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Biblioteka Politechniki Krakowskiej

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Anwendung und Zukunft der

Kondensatoren

in der

W echselstromtechnik.

Von

W. vorn Bisicz,

Dipl. Elektroingenieur.

Mit 26 Figuren.

Âèrzî

Berlin.

Verlag von Julius Springer. 1903.

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Alle Rechte, insbesondere das der Übersetzung in fremde Sprachen, Vorbehalten.

»53X3

Herrn Professor

Dr. Moritz von Hoor-Tempis gewidmet

/

Vorwort.

Angeregt durch die eminenten Fortschritte in der Erzeugung leistungsfähiger Kondensatoren (Kap. VII), wie auch durch die immer mannigfacheren Verwendungen, die denselben in der Wechselstromtechnik zukommen, habe ich den Versuch gemacht, eine kurze und übersichtliche Zusammenstellung der Kondensatoranwendungen zu geben.

Dabei wurde nur die Starkstromtechnik berücksichtigt. Eine Rücksichtnahme auf anderwärtige, meistens physikalische Verwendungen hätte zu weit geführt.

Die Angaben über das physikalische Verhalten der Dielek-trica, sowie die Aufzählung der verschiedenartigen Kondensatorkonstruktionen mußten allerdings der Vollständigkeit halber zugefügt werden.

Auf die Theorie der Entladungen ist nur soweit eingegangen worden, wie es zum Verständnis der industriellen Verwendung-notwendig schien.

Theoretisch ausführlicher ist bloß eine Verteilungsanordnung von Boucherot behandelt, um den sehr beachtenswerten Fall der Unabhängigkeit der Stromstärke vom Ohmschen Widerstand, also der nicht induktiven Belastung, dem Leser nicht vorzuenthalten.

Viel Originelles zn bieten konnte das Ziel des Büchleins, dessen Grundlage eine Diplomarbeit an der Technischen Hochschule Karlsruhe war, nicht sein.

Es darf sich aber rühmen, die erste und einzige Zusammenstellung in der technischen Weltliteratur über all das zu sein, was auf dem behandelten Gebiete veröffentlicht worden ist.

Kecskemét, Ungarn, im August 1903.

Der Verfasser.

Inhaltsverzeichnis.

Seite

Erstes Kapitel. Allgemeines über die Wirkungsweise der Kondensatoren ...................

Zweites Kapitel. Kondensatoren in Serieschaltung.......

Drittes Kapitel. Kondensatoren im Nebenschluß....... .

Viertes Kapitel. Verwendung der Kondensatoren zur Stromteilung 40 Fünftes Kapitel. Die Boucherotschen Verteilungsanordnungen . .    51

Sechstes Kapitel. Einiges über die praktische Anwendung der Kondensatoren .................

Siebentes Kapitel. Über die Herstellung und die Zukunft der technischen Kondensatoren............

11

29

61

74

Schlußwort . N amenregister

85

Erstes Kapitel.

Allgemeines über die Wirkungsweise der Kondensatoren.

Nachdem sie

1. Die Kenntnis der Kondensatoren ist fast so alt, wie die der elektrischen Erscheinungen überhaupt.

Fizeau,¹) wahrscheinlich als erster,²) dem Ruhmkorffinduktor beigesellt hatte, haben sie die mannigfaltigsten Verwendungen erfahren, wovon viele auch allgemeiner bekannt geworden sind.

Im Allgemeinen kann man nun zweierlei Verwendungsarten der Kondensatoren unterscheiden. Solche, bei denen die in Frage kommenden Energiemengen und mit ihnen die Herstellungskosten dieser Apparate nur unwesentlich sind, und solche, wo gerade diesen Umständen Bedeutung zukommt.

Von den Anwendungen, die hinsichtlich der Energiemengen in die erste Kategorie gehören, sind z. B. zu nennen: solche für Telegraphen- und Telephonapparate, wie bei der simultanen Telegraphie und Telephonie, Kabeltelegraphie, Schnelltelegraphie, Telegraphie ohne Drahtete.; dann diejenigen, um Schwingungen von hoher Periodenzahl oder Funken von großer Länge herzustellen, um Ozon zu fabrizieren, Lampen singend

ł) Fizeau, Comptes rendus. 1858. Bd. XXIV, S. 418.

²) Fleming, Induction of electric currents. (New-York 1896.)

S. 390.

zu machen etc. etc. Neuestens werden Kondensatoren sogar für Festigkeitsversuchex) verwertet.

2.    Im folgenden sollen allein diejenigen Anwendungen berücksichtigt werden, die in der Wechselstromtechnik, also bei industriellen Verwendungen in Frage kommen, bei denen es daher hauptsächlich auf Preis, Leistungsfähigkeit und Betriebssicherheit der Apparate ankommt. Namentlich soll untersucht werden: wie man mit der Entwicklung der Wechselstromtechnik zur theoretischen Berücksichtigung und praktischen Anwendung von Kondensatoren schritt, von wem die wichtigsten einschlägigen Untersuchungen, Anordnungen, Vorschläge und Versuche ausgingen, wie sich die erzielten praktischen Resul-^ täte zu den theoretischen stellten, wie sich dann die Ergebnisse mit der Verbesserung der Kondensatoren gestalteten und was für eine Zukunft einem technisch vollkommen brauchbaren Kondensator bevorsteht.

3.    Die Klärung der Ansichten über die Vorgänge in den Dielektricis trug wesentlich dazu bei, daß man an eine technische Verwertung der Kondensatoren dachte. Hauptsächlich waren es die bekannten Forschungen von Faraday und Maxwell, welch letzterer aussprach,²) daß ein Kondensator von der Kapazität C, dessen Dielektrikum einen Widerstand B besitzt, durch einen Kondensator mit unendlichem Widerstand und einem dazu parallel geschalteten Widerstand B ersetzt werden kann.

*) Hoor, Neuere Beiträge zur Naturgeschichte dielektrischer Körper. ETZ 1901, S. 174.

Auch : Der Zusammenhang zwischen Erscheinungen der elektrischen, magnetischen und mechanischen Polarisation und die daraus ableitbaren Materialuntersuchungsmethoden. Im: A magyar mérnôk és épitészegylet közlonye. 1902. Bd. XXXYI, S. 77.

Maxwell, Lehrbuch der Elektrizität und des Magnetismus. (Springer 1883.) Bd. I, S. 468.

Und wenn es trotz der zahlreichen Untersuchungen, die die Umwandlung der Energie und die Arten und Größe der Verluste in den Dielektricis zum Gegenstand haben (auf die man noch in Kap. VI zurückkehren wird), noch nicht völlig gelungen ist Klarheit in alle Vorgänge zu bringen, so tut die bekannte Annahme von Maxwell mit dem Verschiebungsstrom und einer Art elektrischer Elastizität bei der Ergründung der Phänomene dennoch den besten Dienst.

4. Vielfach wurde es auch versucht, die Erscheinungen an Kondensatoren mittels Analogien übersichtlicher zu machen.

Bedell and Crehore,¹) Heinke,²) Garbano³) verglichen sie mit mechanischen, Janet,⁴) D’Ar son val,⁵) Claude/’) Scattergood¹) und andere²) — wie es in der Elektrizitätslehre häufiger ist — mit hydraulischen Vorgängen.

Modelle, um die Vorgänge ad oculos zu demonstrieren, konstruierten Karp en,³) sowie Fleming and Ashton.⁴)

*) Bedell and Crehore, Some mechanical and electrical analogies. Electr. Kew. 1898. Bd. XXXII, S. 126.

Auch: Analogies entre les formules de méchanique et d’électricité. Lumière él. 1893. Bd. XLVII, S. 487.

²)    Heinke, Wechselstrommessungen (Leipzig 1897). S. 207. In Voigts Sammlung elektrotechnischer Vorträge. (Stuttgart 1899.) Bd. I, S. 190.

³)    Garbano, Comment s’effectue la décharge *d’un condensateur. Keprésentation méchanique du phénomène. Eclairage él. 1897. Bd. XII, S. 602.

⁴)    Janet, Lessons d’électrotechnique générale. (Paris 1900.) S. 25.

⁵)    D’Arsonval, Archives d’électricité médicale. 1896, 15. Eebr. Elect. World 1896. Bd. XXVII, S. 345.

⁶)    Claude, Sur la mesure des isolements: Industrie él. 1892. Bd. XI,

S. 131.

5.    Am besten lassen sich, wie bereits erwähnt wurde, die Phänomene erklären, indem man zum Begriff einer Elastizität des Dielektrikums übergeht, — eine Elastizität, die mit der .mechanischen nicht zu verwechseln, jedoch gut mit ihr vergleichbar ist — und annimmt, daß gute Leiter dem Durchgänge der Elektrizität keinen Widerstand entgegensetzen, Diclektrica dagegen die Elektrons anhalten und sammeln, was durch eine Art elastischer Deformation in ihrem Inneren ermöglicht würde, und woher auch der Name „Sammler“ herrührt. Dementsprechend würde dann der Durchschlag des Kondensators einer Überschreitung der Elastizitätsgrenze gleichkommen.

Demnach kann man also einen Kondensator immer als einen Apparat betrachten, der diese (elektrische) Elastizität des isolierenden Mediums ausnützt, und zwar um unter dem Einflüsse irgend einer EMK eine mehr oder minder große Verschiebung von Elektrizität zu bewerkstelligen.a) Die Energie des geladenen Kondensators ist dann gut mit der Energie der gespannten Feder vergleichbar.

6.    Diese allgemeinen Ideen leiteten seiner Zeit auch Hutin und Leblanc²) dazu, um es mit einer verallgemeinerten Anwendung der Kondensatoren für die Wechselstromtechnik zu versuchen. Mit welchem Eifer und Geschick sie ihr Thema während einer Reihe von Jahren behandelten, wird an verschiedenen Stellen dieser Arbeit hervorgehen.

Die Ansichten dieser Forscher über das Wesen der Kondensatorwirkung sind teilweise wegen ihrer Einfachheit, teilweise aber wegen des Umstandes erwähnenswert, daß man ihnen allgemein beigepflichtet hat. Nach ihnen zeigt die Elektrizität in einem Wechselstromkreise ein Verhalten, das

ł) Janet, Lessons d’électrotechnique générale. (Paris 1900.) S. 26.

²) Hutin et Leblanc, Etude sur les courants alternatifs et leur application au transport de la force. Lumière él. 1891. Bd. XL, S. 200.

ähnlich dem der mit Trägheit behafteten Substanzen ist. Das Problem, einen Wechselstrom durch einen geschlossenen Stromkreis zu senden, soll dementsprechend analog jenem sein, einen mit Trägheit behafteten Körper in oscillatorische Bewegung zu bringen.

Um nun letzteres zu erreichen, sind nicht allein der Reibungswiderstand, sondern auch die ihn scheinbar vergrößernden Trägheitskräfte zu berücksichtigen, denn aus diesen Trägheitskräften resultiert eine Erhöhung desjenigen Widerstandes, den der Körper der ihn zu bewegen bestrebten Kraft entgegensetzt.

Hat man es nun mit einer bewegenden Kraft zu tun, die harmonisch ist, so könnte man obige, infolge der Trägheit erfolgte Widerstandsvergrößerung dadurch unterdrücken, daß man eine elastische Kraft auf den Körper wirken läßt, der ihm fortwährend das Gleichgewicht zu halten bestrebt ist. Die (elektro-elastische) Kraftquelle nun, die man an wenden muß, um die (scheinbare) Trägheit der Elektrizität zu kompensieren , kann infolge seiner Wirkungsart der Kondensator werden.

Eine solche Vorstellungsweise der Vorgänge mit Kondensatoren dürfte dabei schon den Vorteil haben, daß sie anerkennen und gleichsam ahnen läßt, was für eine vielseitige Verwendung diesen Apparaten zukommt. Um aber den Einfluß der Kondensatoren bei den verschiedenen Schaltungen auch in den Kreis rechnerischer Betrachtungen ziehen zu können, geht man am besten von der Untersuchung der Entladung eines Kondensators und den damit zusammenhängenden Resonanzerscheinungen aus.

7. Daß die Kondensatorentladungen komplizierterer Natur sind, konstatierte bereits Savary (1827). Erfand, daß, wenn die Entladung durch eine Drahtspirale ging, die in eine Nadel gesteckt war, die Enden der Nadel nicht immer gleichmäßig polarisiert waren.

4—7

) vervollständigt wurden.

Danach wird die Entladung eines Kondensators mit der Kapazität C, durch einen Kreis mit dem Selbstinduktionskoeffizienten L und den Ohmschen Widerstand R durch fol

Mathematisch wurde der Fall zuerst von Thomson¹) (1853) behandelt, dessen Untersuchungen dann durch Kirch-hoff, Rayleigh,²) Bedell and Crehore³) und andere Forscher

gende Differentialgleichung charakterisiert deren allgemeine Lösung bekanntlich

q — Ax -f- A₂ (e = 2,71828 . . .),

wo

^1.2

R²

4Ir LC

ist.

Je nachdem nun jß²§ —

0

ist die Entladung kontinuier

lich oder oscillatorisch.

x) Thomson, Transient electric currents. Phil. Magaz. 1853, Juni.

²)    Kaleigh, Phil. Magaz. 1870. Bd. XXXIX, S. 428.

³)    Bedell and Crehore, Theorie der Wechselströme. (Berlin 1895.)

S. 71.

⁴) Kapp, Capacity and selfinduction in alternate current working. Electrician. 1889. Bd. XXVI, S. 197.

B) Feldmann, Selbstinduktion und Kapazität im Wechselstromkreise. ETZ 1892. S. 86.

⁶) Gruilbert, Selfinduction et capacité. Lumière él. 1893. Bd. XLVII,

S. 117.

f) Hay, The charging of a condenser. Electrician. 1895. Bd. XXXV,

S. 840.

Bei der Anwendung von Kondensatoren in der Wechselstromtechnik haben wir es nur mit letzterer zu tun.

Ihre Periode wird

R²

V L C    4L²

sein.

8. Bei den Anwendungen kommen dann in allererster Linie die sogenannten Resonanzerscheinungen in Frage.

wie die Teil-

Dieselben wurden anfangs eingehender hinsichtlich ihrer schädlichen Seite untersucht, namentlich infolge der in Dept-wort entdeckten Kabeldurchschläge infolge Spannungsresonanz, das sogenannte Ferranti-Phänomen, über das man sich einige Zeit lang keine Rechenschaft geben konnte, obschon Hopkin-son bereits 1884 beobachtet hatte, daß die resultierende Klemmspannung unter Umständen kleiner sein kann Spannungen im Netze.¹⁻⁶)

Um zum Begriffe der Resonanz zu gelangen, soll jetzt der (imaginäre) Fall in Augenschein genommen werden, bei dem der Widerstand des Entladekreises eines Kondensators = 0 ist.

-¹) Feldmann, Selbstinduktion und Kapazität im Wechselstromkreise ETZ 1892, S. 107.

²)    Loppé et Bouquet, Traité des courants alternatifs industriels. (Paris 1896.) Bd. II, S. 431.

³)    Sahulka, Explication de l’effet Ferranti. Lumière él. 1899. Bd. LI,

S. 491.

⁴)    Fleming, Electric résonance. Electrician. 1901. Bd. XLV1, S. 659.

⁵)    Mordey, Capacity in alternate current working. Electrician. 1901. Bd. XVI, S. 467.

Journal of the Institution of electrical engineers. 1901. Bd. XXX,

S. 364.

⁶) Hoor, Capacity in alternate current working. Electrician. 1901. Bd. XLYI, S. 591.

In diesem Falle ist die Periode der Entladung1 T=2tiŸLC

und die Entladung würde von unendlicher Dauer sein, denn die elektrische Energie erleidet gar keine Verluste, da ein Verlust BP wegen _R = 0 nicht existieren kann. Mit andern Worten, es wird'jetzt in der Leitung ein unendlich lang anhaltender Wechselstrom von der Période T=2 n\L C fließen.

Dieser Fall ist praktisch allerdings unmöglich, weil ja B nie gleich Null sein kann. Ist es aber auch undenkbar B — 0 zu machen, so ist es doch möglich den unendlich lang andauernden Wechselstrom dadurch hervorzubringen, daß man den Verlust BP durch Einschaltung irgend einer Wechselstromquelle im Kreise immerfort kompensiert. Die Energie einer solchen Quelle kann dann sehr klein im Verhältnisse zu der Energie der Kondensatorenentladung sein.

Damit aber der Wechselstrom im Entladungskreise von Anfang an auch derselbe bleibe, d. h., damit die Amplituden der Stromoscillationen von der Zeit unabhängig sein sollen, muß die Stromquelle, besser gesagt, die eingeführte EMK notgedrungen von derselben Periode sein, wie derjenige Wechselstrom, der bei Entladung des Kondensators im Kreise mit nur Selbstinduktion und Kapazität entsteht, also T—2 n \L C.

Tritt nun dieser Fall ein, so sprechen wir von Resonanz,¹⁻⁴) denn dann wird der Entladekreis für den Strom,

x) Wilson, Alternate current résonance. Electrician. 1894. Bd. XXXIII,

S. 277.

²)    Threlfall, On the conversion of electric energy in dielectrics. Phys. Rew. 1902. Bd. XXV, S. 21.

³)    Millis, An experimental study of induction phenomena in alter-nating current circuits (Graph. Darstellung von Besonanzkurven). Phys. Rew. 1902. Bd. XXV, S. 11.

⁴)    Boucherot, Sur l’emploi des condensateurs. Eclairage él. 1900. Bd. XXIV, S. 298.

Auch: The use of condensers. Electrician. 1900. Bd. XLV, S. 985.

und nur für einen Strom, von der Periode T— 2 ji-VL C „reso-nieren“, quasi Zusammenarbeiten.

Den obigen Weg, um zum Begriffe der Resonanz zu gelangen, wählt man mit Vorteil darum, weil man dann, berücksichtigend, daß man die besprochene Stromquelle auf verschiedenen Arten, wie in Serie oder parallel und in verschiedenen Ausführungen, wie mittels dem Anker einer Dynamo-, maschine oder durch gegenseitige Induktion wirken lassen kann, sofort ersieht, daß die Verwendung von Kondensatoren im Wechselstrofiibetriebe eine sehr verschiedenartige werden kann.

9. Der Ausdruck „Resonanz“ selbst ist wegen der Analogie mit den akustischen Erscheinungen eingeführt worden. Denn ähnlich wie der schwingende Körper einen gewissen Ton von bestimmter Höhe dann am leichtesten wiedergeben kann, wenn die Periode des Körpers und des Tones gleich wo u der Elastizitätsmodul und d die Dichte des Körpers, so kann ein Stromkreis von der Selbstinduktion L, in dem sich ein Kondensator mit der Kapazität G befindet, denjenigen Strom am leichtesten übertragen, der sinusförmig und dessen Periode T=2 7rVÏ~C ist.

