Vorbemerkung.

Im Laufe der letzten Jahre sind an die Verlagshandlung
wiederholt Aufforderungen gelangt, bald diese, bald jene der
Abhandlungen Werner Siemens’ zu besorgen, welche seit Mitte
der vierziger Jahre, dem Beginn seiner Wirksamkeit, bis in die
neueste Zeit in den verschiedensten wissenschaftlichen und tech-
nischen Zeitschriften erschienen sind. Nur in seltenen Fällen
war es möglich, diesen Wünschen zu entsprechen.

Bei der vielfach grundlegenden Bedeutung der Arbeiten
Werner Siemens’ glaubte die Unterzeichnete den interessirten
Kreisen einen Dienst zu erweisen, wenn sie an den Herrn Verfasser
das Ersuchen richtete, die Herausgabe seiner in Betracht kom-
menden Abhandlungen und Vorträge zu genehmigen und bei Aus-
wahl und Durchsicht derselben behülflich zu sein.

Der Verfasser hat seine Zustimmung und seine Mithülfe nicht
versagt.

Berlin, im August 1881.

Die Verlagshandlung.

Ueber
die Anwendung der erhitzten Luft als
Triebkraft.

(Dingler’s polyt. Journal Bd. 97 S. 324.)

1845.

In England erregt jetzt eine Maschine, die durch erhitzte Luft
betrieben wird und seit einiger Zeit mit dem grössten Erfolg in
Dundee in Thätigkeit ist, viel Aufsehen. Da dieselbe viel ein-
facher ist als eine Dampfmaschine, einen weit kleineren Raum ein-
nimmt und nur eine verhältnissmässig sehr unbedeutende Menge
Brennmaterial verbraucht, so verdient sie mit Recht die grösste
und allgemeinste Berücksichtigung.

Der Gedanke, die grosse Kraft, mit der eingeschlossene Luft
bei ihrer Erwärmung sich auszudehnen strebt, als Triebkraft zu
benutzen, ist nicht neu. Die Aufmerksamkeit der Techniker musste
auch um so mehr dadurch auf sie gelenkt werden, dass der theo-
retische Nutzeffect einer bestimmten Wärmemenge, zur Erhitzung
der Luft verwandt, fast dreimal so gross ist, als wenn sie zur
Erzeugung von Wasserdämpfen diente. Dass die Aussicht auf
eine so bedeutende Ersparung an Brennmaterial bisher dennoch
keine brauchbare, durch erhitzte Luft bewegte Maschine hervor-
zurufen vermochte, mag wohl seinen Grund hauptsächlich in den
Schwierigkeiten finden, die mit der hierbei erforderlichen schnellen
Erwärmung und Wiederabkühlung einer beträchtlichen Luftmenge
verknüpft schienen.

Ueber die Art, wie dies bei der obenerwähnten Maschine
geschieht, und wie die Maschine durch eine solche Temperatur-
veränderung der Luft bewegt wird, habe ich eine kurze briefliche
1
[2] Mittheilung aus England erhalten. Da mir indess leider alle An-
gaben über die specielle Construction der Maschine fehlen, so
kann die Zeichnung Fig. 1 auch keineswegs als eine Abbildung
derselben angesehen werden. Sie soll nur als Anhalt dienen,
um das ihr zum Grund liegende Princip möglichst anschaulich
machen zu können.

Im Wesentlichen besteht die Maschine aus drei geschlossenen,
oben mit Stopfbüchsen versehenen Cylindern A,A' und B. Die
in den Cylindern A und A' eingeschlossene und beliebig, aber in
[3] beiden gleichmässig comprimirte Luft wird abwechselnd erwärmt
und wieder abgekühlt. Dadurch wird ihre Spannkraft in ent-
sprechendem Maasse vermehrt und vermindert und mit dem
Druck, der aus der Differenz der gleichzeitig in beiden Cylindern
obwaltenden Spannungen sich ergibt, der Kolben im Cylinder B
bewegt.

Im Innern eines jeden der beiden Cylinder A und A' be-
findet sich ein zweiter kleinerer Cylinder a, a', in welchem sich
ein Kolben c, c' auf und nieder bewegt. Dadurch entstehen also
Doppelcylinder, zwischen deren Wänden sich ein freier Raum
befindet. Im oberen und unteren Boden der inneren Cylinder
sind Oeffnungen angebracht, vermittelst welcher die in ihnen
eingeschlossene Luft mit der zwischen den Wänden der Doppel-
cylinder befindlichen frei communiciren kann. Wird nun der
Kolben c niederbewegt, so muss die unter ihm befindliche Luft
aus der Oeffnung d entweichen, zwischen den Wänden beider Cy-
linder hinaufsteigen und durch die obere Oeffnung in den inneren
Cylinder zurückkehren, um den leerwerdenden Raum über dem
Kolben einzunehmen. Bewegt sich der Kolben dagegen wieder
aufwärts, so muss sie denselben Weg in umgekehrter Richtung
durchlaufen, um wieder unter jenen zu gelangen. Der Raum
zwischen den Wänden beider Cylinder, durch den also die ge-
sammte im inneren Cylinder enthaltene Luftmenge bei jedem
Kolbenhube hindurchströmen muss, ist grösstentheils durch ein
System von guten Wärmeleitern e ausgefüllt, durch welches sie
gezwungen wird, auf ihrem Weg mit einer grossen wärmeleitenden
Fläche in Berührung zu treten. Hierzu würden sich wohl am
besten dünne, in concentrischen Lagen mit geringem Abstand
von einander den Raum zwischen beiden Cylindern ausfüllende
Kupferbleche eignen. Der Boden der beiden äusseren Cylinder
A und A' wird durch eine Feuerung erhitzt, die Decke derselben
dagegen durch einen darüber angebrachten Wasserbehälter f ab-
gekühlt. Von diesem geht ein Schlangenrohr g aus, welches den
oberen Theil des Zwischenraumes zwischen beiden Cylindern in
engen Windungen ausfüllt und stets von kaltem Wasser durch-
flossen wird.

Wird nun der Kolben c niederbewegt, so erhitzt sich die
Luft beim Hinwegstreichen über dem heissen Boden. Sie muss
1*
[4] aber diese Wärme an die Metallbleche abgeben, zwischen denen
sie in sehr dünnen Schichten hindurchzugehen genöthigt ist.
Der geringe Ueberrest derselben, den sie noch behalten hat, wenn
sie hindurch ist, wird ihr durch das Schlangenrohr und die kalte
Decke entzogen. Sie gelangt also vollkommen abgekühlt in den
inneren Cylinder. Wird der Kolben nun wieder aufwärts bewegt,
so muss sie von Neuem zwischen den vorhin erwärmten Metall-
blechen, aber in umgekehrter Richtung, hindurchgehen. Sie trifft
dabei während ihres Laufs auf immer wärmere Schichten und
gelangt, durch die nahe Berührung mit denselben schon ziemlich
erwärmt, über dem erhitzten Boden an, von dem sie einen aber-
maligen Zuschuss an Wärme erhält. Durch mehrmaliges Auf-
und Niederbewegen des Kolbens c wird nun bald ein constantes
Temperaturverhältniss der Bleche und der über und unter jenem
befindlichen Luft herbeigeführt werden. Die heisse Luft gibt
dann bei ihrem Hinaufsteigen gerade so viel Wärme an die
Bleche ab, wie sie bei dem darauf folgenden Hinabgehen wieder
von denselben aufnimmt. Durch die Feuerung ist also keines-
wegs die gesammte zur jedesmaligen Erwärmung der abgekühlten
Luft erforderliche Wärmemenge herzugeben, sondern nur der kleine
Theil derselben, der durch das Röhrensystem verschluckt und durch
Leitung etc. verloren gegangen ist.

Von der Decke der beiden Cylinder A und A' gehen zwei
Röhren k und k' nach dem oberen und unteren Ende des Cylin-
ders B. Der in diesem befindliche Kolben i muss daher durch
die Spannkraft der in A eingeschlossenen Luft in die Höhe, durch
die der im Cylinder A' befindlichen niedergedrückt werden. Ge-
setzt nun der Kolben c wäre an dem höchsten, der Kolben c'
dagegen am tiefsten Punkt seines Laufs angekommen und die
Erhitzung der Luft im Cylinder a betrüge ungefähr 230 °C., so
würde ihre Spannkraft dadurch verdoppelt sein. Waren also z. B.
die Cylinder mit Luft von sechsfacher Dichtigkeit gefüllt, so
würde jetzt die in A enthaltene den Kolben i mit zwölf Atmo-
sphären in die Höhe, die in A' enthaltene ihn dagegen mit sechs
Atmosphären niederdrücken. Er würde also mit einer dem Druck
von sechs Atmosphären entsprechenden Kraft aufwärts bewegt.
Wird nun die Auf- und Niederbewegung der Kolben c und c' so
durch die Maschine selbst bewerkstelligt, dass c und c' ihren
[5] Hub vollendet haben, wenn i seinen halben Lauf zurückgelegt
hat, so wird die den letzteren bewegende Kraft stets ihr Maxi-
mum erreicht haben, wenn seine Bewegung am schnellsten ist.
Hat er hingegen seinen Wendepunkt erreicht, so sind c und c'
in der Mitte ihres Laufs angekommen. Die in den Cylindern A
und A' enthaltene Luft ist dann halb erwärmt und halb abge-
kühlt, und ihre Spannkraft daher in beiden gleich. Der Kolben i
kann demzufolge mit Hülfe des Schwungrads seinen todten Punkt
überwinden, ohne dass eine einseitig auf ihn wirkende Kraft ihn
daran hindert. Da aber mit dem Beginn seiner Bewegung in
entgegengesetzter Richtung durch die gleichzeitige Fortbewegung
der Kolben c und c' auch die Triebkraft wieder entsteht und in
sehr raschem Verhältniss zunimmt, so ist der Fortgang der
Maschine gesichert, ohne dass es nöthig wäre, durch Ventile oder
Schieber die Einströmung der Luft in den Triebcylinder zu re-
guliren.

Da in den oberen Theil der Cylinder A und A' und mit-
hin auch in den Triebcylinder B nur immer kalte Luft gelangen
kann, so muss auch die Dichtung der Stopfbüchsen und des
Kolbens i sehr vollkommen, selbst bei noch höheren Spannungen
wie hier angenommen ist, hergestellt werden können. Dazu kommt
noch, dass sich erfahrungsmässig gegen Luft weit besser dichten
lässt als gegen Dampf. Für die Kolben c und c' würde ein voll-
kommen luftdichter Gang, der hohen Temperatur der unter ihnen
befindlichen Luft wegen, weit schwieriger herzustellen sein. Für
diese ist aber ein solcher gar nicht erforderlich, da der Unter-
schied in der Spannung der über und unter ihnen befindlichen
Luft nur immer sehr gering, nämlich dem Widerstand entsprechend
sein kann, der durch das Hindurchtreiben derselben durch die
zwischen den Blechen und Röhren befindlichen Zwischenräume
hervorgerufen wird. Diese Kolben müssten indess hohl und mit
schlechten Wärmeleitern ausgefüllt sein, damit sie der über ihnen
befindlichen kalten Luft nicht durch Leitung eine beträchtliche
Wärmemenge zuführen können. Die dennoch durch die Stopf-
büchsen entweichende Luft kann leicht durch stetes Nachpumpen
ersetzt werden.

Es würde theoretisch richtiger sein, den Cylinder B stets
mit heisser Luft zu füllen; doch wird der obenerwähnte, mit der
[6] Anwendung der kalten Luft verbundene Vortheil der besseren
Dichtung gewiss unter allen Umständen wichtiger sein, als der
daraus hervorgehende Nachtheil der unnöthigen Vergrösserung
der Cylinder A und A' und der durch diese herbeigeführten ge-
ringen Vermehrung des zur Erzielung derselben Triebkraft er-
forderlichen Brennmaterials. Dass der Verbrauch des letzteren
aber bei dieser Maschine nur sehr gering sein kann im Vergleich
mit dem zur Heizung einer Dampfmaschine von gleicher Kraft
erforderlichen, wird aus dem bisher Gesagten schon hinlänglich
klar geworden sein. Die obenerwähnte Maschine in Dundee be-
stätigt dies auch vollkommen. Sie arbeitet mit 26 Pferdekräften
und macht 30 Umgänge in der Minute. Dabei verbraucht sie
5 Pfd. Kohlen, während die früher dort aufgestellte, gleich starke
Dampfmaschine 26 Pfd. consumirt. Da indess die Wärme der
dort auf 300 °C. erhitzten Luft so vollständig durch das System
der Wärmeleiter absorbirt wird, dass sie nur noch um 3° wärmer
sein soll als das Kühlwasser, wenn sie bis zu den mit diesem
angefüllten Röhren gelangt ist, und da also die Feuerung die
Luft auch dem Anschein nach nur um dieselbe geringe Anzahl
von Graden zu erwärmen brauchte, so ist dieser Verbrauch an
Brennmaterial immer noch unverhältnissmässig gross. Dies hat
aber seinen Grund in der bei der Construction der Maschine
wahrscheinlich nicht berücksichtigten Eigenschaft der Luft, sich
bei ihrer Verdichtung zu erhitzen. Wenn nämlich die in a be-
findliche erhitzte Luft den Kolben im Cylinder B hinauftreibt,
so muss sie diesen ausfüllen. Dadurch wird ihre Dichtigkeit
aber vermindert und demzufolge auch ihre Temperatur. Die hie-
durch gebundene Wärme kann von den Blechen nicht absorbirt
werden; sie gelangt daher mit der abgekühlten Luft in den Cy-
linder a zurück und wird hier dadurch wieder frei, dass durch
die Niederbewegung des Kolbens i das frühere Dichtigkeitsver-
hältniss wieder hergestellt wird. Die hierdurch schon beträcht-
lich erwärmte Luft muss aber erst zwischen den Windungen des
Schlangenrohrs hindurchgehen, ehe sie durch die Metallbleche
von Neuem erhitzt werden kann. Die gesammte freigewordene
Wärmemenge wird daher von dem kalten Wasser verschluckt
und muss also durch die Feuerung ersetzt werden. Dieser be-
trächtliche Wärmeverlust liesse sich aber grösstentheils sehr leicht
[7] dadurch vermeiden, dass man den Weg der Luft durch Ventile
so regulirte, dass sie nur einmal, nämlich bei ihrem Hinaufsteigen,
durch das Röhrensystem hindurchzugehen brauchte, bei ihrer Rück-
kehr hingegen dasselbe umginge, und sogleich, also in schon er-
wärmtem Zustand, die Bleche passiren müsste. Hierdurch bliebe
der grösste Theil der wieder freigewordenen Wärme in Thätig-
keit und der Brennmaterialverbrauch liesse sich demzufolge noch
bedeutend vermindern.

Gänzlich lässt sich dieser Wärmeverlust aber hierdurch doch
nicht beseitigen, da durch die höhere Temperatur der nun direct
zu den Blechen geführten Luft dieser die Fähigkeit genommen
ist, die oberen Theile der Bleche vollständig abzukühlen. Sie kann
daher auch ihrerseits beim Zurückgehen nicht vollständig wieder
von denselben abgekühlt werden, und muss den Temperaturüber-
schuss, der ihr dadurch verbleibt, jetzt an die Röhren abgeben.
Ferner muss die durch Leitung fortwährend in den Blechen und
Cylinderwänden in die Höhe geführte Wärme von dem Kühlwasser
fortwährend absorbirt und daher durch die Feuerung ersetzt werden.
Wenn diese nothwendig zu ersetzende Wärmemenge auch in Ver-
gleich zu derjenigen, welche eine Dampfmaschine erfordert, nur
sehr unbedeutend zu nennen ist, so ist sie doch gross genug, um
den Gedanken zurückzudrängen, sie durch die Maschinenkraft
selbst, z. B. durch Reibung oder stetes Hineinpumpen von Luft
in die unteren und Entweichenlassen derselben aus den oberen
Theilen der Cylinder A und A' ersetzen zu können.

Anstatt der atmosphärischen Luft könnte man auch jede andere
Gasart zum Betrieb der Maschine anwenden. Man würde dadurch
noch den bedeutenden Vortheil erzielen können, die Oxydation der
unteren erhitzten Theile der Cylinder A und A', im Inneren wenig-
stens, gänzlich zu verhindern. Dies wäre z. B. dadurch schon
ohne grosse Schwierigkeiten zu erreichen, dass man die zur ersten
Füllung und zum späteren Nachpumpen bestimmte Luft aus der-
jenigen schöpfte, welcher bereits durch das Brennmaterial der
grösste Theil ihres Sauerstoffs entzogen ist und dieselbe noch, um
sie gänzlich davon zu befreien, durch glühende Eisenbleche
strömen liesse.

Dass sich bei der Ausführung einer solchen Maschine noch
Schwierigkeiten aller Art einfinden werden, ist, wie bei jeder
[8] neuen Sache, so auch hier vorauszusehen. Auch an Widersachern
aller Art wird es nicht fehlen! Mögen aber die zu besiegenden
Schwierigkeiten auch Anfangs noch so gross erscheinen, die mit
so reichen Hülfsmitteln begabte Technik unserer Tage hat deren
schon grössere zu überwinden gewusst! Die theoretische Grund-
lage der Maschine liegt zu klar vor Augen, als dass sich be-
gründete Zweifel gegen ihre Richtigkeit erheben könnten, und
durch die Erfahrung ist bereits glänzend erwiesen, dass kein ver-
steckter Fehler in der Rechnung vorhanden sein kann, der den
aus ihr gefolgerten Effect vernichten könnte. Wenn man aber
bedenkt, welch ungemeinen Aufschwung Industrie und Verkehr
durch eine so bedeutende Verminderung des Preises der Arbeits-
kraft, wie sie hier in Aussicht steht, nehmen müssten, und welcher
Gewinn der gesammten Menschheit aus einer jedenfalls sehr be-
trächtlichen Verminderung des Verbrauchs an Brennmaterial er-
wachsen würde, so wird man nicht umhin können, diese Erfindung
für eine der bedeutsamsten unserer Zeit zu erklären, und in den
Wunsch mit einzustimmen, dass man dieselbe bald, besonders
aber in Deutschland, wo ihre Benutzung durch kein Privilegium
beschränkt ist, mit aller Kraft ergreifen und ins Leben führen
möge, um so wohlbegründete Aussichten auf einen neuen gross-
artigen Fortschritt baldmöglichst zu verwirklichen!

Beschreibung des Differenzialregulators
von W. und Wilh. Siemens.

(Dingler’s polyt. Journal Bd. 98 S. 81.)

1845.

Das Bedürfniss eines Regulators, der den Gang der Dampf-
maschinen und Wasserwerke vollkommener zu regeln vermag, als
es bisher möglich war, hat sich schon seit längerer Zeit fühlbar
gemacht, wie die zahlreichen bekannt gewordenen Versuche, den
bisher fast ausschliesslich angewendeten Centrifugal-Regulator
zu verbessern oder die Regulirung auf andere Weise zu bewerk-
stelligen, beweisen. Die Praxis hat sich indess bisher für die
Beibehaltung des Centrifugal-Regulators entschieden, da er die
neueren Constructionen sowohl an Empfindlichkeit, wie auch
grösstentheils an Einfachheit und Solidität übertrifft. Da unser
auf ein neues Princip begründeter Regulator sich bereits mehr-
fach und mit überaus günstigem Erfolge bewährt hat, so stehen
wir nicht länger an, ihn der Oeffentlichkeit zu übergeben.

