Part 20

Im Erdstrome ist umgekehrt auch die Ursache des Erdmagnetismus zu suchen. Das heißt, die Erde hat Magnetismus wohl nicht deshalb, weil in ihr große Massen permanenter Magnete vorhanden sind, sondern sie lenkt die Magnetnadel ab, weil sie von einem elektrischen Strome umflossen wird.

Die Ursache des Erdstromes ist uns unbekannt. Er wird hervorgebracht wahrscheinlich nicht von Kräften, welche in der Erde selbst ihren Sitz haben (terrestrische oder tellurische Kräfte), sondern von Kräften, welche von außen, vom Weltraume, etwa von der Sonne her auf die Erde einwirken (kosmische Kräfte).

129. Das Solenoid.

[Abbildung: Fig. 160.]

[Abbildung: Fig. 161.]

Ein in Form eines Kreises laufender Stromteil heißt ein ^Kreisstrom^. Eine Verbindung mehrerer Kreisströme derart, daß alle ihre Mittelpunkte in einer geraden Linie, der Achse, liegen, alle ihre Ebenen auf der Achse senkrecht stehen, und alle Kreise in derselben Richtung durchlaufen werden, heißt ein ^Solenoid^. Ein solches kann man mit großer Annäherung herstellen, wenn man einen Draht in engen Spirallinien um einen Cylinder wickelt. Man versieht die Enden mit Haken und hängt es an einem Ampèreschen Gestelle auf: frei bewegliches Solenoid. Der Erdstrom wirkt auf jeden Kreisstrom des Solenoides drehend in demselben Sinne; das Solenoid dreht sich deshalb, bis die Ströme unten von Ost nach West laufen, also ^die Achse die Richtung der Magnetnadel hat^. Man nennt die Enden des Solenoides auch ^Nordpol^ und ^Südpol^; am Nordpol läuft der Strom ^entgegengesetzt^ dem Zeiger der Uhr, am Südpol ^geradeso^ wie der Zeiger der Uhr. Leitet man einen Strom in der Richtung der Achse über ein Solenoid, so dreht es sich wie eine Magnetnadel (der Nordpol weicht links aus), und man erkennt die Ursache darin, daß der Strom und die Kreisströme des Solenoids gekreuzt sind und sich parallel und gleich gerichtet zu stellen suchen. Nähert man zwei Pole zweier Solenoide einander, so stoßen sich ^gleichnamige Pole ab, ungleichnamige ziehen^ sich an; dies erklärt sich aus der Wirkung paralleler Ströme.

Die Pole eines Magnetes wirken auf die Pole des Solenoides wie auf Magnetpole. ^Ein magnetischer Nordpol zieht den Südpol des Solenoides an und stößt den Nordpol desselben ab^:

[Abbildung: Fig. 162.]

#Ein Solenoid wirkt nach außen wie ein Magnet.#

Bringt man einen Stab weiches Eisen in ein Solenoid in der Richtung der Achse, ^so wird das Eisen selbst magnetisch und erhält dieselben Pole, wie das Solenoid^.

Dies erklärt man durch die Annahme, daß jedes Molekül Eisen beständig von einem Kreisstrom umflossen sei, daß im unmagnetischen Eisen die Achsen der Molekularkreisströme nach allen möglichen Richtungen liegen, daß sie aber durch die richtende Wirkung eines darumgelegten Solenoides parallel gerichtet werden, so daß die Molekularkreisströme sich gegenseitig verstärken; deshalb wird das Eisen magnetisch, indem es wirkt wie ein Solenoid. #Ein Magnet kann angesehen werden als ein Solenoid, dessen Kreisströme am Nordpol laufen entgegengesetzt dem Zeiger der Uhr.#[10]

[10] Die Auffindung all dieser Gesetze, des Erdstroms, des Solenoids, des Elektromagnetes gelang Ampère 1820; von ihm stammt auch die Bezeichnung Solenoid (röhrenförmig).

130. Der Elektromagnet. Stärke des Elektromagnetismus.

[Abbildung: Fig. 163.]

[Abbildung: Fig. 164.]

