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Allgemeine Encyclopädie | HIS-Data 5139-1-19-50-2 |
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Erste Section > Neunzehnter Theil |
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| Forts. S. 50 Sp. 1 | CONDENSATION bezeichnet in der Physik im Allgemeinen die Verminderung des Volumens einer gegebenen Masse, die Zusammenziehung der Materie in einen kleineren Raum.♦ | |
| In diesem Sinne komt also der Ausdruck sehr nahe mit Compression überein, jedoch unterscheidet man beide in der Regel dadurch, daß die Compression eine durch äußere Kräfte erzeugte Verminderung des Volumens bezeichnet, während bei der Condensation keine äußeren Kräfte sichtbar sind, wie dieses z. B. bei der Zusammenziehung der Körper bei der Erkaltung der Fall ist 1.♦ | ||
| Dieser Unterschied wird indessen nicht immer beachtet, so sagt man sehr häufig, die Luft werde durch äußere Kräfte condensirt und nent die Compressionsluftpumpen deshalb auch Condensationspumpen; eben so bedient man sich wieder bei der Condensation der Körper durch Kälte, so lange sie ihren Zustand nicht ändern, häufig des Ausdruckes Contraction (siehe Dilatation).♦ | ||
| Am gewöhnlichsten bezeichnet Condensation die Änderung im Zustande der Körper, so bald diese von einem Entweichen der Wärme herrührt, so sagt man, Wasserdampf werde durch Kälte zu Wasser condensirt (s. Dampf), Wasser bei einer Temperatur von etwa 0° R. zu Eis condensirt (s. Gefrieren), obgleich im letzteren Falle keine eigentliche Condensation Statt findet, da das Volumen des Eises kleiner ist als das der Wassermasse, aus welchem dasselbe entstand. | ||
| Condensator bei Dampfmaschinen heißt eine Vorrichtung, welche dazu dient, den Dampf in dem Stiefel zu condensiren. (s. Dampfmaschine). | ||
| Condensationsmaschinen nante Watt eine besondere Klasse von Dampfmaschinen, bei welchen der Dampf bald auf die obere, bald auf die untere Seite des Embolus wirkte, stets aber auf der entgegengesetzten Seite condensirt wurde. (s. Dampfmaschine). | ||
| Condensator der Elektricität heißt ein
von Volta angegebener Apparat, welcher dazu dient,
schwache, sonst kaum wahrnehmbare Grade von Elektricität
zu beobachten und zu messen. Es verdankt dieser dem
Physiker unentbehrliche Apparat seine Entstehung einer
zufälligen Beobachtung. Volta hatte sich viel mit der Wirkung
der elektrischen Atmosphären beschäftigt und die Phänomene
derselben hauptsächlich an dem Elektrophor und der
Kleistischen Flasche bewiesen. Eben als er im J. 1780 seine
Untersuchungen weiter fortsetzte, traf es sich zufällig, daß ein
Liebhaber der Elektricität, der Marquis Bellisomi einst den
Deckel seines Elektrophors auf einen mit Leder überzogenen
Tisch legte; als er ihn einige Zeit nachher in die Höhe hob, war
er nicht wenig überrascht, noch einen Funken |
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| aus demselben zu erhalten. Er wiederholte den Versuch mehrmals und stets mit demselben Erfolge. Es war ihm nicht möglich sich dieses Phänomen zu erklären, denn wenn er den Deckel isolirt in der Luft hielt, verlor derselbe seine Elektricität in kurzer Zeit, während er seine Kraft lange beibehielt, wenn er auf einem Nichtisolator lag.♦ | ||
| Alex. Volta, welchen er um eine Erklärung dieses paradoxen Phänomenes ersuchte, gab ihm dieselbe sogleich, indem er sich hiebei auf die Wirkung der Atmosphären stützte; als indessen dieser Physiker die Untersuchungen weiter verfolgte, so entdeckte er den großen Nutzen einer unvollkommenen Isolation und den Condensator der Elektricität. | ||
| Volta theilte seine Untersuchungen sehr bald der königlichen Societät zu London mit, welche seine Abhandlung in ihren Denkschriften bekant machte 2). Um die Wichtigkeit seiner Entdeckung in ein helleres Licht zu setzen, stellte er im Anfange seines Aufsatzes folgende elektrische Probleme auf: | ||
| 1) Es dahin zu bringen, daß ein Leiter die ihm mitgetheilte Elektricität sehr lange behalte, obgleich er gar nicht, oder doch sehr schlecht isolirt ist; ja noch mehr, es dahin zu bringen, daß er sie mit mehr Hartnäckigkeit behalte, als wenn er auf das vollkommenste isolirt wäre. | ||
| 2) In einem schlecht isolirten Leiter mehr Elektricität anzuhäufen als derselbe bei vollkommener Isolirung aufnehmen würde. | ||
| 3) Zu bewirken, daß ein metallener Leiter, welcher kein großes Volumen hat, seine Elektricität nicht ganz verliere, obgleich man ihn mit einem andern Metalle oder dem Finger berührt, wenn auch beide mit dem Erdboden verbunden sind; und zwar dergestalt, daß diese mehrmals wiederholten und oft 20 bis 30 Secunden dauernden Contacte ihn nicht hindern, eine solche Kraft zu behalten, daß er einen mäßigen Funken zu geben im Stande ist. | ||
