In dieser Arbeit wird der Übergangswiderstand an Berührungstellen von metallischen Leitern untersucht.Dafür wurden Esperimente durchgeführt, bei denen Widerstände an den Berührungsstellen gemessen wurden

Müller, Friedrich C. G. (Dr.)

German

Hochschulschriftenserver - Universität Frankfurt am Main

282. Ueber den galvanischen Uehergangswiderstand an denBerührungsstellen metallischer Leiter.\"on 1)1', Fricdrich C, U. M IIllcl'.In einer früher von mir vcröffcntlichton Untcl'slIcliUng', überdie g':1IVilllische Polm-isation , Pozg, Ann, CL1, 2D5, 'findet fiiehhci der Ilcschreibuntr der angewendeten Apparate die Angabe,<1:18S Commutatoren mit schlclfcndcn Mr-tallfcdcrn dem Strnmrlurr-h-g:lng einen Ueborgnngswidorstnnd darböten, welcher nich! blos mitder Stellung der Walze, sourlern :111rh mit der Stromstärke vmiirc.Zu dieser Wahl'llelJ1llllng- goal! ein :dlerllings lIlittchllllsRig g'I':Il'hei-toter Rhumkorff'scher Commutat or Anlase, welr hor es nie g-r~t:tttl'l(',den Strom ohne erhebliche Acudcruru; der Intcnsit.tt ZIl wenden.Später fand ich bei dem uämlichcn Appnrutc durch dirccte i\[eE-suiu; Widcrsti;lI(le .• welche zwischen 1,7 und 12,0 lagen; chenfallszci~tc es sich augcnscbciulich , dass dieser Widr rstruul mit derStromstärke in unregclmttssigster Wci~e schwankte. Diese Ilcob-achtungcn machten mich daher so bcsorgt , IlasR ich bei meinengalvanometrischen Apparaten fast alle Klemmschmuben cntfernt« UJJ(1dafür die Leitungen mit Zinn vcrlöthetc. Denn jede Contactstcllekonnte ja einen ähnlichen Ucbcrgnngswidcratnnd uni! somit eineunberechenbare Fehlerquelle vcr.mlnsscn. ])11 sieh aber Contnct-st cllen im Stromkreise wohl kaum beseitigen lassen, ZU 111 111, wennman mit Zink -Kohle -Elementen arbeitet, so beschloss icl: derSicherheit halber die Frngc einer eingehenden I'rüfung zu unter-werfen. Die 'I'hatsachc, dass übcrhnupt cin Ucberpnugswidcrstnudder angedeuteten Art stattfindet, erinnere ich mich in verschiede-nen Lehrbuchern und Originalnbhnndlungen erwähnt gefunden zuhaben, ohne dass irgcudwo viel Aufsehens davon gemacht wurde.Eine eingehende Specialuntersuchung über diesen Punkt ist mirnicht zu Gesicht gekommen.Die wichtigste Rolle bei der nunmehr mttzutheilendcn Expcri-mentaluntersuchung spielt eine Kette, welche aus MessingdrahtVOll 1,D;) 1lI1l1.Dicke :\1I<;efl!rtigt war. Die kurzen Glieder diesel'Kette hatten eine :)fürmi;.;e Gestalt, !lo,la:;,; sie IH"plem zus.unnu-n-gcsdzt IIIHI auscinnndergeuouuncn werden ko nutcu. Das .,llI'l'sl('Gl icd kam vermittels eines mit Qllcck"illJcr verseheneu Dlippd·hakcus :\11 ein Stativ zu hi[lIgell, das unterste t ru;; ei neu ähulichcuDoppelhaken mit Quccksilberuäpfchcu , welche» seinerseits 1~llleWa;.;w:halc trug, Die nahe über der Til",IJtUclle sehwchcndcSchule stützte Hieh zur Vcrtueiduuz von Sehwuukuuzeu auf CiU'~hBallen lockerer Baulll\\·olle. Die Hcrührungssu-llcu der l:iIlZ,'IIl':lJGlieder der Kette waren hlauk polirt , wus leicht vcrmittvls einr-sdarum ;;"l'wlillln;;cllen Bill,!fa,!clIs geschieht, uellJ lJlan, unclulcui CI'mit eaput mortuum bestreut, eine siigeJHle Bewegullg ert hr-ilr, Dieans 15 Gliedern bestehende Kette wog 10,45 Gr" rler darnuIliingeu!le Napf nebst Wagschulc 34,3 GI'. Um das seitliche Aus-weichen der Kette zu verhüten, liess mau Eie durch ein vertikaleiugespauutes, genau anschliesscudes Glasrohr gehelI.Ein durch die Kette vermittels der erwülmtcn Quecksilber-näpfe gf'leitder Strom musste also 1G Berührungsstellen pa,'isirenlind dadurch voruussichtlich einen beträchtlichen Widerst.urd er-fahren, Die Kette konnte leicht lind ohne Ersr-hüttcrung d'!I'Aufstellung durch eiucn Quccksilbcr-Uutschaltcr in dcu Sehliess uugs-Logen ein- oder ausgeschaltet werden. Der Strom ;;ing auasr-rdcmdurchs Galvanometer 111111 Rhcochord. Bei Abg\eiehllllg der Wid(~r-t;Uilltle fand die in der nngeführteu Abhandlung pa;;. :W:! uusfü hr-lieh Lesl'.hrieLelle mikroskopische ALlesung' der X:lIlc!t;ldluu;; statt,Al!; Stromquelle diente in der Regel ein sehr coustautes Dauidl'-sches Element.So war alles gethan um für die Widerstaudsmessuugeu eine;;I'OSfie Genauigkeit guruntireu zu küunen. 