Aufsatz 
Die elektrische Starkstromanlage für den physikalischen Unterricht am Ostergymnasium zu Mainz
Entstehung
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Wenn sich auch der Wechselstrom des Leitungsnetzes für viele Zwecke des physikalischen Unterrichtes ohne weiteres verwenden lässt, so ist doch in manchen Fällen, wie z. B. bei elektro- lytischen Versuchen, Gleichstrom ein unbedingtes Erfordernis. Daraus ergab sich für uns die Notwendigkeit, neben einer Anlage zum direkten Gebrauche des Drehstromes bezw. des aus zwei der Drehstromleitungen entnommenen Wechselstromes eine zweite zur Umwandlung des Drehstromes in Gleichstrom ausführen zu lassen. Zu letzterem Zwecke bieten sich unter den hier vorliegenden Verhältnissen drei Wege: 1. Die Verbindung eines Drehstrommotors mit einer Gleichstromdynamo durch direkte Kuppelung oder Riemenübertragung; 2. die Verwendung eines rotierenden Um- formers ¹), bei welchem in dieselbe Ankerwickelung an drei Stellen mittels Schleifringen Drehstrom eingeleitet und am Kollektor Gleichstrom abgenommen wird; 3. die Benutzung des elektrochemischen Gleichrichters nach Pollak und Grätz. ²)

Nach letzterem Verfahren schaltet man elektrolytische Zellen, die verdünnte Schwefelsäure oder Alaunlösung enthalten, in den Stromkreis ein. Die eine Elektrode besteht aus Aluminium, die andere aus Kohle oder Blei. Solche Zellen haben die Eigenschaft, von einem Wechselstrom diejenigen Teile, für welche die Aluminiumelektrode Anode ist, stark zu schwächen und unter Umständen völlig aufzuheben, während sie die entgegengesetzt gerichteten Teile fast ungehindert hindurchlassen. Man erhält also im letzteren Falle pulsierenden Gleichstrom. So schön sich auch das Verfahren als Experiment ausnimmt, besonders wenn man qdurch eine Braun'sche Röhre die Stromkurve sichtbar macht ³), so musste doch von seiner Verwendung abgesehen werden, da es für die Praxis noch nicht genügend durchgebildet ist.

Bei der Wahl zwischen den beiden anderen Verfahren kam in Betracht, dass wir bereits seit dem Jahre 1895 eine zweipolige Flachringdynamo für Handbetrieb besitzen, die für eine Leistung von 500 Watt gebaut ist und am Kollektor Gleichstrom sowie an 4 Schleifringen einphasigen Wechsel- strom und Drehstrom abgibt. Wäre der Anschluss unserer Schule an ein Gleichstromwerk er- folgt, so würde die Maschine ohne weiteres als rotierender Umformer zur Umwandlung von Gleich- strom in Ein- und Dreiphasenstrom diemen können, indem man ersteren unter Vorschaltung eines passenden Widerstandes zur Erniedrigung der Spannung in die Kollektorbürsten einleiten und die letztgenannten Stromarten den Schleifringen entnehmen würde. Soll dagegen die Maschine, wie es in unserem Falle erforderlich ist, zum Umformen von Drehstrom in Gleichstrom verwandt werden, so muss sie synchron laufen. Dies würde bei 100 Polwechseln in der Sekunde für eine zweipolige Maschine eine Umdrehungszahl von 3000 in der Minute ergeben, während die Maschine für 2200 Touren gebaut ist. Würde schon diese zu hohe Tourenzahl leicht zu Störungen im Betriebe Anlass geben können, so wird die Verwendung der Maschine als rotierender Umformer dadurch völlig ausgeschlossen, dass sie infolge ihrer Bauart beim Einleiten des Drehstromes nicht von selbst anläuft.

Daher blieb für den Betrieb der Maschine nur der Antrieb durch einen Drehstrommotor übrig und zwar wegen der verschiedenen Tourenzahlen beider ein solcher durch Riemenübertragung. Dabei konnte die Dynamomaschine ihren seitherigen Platz am Ende des Experimentiertisches

¹) Steinmetz, ETZ 1898, S. 138 u. 154 und Sammlung elektrotechnischer Vorträge, herausgegeben von Voit, Bd. 2; Kapp, ETZ 1898, S. 621, 643 u. 655; Meyer, ETZ 1900, S. 267.

²) Grätz, Wied. Ann. 62, S. 323, 1897 und ETZ 1897, S. 423; Pollak, ETZ 1897, S§. 358.

³) Eine hübsche Versuchsanordnung gibt Mayrhofer in einer Abhandlung: Über die Anderungen der Strom- form eines normalen Wechselstromes durch Grätz'sche Aluminiumzellen, Progr. Rosenheim 1899/1900 und ETZ 1900, S. 913 u. 926.