Titel: | Preece, über die Verwendung des Kupfers zu Telegraphendrähten in England. |
Fundstelle: | Band 267, Jahrgang 1888, S. 257 |
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Preece, über die Verwendung des Kupfers zu
Telegraphendrähten in England.
Preece, über die Verwendung des Kupfers zu
Telegraphendrähten.
Die günstigen Ergebnisse der früher angestellten Versuche mit Telegraphendrähten aus
Kupfer (1886 260 187) haben die englische Regierung
veranlaſst, eine unmittelbare Linie aus 4 Kupferdrähten zwischen London und Dublin
herzustellen, in welcher sich ein neues Kabel befindet, das Nevin in Nord-Wales und
Newcastle bei Wicklow in Irland verbindet. Der Erfolg hat, wie W. H. Preece in seinem im September 1887 in der British Association for the advancement of sciences in
Manchester gehaltenen Vortrage (vgl. Journal
Télégraphique, 1887 Bd. 11 S. 222) berichtet, die Erwartung
übertroffen.
Die Linie in Wales besteht aus Draht Nr. 12½ der Birmingham-Lehre; er hat 2mm,5 Durchmesser, wiegt 42k auf 1km und
hat bei 60° F. (15,5° C.) 3,76 Ohm Widerstand auf 1km (150 Pfund bezieh. 6,05 auf 1 engl. Meile). Sein Widerstand gegen das
Zerreiſsen beträgt 222k,5, was 45k,75 auf 1qmm
ausmacht.
Die ganze Linie von London bis Nevin miſst 438km,
wovon 27km,92 unterirdisch sind. Während des Baues
war bei 30° F. (–1,1° C.) der Widerstand 3,54 Ohm, die Isolation 143 Megohm und die
Capacität 0,0082 Mikrofarad für 1km.
Der Draht wird bei der Uebernahme einer strengen Prüfung unterworfen. Man miſst sehr
sorgfältig seinen Durchmesser, seine Dehnbarkeit und Festigkeit. Man wickelt ihn in
6 Windungen auf seinem eigenen Durchmesser, wickelt ihn wieder auf und wickelt ihn
nochmals, und dabei darf er nicht brechen. Ferner faſst man ihn mit zwei Kloben im
Abstande von 75mm, hält den einen Kloben still und
dreht den anderen langsam, bis der Draht bricht; die Zahl der Drehungen, die der
Draht zuläſst, ermittelt man leicht, indem man vor Anstellung des Versuches einen
geraden Tintenstrich auf dem 76mm langen
Drahtstück macht und hernach abzählt, wie viel Windungen der Tintenstrich bildet.
Der von der englischen Verwaltung verwendete Hartkupferdraht gestattet bei 2, 2,5
und 2mm,84 Dicke mindestens bezieh. 30, 25 und 20
Windungen.
Der Erfolg hängt in so hohem Grade von der bei dem Ausspannen der Drähte
aufgewendeten Sorgfalt und Genauigkeit ab, daſs man sich zur Einführung einer neuen
Verfahrungsweise veranlaſst gesehen hat. Bisher nahm man auf 91m,437 Spannweite 0m,6096 Durchhang und brachte daran die auf andere Spannweiten und wegen
der Temperaturverschiedenheiten nöthigen Aenderungen an. Die Bauleiter lieſsen sich
aber gewöhnlich vom Gefühl leiten und regelten die vom Drahte gemachten Bögen nach
dem Augenmaſs. Für den Bau der Kupferleitungen sind besondere Dynamometer und Zangen
hergestellt worden, welche man mit Salters-Federn
ausgerüstet und mit Scalen versehen hat, so daſs man stets die Spannung des Drahtes
genau reguliren kann.
Die nachfolgende Tabelle gibt neben einander den DurchhangAehnliche Tabellen für die Siliciumbronzedrähte (vgl. 1887 266 * 497) finden sich in der Elektrotechnischen Zeitschrift, 1886 S.