| 4) Während der Leiter vom Finger oder einem nicht isolirten Metalle berührt wird, es dahin bringen, daß die ihm mitgetheilte Elektricität sich nicht ganz zerstreut, sondern daß er noch so viel Elektricität behält, daß er einen Funken geben kann. | ||
| 5) Wenn man eine gewöhnliche
Electrisirmaschine in Thätigkeit setzt, deren erster Leiter so
schlecht isolirt ist, daß man ihn kaum isolirt nennen kann, und
welcher weder Funken noch andere Zeichen von Elektricität
gibt, so daß ein sehr beweglicher in der Nähe befindlicher
Faden sich kaum gegen denselben bewegt, (welches
z. B. der Fall ist, wenn der Leiter die Wände des
Zimmers berührt oder wenn eine an ihm befestigte Kette auf
einem Tisch oder auf dem Fußboden liegt); wenn man eine
solche Maschine in |
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| Thätigkeit setzt und sich eines so schlecht isolirten ersten Leiters bedient, in einem zweiten eben so schlecht isolirten Leiter eine Electricität anzuhäufen, welche hinreichend ist, um starke Funken zu geben. | ||
| 6) Dasselbe Resultat zu erhalten, wenn die geringe Stärke, welche man im ersten Leiter bemerkt, von einem Fehler der Maschine herrührt, welche kaum schwache Funken zu geben im Stande ist, möge die Ursache davon in der Kleinheit oder schlechten Beschaffenheit des Glases, oder in einem Fehler der Reibezeuge oder in der Feuchtigkeit der Atmosphäre oder in irgend einem andern Umstande liegen. | ||
| 7) Eine starke Electricität in einem Leiter anzuhäufen, welcher so schlecht isolirt ist, daß man ihn kaum isolirt nennen kann, indem man ihn nur mit dem Knopfe einer Leidener Flasche berührt, welche so schwach geladen ist, daß sie nicht den kleinsten Funken gibt und daß sie nur mit Mühe einen leichten Faden anzieht, ja, welche man durch mehrmalige Verbindung beider Belege für entladen halten würde. Mit einer so unbedeutenden Ladung, ohne eine neue Erregung, dem schlecht isolirten Leiter eine so große Electricitätsmenge mittheilen, daß er im Stande ist, einen sehr lebhaften Funken, hierauf einen zweiten und so fort bis hundert und mehr zu geben, indem man ihn blos mit dem Knopfe dieser fast ganz entladenen Flasche berührt. | ||
| 8) Die Electricität der Atmosphäre zu jeder Zeit, selbst bei heiterm Wetter nachzuweisen, wenn man sich eines Leiters bedient, der nicht sehr hoch ist und nur durch eine kleine Luftschicht geht, und die Electricität, welche man in diesem Leiter selbst kaum bemerkt, zu beobachten, wenn man sie in einen andern schlecht isolirten Leiter gehen läßt. | ||
| 9) In einem Leiter, welcher wie oben sehr unvollkommen isolirt ist, eine sehr lebhafte und von Funken begleitete Electricität zu erregen, wenn man ihn mit einem Körper, welcher eher zu der Klasse der Leiter als der Isolatoren gehört, z. B. mit einem Stücke Tuch, Leder u. s. w. reibt, oder noch besser, schlägt. Wenn man diese Körper vorher nicht sorgfältig trocknet und am Feuer erwärmt, so läßt sich durch Reiben keine Electricität in ihnen erregen und sie sind daher unbrauchbar, um Körper zu isoliren. Sobald sie mit einem isolirten Leiter oder dem Knopfe einer geladenen Flasche in Verbindung gesetzt werden, so bewegt sich die Electricität in Menge gegen dieselben; sie nehmen von dieser eine Quantität auf, welche im Falle sie isolirt sind, mit ihrer Masse proportional ist, oder es geht die ganze Electricitätsmenge durch sie hindurch, sobald sie mit dem Boden in Verbindung stehen. Das electrische Fluidum kann also durch sie strömen und sie sind Leiter, obgleich man sie nur für unvollkommene Leiter hält, indem die Electricität weit langsamer durch sie hindurch geht als durch die Metalle. Nun komt es darauf an mit Hilfe solcher Körper, welche nur trocken, keinesweges aber erwärmt sind, in den Metallen durch einige Schläge eine Electricität zu erregen, welche so stark ist, daß man einen Funken aus denselben erhalten kann. | ||
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| So paradox diese Sätze auch klingen und namentlich zu der Zeit klingen mußten, als Volta dieselben aufstellte, lassen sich doch alle Probleme, welche hier vorgelegt worden sind, auf eine einfache Art auflösen. Aber sogleich muß man hier den Umstand vor Augen haben, daß die Körper unvollkommen isolirt seyn müssen, und daher eignen sich zu diesen Versuchen am besten die sogenanten Halbleiter der Electricität.♦ | ||
