1909. a 1.

ANNALEN DER PHYSIK. VIERTE FOLGE. BAND 28.

1. Leistwngsmessun gem an Oxonrblwen ; vom E, W a r b u r g wnd G. L e i t h M u s e r .

VII.1) (Mitteilung aus der Pliysikalisch-Technisehen Reichsanstalt.)

0 58. Die Ozonrohre wurde von W. v. Siemensa) im Jahre 1857 angegeben und bestand ursprunglich ~tus zwei konaxialen , unten geschlossenen , oben miteinander ver- schmolzenen Glasrohren (Fig. 1 im Querschnitt). Wir bezeichnen die vier Glasoberflachen , yon innen nach auBen fortschreitend, durch a, b, c, d, nennen a und d die auperen, b und c die inneren Elektroden , den ringformig zylindrischen Raum zwischen b und c den Entladungsraum. Spiiters) ersetzte man die innere Glasrohre durch eine Metall- riihre, solche Ozonrohren nennen wir Betallapparate, Siemens - Fig. 1. ache Rohren der urspriinglichen Form Glasapparate. Die Belegungen der HuSeren Elektroden a , d wurden bei den Glasapparaten ursprunglich aus Metall- folie, spater4) aus angesauertem Wasser gebildet, wag u. a. den Vorteil der Kiihlung hat. Legt man an die auBeren Elek-

d

1) Numerierung und Paragraphierung dieser und der folgenden Mit- teilung schlieflen sich an verwandte friihere Mitteilungen in diesen Ann. an (I. 13. p. 464. 1904; 11. 17. p. 1. 1905; III.-v. 20. p. 134. 1906; VI. 23. p. 209. 1907).

Ges. Abh. U.

VortrLge p. 197. 2) W. v. Siemens, Pogg. Ann. 102. p. 66. 1857.

3) 0. Frtilich, Elektrotechn. Zeitschr. 26. XI[. p. 340. 1891. 4) Vgl. C. Engler, Histor.-krit. Studien iiber Ozon. Leopoldins

Heft XV. Halle 1878. Annnlen 6cr Pbyafk. IV. Folge. 28 1

2

troden hinreichend hohe Wechselspannung an, so treten im Entladungsraum Leitungswechselstriime stiller Entladung ein, welche auf reinen Sauerstoff oder Luft ozonisierend wirken; die zu ozonisierenden Gase werden durch den Entladungsraum geleitet.

8 59. Eine Ozonrohre ist anzusehen als ein System mehrerer hintereinander geschalteter Kondensatoren, der Glas- apparat enthalt deren drei, namlich a b , b c , c d , der Metall- apparat zwei, niimlich b c und c d . J e nachdem der Ent- ladungsraum mit einem vollkommenen Isolator oder einem vollkommenen Leiter ausgefullt ist, nimmt die Stromstarke den kleinstmoglichen oder grofitmoglichen Wert an. In beiden FBllen stellt das System, sofern das Glas als vollkommener Isolator anzusehen ist , einen vollkommenen Kondensator dar, welcher keine Energie verzehrt , dessen Leistungsfaktor also Null ist. Bei einem gewissen mittleren Leitungsvermogen nimmt der Leistungsfaktor den groBten Wert an, beim prak- tischen Betrieb der Ozonriihre liegt der Leistungsfaktor zwischen 0 und 1, die Stromstarke zwischen ihrem kleinsten und gr6Bten Wert. Fur die Technik handelt es sich vorzugsweise um die technische Ausbeute, d. h. urn die pro Kilowattstunde ge- lieferte Ozonmenge; zur Bestimmung der technischen Ausbeute muB die Leistung gemessen werden, was durch eine einwurfs- freie Methode geschehen kann (@ 63).