#Ein Elektromagnet ist ein Stück Eisen, das durch die Wirkung eines Solenoids magnetisch geworden ist.# ^Er erhält den^ #Nordpol# ^an dem Ende, wo der + Strom läuft^ #entgegengesetzt dem Zeiger der Uhr#: kehrt man den Strom um, so vertauschen sich auch die Pole. Oft gibt man dem Elektromagnete eine ^Hufeisenform^; er besteht dann aus zwei parallel gestellten Eisenstäben, den Eisenkernen, die unten durch ein eisernes Querstück verbunden sind. Man steckt über die Kerne je eine Holzspule und umwickelt beide mit übersponnenem Kupferdraht, jedoch in entgegengesetzter Richtung, um entgegengesetzte Pole zu erhalten. Bei Stromschluß werden die Eisenkerne magnetisch, beim Öffnen werden sie wieder unmagnetisch.

^Elektromagnete werden verhältnismäßig stärker magnetisch als Stahlmagnete^, da beim weichen Eisen sich die Moleküle leichter und vollständiger drehen, polarisieren lassen als beim Stahle. #Die Stärke des Magnetismus hängt ab von der Masse der Eisenkerne#; je größer deren Masse, desto stärker ist der Magnetismus; ferner von der polarisierenden Kraft, also #von der Stärke des Stromes und der Anzahl der Windungen#. Jedoch kann ein Stück Eisen nicht beliebig stark magnetisiert werden; sind alle Moleküle vollständig oder nahezu vollständig polarisiert, so ist der Magnet #gesättigt#, seine Kraft wird nicht mehr verstärkt, wenn man den Strom oder die Anzahl Windungen vergrößert.

Bei starkem Strome genügen schon wenig Windungen dicken Drahtes, um den Eisenkern genügend zu magnetisieren.

Ist der Strom schwach, etwa weil er schon einen großen äußeren Widerstand überwinden mußte, so nimmt man dünnen Draht und macht sehr viele Windungen; die dadurch erfolgte Vergrößerung des äußeren Widerstandes schadet der Stromstärke nicht mehr viel, während die Vergrößerung der Windungszahl den Magnetismus verstärkt.

Die Eisenkerne müssen aus möglichst weichem Eisen bestehen, damit sie den Magnetismus leicht annehmen und beim Öffnen des Stromes möglichst vollständig wieder verlieren.

Wird der Strom um Stahl geleitet, so wird der Stahl auch magnetisch, wenn auch nicht so gut als weiches Eisen; aber er behält seinen Magnetismus fast vollständig. ^Man kann so sehr kräftige permanente Stahlmagnete machen^, wendet aber doch hiebei meist die Streichmethode an, indem man den zu magnetisierenden Stahl an den Polen eines kräftigen Elektromagnetes streicht.

131. Die elektrische Klingel und ihre Anwendung.

Die elektrische Klingel hat folgende Einrichtung: vor den Polen eines #Elektromagnetes# befindet sich ein Stück weiches Eisen, der #Anker#; er ist befestigt an einem #federnden Stahlblech#, welches ihn etwas von den Polen wegzieht. Der Anker trägt an einem Fortsatz einen #Klöppel#, der an eine #Glocke# schlägt, wenn der Anker zu den Polen hinbewegt wird. Das am Anker befestigte Stahlblech hat auch einen Fortsatz, welcher eine #Stellschraube# berührt, wenn der Anker von den Polen entfernt wird, dagegen die Stellschraube nicht mehr berührt, wenn der Anker den Polen genähert wird.

Der Strom durchläuft die Windungen des Elektromagnetes, geht dann in das federnde Stahlblech und durch die berührende Stellschraube zur Batterie zurück. Hält man den Strom geschlossen, so werden die Magnete erregt, ziehen den Anker an und bewirken so einen Glockenschlag. Durch die Bewegung des Ankers hat sich aber auch die Stahlfeder von der Stellschraube entfernt und hat den Strom dadurch unterbrochen (#Selbstunterbrechung#); die Magnete verlieren dadurch ihre Kraft und lassen den Anker los, der durch die Federkraft sich wieder von den Polen entfernt. Dadurch kommt aber die Stahlfeder wieder in Berührung mit der Stellschraube, stellt also den Strom wieder her, und es beginnt derselbe Vorgang und wiederholt sich, solange man den Strom geschlossen hält; es entstehen also infolge der Selbstunterbrechung in rascher Aufeinanderfolge Schläge an die Glocke, ein Klingeln, dessen Tempo durch die Stellung der Stellschraube etwas reguliert werden kann.