| Am besten fand Volta in dieser Hinsicht Platten von weißem Carrarischen Marmor, und einige Alabasterarten; weniger vollkommen sind bunte Marmorarten, weil diese nämlich sehr häufig in ihrem Innern feucht sind und daher die Electricität besser leiten, so geht diese zu schnell durch sie hindurch, man kann sie jedoch dadurch verbessern, daß man sie am Feuer erwärmt und hierauf mit einem feinen Öle bestreicht; eben so sind mehre harte Steine, wie Achat und Chalcedon sehr gut bei diesen Versuchen zu gebrauchen, es findet aber bei diesen der Übelstand Statt, daß man selten hinreichend große Platten von ihnen erhalten kann; Platten von Elfenbein und andern Knochen zeigten die Erscheinungen nur dann vollkommen, wenn man die Versuche an einem trockenen Orte anstellte; Platten aus Holz in Leinöl gekocht, trockener Kalküberwurf u. s. w. leisteten sehr gute Dienste.♦ | ||
| Kann man indessen über keinen dieser Körper disponiren, so kann man auch zwei gut abgeschliffene Metallplatten nehmen, die sich berührenden Flächen derselben dünn mit Siegellack oder noch besser mit einem guten Firniß überstreichen und nun die Versuche anstellen. Eben so könte man zwischen beide Platten ein Stück seidenes Zeug legen. Stets aber muß man beachten, daß diese Isolatoren, welche die Metallplatten von einander trennen, sehr dünn seyn müssen, so daß sie wegen ihrer geringen Dicke fast zu den Leitern gehören. | ||
| Diese Metallplatten, welche durch eine dünne isolirende Schicht getrent werden, bilden den Apparat, welchen Volta Condensator nante und welcher seit jener Zeit zu allen Versuchen gebraucht wird, wo es auf die Beobachtung kleiner Electricitätsmengen ankomt. Volta bediente sich gewöhnlich einer Marmor- und Messingplatte, welche gut an einander abgeschliffen waren; die Marmorplatte überzog er mit einer Schicht von Copalfirniß. Noch besser hält er indessen zwei gut abgeschliffene Metallplatten, deren Flächen überfirnißt sind 3).♦ | ||
| Sollen aber mit allen diesen Vorrichtungen die Versuche gelingen, so ist nöthig, daß die beiden Platten sich mit ihren Flächen berühren; man muß ferner die beiden Platten, nachdem man der einen Electricität mitgetheilt hat, so von einander entfernen, daß sie stets parallel bleiben und nie der Rand der einen über den der andern fortgeht. Beachtet man diese Vorsicht nicht, so gelingen die Versuche entweder gar nicht oder doch nur sehr unvollkommen. | ||
| Nach Volta haben sich viele Physiker
bemüht, dem Apparate eine bequemere Einrichtung zu geben,
namentlich haben sie denselben unmittelbar mit Electroscopen
verbunden. Ehe ich indessen einige der wichtigsten
Constructionen angebe, will ich die Theorie des Condensators
voraus- | ||
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| schicken, weil hieraus die obigen Probleme von selbst folgen. Ich werde mich dabei der dualistischen Ansicht der Electricität bedienen, stets aber die Ausdrücke positive und negative Electricität, wie in der Hypothese Franklins anwenden (s. Electricität). | ||
| Setzen wir einen isolirten Leiter mit einer kräftigen Maschine in Verbindung, so nimt derselbe von dieser nur eine bestimte Electricitätsmenge auf, welche von der Größe seiner Oberfläche und seiner Gestalt abhängt. Diese beiden Elemente bestimmen das, was man die Capacität des Leiters nent. Es wächst dieselbe bei ähnlichen Gestalten mit der Oberfläche, alle Körper aber von gleicher Oberfläche haben keinesweges gleiche Capacität, diese ist bei Cylindern größer als bei Kugeln und bei längern Cylindern größer als bei kürzeren, wie aus den Untersuchungen von Volta und Coulomb auf das bestimteste folgt.♦ | ||
| Hat der obige Leiter das seiner Capacität entsprechende Maximum von Electricität erlangt, so mögen wir ihn noch so stark electrisiren, nie wird die Elektricität wachsen, sie wird vielmehr unter der Gestalt von Funken oder Strahlenbündeln ausströmen. Setzen wir mit diesem Leiter einen zweiten ebenfalls isolirten Conductor in Verbindung, so wird dieser electrisirt und zwar ist diese durch Mittheilung erhaltene Electricität von derselben Art, als diejenige, welche der erste Leiter hatte.♦ | ||
