Der Elektromagnetismus

521 Pages·1861·22.3 MB·German

by  Dr. Julius Dub (auth.)

DER ELEKTROMAGNETISMUS.
VON
Dr. JULIUS DUB.
ISBN 978-3-642-50558-4 ISBN 978-3-642-50868-4 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-642-50868-4
DaB Recht der UeberBetzung iBt vorbebalten.
DER
ELEKTROMAGNETISMUS.
VON
Dr. JULIUS DUB.
MIT 120 IN DEN TEXT EINGEDRUCKTEN HOLZSCHNITTEN.
BERLIN.
VERLAG VON JULIUS SPRINGER.
1861.
VOR RE DE .
In der kurzen Zeit, seitdem der Elektromagnetismus bekannt
ist, sind in der Erforschung der Gesetze desselben bereits gros se
Fortschritte gemacht worden. Allein die grosse Zahl der ange
stellten Untersuchungen, die in den verschiedenen wissenschatt
lichen Journalen zerstreut sind und überdies noch einer sichtenden
Kritik bedürfen, erschwert den Ueberblick über die bis jetzt
erlangten Resultate der Forschungen in dem J\;laasse, dass ein
solcher nur einem angestrengten Studium möglich wird.
Aus diesen Gründen habe ich es unternommen, die bisher
nur dem forschenden Sachkenner zugänglichen Lehren des Elek
tromagnetismus nicht allein den Physikern, denen dieses Studium
ferner liegt, sondern auch den Technikern, welche den Elektro
magnetismus praktisch anwenden, sowie endlich dem gebildeten
Publikum, dessen Interesse für die Anwendung dieser Kraft sich
von Tag zu Tag steigert, näher zu führen. Zu dem Zwecke sind
die bis jetzt als richtig anerkannten Gesetze systematisch zusammen
gestellt und wissenschaftlich begründet, die Mängel einiger For
schungen nachgewiesen und die durch dieselben erregten Zweifel
gehoben worden.
VI Vorrede.
Ausserdem habe ich mich bemüht, noch vorhandene Lücken
durch neue Untersuchungen auszufüllen, und dadurch mehreren
Gesetzen eine allgemeinere Geltung oder festere Begründung zu
verschaffen.
Die Anwendung, welche man bis jetzt von dem Elektro
magnetismus gemacht hat, konnte in dem vorliegenden Werke
nicht besprochen werden. Denn obschon das Ziel, das sich gleich
nach der Entdeckung dieser Art des Magnetismus die Physiker
gesteckt hatten, nämlich ihn als Triebkraft anzuwenden, nicht
erreicht worden ist, sondern die neuesten Forschungen eine solche
Anwendung für jetzt und wahrscheinlich auch für die Folge als
unmöglich herausgestellt haben; so ist doch diese Kraft ander
w~itig bereits so mannigfach nutzbar gemacht worden, dass eme
Darlegung der Anwendung zu umfangreich geworden wäre, und
daher einer späteren Arbeit vorbehalten bleiben musste.
Aus demselben Grunde, den Umfang des Werkes nicht zu
sehr zu vergrössern, habe ich mich auch veranlasst gefunden,
einen kleinen Theil der Lehren des Elektromagnetismus selbst zu
übergehen, nämlich die durch diese Kraft hervorgerufenen Rota
tionen, insofern sie nicht bei den Maschinen zur Sprache kommen.
Die Begründung dieses Theiles der elektromagnetischen Erschei
nungen würde besonders aus dem Grunde zu umfangreich werden,
weil sie nicht ohne Besprechung der elektro-dynamischen Gesetze
möglich ist. Ich halte das Uebergehen der hieher gehörigen
Erscheinungen um so mehr für gerechtfertigt, weil bereits um
fassende und gründliche Darstellungen derselben das hier zu
Gebende nur als eine compendiöse Wiederholung erscheinen lassen
müsste.
Vorrede. VII
Die grosse Ausdehnung, welche die Darstellung tier Lehren
des Elektromagnetismus erlangt hat, findet besonders darin ihren
Grund, dass die bis jetzt aufgestellteu Gesetze meist nur für enge
Gränzen Geltung haben und daher in grosser Zahl vorhanden
sind. Das Ziel der gesammten Forschungen, durch die Gesetze
die Kraftäusserungen eines Magneten aus den gegebenen Bedin
gungen für einen jeden Fall zu bestimmen, liegt leider noch fern.
Nach Erreichung desselben werden die Lehren des Elektromagne
tismus in wenige Sätze gefasst werden können, sie werden alsdann
vielleicht wie das 0 hm 'sehe Gesetz für die Erscheinungen an der
voltaischen Säule in einer oder doch nur in wenigen Formeln
bestehen.
