9
520 so geht daraus hervor, defs das Biischddicht uod ehwo das Glimmlicht auf einem Leuohten desi6tickgases beruhcn, und zwar werdeu bei uiddrider Temperadur die stark,& brech- bareti Strablen vorzjugsweise aukgeseudeta &i diesrer Tern- peratur leucbtet der Sauerstoff fa& gar mi&. Es stimmt diefs mit der Angabel) von Pliickept uud Hittorf iiberein, dds man nioht ganz refnb Stickgas en- zuwenden braucht ulh din reiiies Stickst&spe&mm zta er- Iialten, und z, dafs man in eiwm ldit etsnospbiibischn' SLuft gefullten Spectrdrohr des Saiterdtoi3bpaotkim nur bei Ein- scbaltung einer Leydener Flasche el'lillt, mnn eiee Tbennmiiule in den Kreis ainw ebktviscben Stromes eingesclialtet wird, so liietet sin 'deblwben, wie jeder Leiter, dinen Widerstand, aufserdem aber seht sie der primliren hlektromotorischen &aft eme doaudbe ent- gegeh. Sey z. 3. die Thermosaule em Witmuth uhd An- tirnon zusammengesetet, sb erregt der Stram uaeb der be- kannten BeObaGhtung vou P e I ti ef ') beirn Ueberpnge vom Wismuth zum Autimoh Kliite, LA &n vow btimon zum Wismuth Wlrine. Nach deu Ufikersubhunpn von v, Quiutes Icilius 4, uhd vou Fi-aak~ebeim s, steben die beim Durchgange cines Stiomes dureh eias Themo- saule crregbn Wiirme- und KllWeiig&i ,dater tsollat glei- I) A a. 0. §. 15. 2) A. a. 0. $. 6% 3) Ann. de ehint. et de pkys. T LVl, p. 311. Vcrgl, Moser im Ne- pert T. I, S.333undv. Quintuslcilirrsin.dirsan hoo*Bd.LXA#IX S. 40L*. 4) Diese Ann. Bd. LXXXIX, S. 3?7*, 6) Diese Aa4. Bd, XCI. S. 161*.

Ueber Widerstandsbestimmungen un Thermosäulen

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so geht daraus hervor, defs das Biischddicht uod e h w o das Glimmlicht auf einem Leuohten desi6tickgases beruhcn, und zwar werdeu bei uiddrider Temperadur die stark,& brech- bareti Strablen vorzjugsweise aukgeseudeta &i diesrer Tern- peratur leucbtet der Sauerstoff fa& gar mi&.

Es stimmt diefs mit der Angabel) von Pliickept uud H i t t o r f iiberein, dds man nioht ganz refnb Stickgas en- zuwenden braucht ulh din reiiies Stickst&spe&mm zta er- Iialten, und z , dafs man in eiwm ldit etsnospbiibischn' SLuft gefullten Spectrdrohr des Saiterdtoi3bpaotkim nur bei Ein- scbaltung einer Leydener Flasche el'lillt,

mnn eiee Tbennmiiule in den Kreis ainw ebktviscben Stromes eingesclialtet wird, so liietet sin 'deblwben, wie jeder Leiter, dinen Widerstand, aufserdem aber seht sie der primliren hlektromotorischen &aft eme d o a u d b e ent- gegeh. Sey z. 3. die Thermosaule em Witmuth uhd An- tirnon zusammengesetet, sb erregt der Stram uaeb der be- kannten BeObaGhtung vou P e I t i ef ') beirn Ueberpnge vom Wismuth zum Autimoh Kliite, LA &n vow bt imon zum Wismuth Wlrine. Nach deu Ufikersubhunpn von v, Q u i u t e s I c i l i u s 4 , uhd vou F i - a a k ~ e b e i m s, steben die beim Durchgange cines Stiomes dureh eias Themo- saule crregbn Wiirme- und KllWeiig&i ,dater tsollat glei-

I ) A a. 0. §. 15. 2) A. a. 0. $. 6% 3) Ann. de ehint. et de pkys. T LVl, p. 311. Vcrgl, Moser im Ne-

pert T. I , S . 3 3 3 u n d v . Quintuslci l irrsin.dirsan hoo*Bd.LXA#IX S. 40L*.