111(11:1''I'hat lwlief('Jlsich Lei der Ausmitteluug' der LeitulIg',;fiLhi;;keit des zur Kettebenutzten Drahts die g-rüsstell Abweichuuge» \'0111)littel nicht über):m Einheit.Die Untersuchung selber anlangend, muss von V01'll hereinbemerkt werden, dass ich damit aufiill;;lich auf Irrwege gcrathcnbin, Aus meinen ~lessungell glaubte ich schlicssen zu müssen,der Uebergaugswiderstand sei nicht allein der Intensität 1>1'0\101'-tional, sondern auch der clektromotorischeu Kraft rler ungewuudteuElemente. Erst nachdem eine grosse Zahl von Bcobuchtuugsreihcuausgeführt waren, VIelehe durchaus nicht in Einklang ).;'(·\)I':1.chtwerden konnten, gelang es mir, die Quelle der grü,.stell IrrthUwcr30zu erkuuneu 111111 zu vcrmciden , worauf einige weitere Me8s11llgs-reihen sofort zum Endrc8ultat führten.Die Schwierjgkcit zei;!;te sich d.uiu beg'riillllet, (lass trotz derPolitur der Uebcrguugswidcrstuud auch an nuch so nahe lieg'I'IHlellPunkten der Bcruhruug ein anderer ist,' wovon man sich durchgdilllietl Ausbiegen der Kette lclcht tilJerzell;.;'en kanu ; (ladurrhwird sich n.nnlie l: ihr Widerst.uul lIlöglieherwciHe um dus l~faehevermehren oller vermindern. N ac lulern ich die Kette in das Glas-rohr eingeschlossen, glaubte ich einer dcrnrtigcn Störung gelliigenllvorgesehen zu haben. DaR ist indessen nicht der Fall, sonderndie geringste Erschütterung des Hauses und des Tisches äudertden Widerstand der Kette, Durch die kaum wnhmehmbarcnStösse , welche durch den \V:lgcnverkehr in cntfcrntcrcu Strnssenhervorgcbrncht werrlcn , pflegt der Widerstand stctig gering'('1' zuwerden, stärkere ErsehUtterungcn, z. B, Fnhrcu in der Nähe desHauses, können ihn plötzlich bedeutend steigern. Darin lie,;t derGruud, erstens dass namentlich für gerin;.;c Belastungen der Schaledie Werthc der einzelnen Mcssuugsrciheu durchaus nicht mit dererwarteten Gounuigkcit unter einander stimmten, zweitens dassdie Mittelwerthe der zu verschiedenen Zeiten g'efundencn Reihengar nicht mit einander verglichen werden konnten.Durch folgenden Kunstgriff liess sich der Ucbc lstaud schliess-lieh in etwas beseitigen. Der Strom wurde mit der ;;cwiiIlS(',htclIIutenait.tt hindurch ~ela8sen UII(1 (las Mikroskop auf die G:t!V;!1I0-meteruudel eingestellt. Wiiltrcn(! man durch dasselbe die Nadelbeobachtcto , wurde mit einem kleinen Stilbehen ununterbrochcuan den Tisch, welcher <las Stativ mit der aufgchungtcu Kettetrag, geklopft. Die Nadel ging' dabei stetig vorw.trta, bis aieschliesslich stationär blieb, Dann hatten sich, wie leicht zu ver-stehen, die Herührungapuukte der einzelnen Glieder auf die Ortoder grösstcn Stabilitilt begeben, aus der sie thntsächlich nur durcheine stürkore Erschütterung wieder Zil cntferncn waren, vorausge-setzt die Belastuug der Schale ruiudestens 100 GI', betrug, Beigeringerer Belastung versagte auch die angegebene Manipulationvöllig ihren Dienst. Die alsbald mitzutheilenden Zahlen wurdenerhalten, nachdem vor jeder Versuchsreihe durch Klopfen derstatiounre Zustand herbeigeführt war,Der metallische Widcrs tnud der Kette Hisst sich, nicht gCU3,Uangeben, weil man die wahre Lauge des aus gekrUmmtcn Glieder-nzusamuiengesetsten Leiters nicht kennt. Meine Kette war 21 Ctm,lang, daraus schätze ich die absolute Läll;;,e des durchstr-imtenDrahts auf :W Ctlll. Dca· Widerstand eines 2li Ctlll. langen Stücksdes zur Kette verwnudtcn ~Ics,.;in;;tlrahtl; wurde direet zu Ü,Gll ge-funden. Hierzu würde ein gerin;;,cr Betrag auf Rechnung des anjcdem Beruh rungspunkte stattfindenden Ausbreitungs widerstaudszuzuzählen sein. Wir dürfen also auueluuen , die Zah I 0,7 he-zeichuc den metallischen Wideretau-I, Uebrlgcns ist es für unsereMessungen meistens wenig atörend , wenn die Zahl 0,7 auch um5 Procent fehlerhaft sein sollte , weil sie ja von dem vielfachgrüsseren Gesamrntwldersta .