Der Fall der Ozonrahre mit einem Gase im Entladungs- rrtum ist zwar der mathematischen Behandlung nicht zugang- lich, wohl aber der Fall, in welchem das Gas durch ein mit 0 hm schem Leitungsvermogen begabtes Dieleldrikum ersetzt ist. Das Problem wurde gelegentlich gestreift van 0. Werne r l) und W. N e r n s t 3 , fallt unter die Theorie des geschichteten Kondensators von Maxwell und sol1 hier kurz erortert werden, da die Ergebnisse zur Beurteilung des Falles, in welchem der Entladungsraum ein Gas enthalt , jedenfalls einigen Anhalt gewiihren. s,

E. Warburg u. G. Leitfiauser.

I) 0. Werner, Wied. Ann. 47. p. 613. 1892. 2) W. Nernst, Wied. Ann. 67. p. 212. 1896. 3) und such fiir die F r e e des Energieverlustes in Kondensatoren

Interesse eu haben echeinen.

Jeistungsmessungen an Ozonriihren. 3

8 60. Wir behandeln die Ozonrohre wie eineu unendlich langen Zylinderkondensator, legen absolutes elektromagnetisches Ma6 zugrunde, nehmen die angelegte Wechselspannung sinus- formig an und beiiutzen folgende Bezeichnungen: Kl, K2, K‘, K“ bzw. Kapazitaten des Systems, je nachdem 2 einen vollkommenen

Isolator oder einen vollkommenen Leiter entbalt. K’/K’ = s, so daB K‘IK, = K ’ ( l / K ’ - l/K”) = 1 - s. W, Ohmscher Widerstand von 2. ‘II / 2 n Frequenz, T Periode der Wechselspannung. p = K4 TV, ‘II = 2% 0, / T, wo 0, = s , / 4 n xp GI = Relaxationszeit von 2,

eS, x, bzw. Dielektrizitatskonstantc und Leitungsvermiigen von 2, c = Lichtgeschwindigkeit.

bzw. IiapazitZiten von a b (I), b G (2), c d (3).

E,, Ei bzw. Spannungsdifferenz der PuBercn und inneren Elektroden. J“, J, bew. Verachiebungs- und Lcitungsstrom in 2 von b nach c. J ganzcr Strom, J’, J” bzw. kleinster und grijBter Wert desselbcn ($ 59). Q Ladung ron a, Q Ladung yon c.

(1) und setzen

Wir nehmen an ,Ya = Eao. sin R t

J1= J,O.sin(nt+ y), J = J o . s i n ( n t + y ) .

(2) (3)

Es bestehen die Gleichungen Q - ql), Ei = J 1 , W, = --

(4) rr, (5) a t - p . J , O . c o s ( n t + y ) , (6) J = J v + J 1 ,

J v = K,.----- a Ei

Fuhrt man in (6) und (9) bzw. (4), (3), (5) und (l), (7), (8), (2 ein, so erhalt man zwei Gleichungen. Diese zerfallen in folgende vier (10) JOcosrp = J , o . c o s ~ - p . ~ J I O ~ i n ~ = J , O ( l - s ) . c o s q p ,

(11) JOsinrp =J,O.s iny$p.J ,OcosV = KnB: + J , O ( l - s).sinyi,

1) E. W a r b u r g , Verb. d. Deutsch. Physik. Ges. p 348. 1905. 1*

4 3. Warburg u. G. Leithaurer.

welche zur Bestimmiing der Unbekannten 'p, y, J", J 1 O dienen. MRR findet (12) t g y = ; .

Nach (13) wird sowohl fur p = 0 wie fur y = co , tg 9 = oc, und erhalt den kleinsten Wert, namlich

fur

Die entsprechende Scheitelstromstkke p = p , = fi.

Setzt man P = mp, 9 I so wird

1) (14) kann geschrieben werden

Aus dieeer Gleichung berechnet man mit Hilfe der Bedeutung von p , wie groS das LeitungsvermZigen xp sein muE, damit der Strom Jo einen Wert gleich einem bestimmten Bruchteil, z. B. 0,99 des Maximalstromes J" annimmt. Man findet eehr kleine Werte des Leitungsvermiigens q, worauf hier aicbt n(iher eingegangen werden soll. Vgl. die Versuche von W. Nernat, Wied. Ann. 67. p. 212. 1896.