[Abbildung: Fig. 165.]

[Abbildung: Fig. 166.]

[Abbildung: Fig. 167.]

Um den Strom bequem schließen zu können, bedient man sich eines #Drückers#, bei dem man mittels eines Porzellan- (Bein-)Knopfes ein etwas in die Höhe gebogenes, elastisches Blechstück auf ein festes Blechstück niederdrückt.

Beim #Haustelegraphen#, wie er besonders in Gasthäusern vielfach verwendet wird, kann man durch den im Zimmer befindlichen Drücker den Strom schließen und so durch Klingeln ein Zeichen geben. Um aber zu erfahren, in welchem Zimmer gerufen wird, werden die Drähte von den Drückern durch einen ^Nummernkasten^ geleitet, in welchem für jedes Zimmer ein ^Nummernapparat^ (Fig. 167) sich befindet. Dieser besteht im wesentlichen aus einem kleinen Elektromagnet, der einen Anker anzieht; dieser läßt dabei eine kleine Falltüre los, welche herunterklappt und dadurch die betreffende Zimmernummer sichtbar macht. Die Art der Drahtführung ist aus Fig. 168 ersichtlich; man reicht für alle Zimmer mit nur einer Batterie von einigen Meidingerelementen aus.

[Abbildung: Fig. 168.]

[Abbildung: Fig. 169.]

[Abbildung: Fig. 170.]

Das Schema Fig. 169 zeigt eine Einrichtung, bei welcher man von einem Orte aus nach verschiedenen Richtungen hin Klingelsignale geben kann; sie wird in Fabriken, größeren Geschäften etc. benützt.

Der #elektrische Feuermelder#. Er besteht aus einem Thermostreifen (Streifen aus Zink und Eisen), der am einen Ende festgeklemmt ist und bei Temperaturänderungen mit dem anderen Ende kleine Bewegungen macht. Er berührt dann eine Stellschraube und schließt dadurch den Strom, der von der Batterie in den Thermostreifen geleitet und dann von der Stellschraube zur Klingel geführt wird. Durch Drehen der Stellschraube kann bewirkt werden, daß der Strom stets dann geschlossen wird, wenn die Temperatur eine gewisse Höhe (oder Tiefe) erreicht hat. Man verwendet sie so etwa in Warenlagern, damit ein ausbrechender Brand sich durch Erwärmung des Thermostreifens signalisiert, und in Gewächshäusern, um besonders nachts zu hohe und zu niedrige Temperaturen signalisieren zu lassen. (Fig. 170.)

Der #Einbruchsmelder#, elektrische Sicherung gegen Einbruch. Man bringt an der Türe des Kassaschrankes oder des Zimmers oder Ladens etc. einen Kontakt an, der sich von selbst schließt, sobald die Türe nur ein wenig geöffnet wird. Die geschlossene Tür drückt auf einen Hebel; dieser schnappt beim Öffnen durch eine Feder zurück, berührt mit seinem anderen Ende ein Platinplättchen und schließt dadurch den Strom, der zu einer elektrischen Klingel führt und so das Öffnen der Türe signalisiert. Um unterwegs unnötigen Lärm zu verhindern, kann man etwa durch Ausziehen eines Stöpsels zwischen zwei Backen den Strom unterbrechen.

Die elektrischen Telegraphen.

132. Der Morsesche Schreibtelegraph.

Der Telegraph (Fernschreiber) ermöglicht, Zeichen, welche die Bedeutung von Buchstaben haben, in sehr kurzer Zeit an einen weit entfernten Ort zu signalisieren.

