Titel: Ueber einen neuen Apparat zur Demonstration der Foucault'schen Ströme; von Dr. A. v. Waltenhofen.
Autor: Adalbert Waltenhofen [GND]
Fundstelle: Band 249, Jahrgang 1883, S. 19
Download: XML
Ueber einen neuen Apparat zur Demonstration der Foucault'schen Ströme; von Dr. A. v. Waltenhofen. Mit Abbildungen. A. v. Waltenhofen's Inductionspendel. Die Absicht, welche mich zur Construction des nachstehend beschriebenen Apparates geführt hat, war dahin gerichtet, den durch die Foucault'schen Inductionsströme bedingten Arbeitsaufwand durch ein für eine gröſsere Zuhörerschaft geeignetes, möglichst einfaches und augenfälliges, zugleich aber auch eine quantitative Schätzung gestattendes Experiment ersichtlich zu machen. Hierzu schien mir die schwingende Bewegung besonders geeignet, welche zugleich mit Rücksicht auf die Theorie der Dämpfung und der Aperiodicität ein besonderes Interesse darbietet. Die bisher gebräuchlichen Apparate zur Demonstration der Foucault'schen Ströme entsprechen den hier aufgestellten Anforderungen keineswegs. Näheres hierüber bringt eine ausführliche Abhandlung in den Annalen der Physik und Chemie, 1883 Bd. 19. Das Prinzip meines neuen Apparates, welcher mir einige Vorzüge zu haben scheint, besteht in der Anwendung eines kupfernen Pendels, welches zwischen den Polen eines Elektromagnetes seine Schwingungen ausführt. Wie aus den Textfiguren zu entnehmen ist, durchsetzen die Schenkel eines mit seiner Wölbung in ein festes Grundbrett BDie Stellschrauben sind in der Zeichnung fortgelassen. eingelassenen Elektromagnetes E eine mit jenem Grundbrette durch 4 Säulen S verbundene Messingplatte P. Auf P sind die (aus messingenen Röhren dreieckförmig hergestellten) Träger t der Pendelachse a befestigt. Diese ist zwischen Spitzen beweglich, welche den in jenen Trägern gelagerten Schrauben s angehören, die selbst wieder mittels Gegenmuttern in der richtigen Stellung festgeklemmt werden können. Textabbildung Bd. 249, S. 20 Das Pendel hat folgende Einrichtung: An Stelle der Pendellinse habe ich eine 20cm lange, 5cm breite und 1cm dicke Kupferplatte k von der Form eines Flachring-Segmentes gewählt.An den kürzeren Schmalseiten ist das Segment etwas abgeschrägt, um einem Anstoſsen an die Polschuhe bei engem Spielräume und nicht genau vertikaler Aufstellung des Apparates vorzubeugen. Deshalb habe ich auch kein längeres Flachringsegment angewendet, bei welchem ein Anstreifen schwer zu vermeiden wäre. Anstatt einer Pendelstange hat der Mechaniker (von welchem auch die Anwendung von Röhren anstatt der von mir vorgeschlagenen gerippten Stäbe für die Träger herrührt) einen trapezförmigen Rahmen bc angewendet. Die längere Parallele b dieses Trapezes gehört der Drehungsachse a des Pendels an, die kürzere (untere) ist mit einer Schiene d zu einem rechtwinkligen Kreuze verbunden, welches auf die concave Schmalseite der Kupferplatte k in der Art festgeschraubt ist, daſs die Ebene der Kupferplatte und jene des Trapezes auf einander senkrecht stehen. Als Führungen beim Einstellen der Polschuhe n und zum Festklemmen derselben dienen auf jeder Seite ein Paar parallele, oben mit einem Querstücke verbundene Lappen l, welche auf der Platte P festgeschraubt sind, und eine in jenem Querstücke enthaltene Klemmschraube r. Die Polschuhe werden so eingestellt, daſs die Kupferplatte mit einem beiderseitigen Spielräume von 1 bis 2mm zwischen durchgehen kann. Gibt man nun dem Pendel eine groſse (z.B. nahezu rechtwinklige) Elongation und läſst es schwingen, so zeigt sich, so lange kein Strom durch die Drahtwindungen des Elektromagnetes geht, wegen der geringen Reibung auch nur eine geringe Abnahme der Schwingungsbogen. Es tritt aber sofort eine rasche Abnahme der Schwingungsbogen ein, wenn man den Elektromagnet auch nur mit einem Strome von geringer Stärke anregt. Bei Anwendung eines kräftigeren magnetisirenden Stromes wird das Pendel, selbst wenn man es aus den gröſsten Elongationen herabfallen läſst, beim Durchgange durch die Gleichgewichtslage – wie wohl vorauszusehen war – plötzlich gefangen, als wenn es in einer zähen Flüssigkeit stecken bliebe. Auch zur Ausführung dieses ebenso anschaulichen, als lehrreichen Vorlesungsversuches eignet sich ganz vortrefflich die Siemens und Halske'sche (v. Hefner-Alteneck'sche) 50 magnetige Inductionsmaschine, mit welcher man es ganz in der Hand hat, mehr oder weniger aperiodische Bewegungen des Pendels nach Belieben hervorzubringen. Bei meinem von Mechaniker W. Grund in Prag ausgeführten Apparate beträgt die Pendellänge ungefähr 50cm und sind die 7cm,5 dicken Schenkel des Elektromagnetes mit 28cm,5 langen aus je 3 Lagen gebildeten Magnetisirungsspiralen von 3mm Drahtstärke versehen. Der Apparat wird aber auch in kleinem Maſsstabe ausgeführt zu Vorlesungsversuchen sich eignen. Der Pendelaufsatz läſst sich an bereits vorhandenen Elektromagneten (diamagnetischen Apparaten) leicht anbringen. Eine quantitative Schätzung der bei einer Pendelschwingung aufgewendeten Inductionsarbeit, welche man wegen der verhältniſsmäſsigen Geringfügigkeit anderer Bewegungshindernisse annähernd dem Verluste an lebendiger Kraft gleichsetzen kann, ist leicht ausführbar, wenn man die Constanten des Pendels ermittelt hat und zwei auf einander folgende Elongationen abschätzt (oder auch mit Hilfe einer leicht anzubringenden Vorrichtung abliest), nämlich die Elongation, aus welcher man das Pendel fallen läſst, und den Bogen, um welchen es sodann die Gleichgewichtslage überschreitet.