135. und
Draht-sorte
Spann-weiteYards
22° F.Niedrige Winter-temperatur
(starkerFrost
40°
F.GewöhnlicheWintertemperatur
58° F.Mittlere
Sommer-temperatur
70° F.Hohe
Sommer-temperatur
Durchhang
Span-nung
Durchhang
Span-nung
Durchhang
Span-nung
Durchhang
Span-nung
Fuſs
Zol
Pfund
Fuſs
Zoll
Pfund
Fuſs
Zoll
Pfund
Fuſs
Zoll
Pfund
A
100
3
1¾
270
3
9
227
4
3¼
200
4
8⅞
180
A
90
2
6⅝
270
3
1¾
219
3
2¾
190
4
–⅞
169
A
80
2
– ¼
270
2
7⅛
210
3
–¾
178
3
5⅝
157
A
70
1
6½
270
2
1¼
198
2
6½
164
2
10⅞
143
A
60
1
1⅜
270
1
8
184
2
–¾
148
2
4¾
128
A
50
–
9½
270
1
3½
165
1
7¾
130
1
11¼
110
B
100
3
1¾
135
3
9
113
4
3¼
100
4
8⅞
90
C
100
2
8
120
3
7
89
4
3⅞
74
4
11½
64
C
90
2
2
120
3
1
84
3
9½
69
4
4⅛
60
C
80
1
8⅜
120
2
6⅞
80
3
2½
64
3
8⅞
54½
C
70
1
3⅝
120
2
1¾
73
2
8⅝
57½
3
2½
49
C
60
–
11⅝
120
1
9
66
2
3⅛
51
2
8¼
43
C
50
–
8
120
1
4⅝
58
1
10
44
2
2⅜
36½
D
100
2
8
80
3
7
59
4
3⅞
49
4
11½
43
die zugehörige Spannung für verschiedene Temperaturen für
Eisen- und Kupferdraht von der vorgeschriebenen Beschaffenheit und unter Annahme
eines Sicherheitscoefficienten 4. In dieser Tabelle ist A Eisendraht Nr. 7½ B
Eisendraht Nr. 10½, C Kupferdraht Nr. 12½ von 42k,
gezogen bei groſser Härte, und D Kupferdraht Nr. 14, von 28k, gezogen bei groſser Härte. Die für die
Temperatur gewählten Zahlen machen die Benutzung eines Thermometers entbehrlich, das
doch, wenn es der Sonne ausgesetzt ist, in der Regel die wirkliche Temperatur des
Drahtes während der Legung nicht angeben würde.
Durchhang und Spannung ändern sich bei Eisen- und Kupferdraht nicht in gleichem
Verhältnisse mit der Temperatur. Bei Spannweiten unter 80 Yards kann man indessen
einen Eisendraht und einen Kupferdraht unbedenklich neben einander spannen, wogegen
bei gröſseren Spannweiten daraus leicht Berührungen entstehen können. Man wird dann nach
Befinden den Durchhang des Kupferdrahtes etwas gröſser und den des Eisendrahtes
etwas kleiner nehmen, noch besser aber im Allgemeinen darauf verzichten, Eisen- und
Kupferdrähte neben einander zu führen.
Zur Berechnung der Tabelle sind folgende (bekannte) Formeln benutzt worden:
f=\frac{wa^2}{8\,S}=\sqrt{\frac{3\,a\,(s-a)}{8}},
s=a+\frac{8\f^2}{3\,a},
S=\frac{wa^2}{8\,f},
worin f die Pfeilhöhe, a die Spannweite, s die
Länge des Drahtes zwischen zwei Stangen, S die Spannung
am Isolator und w das Gewicht der Längeneinheit des
Drahtes bedeutet. Der Ausdehnungscoefficient des Eisens ist zu 0,0000123, der des
Kupfers zu 0,0000172 für 1° C. angenommen worden. Für Eisendraht von 400 Pfund ist
w = 0,075758, für Kupferdraht von 150 Pfund (42k) w = 0,028409 für 1
Fuſs.
An den Bindestellen kommt der Britanniabund (vgl. 1887 266
* 501) zur Verwendung, der mit verzinktem Draht Nr. 20 ausgeführt wird, während man
zum Löthen Zinkchlorid oder die Baker'sche Lösung
benutzt. Nur darf man nicht fortgesetzt erwärmen, weil die Wärme den Draht weich
macht und schwächt.
Beim Verhalten des Kupfers und des Eisens in Bezug auf die Fortpflanzung des
elektrischen Stromes ist nicht zu übersehen, daſs das Kupfer keine merkliche
elektromagnetische Trägheit oder Selbstinduction besitzt, die Verzögerung der
elektrischen Wellen in ihm also einfach das Product aus Widerstand und Capacität
ist; daſs dagegen das Eisen zu Folge seiner elektromagnetischen Trägheit die
Fortpflanzungsgeschwindigkeit noch stärker verringert (vgl. 1886 260 187).
Zur Zeit werden in England drei neue Linien mit Kupferdraht gebaut, nämlich von
London nach Newcastle und nach Doncaster und von Newcastle nach Leith. In den drei
letzten Jahren sind 350l Kupferdraht für den
Linienbau verwendet worden.