Auch ist die Natur der Energie eines Stromkreises mit eingeschaltetem Kondensator mit der Energie eines schwingenden Seiles insofern analog, daß beide zweierlei Arten von Energie besitzen: das Seil wird in jedem Augenblicke eine gewisse Menge kinetischer Energie haben, herrührend von den verschiedenen Geschwindigkeiten seiner einzelnen Teilchen, sowie eine gewisse Menge potentieller Energie, die den Spannungen der einzelnen Teile zuzuschreiben ist. Der Stromkreis mit dem Kondensator eine gewisse Energie einer Art LI²,

u

oft Energie der ponderomotorischen Kräfte genannt, und eine andere von der Form

Jdt \ .

Zweites Kapitel.

Kondensatoren in Seriesehaltung.

10. Um die Verwendung von Kondensatoren, wenn sie in Serie mit den Dynamos, Transformatoren etc. geschaltet sind, zu untersuchen, kann man sich den in § 8 beschriebenen Resonanzkreis geöffnet und die Enden mit irgend einer Wechselstromquelle, jedoch von der Periode T=2n'\/LC verbunden denken. Solch ein Stromkreis wird sich nämlich so verhalten, wie wenn nur Ohmscher Widerstand in ihm wäre, und dann tritt der Fall ein, bei dem die Kapazität die Selbstinduktion vernichtet.

An² c²LC —(o²CL = l,

Bedingung hierfür ist also, daß 4 ji*LC

rji2

in welchem Falle man manchmal auch von einer richtigen Adjustierung der Kapazität und Selbstinduktion spricht.

Verstehen wir unter scheinbaren Selbstinduktionskoeffizienten noch den Ausdruck

ro²C’

so wird dieser jetzt Null.

Dabei sei, wie überhaupt für alle folgenden Erörterungen, angenommen, daß die Ströme immer sinusförmig sind. Wie sich dann die erzielten Resultate mit der Stromform modifizieren, soll (Kap. VI, S. 62) später untersqcht werden.

Will man also durch einen Kreis einen größeren Wechselstrom hindurchschicken, als den seine Selbstinduktion bei der vorhandenen Spannung durchläßt, so genügt es, einen entsprechend gewählten Kondensator in Serie einzuschalten.1_3)

Als interessant ist noch eine von Tesla patentierte⁴) Anordnung zu erwähnen, bei der die Induktionsspulen bereits derartig gewunden sind, daß ihre Kapazität ihre Selbstinduktion kompensiert.

11. Die ersten industriellen Anwendungen der Kondensatoren beruhten auf der oben erwähnten Wirkung der Kapazität, ohne daß man sich aber dabei richtige Rechenschaft über die eigentlichen Gründe gegeben hätte. Der Einfluß der Kondensatoren wurde anfangs überhaupt unrichtig aufgefaßt, denn wie aus den ersten Patentschriften über elektrische Beleuchtung ersichtlich, wollte man sie als eine Art Akkumulatoren benützen, ohne daß die Erfinder eine Ahnung von der Riesengröße der elektrostatischen Kapazitäten gehabt hätten, die nötig wären, um einige hundert Amperestunden aufzuspeichern.

Das zeigen z. B. die Versuche von Jablochkoff gegen 1880. Dieser hatte nämlich erkannt, daß die Zahl seiner Kerzen, die er mit seinem Alternator leuchten lassen konnte, durch Einschaltung eines Kondensators vergrößert, manchmal sogar verdoppelt wurde, gibt aber hierfür in seiner Patentschrift eine geradezu bizarre Erklärung. Anstatt nämlich den Umstand zu berücksichtigen, daß der in Serie geschaltete

¹)    Sumpner, Inductive circuits. Electrian. 1893. Bd. XXXI, S. 537.

²)    Lunt, The neutralisation of selfinduction by capacity. Elect. Kew. 1893. Bd. XXXI, S. 478.

³)    Byan, Alternate current working VII. (Berechnete Beispiele.) Electr. World. 1894. Bd. XXIV, S. 382.

⁴)    Tesla, Elektr. Anzeiger 1894, S. 219.

Electr. Engineer. 1894. Bd. XVII, S. 87.

Lumière él. 1894. Bd. LI, S. 432.

Eclairage él. 1894. Bd. IV, S. 419.

Kondensator die effektive Leistung der Maschine vergrößert, nimmt er an, daß der Kondensator atmosphärische Elektrizität aus der Luft ansaugt.¹)

Jablochkoff hat es daraufhin auch mit dem Bau ganz großer Kondensatoren versucht, mit den verschiedensten Materialien als Dielektrica, ohne jedoch einen Erfolg zu erzielen. Seine gewesenen Ingenieure erinnern sich lustig daran, wie eines Tages alle Glaserläden geplündert wurden, um Versuche mit Kondensatoren anzustellen.⁵ 6)

12.    Und doch muß man glauben, daß die Kondensatoren gerade bei Beleuchtungsanlagen am meisten berufen sind — wegen der in Frage kommenden kleineren Spannungen — eine Rolle zu spielen. Oft macht man nämlich gegen eine allgemeinere Anwendung der Kondensatoren die teilweise auch gerechtfertigte Einwendung geltend, daß Kondensatoren ja ge-Avöhnlich bei mehreren Tausend Volt arbeiten müssen. Dies gilt aber für Bogenlicht, wo gewöhnlich nur 30—50, höchstens 60—80 Volt — infolge etwaiger Resonanzerscheinungen — in Frage kommen, nicht, außerdem fällt auch der Preis des Kondensators mit dem Quadrate der Spannung. (§ 67.)

13.    So ist z. B. von Claude⁷) eine interessante Anwen-wendung der Kondensatoren für Beleuchtungszwecke und zwar um Bogenlampen zu regulieren vorgeschlagen worden. Wechselstrombogenlicht funktioniert bekanntlich, vom geringeren Licht-

effekte ganz abgesehen, nicht mit derselben Präzision wie Gleichstromlicht. Beide Arten Lampen haben eine automatische Regulierung, und damit diese auch gut arbeite, soll einer kleinen Änderung im Abstande der Kohlenstifte immer eine große in der Anzugskraft der den Reguliermechanismus in Bewegung setzenden Elektromagneten entsprechen, um dadurch den anfänglichen Abstand der Kohlenstifte herzustellen.

kJ

>ic

fv3

Fig. 1.

Fig. 2.

Fig. 3.

Bei Gleichstrom (Fig. 1) genügt dazu ein Vorschaltwiderstand B, denn je größer die Potentialdifferenz E — IB, desto intensiver wird die Regulierung wirken.

Bei Weehselstrombetrieb wird aber der Regulierstrom infolge der Selbstinduktion der Spule kleiner und wird auch noch außerdem die Impedanz variieren, da L sich infolge der Bewegung des Eisenkerns auch ändern muß. Es kann also die Potentialdifferenz zwischen den Kohlenstiften in den weitesten Grenzen sich ändern — und zwar um so leichter, je höher die Periodenzahl des Stromes ist — ohne daß sich die Anziehung des Reguliermagneten merklich ändern würde. (Fig. 2.)

Claude schlägt nun vor (Fig. 3), einfach entsprechend gewählte Kondensatoren im Regulierkreis einzuschalten, wodurch dann die Impedanz kleiner eventuell sogar dem Ohmschen Widerstande gleich würde, wodurch dann ein Flackern des Lichtes zu vermeiden wäre.

Dieser Modus könnte schon darum von Vorteil sein, weil man bei den üblichen niederen Spannungen nicht zu große, also billigere Kondensatoren braucht, die man dann mit kleinen Dimensionen auch leichter an den Reguliermechanismus der einzelnen Lampen anbringen kann.

Eine ähnliche Anwendung von Kondensatoren ist noch von Chesney patentiert worden,¹) der die Bogenlampen in einen besonderen Zweig des Wechselstromnetzes bringt, und vor, oder neben dem Lichtbogen einen Kondensator einschaltet, der die Selbstinduktion des Lichtbogens aufheben soll, damit diese die Spannung des Glühlampennetzes nicht beeinflusse. ²)

14. Daß man die Kondensatoren auch beim Betriebe von Wechselstrommaschinen und bei Kraftübertragung mit Wechselstrom gut benützen könnte, erkannte man vor etwa 10 bis 12 Jahren. Die kurze und übersichtliche Zusammenstellung der einschlägigen Untersuchungen soll ein Hauptziel dieser Arbeit sein.

Die einfachste und älteste Anwendung gehört auch speziell in dieses Kapitel, nämlich diejenige, bei der man Kondensatoren in Serie anbrachte, um einzig die Wirkung der Selbstinduktion zu kompensieren. ³⁻⁵)

Ende der 80 er und anfangs der 90er Jahre versuchte man vielfach Motoren in Serie in Wechselstromnetze einzuschalten, doch scheiterten diese Versuche — von anderen Ursachen ab-

0 Chesney, Electric lighting system. U. S. P. 502 702.

“) Auch: Fortschritte 1893, S. 478.

³) Leblanc, Procédés permettant de diminuer artificiellement les coefficients de self-induction des circuits induits d’une machine d’induc

tion. Bulletin de la société 1898. Bd. XY, S. 504.

⁴) Perry, Coil and condenser in sériés. Electrician 1893. Bd. XXXI,

S. 307.

⁵) Berg, Compensation of line drop in alternating current circuits. Electr. World 1900. Bd. XXXV, S. 60.

gesehen — anfänglich daran, daß man den größten Teil der Netzspannung dazu verwenden mußte, um den Strom durch den Motor überhaupt nur durchzutreiben, wodurch also die GegenEMK der Motoren stark sank.⁴)

Stanley²⁻⁴) schlug darum in einer Versammlung der amerikanischen Elektriker zu Buffalo eine Anordnung vor — die er dann in der Sitzung des Chicago Electric Club (18. I. 1891) auch praktisch vorführte bei der durch Einschaltung eines Kondensators ermöglicht wurde, Motoren mit Strömen von kleiner Spannung, wie z. B. der Sekundärkreis eines Transformators liefert, zu speisen. (Fig. 4.)

■'X/V'VWV^

AAAAA/X—

Fig. 4.

Die Anordnung ist an und für sich so einfach, daß ihre Diskutierung unnötig erscheint.⁵)

Diese Motoren arbeiten dann auch bei 100 Volt, ohne Kondensator hätte man aber 9000 Volt brauchen müssen, um den Strom durch die Wickelung zu treiben.⁶⁻⁷) Für Motoren von ⁴/₈—*/₄ PS gibt Stanley allerdings nur 60—70°/₀, für solche von 2—5 PS 75°/₀ Wirkungsgrad an, was aber nicht

0 Anonym, Electr. World 1900, S. 451.

²)    Stanley, Kelly and Chesney, Method of Working condensers. U. S.P. 455773, 505859, 505860. E. P. 9522 (1891).

³)    Kelly, Electrical condenser. TJ. S. P. 508887.

⁴)    Anonym, Les moteurs à courants alternatifs Stanley - Kelly. Electricien. (2me série.) 1892. Bd. III, S. 228.

⁵)    Electr. World. 1893. S. 325.

⁶)    Silvanus Thompson, Mehrphasige elektr. Ströme und Wechselstrommotoren. (Halle 1896.) S. 169.

⁷)    Oudin, Standard poliphase apparatus. (New-York 1900.) S. 87.

so sehr an der Anwendung von Kondensatoren, wie mehr an der Konstruktion der Motoren liegen konnte, da ja diese Versuche noch in 1891 ausgeführt worden sind, zu einer Zeit also, wo man mit dem Bau von Wechselstrommotoren erst begonnen hatte.

Eine von Tesla¹) patentierte Schaltung ist der Stanley-schen wesentlich gleich.

15. Eine weitere solche Anwendung von Kondensatoren bezweckt der interessante Vorschlag von Hutin et Leblanc,²) und zwar um in Serie geschaltete Synchrongeneratoren, die durch verschiedene Antriebsmaschinen betrieben- werden, in Gang zu halten.

Wie werden sich nämlich zwei Synchrongeneratoren, die auf demselben Kreise arbeiten, verhalten? (Fig. 5.)

Fig. 5.

Man kann den Beweis führen, daß sie, wenn ihre Ankerspannungen nur ein wenig verschieden sind, z. B.

2 nt

E=E₀ sin —

und

E'

= £₀ sin 2 ™ Q—'9?)

notgedrungen aus dem Tritt fallen müssen.

b Tesla, U. S. P. 455067.

Auch: Fortschritte 1891. S. 421.

²) Hutin et Leblanc, Etude sur les courants alternatifs et leur application au transport de la force. Lumière él. 1891. Bd. XL, S. 314.

v. Bisicz, Kondensatoren.

Da — wenn I, R, L sich auf das Netz beziehen Leistung der ersten Maschine, wie man zeigen kann:

die

2 71

1.

₂ R (1 -f- cos 2jwp)----_Lsin2 7i<p

4 7l~

die der zweiten aber:

2.

lE'Jdt=E2

E, 2 R-\~ -jT L sin 2 ji(p

R² -|-

4 7l²

rjr2

L-

sein wird, ersieht man sofort, daß der Ausdruck 2. immer größer als 1. sein muß. Daraus folgt aber, daß die zweite Maschine immer mehr Energie abgeben und sich also fortwährend verlangsamen wird. Auch die Phasen Verspätung nimmt so immer zu, und der Synchronismus wird sich schließlich nicht mehr erhalten können.¹⁻²)

Bezeichnen wir jetzt mit scheinbaren Selbstinduktionskoeffizienten wieder (S. 11) den Ausdruck

L--g~7(’

co² C

der also in 1. und 2. wegen C=0 mit L identisch wird, so genügt es, diesen Ausdruck durch Einschaltung einer entsprechenden Kapazität negativ zu machen, damit die erste Maschine mehr Arbeit absorbiere. Aus den Formeln kann man das sofort ersehen.

b Boucherot, Couplage des alternateurs en tension. Electricien. Bd. XIY, S. 1073.

²) Blondel, Couplage et synchronisation des alternateurs. Lumière él. 1892. Bd. XVI, S. 409.

Dann aber wird diejenige Maschine einen Vorsprung nehmen, die sonst durch die Anfangsbedingung:

E' — E₀ sin 2 n ( _— 99

verlangsamt würde, und der Synchronismus kann folglich bestehen bleiben.

16. Gilt es nun die Kompensierung der Selbstinduktion durch Kapazität wirklich praktisch auszuführen, so besteht die Hauptschwierigkeit darin, daß man für große Energiemengen sehr große, also teuere Kapazitäten braucht, da die maximale Energie, die ein Kondensator aufnehmen kann, bekanntlich: ist und man mit E aus praktischen und konstruktiven Gründen nicht über eine gewisse Grenze hinaus kann.

handelt werden.

Wie man dieser Schwierigkeit bei der Konstruktion der Kondensatoren abzuhelfen versucht hat, wird im Kap. VII be-Hier sollen nur zwei Dispositionen erwähnt werden, die ermöglichen, die Dimensionen der zur Bekämpfung der Selbstinduktion nötigen Kondensatoren zu reduzieren.

Die eine Methode wäre, daß man den Selbstinduktions-koeflizienten des Stromkreises künstlich vergrößert. Man sah nämlich früher (S. 11), daß die Kapazität, die eine gewisse Selbstinduktion annulliert, im umgekehrten Verhältnisse zu dieser steht, oder:

•r

Nun liegt aber der Nachteil dieses Verfahrens, wie Mehraufwand an Draht, hohe, also gefährliche Spannungen, etc auf der Hand.

Um so höhere Bedeutung hat dafür die andere Methode, die darin besteht, daß man die Kapazität, mit der man eine Selbstinduktion bekämpfen will, nicht direkt in den betreffenden Stromkreis einschaltet, sondern erst die primäre Wickelung eines Transformators da anbringt und den Kondensator im Sekundärkreise wirken läßt, was übrigens auch teilweise der eben besprochenen Vergrößerung der Selbstinduktion gleichkommt.

Da W=^-CE‘i, so wird, wenn wir auf eine höhere

u

Spannung transformieren, diese Disposition große Vorteile mit sich bringen, denn sie erlaubt, daß man die Dimensionen der zur Kompensiernng der Selbstinduktion nötigen Kapazität stark reduziere, welchen Umstand man dann wieder dazu benützen könnte, um den Abstand zwischen den Kondensatoren zu vergrößern und die festen Dielektrica aufgebend, flüssige — wie z. B. Petroleum — verwenden zu können. Bei diesen werden nämlich die Hysteresiserscheinungen weniger ausgesprochen (Kap. VI), und der ganze Kondensator einfacher, leichter konstruierbar, durch Funken nicht zu zerstören und außerdem auch leichter regulierbar.

Auf die Vorteile dieser Methode haben bereits Hutin und Leblanc in ihrer oft zitierten Arbeit hingewiesen. Eingehend haben den Fall untersucht: als erster Korda, dann Sahulka, Boucherot, Bedell and Crehore, Steinmetz, Pupin, Dunstan, Kussel und andere.

17. Korda¹) hat unter Annahme von Sinusströmen von kon-

¹) Korda, Théorie d’un transformateur intercalé dans le circuit d’un condensateur. Comptes rendus. 1892. Bd. CXV, S. 331, 411.

Auch: Théorie d’un condensateur agissant par l’intermédaire d’un transformateur. Industrie él. 1892. Bd. I, S. 483.

The theory of a condenser placed in the secondary circuit of a transformer. Elect. Kew. 1892. Bd. XXXIII, S. 423.

Condensers in alternate current supply. Elect. Rew. 1892.

Bd. 31, S. 687.

stanter Periodenzahl und eines Transformators mit konstantem Induktionskoeffizienten, sowie eines Kondensators, dessen Wider-

yrmnrrr

A R,

ö~o b oooo tTU

A4

nm

** Rz

Fig. 6.

stand unendlich ist, die Differentialgleichungen dieses Problems aufgestellt. Da die Integration derselben trotz den obigen ver-

\zr

TTlOLTC

TX

minl..

C- o

JL

ty y

2I,(ajz

Zfcoz

Fig. 7.

R,

7Aiin,.

Fig. 8.

einfachenden Annahmen zu komplizierten Formeln führt, übergehe ich dieselben.

Korda stellt dann auch das Verhalten der Kapazität (Abscissen) zur Impedanz und zur Phasenverschiebung graphisch dar.

Ist obige Disposition vorgelegt, wo A der zu kompensierende Induktionskoeffizient, X und L₂ die des Transformatorsund AĄ-X = L₁ sind, so nehmen die Kurven folgenden Verlauf. (Fig. 7 und 8.)

Die punktierten Kurven (II) würden dabei einer Kapazität entsprechen, die direkt, also ohne zwischenliegenden Transformator auf die Selbstinduktion A wirkt.

Die Anwesenheit des Se-

Das wesentlichste bei der Darstellung ist wohl der Umstand, daß man ersehen kann, daß die Kapazität auch einen von 0 verschiedenen Wert hat, bei dem der Einfluß des Sekundärkreises auf die Impedanz des Primärkreises doch Null ist, für den die einzige Wirkung des Kondensators also in einer Phasenverschiebung besteht, kundärkreises bedingt folglich immerhin eine Änderung der Primärleistung,

W— E₀ J₀ cos q>.

