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Meyers Konversationslexikon

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

Schlagworte auf dieser Seite: Elektrische Spannung; Elektrische Spannungsreihe; Elektrisches Pendel; Elektrisches Potenzial

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Elektrische Spannung - Elektrisches Potenzial.

Anmerkung: Fortsetzung des Artikels 'Elektrisches Licht'

Die elektrische Beleuchtung (Berl. 1879); Schellen, Die neuesten Fortschritte auf dem Gebiet der elektrischen Beleuchtung (Braunschw. 1880); Urbanitzky, Die elektrische Beleuchtung (Wien 1882); Uhland, Das elektrische Licht (Leipz. 1883); Alglave und Boulard, La lumière électrique (Par. 1882); Hagen, Die elektrische Beleuchtung (Berl. 1884).

Elektrische Spannung, der Druck, welchen die auf einem Körper im Ruhezustand angesammelte freie Elektrizität auf das umgebende nicht leitende Mittel ausübt, indem sie von dem Körper zu entweichen strebt. Die e. S. ist dem Quadrat der elektrischen Dichte proportional.

Elektrische Spannungsreihe, Anordnung von Substanzen in Bezug auf ihr elektrisches Verhalten zu einander. Werden z. B. zwei Körper aneinander gerieben, so wird der eine positiv, der andre negativ elektrisch. Man kann nun alle Körper so in eine Reihe ordnen, daß jeder, mit einem der folgenden gerieben, positiv, der letztere aber negativ elektrisch wird. Man erhält so die e. S. für Reibungselektrizität (Reibungsreihe), deren wichtigste Glieder die folgenden sind: Haare (Katzenfell, Fuchsschwanz), poliertes Glas, Wolle, Papier, Seide, mattes Glas, Kautschuk, Harze, Bernstein, Schwefel, Metalle, Schießbaumwolle (Kollodium). In der elektrischen Spannungsreihe für Berührungselektrizität (Voltasche Spannungsreihe oder elektromotorische Reihe) sind die Metalle und einige andre feste Körper, wie Kohle und gewisse Metalloxyde (die Leiter erster Klasse), so angeordnet, daß jeder Körper, mit einem der folgenden berührt, positiv, mit einem der vorhergehenden berührt, negativ elektrisch wird. Die wichtigsten Stoffe dieser Reihe sind: Kalium, amalgamiertes Zink, Zink, Blei, Zinn, Eisen; Kupfer, Quecksilber, Silber, Gold, Platin, Kohle, Braunstein. Für diese Reihe gilt das Voltasche Spannungsgesetz: die elektromotorische Kraft (oder Potenzialdifferenz) zwischen zwei beliebigen dieser Körper ist gleich der Summe der elektromotorischen Kräfte aller zwischenliegenden Paare. Die e. S. für Thermoelektrizität (thermoelektrische Reihe) zählt die Metalle nebst einigen Schwefel- und Arsenmetallen in der Reihenfolge auf, daß ein jedes, mit dem folgenden berührt und an der Berührungsstelle erwärmt, positiv wird, so daß der hierdurch entstehende elektrische Strom an der erwärmten Stelle von dem vorhergehenden Metall zum nachfolgenden geht. Die wichtigsten Körper dieser Reihe sind: Kupferkies, Wismut, Nickel (Neusilber), Platin, Blei, Kupfer, Gold, Silber, Zink, Eisen, Antimon. Ordnet man endlich die chemischen Elemente derart, daß, wenn eine Verbindung aus je zweien durch den elektrischen Strom zersetzt wird, das elektropositive Element, welches am negativen Pol sich ausscheidet, dem elektronegativen Element, das am positiven Pol ausgeschieden wird, voransteht, so erhält man die elektrochemische Spannungsreihe:

+ Zirkonium Palladium Molybdän
Cäsium Cerium Rhodium Vanad
Kalium Uran Platin Chrom
Rubidium Mangan Iridium Arsen
Natrium Zink Osmium Phosphor
Lithium Eisen Gold Jod
Baryum Nickel WasserstoffBrom
StrontiumKobalt Kiesel Chlor
Calcium Kadmium Titan Fluor
MagnesiumBlei Tantal Stickstoff
BerylliumZinn Tellur Selen
Yttrium Wismut Antimon Schwefel
Lanthan Kupfer KohlenstoffSauerstoff
Didym Silber Bor -
AluminiumQuecksilberWolfram

