Titel: | Jacobi's Commutator. |
Fundstelle: | Band 60, Jahrgang 1836, Nr. LIV., S. 282 |
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LIV.
Jacobi's
Commutator.
(Aus Poggendorff's Annalen der Physik, Bd. XXXVI.
S. 366.)
Mit Abbildungen auf Tab.
V.
Jacobi's Commutator.
Hr. Professor Jacobi in Dorpat hat kuͤrzlich in
einem besonderen Schriftchen (Mémoire sur
l'application de l'électro-magnétisme au mouvement des
machines, par M. U.
Jacobi, Potsdam 1835)
von seinen bisherigen Bemuͤhungen, den Elektromagnetismus als bewegende Kraft
anzuwenden, Bericht erstattet, und dabei unter andern, ohne von dem Blizrade des
Hrn. Dr. Neeff Kenntniß zu haben, eine Vorrichtung
beschrieben, die auf gleichem Principe wie dieses beruht, und ein lehrreiches
Beispiel von der mannigfaltigen Anwendbarkeit desselben abgibt.
Die zeither von Hrn. Dr. Jacobi durch Elektromagnetismus
in Bewegung gesezte Maschine hat folgende Einrichtung. Eine verticale Holzscheibe,
die um eine horizontale Axe drehbar ist, traͤgt seitwaͤrts, senkrecht
gegen ihre Ebene, also in horizontaler Lage, vier Hufeisen von weichem Eisen, deren
Enden, wenn man die Scheibe dreht, dicht vor den Enden vier anderer Hufeisen
voruͤbergehen, welche leztere, gleichfalls in horizontaler Lage,
unverruͤkbar an einem Holzgestell befestigt sind. Saͤmmtliche Hufeisen
sind durch Umwiklung mit dem Schließdrahte einer Volta'schen Saͤule zu sogenannten Elektromagneten gemacht, und zwar in
der Art, daß, im Kreise herum, Nord- und Suͤdpol immer mit einander
abwechseln, sowohl bei den beweglichen als bei den festen Hufeisen. Angenommen nun,
daß urspruͤnglich die gleichnamigen Pole einander genau
gegenuͤberstehen, so ist klar, daß die Scheibe, wenn man ihr einen geringen
Stoß ertheilt, sich in der Richtung des Stoßes so weit fortdrehen wird, bis die
ungleichnamigen Pole einander gegenuͤberstehen, also bis sie etwa ein Achtel
des Kreisumfanges zuruͤkgelegt hat. Hier wuͤrde sie nach einigen
Oscillationen stehen bleiben, wenn nicht in dem Moment, wo die gleichnamigen Pole
einander gegenuͤberkommen, die Pole der beweglichen oder der festen Hufeisen
umgekehrt und dadurch die urspruͤnglichen Bedingungen zur Bewegung wieder
erneut wuͤrden. Diese Umkehrung der Pole, das wesentliche Erforderniß zur
fortgesezten Rotation der Scheibe, wird nun mittelst der Vorrichtung vollzogen, die
wir hier naͤher kennen lehren wollen.
Man sieht diese Vorrichtung, Commutator vom Verfasser genannt, auf. Tab. V. in Fig. 11
perspektivisch und in Fig. 12 und 13 von Vorn
und von der Seite abgebildet. a, b, c, d sind vier
Kupferscheiben, befestigt auf der Axe r, r, die zugleich
die große, mit den Elektromagneten versehene Holzscheibe traͤgt. (Leztere ist
als unwesentlich zur Einsicht in den Mechanismus des Commutators in der Zeichnung
weggelassen.) Die Scheiben a und b, so wie c und d
stehen durch die Kupferroͤhren f, f in leitender
Verbindung; beide Scheibenpaare sind aber durch die uͤberfirnißte Holzaxe g vollstaͤndig von einander isolirt. Jede Scheibe
ist auf ihrem Umfang in acht genau gleich große Theile getheilt, von denen vier h, h, h, h ausgeschnitten, und durch Ebenholz, genau dem
Umkreis des Ganzen entsprechend, wieder ausgefuͤllt sind. Die Scheiben sind
so auf der Rotationsaxe befestigt, daß die Holz- und Metallsectoren einander
abwechselnd gegenuͤberstehen, wie es Fig. 12 zeigt. z, z sind kupferne, um ihre Axe sehr bewegliche Hebel.
