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Meyers Konversationslexikon

Autorenkollektiv, Verlag des Bibliographischen Instituts, Leipzig und Wien, Vierte Auflage, 1885-1892

Schlagworte auf dieser Seite: Elektrische Maßeinheiten

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Elektrische Maßeinheiten.

den Raum, welchen man sein magnetisches Feld nennt; jedem Punkte des magnetischen Feldes kommt eine bestimmte magnetische Intensität zu, vermöge welcher auf einen daselbst befindlichen Magnetpol eine Kraft ausgeübt wird, die gleich dem Produkt jener Intensität mit dem freien Magnetismus dieses Pols ist. Damit dieses Produkt die Dimension einer Kraft (CGS^{-2}) erlange, muß, da die Magnetismuseinheit C^{3/2}G^{½}S^{-1} ist, die Einheit der magnetischen Intensität die Dimension C^{-½}G^{½}S^{-1} haben. Hiernach herrscht in einem Punkte die magnetische Intensität 1, wenn daselbst auf die Magnetismuseinheit die Kraft 1 (Dyn) wirkt. Auch die Intensität des Erdmagnetismus an irgend einem Orte der Erdoberfläche ist von derselben Dimension. Ein von einem elektrischen Strom durchflossenes Drahtstückchen wirkt auf einen Magnetpol mit einer Kraft, welche ebenso groß ist, als wenn an seine Stelle eine Magnetismusmenge gesetzt würde, welche dem Produkt aus der Länge des Drahtstückchens und der in demselben vorhandenen Stromstärke proportional ist. Die Stromstärke ist also eine Größe, welche, mit einer Länge multipliziert, dieselbe Dimension gewinnt wie die Magnetismuseinheit, nämlich die Dimension C^{3/2}G^{½}S^{-1}; ihre Dimension ist daher C^{3/2}G^{½}S^{-1} : C oder C^{½}G^{½}S^{-1}. Diese Einheit der Stromstärke (C^{½}G^{½}S^{-1}) würde ein elektrischer Strom besitzen, welcher, einen Kreisbogen vom Radius 1 cm und der Länge 1 cm durchfließend, auf die im Mittelpunkt des Kreises befindliche Magnetismusmenge 1 die Kraft 1 (Dyn) ausübt. Nach Faraday ist die Elektrizitätsmenge, welche einen Leiter innerhalb einer gewissen Zeit durchströmt, proportional dem Produkt dieser Zeit mit der Stromstärke; die Einheit der Elektrizitätsmenge ist daher diejenige Menge, welche ein Strom von der Intensität 1 in 1 Sekunde liefert, und ihre Dimension ist C^{½}G^{½}S^{-1} × S oder C^{½}G^{½}. Der Wärmeeffekt, welchen ein elektrischer Strom hervorbringt, ist nach dem Jouleschen Gesetz dem Quadrat der Stromstärke und dem Leitungswiderstand des Stromkreises proportional; die Einheit des Widerstandes muß daher, damit ihr Produkt mit dem Quadrat der Stromstärke (CGS^{-2}) der Dimension eines Wärmeeffekts (C²GS^{-3}) gleichkommt, die Dimension CS^{-1}, d. h. diejenige einer Geschwindigkeit, besitzen; die Einheit des Widerstandes kommt hiernach einem Leiter zu, in welchem ein Strom von der Stärke 1 pro Sekunde eine der Arbeitseinheit (Erg) äquivalente Wärmemenge entwickelt. Nach Maßgabe des Ohmschen Gesetzes, welches fordert, daß die elektromotorische Kraft dem Produkt aus Stromstärke und Widerstand des Stromkreises proportional sei, muß die Einheit der elektromotorischen Kraft oder des elektrischen Potenzials von der Dimension C^{3/2}G^{½}S^{-2} sein; sie ist hiermit derart festgesetzt, daß sie in einem Leiter, dessen Widerstand 1 ist, einen elektrischen Strom von der Stärke 1 und eine der Arbeitseinheit äquivalente Wärmemenge erzeugt. Unter Kapazität eines Leiters versteht man das Verhältnis der auf ihm vorhandenen Elektrizitätsmenge zu dem hierdurch erreichten elektrischen Potenzial; die Einheit der Kapazität hat daher die Dimension C^{½}G^{½} : C^{3/2}G^{½}S^{-2} oder C^{-1}S²; sie ist einem Leiter eigen, welcher durch die Einheit der Elektrizitätsmenge bis zur Einheit des Potentials geladen wird; eine Kugel vom Radius 1 cm besitzt die Kapazität 1, ebenso ein Kondensator, welcher, mit der elektromotorischen Kraft 1 geladen, die Elektrizitätsmenge 1 aufnimmt.