4 ) Diese Ann. Bd. LXXXIX, S. 3?7*, 6) Diese Aa4. Bd, XCI. S. 161*.

521

chen Urnstlinden in geradeni VerhaltniEs zur Intensitit des Stromes, iind da, inncrhalb gcwisser Granzen, die elektro- motorkche Kraft einer Thermosiiule der TemperatnrdiBe- rmz ihrer Lotbteueii gerade proportioiial ist, so steht anch diese elektromotorische Kraft im geraden VerVaknjfs zur StroGiutcnsitat. 1st also die primare elektromotorische Kraft im Strome = E; der gesainmtc Leitullgwvidersta~id der Kette, den der Thermosaule ausgenommen, -8; der W>iderstand der Thermosaule = 2, und die durch die Stroin- einheit in ihr crregte elektromotariscbe Gegenkraft 5 k, so 1st die Intensitst, welclie der Stroin liaben wiirde, weip sich keiiie elektromotoriechc Gqenkraft erzeugte

wenn sic aber erzeugt wird . E - i k *=--

R + x ’ Dieser Ausdruck kann aber die Form

anuehmen, d. h. jenc, der Stromstarke proportionale Gegcn- kraft spidt ~ M Z dieselbe Rolle, mie ein, von der Strominten- sitat unabhangigcr Lei~ungswiderstaad. Wenn man daher, um den Widerstand x der Thermoslule nach der 0 hm’schen Methode zu bestirninen, die Saule in den Kreis eines elek- triseheo Strames eingeschaltet, so wird dieses s immer uin eihe coiwtarite GriSfese k zu qofs gefuuden, ohne alie Ruck- sicht auf i. Es ist klar, d d s aitch die Richtung, in wel- eher der Btmm die Thermos&& durchflielst, ohae Einflufs auf das Vorzeichen yon k ist, da die wtamlt4re elektro- inotarische Kwft, wic schon F r a n k e n h e i r n ’) bemcrkt hat, unter allen Urntiindm von der primaten zu mbtra- Biren ist.

An der euge f f i rh i Thatsech wird Mthbs eandert, weaa die BeaPtiumung vm G lina;ch der ;Kirbhhef‘f’k#heir Methode mit Anmendung eines Briickendrabtes geschieht,

1 ) A. a. 0. S. 156+.

522

1st nlmlich E die elektromotorisclie Kraft des primaren Elek- tromntors, R det Widerstand der unverzweigten Leitung, sind a, b wid c die Widerstinde der Zweige, wclcbe der Mefsapparnt enthalt, x ein Widerstand gleich dein der Therrnosaule, und siiid die Widerstaude so gewahlt, dafs sich a : b = c : x verhllt, also im Briickendrahte ~t die Stromstarke gleich Null ist, so kann inau, uiu die Inten- sitat im Leiter x zu finden, wie B o s s c h a ' ) gezeigt hat, den Leiter 5 einfach atis der Betrachtung fortlassen. Die Stromstarke in z ist dann

E a+c ( a - t c ) ( b + x ) * n+b+c+x R + - - - - a+b+c+x

E(a+c) R (a + B + c) + b ( a +c) + ( R + a + c ) .z '

J = ____

- __-- ~ -

Wird nun fur x die an Widerstand gleiche TberrnosSale eingeschaltet, so entsteht in derselben eine elektrornoto- rische Gegeukraft; die Intensitat in x siokt von J 'auf i herab, uud die Gegenkraft niiumt fur den Gleichgewicbts- zustand wieder die Grofsse ik au. Jetzt ist daher

a+c - __ E ___ --ik i = R ( n + c ) + (a+c) ( b + + ) * a'+b+c+r

b + x + R+ a+b+c+; R+a+c

Dieser Ausdiuck unterscheidet sich von dem fur J ge fundenen nur dadurch, dafs x durch 2 + k ersetzt ist, also wird auch bei Anyeudung der Bt uchenmethode der Wi- derstaod einer Thermosaule stcts urn eine von der Strom- starke ynabbangige Griifse zu grofs gefunden.