Diese von Berzelius aufgestellte Reihe konnte nicht durchweg aus elektrolytischen Versuchen abgeleitet werden, sondern gründet sich zum Teil auf das chemische Verhalten der Grundstoffe. Ihr zufolge kann jedes Element, mit Ausnahme der Endglieder, elektropositiv oder elektronegativ erscheinen, je nachdem es mit einem in der Reihe folgenden oder mit einem vorhergehenden Element in Verbindung ist. Man pflegt jedoch die den Alkalimetallen näher stehenden Glieder der Reihe etwa bis zum Wasserstoff im allgemeinen elektropositive, die übrigen bis zum Sauerstoff elektronegative Elemente zu nennen. Die elektrochemische Theorie (von Berzelius und Davy) erblickt in der Anziehung, welche zwei verschiedene Elemente, indem sie in Berührung miteinander entgegengesetzt elektrisch werden, aufeinander ausüben, die Grundursache ihrer chemischen Verbindung und erklärt chemische Affinität als elektrische Anziehung.

Elektrisches Pendel, s. Elektrizität, S. 530.

Elektrisches Potenzial, die elektrische Wirkungsfähigkeit, welche in jedem Punkte der Umgebung eines elektrischen Körpers oder einer Gruppe elektrischer Körper herrscht. Den von dem Einfluß der elektrischen Masse beherrschten Bezirk nennt man das elektrische Feld; dasselbe erstreckt sich eigentlich bis in unendliche Ferne, kann aber da, wo die Wirkungen wegen zu großer Entfernung verschwindend klein geworden sind, rings begrenzt gedacht werden. Denken wir uns eine mit positiver Elektrizität geladene Kugel und in ihrem Bereich einen negativ elektrischen Punkt, so muß, um diesen Punkt von der Kugel weiter zu entfernen, die Anziehungskraft, welche sie auf ihn ausübt, überwunden und somit Arbeit geleistet werden; die Arbeit, welche erforderlich ist, um den elektrischen Punkt von seiner anfänglichen Stelle bis an die äußere Grenze des Feldes (also eigentlich bis in unendliche Ferne) zu bringen, ist ein Maß für die an jener Stelle herrschende Wirkungsfähigkeit, oder sie stellt das daselbst stattfindende elektrische Potenzial dar. Dieselbe Arbeit vermag der elektrische Punkt wieder zu leisten, wenn er, der Anziehungskraft Folge leistend, von der Grenze des Feldes wieder bis zu seiner ursprünglichen Entfernung vom Mittelpunkt der Kugel zurückkehrt. Bezeichnen wir diese Entfernung mit r, und ist der Punkt mit der Einheit der Elektrizitätsmenge, die Kugel mit der Elektrizitätsmenge e beladen, so ist e : r das elektrische Potenzial der Kugel in Bezug auf den so gelagerten Punkt. Für alle Punkte, welche den gleichen Abstand von dem Kugelzentrum haben oder welche in Bezug auf die Kugel auf dem gleichen "Niveau" liegen, hat das elektrische Potenzial den nämlichen Wert. Beschreibt man daher um das Zentrum eine Reihe von Kugelflächen mit immer größern Halbmessern, so sind dieselben sämtlich Flächen gleichen Potenzials oder Niveauflächen; auf jeder derselben behält das elektrische Potenzial ringsum den nämlichen Wert, es nimmt aber ab, wenn man von einer zur andern nach außen hin fortschreitet. Um einen elektrischen Punkt längs einer Niveaufläche zu verschieben, ist keinerlei Kraftaufwand erforderlich, denn die anziehende (oder abstoßende) Kraft, welche sich einer Verschiebung widersetzen könnte, ist ja nur in der Richtung nach dem Zentrum hin thätig und steht somit auf der Niveaufläche senkrecht. Bringt man dagegen den Punkt von einer Niveaufläche auf eine andre, so wird hierdurch eine Arbeit geleistet oder verbraucht, welche dem Unterschied der entsprechenden Potenziale gleich ist, auf welchem Weg übrigens der Punkt von der einen Fläche zur andern gelangt sein mag. Alles dies

Anmerkung: Fortgesetzt auf Seite 527.