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Elektrometer - Elektromotorische Kraft

Elektrometer (grch.), Vorrichtungen, die nicht nur die elektrische Ladung der Körper anzeigen (s. Elektroskope), sondern auch das Elektrische Potential (s. d.) derselben zu messen gestatten. Ältere Instrumente dieser Art, die nur mehr histor. Interesse haben, sind die Drehwage oder Torsionswage (s. d.) von Coulomb (1785), Dellmann (1848), Kohlrausch (1848), das Sinuselektrometer von letzterm (1853). Das vollkommenste Instrument dieser Art ist das absolute E. von Sir W. Thomson. Schon Volta hatte versucht, die elektrische Anziehung mit der Wage zu bestimmen. Harris hat über einer großen horizontalen Metallplatte eine zweite ebensolche an die Wage gehängt. Sind beide Platten von verschiedenem Potential, z. B. mit je einer Belegung einer geladenen Leidener Flasche (s. d.) verbunden, so wächst die Stärke der Anziehung mit dem Potentialunterschied. Der Zusammenhang zwischen ersterer und letzterm wäre aber nur dann einfach, wenn die beiden Platten in ihrer ganzen Fläche ganz gleichmäßig geladen wären, was jedoch nicht der Fall ist, da die elektrischen Ladungen nach den freien Rändern zustreben. (S. Coulombs Gesetz.) Schneidet man aber aus dem Innern der obern Platte ein kreisförmiges kleines Stück heraus und hängt nur dieses an die Wage, so kann man dasselbe und die gegenüberliegende Platte, soweit sie in Betracht kommt, als gleichmäßig geladen betrachten. Dann ist der Potentialunterschied V beider Platten = ^[img] wobei D die Plattendistanz in Centimetern, F die Fläche des an der Wage hängenden Stückes in Quadratcentimetern und P die der Anziehung das Gleichgewicht haltende Belastung in Dynes (s. d.) ist. Will man die Potentiale galvanischer Batterien in dieser Weise messen, so muß man der Kleinheit der Potentiale wegen mehrere hundert Elemente hintereinander schalten. Deshalb hat Thomson zur Vergleichung der Elemente noch ein anderes empfindlicheres Instrument, das Quadrantelektrometer (s. nachstehende Figur), erdacht. Man denke sich eine cylindrische hohle Metallkapsel und führe durch die Cylinderachse zwei zueinander senkrechte Schnitte, wodurch die Kapsel in vier gleiche Stücke zerfällt, von denen die mit + bezeichneten mit dem einen, die mit - bezeichneten mit dem andern Pol einer starken galvanischen Batterie verbunden sind. In der Kapsel befindet sich ein biskuitförmiges horizontales Aluminiumplättchen an einem vertikalen Draht aufgehängt, der unmittelbar oberhalb der Kapsel ein Spiegelchen trägt. Das Aluminiumplättchen bleibt in der durch die Figur angedeuteten Symmetrielage, solange dasselbe unelektrisch ist, schlägt aber seinem Potential entsprechend gegen - oder + aus, sobald es positiv oder negativ elektrisch wird. Der Ausschlag wird durch Spiegelablesung (s. Magnetometer) beobachtet. Solche E. sind sehr empfindlich, geben für die Potentialdifferenz der Pole eines Daniellschen Elements leicht viele Teilstriche Ausschlag und können dazu dienen, die elektromotorische Kraft eines beliebigen Elements mit jener eines Daniellschen zu vergleichen.

^[Abb.]

Elektromotor, die als Kraftmaschine oder Motor benutzte Umkehrung der Dynamomaschine (s. d.), in welcher also nicht wie bei der Dynamomaschine Arbeitsenergie in elektrische oder Stromenergie, vielmehr umgekehrt Stromenergie in mechanische umgewandelt wird, die beim Einleiten von Strom in die Polklemmen derselben an der Riemscheibe zu beliebiger Abgabe zur Verfügung steht. Im Princip kann jede Dynamomaschine aus einer stromgebenden in eine stromnehmende, d. i.in einen Motor, und umgekehrt jeder E. durch Einleitung von mechan. Energie in seine Welle in eine Dynamomaschine verwandelt werden; man pflegt aber doch die E., namentlich die kleinern, für diesen ihren Zweck besonders zu konstruieren.

Geschichtlich reicht der E., oder, wie man ihn damals nannte, die elektromagnetische Maschine nur wenig weiter zurück als die Dynamomaschine oder deren Vorläufer, die magnetelektrische Maschine. Als ersten Schritt auf dem Wege, mechan. Bewegung durch elektrischen Strom hervorzubringen, darf man wohl das in jedem Physikbuche gegebene Barlowsche Rad betrachten (vgl. Barlow, On magnetic attraction, 1823), wenn man von der 1821 von Faraday und von Ampère beobachteten Drehung eines Stromleiters um einen Magnetpol, als zu sehr den Charakter eines physik. Experiments tragend, absieht. Aber auch das Barlowsche Rad darf man wohl kaum einen Motor nennen; der erste wirkliche, eine nennenswerte Kraft abgebende Motor dürfte der von Jedlička (1829) sein. Es folgen, um nur einige der bekanntesten zu nennen, Professor Henry (1831), Dal Negro (1832), Ritchie (1833), Professor Jakobi (1834), Davenport (1837), Page (1838) und Pacinotti (1865).

Die ersten Anwendungen, die man von dem neuen Motor machte, waren der Betrieb von Booten (s. Elektrisches Boot) und von Eisenbahnfahrzeugen (s. Elektrische Lokomotive). Da man aber für die Erzeugung des Stroms auf galvanische Batterien angewiesen und das in diesen verbrauchte Zink denn doch ein zu teures Brennmaterial war, so konnte von einer wirklichen Anwendung in der Praxis natürlich nicht die Rede sein und die seiner Zeit vom Deutschen Bundestage ausgeschriebene Nationalbelohnung für die Erfindung eines brauchbaren E. blieb infolgedessen unbehoben. Rationell wurde der Betrieb des E. erst, als man gelernt hatte, mittels der Dynamomaschine Strom in jedem Quantum billig zu erzeugen; aber es fehlte noch an jedem Bedürfnis nach einer Anwendung derselben. Erst als Fontaine auf der Wiener Weltausstellung 1873 die Möglichkeit einer Übertragung auf größere Entfernung gezeigt hatte (s. Elektrische Kraftübertragung), gewann der E. eine Bedeutung, die noch größer wurde mit der Anwendung zum Betriebe von Straßenbahnfahrzeugen (s. Elektrische Eisenbahn) und als Motor für das Kleingewerbe, gespeist aus dem Netze städtischer Elektricitätswerke. Wegen der Konstruktion der E. s. Dynamomaschinen (Bd. 5, S. 653 fg.).

Elektromotorische Kraft nannte Volta die Ursache der ungleichen elektrischen Ladung der Metalle bei der Berührung. (S. Galvanismus.) In der heutigen Physik versteht man unter E. K. die Potentialdifferenz der sich berührenden Körper. (S. Elektrisches Potential.) Im Gebiete des Galvanismus wird aber das Potential nicht mit derselben Einheit gemessen wie in der Elektrostatik, sondern nach elektromagnetischem Maß, das in folgender Weise von der