Sie haben den Strom der Volta'schen Kette zu leiten. Der
laͤngere Arm eines jener Hebel laͤuft in einer Schneide aus, die auf
dem Umfang der entsprechenden Scheibe ruht. Der andere Arm ist gekruͤmmt und
taucht in ein kleines mit Queksilber gefuͤlltes Gefaͤß k. Wie man aus Fig. 11 ersieht, sind
einerseits die Gefaͤße k, k und andererseits die
k', k' durch Kupferdraͤhte leitend mit
einander verbunden.
Das Spiel dieses Commutators ist nun leicht zu verstehen. Die Hebel sind immer mit
den Scheiben in Beruͤhrung, und zwar, wenn diese sich drehen, abwechselnd mit
den metallischen und den hoͤlzernen Theilen. Durch die Beweglichkeit um ihre
Axen geben die Hebel den geringsten Unebenheiten der Oberflaͤche nach, und
die durch sie veranlaßte Reibung ist sehr unbedeutend. Die schraubenfoͤrmigen
Draͤhte, welche die beweglichen Hufeisen umgeben, sind zu einem einzigen
Draht vereinigt, dessen Enden l, m laͤngs der Axe
der großen, die Hufeisen tragenden Scheibe gefuͤhrt, und dann respective mir
den Scheibenpaaren a, b und c,
d durch Loͤthung verbunden sind. Die Draͤhte p und n fuͤhren zur
Volta'schen Saͤule (einem Trogapparat aus vier
Elementen), der erstere direct, der andere, nachdem er spiralfoͤrmig um die
vier festen Hufeisen gegangen ist; ersterer taucht in ein Gefaͤß k', lezterer in eins von k. Auf diese Weise bilden
die Windungen um die sechszehn Hufeisenarme durch Vermittlung des Commutators einen
einzigen Leitungsdraht. So wie nun durch die Kraft der Volta'schen Saͤule die große Holzscheibe sich dreht, wird auch
zugleich der mit ihr auf einer Axe befindliche Commutator gedreht, und so durch die
Maschine selbst die Umkehrung der Pole bewirkt, jedesmal, wenn sie vor einander zu
stehen kommen, sobald nur die Commutatorscheiben so gestellt sind, daß dann die
Schneiden der Hebel von einem Sector zum anderen uͤbergehen.
Fuͤr magneto-elektrische Versuche hat der Verfasser einen doppelten
Commutator, getheilt in 72 Sectoren, angewandt. Dieser hat noch vier den ersteren
aͤhnliche Hebel, die auf den Cylindern f (Fig. 12)
ruhen, welche die Scheiben paarweis verbinden. Die anderen Enden dieser Hebel
tauchen ebenfalls in Gefaͤße mit Queksilber, die bestimmt sind den
Leitungsdraht aufzunehmen, welcher bald in der einen, bald in der anderen Richtung
von elektro-magnetischen oder magneto-elektrischen Stroͤmen
durchlaufen wird. Das Instrument wird durch eine Handhabe in Bewegung gesezt, welche
man leicht zwei Mal in einer Secunde umdrehen kann; dadurch kann man in derselben
Zeit 144 doppelte Umkehrungen bewirken. Es wird ein Leichtes seyn, den elektrischen
Strom 1000 Mal und mehr in einer Secunde umzukehren oder zu unterbrechen. Ohne
Zweifel, sagt der Verfasser, wird man tiefer in die Natur dieses Stroms eindringen,
wenn man ihn in eine Reihe sehr rascher Pulsationen zerlegt, und sicher wird es auf
diese Weise gelingen, durch den thermo-elektrischen Strom eines einzigen
Plattenpaares eine Leidnerflasche zu laden oder jedwede chemische Zersezung zu
bewerkstelligen.