Leistungsmassungen an, Oronriihren. 5

In der Fig. 2 ist tg y /tg 'pl als Funktion von lg,, m dar- gestellt, ebenso J0/IJ1O fur die Werte s = 0,05 und s = 0,3. 4 t!

7 4 Man kann p und t g y durch den betreffenden Wert von

tgcp darstellen, wobei zu beachten ist, daS zu einem Werte von tgtp zwei Werte von p und t g y gehijren. Man erhiilt

Der gro6te Wert von L findet statt fur das Leitungsvermogen, welches p = s entspricht, oder fur die Relaxationszeit

E,'.J'' 1 - s 2 25

und betragt -.-, O - T . 5 2 %

wahrend an der kritischen Stelle p = p , = l/s v -

6 22 Warburg u. G. Leithiiuser.

Man verifiziert Ieicht, da6

Aus (13) und (14)

J = J O 2 . 3 . $ 2

Jo 2 1 + s . ( F - )

tgy = 1/((J”P)P - 1)(1 - S~.(JO/J’O)~) * (20)

Endlich ist

was man mittels (12) und (15) auf die Form bringt Ei = 4. w2 ,

Der ganze Strom J durch die Rohre ist die Resulthnte nus dem Leitungs- und Verschiebungsstrom im Entladungs- raum (Gleichung (6)). Enthalt der Entladungsraum ein voll- kommenes leitungsloses Dielektrikum, so ist Ei mit Ea in Phase, der Strom im Entladungsraum, ein reiner Verschiebungsstrom, eilt der Spannung um n/2 voraus, der Leistungsfaktor ist Null.

Kommt Leitungsvermijgen im Entladungsraum hinzu, so nimmt durch den Leitungsstroln von b nach c c die Ladung +q, I, die Ladung --p an, diese Ladungen erzeugen wiederum Ladungen + q (1 - s) und - q (1 - s) auf den auf3eren Elek- troden a bzw. d. Die Ladungen p der inneren Elektroden erzeugen im Entladungsraum eine elektromotorische Gegenkraft von c nach b, welche durch die Ladungen q ( l - s) der aufieren Elektroden nur teilweise kompensiert wifd; das zweite Glied in Ei Gleichung (21) stellt den ganzen Betrag der von den Ladungen q und p (1 - s) herriihrenden elektromotorischen Kraft dar , .iYd ist die Resultante dieser elektromotorischen Kraft und der von der reinen Kapazitatsladung K’ . Ba auf den aufieren Elektroden herriihrenden (Gleichung (2 1)).

Die Ladungen q haben eine doppelte Wirkung, erstens setzen sie Ei herab, zweitens bewirken sie eine Phasenver- schiebung zwischen Ei und Ea, folglich auch, da der Leitungs- strom J E mit Ei in Phase ist, eine Phasenverschiebung zwischen J E und Xa. Mit zunehmendem Leitungsvermogen in Ent- ladungsraum wachst der Leitungsstrom , wahrend gleichzeitig seine Spannung Ei sinkt, wobei die verzehrte Leistung durch

Leistungsmessungen an Ozonriihren. 7

ein Maximum hindurchgeht ; es wiichst ferner fortwahrend die Phasenverschiebung zwischen Jc und E, gegen nC/2 hin, wahrend zugleich Ei sich der Null nahert. 1st die Leitung im Ent- ladungsraum sehr groS, so flieSt der Leitungsstrom unter sehr kleiner Spannung, da Ei d a m klein gegen Ea ist. Daher ist die Leistung sehr klein, was dadurch zum Ausdruck kommt, daB der Strom gegen die gro6e Potentialdifferenz Ea in der Phase sehr stark verschoben ist.