Die hiermit definierten, auf Zentimeter, Gramm, Sekunde bezogenen absoluten Einheiten des elektromagnetischen Maßsystems sind noch immer, obgleich in geringerm Grad als die auf Millimeter, Milligramm, Sekunde bezogenen von Gauß und Weber, mit dem Übelstand behaftet, daß sie für die in der Praxis vorkommenden elektrischen und magnetischen Größen auf unbequem große Zahlenwerte führen. Der Widerstand einer Siemensschen Einheit z. B. beziffert 952,400,000 absolute Widerstandseinheiten oder 9524 · 10^{5} CS^{-1}, die elektromotorische Kraft eines Daniellschen Elements 111,000,000 absolute Einheiten oder 111 · 10^{6} C^{3/2}G^{½}S^{-2}. Die British Association und nach ihr der Pariser elektrische Kongreß haben daher angemessene dezimale Vielfache oder Bruchteile der absoluten Einheiten als praktische Einheiten festgesetzt und diesen die Namen berühmter Physiker, welche sich um die Elektrizitätslehre verdient gemacht haben, beigelegt. Ein Widerstand von 1,000,000,000 (1000 Mill.) absoluten Widerstandseinheiten, welcher nur um wenige Prozente von der Siemensschen Widerstandseinheit abweicht, wurde als höhere Widerstandseinheit festgesetzt und Ohm genannt; ein Ohm ist sonach 10^{9} · CS^{-1}. Der 100,000,000 (100 millionen) -fache Wert der absoluten Einheit der elektromotorischen Kraft, welcher sich von 1 Daniell nur um wenige Prozente unterscheidet, bildet unter dem Namen Volt die praktische Einheit der elektromotorischen Kraft, so daß 1 Volt = 10^{8} C^{3/2}G^{½}S^{-2} beträgt. Die Stärke des Stroms, welche die elektromotorische Kraft 1 Volt in einem Stromkreis vom Widerstand 1 Ohm hervorbringt, nennt man Ampère; 1 Ampère ist der zehnte Teil der absoluten Stromstärkeeinheit oder = 10^{-1} C^{½}G^{½}S^{-1}. Coulomb heißt die Elektrizitätsmenge, die den Querschnitt eines Drahtes bei der Stromstärke eines Ampère in 1 Sekunde durchfließt; 1 Coulomb ist 0,1 der absoluten Elektrizitätseinheit oder = 10^{-1} C^{½}G^{½}. Man nennt endlich Farad die Kapazität eines Leiters, welcher unter dem Einfluß der elektromotorischen Kraft eines Volt die Elektrizitätsmenge 1 Coulomb aufnimmt; 1 Farad ist der 1000millionste Teil der absoluten Kapazitätseinheit oder 10^{-9} · C^{-1}S². Diese praktischen Einheiten des internationalen elektrischen Maßsystems, welches gegenwärtig bereits allgemein angenommen ist und namentlich die gesamte Elektrotechnik beherrscht, sind in der folgenden Tabelle mit Angabe ihrer absoluten Werte übersichtlich zusammengestellt:

Einheit Name Wert in absoluten Einheiten

der Elektrizitätsmenge Coulomb 10^{-1} C^{½}G^{½}

der Stromstärke Ampère 10^{-1} C^{½}G^{½}S^{-1}

des Widerstandes Ohm 10^{9} CS^{-1}

der elektromotorischen Kraft Volt 10^{8} C^{3/2}G^{½}S^{-2}

der elektrischen Kapazität Farad 10^{-9} C^{-1}S²

Um allen Bedürfnissen zu genügen, hat man noch das Millionenfache und den millionsten Teil einer jeden dieser Einheiten als höhere und niedrigere Einheiten festgesetzt und dieselben durch Vorsetzen der Wörtchen Mega- und resp. Mikro- vor die entsprechenden Benennungen bezeichnet; so bedeutet Megavolt eine elektromotorische Kraft von 1 Mill. Volt, Mikrovolt eine solche von 1 Milliontel Volt, Megohm einen Widerstand von 1 Mill. Ohm, Mikrohm einen Widerstand von 1 Milliontel Ohm u. s. f.

Das Ohm sollte nach den Beschlüssen der ersten Elektrikerkonferenz 1882 durch den Widerstand einer