Wir benutzen ebenfalls das conische oder Centrifugal-Pendel
zur Regulirung, doch in ganz anderer Weise, als es beim Centri-
fugal-Regulator geschieht. Bei diesem ist das Doppelpendel in
seiner Drehung durchaus vom Gange der Maschine abhängig.
Nimmt diese einen veränderten Gang an und wird demzufolge
auch der Regulator schneller oder langsamer gedreht, so nehmen
die Pendel eine dieser veränderten Drehungsgeschwindigkeit ent-
sprechende, grössere oder geringere Schwunghöhe ein, und wirken
durch diese veränderte Stellung moderirend auf den Gang der
Maschine ein. Unser einfaches oder doppeltes conisches Pendel
[10] bewegt sich dagegen frei und ganz unabhängig vom Gange der
Maschine in kleineren und daher mehr isochronischen Um-
drehungen.

Wird also durch irgend eine Ursache das bisherige normale
Verhältniss zwischen Triebkraft und Belastung der Maschine ge-
ändert und beginnt dieselbe demgemäss einen schnelleren oder
langsameren Gang, so muss das freischwingende Pendel, welches
seinen früheren Gang beibehält, entweder zurückbleiben oder vor-
eilen. Von dieser eintretenden Verschiedenheit der von Maschine
und Regulator in gleichen Zeiten zurückgelegten Wege, oder
vielmehr von dem Unterschiede beider, ist bei unserem Regulator
die Regulirung des Ganges der ersteren abhängig gemacht. Wir
glauben ihn daher füglich Differenz-Regulator, zur Unterscheidung
von dem durch die Centrifugalkraft wirkenden Centrifugal-Re-
gulator, nennen zu können. Unsere auf das oben erwähnte allge-
meine Princip sich gründenden Regulator-Constructionen sind
jedoch wesentlich verschiedene in den mechanischen Mitteln,
durch welche diese Differenz der in gleichen Zeiten von Maschine
und Regulator zurückgelegten Wege in eine selbstständige Be-
wegung übertragen und hierdurch zur Regulirung der Triebkraft
anwendbar gemacht wird. Um dies zu erreichen, muss die
Drehungsgeschwindigkeit der Maschine mit der des Regulators
in eine derartige mechanische Combination gebracht werden, dass
die gleichen Geschwindigkeiten beider sich hinsichtlich der Er-
zeugung einer dritten Bewegung vollständig aufheben und die
letztere, wenn sie eintritt, nur abhängig von der Bewegungs-
differenz der ersteren ist.

Wir erzielen dies im Allgemeinen auf drei verschiedene
Weisen und zwar:

• 1. durch eine Combination von Schraube und Mutter,
• 2. durch Verbindung eines Zahnrades mit einer in ihren
  Lagern verschiebbaren sogenannten Schraube ohne Ende
  und
• 3. durch drei mit einander im Eingriff stehende Räder.

Anwendung des elektrischen Funkens zur
Geschwindigkeitsmessung.

(Poggendorff’s Annalen der Physik und Chemie Bd. 66 S. 435.)

1845.

Es hat sich neuerdings ein Prioritätsstreit über die Idee,
die Bewegungsgeschwindigkeit der Projectile mittelst des gal-
vanischen Stromes zu messen, erhoben. Aus den dort gemachten
Zeitangaben ergibt sich jedoch, dass in der preussischen Artillerie
schon viel früher ein derartiger Plan aufgestellt und in’s Leben
gerufen wurde. Da der zu diesem Behufe gefertigte und noch
jetzt im Gebrauch befindliche Apparat noch in keiner wissen-
schaftlichen Zeitschrift beschrieben, wenn auch seiner Zeit in
einigen Tagesblättern ausführlich besprochen ist, so werde ich
einige Worte über den Ursprung und die erste Ausführung der
Idee, die Bewegungsgeschwindigkeit der Geschosse mit Hülfe des
galvanischen Stromes, und namentlich des Elektromagnetismus,
zu messen, vorausschicken. Die Richtigkeit dieser Angaben
würde sich sowohl durch die Acten der betreffenden Behörde,
wie durch die einigen fremden Gesandten, namentlich den fran-
zösischen und russischen, auf ihr Ansuchen gemachten officiellen
Mittheilungen über diesen Gegenstand erweisen lassen.

Der grosse Werth, welchen die genaue Bestimmung der
Anfangsgeschwindigkeit der Geschosse für die Artillerie hat, und
die grossen Mängel, welche den bisher zu diesem Behufe be-
nutzten Instrumenten und namentlich dem ballistischen Pendel
anhaften, veranlassten die Artillerie-Prüfungs-Commission zu
Berlin zur Betretung eines ganz verschiedenen Weges, nämlich
der directen Messung der Flugzeit des Projectils mittelst eines
[24] elektromagnetischen Apparats. Schon im Jahre 1838 war dieser
Plan von der genannten Commission vollständig ausgearbeitet.
Er bestand darin, dass eine Uhr erbaut werden sollte, welche
sich zur Angabe sehr kleiner Zeittheile eignete und durch mag-
netische Kraft engagirt und arretirt werden könnte. Der hiesige
Uhrmacher Hr. Leonhard ward mit dem Bau derselben beauftragt
und begann ihn im Februar 1839. Die grossen technischen
Schwierigkeiten, welche sich der Anfertigung einer solchen, die
Ablesung von 1/1000 Secunden gestattenden Instrumentes entgegen-
setzten, machten bedeutende Modificationen des ursprünglichen
Planes und viele zeitraubende Versuche erforderlich. Dem Eifer
und der grossen Geschicklichkeit des Hrn. Leonhard gelang es
indess, dies Werk endlich zur völligen Zufriedenheit und so her-
zustellen, wie es noch jetzt bei den Versuchen der Artillerie-
Prüfungs-Commission in Gebrauch ist. Im Wesentlichen besteht
es aus einem conischen Pendel, welches durch ein Uhrwerk in
kreisförmiger Schwingung erhalten wird. — Ein Beobachtungs-
zeiger kann durch Bewegung eines Hebels mit diesem in stetem
und gleichförmigem Gange befindlichen Uhrwerk verbunden und
ebenso wieder von ihm getrennt und festgestellt werden.

Diese Engagirung und Arretirung des Beobachtungszeigers
suchte man bei den im Jahre 1842 mit dieser Uhr angestellten
Versuchen dadurch zu bewerkstelligen, dass die Kugel beim Hin-
austreten aus der Mündung des Geschützes einen elektrischen
Strom herstellte, durch welchen der Magnetismus eines Elektro-
magneten erregt und der Anker angezogen wurde. Durch die
Bewegung des Ankers wurde der Beobachtungszeiger mit dem
im Gange befindlichen Uhrwerk verbunden und daher in Be-
wegung gesetzt. — Wenn die Kugel am Ziele anlangte, so wieder-
holte sich dasselbe Spiel mit einem zweiten Elektromagneten,
wodurch der Zeiger wieder vom Uhrwerk getrennt und festge-
stellt wurde.

Man gewann indess bald die Ueberzeugung, dass die auf
diesem Wege erzielten Zeitangaben nie den Grad von Genauig-
keit erreichen würden, welchen die Construction der Uhr ge-
stattete. Der Grund lag einmal darin, dass die Kugel nicht
direct die galvanische Kette herstellen konnte, und zu diesem
Ende mechanische Zwischenglieder eingeschaltet werden mussten,
[25] welche nothwendig Fehlerquellen mit sich führten, und zweitens
darin, dass die Erregung des Magnetismus nicht momentan mit
der des Stromes erfolgt, und dass seine Intensität von der Stärke
desselben abhängt und daher nie vollkommen constant ist. Die
Bewegung des Ankers wird daher auch nicht immer in dem-
selben Zeitabschnitt nach der Erregung des Stromes beginnen,
und ausserdem die zur Durchlaufung seines Weges erforderliche
Zeit verschieden sein.

Dies veranlasste mich schon damals zu dem Vorschlage
zur Engagirung und Arretirung des Beobachtungszeigers anstatt
des Elektromagnetismus den elektrischen Funken zu benutzen.
Dies liess sich auf verschiedene Weise ausführen. Die Federn,
durch deren Freiwerden der Zeiger engagirt und arretirt wurde,
konnten durch äusserst fein gezogene Platindrähte gespannt
werden, welche durch hindurchschlagende Funken nach einander
geschmolzen wurden; oder dies konnte durch Seidenfäden ge-
schehen, welche durch einen permanenten Strom von Wasserstoff
oder einen mit Knallgas gefüllten Raum hindurch gingen und
durch die Entzündung des Gases durch den elektrischen Funken
verbrannt wurden. Auch konnten die die Engagirung und Arre-
tirung des Zeigers bewirkenden Hebel durch die mechanische
Wirkung der Explosion des Knallgases direct in Bewegung ge-
setzt werden.

Die Artillerie-Prüfungs-Commission ging jedoch auf meinen
Vorschlag nicht ein, weil ihr die Isolirung langer Leitungsdrähte,
besonders bei nicht ganz günstiger Witterung, zu schwierig schien.
Sie adoptirte dagegen die von Himly in Göttingen zuerst vor-
geschlagene und von mir gleichzeitig mit meinem Plane zu ihrer
Kenntniss gebrachte Unterbrechung des galvanischen Stromes
durch die Kugel unmittelbar, jedoch benutzte sie dieselbe in
ganz anderer Weise, wie Himly es vorschlug. Dieser wollte
nämlich durch die Unterbrechung der Hauptleitung einer starken
galvanischen Kette den ganzen activen Strom einer Nebenleitung
zuwenden, dadurch einen feinen in dieselbe eingeschalteten Platin-
draht schmelzen und hierdurch den Beobachtungszeiger engagiren.
Die Commission behielt dagegen den Elektromagnetismus bei,
jedoch unter der wesentlichen Modification, dass die Engagirung
und Arretirung des Beobachtungszeigers nicht mehr wie früher
[26] durch die Herstellung eines Stromes, sondern durch die Unter-
brechung desselben und das damit verbundene Abfallen der Anker
der Elektromagneten geschehen sollte.

Die mit der so ausgerüsteten Uhr namentlich im Sommer
1844 angestellten Beobachtungen gaben im Allgemeinen befrie-
digende Resultate, da der variable Fehler selten einige Tausend-
stel-Secunden überstieg. Vollkommen fehlerfreie Resultate werden
sich jedoch auch auf diesem Wege nicht erzielen lassen, weil
die magnetische Kraft nicht plötzlich mit der Unterbrechung des
Stromes aufhört, oder auch nur bedeutend vermindert wird. Es
kann dies nur in einer mehr oder weniger steilen Curve ge-
schehen. Wenn daher auch ein Anker, der die Grenze der Trag-
kraft des Magneten beinahe erreicht, scheinbar momentan mit
der Unterbrechung des Stromes abfällt, so muss doch immer
eine von der Stärke des Stromes, so wie auch von der Dauer
seiner Einwirkung auf den geschlossenen Magneten abhängige
Zeit verfliessen, bis dies eintritt. Ja selbst, wenn die Schwere
des Ankers die Tragkraft vollständig erreichte, könnte er doch
nicht momentan abfallen, weil im Augenblicke der Unterbrechung
der Strom und mithin auch die Anziehungskraft des Magnetes
durch die inducirende Wirkung der Drahtwindungen auf ein-
ander noch ansehnlich vermehrt wird.

Wheatstone und Breguet wenden bei ihren neuerdings be-
kannt gemachten Apparaten als Zeitmesser anstatt einer Uhr
einen rotirenden Cylinder an. Sie lassen die Anker der Elektro-
magnete direct auf denselben hinabfallen und erhalten dadurch
Marken auf seiner Oberfläche, deren lothrechter Abstand von
einander ihnen das Maass der zwischen der Unterbrechung der
beiden Ströme verflossenen Zeit gibt.

Es ist einleuchtend, dass ein Cylinder sich durch Verbindung
mit einem conischen Pendel in weit gleichmässigere und schnellere
Rotation versetzen lässt, als ein Beobachtungszeiger, der plötz-
lich in Bewegung gesetzt und dennoch sehr leicht und zart con-
struirt werden muss, damit seine Masse keine merkbaren Stö-
rungen verursacht. Durch das directe Hinabfallen der Anker
auf den Cylinder ist ferner abermals ein mechanisches Zwischen-
mittel zwischen dem Geschosse und dem Zeitangeber beseitigt,
also auch eine Fehlerquelle weniger vorhanden. Indess sind da-
[27] gegen andere Uebelstände mit diesen Apparaten verknüpft, die
ihre Vorzüge vor dem hier angewendeten mindestens sehr fraglich
machen. Es können nämlich bei jenen nur sehr leichte Anker
angewendet werden, die sowohl hinsichtlich der Zeit ihres Ab-
fallens, wie auch während des Falles selbst, störenden Einflüssen
weit mehr ausgesetzt sind, wie schwere. Doch auch möglichst
leichte Anker werden im Augenblicke des Stosses auf den Cy-
linder eine beträchtliche Reibung erzeugen, welche störend auf
die gleichförmige Bewegung desselben einwirkt. Der Cylinder
selbst muss sehr lang und verhältnissmässig schwer werden, und
seine Axen eine entsprechende, der gleichförmigen und schnellen
Rotation nachtheilige Dicke erhalten. Eine weit grössere Fehler-
quelle liegt aber noch in der Verschiebung des Cylinders oder
der Magnete während der Messung. Denn da dieselbe erst kurz
vorher beginnen kann, so muss die jetzt eintretende Bewegung
einer beträchtlichen Masse, die nur auf Kosten der Drehungs-
geschwindigkeit des Cylinders entstehen kann, nothwendig be-
deutende Störungen in der Gleichmässigkeit der letzteren herbei-
führen, die noch durch die beträchtliche Reibung in den Schrauben-
gewinden vergrössert werden. Die Resultate der Messungen
mittelst eines solchen Instruments können daher auch nur sehr
unsicher sein.

Wenn indess auch die Anwendung eines rotirenden Cylinders
in Verbindung mit Elektromagneten mit grossen Uebelständen
verknüpft ist, so würde doch ein solcher, wenn er sehr kurz und
leicht gefertigt werden und ganz frei rotiren könnte, einen sehr
vollkommenen Zeitangeber bilden.

Dies bewog mich, meinen früheren Plan, den elektrischen
Funken zur Geschwindigkeitsmessung zu benutzen, wieder auf-
zunehmen und die Uhr durch einen rotirenden Cylinder zu er-
setzen. Mein Bestreben war dabei, jedes mechanische Zwischen-
element zwischen der Kugel und dem Zeitangeber zu beseitigen,
den Funken sich also direct auf dem Cylinder markiren zu
lassen. Eine Reihe von Versuchen, die ich mit verschiedenen
Metallen und Ueberzügen anstellte, um eine scharf begrenzte
und leicht erkennbare Marke durch einen überspringenden Funken
zu erhalten, liess mich einen polirten Stahlcylinder ohne jeden
Ueberzug als das Angemessenste erkennen. Jeder, wenn auch
[28] noch so schwache Funke macht auf polirtem Stahl einen scharf
begrenzten und deutlich sichtbaren Punkt. Er ist anfangs
schwärzlich gefärbt von abgelagertem Eisenoxyd, tritt aber, wenn
dies durch Abwischen entfernt ist, viel deutlicher, als heller
unter dem Mikroskop sichtbar vertiefter Fleck hervor.

Die Construction des hierauf begründeten elektrischen Chro-
noskops ist nun folgende:

Ein sorgfältig gearbeiteter und getheilter Stahlcylinder, dessen
Schwerpunkt im Quecksilberbade genau centrirt ist, wird durch
ein Getriebe mit einem conischen Pendel in Verbindung gesetzt
und durch dasselbe in schneller und gleichmässiger Rotation
erhalten. Seiner Peripherie möglichst nahe ist eine isolirte
Metallspitze angebracht, welche mit der inneren Belegung einer
geladenen Leydner Flasche communicirt. Von dem ebenfalls
isolirten Cylinder und der äusseren Belegung der Flasche aus-
gehend führen zwei Metalldrähte in einem die Schlagweite des
Funkens übersteigenden Abstande vor der Mündung des Ge-
schützes vorbei und sind hinter derselben befestigt. Wenn die
Kugel aus der Mündung des Geschützes tritt, so trifft sie die
beiden Drähte und stellt in diesem Augenblicke die leitende
Verbindung des Cylinders mit der äusseren Belegung der Flasche
durch ihre eigene metallische Masse her. Der jetzt überspringende
Funke markirt sich auf der Oberfläche des rotirenden Cylinders.
Einige Fuss von der Mündung des Geschützes entfernt ist ein
zweites Drahtpaar eben so wie das erste angebracht, von denen
der eine ebenfalls mit dem Cylinder, und der zweite mit der
äusseren Belegung einer zweiten Flasche communicirt, deren
innere Belegung wie die der ersteren mit der Spitze verbunden
ist. Der zweite Funke muss daher auf den Cylinder überspringen,
wenn die Kugel den Abstand der beiden Drahtpaare von ein-
ander durchlaufen hat und das zweite Paar trifft; der Abstand
der Punkte von einander ist dann das Maass der dazu ver-
brauchten Zeit.

Gesetzt nun, der Cylinder wäre in Tausend Theile getheilt
und rotirte 10 mal in der Secunde um seine Axe, so würde einem
Abstande der Punkte von 1 Theilstrich eine Zeit von 0,0001 Se-
cunden entsprechen. Mit Hülfe eines Nonius lassen sich aber
noch 10 Unterabtheilungen bequem ablesen, wenn die Funken
[29] schwach gehalten sind, wodurch die Genauigkeit der Messung
sich auf 0,00001 Secunden steigert. Ein Fehler in der Zeitangabe
ist dabei kaum möglich, und könnte nur in einer Unregelmässig-
keit der Drehung des Cylinders seinen Grund haben. Durch
eine grosse Drehungsgeschwindigkeit wird aber der nachtheilige
Einfluss etwaiger Fehler des Räderwerks, die sich bei langsamer
Bewegung vollständig auf die Drehung des Cylinders übertragen
würden, compensirt. Da sich bei dieser Schärfe der Zeitangabe
noch eine Bewegung des Geschosses um 1/100 Fuss auf dem Cy-
linder ablesen lässt, so würde es unnöthig sein, die Flugzeiten
während eines grösseren Theils der Gesammtbahn desselben zu
messen, als es bei Anwendung des Elektromagnets, des be-
trächtlichen variabelen Fehlers wegen, erforderlich ist. Man ge-
winnt dadurch in mehrfacher Beziehung. Einmal kann die An-
fangsgeschwindigkeit direct gemessen werden, da die Abnahme
der Bewegungsgeschwindigkeit des Geschosses in den ersten
5 bis 10 Fuss noch kaum merkbar sein wird. Ferner kann man
ohne Schwierigkeiten zwei kurze hinter einander folgende Stücke
der Flugbahn gleichzeitig messen, um dadurch eine Controle der
Zeitangabe zu erhalten. Man braucht zu diesem Ende nur ein
drittes Drahtpaar, welches mit einer dritten, eben so wie die
beiden anderen mit der Spitze verbundenen Flasche communicirt,
in der Schusslinie zu placiren. Endlich erreicht man dadurch
noch den Vortheil, dass die zu messenden Zeiten stets geringer
sind, als die zu einer halben Umdrehung des Cylinders erfor-
derliche. Es ist desswegen auch nicht nöthig, eine Verschiebung
der Spitze oder gar des Cylinders stattfinden zu lassen, um die
Umdrehungen zählen zu können und zu wissen, welches der
erste Punkt ist. Ferner ist es auch unnöthig, dem Cylinder eine
beträchtliche Länge zu geben, und nach jedem Schusse denselben
anzuhalten, um das Resultat abzulesen. Die Spitze braucht
nur nach jedem Schusse in der Richtung der Axe des Cylinders
etwas verschoben zu werden. Hierdurch werden die Punkte in
einen neuen Kreis gebracht und können von den früheren leicht
unterschieden werden. Die Fähigkeit, kleine Zeitintervalle mit
Genauigkeit zu messen, macht dies Instrument noch zu einer
anderen Versuchsreihe anwendbar, welche für die Theorie der
Schusswaffen von grosser Bedeutung werden wird. Es ist dies
[30] das Messen der Geschwindigkeit des Geschosses in den ver-
schiedenen Abschnitten seiner Bahn im Geschütze selbst. Man
braucht zu diesem Ende nur in verschiedenen Abständen Löcher
in’s Geschütz zu bohren und isolirte Leitungsdrähte hindurch zu
führen, die mit den äusseren Verlegungen der Flaschen communi-
ciren, während das Geschütz mit dem Cylinder in leitende Ver-
bindung gebracht ist.

