Mechanisch-elektrische Einheiten. Von Dr. K. Michalke, Berlin-Siemensstadt. Mechanisch-elektrische Einheiten. Ueber hundert Jahre schon rechnet man bei Leistung von Dampfmaschinen und anderen Kraftmaschinen nach Pferdestärken (PS); die Engländer haben eine etwas kleinere Einheit horse-power (HP). Diese Einheit ist leicht ins Volk eingedrungen, da es sich unter dem Namen etwas vorstellen kann, nämlich daß die Pferdestärke etwas Gleichartiges ist, wie das, was ein Pferd leisten kann, in gewisser Zeit eine bestimmte mechanische Arbeit zu verrichten. Eine „Pferdestärke“ ist nicht etwa gleich der Leistung eines Pferdes, nur gleichartig, denn auch das kräftigste Pferd kann an einer Maschine auf die Dauer, und hierauf kommt es an, die Leistung einer mechanischen Pferdestärke nicht ausführen. Es kann bei achtstündiger Arbeitszeit nur etwa die Hälfte leisten. Nur vorübergehend auf sehr kurze Zeit kann ein tierisches Pferd eine mechanische Pferdestärke an einer Maschine leisten. Die Benennung der mechanischen Einheit „Pferdestärke“ ist willkürlich und zufällig. Eine Pferdestärke ist bekanntlich die Leistung, bei der in einer Sekunde die Arbeit von 75 kgm vollführt werden kann, d.h. es können 75 kg durch l PS in 1 Sekunde 1 m gehoben werden. In der Elektrotechnik, die über ein sehr vollendet ausgebildetes Maßsystem verfügt, ergibt sich die Leistungseinheit bei Gleichstrombetrieb und bei Einphasenwechselstrom, wenn im Stromkreise keine Gegenkräfte vorhanden sind, die durch Magnetisierung oder Kondensatorwirkung entstehen, aus dem Produkt von Stromstärke J und Spannung E. Es stellt in diesem Fall JE die Leistung dar. Aus Volt und Ampere ergibt sich die Leistungseinheit Voltampere oder Watt. Wie man bei Gewichten im Verkehr zumeist mit dem Tausendfachen des Grammgewichtes, dem Kilogramm, rechnet, so rechnet man in der Starkstromtechnik zumeist mit dem Kilowatt (kW). Dies kW ergibt sich also in natürlicher Weise aus den Grundeinheiten der Elektrotechnik. Infolge der Einführung des kW mußte man mit zwei Leistungseinheiten, dem kW und dem PS, rechnen. Man half sich in der Weise, daß man die PS-Einheit für mechanische Leistungen, die kW-Einheit für elektrische Leistungen wählte. So rechnete man beispielsweise bei einem Turbogenerator, daß dieser etwa 1500 PS an den Gleich- oder Wechselstromerzeuger abgebe, der dafür 1000 kW leiste, umgekehrt sagte man von einem Motor, seine Aufnahme betrage 85 kW, wofür er 100 PS abgäbe. Das Rechnen mit verschiedenen Einheiten führt zu unnötiger Zwischenrechnerei und neuen Fehlerquellen. Bei Wahl einer einzigen Einheit wird alles einfach und übersichtlich. So erhält man z.B. als Wirkungsgrad eines Motors vѯn 1,25 kW Aufnahme und 1 kW Abgabe 1/1,25 oder 0,80, der Verlust 1,25 – 1 = 0,25 kW. Der Besitzer eines Kleinmotors bezahlt, die vom Motor aufgenommene Arbeit nach Kilowattstunden, nach denen sein Zähler geeicht ist. Es ist für ihn daher das natürlichste, auch die vom Motor geleistete Arbeit nach Kilowattstunden, nicht nach einer anderen Einheit, Pferdekraftstunden, zu rechnen. Für die Elektriker war es ausgeschlossen, von der Einheit des kW, die sich aus den Grundeinheiten gesetzmäßig ergibt, abzugehen. Da die Ausbreitung der elektrischen Anlagen immer mehr zunahm, und elektrische Maschinen in der Technik eine führende Rolle übernahmen, kamen die Vertreter der verschiedenen technischen Betriebe überein, nur noch mit einer Einheit fortan zu rechnen und das kW allgemein auch für mechanische Leistungen anzunehmen. Man verhehlte sich nicht die Schwierigkeiten, die der allgemeinen Einführung der neuen Einheit entgegenstanden. Man war an die alte, über ein Jahrhundert gebrauchte Einheit gewöhnt und hatte sein Schätzungsvermögen hiernach eingestellt, das nun einer neuen Anschauungsweise angepaßt werden sollte. Die breite Masse des Volkes zeigt eine erstaunliche Denkträgheit und läßt sich nur schwer dazu bringen, zu einer neuen Einheit überzugehen. Rechnet doch der Groß-Viehhändler vielfach noch in manchen Gegenden nach der längst verlassenen Einheit in Steingewicht, der Grundstückmakler rechnet in Norddeutschland noch nach Ruten, die Hausfrau kauft nach Pfunden und Gramm, Mandeln, Schock. Es kann also noch eine lange Reihe von Jahren vergehen, bis sich die Gesamtheit des. Volkes an die neue Leistungseinheit gewöhnt hat. Die einheitliche Einführung des kW als Einheit für elektrische und mechanische Leistung wurde etwa gleichzeitig in Deutschland und international von der