| Anders dagegen ist die Erscheinung, wenn beide Leiter sich nicht berühren. Wir wollen der Einfachheit wegen annehmen, beide Leiter seyen Cylinder, deren Axen in einer geraden Linie liegen. Wird hier dem mit der Maschine in Verbindung stehenden Leiter positive Electricität mitgetheilt, so wird der zweite Leiter zwar ebenfalls electrisirt, aber in diesem Falle nicht durch Mittheilung, sondern durch Vertheilung. Untersucht man nämlich die Electricität zunächst an beiden Enden, so ist dieselbe an dem dem ersten Leiter zunächst liegenden Ende negativ, an dem entfernteren positiv und nimt von den Enden gegen die Mitte nach und nach ab, bis sie an einer Stelle verschwindet. Wird dieser zweite Leiter aus der Nähe des ersten entfernt, so verschwindet seine Electricität; wird dagegen, während er sich noch in der Nähe des ersten befindet, sein entfernteres Ende berührt und er davon entfernt, so hat er negative Electricität.♦ | ||
| Je länger dieser zweite durch Vertheilung entfernte Leiter ist, desto weiter ist der Abstand des Nullpunktes vom ersten Leiter; steht er daher mit der Erdoberfläche in Verbindung, so ist dieser Indifferenzpunkt unendlich weit entfernt und er ist an allen Stellen negativ electrisirt. Ist die Luftschicht, welche die beiden Cylinder trent, sehr dünn, so kann es geschehen , daß sich die entgegengesetzten Electricitäten beider so stark anziehen, daß ein Funken von dem einen zum andern überspringt; die Weite aber, bis zu welcher der Funke springt, hängt außer der Stärke der Electricität hauptsächlich von der Gestalt der gegeneinander geneigten Oberflächen ab, sie ist am größten, wenn diese in Spitzen, am kleinsten, wenn sie in parallele Ebenen auslaufen. | ||
| Wenn wir hier aber die Stärke der Electricität genauer untersuchen, so zeigt sich sehr bald, daß die Capacität unsers ersten Leiters vergrößert worden ist. | ||
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| Befestigen wir nämlich an seinem von der Maschine entfernteren Ende ein Electrometer, der Einfachheit wegen zwei an Zwirnfäden hängenden Korkkügelchen, theilen ihm sodann das Maximum der seiner Capacität entsprechenden Electricität mit, so werden die Fäden des Electrometers etwas zusammenfallen, so wie wir den zweiten Leiter in die Nähe bringen, wir können dem ersten aufs Neue Electricität mittheilen, bis die Divergenz der Faden nahe eben so groß wird als im ersten Falle. | ||
| Und dasselbe Phänomen zeigt sich bei unseren Platten. Wir wollen deshalb annehmen, die beiden durch eine dünne Harzschicht getrenten Metallplatten lägen horizontal; die untere derselben sei isolirt, der obern dagegen werde die von außen kommende Electricität mitgetheilt. Ist nun diese mitgetheilte Electricität so schwach, daß sie nicht die dünne Harzschicht durchdringen kann, berühren wir z. B. die obere Platte mit dem Knopfe einer Leidener Flasche, deren Kraft kaum wahrnehmbar ist, so nimt die obere Platte, welche wir den Deckel nennen wollen, sehr bald das Maximum von Electricität auf. Kaum aber ist der Deckel auf diese Art, etwa positiv, geladen, so wirkt seine Electricität durch die Harzschicht hindurch, zersetzt das 0 E der untern Platte, auf deren oberer Fläche jetzt — E, auf deren unterer Fläche + E frei hervortritt. Wird hierauf dieses + E durch eine momentane Berührung mit dem Finger abgeleitet, so hat die untere Platte nur — E. Aber durch die Gegenwirkung dieses — E wird ein Theil des + E der obern Platte gehindert nach außen zu wirken, die beiden entgegengesetzten Electricitäten ziehen sich nämlich durch die Harzschicht an und binden sich dadurch gegenseitig, diese gegenseitige Bindung aber setzt den Deckel in den Stand aufs Neue + E aufzunehmen, seine Capacität wird also dadurch vergrößert. Dieses + E ruft aufs Neue auf der obern Fläche der untern Platte — E, auf der untern + E hervor; wird dieses + E abgeleitet, so bindet sich ein Theil des hinzugekommenen + E der obern um des frei gewordenen — E der untern Platte aufs Neue.♦ | ||
| Dadurch wird denn stets die Capacität des Deckels vergrößert und es kann derselbe einen großen Antheil von + E aufnehmen; so lange als beide Platten in der angenommenen Richtung liegen bleiben, zeigt dieses + E kaum eine Wirkung nach außen; so wie aber der Deckel aufgehoben wird, so wie sich also das + E des Deckels und das — E der untern Platte nicht mehr durch die Harzschicht anziehen und binden, wird das + E frei und wenn die Platten groß sind, so kann der Deckel einen Funken geben oder er wirkt wenigstens stark auf das Electrometer. | ||
| Aber nicht bloß die Capacität des Deckels ist durch diese Combination vergrößert worden, es behält derselbe die ihm mitgetheilte Electricität auch weit länger, als wenn er isolirt ist, es ist dadurch, wie sich Volta ausdrückt, die Tenacität des Leiters erhöht worden. Ein isolirter Leiter verliert seine Electricität bekantlich größtentheils dadurch, daß er die umgebenden Lufttheilchen anzieht und sie hierauf wieder abstößt, wobei sie einen Theil der ihnen mitgetheilten Electricität mitnehmen. Dieser Vorgang nun ist bei dem Condensator | ||