Die wichtigste Folgerung von Korda ist, daß, wenn n1 die Anzahl der primären, n₂ die der sekundären Windungen am Transformator und ferner A = 0, also 2^=2, und C₀ diejenige Kapazität, die man direkt ohne Mitwirkung des Transformators anbringen mußte, um die Wirkung der Selbstinduktion aufzuheben¹): daß sodann

C: C₀ — 2nl : n\

eine Beziehung dafür gibt, wie die Kapazitäten in den beiden Anwendungsarten differieren.

b Das wäre z. B. der Fall, wenn man die Selbstinduktion einer Maschine so aufheben wollte, daß man seine Ankerwicklung als Primärkreis nimmt, auf dem man dann den Sekundärkreis mit Transformator anbringt.

Ist H>0, so gilt

C:C₀ =

18. Sahulka, der diesen Fall gleichfalls untersucht¹) und Kordas Arbeit kontrolliert hat, kommt zu dem Resultate:

C:C₀ =

(l+x)V:V

und letzteres ist richtiger.

Der Widerspruch um den Faktor 2 ist nämlich dadurch erklärlich, daß Korda in seiner ersten Abhandlung (C. R. CXV, S. 331) infolge eines Vorzeichenfehlers von einer falschen Gleichung ausgeht. Ein Auszug dieser Abhandlung wurde nun von der Industrie él. veröffentlicht, die nachträgliche Korrektur aber, die Korda in den C. R. CXV, S. 411 brachte, . nicht. Hätte Sahulka die Originalkommunikation und nicht den Auszug beobachtet, so hätte er auf den Widerspruch in den Resultaten nicht mehr hin weisen dürfen.

19. Pup in⁸ 9) behandelt den obigen Fall nur kurz um das Hauptgewicht darauf zu legen, daß zwischen der Neutralisation der Selbstinduktion durch Kapazität und der Resonanz unter Umständen ein Unterschied existieren kann, denn erfolgt die Neutralisation mit Hilfe von Transformatoren, so ist es, wie er zeigt, gegebenenfalles nicht ausgeschlossen, daß der Kondensator den Primärstrom schwächt. Auch findet er, daß es für denselben Wert der Kapazität verschiedene Periodenzahlen gibt, bei welchen die Induktanz des Primärkreises verschwindet. Dementsprechend beantragt er für solche Fälle die Bezeichnung „Electrical consonance“.

Steinmetz¹) knüpft direkt an die Arbeit Pup ins an und gibt die praktische Darstellung der Fälle.

Dun stan,²) der gleichfalls berechnet, unter welchen Bedingungen in einem Stromkreise, der mit einem zweiten in-duktorisch verbunden ist, Resonanz eintritt, kommt auch zu dem Resultate, daß, wenn der Sekundärkreis Selbstinduktion und Kapazität enthält, es für den Primärkreis zwei Eigenschwingungen gibt, bei der die Kompensation stattfinden kann.

Von Bedell und Crehore³) und auch von Russell⁴) werden nicht so sehr die praktischen Anwendungen der Kondensatoren zur Bekämpfung der Folgen der Selbstinduktion untersucht, wie mehr spezielle Fälle, z. B. ihr Verhalten bei konstantem Primärstrom, konstanter Spannung am Kondensator etc., vorwiegend graphisch erörtert. Diese Untersuchungen sollen hier auch übergangen werden. Ich behalte mir aber vor, auf dieselben und auch auf den von Korda behandelten Fall in einer anderen Arbeit zurückzukommen. Hingegen ist, was die industrielle Verwendung der Kondensatoren anbelangt, eine Abhandlung Boucherots — mit Hutin und Leblanc, einer der erfolgreichsten Forscher auf diesem Gebiete — weitaus wichtiger.

20. Boucherot¹⁰) behandelt dieselbe Frage wie Korda

¹) Steinmetz, Electrical consonance. Electr. World 1895. Bd. XXV,

S. 259.

²) Dunstan, Besonance in circuits possessing seif and mutual inductance, résistance and capacity. Electr. World. 1896. Bd. XXVII, S. 79. Auch: Fortschritte 1896, S. 150.

³)    Bedell and Crehore, Action of a transformer with a condenser in parallel with the secondary. Electr. World 1894. Bd. 24, S. 127.

⁴)    Bussel, Formulae for transformers. Electrician 1897. Bd. XXXVI,

S. 727.

und Nachfolger, d. h. er untersucht, in welchen Fällen der Kondensator direkt und wann er durch Vermittelung eines Transformators wirken soll. Er begnügt sich aber nicht mehr mit dem Aufsuchen der in beiden Fällen notwendigen Kapazitäten, er macht vielmehr auch einen Vergleich zwischen den in beiden Fällen aufzuwendenden Kapitalien. Dabei stützt er sich auf die Annahme, daß der Preis eines Kondensators seiner Kapazität und dem Quadrate der von ihm auszuhaltenden Maximalspannung proportional ist, d. h.

P=yCE²,

wo y vom Material abhängig ist und auch Preis eines Volt-Farads genannt werden kann.

Wie weit diese Annahme gerechtfertigt ist, wird noch an anderer Stelle (§ 55) untersucht werden. Dies aber einmal angenommen, wird, wenn der Selbstinduktionskoeffizient eines Stromkreises, in dem der Strom J^ff fließt, L ist, der Preis des Kondensators

P—y L Jeff

sein.

annulliert

Eeff =

Jeff

co G

Jeff ⁰⁾ J

ist, folgt für den Preis:

yl^LV‘rfmL) ¹

Bouclierot¹¹) zeigt nun, daß, wenn man einen Selbstinduktionskoeffizienten L annullieren will, und dabei nicht

') Seine Ableitung soll kurz angedeutet werden: Sind J₀ sin co t und i die Momentanwerte der Ströme, fließt also im Primärkreis ein Sinusstrom, und hat der Sekundärstrom notgedrungen die Form:

i — x sin co t -j- y cos ca t,

direkt verfährt, sondern den Kondensator von der Kapazität G im Sekundärkreise eines Transformators einschaltet, in dessen

so gelten für den Primärkreis die Gleichung:

2.

di

M -f~ r J₀ sin co t -j- l J₀ co cos co t — JE

für den Sekundärkreis:

3.

M J₀ CO COS CO t

idt = 0.

Wird jetzt der Wert von 1. in 3. eingesetzt, so erhält man:

Q COS CO t -j- CO X--

4.

i = — co M J₀

co c

sin co t

co X —

1 \²

co c

Sei nun i aus 4. und 2. eingesetzt, q vernachlässigt und der Pall eines idealen Transformators betrachtet, für den bekanntlich XI — M¹1 dann erhält man als Induktanz des Transformators:

co l (co*Xc— 1)

die mit einer Kapazität von der Größe

JT    X

K—c.

C l coH

annulliert werden kann.

Da nun andererseits

C0*'L

sein soll, so wird

co² L X

Um nun zum Preise zu gelangen, muß man diejenige Spannung Eeff bestimmen, für welche man den Kondensator bauen muß. Wird wiederum in 4. q — 0 und X l = M² gesetzt, so ist

Da aber

(L -\-l) J₀

y[Xl

sin co t und iCff— —

\Tl

Jeff-

Eeff=-^

COC

Primärwickelung der Strom J₀ sin cot von der Periodenzahl c fließt, und dessen Induktionskoeffizienten l X M, Widerstände aber r und q sind: daß sodann der Preis des Kondensators

P = y ' L Jlff

oder bei gleich teuren Volt-Farads:

P—yL Jlff

sein wird; die Preise mit und ohne eingeschalteten Transfor-L + l

mator also um das

-fache differieren werden.

Dieses elegante Resultat dürfte aber für die Praxis keine große Bedeutung haben. Denn in Wirklichkeit wird das Problem noch durch den Umstand kompliziert, daß die Anwendung von Transformatoren Energieverluste nach sich zieht, die relativ um so beträchtlicher sind, je entfernter der Transformator von seiner Maximalbelastung arbeitet.

Boucherot sucht zwar diesem Umstande auch Rechnung zu tragen und kommt dabei zu dem Schlüsse, daß, wenn die Selbstinduktion des Primärkreises gerade so groß ist, wie diejenige, die man vernichten will, die Anbringung des Transformators nur dann lohnend ist, wenn ein Volt-Farad bei Hochspannung die Hälfte oder weniger als ein Volt-Farad bei Niederspannung kostet; das Resultat wird aber eben immer von den Werten, die man den Transformatorkonstanten gibt, abhängen. Bei Berücksichtigung des Transformatorpreises, der

wird

Eeff— co L

J²

eff

und schließlich

q. e. d.

/ CElff=y'LJlff

Wattverluste in demselben und des Plus an Isolationsmaterial, die durch die hohe Spannung involviert wird, findet Boucherot, daß der Kondensator nur dann nicht direkt wirken soll, wenn der Preis des Volt-Farads bei Hochspannung nur den ¹/i bis ¹/₅ Teil desjenigen bei Niederspannung ausmacht. Nun war das aber in 1893, und seitdem dürften sich die Verhältnisse — angesichts der großen Verbesserungen im Transformatorenbau — stark geändert haben.

Aber alle mathematischen Formulierungen (auch § 55) über den Preis der Kondensatoren haben eine gute Seite: sie erlauben bei allen Überlegungen bereits vom ersten Schritte angefangen die wirtschaftlichen Gesichtspunkte wenigstens annähernd zu berücksichtigen, worauf es ja bei der Anwendung von Kondensatoren am meisten ankommt.

21. In der Praxis scheinen Kondensatoren, die mit Trans

formatoren wirken, die Motoren der General Electric Company zu haben.¹) Diese Anordnung heißt dort „condenser-compen-sator“. Auch sei noch erwähnt — wenn es auch weniger in

daß Tesla verschiedene

den Bereich dieser Aufgabe gehört Anordnungen zur Erzeugung von Strömen hoher Frequenz ersonnen hat, wobei er gleichfalls Kondensatoren durch Transformatoren wirken läßt.²⁻³)

q Anonym, Electr. World. 1901. Bd. XXXVIII, S. 828.

²)    Tesla, On light and other high frequency phenomena. Electri-cian. 1894. Bd. XXXI, S. 152.

Auch: Lumière él. 1898. Bd. LIII, S. 127.

³)    Martin, Teslas Untersuchungen über Mehrphasenströme und Wechselströme hoher Spannung. (Knapp, Halle 1895.)

Drittes Kapitel.

Einiges über die Anwendung der Kondensatoren in der Praxis.

« — -f -

¹

)    Scattergood, On alternating current rushes in condensers. Electr. Kew. 1893. Bd. XXXIV, S. 71.

²

)    Anonym, Electr. World. 1896. Bd. XXVII, S. 295.

³

)    Karpen, Appareil représentant mécaniquement les phénomènes présentés par les condensateurs. Industrie él. 1900. Bd. IX, S. 265.

⁴

) Eleming and Ashton, On a model which imitâtes the behaviour of dielectrics. Phil. Magaz. 1902, S. 240.

⁵

) Svinburne, The probable future of condensers in electric lighting. Electrician. 1892. Bd. XXVIII, S. 187.

Auch: Lumière él. 1892. Bd. XLIII, S. 873.

Industrie él. 1892. Bd. I, S. 20.

⁶

. ⁶) G-éraldy, L’emploi industriel des condensateurs. Lumière él. Bd. XLIV, S. 253.

⁷

) Claude, Observations sur le fonctionnement des lampes à arc à courant alternatif. Bulletin de la société. 1897. Bd. XIV, S. 331.

Auch: Sur l’emploi des condensateurs dans les lampes à arc à courant alternatif. Industrie él. 1897. Bd. VI, S. 249.

⁸

)    Sahulka, Verwendung der Kondensatoren im Wechselstrombetriebe. E.T.Z. 1893, S. 282.

⁹

)    Pupin, Electrical consonance. Electr. World 1895. Bd. XXV, S. 168, 313.

Eeldmann, Resonanz und Konsonanz. ETZ. 1897, S. 94, 104.

¹⁰

) Boucherot, Sur les condensateur agissant par transformateurs d’induction et directement. Lumière él. 1893. Bd. XLVII, S. 151.

¹¹

muß nämlich mit einer Kapazität C werden, und da die benötigte Spannung

Drittes Kapitel.

Kondensatoren im Nebenschlufs.

22. Man kann hier wiederum, wie in Kap. II, ans dem Resonanzkreise des § 8 ausgehen. Diesmal soll aber der Resonanzkreis an keiner Stelle geöffnet werden, sondern man schaltet die dort erwähnte kompensierende Stromquelle von der Periode T— 2 n Vi G parallel an die Kondensatorklemmen. Dadurch ist nun eine Möglichkeit geboten, daß die Teilströme — der den Kondensator durchfließende und der durch die Induktionsspule gehende — einen viel höheren Wert wie ihre Summe, also der totale Strom, den die Maschine abgibt, haben.

Auch von dieser Eigenschaft der Kondensatoren läßt sich vielfach Gebrauch machen. Sie ermöglicht nämlich die Erzeugung desjenigen Magnetisierungsstromes, der von solchen Apparaten verbraucht wird, die ihr Magnetfeld nicht von selbst erzeugen, wie z. B. Drosselspulen, Transformatoren und Asynchronmotoren. So ist also ein Mittel geboten, eines der wichtigsten Probleme der Wechselstromtechnik zu lösen, nämlich die Unterdrückung der .sogenannten „wattlosen“ Ströme und ihrer schädlichen Folgen.

Die Schäden dieser wattlosen Ströme sind bekanntlich zweierlei Natur, und zwar erstens einmal die Ladung der Kapazitäten, zweitens aber die Erzeugung von magnetischen Streufeldern. Dabei wirkt der erstere Umstand, von eventuellen Kabeldurclischlägen abgesehen, bei weitem nicht so nachteilig, wie das Streufeld, das nicht nur die theoretischen

Probleme kompliziert, sondern auch auf die Dimensionierung der Maschinen

einmal infolge der durch cos cp nötigen Vergrößerungen, dann aber durch Berücksichtigung des, gerade infolge dieser Vergrößerung eintretenden Spannungsabfalles — von Einfluß ist. Lauter Umstände, die zur Genüge zeigen, wie gut angebracht die Arbeiten sind, die die Realisierung eines leistungsfähigen Kondensators bezwecken.¹⁻²)

23. Als auf ein Behelf bei der Kraftübertragung wurde auf diese Verwendung zuerst gegen 1891 hingewiesen (§ 24). Doch hatte Blakesley³) bereits vor 1889 den Fall des Kondensators im Nebenschluß untersucht und gezeigt, daß man durch diesen nicht nur die Wirkung der Selbstinduktion ändern kann, sondern es bei entsprechender Wahl der in Frage kommenden Größen auch noch möglich ist, durch solch einen Widerstand, der nicht direkt an die Generatorklemmen geschaltet ist, einen

J2

Fig. 9.

Strom vom selben Betrage durchzuschicken, wie er ihn dann durchfließen würde, wenn der Widerstand — diesmal ohne Kapazität und Selbstinduktion zu haben — direkt an die

*) Feldmann, Über wattlose Ströme. Elektr. Anzeiger 1902, S. 809. T.E.Z. 1902.

²)    Blondel, Sur le courant déwatté. Eclairage él. 1896.

³)    Blakesley, Alternating currents. (London 1889.) S. 82. Deutsch von Feldmann bei J. Springer. (Berlin.)

Maschine angebracht wäre. Diese Untersuchungen dürften — nebenbei bemerkt — schon durch den Umstand an Interesse gewinnen, daß Blakesley bereits die allgemeine Lösung der Stromverteilung für den Fall von mehreren Selbstinduktionen und Kapazitäten anstrebt, und daß er dabei als erster die graphische Methode für Wechselstromprobleme wählt.¹) Beziehen sich J₂.R₂ auf den Kreis AGB, Bv L₁ auf den äußeren, und ist der Widerstand im Zweige A B vernachlässigt, so kann, wie Blakesley zeigt werden.

Es ist nämlich

2'

1.

— 2 Ll co- Cj

ist nun kein Kondensator eingeschaltet, also C = 0, so wird

2.

Ist keine Selbstinduktion da, so wird für Ll = 0

3.

Schreibt man nun 1. wie folgt 4. teV

1 + C(o²’yCR₁

-2L,

so bestimmen die Werte des zweiten und dritten Gliedes rechts, ob

J% Jj..

Weiter kann man noch aus 4. ersehen, daß die Ströme für zwei Werte von C gleich sein müssen und zwar für

b Gfuye, Calcul graphique des courants alternatifs industriels. Eclairage él. 1898. Bd. XIY, S. 321.

C= 0

Ji

wird ein Minimum, das Transformationsverhältnis also ein

Maximum für

folglich

w\

wiin

■+(¥)'

Graphisch sind diese Fälle ausführlicher von Perreau¹) behandelt worden.

Diese Überlegungen zeigen nun, daß man mittelst Kondensatoren auch Anordnungen treffen kann, die quasi einem Transformator äquivalent sind. Daß aber solche Kombinationen niemals ganz mit einem Transformator identisch sein können, braucht kaum diskutiert zu werden.

Der Transformator ist eben ein Apparat, welcher die elektrische Energie in der Weise umformt, daß sich Strom und Spannung im reziproken Verhältnisse ändern. Der parallel geschaltete Kondensator bewirkt dagegen nur, daß man statt eines schwachen Stromes mit kleiner Phasenverschiebung einen stärkeren Strom mit großer Phasenverschiebung erhält oder umgekehrt.

Der Kondensator wird also in diesem Falle bloß als Umformer für Strom und Phase wirken.

24. Wahrscheinlich als eine Folge derBlakesleyschenUnter-suchungen wurden bald darnach verschiedene Vorschläge laut, um die Nebenschaltung von Kondensatoren auch praktisch zu verwerten. Daran, sie ganz an Stelle der Transformatoren zu setzen, dachte wohl niemand. Von vielen Seiten wurde es aber versucht, die nötigen wattlosen Ströme mit ihnen zu gewinnen.

Svinburne²) scheint dabei der erste gewesen zu sein, der mit positiven Vorschlägen vortrat. Er zeigte auf den minimalen Energieverlust (S. 71), den die Anwendung von Kondensatoren involviert, und empfahl sie den Transformatoren und Wechselstrommotoren allgemein anzugliedern. Seine Ideen sucht er an einem einfachen Beispiel klar zu machen. Eine Leitung von 100 Volt Spannung soll Bogenlampen mit einer

-O-u**.

Fig. 10.

Verbrauchsspannung von nur 30 Volt speisen. Um die Spannung an den Lampen auf diese 30 Volt zu erniedrigen, seien Drosselspulen angebracht.

Ist nun der Verbrauchstrom der Lampe 10 Ampère, so wird für eine scheinbare Leistung des Alternators von 1000 Watt die effektive Leistung nur 300 Watt sein. Also müssen die Dynamos in den Zentralen große wattlose Ströme liefern, die dann nicht nur zur Erwärmung der Armatur beitragen, sondern auch einen Mehraufwand an Erregerstrom erfordernd, den Gesamtwirkungsgrad der Anlage verkleinern.

Dem könnte man nun dadurch abhelfen, daß man Kondensatoren im Nebenschluß an die Lampen anbringt, oder noch besser, einen großen zwischen die beiden Hauptleitungen einschaltet, da man so diesen Kondensator in der Zentrale unterbringen kann.

Auch könnte man mittelst Kondensatoren die Spannung derartig regeln, daß von derselben Leitung Bogen- und Glühlampen gespeist werden.