Schon im Jahre 1809, kurz nachdem Volta seine Säule gebaut hatte, schlug Sömmering vor, mittels Wasserzersetzung zu telegraphieren; doch hat diese Einrichtung niemals praktische Verwendung gefunden. Schilling konstruierte 1832 das Modell eines Telegraphen und Gauß und Weber stellen 1833 die erste größere Telegraphenleitung in Göttingen her. Doch kann deren Einrichtung auch erst später erklärt werden. Steinheil in München verbesserte den Apparat (1838), so daß schon geschriebene Zeichen übermittelt wurden. Morse, ein Amerikaner, konstruierte 1837 ein Modell und etwas später den Schreibtelegraphen, welcher noch gegenwärtig in Verwendung steht.

Der Morsesche Schreibtelegraph.

[Abbildung: Fig. 171.]

Der #Zeichengeber# hat den Zweck, den Strom nach Belieben und bequem schließen und öffnen zu können. Auf der Aufgabestation ~A~ befindet sich als Zeichengeber der #Taster# ^oder Drücker, auch Schlüssel genannt^. Er besteht aus einem Hebel, der mittels eines Elfenbeinknopfes niedergedrückt werden kann und dann durch eine Feder wieder zurückschnellt. Beim Niederdrücken berührt er mittels eines hervorragenden Daumens einen Stift und schließt dadurch den Strom. Man ist imstande, durch den Zeichengeber den Strom kurze oder längere Zeit zu schließen.

[Abbildung: Fig. 172.]

Der Zeichenempfänger besteht aus einem #Elektromagnet# ~M~, dessen Windungen vom Strome durchflossen werden, so daß er beim Schließen des Stromes magnetisch, beim Öffnen unmagnetisch wird. Etwas oberhalb ist ein #Hebel# ~AS~ angebracht; dieser trägt am einen Ende ein Stück weiches Eisen, das als #Anker# ~A~ gerade über den Polen des Elektromagnetes liegt; wird der Elektromagnet magnetisch, so zieht er den Anker an, wird er unmagnetisch, so reißt eine #Abreißfeder# ~F~ den Anker wieder von den Polen weg. Stellschrauben, welche ober- und unterhalb des Hebels angebracht sind, begrenzen die Bewegung. Das andere Hebelende trägt einen #Schreibstift# ~S~ (Bleistift oder Stahlstift), welcher, wenn der Anker angezogen ist, auf einen #Papierstreifen# drückt und auf ihm Zeichen macht. Der Papierstreifen kommt von einer Papierrolle ~R~ und läuft zwischen zwei rauhen Walzen durch; die Walzen werden durch ein Triebwerk (Uhrwerk, das von Zeit zu Zeit aufgezogen wird) in mäßige Drehung versetzt, ziehen dabei den Papierstreifen heraus und führen ihn in der Nähe des Schreibstiftes vorbei. Bei kurzem Stromschlusse macht der Schreibstift nur einen Punkt, bei längerem einen Strich auf den fortlaufenden Papierstreifen. Morse setzte aus Punkten und Strichen ein Alphabet zusammen, das von allen Nationen angenommen wurde und nun ^internationale Gültigkeit^ hat, so daß z. B. der Buchstabe ~a~ in allen Sprachen durch dasselbe Zeichen telegraphiert wird. Den Schreibstift hat man durch eine Färbevorrichtung ersetzt und nennt einen damit versehenen Apparat einen #Farbenschreiber#. An Stelle des Schreibstiftes ist am Hebelende eine kleine Platte angebracht, welche, wenn der Anker angezogen wird, das Papier etwas nach aufwärts drückt. Dadurch kommt das Papier in Berührung mit dem #Schreibrädchen#; das ist eine Scheibe, die am Rande eine stumpfe Schneide besitzt, durch das Uhrwerk beständig gedreht wird, dabei eine Farbwalze berührt und von derselben mit zähflüssiger Farbe versehen wird.

[Abbildung: Fig. 173.]

133. Der Nadel- und der Zeiger-Telegraph.

[Abbildung: Fig. 174.]