internationalen elektrotechnischen Kommission (JEC) angeregt. International wurde die Einführung im September 1911 in Turin beschlossen. In Deutschland wurde sie von dem aus 16 größeren technisch-wissenschaftlichen Verbänden gebildeten Ausschusse für Einheiten und Formelgrößen (AEF) angenommen und 1914 veröffentlicht. Hinter diesem Ausschusse stehen von technischen Gesellschaften z.B. folgende größeren Verbände: der Verein Deutscher Ingenieure, der Verband Deutscher Elektrotechniker, der Verein Deutscher Maschinen-Ingenieure, der Deutsche Verein von Gas- und Wasserfachmännern, der Verband Deutscher Architekten- u. Ingenieur-Vereine, die Deutsche Bunsen-Gesellschaft, die Deutsche Chemische Gesellschaft, der Oesterreichische Ingenieur- und Architekten-Verein, der Schweizerische Elektrotechniker-Verein in Zürich usw. Der Beschluß lautet: „Die technische Einheit der Leistung heißt Kilowatt. Sie ist praktisch gleich 102 Kilogrammeter in der Sekunde und entspricht der absoluten Leistung 1010 Erg in der Sekunde. Einheitsbezeichnung kW.“ Die neue Einheit kW ist also im Verhältnis von 102 : 75 größer als die alte PS. Den Namen „Großpferd“ für sie einzuführen, wie anfänglich beabsichtigt war, ist wieder fallen gelassen worden, weil doch leicht Verwechselungen mit dem alten PS eintreten können. Gewissenlose Anbieter könnten dies auch leicht zu unlauteren Geschäftsvorteilen ausnutzen, wie dies früher in der Zeit vielgestaltiger Maßeinheiten, z.B. mit der langen und kurzen Elle, geschah. Es war großzügig von den Herstellern von Dampfmaschinen, Gasmaschinen, Oelmaschinen, Wind- und Wassermotoren usw., sich sofort der neuen Einheit anzuschließen und die alte Einheit zu verlassen. Während die Engländer noch zaghaft sind, die Beschlüsse ihrer hervorragensten Körperschaften und Ingenieure in die Tat umzusetzen, sind die Franzosen weiter gegangen. Durch Gesetz vom August 1919 wurde kW auch für mechanische Größen gesetzlich festgesetzt, wie bei uns das Meter, das Kilogramm, das Liter, das Hektar usw. In einer Uebergangsbestimmung ist in Frankreich das „Dampfpferd“ (cheval-vapeur) gleich 0,736 kW gesetzt, d.h. wenn jemand nach Dampfpferden rechnet, muß er diese Umrechnungszahl zugrunde legen. In Deutschland, wo die neue Leistungseinheit nur zwischen den großen technischen Verbänden vereinbart ist, gilt das kW noch nicht als gesetzlich festgelegte Einheit, so daß es noch immer jedem frei steht, auch nach der alten Einheit zu rechnen. Wenn es auch, dem allgemeinen Beharrungsgesetz entsprechend, lange dauern wird, bis die neue Einheit im Volke Wurzel faßt, so wäre doch zu wünschen, wenn sich ein jeder mit ihr befreunden und sich ihrer Einführung nicht widersetzen würde. Frankreich ist in der Einführung neuer Maßbestimmungen in dem oben genannten Gesetz noch weiter gegangen. Es hat auch für mechanische Arbeit die aus den elektrischen Grundeinheiten sich ergebende Arbeitseinheit eingeführt. Als mechanische Arbeitseinheit gilt in Frankreich somit das Kilojoule, gleich der Arbeit, die von einem Kilowatt in 1 Sekunde geleistet wird. Diese Einheit gilt also gesetzlich sowohl für elektrische als auch für mechanische Größen. Als Einheit der Arbeit gilt in Deutschland noch in elektrischen Einheiten die Kilowattsekunde, die der mechanischen Arbeit von 102 mkg gleichwertig ist. Das Kilojoule ist in Deutschland nur als Wärmeeinheit vorgeschlagen. 1 Kilojoule = 0,23865 Kilogramm Kalorie (bezogen auf Wasser von 15°C), d.h. mit der Arbeit eines Kilojoule kann der Wärmegrad von 1 Kilogramm Wasser von 15° C um 0,23865° erhöht werden. Es wäre zu begrüßen, wenn auch in Deutschland die Benennung Kilojoule allgemein als Arbeitseinheit eingeführt würde. Man hätte dann die gleiche Einheit für Rechnung mit elektrischen und mechanischen und Wärmegrößen. 1 Kilojoule = 0,23865 kg-Kal = 102 mkg. Es sei als bemerkenswert noch mitgeteilt, daß Frankreich auch für Gradteilung gesetzlich das Dezimalsystem eingeführt hat. Neben der Teilung des rechten Winkels in 90 Grade wird eine solche in 100 Teile festgesetzt. 1/90 von einem Rechten (alte Teilung) wird mit „Degré“, 1/100 eines Rechten (neue Teilung) wird mit „Grade“ bezeichnet. Minuten und Sekunden fallen bei „Grade“ weg und erscheinen als Stellen hinter dem Grade-Komma. Man kann Frankreich die Anerkennung nicht versagen, daß es zu einer Zeit, wo es den Kopf mit Sorgen und Nöten nicht weniger voll hatte als Deutschland, ein Gesetz vollendete, das Deutschland noch nicht zustande bringen konnte.