Bei allen diesen Messungen kann das Instrument in einem
Zimmer dicht bei dem Geschütze, und dieses selbst mit den
Leitungsdrähten ebenfalls in einem bedeckten Raume stehen.

Die Isolirung der Drähte würde daher bei einigermaassen
günstiger Witterung, die man ja immer zu derartigen wissen-
schaftlichen Untersuchungen abwarten kann, keine Schwierigkeit
haben. Eben so würde bei den vorgeschlagenen geringen Ent-
fernungen das Treffen der einzelnen Drahtpaare gefährdet sein.
Um Letzteres auch auf grössere Entfernungen zu sichern, kann
man auch einen Rahmen, in welchem parallele Drähte ausgespannt
sind, anstatt eines einzelnen Drahtpaares in die Schusslinie bringen.
Die Drähte werden abwechselnd mit einander verbunden, so dass
z. B. der 1ste, 3te, 5te etc. mit dem Cylinder, der 2te, 4te,
6te etc. mit der äusseren Belegung der Flasche communicirt. Die
Kugel muss dann stets mit zwei nach einander folgenden Drähten
gleichzeitig in Contact kommen und dadurch das Ueberspringen
des Funkens veranlassen.

Zur Messung der Zeiten, welche das Geschoss zur Durch-
laufung sehr grosser Theile seiner Gesammtbahn gebraucht, würde
das Instrument in der beschriebenen Form indess kaum anwend-
bar sein, da die Isolirung so langer Drähte immer mit grossen
Schwierigkeiten verknüpft sein würde. Zu diesem Behufe würde
es vortheilhafter sein, sich des Inductionsfunkens anstatt des
Funkens der Flasche zu bedienen. Dies liesse sich auf folgende
Weise bewerkstelligen:

Ein aus isolirten Drähten bestehender Eisenkern wird mit
zwei besponnenen Drähten umwunden, von denen der eine, dickere
der Schliessungsdraht einer starken galvanischen Kette ist und
vor der Mündung des Geschützes vorbeiführt. Die Enden des
zweiten dünnen und längeren Drahtes werden mit dem rotirenden
Cylinder und der Spitze, die dem Cylinder so nahe wie möglich
[31] gebracht wird, verbunden. Bei der Unterbrechung der Kette
durch die Kugel springt dann ein Funke auf den Cylinder über,
der sich ebenfalls, wenn auch bedeutend schwächer und undeut-
licher, auf dem Cylinder markirt. Dasselbe wiederholt sich mit
einer anderen Inductionsrolle, wenn die Kugel, am Ziele angelangt,
den Schliessungsdraht einer zweiten Kette durchreisst.

Da sich die Empfindlichkeit des beschriebenen Apparats
durch eine möglichst sorgfältige Anfertigung, genauere Theilung
und schnellere Rotation des Cylinders und Benutzung sehr
schwacher Funken noch bedeutend steigern lassen wird, so liesse
er sich auch vielleicht mit Vortheil zu Messungen der Bewegungs-
geschwindigkeit der Elektricität selbst benutzen. Zu dem Ende
müsste der Cylinder aus zwei isolirten Scheiben oder Ringen,
die auf derselben Axe rotiren, bestehen. Diesen Scheiben stehen
zwei Spitzen gegenüber, die genau auf denselben Theilstrich ein-
gestellt sind. Wird nun die eine dieser Spitzen mit der inneren
Belegung einer geladenen Flasche verbunden, und ist die Ver-
bindung der beiden Scheiben durch einen langen Leitungsdraht
hergestellt, so wird, wenn die zweite Spitze durch einen eben
so langen Draht mit der äusseren Belegung in Verbindung gesetzt
wird, ein Funke zwischen beiden Scheiben und Spitzen über-
springen. Der lothrechte Abstand der Punkte von einander gibt
dann die Zeit an, welche der Funke zum Durchlaufen der Hälfte
des Gesammtweges gebrauchte.

Ueber
telegraphische Leitungen und Apparate.

(Poggendorff’s Annalen d. Phys. u. Chem. Bd. 79 S. 481.)

1850.

Die Störungen und gänzlichen Unterbrechungen des Dienstes,
die bei den elektrischen Telegraphen, namentlich auf längeren
Linien, bisher so häufig eintraten, finden grösstentheils ihren
Grund in Schwankungen der Stärke und Dauer der die telegra-
phischen Apparate in Bewegung setzenden elektrischen Ströme,
die durch die langen, störenden Einflüssen aller Art Preis ge-
gebenen Leitungsdrähte veranlasst werden. Es boten sich zwei
Wege, um diese Störungen zu beseitigen und der elektrischen
Telegraphie dadurch den Grad von Sicherheit, Schnelligkeit und
steter Schlagfertigkeit zu geben, deren sie bedarf, wenn sie die
allgemeine Verbreitung und Anwendung gewinnen und die Dienste
leisten soll, welche man bisher vergeblich von ihr erwartete.
Der erste Weg besteht darin, die Leitung zu vervollkommnen
und sie den störenden Einflüssen aller Art, denen sie ausgesetzt
ist, möglichst zu entziehen; der zweite dagegen darin, den tele-
graphischen Apparaten eine derartige Einrichtung zu geben, dass
sie einen möglichst grossen Grad von Ungleichmässigkeit der sie
bewegenden Ströme ertragen können, ohne dadurch in Unordnung
zu kommen.

Gegenstand dieses ersten Aufsatzes ist der erste, die Lei-
tungen betreffende Theil der Aufgabe.

Ich werde zuerst versuchen, die Gründe der Störungen, welche
man bei den, mit alleiniger Ausnahme der neueren preussischen
Telegraphenanlagen, bisher ausschliesslich angewendeten überir-
3
[34] dischen Leitungen so häufig zu beobachten Gelegenheit hat, in
kurzer Uebersicht zusammen zu stellen, und zugleich die Mittel
anführen, die neuerdings mit einigem Erfolg zu ihrer Beseitigung
in Anwendung gekommen sind.

Die unvollkommene Isolation der Leitungsdrähte war bis
auf neuere Zeit ein hauptsächliches Hinderniss einer sicheren und
directen telegraphischen Verbindung der Endpunkte langer Linien.
Bei feuchter Witterung bilden die den Draht tragenden Pfosten
eine leitende Verbindung desselben mit dem Erdboden. Bilden
mithin Draht und Erde den Schliessungskreis einer Säule, so
tritt jeder feuchte Pfosten als Nebenschliessung derselben auf
und bewirkt eine Verstärkung des Stromes in dem der Säule
näher liegenden und eine Schwächung desselben in dem entfern-
teren Theile des Leitungsdrahts. Die hierdurch bewirkte, bei
schlecht isolirten Leitungen schon bei wenig Meilen langen Linien
oft sehr beträchtliche Ungleichheit der Stromstärke an den beiden
Enden des Leitungdrahtes und in den dort eingeschalteten Spiralen
der Elektromagnete würde wenig schädlich sein, wenn sie con-
stant bliebe. Da sie aber durchaus abhängig von der Witterung
an den verschiedenen Punkten der Leitung, mithin stets ver-
änderlich ist, so veranlasst sie stete Störungen der Angaben und
des regelmässigen Ganges der telegraphischen Apparate. Bei
rotirenden Telegraphen sucht man diese veränderliche Ungleich-
heit der Stromstärke in den Spiraldrähten der correspondirenden
Apparate durch Vertheilung der wirkenden Säule zu vermindern.
Wenn dieser Zweck hierdurch auch theilweise erreicht wird, so
entsteht dadurch dagegen der, für alle bisherigen Telegraphen
noch grössere Uebelstand, dass die Unterbrechung der Kette an
einem Ende der Leitung nicht die vollständige Unterbrechung
des Stromes in dem Spiraldrahte des am anderen Ende derselben
befindlichen Telegraphen zur Folge hat, da der dort befindliche
Theil der Säule durch die vorhandenen Nebenschliessungen ge-
schlossen bleibt.

Die früher benutzten Isolationsmittel, durch welche man den
Draht von den feuchten Stangen zu isoliren suchte, wie Glas-
oder Porcellanringe, durch welche er gezogen wurde, Umwickeln
des Drahts an den Berührungsstellen mit Kautschuck etc., An-
bringung eines schützenden Daches auf den Stangen konnten
[35] nur unvollkommene Dienste leisten, da die leitende Verbindung
des Drahts mit der Erde bei Regenwetter über das nasswerdende
Isolationsmittel hinweg hergestellt war. Die neuerdings ange-
wandten Trichter von Glas, Porcellan oder Steingut erfüllen da-
gegen den Zweck der Isolation in sehr vollkommenem Grade.
Bei der von mir im Winter des v. J. ausgeführten, 42 Meilen
langen überirdischen Leitung zwischen Eisenach und Frankfurt
a. M. über Kassel wurden oben geschlossene Porcellantrichter
angewendet, die auf eiserne Stangen so aufgekittet wurden, dass
die Glocke nach unten gerichtet war. Die eiserne Stange wurde
an das obere Ende der hölzernen Pfosten geschraubt und der
Draht an der äusseren Fläche des Trichters durch Umwinden
um den oberen dünnen Theil desselben befestigt. Die innere
Fläche des Trichters bildet hier die stets trocken bleibende, isoli-
rende Schicht zwischen dem Draht und der Stange. Die Isola-
tion dieser Leitung war selbst bei dem ungünstigsten Wetter
(feuchtem Schneefall) noch so vollständig, dass bei dem benutzten
wenig empfindlichen Galvanometer mit einfacher Nadel kein Strom
wahrzunehmen war, wenn an dem einen Ende der Leitung eine
Säule von 8 Daniell’schen Elementen und das Galvanometer
zwischen Leitungsdraht und Erde eingeschaltet und das andere
Ende des Leitungsdrahts isolirt war.

Je vollkommener aber die Isolation überirdischer Leitungen
hergestellt ist, desto störender treten die Einflüsse der atmosphä-
rischen Elektricität auf. Diese Erscheinung erklärt sich dadurch,
dass bei unvollkommen isolirten Leitungen die dem Drahte durch
die geladenen ihn umgebenden Luftschichten, oder durch die
vertheilende Wirkung der sich demselben nähernden oder von
ihm entfernenden Wolken mitgetheilten Ladungen sich durch
die vorhandenen Nebenschliessungen ausgleichen können, ohne
ihren Weg durch die Spiralen der Magnete der an den Enden
der telegraphischen Leitung befindlichen Instrumente zu nehmen,
dass ferner diese Ladungs- und Entladungsströme bei unvoll-
kommen isolirten Leitungen auch während der Unterbrechung
der Kette an einem oder an beiden Enden der Leitung ihren
Fortgang haben, während bei vollkommener Isolirung sich während
der Unterbrechung freie Elektricität im Drahte ansammelt, welche
darauf beim Schliessen der Kette ihren Weg durch die Magnet-
3*
[36] spiralen zur Erde nimmt und hierdurch den regelmässigen Strom
der Säule am einen Ende schwächt, am anderen dagegen ver-
stärkt. In gebirgigen Gegenden ist namentlich die freie Elektri-
cität der Luft eine Quelle steter Störungen.

Bei der oben erwähnten Leitung zwischen Eisenach und
Kassel, welche der Eisenbahn folgend aus dem Werra- ins Fulda-
Thal übergeht, deren Wasserscheide gleichzeitig die Wasserscheide
für die dortige Gegend bildet, zeigt ein ohne Batterie in die Leitung
eingeschaltetes Galvanometer fast zu jeder Zeit ziemlich heftige
Ströme von veränderlicher Stärke und Richtung an, die im Sommer,
während der Mittagszeit, häufig so heftig und veränderlich werden,
dass der Dienst der Linie auf mehrere Stunden dadurch unter-
brochen wird. Sind beide Enden des Leitungsdrahts isolirt, so zeigt
er immer eine beträchtliche Ladung freier Elektricität. Diese La-
dungen werden noch bedeutend stärker, wenn an einer Stelle der
Leitung Regen oder Schnee fällt. Namentlich im letzteren Falle ist
die Ladung des Drahts so stark, dass man demselben Funken von
1 bis 2 mm Länge entziehen kann, die dann in schneller Reihen-
folge hinter einander überspringen und jedesmal den Anker des
Elektromagnets zur Anziehung bringen. Noch intensiver sind
die in den Drähten durch Gewitterwolken erzeugten Ströme. In
den Sommermonaten hört in der Regel bei längeren Linien der
regelmässige Gang der correspondirenden Apparate schon auf,
wenn sich Gewitterwolken am Himmel zeigen. Auch diese Er-
scheinungen sind in bergigen Gegenden viel heftiger wie in der
Ebene. Besonders auffallend stark sind die bei Entladungen der
Wolken auch in kurzen Leitungen sich zeigenden Ströme. Die-
selben scheinen nicht durch Freiwerden der durch die Wolken
im Draht durch Vertheilung angesammelten Elektricität erklärt
werden zu können, da selbst dann, wenn das Gewitter schon
mehrere Meilen weit von der Drahtleitung entfernt ist, noch bei
jedem Blitze ein sehr heftiger Strom sich zeigt. Es scheint ein
Theil des durch die Entladung im Erdboden selbst hervorge-
rufenen Stromes seinen Weg durch den schneller leitenden Draht
zu nehmen.

Bei einer längeren überirdischen Leitung vergeht fast kein
Sommer, ohne dass der Blitz in sie einschlägt, die Instrumente
beschädigt und die Leitung theilweise zerstört. Bei der oben
[37] erwähnten überirdischen Leitung ist mit gutem Erfolge die Ver-
breitung des in den Leitungsdraht einschlagenden Blitzes dadurch
verhindert, dass von Zeit zu Zeit und namentlich in der Nähe
der Endpunkte der Leitung Metallstücke, welche durch die Höh-
lung der Trichter vor dem Nasswerden geschützt sind, möglichst
nahe einander gegenübergestellt wurden. Das eine derselben ward
mit dem Leitungsdraht, das andere mit dem Erdboden leitend
verbunden. Diese Anordnung bietet der elektrischen Endladung
einen kürzeren Weg zur Erde von geringem Widerstande und
leitet dadurch den am Draht fortlaufenden Blitz zur Erde ab.
Sind die einander genäherten Metallmassen gross und der Ab-
stand von einander möglichst klein, so dienen sie auch zur Ent-
ladung der durch Vertheilung dem Drahte mitgetheilten schwachen
Ladungen. Dadurch wird der nachtheilige Einfluss derselben
auf den Gang der Apparate vermindert, doch entsteht durch die
häufig in schneller Reihenfolge zwischen zwei Punkten über-
springenden Funken leicht eine leitende Verbindung der beiden
Metallmassen. Es ist daher rathsam, bei überirdischen Linien
im Freien von Zeit zu Zeit Blitzableiter in oben beschriebener
Art, jedoch mit etwas grösserem Abstande der beiden Metall-
massen von einander, anzubringen, um heftige Schläge abzuleiten,
und dagegen in den Zimmern grosse Metallplatten mit möglichst
geringem Abstande von einander zu placiren, um die schwachen
Ladungen des Drahtes unschädlich zu machen. Hr. Professor
Meissner in Braunschweig, unter dessen Leitung die dortigen
Telegraphen-Anlagen ausgeführt sind, hat dies Mittel ebenfalls
mit grossem Erfolg in Anwendung gebracht und häufig beob-
achtet, dass der Gang der in Gebrauch befindlichen Telegraphen
ungehindert blieb, während der enge Zwischenraum zwischen den
angewendeten Platten durch fortwährend übergehende Funken
hell erleuchtet erschien. Wenn sich auch durch die beschriebenen
Vorkehrungen der störende Einfluss der atmosphärischen Elektri-
cität beträchlich vermindern lässt, so lässt er sich doch nie ganz
beseitigen. Namentlich werden Gewitter stets vorübergehende
Unterbrechungen des Dienstes bei überirdischen Leitungen mit
sich führen. Der grösste und nicht zu beseitigende Uebelstand
der überirdischen Leitungen besteht aber in der, allen äusseren zer-
störenden Einflüssen völlig Preis gegebenen Lage derselben. Bei
[38] der oft erwähnten Linie von Eisenach bis Frankfurt a. M. fand
längere Zeit fast täglich eine Unterbrechung der Leitung durch
Muthwillen, Diebstahl, Zufall oder durch Naturereignisse statt,
und nur durch ein starkes, auf der ganzen Linie vertheiltes
Wärtercorps ist es möglich geworden, eine ziemliche Regelmässig-
keit des Dienstes durch schnelle Reparatur der vorhandenen Be-
schädigungen zu erhalten.

Diese Unsicherheit des Dienstes der Telegraphen mit über-
irdischen Leitungen rief daher schon seit längerer Zeit das all-
gemeine Bestreben hervor, die Drähte, mit einer isolirenden Masse
bekleidet, unter dem Boden fortzuführen. Die ausgedehntesten
Versuche in diesem Sinne sind bekanntlich von Jacobi (Annal.
Bd. 58, S. 409.) angestellt. Derselbe versuchte zuerst den Draht
durch Glasröhren, die mit Kautschuck verbunden wurden, zu iso-
liren; doch die Röhren zerbrachen und die Verbindung zeigte
sich als undicht. Ebenso schlug ein zweiter Versuch, welcher
in Bekleidung des Drahtes in seiner ganzen Länge mit Kaut-
schuck bestand, gänzlich fehl, weil die Leitung mit der Zeit die
anfänglich vorhandene Isolation grösstentheils verlor. Kautschuck
ist auch schon deswegen als Isolationsmittel bei Kupferdraht
nicht anwendbar, weil dasselbe bei längerer Berührung mit dem
Kupfer sich zersetzt und eine leitende Verbindung mit demselben
bildet. Die in Preussen zur Anstellung von Versuchen und zu
Ermittelungen über elektrische Telegraphen früher bestehende
Commission wiederholte unter einigen Modificationen die Jacobi’-
schen Versuche, ohne ein besseres Resultat zu erzielen. In Eng-
land und Amerika hat man sich häufig eiserner oder bleierner
Röhren bedient, um die eingeschlossenen übersponnenen Drähte
vor dem Zutritt der Feuchtigkeit zu schützen. Die grossen Kosten
dieses Verfahrens, so wie die mit der vollkommenen Dichtung
dieser Röhren verbundenen Schwierigkeiten, machten es natürlich
nur für ganz kurze Leitungen durch Flüsse etc. anwendbar. Es
zeigte sich ferner, dass die den Draht eng umschliessenden Blei-
röhren häufig nach Verlauf einiger Zeit mit demselben in Be-
rührung kamen. Wahrscheinlich war die ungleiche Ausdehnung
von Blei und Kupfer, bei Temperaturveränderung, die Veran-
lassung dieser Erscheinung.

