht, aneinander drückt und wieder voneinander entfernt, so zeigen beide Platten am Kondensationselektroskop Elektrizität. Volta behauptete, die Elektrizität sei nur durch die Berührung der zwei verschiedenen Metalle entstanden, und nannte sie deshalb auch ^Berührungs- oder Kontaktelektrizität^. Dieser Versuch war der Fundamentalversuch der galvanischen Elektrizität (1800). Das Zucken des Froschschenkels kommt, meinte Volta, davon her, daß die getrennten Elektrizitäten sich durch den Froschschenkel ausgleichen. Dieser Erklärung schloß sich Galvani nicht an, da sich fand, daß die Zuckungen auch eintreten, wenn nur ^ein^ Metall, ja wenn nur ein feuchter Leiter vorhanden war; deshalb blieb Galvani bei seiner Ansicht stehen, daß hier tierische Elektrizität vorhanden sei, wovon die eine Art Elektrizität in den Nerven, die andere in den Muskeln sei, und daß der Leiter, der beide berührt, bloß den Ausgleich beider Elektrizitäten ermöglicht, und so die Zuckung verursacht. In der Tat gibt es eine ^tierische^ Elektrizität, die auf ähnliche Weise im tierischen Organismus vorhanden ist, und Galvani wurde so zugleich der Entdecker der tierischen Elektrizität.

125. Voltas Kontaktelektrizität.

Aber auch Volta blieb, nachdem durch den Fundamentalversuch der Nachweis der Elektrizität gelungen war, bei seiner Meinung stehen und bekräftigte sie durch weitere Versuche. Er behauptete, stets bei der Berührung zweier verschiedener Leiter werde Elektrizität erregt, und unterschied zwei Klassen von Elektromotoren, die festen (metallischen) und die flüssigen, wovon die der ersten Klasse weitaus die wirksamsten sind. Wenn man also eine Zink- und eine Kupferplatte in Schwefelsäure taucht und oben verbindet, so wirkt die Berührung von ~Zn~ und ~Cu~ elektromotorisch; allerdings wirkt auch die Berührung jedes Metalles mit der Flüssigkeit elektromotorisch, jedoch sehr schwach, so daß es die elektromotorische Kraft von ~Zn~ ~Cu~ wenig schwächt; der flüssige Leiter ermöglicht also das Zustandekommen eines Stromes.

Diese Theorie, der zufolge die ^Berührung^ zweier verschiedener Metalle elektromotorisch wirkt, wird die ^Kontakttheorie^ genannt; sie wurde von Volta und seinen Anhängern weiter ausgebildet und auf einen hohen Stand der Vollkommenheit gebracht, so daß sämtliche Erscheinungen und Gesetze des Stromes durch dieselbe erklärt werden konnten.

Dieser Theorie gegenüber steht die „^chemische Theorie^“, wie wir sie bisher entwickelt haben. Ihr zufolge entsteht die Elektrizität durch Berührung heterogener (stofflich verschiedener) Körper infolge chemischer Einwirkung der beiden Körper aufeinander und als Ersatz für die Wärme, welche beim chemischen Prozeß zum Vorschein kommen sollte, aber nicht zum Vorschein kommt.

[Abbildung: Fig. 155.]

126. Die Voltasche Säule.

Im Verfolg seiner Untersuchungen kam Volta zur Konstruktion der berühmten ^Volta’schen Säule^ 1800. Nimmt man eine Zink- und eine Kupferscheibe (etwa talergroß) und legt zwischen beide eine Tuch- oder eine Filzscheibe, die mit Salzwasser oder verdünnter Schwefelsäure getränkt ist, so stellt diese Zusammenstellung ähnlich wie bei der Zambonischen Säule ein Element dar. Schlichtet man nun mehrere solche Elemente übereinander auf, so daß jede Kupferplatte eines vorhergehenden Elementes von der Zinkplatte des folgenden berührt wird (ähnlich wie bei der trockenen Säule), so hat man die Voltasche Säule. Fig. 155.

Die Säule stellt eine auf elektromotorische Kraft geschaltete Batterie von vielen Elementen dar. Mit ihr wurden die ersten Untersuchungen über galvanische Elektrizität angestellt und wesentliche Eigenschaften und Wirkungen des galvanischen Stromes entdeckt. Der Aufbau der Säule ist aber mühselig, da die Metallscheiben stets blank geputzt werden müssen; zudem ist der Strom nur kurze Zeit nach dem Aufbaue kräftig, nimmt rasch ab, wenn die geringe Menge Flüssigkeit in den Filzscheiben verbraucht ist und hört bald ganz auf; zur praktischen Verwendung ist sie ganz untauglich. Sie ist deshalb bald verdrängt worden durch die galvanischen Elemente und Batterien, und schon Volta stellte einen Becher oder Tassenapparat zusammen, die ursprünglichste Form unserer heutigen galvanischen Batterien.