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| nicht möglich. Da sich hier nämlich + E und — E durch die Harzschicht anziehen, also fast gar nicht nach außen wirken, so können nur wenige Lufttheilchen in Bewegung gesetzt werden; die Electricität bewegt sich nur sehr langsam durch die dünne Harzschicht und daher dauert es ziemlich lange, ehe sie gänzlich verschwindet. | ||
| Aus dem bisher Gesagten folgt dann die einfache Erklärung der oben mitgetheilten Probleme. Ich will indessen nicht bei denselben verweilen, sondern will die Verstärkung der Electricität durch den Condensator berechnen. Die positive Electricität des Deckels, deren Größe ich mit + A bezeichnen will, erregt auf der unteren Platte einen Theil negativer Electricität, — B, welcher umgekehrt einen Theil A, von A bindet und dadurch die Wirkung dieses Theiles nach außen hindert. Es hat daher der Deckel nur A — A, freie Electricität, er kann daher aufs Neue + E aufnehmen, bis er so viel hat, als er vermöge seiner Capacität den ihn electrisirenden Körpern im Zustande der Isolirung nehmen kann. Bezeichnen wir die Ladung des Deckels mit E, so ist | ||
| E = A — A, | ||
| da sich nun die Electricitäten beider Platten offenbar desto stärker anziehen, je dünner die trennende Harzschicht ist, so hängt das Verhältniß von A zu — B und von — B zu A, offenbar von der größern oder geringern Entfernung beider Platten ab. Betrachten wir aber die absolute Größe von A, B, A, so ist offenbar A größer als B und B größer als A, da sich diese entgegengesetzten Electricitäten offenbar schwächer anziehen, als wenn sie sich unmittelbar berührten. Wir können daher annehmen, es sey | ||
| B = — mA oder B + mA = 0 | ||
| wo offenbar m ein echter Bruch ist. | ||
| Da ferner A, von — B neutralisirt wird und da die Entfernung dieser beiden Electricitäten dieselbe ist, als im ersten Falle, so ist ebenfalls | ||
| A, = — mB oder A, + mB = 0. | ||
| Wird aus diesen beiden Gleichungen die Größe B eliminirt, so wird | ||
| A, = m ²A | ||
| folglich wird die Größe, welche oben als Gränze für die Ladung des Condensators angegeben wurde | ||
| E = A — m ²A = (1 — m²) A | ||
| . | ||
| Nun ist A diejenige Electricitätsmenge, welche der Deckel im Zustande der Isolirung aufnehmen kann, E dagegen die Menge von E, welche nach der Bindung noch übrig bleibt. Es gibt uns folglich das Verhältniß A⁄E die Vergrößerung der Capacität an; wir können daher die Größe der condensirenden Kraft mit | ||
| bezeichnen. Um den numerischen Werth derselben zu bestimmen, komt alles darauf an, den Werth des Bruches m anzugeben. Deshalb wird auch die untere Platte isolirt, aber so lange ableitend berührt, als dem Deckel Electricität mitgetheilt wird. Hierauf werden beide Platten von einander entfernt, sodann die Electricitätsmenge der- | ||
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| selben an ähnlich liegenden Stellen, z. B. an der Drehwage vermittelst der von Coulomb vorgeschlagenen Probescheibe untersucht. Wenn nun die Electricität des Deckels A, die der unteren Platte — mA ist, so ergibt sich hieraus die Größe von m und folglich der Werth des obigen Bruches 4) | . | |
| Es sind noch mehre andere Methoden vorgeschlagen, um die condensirende Kraft unseres Apparates zu bestimmen. Unter diesen zeichnet sich das von Bohnenberger empfohlene Verfahren aus. Derselbe hatte nämlich mehre Electrometer, theils mit Goldblättchen, theils mit Strohhalmen verfertigt und die Grade derselben verglichen. Als er nun vermittelst dieser Electrometer die Stärke Zambonischer Säulen prüfte, so fand er, daß unter übrigens gleichen Umständen die Spannungen mit der Zahl der Platten proportional waren 5). Dieser Erfahrung bedient sich derselbe, um die Verstärkungszahl eines Condensators zu finden.♦ | ||
| Man nehme 6) eine elektrische Säule von etwa 1000 Doppelscheiben von Gold- und Silberpapier und beobachte die größte Divergenz, welche sie an dem Electrometer hervorbringt, das man mit dem Condensator verbinden will. Diese betrage 10°. Hierauf setze man eine kleinere electrische Säule aus so viel Schichten desselben Gold- und Silberpapiers zusammen, als hinreichen, den Condensator bis zu einer Electricität von mittlerer Spannung zu laden, daß er z. B. nach abgehobenem Deckel eine Electricität von 10 bis 12° zeige. Gesetzt, die Platten des Condensators bestehen aus Messing und man habe 20 Doppelscheiben gebraucht, um durch Berührung mit dem Ende der Säule, wo das Silber sichtbar ist, während der andere Pol ableitend berührt wurde, ihn so zu laden, daß das Electrometer nach aufgehobenem Deckel des Condensators 16° zeige. Da die 20 Electrometere, aus welchen bei diesem Verfahren die kleinere Säule besteht, ohne Condensator nur eine Spannung von 1⁄5° hervorgebracht haben würden, indem 1000 Schichten 10° Spannung geben, so ist die Electricität durch den Condensator von 1⁄5° auf 16° oder von 1 auf 80 gebracht worden und die gesuchte Vergrößerungszahl ist also 80.♦ | ||