Es schien in der That, als seien die Schwierigkeiten, welche
[39] sich der Isolation der ganzen Oberfläche der Drähte entgegen-
stellten, ohne übermässige Kosten nicht zu lösen, als ein bisher
nicht bekanntes Material, die Guttapercha, auftauchte. Ich er-
hielt die ersten Proben dieser Masse im Herbste 1846, während
ich gerade ebenfalls mit Versuchen über unterirdische Leitungen
beschäftigt war und dehnte dieselben sogleich auf dasselbe aus.
Es ergab sich, dass auch die dünnsten Blättchen der entwässerten
Masse eine für den vorliegenden Zweck hinreichende Isolations-
fähigkeit besassen. Da nun ferner durch die Eigenschaft der
Guttapercha, bei mässiger Erwärmung plastisch zu werden und
an einander zu kleben, auch die Schwierigkeit der dichten Ver-
bindung der einzelnen Theile der Umhüllung beseitigt erschien,
so gewann ich bald die Ueberzeugung, dass dies Material zur
Lösung des vorliegenden technischen Problems geeignet sei. Ich
setzte mich daher mit Hrn. Pruckner, Mitbesitzer der hiesigen
Guttapercha- und Gummiwaaren-Fabrik von L. Fonrobert und
Pruckner, in Verbindung und stellte in Gemeinschaft mit dem-
selben weitere Versuche an. Das günstige Resultat derselben
veranlasste mich, bei der schon genannten Commission die An-
stellung umfassender Versuche in diesem Sinne zu beantragen.
Sie ging darauf ein und beauftragte mich mit der Leitung der
Arbeiten zur Ausführung einer Versuchsleitung von einer Meile
Länge. Im Herbst 1847 war dieselbe vollendet. Die Isolation
des Drahtes erwies sich trotz der noch mangelhaften Methode,
welche zur Bekleidung desselben mit der Guttapercha angewendet
war, schon so ausreichend, dass die Verlängerung der Leitung
bis auf die Länge von 2½ Meilen (von Berlin bis Gr. Beeren)
beschlossen ward. Im Frühjahr 1848 war auch diese Arbeit
vollendet, und die Leitung ward nun zur telegraphischen Corre-
spondenz zwischen den genannten Orten benutzt. Die Beklei-
dung der Drähte geschah in der Fabrik der Hrn. Fonrobert und
Pruckner. Es ward hierzu reine, durch erhitzte Walzen voll-
ständig entwässerte Guttapercha verwendet. Die erwärmte Masse
ward durch gekehlte Walzen um den Draht gepresst. Die vor-
handenen Isolationsfehler wurden mit Hülfe eines Neef’schen In-
ductors aufgesucht und durch Beklebung mit erwärmten Gutta-
percha-Bändern ausgebessert. Darauf ward die Isolation eines
jeden Drahtes, von etwa 700' Länge mittelst eines äusserst em-
[40] pfindlichen Galvanometers geprüft und derselbe nur dann zur
weiteren Verwendung genommen, wenn das zwischen dem Draht
und das ihn umgebende Wasser mit einer Säule von 8 Daniell’-
Elementen eingeschaltete Galvanometer keine Spur von Ablenkung
zeigte. Zu grösserer Sicherheit ward der Draht beim Einlegen
in den 2' tiefen Graben auf dem Planum der Eisenbahn noch
mit einer Mischung von Marineleim, Steinkohlentheer und Colo-
phonium überzogen. Die Drahtenden wurden mit Zinn zusammen-
gelöthet und die Löthstellen durch Umkleben mit erwärmten
Guttapercha-Platten ebenfalls isolirt. Der zweite Ueberzug des
Drahtes schien nöthig, weil Versuche gezeigt hatten, dass die reine
Guttapercha bei längerem Liegen im Wasser an der Oberfläche
eine Rückbildung in weisses Hydrat erleidet und hierdurch die
Gefahr entstand, dass die Isolation sich mit der Zeit vermindern
würde. Diese Eigenschaft der Guttapercha tritt besonders bei
längerem Liegen im Meerwasser hervor. Bei einer Minenanlage,
die ich im Sommer 1848 im Kieler Hafen in Gemeinschaft mit
Prof. Himly in Kiel ausführte, waren die mit reiner Guttapercha
bekleideten Drähte, welche zur Entzündung der auf dem Grunde
des Fahrwassers liegenden Pulvermassen dienen sollten, nach
circa 6 Monaten mit einer dünnen Lage weisser Guttapercha be-
kleidet. Die weisse Farbe verschwand wieder, wenn die Drähte
einige Tage der Luft ausgesetzt waren. Es wurde aus diesem
Grunde und der grösseren Härte der Masse wegen bei sämmt-
lichen später angefertigten Drähten geschwefelte Guttapercha in
Anwendung gebracht.

Mehrfache Untersuchungen der oben erwähnten Leitung von
Berlin nach Gr. Beeren im Frühjahr und Sommer des Jahres
1848 ergaben, dass die Isolation der Leitung in unveränderter
Güte blieb, und dass auch die Guttapercha sich unverändert er-
hielt. In Folge dessen erklärte sich die Commission für die
Anwendung dieser Leitungen zu den vom Preussischen Staate
beabsichtigen Telegraphen-Anlagen, und es ward nun ein bis-
heriges Mitglied derselben, der Regierungs- und Bau-Rath Notte-
bohm, mit der Oberleitung des Baues derselben betraut.

Die bisherigen Erfahrungen hatten gezeigt, dass die bis dahin
angewandte Methode der Bekleidung der Drähte mit Guttapercha
noch sehr mangelhaft war. Die in Form zweier schmaler Riemen
[41] um den Draht gewalzte Masse klebte häufig nicht fest an ein-
ander und es bildeten sich dadurch Kanäle, welche die Feuchtig-
keit des Bodens mit der Zeit bis zum Draht gelangen liessen.
Ferner stellte sich heraus, dass die Nähte nach einiger Zeit ihre
anfängliche Festigkeit verloren und leicht von einander zu lösen
waren, wodurch die dauernde Isolation der Drähte gefährdet er-
schien. Ich entwarf daher in Gemeinschaft mit Hrn. Halske
eine Maschine, mittelst welcher die Guttapercha fortlaufend und
ohne Naht durch Pressung um den Draht geformt ward. Die-
selbe besteht aus einem Cylinder, welcher mit erwärmter Gutta-
percha gefüllt und durch ein Dampfbad vor Abkühlung geschützt
wird. Durch eine starke Schraube, welche durch eine Dampf-
maschine langsam gedreht wird, wird ein in dem Cylinder passen-
der Stempel in denselben hinabgedrückt. Der offene Boden des
Cylinders ist durch ein rechtwinklig ausgehöhltes Metallstück ge-
schlossen, dessen Höhlung mit dem inneren Raume des Cylinders
communicirt. Dies Metallstück ist von neun in einer geraden
Linie neben einander liegenden, senkrechten Löchern durchbohrt.
Der Durchmesser dieser Löcher entspricht in der unteren Wand
des Metallstücks der Dicke des zu bekleidenden Drahtes und in
der oberen der Dicke des bekleideten Drahtes. Die mit grosser
Gewalt im Cylinder zusammengedrückte plastische Masse füllt
den inneren Raum des beschriebenen Metallstücks und quillt aus
den in demselben vorhandenen Löchern hervor. Die Drähte treten
nun durch die unteren engeren Löcher in den mit Guttapercha
angefüllten Raum und kommen mit Guttapercha bekleidet aus
den oberen, weiteren, heraus. Sie werden darauf senkrecht so
hoch hinaufgeführt, dass die Guttapercha während des Weges hin-
länglich erkalten kann, und dann auf Trommeln gewickelt. Die
spätere Operation des Aufsuchens fehlerhafter Stellen und die
Untersuchung der Isolation der fertigen Drahtenden sind bereits
oben beschrieben. Die zweite Bekleidung des Drahtes beim Ein-
legen in den Graben, wie sie anfänglich zur Anwendung kam,
konnte bei der geschwefelten Guttapercha fortfallen, da diese Masse
die Eigenschaft, sich in Hydrat zurückzubilden, nicht besitzt.
In der That sind die seit 1½ Jahren ohne zweiten Ueberzug
im Boden liegenden Drähte noch durchaus unverändert geblieben
und von frisch fabricirten Drähten nicht zu unterscheiden.

Ueberall da, wo der Draht nicht mindestens 2 Fuss tief mit
Erde bedeckt liegen kann, wird er durch eiserne Röhren vor
äusserer Beschädigung geschützt. Dies geschieht namentlich stets
beim Uebergang über Brücken, beim Einführen der Drähte in
die Stationszimmer etc. Um den mit dem Einlegen des Drahts
beschäftigten Arbeitern jederzeit Gelegenheit zu geben, sich die
Ueberzeugung zu verschaffen, dass der Draht bis dahin nicht
beschädigt sei, wird an dem Ende, von dem die Arbeit ausgeht,
ein Uhrwerk aufgestellt, welches abwechselnd die leitende Ver-
bindung des Drahtes mit der Erde herstellt und unterbricht.
Durch Einschaltung eines Galvanometers und einer galvanischen
Säule zwischen Draht und Erde lässt sich dann am Arbeitsorte
aus der Ablenkung der Nadel auf die Güte des bis dahin ge-
legten Drahtes schliessen.

Trotz aller angewendeten Vorsicht ereignet es sich indess
häufig, dass der Ueberzug des Drahtes auf dem Transport oder bei
der Arbeit des Einlegens leichte Verletzungen bekommt. Solche
in feinen Schnitten, Rissen oder abgescheuerten Stellen bestehende
Beschädigungen sind, namentlich wenn die Arbeit bei trocknem
Wetter ausgeführt wird, nicht gleich zu entdecken und auszu-
bessern. Man muss daher in der Regel nach einiger Zeit, nach-
dem durch starke Regengüsse der den Draht umgebende Erdboden
wieder vollständig durchnässt ist, die Leitung einer Revision
unterwerfen und die vorhandenen Nebenschliessungen aufsuchen
und ausbessern. Es kommt auch bei älteren Leitungen bisweilen,
wenn auch selten, vor, dass der Ueberzug des Drahtes durch
unvorsichtig ausgeführte Erdarbeiten beschädigt oder gar die
Drahtleitung selbst zerstört wird.

Das von mir zur Aufsuchung beschädigter Stellen der Lei-
tung angewendete Verfahren ist folgendes:

Ist die leitende Verbindung des Drahtes selbst zwischen den
beiden benachbarten Telegraphenstationen nicht unterbrochen,
aber der Ueberzug desselben irgendwo beschädigt, so kann die
Lage der Beschädigung annähernd durch Rechnung bestimmt
werden.

Als bekannt oder vorher durch Versuche ermittelt, wird vor-
ausgesetzt:

die Länge des Leitungsdrahtes zwischen den Stationen, von
[43] denen aus die Ermittelung der Lage der Beschädigung geschehen
soll; der Widerstand der benutzten Säulen und der beiden zu
den Messungen benutzten Galvanometer, deren Angaben vergleich-
bar sein müssen; der Widerstand des Drahtes, welcher die
leitende Verbindung mit der entsprechenden, im Wasser oder im
feuchten Boden liegenden Metallplatte herstellt, und der Wider-
stand der diese Platte umgebenden Flüssigkeitsschichten bis zur
unendlichen Ausbreitung des Stromes.

Sämmtliche Widerstände seien auf den Widerstand des
Drahtes reducirt.

Es seien x und y die Widerstände der Theile des Leitungs-
drahtes von den Endpunkten A und B bis zu der beschädigten
Stelle;

m die reducirte Summe der Widerstände des bei A einge-
schalteten Galvanometers, der dort eingeschalteten Säule, des
Verbindungsdrahtes mit der Endplatte und des oben definirten
Uebergangswiderstandes des Stromes von der Platte zur Erde;

n dieselbe Summe für das Ende B der Leitung.

Ferner sei z der Widerstand des Ueberganges von der bloss-
gelegten Stelle des Drahtes zur Erde oder der Widerstand der
Nebenschliessung.

Endlich sei s die gemessene oder berechnete Stärke des
durch die unbeschädigte Leitung gehenden Stromes der bei A
und B befindlichen Säulen, von denen jede die elektromotorische
Kraft e hat, s' die bei A gemessene Stromstärke der dort ein-
geschalteten Säule, wenn die Leitung bei B unterbrochen ist,
s″ dagegen die bei B gemessene Stromstärke, wenn die Leitung
bei A unterbrochen ist, so ist:

Aus diesen 3 Gleichungen e und z eliminirt gibt
[44] woraus
. Da die Summe x + y gleich der Länge der Leitung, mithin be-
kannt ist, so ergibt sich aus dieser Gleichung sofort die Lage
der Beschädigung.

Es ist bei Anstellung der Messungen der Stromstärke bei
A und B die Vorsicht zu beobachten, die Säulen immer so
zwischen Leitungsdraht und Endplatte einzuschalten, dass die
beträchtliche Polarisation des Drahtes an der beschädigten Stelle
stets in gleichem Sinne auftritt und die Ablesung erst dann vor-
zunehmen, wenn die Polarisation ihr Maximum erreicht und die
Ablenkung der Nadel dadurch möglichst constant geworden ist.

Genauere Resultate gibt ein anderer Weg der Berechnung
der Lage einer Beschädigung, bei welchem die Polarisation weit
weniger störend auftritt und welche unabhängig von der Grösse
der elektromotorischen Kraft der angewandten Säulen ist.

Es sei die Bedeutung der Buchstaben x, y, m, n und z die
oben angegebene. Ferner seien s und s' die bei A und B ge-
messenen Stromstärken der bei A eingeschalteten Säule, während
die bei B befindliche durch einen Metalldraht von gleichem Wider-
stande ersetzt und die leitende Verbindung mit der Endplatte herge-
stellt ist. Ferner seien σ und σ' die gleichzeitig gemessenen Strom-
stärken bei B und A, wenn die Säule bei B eingeschaltet und
bei A durch einen gleichen Widerstand ersetzt ist, so ist, da
sich in verzweigten Schliessungsbogen die Stromstärken umgekehrt
wie die Widerstände der Zweige verhalten,
woraus
oder
1) .
Ferner aus demselben Grunde
[45] also auch
2) .
Die Gleichung 2 durch die Gleichung 1 dividirt giebt
, wodurch die Lage der Beschädigung bestimmt ist.

Es ist kaum nöthig zu erwähnen, dass die eben entwickelten
Formeln zur Bestimmung der Lage beschädigter Stellen der
Leitung nur dann anwendbar sind, wenn nur Eine solche Stelle
zwischen den Punkten, von denen die Messung ausgeht, vor-
handen ist.

Ob dies der Fall sei oder nicht, kann man leicht durch
Wiederholung der Messungen bei Einschaltung eines bekannten
Widerstandes an einem Ende der Leitung erkennen, da die
Rechnung in diesem Falle nur dann dieselbe Lage der Be-
schädigung ergeben kann, wenn nur Eine Nebenschliessung vor-
handen ist. Auf dem angedeuteten Wege, nämlich durch Ein-
schaltung bekannter Widerstände und jedesmalige Messung der
gleichzeitigen Stromstärken an den beiden Enden der Draht-
leitung, erhält man nun zwar die nöthigen Data zur gleichzeitigen
Bestimmung der Lage zweier oder mehrerer vorhandener Neben-
schliessungen und zur Controle ihrer Richtigkeit; doch werden
die Formeln für die praktische Anwendung zu schwerfällig und
ihre Angaben ungenau. Es ist daher in der Regel zweckmässiger,
in dem Falle, wo die Controle auf das Vorhandensein mehrerer
Beschädigungen schliessen lässt, entweder dieselbe Bestimmung
für beliebige Abtheilungen der Leitung vorzunehmen, oder gleich
auf die unten beschriebene Weise durch fortgesetzte Theilung
die Beschädigungen aufzusuchen.

Hinsichtlich der mit m und n bezeichneten Constanten ist
noch zu erwähnen, dass dieselben bei der hier hauptsächlich in
Betracht kommenden annähernden Bestimmung der Lage einer
Beschädigung einer ausgedehnten telegraphischen Leitung ohne
grosse Beeinträchtigung der Genauigkeit derselben ganz ver-
nachlässigt werden können, wenn man grosse, in freiem Wasser
liegende Endplatten und Säulen und Galvanometer von geringem
[46] Widerstande anwendet. Bei Endplatten, welche im feuchten Erd-
boden liegen, ist der Widerstand des Ueberganges der Elektricität
von den Platten zum unbegränzten feuchten Leiter, als welcher
die Erde auftritt, natürlich unverhältnissmässig viel grösser, doch
kann man dann, wenn man an beiden Enden gleiche und unter
gleichen Verhältnissen befindliche Platten hat, für jede ohne
Nachtheil den halben gemessenen Erdwiderstand annehmen.
Anderenfalls müsste man den Widerstand des Ueberganges für
jede einzelne Platte mit Hülfe einer dritten, hinlänglich entfernt
von beiden liegenden bestimmen.

Um durch fortgesetzte Theilung der Leitung möglichst schnell
die vorhandenen Beschädigungen des Ueberzuges der Drähte auf-
zufinden, verfahre ich folgendermaassen:

Die Enden der Leitung werden isolirt. Die mit dem Auf-
suchen und Ausbessern der Beschädigungen beauftragten Arbeiter
sind mit einem hinlänglich empfindlichen Galvanometer, einer
transportabelen Säule und einer Metallplatte ausgerüstet. Durch
Durchschneidung des Drahtes an einer beliebigen Stelle der
Leitung und Einschaltung des Galvanometers und der Säule
zwischen das eine Ende desselben und die Erde erfahren sie,
in welchem Stücke der Leitung die Beschädigung zu suchen ist.
Ist nur eine Beschädigung vorhanden und die Lage derselben
durch Rechnung annähernd bestimmt, so stellen sie den ersten
Versuch an der berechneten Stelle an. Sie verbinden und isoliren
darauf den Drath wieder, wie früher beschrieben, stellen in einiger
Entfernung von dieser Stelle einen zweiten gleichen Versuch an
und fahren hiermit so lange fort, bis sie den Ort der Beschädigung
passirt haben. Darauf halbiren sie das zwischen den letzten beiden
Versuchsstellen liegende Drahtstück und so fort, bis die Lage der
Beschädigung auf einige Ruthen begränzt ist. Dies Stück des
Drahtes wird dann blosgelegt und die aufgefundene Beschädigung
ausgebessert. Um den Draht für diese Versuche leichter zu-
gänglich zu machen, wird derselbe bei der Anlage neuer Leitungen
genau jedem Stationssteine der Eisenbahn gegenüber mit einem
platten Steine bedeckt und dieser dann mit Erde beschüttet.
Geübte Arbeiter bedürfen zur Anstellung eines solchen Versuchs
nur weniger Minuten, die Wiederherstellung der beschädigten
Leitung ist daher sehr schnell bewerkstelligt.

Hat die ohngefähre Lage der Beschädigung nicht durch
Rechnung ermittelt werden können, so müssen sich die Arbeiter
der Eisenbahnzüge bedienen, um zu finden, zwischen welchen
Eisenbahnstationen die Beschädigung zu suchen ist. Häufig ist
die Zeit des Anhaltens der Züge zur Anstellung eines Versuchs
hinreichend und die erste Eingrenzung dann schnell bewerkstelligt.
Durch 10 bis 15 Versuche ist die Beschädigung dann im un-
günstigsten Falle aufgefunden. Können die Arbeiter sich einer
Dräsine zur schnelleren Fortbewegung bedienen, so genügen
einige Stunden, um die Verletzung zwischen zwei Eisenbahn-
stationen, also auf eine Entfernung von 2 bis 3 Meilen, aufzusuchen
und auszubessern.