9 61. Ahnliche Wirkungen mussen eintreten, wenn der Entladungsraum ein Gas enthalt, wie bei dem praktischen Be- trieb der Ozonrohren. Doch ist die gegebene Theorie in quantitativer Beziehung hier nicht anwendbar, weil die Leitung im Gase dem Ohmschen Gesetz nicht folgt; damit hangt auch zusammen, da6 freie elektrische Ladungen im Innern des Gases auftreten. Solche Ladungen rufen auch in dem Falle, in welchem eine Gasstrecke sich im freien Raum zwischen metalli- schen Elektroden befindet , eine elektromotorische Gegenkraft (Polarisation) und damit eine Phasenverschiebung zwischen dem Strom und der angelegten Wechselspannung hervor. Wenn, wie z. B. bei Geisslerschen Rohren, auch feste Isolatoren (hier die Glaswande) zugegen sind, welche wechselnde Ladungen annehmen, so tritt die von diesen Ladungen herruhrende Gegenkraft hinzu. Bus dem Gesagten folgt, daB jedesmal, wenn eine Gasstrecke von einem Wechselstrom durchflossen wird, der Strom der angelegten Wechselspannung voraneilen muB. l)

5 62. Zu den folgenden Versuchen benutzten wir einen eisengeschlossenen Transformator T, dessen maximale Leistung 600 Watt betrug und welcher mi t Wechselstromen von der Frequenz 50-500 pro sec betrieben wurde. Er war stets durch einen metallischen induktionslosen Widerskand A B (Fig, 3) geschlossen, welcher bis zu Effektivwerten der Spannung von 8000-12000 Volt 450000 9, von 12000-17000 550000 i2 betrug, und demnach 140-530 Watt absorbierte. Der Zweig CD mit der Ozonrijhre R ist parallel A B geschaltet.

1) Beobachtungen iiber die Phasendifferenz zwischen Strom und Spannung bei Gssstrecken vgl. z. B. bei €1. Eber t , Wied. Ann. 66. p. 782. 1898: A. G r a u u. F. R u s s , Wien. Ber.,117. 11. 1908.

8 E. Warburg u. G. Leithauser.

Um die Phasenverschiebung zwischen Strom und Span- nurig experimentell nachzuweisen, kann man sich der Brau n - schen Rohre bedienen, welche man nach W ehne l t mit einer Oxydkathode ausrustet.l) Der Strom in A B ist mit der Spannung in Phase, man schaltet in A B eine kleine Spule ein, durch welche man den Kathodenstrahlen eine magnetische

R Fig. 3.

T m

W

Ablenkung erteilt. In den Zweig C B der Ozonrohre schaltet man * ‘’ einen induktionslosen Wider-

B

D

stand ein, die Potentialdifferenz an seinen Enden ist mit dem &om durch die Ozonrohre i n Phase, wird an einen in der Braunschen Rohre befindlichen Kondensator angelegt und er- teilt den diesen passierenden Kathodenstrahlen eine elektri- sche Ablenkung. Ordnet man die beiden Ablenkungen senk- recht zueinander an, so be- schreibt der Fleck auf dem Fluoreszenzschirm der Rohre eine L i s s a,j o u sche Figur, welche die Phasenverschiebung anzeigt. Ersetzte man zunachst die Ozonrohre in CD durch

einen groBen 0 hmschen Widerstand (Jodkadmium in Amyl- alkohol 18. lo6 Q), so war die Schwingungsfigur eine gerade Linie. Schaltete man darauf statt des Widerstandes die Ozon- rohre ein, so erhielt man eine weit geoffnete Lissajousche Figur , die infolge yon Oberschwingungen sehr weit yon einer Ellipse abwich.2) Es ist also cos y von 1 sehr verschieden.

6 63. Die beschriebene Anordnung diente auch zur quantitativen Bestimmung von cos y durch Messung derLeistungL uiid dem Effektivwerte von Strom und Spaunung. Der Zweig C D enthalt auBer der Ozonrohre R eirien Priizisionswiderstand

1) A. Wehnelt . , Physik. Zeitachr. 6. p. 732. 1905. 2) Dies ruhrt von dem Strom durch die Ozonrijhre her, die an-

gelegte Wechselspanuung wich wenig von der Siuusforrn ab.