Von den Bouc her ot sehen Systemen abgesehen (Kap. V), ist eine solche Anordnung von Seiden¹) patentiert worden.

25. Infolge der Vorschläge von Svinburne hat man sich mit der theoretischen und praktischen Untersuchung dieser Verwendungsart weiter befaßt.

So untersuchten Bedell, Miller und Wagner²) diesen Fall an einem sogenannten „hedgehogdransformer“, Ingeltransformator; dann Feldmann,³) Ryan,⁴) der Zahlenbeispiele bringt; B en ischke³ 4) (analytische Studie) undPerry,⁰) der die graphische Darstellung des Stromes und der Phasenverschiebung in einem Transformator gibt, dessen Nebenschluß ein Kondensator besitzt, und dessen Sekundärkreis offen ist.

b Seiden, Electric lighting system. U. S. P. 480875.

ser.

²) Bedell, Miller and Wagner, Hedgehog transformer and conden-Electrician 1893. Bd. XXXII, S. 15.

Auch : Transformateur hérisson et condensateur. Lumière él.

1898. Bd. L, S. 589.

³)    Eeldmann, Selbstinduktion und Kapazität im Wechselstromkreise. ETZ 1892, S. 95.

⁴)    Ryan, Alternate current working. Electr. World 1894. Bd. XXIV,

S. 461.

26. Neben den theoretischen Untersuchungen dauerten auch die praktischen Versuche mit Kondensatoren fort. Hut in und Leblanc beachteten bei ihren Arbeiten (§ 15, 31) das Problem des Transformators im Nebenschluß gleichfalls. Am bemerkenswertesten sind aber die Versuche Boucherots, dessen Name mit der Anwendung der Kondensatoren ebenso eng verwachsen ist, wie derjenige von Hutin und Leblanc, und der, was Vielseitigkeit und Originalität der Anwendungsarten betrifft, letztere sogar überragt.

Die anfänglichen Ansichten Boucherots¹) sind wohl zu optimistisch.

Er nahm nämlich an, daß man durch Nebenschaltung von Kondensatoren zum selben Resultat für den Leerlaufstrom eines Transformators gelangen würde, Arie durch eine automatische Ausschaltung des Primärkreises; das ist, daß dann der Leerlaufstrom auf 0 sinken würde. Dies ist aber unmöglich, da die Joule und Hystereseverluste trotz Kondensator weiter bestehen werden und nur durch gänzliche Ausschaltung zu umgehen sind.

BemerkensAA'erter für die Anwendung an Transformatoren sind aber seine späteren Resultate.²)

Er erinnert daran, daß Transformatoren, die ohne Unterstationen direkt am Hauptstrang einer Zentrale angebracht sind, gewöhnlich die zwei- bis dreifache Leistung der Zentrale repräsentieren. Da nun ein jeder Transformator bei Leerlauf

x) Boucherot, Accroissement de l’utilisation des alternateurs par l’emploi des condensateurs. Industrie él. 1892. Bd. I, S. 27.

Auch: Condensers in alternate current working. Electr. Itew. 1892. Bd. XXX, S. 282.

Industrie él. 1892. Bd. I, S. 50, 74.

²) Boucherot, Condensateurs industriels. Bulletin de la société. 1898. Bd. XV, S. 79.

1900.

Auch: Sur l’emploi des condensateurs. Eclairage él.

Bd. XXIV, S. 207.

für seine Magnetisierung (das war in 1892) einen Strom verbraucht, der ca. 10°/₀ seines Belastungsstromes ist, wird die Zentrale täglich um 30—40°/₀ desjenigen Stromes, der für Beleuchtung verbraucht wird, mehr abgeben müssen.

Diesen 30—40 °/₀ Strom wird aber nur 10°/₀ verbrauchte Energie entsprechen, woher dann die Verpflichtung herrührt, große Maschinen während des ganzen Tages nutzlos laufen lassen zu müssen.

Daran könnte man also mit Kondensatoren gut abhelfen, und Hutin et Leblanc haben dies Verfahren auch in Deutschland patentiert.¹)

Ganz & Co. sollen bei der Kraftübertragung Tivoli-Rom auch Kondensatoren den Transformatoren versuchsweise angegliedert haben, ohne jedoch wegen der Unhaltbarkeit der Kondensatoren Erfolge zu erzielen.

da man mit einem

27. Auch bei Kraftanlagen, wo der Leerlaufstrom nicht so stark mehr ins Gewicht fällt,

JJ JJ

Fig. 11.

cos 99 = 0,8 zu arbeiten gewöhnt ist — wäre es interessant, den Magnetisierungsstrom der Asynchronmotoren zu annullieren.

So haben Stanley und Kelly außer den bereits erwähnten (§ 14) Anwendungen Kondensatoren bei Zweiphasen-

J) Hutin et Leblanc, D. K. P. 68051.

Auch: ETZ 1893, S. 424.

Ztschr. d. V. deutscher Ing. 1898. Bd. XXXVII, S. 662.

100

motoren angebracht,¹) um die Magnetisierungsströme zu tilgen.

Die Schaltung ist ganz einfach.

Das so erzielte Resultat zeigen die Kurven die für c=130 und eine EMK von 500 Volt aufgenommen worden sind.²⁻³)

Cos mit CoruCensatfor'

90

so

70 -

- HO

-50    /

jPi''

c°V w

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Jenscctor

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20

90

8    10    12    19    16    18    20    22    29    26    28

PferctestoLrken.

Fig. 12.

Auch die General Electric Company macht diese Eigenschaft der Kondensatoren sich zu nutze und zwar in Form eines „condenser compensator“. (§ 21.)

L) Stanley, Kelly und Cheseney, Method of working condensers. U.S.P. 505680.

Auch: Electr. World. 1901. Bd. XXXVIII, S. 828.

²)    Oudin, Standard polyphasé apparatus. (New-York 1900.) S. 87.

³)    Electr. World 1901. Bd. XXXVIII, S. 898.

Die Kurven zeigen das Verhalten einer solchen Maschine. *)

Eigentlich werden die Kondensatoren bei all diesen Maschinen zum Anlassen der Einphasenmotoren (worüber im Kap. IV verhandelt wird) gebraucht. Sind sie aber entsprechend dimen-

100-

^ e istungs faktor

90 -

V

Cl>

Wi rk unysg rad,

in °/o

% S S

1Z Amp è re

10

\\

20 -

10 -

9    10

fferdesta-rkerv

Fig. 13.

sioniert, so kann man sie zur Lieferung von Magnetisierungsströmen ebenfalls heranziehen.

28. Von Steinmetz soll noch folgende Anordnung her

rühren.²)

ł) Electr. World 1901. Bd. XXXVIII, S. 898.

²) Meyer, Alternating currents Systems. Engineering 1901. Bd. LXXI,

S. 481.

Bei dieser Schaltung kann man einen Zweiphasenstrom zum Anlassen erhalten. Im Betriebe läßt sich der Kondensator als Magnetisierungsstromtilger benützen. Pro Motorpferd soll bei Anlauf unter Volllast bei einem Strom von 125°/₀ des Volllaststromes ein Kondensator von 1 KW genügen. Die ganze Anordnung erinnert ziemlich an die Blathysche, die im Kap. IV besprochen wird. (§ 31.)

POOQ

Fig. 14.

Eine weitaus interessantere Erfindung von Steinmetz, die teilweise denselben Zweck verfolgt, wird in § 46 erwähnt.

Auch Guilbert,¹) der an Hutin und Leblancs Arbeiten anschließt, erläutert noch die Verwendung der Kondensatoren mit Asynchronmotoren.

Er zeigt, daß man mit Anbringung von Kondensatoren so das Drehmoment wie auch den cos cp vergrößern kann, eine Frage, die durch die Arbeiten von Görges, Heyland und Latour gerade aktueller geworden ist.

Auf seine sehr komplizierte Theorie sich hier einzulassen, würde zu weit führen.

*) Guilbert, Du rôle des condensateurs dans les induits des moteurs asynchrones. Eclairage él. 1897. Bd. X, S. 103.

Viertes Kapitel.

Verwendung der Kondensatoren zur Stromteilung.

29. Mit Hilfe der Kondensatoren kann man auch einen

to y

Wechselstrom in zwei, um in der Phase verschiedene Ströme

teilen. Bringt man nämlich zwischen die beiden Klemmen eines Alternators zwei Stromkreise — wovon einer dabei induktive Belastung haben kann, der andere aber Kapazität enthalten muß — so fließen in den beiden Zweigen Ströme, die um 90° in der Phase verschoben sind.

Dadurch wird nun die Möglichkeit geboten aus dem gewöhnlichen Wechselstrom einen Mehrphasenstrom zu bilden, und diesen Umstand hat man auch in der Tat vielfach bei Wechselstrommotoren und vereinzelt bei Kraftübertragungen zu verwenden versucht. Es wird dementsprechend sogar behauptet, daß die Motorenfrage sich lediglich um einen leistungsfähigen Kondensator drehe.

Bei einem nicht zu teueren Kondensator — dazu mit kleinen Verlusten und einer hohen Spannung widerstehend — scheint es nämlich sehr wahrscheinlich zu sein, daß man in vielen Fällen schon wegen der komplexeren Netzen und Anlagen und der Schwierigkeit der Regulierung von der Drehstromverteilung auf Einphasenstrom übergehen würde.

Die Vorteile der Drehstromverteilung sind bekanntlich kleinere, mithin billigere Generatoren, kleiner Spannungsver-lust, leichter Anlauf und weniger Leitungsmaterial. Bei Übertragungen auf kleine Distanzen aber spielt die Wirtschaftlichkeit zwischen beiden Systemen keine große Rolle mehr; den für Beleuchtungszwecke günstigeren Einphasenstrom benützt man wieder nur der Motoren wegen (Kosten, Anlauf, Drehmoment, Überlastungsfähigkeit) ungerne.

30. Da die Hauptschwierigkeit für die Einphasenmotoren im Anlassen besteht, kann man die Kondensatoren gut dazu verwenden, um eine zweite Phase, die sogenannte Kunstphase hervorzurufen, wodurch bereits die Möglichkeit geboten ist, ein Drehfeld für den Anlaß zu bilden. Das Feld der Einphasenmotoren ist bekanntlich pulsierend und das Drehmoment der Maschine hängt von seiner Rotationsgeschwindigkeit ab.¹)

Die ersten Erbauer von Einphasenmotoren wollten noch ohne Kondensatoren auskommen.²)

Verschiedene geniale Kombinationen wurden versucht.

So z. B. von Tesla,³) Depoele,⁴) Kennedy,⁵) Dobro-wolsky,⁶) Sahulka und der Maschinenfabrik 0er 1 ikon. Bei den Maschinen der obengenannten findet man keine Kondensatoren.

Eine Erzeugung der Kunstphase mit Transformator und Drosselspule soll Ferraris (1888) vorgeschlagen haben,⁷)

x) Arnold, Asynchrone Motoren für gewöhnlichen Wechselstrom. ETZ 1898, S. 256.

²)    Anonym, The alternate motor current controversy. Electrician. 1898. Bd. XXXI, S. 17.

³)    Schema:    Lumière    él.    1890.    Bd.    XXXV, S. 136, 142.

⁴)    Schema:    Lumière    él.    1891.    Bd.    XXXIX, S. 306.

⁵)    Schema:    Lumière    él.    1891.    Bd.    XXXIX, S. 212.

⁶)    Schema:    Lumière    él.    1892.    Bd.    XLII, S. 563.

⁷)    Ferraris, Electr. World. 1895. Bd. XXX, S. 127.

Kondensatoren zum Anlaß haben aber als erste Bläthy, dann Tesla, Brown und Hutin et Leblanc benützt.

31. Hutin und Leblanc formulierten die Aufgabe allgemeiner.¹) »Sie wollten überhaupt eine Maschine erbauen, bei der das Drehmoment unabhängig von der Rotationsgeschwindigkeit werden kann.

Ihr Patentanspruch für Deutschland (1890) besagt, daß ihr Dynamo eine Mehrphasenwechselstrommaschine ist, deren Magnetfeld von zwei aus einem einzigen Wechselstrom erhaltenen Strömen so gebildet wird, daß diese beiden Stromkreise in gleichen Abständen miteinander abwechselnde Spulen bilden, deren Polarität in jedem einzelnen Stromkreis von einer Spule zur anderen wechselt, wobei dieses Magnetfeld dadurch zu einem drehenden wird, daß die beiden Ströme der Phase nach um annähernd ¹/₄ Welle voneinander verschieden sind, was wiederum dadurch erreicht wird, daß entweder in die einzelnen Stromkreise Kondensatoren von verschiedener Kapazität eingeschaltet werden, oder ein Kondensator zwischen die Verbindung der hintereinander geschalteten zwei Stromkreise um die Rückleitung eingeschaltet wird.

Die Theorie ihres Motors haben Hutin et Leblanc auch dem „Institut“ vorgelegt.⁻²)

Ist L der Selbstinduktionskoeffizient für je eine Statorwickelung, A dasselbe für je eine Rotorwickelung, M der Maximalwert der gegenseitigen Induktion und B der Widerstand einer Rotorwickelung, so finden sie, daß

b Hutin et Leblanc, D. K. P. 68 446. E. P. 584. (1892.)

Auch: Engineering. 1892. Bd. LIII, S. 29.

²) Hutin et Leblanc, Comptes rendus 1891, 27. Februar. Auch: Electricien. (2me série.) 1891. Bd. I, S. 332. Lumière él. 1892. Bd. XL, S. 260.

Electr. World 1895. Bd. XXX, S. 218.

R — coL, und C

M-

co- 2 L---

.1

sein muß, soll die Maschine als Generator, und

R — w[L —

M-

7-1 C

co²[2L

M-

soll sie als Motor laufen. Man könnte also in diesen Maschinen auch den Vorläufer der Asynchrongeneratoren sehen.

c zz

Fig. 15.

32. Bläthys¹) Motor hat auch zwei Magnetwickelungen, die zur Erzeugung eines Drehfeldes wiederum Ströme verschiedener Phase bedürfen.

Dadurch nun, daß er gleichzeitig eine Spule und einen Kondensator benützt, die bezüglich der Phasendifferenz ja entgegengesetzt wirken, werden nicht nur kleinere Kapazitäten gebraucht, sondern die Anordnung läßt sich auch leichter regulieren, was mit Kondensatoren allein nicht der Fall wäre.

Später hat Bläthy mit Hoor die Versuche über Kondensatoren fortgesetzt. Sie wollten unter anderen Einphasen-

b Blâthy, U.S.P. 482974. F. P. 217119.

Auch: Ztschr. f. Elektrotechnik 1892 S. 365.

motoren von Ganz & Co. mit Hilfe von Kondensatoren zum

Betriebe von Aufzügen geeignet machen.

Bei diesen, mit einer Zweiphasenwickelung versehenen 6 PS Motoren lag eine Phase direkt an der Hauptleitung, die andere hatte den Kondensator.¹)

33. Bekannter ist, daß Brown²) Kondensatoren an wendet, und zwar gewöhnlich elektrolytische. Nach dem Anlauf wird die Hilfsphase einfach mittelst Umschalter außer Betrieb gesetzt.³⁻⁵)

Ähnlich wie bei Brown soll Kolben bei größeren Motoren Micakondensatoren versucht haben.⁶)

Einphasenmotor

retischen Untersuchungen über Wechselströme⁷) — in dem die drehende Wirkung durch Kondensatoren, die im Nebenschluß

Auch Elihu Thomson patentierte 1892 einen einfachen wahrscheinlich ein Erfolg seiner theo-

geschaltet waren, zu stände gebracht wurde.⁸) Vorher hatte er bereits (1889) mit anderen Vorrichtungen dasselbe zu erreichen versucht.⁹)

*) Dubsky, Kecent developments in alternating current machinery with special reference to the Ganz system. Electrician. 1897. Bd. XXXVIII, S. 619.

Auch: Procédé de démarrage d’un moteur asynchrone monophasé. Eclairage él. 1898. Bd. XII, S. 268.

²)    Brown, E. T. Z. 1893, S. 81.

Industries. Bd. XIV, S. 89.

³)    Silvanus Thompson, Mehrphasige elektrische Ströme und Wechselstrommotoren. (Halle 1896.) S. 153.

⁴)    Sahulka, Théorie der Thompsonschen (Brownschen) Motoren für gewöhnlichen Wechselstrom. E. T. Z. 1893, S. 391.

⁵)    Brown, E. P. 23902, 24098, 24099. (1892.)

⁶)    Eborall, Some notes on single phase motors. Electr. Bew. 1897. Bd. XLII, S. 500.

⁷)    Elihu Thomson, U. S. P. 471155.

⁸)    Elihu Thomson, Novel phenomena on alternating currents. Electr. World 1887, 28. Mai.

⁹)    Silvanus Thompson, Mehrphasige elektr. Ströme und Wechselstrommotoren. (Halle 1896.) S. 167.

Die „Allgemeine Elektrizitätsgesellschaft“ hat (1890) auch einen Kondensatoranlasser patentieren lassen,¹) der aber, wie es scheint, nicht entsprach. Auch bei den früher besprochenen Maschinen von Stanley-Kelly, Steinmetz und der General Electric Co. werden die Kondensatoren gleichzeitig zum Anlassen verwendet.

34. Von Drysdale²) ist folgende Anordnung vorgeschlagen worden, um Einphasenmotoren bequem an Lichtnetze anzubringen.

Betrachtet man das Schaltungsschema, so sieht man, daß es ziemlich einfach ist. Nur wäre es unter Umständen ange-

JIochsfT.etn7t.ttng

NiecLensrtcLruuinej

Hülfsleitung zum Motor

Gemeinsame Ra ck l eitung

Hochsftetnrutr g

Fig. 16.

zeigt (§ 16), den Kondensator nicht hinter den Hochspannungstransformator, sondern im Sekundärnetz einzuschalten, da man dadurch seine Kosten herabsetzen könnte. Auch ließe sich das Resultat von Drysdale mit einem Zweiphasentransformator mit Kondensator in einem der Primärkreise erreichen. So wrie sie vorliegt, ist die Schaltung dem „Monocyclic System“ von Steinmetz äquivalent, ohne jedoch eine dritte Hochspannungsleitung zu brauchen.

35. Eine weitere Anwendung von Kondensatoren wäre die

») Elihu Thomson, D. R. P. 58892. ²) D.R.P. 59188.

für die Kraftübertragung, den Wirkungsgrad der Einphasen- und der Drehstrommotoren

Folgende Werte,¹) die sich auf

beziehen, zeigen nämlich, wie es angebracht wäre, Einphasenstrom ohne nennenswerte Verluste in Drehstrom transformieren

zu können.

Wirkungsgrad, in °/₀

Einphasenmotor 12 . Dreiphasenmotor 10 . Einphasenmotor 25 . Dreiphasenmotor 25 .

PS-Belastung:

³U

¹i 2

Allerdings ist diese Zusammenstellung zwar nicht ganz aktuell, da neuestens die Unterschiede in den Wirkungsgraden annähernd bis 1 °/₀ gesunken und nur diejenigen für das cos cp wesentlich gleich geblieben sind.