Urn dieses Gesetz expe2imentell zii besliitigen, bedieute ich mich zweier Thermosaulen: einer 49 paarigen Wis- muth- Antimon-Saule von S a u e r w a l d und der 769 paari- gen Neusilber - Eisen - Saule, welche R'. K o h l r a u s c h ') construirt und beschriebeii hat. Der Leitungswiderstand 1) Diese Ann. Bd. CIV, S. 460'. 2) Diese Ann. Bd. LXXXII, S . 412*,

523

der Thermosaulen sol1 i m Folgenden wieder mit 2 bezeich net werden, dagegep mit t' deren scheinbarer Leitungs- widerstand, wie er im geschlossenen Strouie durch das Hinautreten der elektroinotorischen Gegenkraft vergriifsert auftri tt.

Die Saulen waren mit einer dicken Lage von Batim- wolle bedeckt nnd dmn in einen Kasten von Weifsblech eingeschlossen, aus dem nur die dicken Leitungsdrahte her- auwagten. Hierdurch waren sie vor storendem Einfluh der Warmeleitnng, Warmestrnhlung und Luftstrbinung voll- Bommen geschiitzt. Um auch von inneren St6rungen: von mbglicher Ungleichartigkeit der Lathstellen, VOII Warme riickstlnden an einzelnen Stellen unabhangig zu seyn, wur- den in den ersten Versuchsreilien die Thermosaulen bald so eiiigeschaltet, dafs der Ratteriestrom rom W'ismuth zum Antimuu oder vom Neusilber zum Eisen (P), bald so, dafs er vom Antimon zum Wismuth oder vom Eisen zum Neu- silber ( N ) durch die Siiulen ging. Jedesmal aber wurde das Galvanonieter so in die Leitung eingefrgt, dafs dcr Sinn der Ablenkung unverandert blieb. Die Messtingeti gefirhahen inittelst des S i ein en s'schen Stdpselbriickenap- parates. Die Restimtnung von x' bot keine Schwierigkeiten. Wenn man die Griifsen a iind b festgestellt, und c so lange verlndert hat, dafs hei einem kurzen Anschhge des den Strom schliefsenden Hebels das Galvanometer eineii nur: onhedeutenden Ausschlag giebt, also die Gleichgewichts- bedingring a : b = c : x annlhernd hergestellt ist, und mati schliekt dnnn den Hebel danernd, so sieht man den Wi- derstaiid schnell wachsen. 1st diirrh Veranderung v o n c das Gleicbgewicht wieder hergestellt, so ist der Werth 3;- gefunden. Um denselbell fur verxhiedene WTerthe von i messen 211 konnen, wnrde der Batteriestrom durrh 1, 2, 3 oder 4 Grove 'sche Elcmente erregt. Bei der Groke der Widerstande a rind b (1000 und 100) und der relativen Webbeit der Widerstiinde der Thermosliden war die iii diesen erregte primare (d. h. dem Quadrate der Strom- stgrke proportionale) Warme so gering, dafs ihr 'Einflufs

524

auf das Leitongsvermagen der die Saulen bildenden Me- talle gaaz iibmselren weden konote. Das in dem Blecb- kasten und zwar zwischen die Rcihen der Neiisdbereisen- Saulc meingeschobrne Thermometer zeigte nach Durchfuh- rung einer ganzen Versuchsreilie, wie sie i n der nacbstfol- geuden TabeJle dargestellt ist, nie eiue Erwarmung, die iiber Oo,S hinausging. Die Stromstarke i wurde nicht direct ge- messen. Vielmehr wurde, nachdcm der Glcichgewichtszu- stand im Galvanometer hergestellt war, der Scbliefshebel platzlieh geoffnet. Den Ausschlag, welchen dmn der Gal- vaoometerspiegel giebt, ist rlun, so lange der Strom tiber- all gleicbe Widerstande zu durchlaufen hat, der elektro- motorischen Gegenkraft, und daber auch der Intensitat i proportional. Er ist im Folgenden direct mit i bezeichnet. Eh wurden folgende Zahlen erhalten, wobei A die 49 paa- rige WismuthantimonsIule, B die 769 yaarige Neusilber- eisensaule bezcichnet.

R

n

Siulc I Elementc

I 1 2 3 4

Mittel

1 2 3 4

'Mittel

P

1.4580

.1,4572 1,4580

- 1,4582

37,924 37,924 37,930 37,930

t'

N

1,4591 1,4592 1,4585 1,4575

-

37,930 37,940 35,930 37,924

-- Mittcl

1,4585 1,4587

1,4577 1,4581

37,927 37,932

31,927

1,4578

37,930

37,929

a

25,1 44,2 68,2 H8,O

24,O

67,8 88.0

44,3

Wakreiid also die Stromstarken ungefiihr vom Einfachen bis auf das Vierfache wuchseq, blieben die Werthe von m' fast gan'c unverandert. m' war also = m + k, wo k iinab- hangig von i ist.