Lei.~tungsmessungen an Ozonriihren. 9

W' (50000-100000 52). Der eine Pol des Transformators und damit auch die Enden der Widerstande W und W' liegen an Erde, was den in der Technik gebriiuchlichen Verhaltnissen entspricht, und auch eine gefahrlose Handhabung der Ozon- rShre und der Widerstande gestattet. Doch darf debei die Belastung des Transformators nicht zu sehr unter der normalen liegen, sonst wird durch die Kapazitat der Sekundarspule von T gegen Erde die Kurvenform des induzierten Sekundarstromes zu sehr beeinflu&, was zu falschen Ergebnissen Veranlassung geben kann. Die erforderliche Belastung fuhrte man herbei, jndem man den Widcrstand W so klein wahlte, daB der durch die Erdkapazitat yon T bedingte Strom zu vernachlassigen war.

Der durch R flieBende Strom J wurde gemessen durch Ermittelung der Spannungsdifferenz an den Enden von W' mit Hilfe eines Multizellularelektrometers, die an R liegende Spannung durch die Bestimmung der Spannungsdifferenz v an den Enden eines bekannten Teiles w von W. E s ist dann die Spannungsdifferenz Y der Enden von W

W V = V . - ,

und am Ozonapparat liegt die Spannung E, = P - J W ' . ' ) Als Wattmeter zur Bestimmung yon L diente ein Quadrant- elektrometer &. dessen Gehause an Erde lag; die Quadranten wurden unter Zwischenschaltung des Umschalters U mit einem Teil w' des Widerstandes W verbunden und dadurch zu der Potentialdifferenz J.w' aufgeladen, die mit dem durch R flieBenden Strom in Phase war; die Nadel lag an w und lud sicli dadurch auf ein Potential V . w/W, das mit der Spannungs- differenz der Enden von C I ) in Phase war. Nach Orl ich2) ist der Elettrometeraussclilag Q! fur diese Schaltung

W

a! . B = a, vo2 + 0, v1 2 + a2 v23 + 6 , 2)" v1 + 6, uo Vg + 6, v1 v2 + co vo *

Die a und b sind Konstanten, B hangt von v i ab, die Iadizes 0, 1, 2 bezeichnen bzw. die Nadel und die beiden Quadrantenpaare, vivk ist bei Wechselstrom der iiber eine

1) Nicht genau richtig, da V und J W' nicht in Phase sind, doch war J W nur 150 Volt, 80 dafl der begangme Fehler unbedeutend ist.

2) E. Orl ich , Zeitschr. f. 1nstr.-Kiinde p. 97. 1905.

10 E. Warburg 71. G. Leithiiuser.

Periode genommene Mittelwert des Produktes der auf i und h beziiglichen Potentialwerte.

Bezeichnet man durch MI: a" die Elektrometerausschlage, welche man erhalt, je nachdem durch Handhabung des Um- schalters U 29, oder v1 = 0 gemacht wird, so bestehen die Glei- chungen

as'D = a o . ( 7 . w / W ) a + a , . ( J ~ ' ) ~ + 6 ~ . J w ' . ~ w / ~ , a" B = uo . (770 / W), + a, . (Jw'), + b, . Jw' Y w / W .

Durch Subtraktion dieser Gleichungen findet man , beriick - sichtigend, daB u1 - % = - b, = b, l), und indem man912 b, = C setzt,

* (C(M'- u") + + J' . w''] I* J . P = --

ww' = Leistung im ganzen Zweig C B ,

w C(a'- *") 1 WW' L = J B - J'~u'= 20 U)'

= Leistung in der Ozonrohre. Hier ist J der Effektivwert des Stromes durch die Ozon-

rohre. Uber die Bestimmung von C aus vier Elektrometer- ausschliigen vgl. Or l ich , 1. c. C vsriierte bei dein benutzten Elektrometer nur wenig mit v o , das iibrigens bei den Ver- suchen stets nahezu denselben Wert erhielt.

fj 64. Indem in CD statt der Ozonrohre verschiedene andere Apparate R eingeschaltet wurden, ergaben sich bei einer Frequenz von 501s~ folgende Werte des cosy .

R E,, eE. Jeff . . lo8 Watt cos cp

} 5900 3,46 20,5 1 ,oo 0 hmscher Widerstand Jodcadmium in Amylalk.