Ist die leitende Verbindung des Drahtes selbst unterbrochen,
so ist die Reparatur durch das beschriebene Theilungsverfahren
noch schneller auszuführen, da das Durchschneiden des Drahtes
dann nicht erforderlich ist. Das eine Ende des Drahtes wird
isolirt und zwischen das andere Ende und die Erde eine kräftige
Säule eingeschaltet. Die Arbeiter brauchen jetzt nur den Draht
blosszulegen und eine feine Nadel durch die Guttapercha zu stechen,
so dass die Spitze derselben den Draht metallisch berührt. Durch
Berührung dieser Nadel mit der Zunge erfahren sie dann, ob der
Draht zwischen der Untersuchungsstelle und der eingeschalteten
Säule unterbrochen sei oder nicht. Ist die Nadel hinlänglich
fein, so schliesst sich das Loch wieder vollständig. Anderenfalls
muss die Oberfläche der Guttapercha etwas erwärmt werden, um
die Oeffnung zu schliessen. Die Untersuchung kann hierbei von
beliebig vielen Orten gleichzeitig ausgehen und ist daher auch
sehr schnell zu beendigen.

Die Isolation der Leitung wird jetzt in einem sehr voll-
kommenen Grade erreicht. Bei neu angelegten Leitungen darf
der Nebenstrom bei am anderen Ende geöffneter, 10 Meilen langer
Leitung nicht über 2½ pCt. des bei geschlossener Kette vorhandenen
Stromes betragen, der reducirte Widerstand der auf die Länge einer
Meile gestatteten Nebenschliessungen muss daher mindestens dem
einer circa 400 Meilen langen Drahtleitung entsprechen. Eine
solche Nebenschliessung ist auch für die empfindlichsten Apparate
noch unschädlich, da sie constant ist und nicht, wie bei über-
irdischen Leitungen, stets veränderlich. Da nun ferner die unter-
[48] irdischen Leitungen durch die leitende Erdschicht, welche sie
bedeckt, den so störenden Einflüssen der atmosphärischen Elek-
tricität fast ganz entzogen sind, so bleiben nur die, bei Ent-
ladungen der Wolken sie durchlaufenden und die durch Schwan-
kungen des Erdmagnetismus in ihnen inducirten, nur bei starken
Nordlichtern einigermassen beträchtlichen Ströme als veränder-
liche Elemente, welche den regelmässigen Dienst der benutzten
telegraphischen Apparate stören könnten. Da diese Ströme jedoch
die ganze Drahtleitung in gleichbleibender Stärke durchlaufen,
so lassen sie sich, wie später gezeigt werden wird, durch zweck-
mässige Construction der Apparate unschädlich machen. Die
unterirdischen Leitungen sind ferner der gewaltsamen Zerstörung
durch Muthwillen, Diebstahl, Blitzschläge und zufällige Ereignisse
aller Art durch ihre Lage entzogen. Die Haltbarkeit derselben
ist nach bisherigen Erfahrungen fast als unbegrenzt zu betrachten,
während die überirdischen Leitungen einer Erneuerung nach Ver-
lauf von 10 bis 15 Jahren bedürfen, da die Drähte spröde werden
und rosten, die Pfähle verfaulen und die isolirenden Glocken nach
und nach zerbrechen. Die Kosten der unterirdischen Leitungen
übersteigen schon jetzt die der solide angelegten überirdischen
nicht mehr und werden sich wahrscheinlich noch beträchtlich
vermindern. In diesem Augenblicke sind bereits über 400 Meilen
unterirdischer Leitungen in regelmässiger Benutzung.

Die unterirdischen Leitungen bieten manche interessante Er-
scheinungen, auf welche ich nach Beendigung ihrer Untersuchung
zurückkommen werde. Eine derselben, welche die Anwendung
dieser Leitungen anfangs wesentlich erschwerte, besteht darin,
dass der isolirende Ueberzug der Drähte als colossale Leydener
Flasche auftritt, deren Belegungen der Draht und die Feuchtig-
keit des Erdbodens bilden und welche durch die Elektricität der
zwischen ihnen eingeschalteten Säule geladen wird. Bei langen
Leitungen bringen diese Ströme kräftige mechanische Effecte
hervor, deren Intensität der Länge des Drahtes und der elektro-
motorischen Kraft der eingeschalteten Säule nahe proportional
ist und mit der vollkommeneren Isolation des Drahtes zunimmt.
Mit Polarisationsströmen können diese Ladungs- und Entladungs-
ströme daher durchaus nicht verwechselt werden. Durch diese
Annahme finden alle, oft fast wunderbaren Eigenthümlichkeiten,
[49] welche die unterirdischen Leitungen bei ihrer praktischen Be-
nutzung zeigen, nicht nur ihre vollständige Erklärung, sondern
es ist mit Hülfe derselben sogar gelungen, dieselben vollständig
zu beherrschen und sogar nützlich zu verwenden. Bei der Be-
schreibung der von mir construirten Apparate werde ich mehrfach
darauf zurückkommen.

Eine der auffallendsten Eigenthümlichkeiten der unterirdischen
Leitungen ist die, dass die Apparate bei ihnen mit schwächerer
Batterie in gleich schnellen Gang kommen, wie bei überirdischen
mit beträchtlich stärkerer, obgleich die Leitungsfähigkeit des
unterirdischen Drahtes um ¼ geringer ist. Die Erklärung dieser
Erscheinung fällt bei Annahme der oben definirten Ladungs-
ströme nicht schwer. Da nämlich die Elektricität der Säule,
welche im Drahte gebunden wird, auf der ganzen Oberfläche
sich vertheilt, so hat nur ein kleiner Theil derselben den ganzen
Widerstand des Drahtes zu überwinden.

Ist der Widerstand der angewendeten Säule sehr klein im
Vergleich zu dem Widerstande der Leitung, so bleibt die elek-
trische Spannung des mit dem Leitungsdrahte verbundenen Pols
unverändert, wenn das andere Ende des Drahtes mit der Erde
verbunden wird.

Bezeichnet a c in nebenstehender Figur den Leitungsdraht,
a b die Spannung der Elektricität der zwischen a und der Erde
eingeschalteten Säule, und ist c mit der Erde leitend verbunden;
verbindet man dann b mit c durch eine gerade Linie, so bilden
die Senkrechten auf a c bis zum Schneidepunkte mit b c das
Maass der elektrischen Spannungen, mithin auch der Ladungen
der zugehörigen Punkte des Drahtes a c.

Der Inhalt des Dreiecks a b c bezeichnet also die Grösse
der Ladung. Ist bei c auch eine Säule von gleicher Stärke
4
[50] zwischen Draht und Erde so eingeschaltet, dass beide Säulen
im gleichen Sinne wirken, so bezeichnet die Linie c d die hier
abgegebene Spannung des Punktes c und es ist jetzt die Linie b d
die Curve der elektrischen Spannungen des Drahtes. Der gleich-
förmig cylindrische Draht ist mithin von a bis zur Mitte mit
positiver und von dort bis c mit negativer Elektricität geladen.
Wird nun bei a und c gleichzeitig die Verbindung des Drahtes
mit der Säule aufgehoben, so gleichen sich die Ladungen von
entgegengesetzter Elektricität im Drahte selbst aus. Wird die
Verbindung gleichzeitig wieder hergestellt, so entsteht im ersten
Momente ein Strom von grosser Stärke, da die Ladungsströme
einen beträchtlich geringeren Widerstand zu überwinden haben.
Bei der schnellen Aufeinanderfolge der Unterbrechungen und
Schliessungen, wie sie bei den telegraphischen Apparaten vor-
kommen, ist es daher erklärlich, dass die angewendeten Säulen
einen grösseren mechanischen Effect bei unterirdischen Leitungen
geben.

Mémoire sur la télégraphie électrique.

(Présenté à l’académie des Sciences le 15 avril 1850.)

L’objet de ce Mémoire est de faire connaître les méthodes
de télégraphie électrique de mon invention, que le gouvernement
prussien a adoptées au commencement de l’année 1848 et qui
depuis sont d’un usage presque général dans tout le nord de
l’Allemagne.

Tout télégraphe électrique se compose essentiellement de
deux parties, du circuit conducteur, et des appareils destinés à
transmettre et à recevoir les signaux. En conséquence, je diviserai
ce Mémoire en deux chapitres, le premier traitant de l’établisse-
ment du circuit, le second de la construction des appareils.

Kurze Darstellung
der
an den preussischen Telegraphenlinien
mit unterirdischen Leitungen gemachten
Erfahrungen.

Berlin. Verlag von Julius Springer.

1851.

Die bis zum Frühjahr 1848 in Berlin bestehende Com-
mission zur Vorbereitung der Telegraphenanlagen in Preussen,
hatte in richtiger Erkennung und Berücksichtigung der Gründe
der grossen Unsicherheit des Dienstes der in England und
Amerika bereits in sehr ausgedehntem Maasse bestehenden elek-
trischen Telegraphen ihr Augenmerk namentlich auf die Ver-
besserung der Leitungen gerichtet. Sie erkannte, dass die bis-
her allein benutzten oberirdischen Leitungen die Erreichung einer
vollständig und jederzeit sicheren telegraphischen Verbindung durch
principielle Mängel stets verhindern würden und dass nur gute,
unterirdisch geführte Leitungen die Erreichung dieses Zieles
möglich machten.

In ihrem Auftrage wurden im Sommer 1847 auf der An-
haltischen Eisenbahn zwei durch Guttapercha isolirte, eine halbe
Meile lange Drähte in verschiedener Tiefe eingelegt. Die Be-
kleidung dieser Drähte mit Guttapercha geschah auf eine noch
höchst unvollkommene Art mittels gekehlter Walzen. Es zeigte
sich bald, dass es unmöglich war, auf diese Art vollständig und
dauerhaft isolirte Drähte zu fabriciren. Die Verbindungsnähte
der Guttapercha-Streifen, aus denen der Ueberzug gebildet wurde,
waren nicht dicht herzustellen und verloren nach einiger Zeit
den festen Zusammenhang. Eine Maschine, vermittelst welcher
die Guttapercha in zusammenhängender Masse und ohne Naht
[90] um den Draht geformt werden sollte, war zur Beseitigung dieses
Uebelstandes construirt, jedoch im Frühjahr 1848 erst im Modell
ausgeführt und probirt. Entscheidende Erfahrungen über die
nöthige Tiefe des Einlegens der Drähte hatten bis dahin der
Kürze der Zeit wegen nicht gesammelt werden können. Die
Guttapercha selbst und ihre Eigenschaften waren damals noch
wenig bekannt; man wusste kaum, dass es verschiedene Sorten
derselben gab, und kannte die Ursachen ihres Verderbens und
die nachtheiligen Eigenschaften der schlechten Sorten natürlich
noch gar nicht.

Dies war der augenblickliche Standpunkt der Versuche, als
die politischen Ereignisse des Jahres 1848 die schleunige Aus-
führung der Telegraphenanlagen von Berlin nach Frankfurt a. M.
und nach Aachen geboten.

Da die schon mit so unvollkommenen Mitteln fabricirten
Drähte ein im Allgemeinen befriedigendes Resultat gegeben
hatten, und die noch vorhandenen Mängel durch Verbesserung
der Fabricationsmittel leicht zu beseitigen schienen, so hatte
sich die Commission günstig für die mit Guttapercha isolirten
unterirdischen Leitungen ausgesprochen und es sollten in Folge
dessen die genannten Linien auf diese Art ausgeführt werden.

Man muss gestehen, dass dieser Entschluss bei dem da-
maligen Standpunkte der Sache allerdings etwas kühn war; in-
dess rechtfertigten die grossen Vortheile, welche die Anwendung
guter unterirdischer Leitungen versprachen, die im Allgemeinen
günstigen Resultate der angestellten Versuche, so wie die un-
ruhigen Zeitverhältnisse, welche oberirdische Leitungen zu sehr
zu gefährden schienen, die getroffene Entscheidung. Es war
aber ein Unglück für diese Anlagen, so wie für das System
unterirdischer Leitungen im Allgemeinen, dass diese ersten Linien
in grosser Uebereilung angelegt werden mussten und dass weder
Zeit zur Ausbildung der Fabrication der Drähte vorhanden, noch
die Möglichkeit gegeben war, die bei der Anlage selbst gemachten
Erfahrungen gehörig zu benutzen.

Man entschloss sich zur Anwendung der mit Schwefel ver-
bundenen, sogenannten vulcanisirten Guttapercha. Die Gründe
dieser Wahl waren theils die grössere Härte dieser Verbindung,
theils die beobachtete grössere Beständigkeit derselben in freier
[91] Luft. Sie war aber erst seit Kurzem bekannt geworden; es
fehlten daher noch alle Erfahrungen über die richtige Anferti-
gung derselben so wie die Kenntniss der nöthigen Mischungs-
verhältnisse. Im Allgemeinen wurde die Masse zu sehr ge-
schwefelt, bei zu hoher Temperatur verarbeitet und theilweise
die Guttapercha vorher nicht hinlänglich entwässert. Die hier-
durch entstandenen Uebelstände haben sich den ersten Leitungen
besonders verderblich gezeigt.

Bei Ueberschuss von Schwefel und zu hoher Temperatur
verbindet sich das Kupfer mit dem Schwefel, das gebildete
Schwefelkupfer durchdringt die dem Draht zunächst liegende
Guttapercha und bildet mit ihm eine dunkelbraun aussehende,
die Electricität leitende Masse, die bei den ältesten Leitungen
oft bis ¼ Linie dick ist. Dennoch würde die Güte der Drähte
wenig hierdurch beeinträchtigt sein, wenn der Draht in der Mitte
der Guttapercha gelegen hätte, die oben erwähnte aus nicht iso-
lirender Guttapercha bestehende Schicht überall von guter Masse
umgeben und die Masse stets völlig entwässert gewesen wäre.

Dies war aber leider durchaus nicht der Fall. Es wollte
der mit der Bekleidung der Drähte beauftragten Fabrik anfäng-
lich nicht gelingen, mittels der neuen Maschine die Drähte mit
einer concentrischen Lage Guttapercha zu überziehen. Fast alle
damals überzogenen Drähte waren mehr oder weniger excentrisch
überzogen und häufig stellenweise nur mit einer dünnen Lage
Guttapercha bedeckt. Letztere enthielt ausserdem durchweg eine
Menge Blasen und Vertiefungen, die man noch nicht zu ver-
meiden verstand, sie wurde noch nicht gehörig gereinigt und
entwässert und war oft durch zu hohe Temperatur in einem
schwammigen und bald spröde werdenden Körper umgewandelt.
Häufig wurden auch schlechtere Sorten oder verdorbene Gutta-
percha, mit denen die gute Masse verfälscht war, verwendet.

Der technische Standpunkt der Drahtfabrication war mithin
noch sehr niedrig und es mussten in allen Richtungen noch viele
Erfahrungen gesammelt werden. Dennoch sollten die oben-
genannten Linien in kürzester Zeit vollendet werden. Es war
vorauszusehen, dass die Ausführung derselben sehr mangelhaft
ausfallen würde, und es war dies in der That in hohem Maasse
der Fall.

Aus den angeführten Gründen war es nur selten möglich,
vollkommen isolirte Drähte herzustellen. Häufig waren die
Drähte so sehr excentrisch, dass die den Kupferdraht umgebende,
nicht mehr isolirende Guttapercha-Schicht bis zur Oberfläche
reichte. Wo dies nicht der Fall war, wurde doch der Boden
der Vertiefungen und Luftblasen von derselben erreicht. Der
Ueberzug verlor dadurch theilweise seine isolirende Eigenschaft
und der durch die leitenden Stellen desselben beim späteren
Gebrauch der Leitungen hindurchgehende Strom zersetzte das
Schwefelkupfer und verwandelte im Laufe einiger Jahre die von
diesem durchgezogene Guttapercha in eine unzusammenhängende,
schwammige und vom Wasser durchdrungene Masse. Die Folge
hiervon war, dass der Kupferdraht selbst durch Elektrolyse oxy-
dirt und Kupferoxydhydrat gebildet wurde, welches die Hülle
endlich ganz auseinander sprengte und Längsrisse von oft sehr
beträchtlicher Ausdehnung in der Guttapercha erzeugte. Ueber-
all wo die mit Schwefelkupfer verbundene Guttapercha den Bo-
den einer Vertiefung im isolirenden Ueberzuge bildete, fand der-
selbe Process statt und es bildeten sich an Stelle der Vertie-
fungen bis zum Draht selbst hinunterreichende Löcher. Wären
von Anfang an nur vollständig isolirte Drähte verwendet, so
hätte diese namentlich auf der Frankfurt a. M.-Linie so störend
auftretende Erscheinung nie eintreten können. Es mussten aber
leider unter allen Umständen Drähte verwendet werden und eine
zu scharfe Controle der Isolation war daher nicht anwendbar.
Selbst die anfangs wegen zu unvollkommener Isolirung zurück-
gestellten Drähte kamen dennoch grösstentheils später zur Ver-
wendung, nachdem sie einen dünnen Ueberzug von Guttapercha-
Lösung erhalten hatten und dadurch für den Augenblick etwas
verbessert waren. Es wurden von diesen Drähten circa 15 Meilen
theils auf der Thüringer Bahn, grösstentheils aber zwischen Berlin
und Minden verbraucht. Eine beträchtliche Zahl derselben wurde
leider erst nach und nach, in viel späteren Zeitabschnitten, ver-
braucht und dadurch die anfängliche Unvollkommenheit der Draht-
fabrication auf viele der weit später angelegten Linien übertragen.
Der Grund der schlechten Isolation dieser Drähte lag nicht allein
in excentrischer Drahtlage. Häufig war die Zersetzung der ver-
wendeten guten Guttapercha durch zu grosse Hitze oder durch
[93] unvollkommene Entwässerung vor der Vulcanisirung, theils aber
auch die Verwendung vorher verdorbener oder verfälschter Gutta-
percha die Ursache derselben. Ueber den Einfluss der Tiefe
des Einlegens der Drähte lagen noch keine maassgebende Re-
sultate vor; man wusste wohl, dass die Guttapercha sich nur bei
Abschluss der atmosphärischen Luft vollständig unverändert er-
hält, unter Luftzutritt dagegen nach und nach in einen spröden,
im erwärmten Zustande klebrigen Körper verwandelt wird; man
kannte aber die Tiefe nicht, bis zu welcher ein Luftwechsel im
Erdboden stattfindet, und suchte zu sehr die Kosten der Anlage
durch möglichste Verminderung der Tiefe des Einlegens der
Drähte zu verringern. Die anfänglich gewählte Tiefe von 1½ Fuss
war jedenfalls zu gering, da diese Tiefe, wie die Erfahrung lehrt,
durch die Arbeiten auf dem Planum der Eisenbahnen oft erreicht
und der Draht in Folge dessen leicht beschädigt wird. Man
ging zwar bald zu der Tiefe von 2 Fuss über, jedoch wurde
diese Tiefe häufig nicht erreicht, und es kommen, namentlich auf
der Aachener Linie, häufig Strecken vor, wo der Draht kaum
1 Fuss tief unter dem Boden liegt. Diese Leitung wurde theil-
weise im Winter bei strengem Froste, und namentlich die Strecken
zwischen Potsdam und Brandenburg und zwischen Minden und
Köln in grösster Eile angelegt, wodurch sich das Abweichen
von der gegebenen Vorschrift erklärt. Das Einlegen der Drähte
in die Gräben fand bei den älteren Leitungen nicht ohne häufige
Beschädigung des Ueberzuges statt. Die Verpackung der Drähte
war noch mangelhaft und sie wurden daher häufig auf dem Trans-
port zum Arbeitsplatze beschädigt, die Arbeiter hatten noch
keine Uebung und hinlängliche Vorsicht in der Behandlung der-
selben gewonnen, die schlechte Jahreszeit erschwerte die Arbeit
und Beaufsichtigung, und in Folge der damals herrschenden poli-
tischen Aufregung kamen häufig absichtliche Beschädigungen vor.