Der #Nadeltelegraph# (Wheatstone). Der Zeichengeber besteht aus einem Drücker, durch den man imstande ist, nach Belieben den positiven oder den negativen Strom in die Telegraphenleitung zu schicken (Kommutator, Stromwender). Der Zeichenempfänger besteht aus einer #Magnetnadel#, die mit #Multiplikatorwindungen# umgeben ist. Da nun je nach der Richtung des Stromes die Nadel nach der einen oder anderen Seite abgelenkt wird, so kann man nach Belieben #Ausschläge nach rechts oder links# hervorbringen, und damit ein Alphabet zusammensetzen.

Ein großer Vorteil des Nadeltelegraphen ist seine fast unbegrenzte Empfindlichkeit, da auch sehr schwache Ströme, wie sie bei sehr langen (überseeischen) Leitungen vorkommen, durch Benützung von Multiplikatoren mit großer Windungszahl doch noch imstande sind, eine leichte, am Seidenfaden aufgehängte Magnetnadel zu drehen.

[Abbildung: Fig. 175.]

Der #Zeigertelegraph#. Der Zeichengeber besteht aus einem ^Rade^, das durch eine Kurbel gedreht werden kann. Am Umfange des Rades sind ^Steigzähne^ angebracht, zwischen denen ebenso breite ^Lücken^ sind. Beim Drehen des Rades drückt ein Steigzahn das Ende eines federnden Bleches nach auswärts, so daß es gegen ein anderes federndes Blech drückt und dadurch den Strom schließt. Ist der Zahn vorübergegangen, so springt die Feder in die nächste Lücke und der Strom ist offen. #Durch Umdrehen des Rades wird in regelmäßiger Folge der Strom geschlossen und wieder geöffnet.# Neben den Zähnen und Lücken stehen die Buchstaben des Alphabetes.

Der Zeichenempfänger besteht aus einem #Elektromagnete#, welcher bei Stromschluß einen #Anker# anzieht. Dieser greift mit einem gabelförmigen Fortsatz in ein #Steigrad# ein und dreht es je um einen Zahn weiter; dadurch rückt auch der #Zeiger# um einen Buchstaben weiter. Indem man beim Zeichengeber ziemlich rasch herumdreht, rückt beim Empfänger der Zeiger gleich rasch weiter. Indem man beim gewünschten Buchstaben anhält, signalisiert man ihn.

134. Der Typendrucktelegraph.

Der Typendrucktelegraph wurde vom Amerikaner Hughes (1859) erfunden und bewirkt durch eine sinnreiche aber sehr komplizierte Einrichtung, daß die Depesche vom Zeichenempfänger selbst auf den Papierstreifen in gewöhnlicher Schrift gedruckt wird.

Die Typendrucktelegraphen wirken vollkommen sicher, arbeiten etwa 3 mal so schnell wie die Morseschen Schreibtelegraphen und ersparen in der Empfangsstation die Mühe des Abschreibens der Depesche, da dem Adressaten die bedruckten Papierstreifen unmittelbar übergeben werden können. Auf allen bedeutenderen Stationen sind schon solche Typendrucktelegraphen in Gebrauch.

135. Das Relais.

[Abbildung: Fig. 176.]

Wenn man von einer Hauptstation mit mehreren, hintereinander liegenden Nebenstationen in Verbindung treten will, so müßte der Strom so stark sein, daß er in sämtlichen Stationen zugleich das Anziehen der Anker bewirkt. Hiezu müßte der Strom eine beträchtliche Stärke haben. Man erzielt eine Ersparnis durch Einrichtung des #Relais#. Dies besteht aus einem Elektromagnet mit leicht beweglichem Anker. Wird dieser angezogen, so schließt er durch Berührung einer Stellschraube den Strom einer #Lokalbatterie#, die den Elektromagnet ~M~ des Zeichenempfängers erregt. Da der Elektromagnet des Relais keine Arbeit zu leisten hat, so kann er sehr leicht gemacht werden, so daß eine #Linienbatterie# von mäßiger Elementenzahl hinreicht, alle Relais der Nebenstationen zu bedienen. Die Lokalbatterie jeder Station braucht, da sie bloß einen Elektromagneten zu versehen hat und keine lange Leitung hat, nur 2 oder 3 Elemente.