Spitzendoppelrost (nur an den Spitzen Licht)] 8500 7,64 61,3 0,94

Spitzen gegen Erdplatte, 9460 o,548 3,90 0,752 langer positiver Buschel } Hartgummiplatte auf Erd- 13280 0,328 1,69 0,388 Desgl., aber 1,5 mm dicke

platte Metallamarat 1 I

2,57 0,716 Xylol mit xmylalkohol } 6900 o,520 und Jodcadmium im Ent-

ladungsraum 1 1) E. Orl ich , 1. c.

Leistungsmessungen an Ozonrohren. 11

Der Leistungsfaktor wird also, weun R ein Ohmscher Widerstand ist , wie zu erwarten, gleich 1 gefunden, ergibt sich aber, wenn R eine Gaestrecke ist, stets kleiner als 1. Als im vierten Versuch die Erdplatte mit einem IsoIator be- deckt wurde, sank cosy, indem nun auch die Ladung des Isolators zu der Phasenverschiebung beitrug (5 61). Der funfte Versuch bezieht sich auf eine Ozonrohre , deren Entladungs- raum mit einem Korper von annahernd 0 hm schem Leitungs- vermogen gefiillt war.

6 65. Zu den eigentlichen Versuchen mit Ozonrohren uber- gehend, geben wir zunachst die Dimensionen und Konstanten der benutzten Apparate an. d ist der Abstand der inneren Elektroden b und c , d' der au6ere Durchmesser der Ozon- rohre, alles in Zentimetern. Die Apparate wurden bei Be- nutzung hoherer Frequenzen nur teilweise in das die Belegung von a darstellende Flussigkeitsbad eingetaucht, so da8 nur ein Teil der Lange wirksnm war; nur der eingetauchte Teil des Entladungsraumes wurde beim Betrieb leuchtend. I , , E l , la bezeichnen in diesem Sinn die wirksamen Langen. f ist die rnittlere Elektrodenoberflgche i n Quadratzentimetern, d. h. das arithmetische Mittel aus den Oberflachen der beiden inneren Elektroden, die Indizes 0, 1, 2 beziehen sich auf die drei be- nutzten Eintauchtiefen. Die Kapazitaten A?, K" (§ 60) wurden iibereinstimmend bei Messung mit schwach gespanntem Wechsel- strom und nach der Maxwellschen Methode mit rotierendem Unterbrecher gefunden ; sie sind in absolutem elektromagne- tischen Mall angegeben und beziehen sich immer auf lo , sind daher durch KO- &," bezeichnet.

Glasapparate.

d d' b 4 4 I 0,051 1,93 36 - -

III 0,372 2,60 25,O - - 11 0,140 2,Ol 24,5 12,5 -

KOf. toso Ki, 10" K,'/K:= s

I 34,2 104 0,329

I1 8,68 62 , l 0,140 111 5,98 76,4 0,0783

f , ft fi

- 197 - 132 67,2 - 162 - -

102O. V F F 59,6

25,2 21,4

12 B. Warburg u. G. Leithauser.

Metallapparate. I)

d d' 10 4 12 fo fi f 2

I 0,226 2,81 18,6 9,8 7,6 142 74,7 57,9

I1 0,466 3,28 18,6 9,7 7,4 156 81,3 62,O

KOf. lO*O K y . loso k','lKi= S 10". I 7,OO 135 0,0519 30,7

I1 3,26 139 0,0235 21,3

Berechnet man fur die verschiedenen bei unseren Ver- suchen vorkommenden Falle J, nach (16), so findet man, daf! J]J, zwischen 1," und 3 liegt (vgl. 8 80 der folgenden Ab- handlung). Ferner findet man fur die Metallapparate J/ J' zwischen 10 und 20, so daS der Verschiebungsstrom hier nur einen kleinen Teil des ganzen Stromes ausmacht. Bei den Glasapparaten ist zwar J / S kleiner, indem es zwischen 3 und 8 liegt; aber J/J" liegt fur I und I1 zwischen 0,75 und 0,94, so da8 man nicht weit von der maximal erreichbaren Strom- stirke entfernt ist (§ 59).