Für diejenigen Leser, denen es nicht um die wissenschaftliche
Begründung des bisher Gefundenen zu thun ist, und die doch den
Wunsch hegen, sich einen Ueberblick über die bereits bekannten
Thatsachen auf dem Gebiete des Elektromagnetismus zu ver
schaffen, ist noch zu bemerken, dass der letzte Abschnitt die
Resultate aller bisherigen Untersuchungen im Zusammenhange
darstellt, so dass derselbe einerseits den Inhalt des ganzen Werkes
giebt, andererseits aber als ein gesondertes Ganzes betrachtet und
studirt werden kann, über welches die vorhergehenden Abschnitte
näheren Aufschluss ertheilen.
Berlin, 1m Juli 1860.
Julius Dub.
Inhaltsverzeichniss.
Seite
Vorrede . . • . . . . • . .III
Abschnitt 1.
Die Gesetze der Nadelablenkung durch den galvanischen Strom
und die Messapparate, welche auf diese Gesetze gegründet sind
§.1. Oersted's Entdeckung 3
1. Ansichten vor Oersted. 3
2. Oersted's Beobachtuug. 4
3. Wiederholung der Beobachtung durch andere Physiker 5
4. Das Gesetz [)
§. 2. Wi rkung eines gera dlinig en Strom e sauf di e Magn etn ade I 5
1. Darstellung der Wirkung nach Biot's und Savart's Versuchen 5
2. Theoretische Entwicklung . . . . . . . . . . . • . . 7
§. 3. Wirkung ein es Kreisstromes auf die Magnetnadel 9
§. 4. Die Tangentenbussole von Pouillet . . . . . . 10
1. Das Gesetz für die Nadelablenkung durch den Strom 10
2. Andere Entwicklung desselben Gesetzes . . . . . . 12
3. Ueber das Verhältniss der Nadellänge zum Ringdurchmesser von
Despretz. . . . . . . . . . . . . . 12
4. Die Form der Nadel . . . . . . . . 14
5. Störende Einflüsse bei der Beobachtung, hervorgehoben von Joule 15
6 Tangentenbussole von Weber ...........•. 15
§.5. Tangentenbussoleu von Gaugain und Nervander. • . •• 16
1. Verschiedene Entfernungen des Mittelpunktes der Nadel von dem
Ringcentrum untersuch i von Gaugain, mathemaiisch begründet von
Bravais . . . . . . . . . 16
2. und 3. Nervanders Bussolen 23
x Inhaltsverzeichniss.
Seite
§. 6. Die Sinusbussole . 26
§. 7 Der Multiplicator 27
1. Beschreibung des Schweigger'schen :Multiplicators 27
2. Die astatische Doppelnadel von Nobili 28
3. Die freiwillige Ablenkung des Nadelpaares, von du Bois, analytische
Entwicklung von Moser . 29
4. Das Drahtgewinde 32
5. Ueber die störende Curve, von du Bois 33
6. Berichtigung der Ablenkung durch die Drahtmassen (Berichtigungs-
stab von Nobili) . . . . .. ............. 36
7. Gesetz der momentanen Multiplicatorablenkungen von Lenz . . 37
8. Methode zur Bestimmung der Werthe der Nadelablenkung von
Poggendorff . . . . . . . . . . . . . . . 38
9. Der Spiegelmultiplicator . . . . . . . . . . 45
§. 8. Das Elektrodynamometer von W. Weber 47
Allgemeine Sätze. . . . . . . . . . . . . . . 51
Abschnitt H.
U eber den Elektromagneten im Allgemeinen und einige Sätze
der Induction . . . . 53
§. 1. Der Elektromagnet 55
1. Sturgeon's Elektromagnet . . . . . . 55
2. Einrichtung der Elektromagnete. . . . 56
§ 2. Theorie des Magnetismus vor Ampere 60
§. 3 Ampere's Theorie. . . . . . . . . . . 63
§ 4 W. Weber's Theorie des Diamagnetismus 65
§. 5. Induction. . . . . . . . 67
1. Volta-Induction . . . . 69
2. Extra- oder Gegenstrom . 70
3. Magneto -Induction durch Entstehen und Verschwinden des Magne-
tismus 71
4. Magneto-Induction durch Annähern oder Entfernen von galvanischen
oder Molekular-Strömen (Magneten) . . . . . . . . . . . . . . 71
5. Einfluss der Windungszahl der Spirale auf die Stärke des Inductions-
stromes . . . . . . . . . . . . 73
6. Einfluss der Weite der Windungen 74
7. Einfluss der Drahtdicke . . . . 76
8. Einfluss der Substanz der Drähte. 77
9. Die Form der inducirten Spirale 77
§. 6. Begriffsbestimmungen 79
Allgemeine Sätze. . . . . 81
Inhaltsverzeichniss XI
Seite
Abschnitt III.