36. Ein Kraftübertragungssystem, das auf Kondensatoren basiert, wurde nun von Bradley ersonnen.²) Es ist aber schwer, sich darüber Rechenschaft zu geben, wie er sich die Sache denkt, da er gar keine mathematischen Ableitungen bringt und überhaupt, wahrscheinlich aus Patentrücksichten, unklar bleibt.

Br a dl e y s³) Kombination geht darauf hinaus, aus einem Einphasenstrom durch Einschaltung von entsprechend gewählter

n

Kapazität und Induktanz zwei, in der Phase um — verschie-

u

dene Felder und so einen Zweiphasenstrom zu erhalten.

Um einen Eisenkern wird eine Zuleitung des Generators direkt gewunden. Um einen zweiten führt er dagegen zwei parallel geschaltete Leitungen von gleicher Windungszahl, aber

b Drysdale, Dielectric losses in condensers and cables and their bearing on electrical supply. Electrician. 1901. Bd. XLVI, S. 890.

²)    Wilmsburst, Power supply by single phase motors. Electrician. 1900. Bd. XLV, S. 408.

³)    Bradley, U. S. P. 546 756, 551809. E. P. 18033. (1895.) in entgegengesetzter Richtung, in die er dann einen so gewählten Kondensator und Induktionssqule schaltet, daß in diesen zwei Leitungen Ströme gleicher Stärke fließen (Fig. 17).

JEin weiterer Versuch, aus diesem Zweiphasenstrom einen Dreiphasenstrom nach der Methode von Scott zu erhalten, wurde von Br a dl e y¹) im Verein mit seinen Assistenten Hulne und Chapmann ausgeführt.

37. Wie wenig praktischen Nutzen man aber aus einer solchen Transformation erwarten kann, zeigt allein schon der Umstand, daß man Bradleys Vorschläge kaum beachtet hat,

nrmir

■m-

Fig. 17.

und daß auch das „American Institute of electrical engineers“, dem Bradley seine Erfindung (1895 September) vorlegte, stillschweigend, ohne jegliche Diskussion darüber hinwegging.

stromes oszillierend

Auf den allerdings auch am meisten ins Auge springenden Punkt wurde jedoch später von Fessenden hingewiesen, nämlich, daß beträchtliche Energieverluste bereits durch den Umstand allein bedingt sind, daß die Energie eines Wechsel-die eines Drehstromes aber konstant ist.

Fessenden²) kommt bei einem Beispiele zum Resultate, daß bei einem Kondensatorwirkungsgrade von 97 °/₀ und unter An

¹)    Bradley, Polyphase currents from simple alternating currents. Electr. World 1895. Bd. XXVI, S. 618.

Phasing transformers. Elect. Eew. 1895. Bd. XXXVII, S. 466.

²)    Fessenden, The loss of energy in changing from a single alternating current to polyphasé current. Electr. World 1895. Bd. XXVI, S. 618. D.R.P.

nähme von 0,022 für die Steinmetzsche Hysteresiskonstante des Transformators, allein 8,67°/₀ an Energieverlusten nur bei der Phasentransformation zu gewärtigen sind.

Er hat zwar hierbei den Wirkungsgrad des Kondensators (siehe § 64) viel zu ungünstig angenommen, am Endresultate ändert das aber nur wenig.

Eine neuere Anordnung Bradleys¹) in Deutschland 1898 patentiert, ist noch komplizierter und sehr schwer verständlich. Laut Patentanspruch „bezweckt diese Erfindung eine Einrichtung zur Speisung von Drehstrommotoren aus Einphasenstromnetzen, welche derart getroffen ist, daß aus dem Einphasenstrom mittelst eines Phasentransformators Mehrphasenstrom gewonnen wird, der zum Betriebe eines Hilfsmotors dient, und daß der im induzierten Teile dieses Motors erzeugte Drehstrom zum Betriebe des Hauptstrommotors benutzt wird, dessen Anker mit Einphasenstrom gespeist wird, welcher dem Hauptstromkreise entnommen wird. Um die Geschwindigkeit des Hauptstromkreises zu jeder Zeit regulieren zu können, regelt man mittelst Wirbelstrombremse die Geschwindigkeit des Hilfsmotors, womit die Periodenzahl des in seinem induzierten Teile erzeugten Drehstromes geändert wird.“

Man sieht, daß diese Erklärung des Patentanspruches nicht ermöglicht, einen klaren Begriff über Bradleys Absichten zu erhalten.

38. Ebenfalls von Bradley sollen, wie Davies²) erwähnt, interessante Vorschläge gemacht worden sein,³) um Einphasenmotoren mit Hilfe von Kondensatoren zu regulieren, indem man Kondensatoren so zum Rotorkreis anbringt, daß sie für eine jede Geschwindigkeit résonant reguliert werden können.

b Bradley, D. E. P. 106420.

²)    Davies, Some applications of alternating currents. Electr. World 1898. Bd. XXXI, S. 25.

³)    Bradley, U. S. P. 591267.

Die Periodenzahl einer Maschine mit einem Polpaare ist bekanntlich gleich den Umdrehungen pro Sekunde: Wird nun der Rotor für eine gewisse Periodenzahl résonant gestimmt, so soll seine Geschwindigkeit denjenigen Wert zu erhalten trachten, der gerade dieser Periodenzahl entspricht.

Außer dieser kurzen Notiz scheint leider nirgends etwas näheres über diesen Fall veröffentlicht zu sein. Von Interesse

ZWA/W^

A^A/VW'

Fig. 18.

Fig. 19.

ZVVVWA

Fig. 20.

Fig. 21.

wäre, zu erfahren, wie Bradley sich die Regulierung der Kondensatoren denkt.

40. Schließlich sei noch Pup in¹) erwähnt, der eine ganze Reihe von Kondensatorenverwendungen hat patentieren lassen, die meisten jedoch für die Telegraphie.

0 Pupin, TJ. S.P. 640516.

Auch: Electr. distribution and transmission with the use of con-

densers. Electr. World 1900. Bd. XXXV, S. 101.

Industriell kommen dabei nur die vorhergehenden in

Betracht :

Zu diskutieren gibt es an diesen Schaltungen kaum etwas, da sie ja schon an den entsprechenden Stellen dieser Arbeit

verschiedentlich besprochen worden sind.

Ausgenommen

Fig. 21, wo Pupin seinen Alternator mit zwei Transformatoren verbindet, und welche Disposition vielleicht dem neuen „Polyzyklischen Systeme“ von Arnold, Bragstad und La Cour⁵) zugute kommen könnte. Ist nämlich der Generator derartig konstruiert, daß ihre EMK reich an Überharmonischen ist — was sich bekanntlich durch Lamellierung, Polform etc. erreichen läßt, so wäre es möglich, mittelst Kondensatoren die höheren Harmonischen von der Grundwelle zu trennen, indem man nämlich die Sekundärkreise der beiden Transformatoren an dieselbe Hauptleitung legt, sie aber mittelst Kondensatoren für verschiedene Frequenzen, z. B. für die Fundamentalfrequenz und für eine der stärkeren Überharmonischen abstimmt.

So könnte man vielleicht die großen polyzyklischen Generatoren umgehen, und hätte auch noch den Vorteil, daß eventuellen magnetischen Störungen in einem Teile de facto keine solche im anderen entsprechen müßten.

Fünftes Kapitel.

Die Boucherotscheii Verteilungsanordnungen.

41. Die interessanteste Anwendung der Kondensatoren ist von Boucherot ersonnen worden.¹⁻²)

Es ist ihm nämlich gelungen, zu zeigen, daß, wenn man zwischen zwei Klemmen von konstanter Potentialdifferenz

E marjc sin

•Sl

•So £

Fig. 22.

eine Drosselspule von der Selbstinduktion L und einen Kondensator von der Kapazität C derartig¹ in Serie schaltet, daß

or L C = 1

ist — also wieder die Resonanzbedingung — daß man dann in

*) Boucherot, Distribution par courants alternatifs à la fois a voltage constante et intentité constante. Electricien. (2me série.) 1891. Bd. I, S. 237.

Auch: ²) Condensateurs industriels. Bulletin de la société 1898.

Bd. XV, S. 79.

Eclairage él. 1898. Bd. XIV, S. 303. Eclairage él. 1900. Bd. XXIV, S. 300.

einer am Kondensator angebrachten Abzweigung einen Strom von der Größe

Jeff

eff

co L

Eeff CO G

erhalten kann, ein Resultat, in dem also der Ohmsche Widerstand nicht mehr vorkommt, und zu dem der Erfinder, wie er selber sagt, allein durch verhältnismäßig einfache theoretische Erwägungen gelangt ist.

42. Bezeichnen nämlich in obiger Schaltung L, C, B, wiederum Selbstinduktion, Kapazität und Widerstand,

It den Momentanwert des Stromes im Widerstandszweig, *t'    *

55

et

55

55

am Kondensator und der Potentialdifferenz an den Kondensatorplatten,

55

so gelten bekanntlich folgende Beziehungen:

Emaxsin0)t —

1.

Ld(Jt + Jt') dt

<m’ CO

et E ’

C det =    dt.

Aus 1. und 2. erhält man nun

4.

Emax sin M *-

LdJt Ldj;

dt

dt

B Jt.

dLei

Differenziert man jetzt 2. und setzt für .

dt

3. ein, so wird

seinen Wert aus

5.

BC

dies differenziert

6.

dJj

dt

BC

d*Jt

dt- ’

welch letzteres dann in 4. eingesetzt, die zu integrierende Gleichung ergibt, nämlich

7.

Emanait—L

dt

BCL

vj,

dt²

BJt = 0.

Die gesuchte Stromstärke kann nur die Form haben 8. Jt — A tht -j- x sin cot -j- y cos cot, avo e = 2,71828...

also sind

9.

dJt

A h tM oox cos cot — oo ly sin co t,

10.

r-j.

dt'²

— A h² e7i< — oo² x sin cot — cor y cos ao t.

Setzt man diese Werte in Gleichung 7, so ergibt sich

(AB -\-A hL-\- Ali² BCL) tht -{- (Bx — aoLy — oo²LGBx) sincof-f-(B y -f- oo L x — oo² LC By) cos cot — Emax sin oo t.

Man darf also setzen

11.

A (B + h L -f h² B L G) tht = 0,

12.

naxi

Bx — oo Ly — or LG Bx = E₎

13.

By — oo Lx — oo² L G By = 0,

wodurch man zu den Werten von A, h, x, y gelangt.

Da aber h weder positiv noch 0 werden kann, darf man in 11 — sobald die Leistung festgesetzt ist — Atht vernachlässigen.

Die Stromstärke wird also

Jt = Er

na x

B (1—co² L G) sin aot— oo L cos cot

B² (1—co² L Cf + oo² L²

osaot

oo L

woraus, wenn

or LC = 1, Jt

= — Ernax OO G COS OO t

Man sieht, daß die Intensität unabhängig vom Widerstand und immer in Quadratur mit der EMK ist.

Auf die Effektivwerte übergehend erhält man

Kff

Jeff —

(oL

J'eff 0j C •

q. e. d.

43. Boucherot behandelt diese Schaltungen auch in den verschiedensten Kombinationen. So zeigt er z. B., daß, wenn man die induktionsfreie Belastung nicht am Kondensator, sondern an der Drosselspule anbringt, das Resultat sich nur um das Vorzeichen ändert.

Das ist auch leicht zu beweisen, denn wenn man obige Schaltung einführt, so genügt es zu berücksichtigen, daß man

— E rncLX. sin. tu t

__SULAJJ_JUU1--

tzn

R

Fig. 23.

den Einfluß der Selbstinduktion in irgend einer Anordnung kennend, den der an ihrer Stelle angebrachten Kapazität dadurch bestimmen kann, daß man für das frühere co L jetzt

überall —

coG

setzt. Man erhält also

Jeff

EeffœC,

d. h. diesmal ist der Strom um 90° voreilend.

Ausführlich wird auch der Fall behandelt, wenn der Widerstand induktiv ist.

Die Differentialgleichung heißt dann

d-J

dt²

— LIG

Er zeigt aber, daß man auch jetzt zum Resultate Jeff ⁼ eff ⁰⁾ C

kommt.

Auch umgekehrt, wenn in einer Linie der Strom konstant gehalten wird, so ist es möglich, trotz variierender Belastung eine konstante Spannung zu erhalten, wenn man nur wiederum co² LC — 1 setzt (Fig. 24, 25).

44. Betrachtet man nun diese Boucherotschen Schaltungen mit kritischen Augen, und will man ihre Vorteile und Nach-

C07ist .

- COTLät . <>■

° Jeff

UUULO

oder

La.aka a 1 e

'ff

- const.

eff. - const .<

Fig. 25.

Fig. 24.

teile ab wägen, so wird der erste Gedanke eines jeden wohl der sein, daß die Erfüllung der grundlegenden Bedingung

or LC= 1

in der Praxis nicht so leicht sein muß.

Dieser eine Nachteil kommt aber teilweise in Wegfall.

Da

Jeff

eff

VE² (1 — or L C)²- \~orL² ’ wird zwar hier für B = 0 und B — L — also für die Spannung 0 und Eeff am Kondensator — einem Fehler von w°/₀ beim Produkt co² LC auch einen Fehler von %°/₀ in der Stromstärke entsprechen; bleibt aber einmal der Wert des Widerstandes B stark unter dem Wert von œ L, so kann der Fehler von co² LG laut Boucherot 100, sogar 200 °/₀ betragen, ohne daß dabei die Stromintensität um mehr als 10°/₀ variieren würde.

So hat er mit einer G von 0,8 Mikrofarad und L= 15 Henry, bei 2400 Volt im Netz und co = 500 (c co 80) für Werte zwischen 100 und 1000 Volt am Kondensator die Strom-

Schwankungen unter 20°/₀ gefunden. Hier war der Fehler an co² LC= 1,35°/₀.

45. Ein weiterer Nachteil ist auch, daß bei diesen Anordnungen der gesamte Strom, also 1= It-\- It', für R — 0

,Z

Fig. 26.

nicht verschwindet, vielmehr, wie es leicht zu beweisen ist, den Wert

J — —(co R C sin cot — cos cot) oo L

erhält.

Um nun auch diesem Fehler abzuhelfen, hat er neuerdings eine weitere und vorteilhaftere Kombination zur Lösung derselben Probleme vorgeschlagen.

Je zwei Drosselspulen mit gleichem Selbstinduktionskoeffizienten L und zwei Kondensatoren von gleicher Kapazität C — wobei wiederum co² LC — 1 — werden derartig gruppiert, daß sie ein Yierseit AEBD bilden, indem die gleichen Apparate sich in den entgegengesetzten Seiten befinden.¹)

Werden nun die Punkte A, B mit einer Wechselstromquelle von konstanter Spannung verbunden, so erhält man im

b Boucherot, Bulletin de la société. 1898. Bd. XV, S. 87. Eclairage él. 1898. Bd. XIV, S. 268.

Zweig E D einen Strom, dessen Stärke auch konstant ist, wie groß auch immer Widerstand und Reaktanz, besser gesagt: wie groß auch die Impedanz dieses Zweiges sein mag.

Mit Hilfe der sogenannten „Widerstandsoperatoren“ läßt sich das leicht beweisen,¹) denn wenn I die gesuchte Stromstärke, J₁ diejenige im Zweige E B, J₂ die in A E und E die Spannung zwischen AE ist, so wird bei orLC— 1, wenn A die imaginäre Reaktanz von EB, diejenige für AE — A sein, und folglich hat man

E— A Ix — AI^ = AIt — A(It — I) = AI,

E

woraus i = -- hervorgeht.

Also ist I unabhängig vom Widerstande, der sich im Zweige E und D befindet, da im obigen Ausdruck der Ohmsche Widerstand nicht vorkommt. Da nun der Strom, den der W.S.-Generator liefern muß, immer der im Zweige ED aufgewendeten Leistung proportional sein wird, so hat man gegenüber den früheren Anordnungen den Vorteil, daß für R — 0 der Leerlaufstrom auch 0 sein wird.

Ich möchte noch erwähnen, daß die Wahl zweier kleinerer Kondensatoren für dieselbe Leistung anstatt eines großen auch konstruktiv vorzuziehen ist. (§ 55.)

46. Man sieht, daß der Hauptverdienst der Boucherot-schen Anordnungen darin liegt, daß sie eine Art automatischer Regelung erreichen lassen, indem sie die Stromstärke eines Zweiges — ein beim Gleichstrom undenkbarer Modus — unabhängig von seiner nicht induktiven Belastung machen.

In der Praxis dürften diese Kombinationen, durch welche man also von konstanter Spannung auf konstanten Strom und umgekehrt übergehen kann, am meisten noch für Beleuchtungsanlagen geeignet sein. Namentlich in den Fällen, wo

*) Janet, Lessons d’électrotechnique générale. (Paris 1900.) S. 337.

man zu einer Serieschaltung der Stromempfänger zu greifen gezwungen ist, z. B. bei Anlagen, wo derselbe Generator in Serie geschaltete Bogenlampen und parallele Glühlampen speisen muß.

Speziell auf diesen Vorteil weisen auch alle diejenigen hin, die sich mit dieser Erfindung befaßt haben, so z. B. Janet,¹) Loppé et Bouquet, ²) Rechniewsky ,³) Ryan⁴) etc.

Boucherot selbst hat in der Sitzung der Société internationale des électriciens (1898, 2. Februar) als Beispiel eine Disposition vorgezeigt, bei der er die Glühlampenzahl von 1—18 variieren ließ, ohne daß ein merkliches Flackern des

Lichtes eingetreten wäre.

Spannung von 1000 Volt nach Möglichkeit konstant gehalten

Dabei wurde die Maschinen-

und die Spannung am Kondensator wechselte von 100 bis 1800 Volt.

In der Praxis wäre es vielleicht angebracht, jeden Apparat mit einem kleinen Transformator zu versehen (§ 18), damit das Bedienungspersonal in keine Berührung mit den Hochspannungsleitungen komme. Auch könnte man, damit das Versagen einer Lampe nicht die ganze Anlage gefährdet, Drosselspulen im Nebenschluß zu den Lampen anbringen, denn brennen die Lampen, so verbrauchen diese Spulen nur wenig Strom, versagt aber eine, so wird der Strom seinen Weg durch die entsprechende Spule nehmen, und das Licht der Lampen ändert sich nur unmerklich.

¹)    Janet, Lessons d’électrotechnique générale. (Paris 1900.) S. 836.

²)    Loppé et Bouquet, Traité des courants alternatifs industriels. (Paris 1896.) Bd. II, S. 412.

³)    Rechniewsky, Système de distribution des courants alternatifs avec emploi des condensateurs. Electricien. (2me série.) 1893. Bd. III, S. 317.

⁴) Ryan, Alternate current working. Electr. World. 1894. Bd. 14,

Eclairage électrique. 1898. Bd. XIV, S. 306.

47. Da von den Erfindungen von Boucherot die Rede ist, soll noch eine interessante Anwendung der Kondensatoren erwähnt werden, die gleichfalls von ihm ersonnen worden ist,⁶) um nämlich Wechselstromgeneratoren mit Wechselstrom zu erregen, also eine Art Selbsterregung der Wechselstrommaschinen, die er dementsprechend „alternateurs auto-excita-teurs“ nennt.