Es war unter diesen Umständen erklärlich, dass der an-
fängliche Dienst der ersten Linien nicht sehr regelmässig und
sicher war. Die Isolation der Linien war zwar kurz nach dem
Einlegen in der Regel befriedigend, verschlechterte sich aber
nach und nach, wenn der Regen den Boden bis zum Draht
durchnässt hatte. Die beim Legen mit dem Aufsuchen der vor-
handenen Fehler und der Reparatur der Drähte vertraut gewor-
[94] denen Arbeiter mussten zu den weitern Anlagen benutzt und die
Revisionen daher in schlechter Jahreszeit ungeübten Leuten über-
tragen werden, wodurch die Leitungen häufig noch verschlechtert
wurden. Dazu kam, dass die unterirdischen Leitungen mehrere
wissenschaftlich ganz neue und unerwartete Erscheinungen dar-
boten, welche sich erst durch zweckentsprechende Constructions-
veränderungen der Apparate beherrschen liessen, nachdem man
ihr Wesen erkannt hatte.

Doch auch später veranlassten die Leitungen noch häufige
Störungen des Dienstes und gänzliche Unterbrechungen der tele-
graphischen Verbindung. Die von der Anlage herstammenden
Beschädigungen des Drahtes vergrösserten sich nach und nach
durch den Strom, und die Isolation verschlechterte sich daher
mehr und mehr. Eine gründliche, durch geübte Leute einige
Zeit nach der Vollendung der Leitungen oder im darauf folgenden
Sommer ausgeführte Revision würde diese Beschädigungen
auf einmal beseitigt haben. Dem stand aber ausser dem Kosten-
punkte noch die unausgesetzte Benutzung der Leitungen und die
grössere Schwierigkeit der Revision eines einzelnen Drahtes ohne
Störung der Correspondenz entgegen. Es bildete sich daher
leider bald die Praxis: erst dann eine Untersuchung einer Lei-
tung vorzunehmen, wenn die Isolation derselben so mangelhaft
geworden war, dass die Apparate den Dienst versagten. Da in
diesem Falle erst einer der wenigen Beamten, die mit der Sache
vertraut gemacht waren, von Berlin aus an den Ort der stören-
den Beschädigung geschickt werden musste, so vergingen stets
einige Tage, bis dem Uebel, und zwar nur für kurze Zeit, abge-
holfen war. Sehr häufige Unterbrechungen veranlasste auf diese
Weise die Leitung zwischen Minden und Cöln, die zwar fast
nur neue und besser fabricirte Drähte enthielt, jedoch grossen-
theils in felsigen Boden in grosser Uebereilung eingelegt wurde
und wo die Guttapercha daher sehr häufig durch Quetschungen
beschädigt war. Die häufigen Biegungen, denen die Drähte theils
noch in der Fabrik, theils beim Einlegen ausgesetzt waren, hatten
häufig zur Folge, dass der Draht im Inneren der Guttapercha
gebrochen war, ohne dass diese Brüche von Aussen erkennbar
gewesen wären. Hätte der Ueberzug aus ungeschwefelter Gutta-
percha bestanden, so würde nur in seltenen Fällen ein Strom
[95] durch diese Bruchstellen gegangen sein, sie wären daher schon
bei der Anlage leicht erkannt und beseitigt worden. Wie bereits
oben erwähnt, waren namentlich die zuerst, mit höherer Tempe-
ratur, fabricirten Drähte jedoch stets mit einer leitenden Hülle
von Guttapercha und Schwefelkupfer umgeben, welche den elek-
trischen Strom hinlänglich gut leitete, um durch sie hindurch
telegraphiren zu können. Des grossen Leitungswiderstandes
wegen, welchen diese Masse dem Strome entgegensetzte, erwärmte
sich dieselbe jedoch beim Gehrauch und verminderte sich hier-
durch die Leitungsfähigkeit des Drahtes noch mehr. Die Stärke
des Stroms war daher steten, sehr beträchtlichen Schwankungen
unterworfen und der Dienst der Instrumente wurde dadurch sehr
unsicher. Solche Bruchstellen wurden oft erst nach Verlauf einer
langen Zeit erkannt und beseitigt.

Bei den zuerst angelegten Linien, bei denen der Draht nicht
in hinlänglicher Tiefe eingelegt war, kamen auch häufig neue
Beschädigungen vor. Sie bestanden theilweise in Verletzungen
des Ueberzuges der Drähte oder in gänzlicher Zerstörung der-
selben durch Eisenbahnarbeiter, theils aber auch in Verletzungen
des Ueberzuges durch Nagethiere. Die letztere Art der Beschädi-
gungen hat besonders zu häufigen Angriffen der unterirdischen
Leitungen Veranlassung gegeben. Maulwürfe, Ratten, Mäuse
und derartige Thiere durchwühlen den Boden in der Regel nur
in geringer Tiefe, da sie in grösserer Tiefe keine Nahrung an-
treffen. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass die Tiefe von
1½ Fuss und in seltenen Fällen auch noch die Tiefe von 2 Fuss
die Drähte nicht unter allen Umständen gegen Beschädigungen
durch Benagung völlig sichert. Namentlich scheinen die Thiere
ihre Nester gern in grösserer Tiefe anzulegen. Treffen sie bei
dieser Beschäftigung auf ihrem Wege den Draht, so suchen sie
ihn natürlich durch Nagen zu beseitigen. Die sehr vereinzelten
Fälle, wo Drähte in der Tiefe von 2 Fuss durch Benagung be-
schädigt sind, würden sich durch geringe Vermehrung der Tiefe
des Einlegens und Berücksichtigung und Sicherung der, wie hier
immer der Fall war, durch besondere Ursachen gefährdeten Stellen
wohl leicht gänzlich beseitigen lassen. Schon bei einer Tiefe
von 2 Fuss sind mehrere Telegraphenlinien seit ihrer Anlage
nicht beschädigt worden.

Ein weiterer Grund häufiger Störungen des Dienstes der
älteren Linien lag in solchen bei der Fabrication der Drähte
begangenen Fehlern, die erst nach Verlauf längerer Zeit störend
auftraten.

Die nothwendige Folge einer sehr excentrischen Drahtlage
bei Anwendung vulcanisirter Guttapercha ist bereits erwähnt.
Bereits im vorigen Jahre zeigten sich diese Erscheinungen auf
den älteren Linien, und es mussten damals und in neuester Zeit
häufige Revisionen ausgeführt und oft ganze Adern, die durch
Excentricität des Drahts verdorben waren und Längsrisse be-
kommen hatten, ersetzt werden. Bei diesen Drähten war nur in
seltenen Fällen eine Erhärtung oder anderweitige Veränderung
der Guttapercha im Allgemeinen wahrzunehmen und gewöhnlich
nur dann, wenn die Drähte in sehr geringer Tiefe und leichtem
trockenem Boden lagen. Es haben sich diese Längenrisse über-
all nur da gezeigt, wo die Excentricität des Drahtes so bedeu-
tend war, dass die erwähnte, den Kupferdraht zunächst umgebende
Schicht leitender Guttapercha wirklich bis zur Oberfläche des
Ueberzuges reichte. Weniger excentrische Stellen haben sich
vollständig gut erhalten.

Bereits im vorigen Jahre kamen an einzelnen Stellen, na-
mentlich der Linie nach Minden, Drähte vor, bei denen die
Guttapercha alle Biegsamkeit und Elasticität verloren hatte, von
Sprüngen ohne Zahl durchfurcht war und in Folge dessen ihre
isolirende Eigenschaft grösstentheils verloren hatte. Diese Er-
scheinung ist jedenfalls die, welche die ernstesten Bedenken gegen
die fernere Anwendung der Guttapercha zu unterirdischen Lei-
tungen mit Recht hervorrufen musste. Sollte sich aus den diese
Erscheinungen begleitenden Umständen nicht eine specielle Ur-
sache der Zersetzung bestimmt nachweisen lassen, sollte man
annehmen müssen, dass die Guttapercha überhaupt der Zeit nicht
widerstehen könnte und auch im Erdboden, in gleicher Art wie
bei Zutritt der Luft, einer allgemeinen, wenn auch langsamen
Umwandlung entgegen ginge, so wäre natürlich damit der Stab
über die Anwendung der Guttapercha zu unterirdischen Leitungen
und vor der Hand wenigstens auch der unterirdischen Leitungen
im Allgemeinen gebrochen. Glücklicherweise ist der Beweis,
dass dies nicht der Fall ist, leicht und vollständig mit Hülfe
[97] der gemachten Erfahrungen zu führen. Es ist diese Erscheinung
der Erhärtung und gänzlichen Umwandlung der Guttapercha bei
den beiden ältern Linien bereits im Jahre nach ihrer Anlage in
einzelnen Fällen beobachtet worden, während bei den wenig
später, theils in demselben Jahre angelegten Linien bis jetzt
noch kein einziger ähnlicher Fall vorgekommen ist. Es sind
zwar auf den genannten neueren Linien in vereinzelten Fällen
durch Excentricität unbrauchbar gewordene Drähte angetroffen,
doch liess sich auch bei diesen fast immer mit Bestimmtheit
nachweisen, dass sie einer ältern Fabricationsperiode angehörten,
nie ist aber bisher ein Fall einer allgemeinen Erhärtung oder
Verharzung der Guttapercha vorgekommen. Am häufigsten hat
sich die in Rede stehende Erscheinung auf der Linie zwischen
Berlin und Minden, in einzelnen Fällen auch auf der Thüringer
Bahn gezeigt. Die verdorbenen Drähte tragen in der Regel noch
deutliche Spuren der Ueberziehung mit Guttapercha-Lösung, ob-
schon auch andere vorkommen, welche ohne solchen Ueberzug
verlegt waren. Die mit Guttapercha-Lösung überzogenen Drähte
waren, wie bereits erwähnt, theils in Folge excentrischer Fabri-
cation verworfen, bei vielen derselben war jedoch die Guttapercha
selbst, theils bereits vor der Verwendung, theils durch unzweck-
mässige Behandlung bei der Fabrication verdorben. Derartige
Guttapercha wird in sehr kurzer Zeit durchaus spröde und
brüchig und zwar findet diese Umwandlung, wie es scheint, auch
bei gänzlichem Abschluss der Luft statt.

Der grösste Theil der erwähnten Drähte nebst vielen an-
deren, die die damalige wenig scharfe Probe der Isolation ohne
Ueberzug bestanden, waren aus einer Guttapercha fabricirt, die
im bereits gereinigten Zustande aus England bezogen war. Es
schien schon damals wahrscheinlich, dass diese Guttapercha, die
nur selten völlig isolirte Drähte lieferte, grossentheils aus ver-
harzter oder vorsätzlich verfälschter Masse bestände. Da aber
das Material einmal beschafft, keine anderweitige Guttapercha
am Markte war, und Drähte unter allen Umständen gefertigt und
verbraucht werden mussten, so kam sie dennoch zur Verwendung.
Jedenfalls ergiebt sich mit Bestimmtheit, dass die beobachtete Zer-
setzung der Guttapercha nicht Folge der Zeit und Lage der Drähte,
sondern des Materials, aus welchem der Ueberzug besteht, ist. Es
7
[98] hat sich zwar herausgestellt, dass vorzugsweise da, wo der Draht
sehr wenig tief und in leichtem und trockenen Boden liegt, die
in Rede stehende Erscheinung zuerst auftritt, doch findet man
immer dicht neben solchen veränderten Drähten unter ganz den-
selben Verhältnissen wieder durchaus wohlerhaltene, an denen die
Zeit ganz spurlos vorübergegangen ist; man findet andererseits
bei den älteren Linien auch hin und wieder bei tiefer Drahtlage
und in schwerem Boden eine bereits weit vorgerückte Umwand-
lung, während dicht daneben, unter ganz gleichen Verhältnissen,
die Drähte von soeben fabricirten nicht zu unterscheiden sind.
Es kann mithin nur das Material, nicht äussere Umstände, Ur-
sache der beunruhigenden Erscheinung sein.

Im Bisherigen wird der Beweis geführt sein, dass die
schlechten Resultate, welche die ersten unterirdischen Linien ge-
geben haben, nur Folge der bei ihrer Anlage begangenen Fehler
sind, die theils in der durch die damaligen Zeitverhältnisse ge-
botenen Uebereilung, theils in dem gänzlichen Mangel an Er-
fahrungen über die Eigenschaften des zur Verwendung kommen-
den Materials und ungenügender Sorgfalt bei der Auswahl und
Verarbeitung desselben, ihren Grund haben. Dass die ersten Ver-
suche der Benutzung eines bis dahin so wenig bekannten Stoffes zu
einer ganz neuen und so viele andere Schwierigkeiten darbieten-
den Sache nicht gleich völlig befriedigend ausfallen würden, liess
sich wohl ziemlich bestimmt erwarten. Die Erfahrung lehrt dies
in solchen Fällen allgemein. Man muss erst Erfahrungen sam-
meln und Lehrgeld zahlen!

Es ist jetzt aber der Zeitpunkt eingetreten, wo man auf der
Grundlage wirklich gemachter Erfahrungen weiter bauen kann
und ein bestimmtes und wohlbegründetes Urtheil darüber zu
fällen im Stande ist: ob der neu eingeschlagene Weg überhaupt
zu dem gewünschten Ziele führen wird, oder ob er als verfehlt
zu betrachten und ganz zu verlassen ist.

Die Fragen, von deren Beantwortung diese Entscheidung
nur abhängen kann, sind folgende:

• 1. Erhält sich die gute, unverfälschte und nicht verdorbene
  Guttapercha im Erdboden unverändert, oder unterliegt sie
  einer, wenn auch langsamen Umwandlung?

Es ist bereits oben erwähnt, dass auch die bei weitem
[99] grösste Zahl der Drähte der beiden älteren Linien sich trotz
der hier obwaltenden ungünstigen Verhältnisse bisher ganz voll-
ständig unverändert erhalten hat. Es ist bei den meisten auch
nicht das geringste Zeichen einer eintretenden Veränderung wahr-
zunehmen. Doch die Versuche reichen noch ein Jahr weiter
hinauf. Die auf der Anhaltischen Bahn gelegte Probeleitung
besteht aus nicht vulcanisirter Guttapercha. Einer dieser Drähte
ist mit guter wasserfreier Guttapercha bekleidet und 1½ Fuss
tief gelegt, der andere mit unvollständig entwässerter, theils
schlechter Masse und nur circa ¾ Fuss tief im Sandboden ein-
gelegt. Der ganze ersterwähnte Draht hat sich so vollständig
gut erhalten, dass es unmöglich ist, die Guttapercha von ganz
frisch verarbeiteter zu unterscheiden. Der zweite zeigt nur da,
wo schlechte Masse verwendet ist, eine eingetretene Verharzung.
Der Harzüberzug, welcher diesen Drähten beim Einlegen noch
ausser der Guttapercha gegeben wurde, hat sich theils abgelöst,
theils zersetzt, während die Oberfläche der Guttapercha selbst
ganz rein und durchaus unverändert geblieben ist. An den
Drähten der neueren Staats- und Eisenbahntelegraphen ist überall
keine Spur einer Veränderung der Guttapercha zu entdecken ge-
wesen.

Es lässt sich hieraus wohl mit Sicherheit folgern, dass die
Guttapercha, wenn unverfälscht und nicht vor oder bei der
Fabrication verdorben, sich in hinlänglicher Tiefe des Erd-
bodens ganz unverändert erhält und daher zu unterirdischen
Leitungen vollständig geeignet ist.

• 2. Ist die Technik der Drahtfabrication und die Kenntniss
  des Materials so weit vorgeschritten, dass jetzt nur Drähte
  zur Verwendung kommen, welche nicht die Ursache bal-
  digen Verderbens in sich tragen?

Bereits die an den neueren Telegraphenlinien gemachten Er-
fahrungen bejahen diese Frage. Die im Frühjahr 1849 ange-
legten Linien von Berlin nach Hamburg und Stettin, von Breslau
nach Oderberg und von Cöln nach Aachen so wie auch die an-
gelegten Eisenbahn-Telegraphenlinien mit unterirdischer Leitung
sind in fast unausgesetzt gutem Betriebe geblieben. Noch nie
seit ihrer Anlage sind diese Linien einer eigentlichen Revision
unterworfen. Einzelne Unterbrechungen des Dienstes waren durch
7*
[100] noch nicht beseitigte, grobe Beschädigungen bei der Anlage oder
durch Eisenbahnbauten veranlasst und wurden schnell gehoben;
andere hatten darin ihren Grund, dass die Beamten mit den
ihren Händen anvertrauten Apparaten zu wenig bekannt waren
und dass die letzteren nicht in gutem Zustande erhalten wurden.
Es ist bisher noch kein Fall constatirt, dass auf diesen neueren,
doch schon im dritten Jahre bestehenden Linien eine Veränderung
der Guttapercha oder auch nur eine vorübergehende Dienstunter-
brechung einer Linie in Folge schlechter Fabrication der Drähte,
vorgekommen wäre. Eine scheinbare Ausnahme hiervon macht die
Verbindung der beiden Bahnhöfe zu Breslau, welche bereits
mehrere Male durch Excentricität der Drähte unbrauchbar wurde;
es lässt sich jedoch nachweisen, dass die hier verwandten Drähte
einer viel früheren Fabricationsperiode angehören.

Es soll jedoch damit keineswegs behauptet werden, dass auf
diesen Linien überhaupt keine Fabricationsfehler vorkommen.
Eine gründliche Revision der Leitungen wird gewiss noch eine
Menge solcher Fehler und auch hin und wieder noch Drähte,
die mit der Zeit verdorben werden, zum Vorschein bringen. Das
Vorkommen solcher Fehler würde sich nur durch eine sehr
strenge, gründliche und mit Benutzung aller Hülfsmittel der
Wissenschaft durchgeführte Controlirung der Fabrication selbst
und des zur Verwendung kommenden Materials vermeiden lassen.
Eine jährlich wiederholte gründliche Revision der Leitungen,
bei welcher alle vorhandenen Isolationsfehler beseitigt werden,
wird aber bei unterirdischen Leitungen dennoch stets nöthig sein.
Sind diese Revisionen ohne wesentliche Störung des Dienstes,
ohne grossen Kostenaufwand und mit vollständigem Erfolg durch-
führbar, wie hier der Fall ist, so erfüllen die Leitungen ihren
Zweck, und die Technik der Drahtfabrication muss für hinlänglich
ausgebildet erklärt werden, wenn auch noch hin und wieder
Fehler derselben vorkommen. Die jetzt in den Fabriken zur
Prüfung der Isolation benutzten, äusserst empfindlichen Instrumente
garantiren die Verwendung nur völlig isolirter Drähte. Eine sehr
excentrische Drahtlage, in beträchtlichem Maasse verharzte, ver-
brannte oder verfälschte Guttapercha zeigt sich fast immer durch
unvollständige Isolation. Die äusseren Merkmale dieser schlechten
Guttapercha sind deutlich und bekannt, man ist daher im Stande,
[101] ihre Verwendung gänzlich zu verhindern. Es ist mithin jetzt
möglich, nur gute und dauernd isolirt bleibende Drähte zu fabri-
ciren, oder doch wenigstens nur solche zur Verwendung kommen
zu lassen. Die Erfahrung hat auch gezeigt, dass die unvulcani-
sirte Guttapercha im feuchten Boden nicht, wie im Seewasser,
nach und nach in ein weniger gut isolirendes Hydrat umge-
wandelt wird. Die etwas geringere Härte und das etwas schnellere
Sprödewerden der ungeschwefelten Guttapercha in freier Luft sind
zwar noch bleibende Nachtheile derselben, dagegen lässt die
Schwefelung die Verwendung schlechter und wasserhaltiger Masse
weniger gut erkennen. Die Anwendung ungeschwefelter, gut
entwässerter Guttapercha ist daher rathsamer, indem sie die Ge-
fahr der Verwendung schlechter Drähte noch weiter vermindert.