Obgleich nun die Theorie des 3 60 quantitativ auf die Ozonapparate nicht anwendbar ist, so kann man doch fur jede besondere Stromstarke von einem ,,Widerstand" des Entladungs- raumes = E i / 4 reden; wenn man alsdann tgcp als Funktion von p darstellt, so wird man jedenfalls eine Kurve mit einem Minimalwert von tg y fur einen gewissen kritischen Wert p =p, erhalten. Nach den gemachten Angaben ist dann anzunehmen, daB man bei dem praktischen Betrieb der Ozonrijhren diesseits des kritischen Wertes p l , d. h. auf Seite der kleineren p - Werte sich befindet. Dem entsprechen auch die weiteren Beob- achtungen.

cj 66. Die folgenden Versuche zeigen den h'infiup der Strom- stiErRe J auf den Leisbngsfaktor. In den Tabellen ist auch die Stromdichte i angegeben und zwar in Amp./qm ( J . 1 0 4 / f ) . Wo eine kleinere Eintauchtiefe als I,, benutzt wurde, ist dies

1) Das Metallrohr bestsnd aus Messing, die innere Elektrode b war vergoldet.

Leistungsmessungen an Ozoizriihren. 13

durch einen entsprechenden Index an dem Wert von J be- zeichnet. Es sind immer die Effektivwerte yon Strom und Spannung angegeben. Die Versuchsnummern Bind immer Journalnum mern.

Metallapparat I. Sauerstoff.

Nr. 7212 n 8, J. loa i cos cp

122 1, 9280 240 0,148 0,449 123 9 , 11400 2,93 0,206 0,389

134-137 1 9 9280 10,58(91 1,83 0,496

121 50 7940 1,58 0,111 0,508

130-133 570 7610 6,27(*) 1,08 0,583

Luft. 58-62 50 10800 2,58 0,182 0,431 80-84 ,? 14000 2,30(” 0,308 0,320

Mit zunehmender Stromstirke entfernt sich also der Leistungsfaktor von der 1 (wacbst tg y). Dies kann nach 0 60 darauf zuruckgefiihrt werden, da8, wie bekannt, mit zunehmen- der Stromstarke der ,, Widerstand(‘ der Gasstrecke abnimmt, also in dem Diagramm Fig. 2 m kleiner wird, wobei, sofern man sich diesseits der kritischen Stelle, d. h. auf Seite der kleineren m befindet, tgrp zunehmen mu8.

0 6‘1. Einflup der Fwquenz auf den Leistungsfaktor.

Metallapparat I. Atmosphairieche Luft.

Nr. n / 2 n E J. lo8 i cos ‘p

80-84 50 14000 2,30(” 0,308 0,320 71-74 100 9480 2,30(’) 0,308 0,451

108-112 510 9340 9,15@) 1,58 0,537

Sauerstoff. 138-141 50 11400 2,84 0,200 0,407 90-93 530 8160 7,29(*) 1,26 0,568

Glaspparat 11. 29 - 35 50 17000 2,54 0,192 0,239 36-42 100 9320 2,54 0,192 0,357

14 E. Warbury u. G. Leithauser.

Mit steigender Frequenz nahert sich der Leistungsfaktor der 1 , was wiederum nach 0 60 der Fall sein muB, solange man sich diesseits der kritischen Stelle befindet. Wurde man aber bei stets wachsender Frequenz die kritische Stelle uber- schreiten, so mu6te umgekehrt der Leistungsfaktor sich wieder von der 1 entfernen, um sich der Null zu nahern.

8 68. J'crhalten verschiedener Apparate. Fur eine Substanz von 0 hmschem Leitungsvermogen im Entladungsraum und Sinusstrom hiingt nach (13) der Leistungsfaktor nur von s und p ah und wachst bei konstantem p mit abnehmendem s; dies ist der Fall, wenn man von Apparat I zu 11, von I1 zu 111, und wenn man von einem Glasapparat zu einem gleich dimensio- nierten Metallapparat ubergeht. Die Versuche an Ozonrohren kbnnen indessen von diesem Gesichtspunkt aus nicht voll- standig diskutiert werden, da der ,,Widerstand" der Gas- strecke nicht bekannt ist. Wir beschranken uns daher auf die Mitteilung einiger Versuche.,

Glasapparate.