Die Bestiinmung von m mird dadurch schwieriger, dels auch dcin kijrzesten Atischlage des Schliefahebels sofort ein, durch die elcktromotorische Gegeskraft vwaulafster Gal- vanometerausschlag folgt. Urn durch diesen nicht gestort

525

zu werden, offiiete ich unuiittelbar nach Schliefsung jenes Hebels einen zweiten Hebel, welcher bis daliin die Galva- nometerschliefsung hergestellt hatte. Hierdurch wird er- reicht, dafs der Strom auf das Galvanometer nur wahrend einer Zeit wirkt, welche sehr kurz ist iin Verhaltnifs zur Schwingungsdauer des Galvanoineterspiegels. Dadurch kornmt k gar nicht mehr zur Wirkung. Nach jedein Ver- suche, der das Gleichgewichtsverlialti~ils noch nicht ergehen hat, mufs das Galvanometer wieder geschlossen und so lange gewartet werden, bis der Spiegel vollkoinmen in seine Ruhelage zuriickgekehrt ist. Wiederholte Messungen in dieser Weise angcstellt, gabeii sehr genau uiiter einander stimmend'e Resultate. In der folgenden Tabelle &id solche Messungen von x und tinmittelbar darauf angestellte Messun- gen von x' fur dieselben Theniiosaiilen angegeben. Die Diffe- renz z ' - x ist dann der Wer th vou k fiir die gebrauchte Einheit. Die Messungen wurden alle iin ungeheizten Zim- mer angestellt, so dak die Ternperatur iin Blechkasten nur zwischen loo und 1 5 O schwankte. Fur je zwei zusammen- gehorige Bestimmungen von z und x' behug die Tempe- raturdifferenz selten mehr als O',,I, so dafs der wahre Lei- tungswiderstand der Saulen dadurch nicht merklich ver- andert wurde. Die benutzten TherniosZulen wareii :

1 ) Saule A, 49paarige Wisinutbantiiiionsaule ; 2) B, 769 paarige Neusilbereisensaule ; ihr V\'fderstand

war seit Anstellung der frtiheren Versuchsreihen durch Arisbesserung einer Keihe von Lotbstellen ein wenig verlndert ;

3) a, 420paarige und 4) p, 349,paarige Neusilbereisensaule, die beiden Theile,

5) C, 15 paarige Wismuthantimonsaule von S t o h rer. in welche B zerlegt werden kann:

Saule

A

B

a

P

C

X

I ,36 1 1,413 1,402 I ,3i3 1,350

36,757 36,752 36,753 36,682 36,668

19,624 19,7.78 19,659 19,666

17,030 16,992 17,057 17,024

0,7245 0,7250 0;7285

526

X'

1,435 1,485 1,477 1,447 1,462

36,888 36,879 36,879 363 1 1 36,798

19,696 19,845 19,727 19,729

17,088 17,032 17, I 14 lS,Oi9

0,7280 0,7280 0,7319

P 0,074 0,075 0,075 0,074 0,072

0,131 0,127 0,126 0,129 0,133

0,072 0,067 0,068 0,065

0,058 0,060 0,057 0,055

0,0035 0,0030 0,0034

k Miltel

0,07 4

0,129

0,068

0,057

0,0033

Es hatte iiahe gclegeo, die Bestimmung von z auf au- derem Wege vorzunehmen, so namlicb wie man deii we- sentlichen Widerstand eiuer Kette zu bestirnuen pflegt, und wie z. B. Bui isei i ' ) den Widerstand seiner Kupfer- kieskette geinessen hat, iudem die Saule selbst als Elek- trornotor benutzt wird. Hierzu hatte aber den beiden Sei- ten der Thermosauleii eine ganz bestimmte Temperatur- differenz gegeben werden mussen, wozu keine derselben I orgericbtet war. Aukerdem nird durch die Erwlrmung 1) Oiese Ann. Hd. CXXIII, S. 505'