• 3. Sind die unterirdischen Drähte gegen äussere Beschädi-
  gungen hinlänglich zu sichern?

Die Tiefe der Drahtlage ist auf den genannten neueren Linien
durchschnittlich 2 Fuss. Diese Tiefe scheint gegen zufällige
Beschädigungen aller Art schon ziemlich vollständig zu sichern.
Demungeachtet erschien es vortheilhafter, bei den neueren Tele-
graphen-Anlagen für Eisenbahnen etc. die Tiefe des Einlegens
der Drähte bis auf 3 Fuss zu vermehren. Durch Anwendung
der in England gebräuchlichen Geräthschaften für das Ausheben
der Gräben für Wasserabzüge (drains) ist es möglich geworden,
die Gräben in der Tiefe von 3 Fuss für denselben Preis herzu-
stellen wie die früheren 1½füssigen. Diese Tiefe sichert die
Drähte nach allen bisherigen Erfahrungen nicht nur vollständig
gegen zufällige Beschädigung bei Ausführung der gewöhnlichen
Eisenbahnarbeiten und gegen Benagung durch Thiere, sondern
entzieht sie auch gänzlich dem Zutritt der atmosphärischen Luft
und beseitigt daher die Möglichkeit einer allmäligen Verharzung
der Guttapercha. An solchen Orten, wo der Draht durch be-
sondere Verhältnisse einer Beschädigung aus irgend welchem
Grunde ausgesetzt, oder wo die Tiefe von 2½—3 Fuss nicht zu
erreichen ist, kann derselbe leicht durch Thonrinnen oder, wo
es nöthig, durch eiserne Röhren gesichert werden.

Natürlich ist auch das hier Gesagte nicht so zu verstehen,
als wären äussere Verletzungen absolut zu verhindern. Die Er-
fahrung lehrt, dass die Arbeiten der Eisenbahnen nicht immer
[102] mit der gehörigen Berücksichtigung der Lage des Drahtes aus-
geführt werden. Es ist z. B. der Fall vorgekommen, dass die
Arbeiter einer Eisenbahn mit Mühe den Draht zerstörten, indem
sie in ihm eine widerspenstige Wurzel zu erkennen glaubten.
Doch dies sind vereinzelte Fälle, die wenig Gewicht haben, wenn
man nur die Möglichkeit solcher Fälle stets vor Augen und im
Voraus für möglichst schnelle Beseitigung derselben gesorgt hat.
Bei Eisenbahn-Telegraphen und den Staats-Telegraphenlinien, wo
ein Draht für die Eisenbahn in demselben Graben liegt, sind der-
artige fahrlässige und unbemerkt gebliebene Beschädigungen
meines Wissens noch nicht vorgekommen. Da die Lage der
Drähte auf dem Planum der Bahn und auf den Bahnhöfen stets
genau verzeichnet und durch Pfähle erkennbar gemacht wird, so
ist es in der That sehr leicht, bei aussergewöhnlich tief gehen-
den Arbeiten stets die nöthige Rücksicht auf dieselben zu nehmen.

Wenn die Beantwortung der gestellten entscheidenden Fragen
aber auch für die fernere Anwendung der durch alleinigen Ueber-
zug mit Guttapercha isolirten Drähte ausfallen musste, so er-
gaben sich doch auch manche Mängel der so gefertigten Lei-
tungen. Es wird stets schwierig sein, alle Fabricationsfehler zu
beseitigen und alle Beschädigungen beim Transport und dem Ein-
legen der Drähte, sowie bei denjenigen späteren Erdarbeiten, die
bis zum Drahte reichen, zu vermeiden. Sind diese Beschädi-
gungen auch ohne grosse Mühe, und in der Regel, ehe sie störend
einwirken können, zu beseitigen, die auf bisherige Weise isolirten
Drähte mithin wohl anwendbar, so muss doch zugestanden werden,
dass die Beseitigung der ihnen anhaftenden Mängel sehr wünschens-
werth wäre und der Werth der unterirdischen Leitungen hier-
durch sehr erhöht werden müsste. Dies geschieht durch die
neuerdings angewendete Ueberziehung der isolirten Drähte mit
Bleiröhren. Durch die Ueberziehung mit Blei wird die Gutta-
percha gänzlich dem Zutritt sowohl der Feuchtigkeit wie der
Luft entzogen. Da das Blei den Draht dicht umgiebt und die
etwa noch vorhandenen Zwischenräume durch Talg ausgefüllt
sind, so wird die Feuchtigkeit auch in dem Falle sich nicht
zwischen der Guttapercha und dem Blei durch Capillarkraft ver-
breiten können, wenn die Bleiröhre irgend wie beschädigt sein
sollte.

Selbst den Fall angenommen: die Guttapercha-Hülle wäre
undicht und isolirte mithin nur unvollkommen oder bestände aus
schlechtem Material, so würde dennoch die Isolation der Drähte
so lange durchaus vollständig bleiben als die Bleiröhre sich erhielte.
Ueber die Erhaltung des Bleies in der Erde liegen alte Er-
fahrungen vor. In reinem Sand- oder Thonboden, welcher keine
vegetabilischen Bestandtheile enthält, hat es sich Jahrhunderte,
ja Jahrtausende lang gut erhalten. Durch Einwirkung des
Sauerstoffs der Luft bildet sich zwar auch in gewisser Tiefe des
Erdbodens noch eine Oxydhaut auf der Oberfläche des Bleies,
doch nur in dem Falle dringt diese Zersetzung tiefer ein, wenn
ein gleichzeitiger Zutritt von Kohlensäure die Bildung von Blei-
weiss möglich macht. Wenn man bei dem Eingraben der Blei-
röhren einige Sorgfalt darauf verwendet, dass keine vegetabilischen
Bestandtheile in die unmittelbare Umgebung des Drahtes kommen,
so kann man auf die lange Erhaltung selbst dünner Bleiröhren
mit Sicherheit rechnen. Sollte aber auch durch irgend einen
Umstand das Blei irgendwo zerstört und die Guttapercha bloss-
gelegt werden, so würde die gute Isolation des Drahtes hier-
durch nur dann gefährdet sein, wenn dieselben Einflüsse, welche
das Blei nach und nach zerstörten, in gleicher Weise auf die
Guttapercha wirkten, was bei der gänzlichen Verschiedenheit der
Substanzen wohl nur in äusserst seltenen Fällen oder nie der Fall
sein kann. Der Bleiüberzug verhindert ferner die leichte Beschädi-
gung des isolirenden Guttapercha-Ueberzuges auf dem Transport
und beim Einlegen, er macht dennoch stattgefundene Beschädi-
gungen leichter erkennbar und entzieht die Guttapercha auch bei
nicht tiefem Einlegen gänzlich dem Einfluss der Luft. Die Gutta-
percha muss sich, auch wenn sie von schlechter Beschaffenheit
ist, in der sie allen äusseren Einflüssen entziehenden Bleiröhre
vollständig gut erhalten. Das in verbrannter Guttapercha ent-
haltene flüchtige Oel, durch dessen Verflüchtigung die Masse
auch im Erdboden bald erhärtet und brüchig wird, kann durch
die enganschliessende Bleihülle nicht entweichen, bleibt daher in
der Guttapercha und erhält sie biegsam.

Gegen die Anwendung des Bleies spricht ausser der Kosten-
vermehrung eine in ein ganz anderes Gebiet fallende Erscheinung,
die Vergrösserung der den unterirdischen Leitungen eigenthüm-
[104] lichen Ladungserscheinungen, die aber, nach den jetzt bereits
vorliegenden Erfahrungen an der circa 7 Meilen langen Tele-
graphen-Anlage in der Stadt Berlin, welche die Brandwachen
und Polizeibureaux verbindet, und bei welcher durchgängig mit
Blei bekleidete Drähte benutzt sind, nicht so beträchtlich ist, wie
zu befürchten war und durch die Wahl und Einrichtung der
telegraphischen Apparate unschädlich zu machen ist. Die Kosten-
vermehrung durch die Ueberziehung der isolirten Drähte mit
Bleiröhren ist nicht so bedeutend, wie es auf den ersten Blick
scheint. Da der isolirende Ueberzug allen äusseren Einwirkungen
entzogen ist, so kann er ohne Gefahr beträchtlich schwächer ge-
macht werden. Die Ersparung an Guttapercha ersetzt dann
den grössten Theil der Kosten des Bleiüberzuges. Ausserdem
erlaubt der mit Bleiröhren zu erzielende höhere Grad von Isola-
tion die Anwendung schwächerer Drähte für lange Linien.

Aus dem bisher Gesagten wird sich für jede unbefangene
Kritik ergeben, dass die ersten in Preussen angelegten unter-
irdischen Leitungen unter so ungünstigen Umständen angelegt
sind, dass die an ihnen gemachten Erfahrungen nur mit grosser
Vorsicht zur Beurtheilung des Werthes des Systems der unter-
irdischen Leitungen benutzt werden dürfen. Die schlechte Fa-
brication der dabei benutzten Drähte, die theilweise Verwen-
dung schlechter Sorten Guttapercha, die geringe Tiefe des
Einlegens der Drähte, die Anlage der Linien in grosser Eile, in
ungünstiger Jahreszeit und durch ungeübte Leute, haben zu viele
Quellen störender Einflüsse und schnellen Verderbens bei ihnen
eröffnet. Eine genauere Betrachtung der Ergebnisse der älteren
Linien und die bei den später angelegten Leitungen gemachten
Erfahrungen sprechen dagegen bisher durchaus für die unter-
irdischen Leitungen, wenn man auch die, bei den letzteren
grösstentheils aus Mangel an Erfahrung gemachten, und jetzt zu
vermeidenden Fehler berücksichtigt. Es ist bei allen neueren
unterirdischen Leitungen, auch bei denen, die unmittelbar nach
den beiden erstgenannten noch in demselben Jahre angelegt
wurden, bisher durchaus keine Veränderung der Guttapercha
bemerkbar gewesen, obschon die Tiefe des Einlegens auch bei
ihnen noch zu gering war. Nur selten haben sich Fabrications-
fehler gezeigt, die eine Revision der Leitung nöthig machten.
[105] Es haben nur wenig Beschädigungen beim Einlegen der Drähte
stattgefunden und spätere äussere Beschädigungen sind nur selten
vorgekommen. Wäre die Ueberwachung der unterirdischen Staats-
Telegraphen-Leitungen bereits gehörig organisirt, hätte eine regel-
mässige und gründliche jährliche Revision und eine stete genaue
Controlirung der Isolation der Leitungen stattgefunden, wären
wenn auch nicht alle, so doch ein grosser Theil der Telegraphen-
Beamten mit den so einfachen Manipulationen der Aufsuchung
und Wiederherstellung eingetretener grober Beschädigungen ver-
traut gemacht, so würden die selten eingetretenen Störungen oder
Unterbrechungen des Dienstes dieser Linien stets in sehr kurzer
Zeit gehoben und die Unterhaltungskosten der Leitungen ver-
hältnissmässig sehr gering gewesen sein. Wenn man auch zu-
geben muss, dass die oberirdischen Leitungen manche bedeutenden
Vorzüge vor den unterirdischen voraus haben und stets voraus
haben werden, so dürfen doch diese Vorzüge und die erkannten
wirklichen Schwächen der unterirdischen Leitungen nicht zu
einer einseitigen Beurtheilung führen. Die Bilance zwischen den
Vor- und Nachtheilen beider Leitungssysteme muss entscheiden.
Diese wird sich jetzt etwa folgendermaassen gestalten:

Die Vorzüge der oberirdischen Leitungen vor den unterir-
dischen bestehen im Wesentlichen darin, dass sie leichter be-
aufsichtigt und reparirt werden können, da sie überall sichtbar
sind, dass bis zu einer gewissen Grenze eine Vermehrung der
Drähte bei eintretendem Bedürfniss mit geringeren Kosten sich
ausführen lässt und dass die Anlagekosten im Allgemeinen ge-
ringer sind wie bei unterirdischen Leitungen. Diesen Vorzügen
steht aber eine grosse Reihe von Nachtheilen gegenüber. Die
oberirdischen Leitungen sind muthwilligen und zufälligen Zer-
störungen weit mehr ausgesetzt wie die unterirdischen. Sind
daher auch die Beschädigungen leichter und schneller auszu-
bessern, die Unterbrechungen des Dienstes mithin kürzer, so
treten sie dafür um so häufiger auf, und nur bei sehr solide an-
gelegten oberirdischen Leitungen würde die Sicherheit des Dienstes
der der bisherigen unterirdischen gleich zu setzen sein. Ver-
wéndet man zu den oberirdischen Leitungen, wie es in Deutsch-
land bisher am gebräuchlichsten war, Kupferdraht und dünne
Stangen, so lässt sich zwar bei ihnen eine sehr vollständige Iso-
[106] lation erzielen und die Anlage wird bedeutend billiger wie eine
unterirdische, doch ist der Draht dann, wie die Erfahrung lehrt,
dem Diebstahl sehr ausgesetzt, er dehnt sich nach und nach und
kommt in Folge dessen leicht mit anderen, an denselben Pfosten
befestigten Drähten in Berührung, er wird nach Verlauf von 6
bis 8 Jahren brüchig und muss dann erneuert werden, die
Stangen vermodern, werden dann vom Sturmwind leicht umge-
worfen und gefährden sogar die Sicherheit des Eisenbahndienstes.
Günstigere Resultate giebt die Anwendung des Eisendrahtes zu
oberirdischen Leitungen, wenn derselbe hinlänglich stark und
gut verzinkt ist. Dünner Eisendraht ist bald durch den Rost ver-
dorben und hat zu geringe Leitungsfähigkeit für längere Linien.

Die Verzinkung der Eisendrähte ist nur dann von Nutzen,
wenn das Zink mit dem Eisen da, wo beide Metalle in Berührung
sind, wirklich zusammengeschmolzen ist und in Folge dessen
beim Biegen des Drahtes nicht abspringt oder Risse bekommt.
Die Operation, durch welche dies erreicht wird, scheint bisher,
trotz der Veröffentlichung der Beschreibung des patentirten Ver-
fahrens, Geheimniss einiger englischen Fabriken zu sein, die sich
ihr Fabricat sehr theuer bezahlen lassen. Unverzinkte oder
schlecht verzinkte Drähte rosten auch bei grosser Stärke, nament-
lich an den Aufhängepunkten, sehr bald derartig, dass die Drähte
an diesen Stellen brechen. Starke Eisendrähte müssen natürlich
stark gespannt werden, damit sie nicht mit anderen in Berührung
kommen, und verlangen daher auch die Anwendung starker Pfosten
und besonderer Spannvorrichtungen, wodurch die Anlage be-
trächtlich vertheuert wird. Wie namentlich die englischen Er-
fahrungen lehren, wo in der Regel eine grosse Zahl von Drähten
an denselben Pfosten ausgespannt ist, muss eine stete, sehr sorg-
fältige Bewachung der Drähte stattfinden; sie müssen häufig
nachgespannt und bei eintretendem Froste wieder nachgelassen
werden, da sonst eine Berührung der Drähte oder das Reissen
derselben eintritt. Hierdurch werden für den Augenblick in der
Regel alle Drähte unbrauchbar, da die Enden des gerissenen mit
den übrigen in Berührung kommen. Auch die Eisendrähte wer-
den nach einem Zeitraume von 8 bis 10 Jahren spröde, und
mehrere englische Linien haben bereits aus dem Grunde erneuert
werden müssen, weil selbst bei dem dortigen milden Winter und
[107] trotz aller Vorsicht zu häufige Drahtbrüche eintraten. Es ist bis-
her nicht gelungen, die Spannvorrichtungen vollständig von ein-
ander und vom Boden zu isoliren. Bei Schneefall, Regen und
selbst nebligem Wetter finden daher in England sehr häufige
Störungen statt und man hilft sich dann dort in diesem Falle
dadurch, dass man nur einen oder wenigstens nur ein Paar aller
vorhandenen Drähte in Benutzung nimmt.

Bei der engen Verbindung, in welcher die englische Tele-
graphen-Compagnie mit den Eisenbahnen steht, lässt sich die
stets nöthige Ueberwachung der Drähte ohne grosse Kosten für
die Compagnie durch die Eisenbahnbeamten ausführen. Ob
dies bei den preussischen Staats-Telegraphenlinien im eigenen
und selbst in fremden Ländern ebenfalls überall der Fall sein
kann, scheint mindestens fraglich.

Alle die geschilderten Mängel der oberirdischen Leitungen
würden aber wohl die Frage noch nicht zu Gunsten der unter-
irdischen entscheiden, wenn nicht die elektrischen Störungen den
Gebrauch langer oberirdischer Leitungen stets unsicher machten.
Je besser die oberirdischen Leitungen isolirt sind, je mehr man
daher die Quelle der durch schlechte Isolation entstehenden Stö-
rungen verstopft hat, desto häufiger und stärker werden die elek-
trischen Störungen. Aus Erfahrungen an kleinen Linien kann
man hier durchaus nicht auf grössere schliessen. Die bei den
unterirdischen Leitungen häufig in höherem Maasse stattfindenden
Nebenschliessungen in Folge unvollkommener Isolation haben
immer einen constanten Charakter und sind daher durch richtige
Einstellung der Instrumente bis zu einem sehr hohen Grade
hin unschädlich zu machen. Die durch Luftelektricität in den
Drähten erzeugten Strömungen sind dagegen stets veränderlich
und machen daher schon bei geringer Stärke den Dienst der
Apparate unsicher. Bei den amerikanischen langen oberirdischen
Leitungen kann man aus diesem Grunde nur selten den Ueber-
trager beim Morseschen Telegraphen anwenden, da man nur durch
sehr kolossale Batterien die steten Neckereien der atmosphärischen
Elektricität, bis zu einer gewissen Grenze hin, unschädlich machen
kann. Hierzu kommt noch die bei oberirdischen Leitungen nicht
zu beseitigende Gefahr, dass einschlagende Blitze Leitungen und
Pfosten auf grösseren Strecken hin zertrümmern und die Beamten
[108] und Instrumente gefährden. Durch zweckmässige Blitzableiter
lassen sich die Stationszimmer und die in denselben befindlichen
Apparate wohl einigermassen beschützen, nicht aber die Wärter-
buden der Eisenbahnen, in welchen Glockenwerke angebracht
sind, die durch den elektrischen Strom ausgelöst werden sollen.
Bereits mehrere Male ist auf preussischen Eisenbahnen mit ober-
irdischer Leitung der Fall vorgekommen, dass Eisenbahnbeamte
durch Blitze betäubt und selbst erschlagen wurden. Die Eisen-
bahnwärter verlassen daher in der Regel bei aufziehenden Ge-
wittern ihre Buden und geben sich lieber dem Unwetter Preis,
um sich der drohenden Lebensgefahr zu entziehen.