Nr. Apparat 92/2n 8. J. lo8 i COB cp

48-51 I1 1, 10080 1,34 0,102 0,314

43-47 I1 9 , 16900 2,55 0,193 0,243

52-57 111 9 , 17500 2,58 0,159 0,415

76-79 I 50 8050 2,61 0,132 0,185

Metallapparate.

58-62 I 50 10800 2,58 0,182 0,431

63-65 11 ,, 13900 2,63 0,169 0,450

71-74 I 100 9480 2,30"' 0,308 0,451 66-70 I1 0 12300 2,28(" 0,305 0,447

104-107 I1 $ 9 12100 7,35'*) 1,19 0,704 108-112 I 510 9340 9,15@) 1,58 0,537

Ein kleiner Leistungsfaktor ist unvorteilhaft , er hat zur Folge, daS nur ein kleiner Teil der verftigbaren Spannung zur

Leistungsmessun.qen an Oroizriihren. 15

Arbeitsleistung ausgenutzt wird. Von diesem Gesichtspunkt aus sind die Glasapparate mit kleinem Elektrodenabstand un- zweckmaBig, wobei besonders auf den sehr kleinen Leistungs- faktor des Qlasapparates I hingewiesen sei. Metallapparate haben griiBere Leistungsfaktoren, auBerdem den Vorteil, daB sie bei gleicher Spannung mehr Strom liefern als gleich dimensionierte Glasapparate.

5 69. Steigerung der Frequenz bis zu einer gewissen Grenze setzt nach § 67 den Leistungsfaktor hinauf, gibt aber auBerdem bei gleicher Spannung einen hoheren Wert des ozon- bildenden Leitungsstromes. Fur den Fall 0 hm schen Leitungs- vermiigens im Entladungsraum geht dies aus Gleichung (15)) 8 60 hervor, dn J’O mit n proportional ist. Freilich gilt fur p dasselbe, so daB bei fortwahrender Steigerung der Frequenz der Leitungsstrom schlieBlich von 12 unabhiingig wird. Wir lassen einige Versuche hieruber folgen, bei welchen der Neben- schlu6 A B angelegt war und der Effektivwert der Spannung ~ 3 ’ ~ auf 9 160 Volt gehalten wurde.

Metallapparat I. Atmospharische Luft.

Nr. n / 2 n J . 10’ 129 50 1,96 128 360 6,60@) 121 420 7,65(” 126 495 8,80(e)

125 526 9 ,OO@’

i

0,138 1,14

1,32 1,52 1,55

Wurde also die Frequenz von 50 auf 526, d. h. auf das 10,5fache gesteigert, so wuchs die Stromdichte von 0,125 auf 1,55, also auf das 12,4fache, wobei nach $j 65 an& fiir die hijchsten der benutzten Frequenzen noch fast der ganze Strom im Entladungsraum Leitungsstrom ist.

Durch hohere Frequenz erzielt man also bei gleicher Spannung hiihere Stromdichte des ozonbildenden Leitungs- stromes , oder bei gleicher Strombelastung verkleinerte Elek- trodenoberflache. Dies hat zur Folge, was technisch wichtig,

16 En Warburg u. G. Leithauser.

daB bei gegebener Spaniiurig kleinere Ozonrohren bei groBerer Frequenz ebensoviel Ozon liefern als groBere Rohren bei kleinerer Frequenz. Die Nachteile allzu hoher Frequenzen fur die Ozondarstellung sind im 0 83 der folgenden Abhand- lung besprochen, wo unter Benutzung der im 8 63 dargelegten Methode der Leistungsmessung die technische Ausbeute von Ozonrohren, d. h. die Ozonmenge fur die Kilowattstunde be- stimmt ist.

(Eingegangen 6. November 1908.)