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Elektricitätszähler
(Berl. 1891); Wilke, Die Berliner E. (ebd. 1890-91). Eine Übersicht giebt auch Krieg, Die Erzeugung und Verteilung der Elektricität in Centralstationen (2 Bde., Magdeb. 1888).
Elektricitätszähler, Apparate, die dazu dienen, den aus der Leitung entnommenen elektrischen Strom zu messen. Anfangs benutzte man nach dem Vorgange von Edison hierzu ein Zinkvoltameter, das man in einer Abzweigung des Gebrauchsstroms einschaltete, und berechnete den Strom aus der in diesem ausgeschiedenen Menge von Metall. Instrumente dieser Art haben sich aber nicht bewährt und sind, in Europa wenigstens, nicht mehr in Gebrauch. Heute benutzt man durchweg elektromechan. Apparate, die sich nach ihren Konstruktionsprincipien in zwei große Gruppen teilen lassen: 1) Motorzähler, im wesentlichen aus einem vom Gebrauchsstrom angetriebenen Elektromotor bestehend, dessen passend gedämpfte Umdrehungen von einem Zählwerke gezählt werden, und 2) Uhrwerkzähler, in denen die Bewegung eines Uhrwerkes in veränderlichem, durch die Stärke des Gebrauchsstroms bestimmtem Maßstabe auf ein Zählwerk übertragen und von diesem gemessen wird.
Wirklich in Gebrauch gekommen sind nur sehr wenige Formen, von denen die für Wechselstrom ebenso wie für Gleichstrom brauchbaren und darum bei der Pariser Konkurrenz 1890 mit dem ersten Preise gekrönten Zähler von Aron und von Elihu Thomson und der Wechselstromzähler von Blathy obenan stehen. Der erste, ein Uhrwerkzähler, enthält zwei voneinander unabhängige Uhrwerke, deren Pendel soweit irgend möglich auf gleiche Schwingungsdauer gebracht sind. Während aber das eine derselben, ein gewöhnliches Pendel, nur unter dem Einfluß der Schwerkraft schwingt, wirkt, wenn der Zähler eingeschaltet ist, auf das andere eine vom Gebrauchsstrom abhängige Kraft beschleunigend oder verzögernd ein; die beiden Pendel haben infolgedessen nicht mehr gleiche Schwingungsdauer und die Uhren also auch nicht mehr gleichen Gang, und dieser Unterschied im Gange der beiden Werke, der bei entsprechender Anordnung einen Maßstab abgiebt für den Verbrauch, wird durch ein Zählwerk registriert. Die andern Zähler sind Motorzähler.
Als Grundlage für die Bezahlung des Stroms sollte rationellerweise nur die vom Abnehmer entnommene Energiemenge dienen, also die Summe der Produkte von Spannung, Strom und Zeit innerhalb der einander folgenden Zeitmomente, oder, mathematisch ausgedrückt, das Integral ^[Formel], worin J die Stromstärke und E die Spannung des Stroms und t die Zeit bedeutet. Da aber von der Centrale aus die Spannung an der Verbrauchsstelle soweit immer möglich konstant erhalten wird, die verbrauchte Energie also mit ziemlicher Annäherung auch proportional der Summe der Produkte aus Stromstärke und Zeit, d. i. dem Integrale ^[Formel] ist, so haben einige Elektricitätswerke ihren Tarif auf dieser Summe, d. i. der verbrauchten Strommenge aufgebaut. Diesem verschiedenen Zahlungsmodus entsprechend hat man auch zwei Klassen von Zählern zu unterscheiden: solche, die der ersten Summe entsprechend die Energiemenge messen und die man daher Wattstundenzähler nennt, und solche, die nur die verbrauchte Strommenge messen, die man Coulombzähler oder Ampèrestundenzähler nennt.
Der Aronzähler und einige andere werden in beiden Formen gebaut. Die des erstern geben die nachstehenden beiden Figuren. Bei Fig. 1 endet das vom Strom beeinflußte Pendel (in der Figur dasjenige rechter Hand) in einem Magneten, der oberhalb eines vom Gebrauchsstrom durchflossenen Solenoides schwingt. Da die Anziehung des letztern proportional der Stromstärke des in ihm fließenden Stroms ist und bei einem Pendel mit so kleiner Schwingungsweite mit genügender Genauigkeit die Zahl der Schwingungen innerhalb einer gewissen Zeit proportional der beschleunigenden Kraft gesetzt werden darf, so ergiebt sich unmittelbar, daß die Differenz der Schwingungszahlen beider Pendel proportional der Stromstärke in dem betreffenden Zeitmomente ist, und da das Zählwerk dieser Differenz entsprechend weiter bewegt wird, so entspricht die Differenz ^[Symbol Dreieck] zweier Ablesungen dem Integral ^[Formel] wenn ^[Formel] eine Konstante und t die Zeit zwischen den beiden Ablesungen bedeutet. Es ergiebt sich also umgekehrt die innerhalb der betreffenden Zeit verbrauchte Strommenge ^[Formel] einem Produkt aus Ablesungsdifferenz und einer Apparatkonstanten.
^[Abbildung:]Fig. 1.
^[Abbildung:]Fig. 2.
Der Wattstundenzähler (Fig. 2) unterscheidet sich von dem obigen nur dadurch, daß das Pendel in einen Bügel endigt, der eine mit vielen Windungen eines dünnen Drahtes bewickelte Spule trägt, die sich während des Pendelns innerhalb einer mit wenigen Windungen dickern Drahtes bewickelten Hohlspule, die sie mit genügendem Spielraum umgiebt, hin und her schiebt. Die dünndrähtige Spule ist wie eine Glühlampe zwischen die Leitungen eingeschaltet, ihre Wirkung entspricht also der Spannung des Stroms, wahrend die der dickdrähtigen, die vom Gebrauchsstrom selbst durchflossen wird, wieder proportional der Stromstärke ist. Da abermals die Differenz der Schwingungen durch das Zählwerk gemessen wird, so entspricht bei diesen! Zähler die Ablesungsdifferenz ^[Symbol Dreieck] dem Integral ^[Formel], wir erhalten also auch die verbrauchte Energiemenge ^[Formel] = einem Produkt aus Ablesungsdifferenz und einer Apparatkonstanten. - Vgl. Hospitalier, Compteurs