136. Telegraphenleitung.

Der Strom wird vom Zeichengeber der einen Station zum Zeichenempfänger der anderen Station geleitet durch die bekannten Telegraphendrähte, verzinkte Eisendrähte. Sie werden von hohen Stangen getragen und, damit sie von der Erde #isoliert# sind, auf Glas- oder Porzellanglocken befestigt. Es sollte eine ebensolche Leitung vom Zeichenempfänger zum andern Pole der Batterie zurückführen. Aber bald nach Erfindung der Telegraphen fand Steinheil (1837), daß man diese #Rückleitung# sparen und an ihrer Stelle mit Vorteil die #Erde# benützen könne (Erdleitung). Man führt von dem einen, etwa dem - Pole der Batterie einen Draht in die feuchte Erde und läßt ihn dort in eine Platte (Bodenplatte) endigen. Dadurch ist dieser Pol abgeleitet. Man führt nun vom andern, dem + Pole der Batterie, den Draht zum Drücker, dann zur Telegraphenleitung (Linie), zum Elektromagnet des Zeichenempfängers und dann auch sofort zur Erde in eine Bodenplatte; dadurch ist auch der positive Pol abgeleitet. Wenn nun durch den Drücker der Strom geschlossen wird, so läuft einerseits die - ~E~ direkt zur Erde, anderseits läuft die + ~E~ durch Leitung und Empfänger zur Erde. Von beiden Bodenplatten aus fließen die Elektrizitäten zur Erde ab, verbreiten sich auf ihr und sind dadurch verschwunden. Die Erdleitung ist nicht bloß praktisch wichtig, sondern auch theoretisch interessant, weil man erkennt, daß zum Zustandekommen des galvanischen Stromes nicht der wirkliche Ausgleich von ± ~E~ notwendig ist, sondern daß etwa die positive Elektrizität allein schon dadurch, daß sie durch den Draht fließt, alle Wirkungen des galvanischen Stromes hervorbringen kann; denn auf dem ganzen Drahte vom + Pole bis zur weit entfernten Erdplatte ist nur positive Elektrizität vorhanden, am Pole von hoher Spannung, an der Erdplatte von sehr geringer Spannung (= 0). Diese ungleiche Verteilung der Elektrizität bringt den Strom hervor, wenn durch Ableitung des - Poles dafür gesorgt ist, daß auch der - Pol keine hohe Spannung bekommen kann.

Telegraphenleitungen, welche durch das #Meer# gelegt werden, werden durch eine Hülle aus #Guttapercha isoliert#. Um dieser Leitung Festigkeit zu verleihen, wird sie mit Hanf und dann mit einem Kranze dicker Eisendrähte umgeben, nochmal mit Hanf umsponnen (worauf beim Küstenkabel noch ein Kranz von Eisenstäben folgt) und geteert. Auf ähnliche Art werden #Erdleitungen# eingerichtet.

[Abbildung: Fig. 177.]

137. Die elektrischen Uhren.

[Abbildung: Fig. 178.]

Der galvanische Strom wird auch dazu benützt, den Gang einer Uhr auf ein weit entferntes Zeigerwerk zu übertragen, so daß beide stets dieselbe Zeit angeben. Eine solche Einrichtung nennt man eine #elektrische Uhr#. Hat eine Uhr ein Sekundenpendel, so versieht man dessen Ende mit einer #Platinspitze#, welche bei jeder Schwingung einen #Quecksilbertropfen# berührt, der aus einer Vertiefung eines Eisenblockes herausragt. Dadurch wird der Strom in jeder Sekunde geschlossen.

Das #elektrische Zeigerwerk# ist ähnlich eingerichtet wie der Zeichenempfänger des Zeigertelegraphen. Der Strom durchläuft den #Elektromagnet#, vor dessen Polen sich der bewegliche #Anker# befindet; dieser trägt oben einen #Haken#, welcher in die Zähne eines #Steigrades# eingreift und es bei jedem Stromschluß um einen Zahn weiter dreht. Der Zeiger des Steigrades bewegt sich somit wie ein Sekundenzeiger.