| Diesem Verfahren ähnlich ist dasjenige, dessen sich Pfaff bedient, indem er die Electrometer vermittelst der Voltaischen Säule prüft und dann zuerst die Stärke der Electricität an einem empfindlichen Goldblattelectrometer, hierauf an einem mit dem Condensator verbundenen Strohhalmelectrometer prüft 7). Bei dieser Prüfungsart bleibt aber stets hypothetisch, ob denn auch wirklich die electrische Spannung bei trockenen und nassen Säulen im Verhältnisse der Zahl der Plattenpaare wächst.♦ | ||
| Will man sich einmal der gewöhnlichen
Electrometer bedienen, so scheint es mir am zweckmäßigsten,
sich mit Volta einer Reihe correspondirender Electrometer zu
bedienen 8). Man verfertige sich also zuerst ein Goldblatt-
und ein Strohhalmelectrometer, verbinde beide, theile |
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| ihnen verschiedene Grade von Electricität mit und beobachte stets die von ihnen angegebenen Grade. Mit diesem ersten empfindlichen Strohhalmelectrometer verbinde man ein zweites weniger empfindliches und beobachte die gleichzeitigen Abstoßungswinkel. Fährt man auf diese Art fort, so erhalt man zuletzt ein Electrometer, welches mit dem ersten Goldblattelectrometer vollkommen comparabel ist. Befestigt man an diesem den Condensator, verbindet hierauf das Goldblattelectrometer mit einer constanten Electricitätsquelle, beobachtet die Grade desselben; hierauf die Grade des mit dem Condensator verbundenen Strohhalmelectrometers, so ergibt sich daraus die gesuchte Verstärkungszahl. | ||
| Am Schlusse seines ersten Briefes an Lichtenberg empfiehlt Volta verschiedene Methoden, um die Stärke der Condensirung zu prüfen. Er hatte eine kreisförmige Platte von 10 Zoll Durchmesser, welche er auf seine Marmorscheibe legte. Diese Platte wurde mit einer geladenen Leidener Flasche berührt. Durch vorläufige Versuche hatte er gefunden, daß die Platte der Flasche ein Drittel ihrer Ladung nahm. Hierauf lud er diese Flasche von einem halben Quadratfuß Belegung so schwach, daß sie die Pendel seines empfindlichsten Electrometers nur Einen Grad aus einander trieb. Mit der so geladenen Flasche berührte er den Deckel des Condensators, die Pendel des Electrometers divergirten nun um 1⁄3°; als er den Deckel in die Höhe hob, zeigte dieser eine Electricität, welche etwa gleich 80° des genanten Electrometers war; woraus folgt, daß die 2⁄3° der Flasche bis zu 80°, also etwa 120 Mal verstärkt worden sind. — Kehren wir zu unserem Ausdrucke | ||
| zurück. Es folgt aus demselben, daß die condensirende Kraft desto größer wird, je näher der Werth von m der Einheit komt, je weniger also die sich durch die isolirende Schicht bindenden Electricitätsmengen von einander verschieden sind. Da sich nun + E und — E desto leichter binden, je geringer die Distanz zwischen ihnen ist, so folgt, daß der Condensator desto mächtiger wirkt, je dünner die Trennungsschicht beider Flächen ist. Dieses geht auch aus einigen Versuchen hervor, welche Parrot in dieser Beziehung anstellte 9). Er trente die Platten durch eine Luftschicht, welcher er verschiedene Dicken geben konte und beobachtete dann die Ladung des Condensators vermittelst eines Goldblattelectrometers. So fand er, daß bei einem Abstande der Platten | ||
| von 0,1 die Divergenz des Electrometers
25° betrug 0,2 — — — — 12 0,3 — — — — 8 ¼ 0,4 — — — — 6 ½ 0,5 — — — — 5 0,6 — — — — 4 0,7 — — — — 8 ½ 0,8 — — — — 3 ¼ 0,9 — — — — 2 ¾ 1,0 — — — — 2 ½ |
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| S. 54 Sp. 2 | CONDENSATION | |
| Die Versuche mit dem Goldblattelectrometer sind indessen zu complicirt, um daraus ein Gesetz für die Zunahme der Verstärkung mit der Abnahme der Distanz herzuleiten. | ||
| Da übrigens A und mithin auch unter übrigens gleichen Umständen, E desto größer wird, je größer der Deckel des Condensators ist, so ist leicht begreiflich, daß der Apparat desto schwächere Electricitätsmengen anzeigen kann, je größer die Platten sind. | ||