• nde suhtrnhirt werden IllIHIS, um :118Rest den Uebergangswlderstand zu geben." I. Belastung der Schale 100 Gr. Als Elektromotor elnZink-Kohle-Elemcnt.a) J = 10. Der GesammtwlderstandW wurde gefundcn.4,4 4,0 3,8 4,0Mittel 4,Oj.Daraus, der UebergungswiderstanrlU = 3,3;;.b) J = 20W = 4,0 4,0 3,84~Iittcl 3,94GU = 3,24G~•c) J = 10W == 4,0 3,8 3,8Mittel 3,8GGU = 3,166.d) Elektromotor ein Duniell'sches Elcment, SOlistwic c),W - 4,4 4,2 4,3Mittel 4,3u= 3,6.ll. Belnstuug 200 G... J = 10W = 3/> 3,0 3,0 2,8lIittcl 2,95U = 2,25.32Ill, Belastung 400 Gr, J = 10,W = 0,98 0,98 0,96 0,97Mittel 0,972U- 0,272,Aus den vorstehenden Beobachtungen leitet sich sofort einenegative Antwort auf die den Ausgangspunkt der Untersuchungbildende Frage her, Der Uebcrgnngswldorstand ist uuabhängigVOll Intensität und elektromotorischer Kraft i die G rösse desselbenist verschwindend klein, selbst wenn Leiter sich nur in einemPunkt bei einem gegenseitigen Druck von 400 GI', berühren.Nach Reihe IU ist sie ja für eine einzige Uebergangstelle nur 0,01 ~r,nach Reihe II 0,14, Daraus ergibt sich, dass der durch Ein-führurig von Klemmschrauben verunlasste Ucbergnngswidcrstnudvollständig umessbar sein mIlSS, denn durch gehöriges Anziehender Schraube wird ein Druck VOll mehreren Kilogrammmen hervor-gebracht, abgesehen davon, dass sich die Leiter dabei nicht in einemPunkte, sondern in einer Linie berühren.Die mitgetheilten Zahlen sind ZUl' Feststellung des negativenResultats durchaus beweisend, obgleich sie aus den angeführtenGründen nicht mit der Schärfe übercinstimmcn , welche zur Be-grUndung positiver Gesetze erforderlich ist, Das von mir einge-schlagene Verfahren wenigstens dürfte auch kaum anwendbar sein,um die Abhängigkeit des Uebergungawiderstands von der Stärkedes Drucks festzustellen, mit der die sieh berührenden Leiter aufeinander gepresst sind.Um einen Begriff davon zu geben, wie gl'088 der Widerstandin der nämlichen Kette gewesen ist, wem. sie vorher nicht inder beschriebeneu Weise andauernd erschüttert war, theile je haus der Zahl meiner vergeblichen Measungsreihen folgende Mittel-werthe mit.Für die Belastung der Schale mit 200 Gr. wurde zu ver-sehiedenen Zeiten gefunden:U = 2,66 5,68 6,28ebenso für 100 Gr. Belnstung :1] = 4,84 9,18 7,14 12,5 12,3 10,62, 10,3.·,.)J.~Der' Leser wird fragen, wie es zugegungen , dass mei 11H.humkorlfscher Commutator ebenfalls einen variablen Wider.stand bei unveränderter Stellung der Walze zeigte, so dass erAnlass zu der früheren falschen Behauptung und der vorstehen-den Untersuchung werden konnte? Der Grund lie;;t, wie ichmich hernach überzeugt habe, einfach darin, dass dic an sichschwachen Federn fast gleich stark waren. Dadurch wurde dieWalze in der Schwebe gehalten, 80 dass die schlottemdcn ZapfeIlbei jeder Erschütterung in ihren Lagern einen andem Berühruugs-punkt finden mussten 1 obendrein noch unter unzureichendemDrucke. Durch folgewie einfache Abänderung' wird jedoch auchder Rhumkorff'sche Commutator zu exacten Verbuchen brauchbar :Mau macht die thunlichst kräftigen Federn ungleich stark, dannwerden durch den Ueberdruck der stärkeren die Zapfen feilt andie Lagerwandung gepresst.•

Ueber den galvanischen Uebergangswiderstand an den Berührungsstellen metallischer Leiter

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