127. Wirkung zweier Stromteile aufeinander.

Der galvanische Strom bringt mannigfache Wirkungen hervor, die im folgenden besprochen werden. Diese Wirkungen sind höchst eigentümlicher Art, und es fehlt uns bei den meisten die Kenntnis, wie sie hervorgebracht werden. Eine wesentliche Eigenschaft haben aber alle gemeinsam: Wenn wir bei Betrachtung der Ohmschen Gesetze den Stromkreis gleichsam in zwei Teile geteilt haben, den Teil, in welchem die positive Elektrizität fließt, und den, in welchem die negative fließt, so können wir nun diese Abteilung wieder fallen lassen; denn ^beide Teile unterscheiden sich in ihren Wirkungen nicht voneinander^. Es ist ganz gleichgültig, ob die positive Elektrizität von rechts oder die negative von links durch den Draht läuft; teilt man dem Elemente mitsamt dem ganzen Stromkreise etwa durch die Elektrisiermaschine eine gewisse Menge positiver Elektrizität mit, so ist im ganzen Stromkreise keine negative Elektrizität vorhanden, sondern nur ^ungleich verteilte^ positive Elektrizität; die ^Stromstärke und Stromwirkung bleibt genau dieselbe^. Nicht das Vorhandensein der freien Elektrizität verursacht die Stromwirkung, sondern #das durch die ungleichmäßige Verteilung, das Gefälle, hervorgebrachte Fließen der Elektrizität bringt die Wirkung hervor#.

[Abbildung: Fig. 156.]

Man betrachtet den ganzen Stromkreis als einen einzigen Strom und versteht unter ^„Richtung des Stromes“ diejenige Richtung, in welcher die positive Elektrizität^ fließt.

Auch die ^Ausgleichstelle^ ist durch ^keinerlei besondere Wirkung^ ausgezeichnet.

^Ampères Gesetze^: #Zwei parallele und gleich gerichtete Ströme ziehen sich an, zwei parallele und entgegengesetzt gerichtete Ströme stoßen sich ab, zwei gekreuzte Ströme suchen sich so zu drehen, daß sie parallel und gleichgerichtet sind.#

Zum Beweise bedient man sich des ^Ampère^schen ^Gestelles^, Fig. 156, bei welchem der Strom einen leicht beweglichen Leiter durchfließt.

[Abbildung: Fig. 157.]

[Abbildung: Fig. 158.]

Betrachtet man bei gekreuzten Strömen die Stromteile bis zum Kreuzungspunkte, Fig. 157, so ziehen sich ~BA~ und ~DA~ an, ebenso ~AE~ und ~AC~, während die Stromteile ~AB~ und ~AE~ sich abstoßen, ebenso ~DA~ und ~AC~. Man kann also auch sagen: Zwei sich kreuzende Stromteile ziehen sich an, wenn sie beide zum Kreuzungspunkte hin- oder beide von ihm weglaufen; zwei solche Ströme stoßen sich ab, wenn der eine zum Kreuzungspunkte hin- der andere davon wegläuft.

Daraus ergibt sich eine wichtige Folgerung: es sei ~BAC~ (Fig. 158) ein Strom und ~DE~ ein Stromteil, der so auf ihn zufließt, daß er ihn in ~A~ kreuzen würde, so ziehen sich ~BA~ und ~DE~ an mit einer Kraft, deren Größe und Richtung in ~P~ gezeichnet ist, aber ~AC~ und ~DE~ stoßen sich ab mit einer Kraft ~P′~. ~P~ und ~P′~ geben nach dem Satze vom Kräfteparallelogramm eine Resultierende ~R~, welche den Leiter ~DE~ zu bewegen sucht in einer Richtung, die der Stromrichtung ~BAC~ entgegengesetzt ist. Ist also etwa ~DE~ um ~D~ drehbar, so muß sich ~E~ (unserer Zeichnung gemäß) nach links drehen.

Man hat Apparate konstruiert, in denen ein Stromteil durch einen kreuzenden Strom in kontinuierliche Drehung versetzt wird; doch fehlt ihnen praktische Anwendung.

Die anziehende und abstoßende Wirkung zweier Stromteile nimmt mit der Entfernung ab, wie das Quadrat der Entfernung zunimmt.

128. Der Erdstrom.

Ist das Rechteck auf dem Ampèreschen Gestelle aufgestellt und von einem Strome durchflossen, so ^dreht es sich^, bis der Strom ^in der unteren Seite von Ost nach West^ läuft, genauer, in einer Richtung, welche zur Richtung der Magnetnadel senkrecht steht. Man schließt: #in der Erde fließt ein Strom in der Richtung von Ost nach West, senkrecht zur Richtung der Magnetnadel: Erdstrom#.

[Abbildung: Fig. 159.]

Diese Einwirkung des Erdstromes auf das bewegliche Rechteck darf man nicht so erklären, daß der von ~O~ nach ~W~ laufende Erdstrom den Stromteil ~JF~ (Fig. 159) so dreht, daß ~JF~ parallel und gleich gerichtet ~OW~ wird; denn der Erdstrom wirkt auch auf die obere Seite des Rechteckes und sucht den Strom ~SN~ nach entgegengesetzter Richtung zu drehen. Hat der das Rechteck kreuzende Strom nur eine mäßige Entfernung von ihm, so ist die Wirkung des kreuzenden Stromes auf die nähere Seite stärker und das Rechteck dreht sich. Den Erdstrom müssen wir aber weit entfernt annehmen, so daß er von ~FJ~ und ~NS~ gleichweit entfernt ist; deshalb sind beide Kräfte gleich und heben sich auf.

Aber auf den Stromteil ~NJ~ wirkt der Erdstrom ziehend in der Richtung ~P~ (Osten) und auf den Stromteil ~FS~ wirkt er ziehend in der Richtung ~P′~ (Westen); beide suchen also das Rechteck so zu drehen, daß der Nordpunkt ~N~ nach Osten, der Südpunkt ~S~ nach Westen geht. Nach dieser Drehung fließt der Strom in der unteren Seite des Rechteckes von Osten nach Westen.

^Man muß annehmen, die ganze Erde sei beständig von einem elektrischen Strome, dem Erdstrom, umflossen, dessen Richtung senkrecht zur freischwebenden Magnetnadel steht^.