Bekanntlich ist in jeder Induktionsmaschine die induzierte EMK gleich der ersten Ableitung des Kraftflusses nach der Zeit mit entgegengesetztem Vorzeichen genommen, und diese EMK ist immer in der Phase um 90° hinter dem Kraftflusse verschoben. Schaltet man nun einen entsprechenden Kondensator ein, so kann der Strom und mit ihm sein Kraftfeld, die bekanntlich immer in Phase miteinander sind, um 90° voreilend gemacht werden, wodurch dann der Strom selber denjenigen Kraftfluß erzeugen wird, der zur Induzierung der ursprünglichen EMK nötig ist.

Diese Kondensatoreigenschaft versuchte Boucherot bei zweierlei Alternatoren praktisch zu verwenden, und zwar waren beide Synchronmaschinen.

Bei der ersten Maschine gibt es keinen Induktor, nur, zwei Ankerwickelungen; die eineist fix, die andere mobil. Da beide nicht nur wie sonst die gleiche Polzahl, sondern auch eine gleiche Phasenzahl und Wickelung haben, so werden infolge der Rotation eines Magnetfeldes, das sich in beiden mit der halben Geschwindigkeit des Rotors bewegt, in ihnen solche Ströme induziert, die von gleicher Spannung und auch gleicher Periodenzahl sind. Die zum Anlassen nötige Erregung soll nach Boucherot mit jedem Strom, ob Gleichstrom oder

Wechselstrom, geschehen können. Nur ist seine Bemerkung, daß es überhaupt genügend ist, eine kleine Energiemenge, in was immer für einer Form, der Maschine mitzuteilen, damit sie anläuft, nicht ganz klar.

Eine solche Zweiphasenmaschine soll bei 1200 Touren und 40 Perioden einen Strom von 1000 Volt und 9 Ampere gegeben haben.

Seine zweite Maschine hat, wie bei Zweiphasenmaschinen gewöhnlich der Fall ist, zwei feste Wickelungen und ein bewegliches Eisenstück, das Ganze aber derartig kombiniert, daß die Selbstinduktion des ersten Kreises immer nach der Form

X (1 -f- sin 2 co t),

die des zweiten nach

X (1 -f- cos 2 cot)

und ihre gegenseitige Induktion nach

— X cos 2 co t

variiere.

Durch Zusatz von Kondensatoren soll man dann von einer

und derselben EMIv ausgehend, die Ströme von der Form

Jmar Sin 0J t Und JmaxC°SWt

erhalten.

daß auch Leblanc auf

Schließlich sei noch erwähnt Ähnliches wie Bouche rots vorliegende Anordnungen hingewiesen hat;¹) daß man nämlich mit Hilfe von Kondensatoren die Asynchronmotoren übererregen und als Asynchrongeneratoren laufen lassen kann.

0 Leblanc, Eclairage él. 1899. Bd. XVIII, S. 376.

Sechstes Kapitel.

¹

) Perreau, Eclairage él. 1901. Bd. XXVII, S. 185.

²

) Svinburne, Electrical apparatus. E. P. 19308 (1892).

Auch: Engineering. 1892. Bd. LIII, S. 29.

Dann: On the probable future of condensers in electric lighting. Electrician 1892. Bd. XXVIII, S. 187.

Industrie él. Bd. I, S. 20.

Lumière él. 1892. Bd. XLIII, S. 373.

³

)    Benischke, Die Wirkungsweise der Kondensatoren im Wechselstromkreise. ETZ 1895, S. 612.

Auch: Etude analytique des circuits présentant de la capacité parcourus par des courants alternatifs. Industrie él. 1895. Bd. IV, S. 452.

⁴

)    Perry, Condensers and idle currents of transformers. Electrician 1893. Bd. XXXI, S. 359.

⁵

) Arnold, Bragstad und La Cour, D. K.P. 128406. F. P. 806122.

⁶

) Boucherot, Alternateurs auto-excitateurs. Bulletin de la société. 1898. Bd. XV, S. 90.

Auch: Eclairage él. 1898. Bd. XIV, S. 306.

Eclairage él. 1900. Bd. XXIV, S. 300.

Einiges über die Anwendung der Kondensatoren in der Praxis.

48. Nachdem der Versuch gemacht wurde, die verschiedenen Rollen, die den Kondensatoren in der Wechselstromtechnik zufallen, zu beleuchten, wird es nicht ohne Interesse sein, diejenigen Umstände zu untersuchen, die die Einführung dieser Apparate erschweren, komplizieren und begrenzen.

In aller, schon durch die gestellte Aufgabe auferlegter Kürze, sollen noch betrachtet werden: wie weit die praktisch erhaltenen Resultate von den theoretischen differieren, in welchem Maße die Form des Wechselstromes, die Periodenzahl und die Verluste die Verwendung beeinflussen können, wie weit ihr Preis ihre Einführung begrenzt, welche Anstrengungen gemacht worden sind, um da abzuhelfen und auch kommerziell in Betracht kommende Kondensatoren zu erbauen, was für Materialien und konstruktive Dispositionen hierzu verwendet worden sind, und ob in absehbarer Zukunft Aussichten vorhanden sind, technisch vollkommen brauchbare Apparate zu erhalten.

In der Praxis kommt der Umstand erstens in Betracht, daß man es nicht mehr mit sinusförmigen EMKen zu tun hat, wie das bisher immer angenommen wurde (§ 10).

Ist dies aber der Fall, so werden nicht nur die bisher verhältnismäßig einfachen Rechnungen kompliziert, sondern

man kann die Selbstinduktion mittelst Kapazität überhaupt nicht mehr gänzlich neutralisieren.

Den Beweis dafür, daß eine solche Kompensation über

haupt nur im Falle harmonischer EMKe möglich ist, haben Bedell und Crehore erbracht,¹) indem sie von der allgemeinen Induktionsgleichung

1.

E-RJ^ «

LdJ    fJ dt

ausgingen.

Versucht man nämlich eine Annahme dafür zu treffen, daß alles so ablaufe, wie wenn keine Selbstinduktion und Kapazität vorhanden wären, d. h. soll das Ohmsche Gesetz

E = BJ

verifiziert werden, so muß in 1. immer

d J    fJ dt

¹ — 0

2.

3.

dt

oder differenziert

4.

d-J

J dt

dt²

LG ■

sein.

Multipliziert man aber 4. mit dem integrierenden Faktor,

so wird

d*J dJ dt² dt

Jdt dJ LG' dt

oder

JdJ

²~lc-»

woraus

’djy

j²

dt

LG

dJ

dt

±y*

J²

LG

x) Grubbert, Selfinduction et capacité. Lumière él. 1893. Bd. XLVII,

und integrierend arc sin J

V kLC VLG

-f- k₁ und VkLG — k'

gesetzt, erhält man schließlich

J — k' sin

JjG

-j- kx j q. e. d.

oder der Strom muß einer Sinusfunktion der Zeit gleich sein.

50. Untersuchungen über den Einfluß der Kurvenform auf Kondensatoren sind noch ausgeführt worden von H. F. Weber,¹) der Korrektionsfaktoren für die Kapazitäten aufstellte, und Kussel,²) der die verschiedenen Kurvenfamilien untersuchte und der analytisch bewiesen hat, daß von allen Wellen mit demselben Maximalwerte der EMK allgemein eine symmetrische Welle, und unter den symmetrischen Wellen von gleicher Amplitude die Sinuswelle den kleinsten effektiven Strom am Kondensator bildet.

Auch Ryan³) bringt eine interessante graphische Darstellung des nicht verschwindenden Leerlaufstromes eines 1080 Volt 143 Perioden Alternators, wo eine Kapazität von 1,02 Mikrofarad die Selbstinduktion eines Transformators mit dem Leerlaufstrome von 0,95 Ampere zu kompensieren hatte.

0 H. F. Weber, Influence de la forme des courants alternatifs sur les mesures des capacités et des coefficients d’induction. Eclairage él. 1898. Bd. XVI, S. 804.

Auch: Wied. Ann. 1898. Bd. LXIII, S. 866.

²) Bussel, How condensers and chocking-coil currents vary with the shape of the wave of the applied EMK. Journal of the institution 1900. Bd. XXIX, S. 154.

Auch: Eclairage él. 1900. Bd. XXIX, S. 604.

Note on résonance with alternating current. Electr. World.

Bd. XXX, S. 596.

³) Byan, Alternate current working. Electr. World. 1894. Bd. XXIV,

60. Als eine Anordnung, die die Anwendung von Kondensatoren auch mit nicht sinusförmigen EMKen ermöglicht, soll ein Patent von Steinmetz¹) genannt werden.

in der dann die Kondensatoren ein-

Er bringt nämlich an den Motoren außer Stator und Rotor, also Primär- und Sekundärwickelung auch noch eine Tertiärwickelung an geschaltet sind. Letztere soll orthogonal zum Primärkreis, und

zwar derartig disponiert sein, daß die gegenseitige Induktion zwischen den beiden = 0 wird.

Durch die Bewegung des Rotors, der sich fast in Synchronismus mit dem Wechselstrom

dreht, werden aber in der tertiären Wickelung dennoch Ströme induziert, wodurch nun folgendes erreicht werden soll:²)

1. Die EMK, die durch zweifache Transformation hervorgebracht wurde, soll erstens wesentlich sinusförmig sein, die doppelte Transformation soll sie von event. Überharmonischen befreit haben. (?)

2. Regelt man die Kapazität der Kondensatoren derartig, daß ihre Admittanz gleich der Admittanz des Rotors wird, so wird der Magnetisierungsstrom des Rotors — der bei Synchronismus = 0 ist — allein nur von der Tertiärwickelung geliefert, wodurch dann der Statorstrom notgedrungen reduziert werden muß, und zwar auf den Wert, der zur Erzeugung des Hauptfeldes allein notwendig ist.

3. Wird die Kapazität verdoppelt, so hat der Tertiärkreis auch einen Strom in Quadratur, der also direkt das Feld erzeugen kann (wie bei Boucherot, § 47). Also liefert jetzt die Tertiärwickelung mit dem Kondcn-

’) Steinmetz, TJ. S. P. 620965, 620966.

²) Anonym, Industrie él. 1901. Bd. X, S. 12.

sator den ganzen Magnetisierungsstrom¹) für die Maschine, wodurch dann der Wirkungsgrad des Motors, wie auch die Ausnützung des Generators und des Leitungsnetzes erhöht werden und cos cp — 1 wird.²)

4. Wird der Tertiärkreis mit dem Kondensator nicht orthogonal zum Stator disponiert, sondern unter 60°, so kann man durch gegenseitige Induktion ein Drehfeld erhalten, das sich, wie in Kap. IV erläutert wurde, zum Anlauf benützen läßt.

Dafür, daß diese Anordnungen auch praktisch entsprochen haben, konnte ich in der Literatur keinen Beleg finden; am meisten fraglich erscheint gerade die Hervorbringung von Sinusströmen auf diese Art. (1.)

61. Außer dem Einflüsse der Kurvenform könnte auch noch der Umstand in Frage kommen, daß die Kapazität sowohl der festen, wie auch der flüssigen Dielektrica sich mit der Periodenzahl und der Temperatur ändern soll.

Letztere fand man ziemlich unbedeutend.³)

Dagegen zeigte Hanauer,⁴) daß mit wachsender Periodenzahl ein Energie Verlust in den Dielektrica eintritt, der um

b Es ist mit Absicht „Magnetisierungsstrom“ anstatt „Leerlaufstrom“ geschrieben. Der Kondensator kann nur ersteren abgeben, beim Leerlaufstrom kommen noch die Eisenverluste durch Hystérésis und Wirbelströme hinzu.

²)    Ist bereits von Hutin, Leblanc und Guilbert vorgeschlagen worden. (§ 26, 27.)

³)    Cassie, De l’influence de la température sur le pouvoir, inducteur spécifique d’un diélectrique. Lumière él. 1892. Bd. XLII, S. 391.

Auch: Phil. Trans. 1892. Bd. V, S. 181.

⁴j Hanauer, Über die Abhängigkeit der Kapazität eines Kondensators von der Frequenz der benutzten Wechselströme. Wied. Ann. 1898. Bd. LXV, S. 789.

Auch: ETZ 1898, S. 759.

Ztschr. f. Elektrotechnik 1899, S. 96.

Eclairage él. 1899. Bd. XX, S. 27.

so bedeutender ist, je größer die Änderung der Kapazität mit der Schwingungszahl wird.

Eisler hat wieder gefunden,¹) daß ein Kondensator bei verschiedenen Periodenzahlen an dieselbe Spannung angelegt, pro Periode eine Arbeit verbraucht, deren Größe von der Periodenzahl abhängt. Dieselbe nimmt mit zunehmender Periodenzahl zuerst zu, erreicht ein Maximum und nimmt wieder ab.

Alle diese Verluste lassen sich in der Praxis vernachlässigen, und man kann weiter an der Annahme festhalten, daß die Energiemengen, die ein Kondensator aufstapeln kann, also auch sein Preis unabhängig von der Frequenz des benutzten Wechselstromes ist. (§ 21.)

Alle diese Umstände können wir dazu um so mehr außer Betracht lassen, weil die prozentualen Verluste am Kondensator überhaupt sehr gering sind, denn wenn auch über die Art und Natur der Verluste in den Dielektricis, selten viel Widersprechendes veröffentlicht worden ist, so sind trotz der sehr auseinandergehenden Resultate alle Forscher darin einig, daß kein Apparat der Elektrotechnik mit so hohem Wirkungsgrade arbeitet, wie der Kondensator.

62. Ein Hauptgrund für diese Diskrepanz der Resultate ist wohl der, daß alle diesbezüglichen Messungen mit großen experimentellen Schwierigkeiten verbunden sind und nur neuerdings entsprechendere Anordnungen ersonnen wurden, so von Rosa and Smith,²) die Kondensator und Wattmeterspule reso-nantschaltend ihre Messungen ausführten, und von Kleiner,³)

b Eisler, Untersuchungen über den Arbeitsverlust im Dielektrikum. Ztschr. f. Elektrotechnik 1895, S. 345.

²)    Kosa and Smith, Electr. World 1899. Bd. XXXIII, S. 154. Auch: Phys. Kew. 1899, Januar.

Phil. Magaz. 1899, Januar.

³)    Kleiner, Wied. Ann. 1894, Januar.

Auch: Electrician 1894. Bd. XXXII, S. 313.

Industrie él. 1895. Bd. III, S. 426.

der zur Messung’ der in den Kondensatoren durch intermittierende Elektrisierung entstehender Wärme Thermoelemente benutzt, deren eine Lötstelle im Dielektrikum eingesenkt ist.

63. Im folgenden soll nur ganz kurz auf die einzelnen Versuche und auf die Literatur hingewiesen werden, die sich auf die Verluste in Kondensatoren beziehen.

Bekanntlich bietet ein Kondensator einem Gleichströme einen theoretisch unendlich großen Widerstand.

In Wirklichkeit aber wird ein ganz kleiner Strom infolge der minimalen Leitungsfähigkeit des Dielektrikums den Kondensator dennoch durchfließen. Der Kondensator erleidet nun infolge Jouleverlust eine sehr kleine und nur schwer konstatierbare Erwärmung.

Nun hat man gefunden, daß wenn man denselben Kondensator einem Wechselstrom vom selben Effektivwerte wie früher der Gleichstrom aussetzt, diese oben erwähnte ganz kleine Erwärmung jetzt größer wird, woraus man folgerte, daß nun außer dem Joule Verluste noch ein anderer hinzukommt, der von einer ihr verschiedenen Natur sein muß.¹⁻³)

Auf diesen Umstand wurden zuerst A. Siemens,⁴) und Hut in et Leblanc⁵) aufmerksam.

Gfasnier, Les pertes d’énergie dans les diélectriques. Industrie él. 1895. Bd. IV, S. 625.

²)    Eisler, Untersuchungen über den Arbeitsverlust im Dielektrikum. Ztschr. f. Elektrotechnik 1895, S. 245.

³)    Anonym, Energy losses in dielectrics. Electr. Kew. 1895. Bd. XXXVII, S. 795.

⁴)    A. Siemens, Some experimental investigations of alternate cur-rents. Electrician 1892. Bd. XXVIII, S. 481.

⁵)    Hutin et Leblanc, Etudes sur les courants alternatifs et leur application à la transmission de la force. Lumière él. 1891. Bd. XL, S. 257.

Auch: ETZ 1892, S. 207.

Lumière él. 1898. Bd. XLIV, S. 95.

1892 fand bereits Steinmetz,¹) daß die Verluste eines Kondensators von drei Mikrofarad bei 170 Perioden mit Wechselstrom ca. das 12 fache der Verluste mit Gleichstrom betragen, und meinte, daß diese von einer dielektrischen Hystérésis herrührten, die aber nicht seinem Gesetze der magnetischen Hysterisis

(7=j?S8¹«⁶),

sondern

V=kE²

entsprechen sollte.

Hingegen hat Arno²) auch diese Verluste entsprechend 7==äa;¹-⁶

gefunden.

Hoor,³) der sich eingehend und seit langer Zeit mit der N aturgeschichte der dielektrischen Körper beschäftigt, gibt

Mercanton⁴) aber noch höhere Werte, wie kE'².

0 Steinmetz, Dielectric hystérésis. The loss of energy in a dielec-tric medium under alternating electrostatic train. Electr. Engineer. 1892. Bd. XIII, S. 272.

²)    Arno, Champ électrique tournant et rotation due à la hystérésis électrostatique. Lumière él. 1892. Bd. XLIV, S. 587.

Auch: Electricien (2me série). 1892. Bd. IV, S. 425.

ETZ 1898, S. 17.

Ztschr. f. Elektrotechnik 1893, S. 124.

Electrician 1893. Bd. XXX, S. 516.

Electr. Rew. 1893. Bd. XXXII, S. 79.

³)    Hoor, Neuere Beiträge zur Naturgeschichte dielektrischer Körper. ETZ 1901, S. 170.

Auch: Az elektromos, mâgnesi és mechanikai polarizâcziô közötti kapcsolat és a belôle levezethetö anyagvizsgâlati módszerek. Zeitschr. des ung. Ing.- und Arch.-Vereins 1901. Bd. XXXVI, S. 77.

Az elektromos kondenzâtor és gyakorlati alkalmazâsa. Ztschr. d. ung. Ing.- u. Arch.-Vereins 1900, Bd. XXXV.

⁴)    Mercanton, Sur l’énergie dissipée dans les diélectriques soumis à des champes alternatifs. Eclairage él. 1902. Bd. III, S. 445.

Auch: E. T. Z. 1902, S. 348.

Aber alle diese Forscher, wie auch andere, wie Abegg,¹) Bryliński,²) Bouty,³) Bedell,⁴) Ballantyne and Williamson, Fleming and Dewar,⁵) Hopkinson and Wilson,⁶) Janet,⁷) Nernst,⁸) Eosa and Smith,⁹) Schaufelberger,¹⁰) Smale,¹¹) Starke,¹²) Threlfall,¹³) H. F. Weber¹⁴) nehmen die Existenz der dielektrischen Hysterisis rückhaltlos an.