| Bei allen bisherigen Betrachtungen haben wir angenommen, daß nur dem Deckel Electricität mitgetheilt würde, während wir die Electricität der unteren Platte nur durch Vertheilung erregten. In diesem Falle war die Electricität des Deckels , dagegen die der unteren Platte Aber statt die negative Electricität der unteren Platte durch Vertheilung hervorzurufen, können wir derselben aus einer constanten Electricitätsquelle auch — E mittheilen. Nehmen wir an, die absolute Stärke beider entgegengesetzten Electricitäten sey gleich, so wird der Deckel jetzt eine stärkere Electricität anzeigen. Jäger nahm an, der Condensator condensire in diesem Falle zwei Mal so stark, als wenn die untere Platte keinen Zufluß freien E erhalte.♦ | ||
| Egen 10) hat aber der Satz richtig dahin modificirt, daß allerdings die Summe der entgegengesetzten E in beiden Platten die doppelte sey, daß dieses aber nicht von dem Deckel allein gelte. Erhält nämlich die untere Platte die constante Electricitätsmenge A, so zersetzt diese das 0E des Deckels und wenn das Gleichgewicht hergestellt ist, so hat der Deckel aus dieser Quelle die untere Platte Electricität. Addiren wir demnach die aus beiden Ursachen entstandenen Electricitäten beider Platten, so hat der Deckel | ||
| die untere Platte | ||
| Beide Platten haben daher in diesem Falle die Electricitätsmenge | ||
| Im ersten Falle ist dieselbe | ||
| die Summe der Electricitäten ist mithin verdoppelt. Untersuchen wir dagegen den Deckel allein, so zeigen die gefundenen Ausdrücke, daß die Electricität desselben im ersten Falle etwas mehr als halb so stark ist, als im zweiten. Da nämlich m > 1, | ||
| Volta's erster Condensator mit einer
Marmor- und einer Metallplatte, welche dann an das
Electrometer gehalten wurde, ist im hohen Grade unbequem.
Denn da man selten guten Marmor findet, und dieser Körper
wegen seiner hygroscopischen Eigenschaften bald mehr, bald
weniger leitet, so sind die Messungen mit diesem Instru-
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| S. 55 Sp. 1 | CONDENSATION | ⇧ Inhalt |
| mente nicht immer komparabel. Eben so ist es unbequem, den Deckel isolirt gegen ein Electrometer zu bewegen. Daher nahm man sehr bald allgemein zwei Metallplatten zum Condensator. Diese beiden zur vollkommensten Ebene an einander abgeschliffenen Scheiben werden durch eine isolirende Schicht von einander getrent. Pfaff 11) empfiehlt dazu Bernsteinfirniß, da andere Arten von Firniß z B. Mastix, Copal u. s. w. sich leicht abreiben. Volta wendete öfter Taffet an 12), aber hiebei findet der Umstand Statt, daß der ungleiche Druck auf die obere Platte dem Isolator bald eine größere, bald eine geringere Dicke gibt. Glasscheiben sind zu dick zu diesen Versuchen und daher nicht anwendbar. Andere haben dünne Luftschichten zwischen beiden Platten empfohlen. | ||
| Um die Versuche bequemer anstellen zu können, verbindet man gewöhnlich die eine der Platten mit dem Electrometer, indem dieselbe vermittelst einer in ihre Mitte befindlichen Schraubenmutter angeschraubt werden kann (Fig. 1.){1}. Es sey AB der Stiel des Electrometers, an welchem die beiden sich abstoßenden Körper hängen, CD die untere Platte des Condensators, welche gewöhnlich die Collectorplatte heißt, weil sie dazu dient, die Electricität aus der Quelle aufzunehmen. Zu diesem Behufe ist von derselben ein Drath CE befestigt, welcher in ein kleines Kügelchen ausläuft. Von dieser Platte ist die obere FG durch einen dünnen Isolator getrent und damit dieselbe leicht abgehoben werden könne, ist an ihr ein Glasstäbchen IH befestigt.♦ | {1} Bd. Kupfer 2 S. 23 : 23 | |
| Will man nun vermittelst dieser Vorrichtung eine schwache Elektricität, beobachten, hat man z. B. eine Kupfer- und Zinkscheibe an einander gelöhtet und hält die Zinkscheibe in der Hand, so berührt man mit der Kupferscheibe das Knöpfchen E, während die obere Platte FG ableitend berührt wird. Nachdem die Kupferscheibe kurze Zeit mit dem Knöpfchen in Verbindung gesetzt war, wird dieselbe entfernt und sogleich darauf die Platte FG dergestalt aufgehoben, daß sie mit der Collectorplatte parallel ist und die Ränder der beiden Platten nicht übereinander hervorragen. Die Electricität wird sich jetzt an dem Electrometer kund geben; bedient man sich eines Bohnenbergerschen Electrometers, so erhält man die Art der Electricität unmittelbar, wendet man dagegen ein Goldblatt- oder Strohhalmelectrometer an, so kann man die Art der Electricität durch die gewöhnlichen Methoden prüfen (s. Electricität). | ||
| Man hat diesen Condensatoren mit einer
Firnißschicht häufig den Vorwurf gemacht, daß die Platten
selbst nach der Trennung die ihnen mitgetheilte Electricität
sehr lange beibehielten, ja daß wol durch die schwache