Der magnetische Sättigungszustand des weichen Eisens
83
§ 1. Die magnetische Sättigung 85
§ 2 Experimen teller Nachweis der Sättigung 87
§: 3. Versuche von Buff und Zamminer 90
§.4. Versuch von W. Weber. 91
§ 5. Versuch von Koosen .. 93
1. Mit geraden Elektromagneten. 93
2. Mit offenen Hufeisen . . . 93
3. Mit geschlossenen Hufeisen. . 94
4. Fortsetzung . . . . . . . . 95
§ 6. Deber das Gesetz der Sättigung. 95
1. Die Annahme scheidbarer magnetischer Fluida 95
2. Die Annahme fertiger Molekularmagnete als Träger von Molekular-
strömen. . . . . . . . . . . . . . . 97
3. Theoretische Herleitung der Sättigung . . 98
4. Die Formeln in Bezug auf die Sättigung. 99
5. Vergleich mit den Versuchen . 99
Allgemeine Sätze. . . . . . . . 101
Abschnitt IV.
Einfluss der Stärke des galvanischen Stromes auf die Magneti-
sirung des Elektromagneten . . . . . . . . . . . . . . 103
§.1. Das Ohm'sche Gesetz 105
1. Ansichten vor Ohm . 105
2. Ohm's Formel . . . 105
3 Fortsetzung . . . . 106
4 Anweudung derselben 107
;, Das Maximum der Stromstärke bei gegebener Oberfläche der Säule 108
§ 2. Beobachtungen ohne genügende Messungen. 109
1. Versuch von Dal Negro ...... . 109
2. Jakobi über die Versuche von Dal Negro 110
3 Versuche von Fechner ...... . III
4. Fortsetzung . . . . . . . . . . . . . 113
5. Die von Fechner erhaltenen Resultate . . 115
§.3. Verhältniss des in einem Stabe erregten Magnetismus zur
Stromstärke 115
§. 4. Ver h ä 1 t n iss des freien 1\1 ag n e ti sm u s zur S t rom s t ä r k e . 117
§. 5. Verhältnis8 der Anziehung zur Stromstärke. . . . . . 119
XII Inhaltsverzeichniss.
Seite
A. Anziehung der geraden Stabelektromagnete.
1. Schlüsse aus der Wirkung des freien Magnetismus auf die Anziehung
zwischen Magnet und Anker und zwischen zwei Magneten 119
2. Versuche mit einem Magneten und einem Anker 121
3. Versuche mit zwei Magneten, die von demseIhen Strome erregt sind 122
4. Versuche mit zwei von verschiedenen Strömen erregten Magneten 123
5. Einfluss verschiedener Anker 124
6. Folgernngen daraus . . . . . . . . . . . . 126
B. Anziehung der Hnfeisenelektromagnete.
7. Der von Lenz und Jakobi an gewandte Apparat . 127
8. Versuche mit demselben Hinsichts der Tragkraft 129
9. Versuche in Bezug auf die Anziebung 129
§. 6. Verhältnis s der Tragkraft zur Stromstärke 133
1. Ueber die Tragkraft im Allgemeinen. 133
A. Tragkraft gerader Elektromagnete.
2. Versuche mit Kugeln als Anker 134
3. Versuche mit cylindrischen Ankern 136
B. Tragkraft der Hufeisenelektromagnete.
4. Frühere Versuche. . . . . . . 137
5. Unsicherheit in den Resultaten wegen der schlechten. Berührung
zwischen Magnet und Anker 138
6. Fortsetzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
7. Schwaukende Re8ultate wegen der Sättigung . . . . . . . . .. 140
8. Gleiches Verhältniss zwischen Stromstärke und Tragkraft bei geraden
Magneten und Hufeisen . . . . . . . . . . . . . . . . 140
9. Einfluss der Sättigung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
10. Geschlossene Hufeisen zeigen Sättigung in höherem Grade als offene H2
§. 7. Abweichungen von dem gesetzmässigen Verhältniss aus
anderen Gründen als denen der Sättigung . . . . .. 143
1. Stärkere Zunahme des Magnetismus als die Proportionalität mit den
Strömen bedingt . . . . . . .. ......... 143
2. Versuche darüber. . . . . . . . 145
3. Die Spirale allein zeigt diesen Einfluss auf die Nadel nicht 146
4. Der Grund dieser Erscheinungen ist noch unbekannt 14(;
Allgemeine Sätze. . . . . . . . . . . . . . . . . 147
Abschnitt V.
Ueber den Einfluss der galvanischen Spirale auf die Magnetisi
rung des Elektromagneten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
§. 1. Ein fl u s s der S pi r ale auf den S t rom. Sub s t a n z und D i c k e
des angewandten Drahtes 151
1. Verhältniss der Spirale zur Säule 151
2. Die Substanz des Spiraldrahtes 152
3. Die Dicke des Spiraldrahtes . . 152