Northurp versuchte wiederum zu zeigen, daß die Phä-

nomene

denen Ewing im magnetischen Felde den Namen „viskose Hystérésis“ gab, und die dort aus der progressiven

Magnetisierung resultieren ein Analogon haben.

auch im elektrostatischen Felde

Die elektrostatische Hystérésis wird aber von manchen überhaupt in Abrede gestellt.

Als erster hat dies Benischke¹⁰) getan, der seine Untersuchungen durch Messungen an Paraffinkondensatoren und solchen mit paraffiniertem Papier ausgeführt hat, und bei dem

¹)    Abegg, Wied. Ann. Bd. LX, S. 54.

²)    Bryliński, Lumière él. 1893. Bd. XLVII, S. 601.

³)    Bouty, Comptes rendus. Bd. CX, S. 1362.

⁴)    Bedell, Ballantyne and Williamson, Phys. Rew. 1893. Bd. I,

S. 181.

⁵)    Eleming and Dewar, Proc, of Royal society. Bd. LXI, S. 299.

⁶)    Hopkinson and Wilson, Phil. Trans. Bd. CLXXXIX, S. 109.

⁷)    Janet, Industrie él. 1893. Bd. II, 115.

⁸)    Nernst, Zeitschr. f. Phys. Chemie. Bd. XIV, S. 622. ö) Rosa and Smith, Phys. Rew. 1899, Jan.

Auch: Phil. Magaz. 1899, Jan.

Electr. World. 1899. Bd. XXXIII, S. 154.

¹⁰) Schaufelberger, Wied. Ann. Bd. LXVII, S. 307.

Auch: ETZ 1899, S. 233.

Eclairage él. 1899. Bd. XIX, S. 38. u) Smale, Wied. Ann. Bd. LX, S. 629.

¹²)    Starke, Wied. Ann. Bd. LX, S. 625.

13)    Threlfall, Electr. Rew. 1897. Bd. XL, S. 777. u) H. F. Weber, Wied. Ann. Beibl. 1897, S. 353.

¹⁵) Benischke, Wiener Sitzungsberichte, 102. Bd. II, S. 1345.

die sehr kleine Erwärmung im Wechselstromkreise annähernd (bis auf 25 °/₀) mit derjenigen übereinstimmte, die sich mit Hilfe des Jouleschen Gesetzes aus dem mit Gleichstrom gemessenen Widerstand des Dielektrikums berechnet.

Auch Heß¹) schließt aus den von verschiedenen Forschern, so Bouty,²) angestellten Messungen, daß es keine dielektrische Hystérésis gebe, und daß der Energieverbrauch im nicht homogenen Dielektrikum von der Rückstandsbildung herrührt. Die Frage der Viskosität läßt er aber unbeantwortet.

Pellat und Beaulard⁸⁻⁴) sind gleichfalls der Meinung, daß die Dielektrica nur Phänomene der dielektrischen Viskosität, aber keine Hystérésis zeigen.

Borei⁵) kommt zu denselben Schlußfolgerungen wie Heß, und auch Porter und Morris⁶) geben die dielekrische Hystérésis nicht zu.

Man sieht also, daß die Existenz einer dielektrischen Hystérésis nicht so bestimmt angenommen Averden darf, wie die der magnetischen Hystérésis, und die unter Residualentladungen bekannten Erscheinungen dürften folglich auch nicht ohne allen ZAveifel der Hystérésis zuzuschreiben sein. Um so mehr ist also die von Maxwell verzeichnete und auch von Hoor aufgeführte Tatsache⁷) erwähnenswert, daß in den Residuumserscheinungen vielleicht solche Vorgänge zur Geltung

») Heß, Eclairage él. 1895. Bd. IV, S. 205.

²)    Bouty, Comptes rendus. Bd. CXYII, S. 222. Bd. CXVIII, S. 918.

³)    Pellat et Beaulard, Comptes rendus. Bd. CXXX, S. 1457.

⁴)    Beaulard, Eclairage él. 1900. Bd. XXIII, S. 235.

Audi: Industrie él. 1900. Bd. XI, S. 201.

Electrician 1900. Bd. XLV, S. 222.

Electr. World 1900. Bd. XXXX, S. 989.

⁵)    Borel, Industrie él. 1893. Bd. II. S. 265.

⁶)    Porter and Morris, Electrician 1895.    (12. April.)

⁷)    Hoor, Neuere Beiträge zur Naturgeschichte dielektrischer Körper. ETZ 1901, S. 784.

gelangen, auf die nicht so sehr die herrschenden Begriffe der dielektrischen wie eher der chemischen Polarisation anwendbar sind.

64. Bei der vorliegenden Aufgabe ist aber nicht so sehr der Umstand von Interesse, welches die Ursachen — ob Hystérésis oder anderes — der Energie Verluste in den Dilek-trica sind, wie vielmehr, was für Größenordnungen dieselbe haben.

Gehen nun die verschiedenen Beobachtungen auch ziemlich auseinander

so steht doch fest — wie bereits erwähnt — daß kein Apparat der Elektrotechnik einen so hohen Wirkungsgrad wie der Kondensator aufzuweisen hat.

Von den verschiedenen gefundenen Werten sind noch die von Bedell, Ballantyne and Williamson¹) die ungünstigsten. Sie fanden für einen Kondensator von 1,525 Mikrofarad, aus 65Stück 25/20 cm langen quadratischen Zinnblättern und Wachspapier gebildet, bei 500 Volt und 160 Perioden den Wirkungsgrad 96 °/₀.

Alle anderen Beobachtungen sind aber weit günstiger: Svinburne²) gibt die Verluste bei 2000 Volt und 10 Ampere mit 5—10 Watt, also 1 °/₀ an. Boucherot³) beziffert sie in maximo auf 1 °/₀, Steinmetz⁴) auf ⁴/₂⁰/₀.

Eisler⁵) fand für einen Paraffinkondensator von ca. 2 Mikrofarad bei 35 Volt und 45 Perioden 0,0552 Watt, also auch

0 Bedell, Ballantyne and Williamson, Condensators and dielectric hystérésis. Phil. Rew. 1893. Bd. I, S. 181.

Eclairage él. 1894. Bd. I, S. 45.

²)    Svinburne, Electrician 1892. Bd. XXVIII, S. 187.

Auch: Lumière électrique 1892. Bd. XLIII, S. 374.

Industrie él. 1892. Bd. I, S. 20.

³)    Boucherot, Lumière él. 1893. Bd. XLVII, S. 156.

⁴)    Steinmetz, ETZ 1901, S. 605.

B) Eisler, ETZ 1899, S. 201.

weniger als 1 °/₀, wobei die Verluste durch Joulewärme nur 2°/₀ der totalen Verluste betragen haben sollen.

Bezüglich der Verluste wäre also eine allgemeinere Verwendung von Kondensatoren mit großen Vorteilen verbunden.

65. Diese günstigen Verhältnisse bezüglich des Wirkungsgrades ändern sich aber, sobald Flüssigkeitskondensatoren — in der französischen Literatur nennt man sie oft Polarisatoren¹) — angewendet werden, auf welche man oft wegen ihrer Billigkeit, leichten Regulierbarkeit und Unverwüstlichkeit angewiesen ist. Wenn es auch nicht vorteilhaft ist, daß ihre Kapazität nicht konstant ist, sondern sich mit der EMK der Polarisation ändert, ein Umstand, den Hoor auch für feste Dielektrica zu beweisen suchte.

kKs^sJ'

wro S₁S₂ die Plattenoberflächen sind, k aber eine von der Natur der Elektroden des Elektrolyten und der Temperatur abhängige Konstante. Daß man sich aber auf solche Versuche wiederum nicht ganz verlassen darf, zeigten die Untersuchungen von Blondlot,³) der 31 Mikrofarad für k dort fand, wo die obengenannten 284—314 Mikrofarad.

rH O

Sheldon, Leiteh and Shaw²) scheinen solche Kondensatoren zuerst untersucht zu haben. Sie zeigten, daß die Kapazität der Flüssigkeitskondensatoren sich bei Parallel- oder Serieschaltung ebenso verhält, wie der der festen. Mit ihrer einfachen Methode zur Bestimmung der Kapazitäten — sie bestimmten die Elektrizitätsmenge, die zur Umpolarisierung einer Zersetzungszelle notwendig ist, die Hälfte davon durch die Ladungsspannung dividiert gibt die Kapazität — fanden sie, daß

x) Anonym, Eclairage él. 1896. Bd. VIII, S. 409.

²) Sheldon, Leitch and Shaw, Electr. Eew. 1895. Bd. XXXVI, S. 801.

Auch: Fortschritte 1895, S. 341.

⁸) Blondlot, Eclairage él. 1896. Bd. VIH, S. 400.

Von einer pünktlichen Bestimmung der Verluste kann also hier nicht die Rede sein, darin sind aber alle Forscher überein, so Sheldon, Leitch and Shaw, Davis,¹) Armagnat,²) Ducretet³) und andere, daß die Verluste in diesen Kondensatoren viel zu groß sind, um solche an Stelle von festen zu verwerten.

Daß man trotzdem viele Versuche mit ihnen machte, hatte wohl den Grund, daß man Flüssigkeitskondensatoren als Anlasser zur Erzeugung der Kunstphase gut verwenden kann (§ 27), da solche nur kurze Zeit in Betrieb sein müssen, die Energieverluste also keine große Rolle mehr spielen.

Von den Versuchen waren viele ganz negativ, wie die von Korda,⁴) der seine Erfolglosigkeit auf diesem Gebiete auf meine diesbezügliche Anfrage liebenswürdigerweise bestätigte; oder man gelangte durch sie zu anderen Anwendungen, wie z. B. Pollak, der zwar auch Kondensatoren mit Salzlösungen erbaute, die 140 Volt aushielten,⁵) dadurch aber dann auf die bekannten elektrolytischen Stromrichter kam,“) die den Wechselstrom nur in einer Richtung durchlassend eine Art Gleichstrom-Wechselstromumformer bilden.

!) Davis, Electr. World. 1896. Bd. XXVIII, S. 665. *) Armagnat, Eclairage él. 1897. Bd. IX, S. 534.

³)    Ducretet, Lumière él. 1892. Bd. XLIV, S. 254.

⁴)    Korda, Lumière él. 1892. Bd. XLIV, S. 254.

⁵)    Pollak, Comptes rendus. Bd. CXXIV, S. 1443. Auch: Electrician 1897. Bd. XXXIX, S. 301.

«) Derselbe, D. K. P. 92564, 99101, 107435.

ETZ 1898, S. 863.

Siebentes Kapitel.

Über die Herstellung und die Zukunft der technischen Kondensatoren.

66. Es ist schwierig, eine ausführlichere Darstellung der praktischen Versuche an Kondensatoren zu geben.

Es liegt eben im Wesen der Sache, daß die Resultate praktischer und dazu meistens solcher Versuche, die noch nicht ganz abgeschlossen sind, viel seltener veröffentlicht werden als theoretische Untersuchungen.

Beschäftigt man sich aber mit der Rolle der Kondensatoren in der Wechselstromtechnik, So fällt es sofort auf, daß fast alle diejenigen Forscher — aber auch fast nur diese — die sich mit der theoretischen Verwertung der Kondensatoren beschäftigen, es auch andauernd mit der praktischen Herstellung von leistungsfähigen Kondensatoren versuchten.

Die Geduld der Untersuchenden und die Vielseitigkeit der Versuche zeigen nun zur Genüge, daß man auch viel Vertrauen in ihr Gelingen hat, ein Umstand, der allein schon eine Zukunft für die Kondensatoren erhoffen läßt.

So haben sich Arno, Bedell, Bläthy, Boucherot, Bradley, Brown, Hoor, Hutin et Leblanc, Jablochkoff, Kleiner, Lombardi, Stanley and Kelly, Svinburne etc., nachdem sie die vereinzelten Anwendungen theoretisch erwogen hatten, zu Werke getan und die Kondensatoren zu verbessern gesucht.

Sie haben aus den verschiedenen Stoffen Proben ausgeführt. So mit gewöhnlichem Papier, Paraffinpapier, Ölpapier, Wachspapier, Glas, Mika, Ebonit, Schwefel, Guttapercha, Kautschuk, Seide, Asphalt, Pflanzenfasern, Petroleum etc brauchbare, also solche Kondensatoren, die die größte Spannung bei möglichst kleinem Preise aushalten können, zu erbauen.

um technisch

Bei der Anwendung von Kondensatoren sind nämlich diese beiden Punkte ausschlaggebend, denn durch unbeabsichtigte Resonanzerscheinungen können gerade bei Kondensatoren leicht Spannungserhöhungen stattfinden, und sind die Apparate diesen nicht gewachsen, so wird bei einem Durchschlagen derselben nicht nur die Anlage, sondern unter Umständen auch die ganze Umgebung gefährdet.

Der große Preis schließt eine technische Verwendung dann eo ipso aus, weil man ja durch Einführung der Kondensatoren eben Ersparnisse erzielen will.

67. Die Frage des Preises der Kondensatoren wurde von Boucherot — und zwar als Fortsetzung seiner bereits besprochenen theoretischen Untersuchungen (Kap. V) — zu bestimmen versucht, und es ist ihm auch gelungen zu zeigen, daß der Preis eines Kondensators seiner Kapazität und dem Quadrate der maximal zu ertragenden Spannung annähernd proportional ist.¹⁻⁵)

*) Bcmcherot, Accroissement de l’utilisation des alternateurs. Industrie él. 1892. Bd. I, S. 27.

²) Derselbe, Sur le prix des condensateurs. Industrie él. 1892. Bd. I,

S. 123.

³) Auch: Condensateurs industriels. Bulletin de la société, 1898. Bd. XV, S. 79.

Eclairage él. 1898. Bd. XIV, S. 803.

Industrie él. 1898. Bd. VII, S. 58.

Electr. World. 1898. Bd. XLII, S. 214.

ETZ 1898, S. 126.

⁴)    Boucherot, Sur l’emploi des condensateurs. Lumière él. 1890. Bd. XXIV, S. 301.

⁵)    Géraldy, L’emploi industriel des condensateurs. 1892. Bd. XXIV, S. 253.

Baut man nämlich einen Kondensator von Kapazität G und dem Querschnitte S, der bei der Plattendicke s eine Spannung E in maximo aushalten kann, und fragt man dann, wie man diese Dimensionen modifizieren muß, um bei selber Kapazität die Spannung 2 E auszuhalten, so muß man mit Verdoppelung auch die Dicke des Dielektrikums e verdoppeln.

Damit nun die Kapazität — wie verlangt — dieselbe bleibe, muß auch S verdoppelt werden; das Volumen wird also bei diesem Kondensator hierdurch vervierfacht und mithin auch sein Gewicht annähernd¹) viermal so groß. Daraus kann man nun ersehen, daß sich der Preis eines Kondensators mit dem Quadrate der auszuhaltenden Maximalspannung ändert.

Da der Preis aber auch der Kapazität proportional sein muß, wird

J? = y C E²,

wo man nach Bouche rot y den Preis eines Voltfarad des betreffenden Materials nennen kann.

Es läßt sich ferner beweisen, daß diese Beziehung auch dann gilt, wenn man mehrere Kondensatoren von der gleichen Kapazität c und gleichem Preise derartig zu schalten versucht, daß sie eine Batterie von der Kapazität G—mc bilden, die eine Spannung E — ne aushalten soll, wo m und n bestimmte positive Zahlenwerte sind.

Die

Da die verlangte Maximalspannung ne ist, hat man n Kondensatoren in Serie (Kaskadenschaltung) zu schalten.

« — -f -

b Darum nur „annähernd“, weil das Gewicht der Armatur nicht wie das des Dielektrikums vervierfacht, sondern nur verdoppelt wird.

Um nun auch die verlangte Kapazität C zu erreichen, wird man

Ol»!

Gruppen parallel schalten müssen, zusammen also mn~ Apparate benutzen.

Der Preis der gebrauchten Kondensatoren wird P = pmn²

sein, woraus, da

folgt, daß

-TCE* = yCE².J)

In Wirklichkeit würden diese Formeln allerdings nicht ganz stimmen, weil sich das Gewicht nicht ganz vervierfacht¹), dann aber wegen den verschiedenen Arbeitslöhnen, und auch, weil die Preise der Dielektricis nur dann ganz ihrer Dicke proportional wären, wenn man die Dielektrica überhaupt unendlich teilen könnte.

In Wirklichkeit setzt auch Boucherot²)

P = j; CP¹’⁸⁻¹’⁹ .

Seine erstere Formel tut aber bei den Voranschlagungen doch guten Dienst. Wollte man nämlich den Preis der Kondensatoren nicht schon anfangs berücksichtigen, so könnte man ja ein jedes Problem leicht lösen, denn ein Kondensator, dessen richtige Tätigkeit bei 1000 Volt noch zweifelhaft ist,

0 Als genäherter Wert von y gibt Janet für einen Kondensator von 1 Mikrofarad und für 2000 Volt Spannung 2,10 Frcs. an. Mithin würde sich dieser Kondensator auf ca. 64 Mk. stellen. (Lessons d’électrotechnique générale, Paris 1900, S. 36.)

²) Boucherot, Bulletin de société, 1898. Bd. XV, S. 81.

Diese Zahlenwerte zeigen zur Genüge, wie sehr verschieden das Verhalten der beiden, als gute anerkannte Isoliermaterialien ist.

69. Trotz des niederen Schmelzpunktes des Paraffins — ca. 44° — ist man heute doch allgemein der Meinung, daß man» aus paraffiniertem Papier noch die besten Kondensatoren erhalten kann. Dementsprechend sind die Eigenschaften des Paraffin — einer zu den gesättigten Kohlenhydraten (Cn H211 + 2) gehörenden Mischung verschiedener festen Kohlenwasserstoffe von der Hauptformel C₂₄ H₅₀ — weit mehr bekannt, wie von allen anderen dazu benützten Materialien. Eine Idee über seine Isoliereigenschaften geben Versuche von Macfariane,¹) der (1877) Dreimillimeterparaffin erst mit 39000 Volt, das Doppelte wie für Luft durchschlagen konnte, oder von Monti,²) der sogar 150000 Volt gebraucht haben soll, um 5 mm Paraffinplatten vom Schmelzpunkte 54,7° durchzuschlagen.

x) Macfarlane, Electrician. 1893. Bd. XXXI, S. 680.

²) Monti, Sparking distances in paraffin. Electrician. 1893. Bd. XXXI,

S. 680.

wird bei 100 gewiß entsprechen, aber bei gleicher Leistung auch 100 mal soviel kosten.

68.' Geht man nun zur Wahl der verschiedenen Materialien über, so muß man außer ihrem Preis auch ihre Erwärmung berücksichtigen, über deren Ursachen bereits gesprochen wurde. Der Einfluß der Erwärmung ist gleichfalls von Boucherot untersucht worden. Zwischen paraffiniertem Papier und Ölpapier fand er z. B. folgenden Unterschied:

Paraffinpapier:

Temperatur "Widerstand 500 000 Olim 77°    1 700 000    „

6 Megohm

Ölpapier:

Temperatur

Widerstand

99°

48°

19°

19

95°

74°

44°

17°

Auch: L’Electricista 1893, Oktober.