Reibung derselben an einander eine geringe Menge von
Electricität erregt werden könte. Pfaff empfiehlt deshalb, ja
beide Platten zu überfirnissen; |
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| S. 55 Sp. 2 | CONDENSATION | |
| denn hat nur eine derselben einen Firnißüberzug, so läuft man, wie vorsichtig man auch die eine Platte auf die andere aufsetzen möge, doch Gefahr, daß durch das Reiben E erzeugt werde, welche dann die Angaben des Condensators sehr unsicher macht, was weit weniger zu befürchten ist, wenn sich die beiden Firnißflächen, also zwei homogene Körper berühren 13). | ||
| Um indessen jede Störung zu umgehen, welche durch einen Überrest von Electricität hervorgebracht werden könte, haben Künstler und Physiker dem ursprünglichen Apparate verschiedene Einrichtungen gegeben, welche sie bald Duplicatoren (s. diesen Artikel), bald Multiplicatoren, bald Collectoren der Electricität nanten, und welche zum großen Theile weit weniger bequem sind als der beschriebene Apparat, welchen sie wol nicht an Genauigkeit sehr übertreffen möchten. Am häufigsten bedienten sie sich dann als trennender Schicht der Luft, mochte dieses nun dadurch geschehen, daß auf der untern Platte drei Tröpfchen Siegellack oder drei Glasstückchen lagen, auf welcher dann die obere Platte ruhte, wie dieses namentlich Lichtenberg in seinen Anmerkungen zu Erxleben's Physik empfahl oder mochten die Platten vermittelst eines Mechanismus bewegt werden. Mehre dieser Instrumente beschreibt Gilbert in seinen Annalen der Physik, namentlich im 9ten und 17ten Bande. Indem ich den Leser auf diese Abhandlungen verweise, begnüge ich mich damit, den von Cuthberson angegebenen Condensator zu beschreiben, weil dieser unter den verschiedenen Apparaten, bei welcher man sich einer Luftschicht zur Trennung der Platten bedient, noch der einfachste und bequemste ist. (Fig. 2.) | ||
| Cuthberson nimt zwei gut abgeschliffene runde Platten von Messing ab und cd, die eine dieser Platten cd befestigt er an dem messingenen Deckel des Electrometers ef dergestalt, daß wenn dasselbe mit seinem hölzernen Fuße auf den Tisch gestellt ist, die Platte cd genau vertical steht. Vor dieser steht die Platte ab, welche der ersten genau parallel ist und von ihr nur durch eine dünne Luftschicht getrent wird. Der Fuß gh dieser Platte kann aus Messing oder einem Glasstabe verfertigt seyn; er läßt sich mit ein Charnier bei h zurückschlagen und von der anderen Platte entfernen. An dem Fuße befindet sich auf der Seite gegen das Elektrometer ein Vorsprung, welcher dazu dient, die Platte ab in einem bestimten Abstande von cd zu erhalten. Will man die Electricität eines Körpers prüfen, welcher nur eine geringe Spannung hat, so hält man denselben an die Platte cd, während ab ableitend berührt wird, und entfernt hierauf zuerst den zu untersuchenden Körper, schlägt man dann die Scheibe ab vermittelst des Charnieres zurück, so tritt die Electricität in cd frei hervor und kann auf das Electrometer frei wirken.♦ | ||
| Gewöhnlich verbindet Cuthberson auf
diese Art zwei Condensatoren von ungleichen Dimensionen;
der größere, dessen Scheiben er einen Durchmesser von 8 Zoll
gibt, ist von dem Electrometer getrent, dagegen ist mit
diesem |
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| S. 56 Sp. 1 | CONDENSATION | ⇧ Inhalt |
| ein kleinerer verbunden, dessen Scheiben einen Durchmesser von etwa 2 Zoll haben. Er theilt dann der feststehenden Platte des großen Electricität{1} mit, schlägt hierauf die bewegliche Platte des großen, welche mit der am Electrometer befestigten Platte des kleinen Condensators verbunden ist, sodann die bewegliche Platte des kleinen zurück, so gibt sich eine selbst schwache Electricität durch die Divergenz der Fäden des Electrometers zu erkennen 14). | {1} korrigiert aus: Elelectricität | |
| (L. F. Kämtz.) | ||
| Condensation der Dämpfe s. Dämpfe. | ⇧ Inhalt | |
| Condensation der Gase durch Druck s. Gas. | ||
| Condensator | CONDENSATOR, Verdichter, heißt auch eine Vorrichtung neben Röst- und Schmelzöfen zur Verdichtung verflüchtigter Stoffe, wohin die Fluggestübekammern, Giftfänge, Verdichtungskammern, Vorlagen u. a. gehören, (s. diese Artikel.) | (Th. Schreger.) |
| Condensator der Electricität s. oben. | ||
| Condensator, electromagnetischer s. Electromagnetismus. | ||
| Condensator der Wärme s. Wärmesammler. | ||
| Condensiren s. Condensation. | ||
| ⇧ Inhalt |
| HIS-Data 5139-1-19-50-2: Allgemeine Encyclopädie: CONDENSATION | HIS-Data Home |
| Stand: 26. März 2018 | © Hans-Walter Pries |