527

der eiilen uiid die Ahkuhlung der auderen Seite der spe- cifische Widerstand der Metalle schr erheblich vepandert, wenn nicht die Erwiirmung eben so weit dber , wie die Abkiibluug unter die lnittlere Teinperatur getrieben wird. Diels ist aber bei der Anwendung constanter Temperatu- ren, etwa durch siedendes Wasscr und schmelzeudes Eis, keineswegs der Fall. Wi rd dagegen ein Strom durch eine Thermoslule geleitet, so miisseii die Metalle trotz der Er- warmung dcr eiuen und der andereii Seite ihre inittlere Leitungsfiihigkeit behalten, sobald nrir innerhalb der beiden Temperaturgrauzeii die Ver~nderutig des Leitungswider- standes wit der Temperatur als gleichfhnig betrachtet werden darf.

Auf die vorstehenden Betrachtuiigen wurde ich dadurch gefiihrt, dafs R. K o h l r a u s c h ' ) den Widerstand seiner Neusilbereisenkette gemesseii uiid bei seinen Untersuchun- gen iiber die Spanuungselektricitit in der Thennosaule in Rechilung gezogen hatte. Da der Widerstand nach der 0 h rn'scheu Methode, also bei dauernd geechlosscnem Strom gemessen war, so mufste er nothwendig zu grofs gefunden seyn, uud ich wiinschte mir eiii Urtheil dariiber zu ver- schaffen, vou welchem Belang diese Differenz fur die Re- su'ltate der Rechnung se-jn koiiuten. Da K o h l r a u s c h bemerlite, d a t nach Oeffnung des hydroelektrischen Stro- me6 die Thermosaule einen Ausschlag an eineln zweiten Galvanometer gab, so wiederholte er die Bestilnniung des Widerstandes, w A~rend die Seule in entgegengesetztein Siniie eingeschaltct war. Die Kesultate beider Messungen diffe- rirten urn oicht uiehr, als uui die ohnediefs zu crwarteu- den Beobachtungsfehler. K o h 1 r il u s c h ist hierbei offenbar von der Ansicht aiisgegangeii, dafs seiiie Si-iule durch aufsere Einflussc eine 1 erschicdeiie Erwaruiuiig beicler Pole erfahren habe. Die durch eine solche Erwarmung hervor- gerufene clektromotorische Kraft wiirde sich in der That in der einen Stellung der S a l e zrir primaren Kraft addirt, in der anderen von ihr subtrahirt haben. Da aber der

I ) Diese Ann. Bd. LXXXII. S. 417".

528

Aussclhag am Galvanometer die notlwendige Folgc der duruh den Stroln selbst erzeugten Gepnkraft war (auf welche man zu i&nm Zeit noch wenig hfmerksamkeit ge- wandt hatte), so half das Winkehren der Saule gar nichts, beide Resultate mufsten iibereinathrnen, aber beide waren zu hwh. Der Widerstand wtwde gleich dem von 681 Zoll Rheocborddraht bestimmt. Da sich das hkrbei gebrauchte Rlieoohoi d noch ia unveranderkm Zustande b&ndcb, so verglich ich seine Widerstandseinhcit 1ui.t der Quecksilber- elnheit. Ilp Burcbsdinitt aus Fier Messuwen bei CS0 wurde gefwdea :

1tM Zoll Neusilberdraht = 6,LO Quecksilbereinheiten. Hiernach wiirde der Widerstand x' der ThmmosBule

dewah =37,317 gewesen seyn. Wird nun z. B. atlge- nornmen, dais dieser Werth um die bei meloen Messungen als Mibtel gefiuadens Griifise ka0,139 zu grofs gewesen sey, so wiirde das wahre x=37,W8 oder 606 Z d l Neu- silberdrabt gewesea seyn. Da nuu autevdern der Werth x in der Form u = -?L in die Kechnung tritt, wo der Werth

von il immer ziernlich grob gegen den vQn x ist, so ist der Einflub der Abweichung in der Bestimniung von x schr klein. Er macht sicb erst in der dritken Decimale der fur u berechneten Zahlen geitencl, wahrend die beob- achteten Werthe von u nur bis zur zweiten DecimaLe an- gegeben sind. Jene Versuche behalten deshalb ihre volle Beweiskraft fiir das Gesetz der elektrischen Spanpung in T hermosaulen.

X f - L

Erlangen, im October 1866.