Auch Hutin et Leblanc führten viele Versuche mit Paraffinkondensatoren aus.⁴) Die ersten davon — wobei sie bis 2500 Volt gingen — sollen von negativem Resultate begleitet gewesen sein. Später ersannen sie aber eine die Paraffinkondensatoren wesentlich verbessernde Zubereitungsmethode, bei der man das Papier bei einer hohen, die Zersetzungstemperatur des Paraffins fast erreichenden Temperatur präpariert. Sie behaupten sogar, daß, wenn man anfangs den Wechselstrom vorsichtig anwendet und ihn bei einer Erwärmung des Kondensators ausschaltet, diese sich durch den Gebrauch nur verbessern.

Außer ihnen haben dann Bedell, Ballantyne, and Williamson,²) Ho or,:5) Thr elf all,⁴) Muirhead,⁵) Szvetics,⁶) Willyoug,¹) Stanley and Kelly²) u. a. Paraffinkondensatoren erbaut.

Sehr zufriedenstellend sollen die zu 550 Volt und 60 Perioden erbauten Paraffinkondensatoren der Stanley Electric Mfg. Co. in Pittsfield (Mass.) sein, die sich auch noch durch ihren niederen Preis hervortun sollen. ³)

x) Hutin et Leblanc, Lumière él. 1891. Bd. XL, S. 240.

²) Bedell, Ballantyne and Williamson, Eclairage él. 1894. Bd. I,

S. 45.

³)    Hoor, E. T. Z. 1901, S. 170.

⁴)    Threlfall, Electr. World. 1897. Bd. XXIX, S. 712.

⁵)    Muirhead, Lumière él. 1892. Bd. XLV, S. 133.

⁶)    Szvetics, A magyar mérnôk és épitészegylet közlönye. Bd. XXXVI,

S. 84.

Die Kondensatoren von Kleiner¹) sollen gar keine Rückstandbildung zeigen.

Tesla²) z. B. versuchte die Kondensatoren in luftleeren Behältern aufzubauen, die sodann mit Paraffin ausgegossen wurden.

70. Die besten Erfolge mit Paraffinkondensatoren hat jedoch Lombardi³) aufzuweisen, der sich gleichfalls lange Zeit erst mit der theoretischen Untersuchung der Kondensatoren beschäftigte und eine größere Studie über die Kapazität enthaltenden Wechselstromkreise veröffentlicht hat.

Die ersten Resultate seiner Versuche mit Hochspannungskondensatoren teilte er dem Elektrikerkongreß in Como mit: an der Pariser Ausstellung waren dann seine Kondensatoren in der Abteilung des italienischen Gewerbemuseums ausgestellt. ⁴) Seine Erfolge soll er einer eigenen Fabrikationsmethode zu verdanken haben,⁵) einer Flußmethode, die erlaubt, sehr dünne und ganz homogene Platten ohne Benützung fremder Materialien, die den Dielektricis nur schlechte Eigenschaften zuführen sollen, zu erhalten. Neuestens sollen sich Tedeschi & Co. erboten haben, Lombardi-Kondensatoren für 10000 Volt mit 2 mm Platten, die bei der Probe 30000 Volt aushalten, zu erbauen.

*) Kleiner, Fortschritte 1896, S. 726.

Auch: Wied. Ann. Beiblätter 1896, S. 989.

• ²) Tesla, U. S.P. 577671.

A\ich : Electr. World. 1897. Bd. XXIX, S. 345.

Electr. Engineer. 1897. Bd. XXIII, S. 252.

:!) Lombardi, Wied. Ann. Beiblätter 1899, S. 708.

Auch: ETZ 1899, S, 714.

Eclairage él. 1899. Bd. XXI, S. 512.

Industrie él. 1899. Bd. VIII, S. 434.

Erschienen im Nuovo Cimento 1897. Bd. IX, S. 354.

⁴) Rapports et comptes rendus du congrès international des électriciens de 1900. (Paris 1901.) Bd. I.

*) Lombardi, E. P. 9133 (1900).

71. Außer Paraffin hat man u. a. folgende Kondensatoren

versucht:

Svinburne benutzte das in England unter dem Namen „butter skin“ bekannte Papier. Nachdem sein Kondensator während mehreren Tagen bei 100° trocknet, kommt er unter die Glocke einer Luftpumpe und man führt dann noch Paraffinöl ein, das die freien Fugen zwischen dem Papier und den Zinnblättern füllt.¹“⁴)

Glas wurde u. a. von Jablochkoff (§ 11), Lehmann⁵) und Men gar in i⁶) angewandt, ein Luftkondensator von Lord Kelvin⁷) erbaut.

Ebonit — eine Mischung von 20—35°/₀ Kautschuk mit 100°/₀ Schwefel, den man während 8—12 Stunden in einem heißen Kessel bei 4,5 Atm. auf den Schwefel einwirken läßt, wurde von Hut in et Leblanc⁸) gewählt. Ihre Ebonitplatten hatten 2 mm Dicke und konnten nur bei 11000 Volt mit 75 Perioden durchgeschlagen werden. Daß Ebonit trotzdem aufgegeben wurde, liegt an dem hohen Preis; so geben Hut in et Leblanc bei 0,5 mm Dicke 6,5 Frcs., bei 0,12 mm 12 Frcs. pro Kilogramm an.

Celluloid wurde von Hutin et Leblanc gleichfalls versucht, aber aufgegeben, und zwar, weil es zu feuergefährlich war.

b Janet, Lessons d’électrotechnique générale. (Paris 1900.) S. 105.

²)    Roux, Fabrication des condensateurs industriels. Industrie él. 1892. Bd. I, S. 115.

³)    Andreoli, Substances tirées de l’huile de poisson.. Electricien. Bd. XVI, S. 287.

⁴)    Géraldy, L’emploi industriel des condensateurs. Lumière él. 1892. Bd. XLIY, S. 301.

⁵)    Lehmann, Centralblatt für Elektrotechnik 1887.

⁶)    Hoor, Magyar mérnôk és épitészegylet közlönye 1901. Bd. XXXVI.

⁷)    Lord Kelvin, Lumière él. 1892. Bd. XLIV, S. 139.

⁸)    Hutin et Leblanc, Lumière él. 1891. Bd. XL, S. 240.

v. Bisiez, Kondensatoren.

Stanley and Kelly nahmen anfangs Paraffin oder Ebonit, jetzt sollen sich für ihre Kondensatoren ein geheimes Material, aus dem sich sogar Schichten von 0,075—0,125 mm Dicke hersteilen lassen, benützen.¹)

Mit Mika wurden im großen von Bradley²⁻³) Kondensatoren erbaut, auch seine Kondensatoren mit stearinsauerem Blei haben viel von sich reden lassen.

Pflanzenfasern wurden von Bläthy und Hoor⁴) genommen.

Durch eine mit Öl getränkte faserige Substanz wird die Metallfolie auch bei dem Kondensator von Wurtz⁵) getrennt.

Mit Seide machte Lombardi⁶) viele Versuche. Die größte Schwierigkeit soll dabei an der Feuchtigkeit der Seide gelegen haben. Einer seiner Kondensatoren bestand z. B. aus 100 Stück 28/18 cm Zinnplatten, durch doppelte Seidenbogen getrennt und besaß bei einer Dicke von 1,2 cm bei 21° 0,351 Mikrofarad Kapazität und 10000 Megohm Widerstand.

Sollberger⁷) legt bei seinem Kondensator zwischen die Platten in Schmierseife gekochte rohe Stoffstreifen. Der Stoff hat hierbei den Zweck, die Seife auch bei der bei Überlastung eintretenden Erwärmung festzuhalten.

0 Stanley and Kelly, Industrie él. 1892. IM. I, S. 183.

²) Bradley, E. P. 17583. (1896.)

Eclairage él. 1898. Bd. XVI, S. 456. Bd. XVII, S. 203. a) Bradley, D. K. P. 106420.

E. P. 10652. (1898.)

U. S. P. 587114, 603722, 617 714.

Auch: Ztschr. f. Instrumentalkunde 1899, Dez.

Electr. Engineer. 1899. Bd. XXVII, S. 134.

⁴) Bläthy und Hoor, Electrician 1897. Bd. XXXVIII, S. 619. ⁵j Wurtz, U. S. P. 503186.

°) Lombardi, Wied. Ann. Beiblätter 1894, S. 678.

Auch: E. T. Z. 1894. Bd. XXXIII, S. 418.

Electrician 1894, S. 302. f) Sollberger, D. R. P. 116992.

72. Schließlich soll noch einiger Kondensatoren, die besondere Anordnungen zeigen, Erwähnung gemacht werden.

Als solche sind zuerst die „adjustable condensers“ von Briggs¹⁻³) zu nennen, die man auf beliebige Kapazität einstellen kann. Zwischen einem Mikadielektrikum befinden sich nämlich

leicht gekrümmte elastische Messingblätter. Der Kondensator will sich also ausdehnen, wird aber durch eine Schraubenpresse Durch Plattdrücken mit derselben soll

daran verhindert, nun die vierfache Kapazität des Anfangszustandes erreicht werden. Ein ähnlicher Kondensator ist auch der von Willyoug.⁴ 5 6 7) Die Kondensatorenkonstruktionen von Muirhead und von

Lee, Wescott und Robes berücksichtigen auch noch die Erwärmung.

Muirhead⁸ 9) baute nämlich Kondensatoren, deren Kapazität sich mit der Temperatur nicht ändert, indem er solche Dielektrica anwandte, deren Temperaturkoeffizienten entgegengesetzt wirken, und zwar Glimmerplatten mit Schellack und Glimmerplatten mit Paraffin.

Lee, Wescott und Robes¹⁰) patentierten wiederum ein Verfahren, um die Lagen der erwähnten Kondensatorrollen abzuwinden.

Eine Art von kleinem Akkumulator soll ein von Hewitt¹) neuerdings patentierter Kondensator sein, bei dem die Armatur aus konzentrischen Ringen besteht, die auf die Dielektricis derartig angebracht sind, daß der Entladestrom durch eine Spirale fließt, der ein Magnetfeld erzeugt, das in der Nähe einen Strom induzieren soll, der dänn eine Lampe zum Glühen bringen kann.(??)

73. Es sei noch eine interessante, von Arno herrührende Anwendung der dielektrischen Hystérésis erwähnt.

Arno²) setzte eine aus einem Dielektrikum bestehende Scheibe auf eine Spitze, die im Mittelpunkt einer aus drei voneinander isolierten Sektoren gebildeten Scheibe befestigt ist. Bringt man die Sektoren mit den Polen eines Dreiphasenstromes in Verbindung, so beginnt die Scheibe zu rotieren.

Auf dieses Prinzip gestützt, versuchte dann der Japaner Ho einen Motor zu erbauen/')

») Hewitt, TT. S. P. 629682.

²)    Arno, Fortschritte 1894, S. 426.

Wied. Ann. Beiblätter 1900, S. 187.

³)    Electr. World 1901. Bd. XXXVII, S. 1012.

Sclilu fs wort.

74. Diese verschiedenen Kondensatorkonstruktionen, von denen viele nur in (wohl absichtlich) verschleierten Patentschriften angegeben sind, kann man so ohne weiteres schwer diskutieren. Für die vorliegende Arbeit dürfte ja allein nur der Umstand von Bedeutung sein, ob man sich dem technisch brauchbaren Kondensator genähert hat, oder nicht.

Denn bis zum heutigen Tage haben sich die Kondensatoren in den industriellen Verwendungen, für die man sie verschiedentlich vorgeschlagen hat, nicht sehr hervorgetan.

Darin ist ein jeder einig, daß sie geradezu wundervolle Instrumente sind, dank welcher die schwierigsten Probleme der Wechselstromtechnik wie durch ein Wunder — auf dem Papier — gelöst wurden. Aber auch darin war man lange Zeit einig, daß sie für die Praxis solche Fehler haben, daß man sie durch andere Apparate, z. B. durch Synchronmotoren,¹) ersetzen muß, die ihre Aufgabe zwar nicht so ideal erfüllen, dafür aber billiger und weniger Raum einnehmend sind, und die auch nicht so leicht diese speziale Musik hören lassen, die für den sich erwärmenden oder kochenden Kondensator so etwas wie ein Schwanengesang wird, um dann gewöhnlich auch mit einem Kurzschlüsse zu enden.

Es scheint aber, daß in allerletzter Zeit doch starke

') Berg, Compensation of linę drop in alternating current circuits. Electr. World. 1900. Bd. XXXV, S. 60.

Verbesserungen in der Ausführung der Kondensatoren eingetreten sind.

Das zeigt schon der Umstand, daß Boucherot z. B. mit 150 Frcs. anfangs den Kondensator-Kilowatt berechnete — wenn man Kondensator-Kilowatt dasjenige nennt, für das 2 n c G = 1000,

Lombardi aber heute diesen Preis mit 50 Frcs. festsetzt.¹)

Werden aber die Kondensatoren einmal billiger, so gibt es Avohl kaum einen Ztveig der Wechselstromtechnik, in dem sie keine Rolle spielen werden. Dazu bieten sie — wie gesehen wurde — zu viele und verschiedentliche Vorteile.

Hauptsächlich in den Vereinigten Staaten sind neuerdings viele Stimmen laut geworden²) daß, wenn einmal die Kilowatt-Kosten 10 Dollar nicht übersteigen, der Anwendung von guten Kondensatoren kaum mehr etwas im Wege stehen würde.

Und auch das ist nicht unmöglich, daß man mit der Zeit willens darauf zurückkommt, wozu man sich anfangs durch Unwissenheit hat verleiten lassen (§ 11), nämlich Kondensatoren auf irgend eine Weise als Akkumulatoren zu benützen.

Diese Möglichkeit ist, wenn man an die atmosphärische Elektrizität denkt, gewiß von Bedeutung.

x) Hospitalier, L’avenir des condensateurs. Industrie él. 1892. Bd. I,

S. 20.

²) Lombardi, Eclairage él. 1900. Bd. 384, S. 1080.

KRAKOW |

N amenr exister.

Abegg 69.

Ahston 3.

Andreoli 81. Armagnat 73. Arno 67. 84. Arnold 41. 50. 74. Arsonval, D¹ 3.

Ballantyne 69. 71. 79.

Beaulard 70.

Bedell 3. 6. 20. 24. 34. 69. 71. 74.

79.

Benischke 34. 69.

Berg 18. 85.

Blakesley 30.

Blâthy 39. 42. 43. 74. 82.

Blondel 18. 30.

Blondlot 72.

Borel 70.

Boucherot 8. 18. 20. 24. 35. 51. 56.

59. 71. 74 75. 77.

Bouquet 7. 58.

Bouty 69. 70.

Bradley 46. 48. 74. 82.

Bragstad 50.

Briggs 83.

Brown 42. 44. 74.

Bryliński 69.

Cassie 65.

Chapmann 47.

Chesney 15. 16.

Claude 3. 13.

Crehore 3. 6. 20. 24.

Davies 48.

Davis 73. Depoele 41. Dewar 69. Dobrowolsky 41. Drysdale 45. 46. Ducretet 73. Dubsky 44. Dunstan 20. 24.

Eborall 44.

Eisler 66. 67. 71.

Faraday 2.

Feldmann 6. 7. 30. 34. Ferraris 41.

Fessenden 47.

Fizeau 1.

Fleming 1. 3. 7. 69.

Garbano 3.

Gasnier 67.

Géraldy 13. 75. 81. Guilbert 6. 39. 62. Guye 30.

Hanauer 65.

Hay 6.

Heinke 3.

Hess 70.

Hewitt 84.

Ho 84.

Hoor 2. 7. 43. 67. 68. 70. 74. 79. 81. 82.

Hopkinson 7. 69.

Hospitalier 2. 86.

Hulne 47.

Hutin 4. 17. 85. 36. 42. 67. 74. 79.

Jablochkoff 12. 74. 81. Janet 8. 4. 57. 58. 69. 81.

Kapp 6.

Karpen 8.

Kelly 16. 36. 37. 74. 79. 82. Kelvin 6. 81.

Kennedy 41.

Kirchhoff 6.

Kleiner 66. 74. 80.

Kolben 44.

Korda 20. 23. 73.

La Cour 50.

Leblanc 4. 15. 17. 35. 36. 42. 60.

67. 74. 79.

Lee 83.

Lehmann 81.

Leitch 72.

Lombardi 74. 80. 82. 86.

Loppé 7. 58.

Lunt 12.

Macfarlane 78. Martin 28. Maxwell 2. Mengarini 81. Mercanton 68. Meyer 38.

Miller 34.

Millis 8.

Monti 78.

Mordey 7.

Morris 70. Muirhead 79. 83.

Nernst 69. Northurp 69.

Oudin 16. 37.

Pellat 70. Perry 15. 34.

Pollak 73.

Porter 70.

Pupin 20. 23. 49. ! Perreau 32.

Raleigh 6. Rechniewsky 58. Kobes 83.

Rosa 66. 69.

Koux 81.

Kussel 20. 24. 63. Kyan 12. 58. 63.

Sahulka 7. 20. 23. 41. 44.

Savary 5.

Scattergood 3.

Scbaufelberger 69.

Seiden 34.

Shaw 72.

Sheldon 72.

Siemens 67.

Smale 69.

Smith 66. 69.

Sollberger 82.

Stanley 16. 36. 37. 74. 79. 82. Starke 69.

Steinmetz 20. 24. 38. 64. 68. 71. Sumpner 12.

Svinburne 13. 33. 71. 74. 81. Szvetics 79.

Tesla 12. 17. 28. 41. 42. 80. Thomson (Kelvin) 6. 81.

— E. 44.

Thompson, S. 16. 44. Threlfall 8. 69. 79.

Tobler 83.

Wagner 34.

Weber 63. 69.

Wescott 83. Wilmshurst 46. Williamson 69. 71. 79. Wilson 8. 69. Willyoug 79. 83. Wurtz 82.

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¹

)    Willyoug, Fortschritte 1896, S. 326.

Auch: Electr. Engineer. 1896. Bd. XXI, S. 57.

²

)    Stanley and Kelly, U. S. P. 455773, 505859, 505860, 508887. Auch: Electr. World. 1893. S. 325.

³

)    Anonym, Electr. World, Bd. XXXVIII, S. 1080.

Auch: Electr. World. Bd. XXXI, S. 219.

⁴

) Briggs, A new form of electrical condensers having a capacity capable of continuons ajustement. Electr. Kew. 1899. Bd. XLV, S. 456. a) Derselbe, Continuously adjustable condenser. Phys. Kew. 1900,

Juli.

⁵

s) Briggs, Continuously adjustable condenser. Electrician 1900. Bd. XLV, S. 590.

⁶

Auch: Electr. World. 1900. Bd. XXXVI, S. 220.

⁷

) Willy oug, Fortschritte 1896, S. 826.

Auch: Electr. Engineer 1896. Bd. XXI, S. 657.

⁸

B) Muirhead, Lumière él. 1892. Bd. XLV, S. 158.

⁹

)    Tobler, Über das Verhalten eines Kondensators mit großer Kapazität. E. T. Z. 1899, S. 639.

¹⁰

)    Lee, Wescott and Kobes, Electr. World 1897. Bd. XXIX, S. 189. Auch: Electr. Engineer. 1897. Bd. XXIII, S. 123.