Will man etwa nur die Minuten übermitteln, oder bloß nach je 5 oder 10 Minuten den Strom schließen, so wählt man auf der Normaluhr ein Rad, das sich etwa in der Stunde 10 mal herumdreht, und schlägt auf ihm 6 Stifte ein, oder man schlägt auf dem Stundenrade 12 resp. 6 Stifte ein. Bringt man ferner einen Hebel ~J~ so an, daß sein eines Ende ~c~ von den Stiften nach aufwärts gedrückt wird, so wird sein anderes Ende ~a~ nach abwärts gedrückt, berührt mit seiner Platinspitze ein federndes Blech ~FF′~ und schließt dadurch den Strom. Ist der Stift am Hebelende vorbeigegangen, so wird es durch eine Abreißfeder wieder nach abwärts gezogen, bis der nächste Stift kommt und wieder einen Stromschluß bewirkt. So wird in regelmäßigen Zwischenräumen der Strom geschlossen.

[Abbildung: Fig. 179.]

Chemische Wirkungen des galvanischen Stromes.

138. Elektrolyse.

Manche Flüssigkeiten leiten die Elektrizität. Ein- und Austritt des elektrischen Stromes in die Flüssigkeit geschieht stets nur unter ^chemischer Zersetzung^ der Flüssigkeit. #Eine durch den galvanischen Strom verursachte chemische Zersetzung einer Flüssigkeit in ihre einfacheren Bestandteile nennt man Elektrolyse.# Die beiden Drahtenden oder Metallplatten, durch welche der Strom in die Flüssigkeit geleitet wird, heißen #Elektroden# (Elektrizitätswege), die Platte, durch welche die + Elektrizität eingeleitet wird, heißt #Anode# (aufsteigender Weg), die andere, negative Platte, heißt #Kathode# (absteigender Weg). Der der Zersetzung unterliegende Körper heißt das ^Elektrolyt^; die Zersetzungsprodukte heißen ^Ionen^; #die Ionen kommen stets an getrennten Stellen zum Vorschein;# der an der Anode ausgeschiedene Stoff heißt #Anion# oder der elektronegative Bestandteil, der an der Kathode ausgeschiedene Stoff heißt #Kation# oder der elektropositive Körper, weil er im Sinne des + Stromes wandert. Diese Benennungen stammen von Faraday 1833.

139. Elektrolyse des Wassers.

[Abbildung: Fig. 180.]

Taucht man zwei ^Platinbleche^ als Elektroden in Wasser, so #geschieht die Zersetzung des Wassers derart, daß der Sauerstoff an der Anode, der Wasserstoff an der Kathode zum Vorschein kommt#: beide können getrennt in pneumatischen Wannen aufgefangen werden.[11] Man erklärt den Vorgang auf folgende Art: Durch die Kathode kommt die negative Elektrizität an der Grenze des Wassers und trennt durch ihren Einfluß die chemisch verbundenen Stoffe ~H₂~ und ~O~. Dabei wird Elektrizität produziert, und zwar wird ~H₂~ +, ~O~ - elektrisch. ~H~ gleicht seine + ~E~ mit der - ~E~ der Kathode aus, wird frei und steigt als Gas in die Höhe; das ~O~ verbindet sich mit dem ~H₂~ des nächstliegenden Wassermoleküls und gleicht seine - ~E~ mit dessen + ~E~ aus; dadurch wird das nächste ~O~ frei und - elektrisch und wandert so weiter, bis schließlich das letzte ~O~ mit - ~E~ geladen an der Anode anlangt, dort seine - ~E~ mit der + ~E~ der Anode ausgleicht und als freies Gas aufsteigt. Es ist das ein ebensolcher Austausch (Wanderung) der einzelnen Bestandteile von Molekül zu Molekül wie bei den galvanischen Elementen. Ebenso wie in den galvanischen Elementen Elektrizität nur dadurch frei wird, daß die Zersetzungsprodukte an verschiedenen Stellen zum Vorschein kommen, so #wird bei der Elektrolyse Elektrizität verbraucht, weil die Zersetzungsprodukte an verschiedenen Stellen zum Vorschein kommen#.