Bei unterirdischen Leitungen üben nur wirkliche Gewitter
und einschlagende Blitze einen wenig störenden Einfluss auf den
Dienst der Apparate aus. Selbst bei den bisherigen unvollkom-
menen unterirdischen Anlagen gehörte eine plötzlich eintretende
gänzliche Zerstörung des Drahtes zu den grossen Seltenheiten
und dieselben würden bei einer zweckmässig organisirten Ueber-
wachung derselben stets in sehr kurzer Zeit beseitigt sein. Die
Gründe anhaltender Störungen haben bei ihnen meist nur darin
gelegen, dass aus irgend welchen Gründen eingetretene Beschä-
digungen des isolirenden Ueberzuges der Drähte eine allmälige
Verschlechterung der Isolation und endlich die gänzliche Durch-
fressung der Kupferdrähte zur Folge hatten. Es ist aber wiederum
Sache einer guten Verwaltung, eine Verschlechterung der Isolation
gar nicht aufkommen zu lassen, sondern entstandene Beschädi-
gungen zu beseitigen, bevor sie einen schädlichen Einfluss auf
die Sicherheit des Dienstes ausüben können.

Durch einen bei den preussischen Telegraphenanlagen statt-
findenden grossen Uebelstand, dem Vorhandensein nur Eines
Drahtes für die Gesammtcorrespondenz, wurde dies freilich be-
trächtlich erschwert. Die Revisionen einfacher unterirdischer
Leitungen lassen sich zwar ausführen, ohne den Dienst der Ap-
parate wesentlich zu stören, doch hat jede vorkommende Störung
das Aufhören aller Correspondenz zur Folge, während man sich
in anderen Ländern so lange mit einem Draht behilft, bis der
unbrauchbare zweite wieder hergestellt ist. Die Revision der
unterirdischen Leitungen selbst ist ferner unverhältnissmässig
schwieriger, wenn nur ein Draht vorhanden ist, selbst abgesehen
[109] von der gleichzeitigen störenden Benutzung desselben. Es ist
bei einem Drahte schwierig, eine vorhandene Beschädigung durch
Strommessungen und Berechnungen zu bestimmen, namentlich
desswegen, weil die Messungen gleichzeitig an beiden Endpunkten
der Leitung vorgenommen werden müssen; sind dagegen zwei
oder mehrere Drähte vorhanden, so lässt sich bei im Allgemeinen
guter Isolation die Lage einer oder einiger Beschädigungen durch
eine einfache Widerstandsmessung mit grösster Genauigkeit vom
Zimmer aus bestimmen, wodurch die Revisionen natürlich ausser-
ordentlich vereinfacht werden.

Die Anlagekosten unterirdischer Leitungen werden wohl stets
höher sein wie die oberirdischer. Ob dagegen die Unterhaltungs-
kosten gut angelegter unterirdischer Leitungen bei zweckmässiger
Organisation der Bewachung grösser sind, wie die der oberir-
dischen, ist wenigstens noch fraglich. Aber auch angenommen,
sie wären grösser, so bilden weder die Zinsen des Anlagecapi-
tals, noch die Erhaltungskosten der Leitungen die für die Ein-
träglichkeit der Telegraphenlinien entscheidenden Momente. Die
Kosten der Verwaltung im Allgemeinen und die Gehalte der
ausübenden Beamten sind, namentlich bei den preussischen Staats-
Telegraphenlinien, die unvergleichlich überwiegenden. Es hat
dies seine Ursache theils darin, dass aus Gründen, die nicht
zur Sache gehören, eine Menge für die telegraphische Correspon-
denz gänzlich unerheblicher Stationen in den einzigen vorhan-
denen Draht aufgenommen werden mussten, wodurch der Dienst
bedeutend erschwert und eine im Vergleich mit fremden Tele-
graphenlinien ungemein grosse Zahl von Beamten erforderlich
wurde; ferner darin, dass die Verhältnisse des Landes es mit
sich brachten, dass nur ausgediente Militärs als Telegraphen-
beamte angestellt wurden, während in anderen Ländern junge
Leute, oft selbst Knaben bei fast übermässig anstrengender Be-
schäftigung den Dienst verrichten. Man hat in Preussen mithin
hinsichtlich der ausübenden Beamten ein zwar kostspieligeres,
aber grössere Garantien der Sicherheit bietendes System ange-
nommen. Die hierfür aufgewandten grösseren Kosten können
aber nur dann durch grössere Sicherheit des Dienstes der Tele-
graphenlinien aufgewogen werden, wenn nicht ausserhalb des
Bereiches der Beamten liegende Ursachen steter Störungen vor-
[110] handen sind. Hat man daher die Ueberzeugung gewonnen, dass
mit guten unterirdischen Leitungen, die mit Benutzung der bis-
her gemachten Erfahrungen und Fortschritte angelegt werden,
eine grössere Sicherheit des Dienstes der Linien zu erreichen
ist, so können die vermehrten Anlagekosten keinen genügenden
Grund zur Verwerfung eines bessere Resultate gebenden Systems
abgeben. Die elektrische Telegraphie ist in jeder Beziehung noch
in der Kindheit ihrer Entwickelung. Erst dann kann sie diesen
Standpunkt überwinden und die ihr gebührende Stellung als ein
mächtiger Hebel des Staatsmechanismus und des öffentlichen
Verkehrs erringen, wenn man stets auf ihre Dienstfähigkeit und
die Untrüglichkeit ihrer Mittheilungen mit Sicherheit rechnen
kann und bei billigen Beförderungsgebühren jedem Anspruche
schnell und sicher Genüge gethan wird. Bis jetzt hat sie nir-
gends diese Höhe erreicht; sie kann es auch nur mit Hülfe eines
umfassenden Systems guter unterirdischer Leitungen. Schon bei
der jetzigen Entwickelung der Telegraphie in England, wo doch
nur in der Regel die Eisenbahn 2 bis 4 Drähte für ihren Ge-
brauch und die Telegraphen-Compagnie ein Paar für die Cor-
respondenz nach den wichtigsten Punkten des Landes und ein
Paar für die durchgehende Correspondenz nach den grossen End-
punkten hat, ist namentlich an solchen Stellen, wo zwei oder
mehrere Linien auf kurzen Strecken zusammenfallen oder sich
kreuzen, ein solches Gewirre von Drähten und es treten so leicht
gegenseitige Störungen ein, dass man mit Bestimmtheit behaupten
kann: dass eine beträchtliche Vermehrung der Drähte, wie sie
bei allgemeinerer Benutzung der Telegraphie erforderlich sein
würde, nicht ausführbar ist, ohne grosse Störungen und Unsicher-
heit hervorzubringen. Derselbe Grund, welcher bei einem noch
in der Kindheit befindlichem Systeme elektrischer Telegraphen
für die oberirdischen Leitungen spricht, wird sich bei weiterer
Entwickelung derselben daher gerade in das Gegentheil umkehren.
Bei unterirdischen Leitungen muss man freilich, um das leicht
nöthig werdende Hinzufügen eines Drahtes zu vermeiden, die
Anlage von vorn herein in grösserem Maassstabe machen und
mindestens gleich einen Draht mehr einlegen, als für den Augen-
blick nöthig scheint. Man muss auch bei dem Wege, den die
Drähte durchlaufen, gleich die nöthige Rücksicht auf das für
[111] spätere Anlagen nöthige Terrain nehmen. Es ist übrigens auch
nicht so schwierig und kostspielig, wie es auf den ersten Blick
erscheint, die bereits gelegten Drähte wieder aufzunehmen und
mit den hinzuzufügenden zugleich wieder einzulegen, nachdem sie
an Ort und Stelle einer genauen Prüfung unterworfen und etwa
vorgefundene oder bei der Arbeit entstandene Beschädigungen
ausgebessert sind. Die Störung des Dienstes bei dieser Arbeit
lässt sich durch eine provisorische oberirdische Leitung, die man
für die Dauer der Arbeit an der Arbeitsstelle anbringt und nach
Beendigung derselben fortrückt, leicht und ohne in Betracht
kommende Kosten verhindern.

Der Zweck diesser Blätter war: zu zeigen, dass die un-
günstigen Resultate, welche die ersten in Preussen angelegten
unterirdischen Leitungen gegeben haben, nicht Folge des ange-
nommenen Systems, sondern der meist durch Mangel an Erfah-
rung und ungünstige Verhältnisse herbeigeführten Fehler der An-
lage und späteren Verwaltung waren. Diese Fehler sind bei den
neueren Anlagen grossentheils vermieden und werden sich bei
späteren durch richtige Benutzung der gewonnenen Ertahrungen
und der Fortschritte der Technik gänzlich beseitigen lassen.

Es ist aber zu beklagen, dass durch diese ungünstigen
Resultate ein sehr allgemeines und unbegründetes Vorurtheil gegen
das System unterirdischer Leitungen überhaupt hervorgerufen
ist. Ueber den wahren Werth desselben kann nur eine genaue,
von wissenschaftlichen und sachkundigen Männern angestellte,
vergleichende Analyse der bisherigen Resultate endgültig ent-
scheiden. Es würde daher gerade jetzt von hoher Wichtigkeit und
grossem praktischen Nutzen sein, wenn die Regierung den schon
einmal betretenen Weg wieder einschlüge und das gutachtliche
Urtheil einer wissenschaftlichen Commission über die jetzt vor-
liegenden Resultate und die zu ergreifenden Massregeln, so wie
über diejenigen organischen Einrichtungen der Verwaltung, die
zur steten Erhaltung der Dienstfähigkeit der Leitungen und des
ganzen Instituts durchaus nothwendig sind, einholte.

Ueber
die Beförderung gleichzeitiger Depeschen
durch einen telegraphischen Leiter.

(Poggendorff’s Annalen d. Phys. u. Chem. Bd. 98 S. 115. 183.)

1856.

Bereits im Jahre 1849 beschäftigte ich mich in Gemein-
schaft mit Halske mit der Lösung der Aufgabe, durch telegra-
phische Leiter eine die Zahl der Drähte übersteigende Zahl
gleichzeitiger Depeschen zu befördern. Wir gingen dabei von
folgenden Betrachtungen aus:

Wenn man das Ende jedes Leitungsdrahtes mit den Enden
aller übrigen Drähte durch ein telegraphisches Instrument mit
zugehöriger Batterie verbindet, so kann man solcher Tele-
graphenapparate auf jeder Seite der die Stationen A und B ver-
bindenden n Leitungsdrähte aufstellen. Schaltet man nun mit
einem der eingeschalteten Apparate die zugehörige Batterie
zwischen die betreffenden Drähte ein, so werden alle vorhandenen
Leitungsdrähte und Apparate von einem mehr oder weniger starken
Strome durchlauten. Die Aufgabe bestand nur darin, den den
homologen Apparat der anderen Station durchlaufenden Strom
möglichst stark und wirksam, die die übrigen Apparate durch-
laufenden Ströme dagegen entweder sehr schwach zu machen
oder ihre Wirkung ganz oder doch grösstentheils zu compensiren.
Es konnte dies durch passende Wahl von Widerständen, welche
mit den Batterien und Apparaten ein- und ausgeschaltet wurden,
durch locale Nebenschliessungen der thätigen Batterien und
durch zweckmässige Construction der Apparate selbst ausge-
führt werden.

Da die für eine geringe Anzahl von Drähten ausgeführten
Berechnungen sowie die angestellten Versuche ein günstiges Re-
sultat versprachen, so nahmen wir in ein am 23. October 1849
in England entnommenes Patent den Anspruch auf gleichzeitige
Beförderung einer grösseren Zahl von Depeschen durch combinirte
Drähte, auf. Weitere Beschäftigung mit diesem Gegenstande
zeigte uns jedoch bald, dass die Lösung bei einer grösseren
Zahl von Drähten zu schwierig und complicirt wurde und dass
sich das hauptsächlichste Erforderniss telegraphischer Einrich-
tungen — grösstmöglichste Sicherheit — nicht befriedigend
erreichen liess.

Einige Jahre später versuchte Hr. Dr. Kruse in Artlenburg
die Aufgabe der mehrfachen gleichzeitigen Benutzung telegra-
phischer Leiter auf eine ganz verschiedene Weise zu lösen.
Derselbe benutzte zu seinen Versuchen eine Modification unserer,
auf das Princip des Neeff’schen Hammers basirten Zeigertelegra-
phen¹⁾, welche darin besteht, dass sie mit einem Uebertrager
(relais) in Verbindung gebracht sind. Es geschieht dies auf
die Weise, dass die Windungen des Uebertragers vom Linien-
strome, die des Telegraphenmagnetes von einem Localstrome
durchlaufen werden, während der Contact des Uebertragers den
Localstrom, der des Telegraphen den Linienstrom abwechselnd
herstellt und unterbricht. Mit dieser Einrichtung versehen sind
die Zeigertelegraphen befähigt, mittels sehr kurzer und schwacher
Strömungen, welche die Leitung und die Windungen der Ueber-
trager durchlaufen, sicher und schnell zu gehen.

Man denke sich nun eine beliebige Zahl derartig combinirter
Zeiger oder Drucktelegraphen an jedem Ende der Leitung aufge-
stellt. Das eine Ende aller Uebertragerwindungen communicirt
durch die Schiebercontacte der zugehörigen Telegraphen hindurch
mit dem einen Pol einer gemeinsamen Batterie, deren anderer
Pol zur Erde abgeleitet ist. Das zweite, freie Ende jeder
Uebertragerspirale führt dagegen zu einer isolirten Contactfeder.
Diese Federn sind in gleichen Abständen um eine Contactscheibe
gruppirt. Der Rand dieser Scheibe, auf welchem die Federn
schleifen, ist in abwechselnd isolirende und leitende Felder
[115] derartig eingetheilt, dass stets nur eine Feder mit einem leiten-
den, alle übrigen dagegen mit isolirenden Feldern in Berührung
sind. Wird die Scheibe gedreht, so treten die Federn der Reihe
nach einen Augenblick in leitende Verbindung mit der Scheibe
und durch sie mit dem Leitungsdrath. Denkt man sich nun an
beiden Enden der Leitung dieselbe Einrichtung getroffen, beide
Batterien in gleicher Richtung eingeschaltet und beide Scheiben
genau gleichmässig gedreht, so werden sämmtliche Telegraphen
gleichmässig rotiren. Wird einer derselben angehalten und da-
durch die leitende Verbindung seiner Contactfeder mit der
Batterie dauernd unterbrochen, so muss auch der mit ihm
correspondirende, d. i. der mit einer homologen Feder verbundene
Apparat der andern Station, still stehen, da kein Strom die
Leitung durchlaufen kann, während diese Feder mit ihr in Ver-
bindung ist. Die gleichmässige Rotation der beiden Scheiben
bewirkt Hr. Kruse dadurch, dass er sie mit Zähnen versieht und
durch die Oscillationen der Telegraphenmagnete selbst drehen
lässt. Da stets gleich viel Apparate an beiden Enden der Leitung
in Bewegung sind und alle genau mit derselben Geschwindigkeit
rotiren, so müssen auch beide Scheiben genau gleichmässig fort-
schreiten. Werden einzelne Telegraphenpaare angehalten, so
wird dadurch zwar die Rotationsgeschwindigkeit der Scheiben
und mithin auch der übrigen Telegraphen vermindert, die Gleich-
mässigkeit der Rotation aber nicht gestört.

Es ist ersichtlich, dass diese sinnreiche Combination für prak-
tische Anwendung zu complicirt und zu unsicher ist. Namentlich
wird es sehr schwer sein, die Uebertrager so empfindlich und
schnell beweglich zu machen, dass sie mit Strömen von so
kurzer Dauer noch sicher functioniren und die Telegraphen in
Bewegung setzen.

Im zweiten Decemberheft des Leipziger polytechnischen
Centralblattes beschrieb Hr. Telegraphen-Inspector Galle eine
von Hin. Dr. Gintl auf der Linie Prag-Wien versuchte Methode
mittels des Morse’schen Schreibtelegraphen gleichzeitig Depeschen
in entgegengesetzter Richtung zu befördern. Sie bestand darin,
dass die Uebertragermagnete mit 2 Drahtspiralen versehen wurden,
von denen die eine mit dem Leitungsdrahte communicirte. War
der Schlüssel (Contacthebel) nicht niedergedrückt, so stellte sein
8*
[116] Ruhecontact die leitende Verbindung des freien Endes dieser
Spirale mit der Erde her; der leitende Kreis war mithin durch
den Drath, die betreffenden Spiralen der beiden Endstationen
und die Erde hergestellt. Durch Niederdrücken eines der Schlüssel
war die directe leitende Verbindung der Spirale mit der Erde
aufgehoben und sie dagegen mit dem freien Pole einer zur Erde
abgeleiteten Batterie hergestellt. Der Strom dieser Batterie
durchlief mithin jetzt den Leitungsdrath und die seine Fortsetzung
bildenden Spiralen. Um nun zu verhindern, dass dieser Strom
den am Orte der wirksamen Batterie befindlichen Magnet des
Uebertragers magnetisirte, ward durch dieselbe Hebelbewegung
gleichzeitig ein zweiter Contact hergestellt, welcher den Strom-
lauf einer zweiten Batterie durch die zweite Spirale des Magnetes
herstellte. Der Strom durchlief diese Spirale in entgegengesetzter
Richtung und ward durch einen eingeschalteten Rheostaten so
abgeglichen, dass seine magnetisirende Wirkung derjenigen des die
andere Spirale durchlaufenden Linienstromes gleich und entgegen-
gesetzt war. Der Uebertragermagnet der eigenen Station blieb
daher ganz unmagnetisch, während der Strom auf den Magnet
der Empfangstation seine volle Wirkung ausübte. War nun an
beiden Enden der Leitung dieselbe Einrichtung getroffen und
wurden gleichzeitig beide Contacthebel niedergedrückt, mithin
alle 4 Batterien eingeschaltet, so ward das Gleichgewicht der
Ströme in beiden Uebertragermagneten gestört und die Anker
beider mussten angezogen werden. Es musste daher jeder Apparat
die von der anderen Station gegebenen Zeichen erhalten, während
gleichzeitig andere Zeichen von ihm ausgingen und dort zum
Vorschein kamen.

Hr. Dr. Gintl scheint die an den beiden Enden des Leitungs-
drahtes befindlichen Batterien stets in entgegengesetztem Sinne
eingeschaltet und dies für unumgänglich nothwendig erachtet zu
haben, da er später mehrfach die sonderbare Ansicht ausge-
sprochen hat, dass die Möglichkeit des Gegensprechens den
Beweis liefere, dass zwei Ströme einen Drath in entgegengesetztem
Sinne durchlaufen könnten, ohne sich gegenseitig zu schwächen
oder aufzuheben! In dem vorliegenden Falle ist es für die Grösse
der Störung des Gleichgewichts der magnetisirenden Wirkungen
der die beiden Spiralen jedes Uebertragermagnetes durchlaufen-
[117] den Ströme ganz gleichgültig in welchem Sinne die Batterien
beider Stationen eingeschaltet werden. Werden sie in gleichem
Sinne, d. i. so eingeschaltet, dass sie als eine Batterie von
doppelter Zahl von Elementen wirken, so ist die Stromstärke im
Leitungsdraht und den mit ihnen verbundenen Spiralen doppelt
so gross wie die, welche eine einzelne Batterie in demselben
Kreise hervorbringt. Sind die Batterien dagegen gleich und ent-
gegengerichtet, so neutralisiren sie sich in einem völlig isolirten
Leitungskreise vollständig und es wird weder der Leitungsdraht
noch die zugehörigen Spiralen von einem Strome durchlaufen.
In beiden Fällen werden die Magnete durch die Differenz der
Wirkung des Linien- und des Gleichgewichtsstromes — mithin
ebenso stark wie bei einseitigem Strome — magnetisirt. Der
einzige Unterschied besteht darin, dass im ersteren Falle der
Linien-, im zweiten der Local-Gleichgewichtsstrom überwiegend
ist und die Magnetisirung bewirkt.

Die praktischen Resultate, welche Hr. Dr. Gintl bei den Ver-
suchen mit den wie eben beschrieben hergerichteten Apparaten
erzielte, konnten nur sehr ungünstig ausfallen. Zwei Batterien
bleiben nicht lange im Gleichgewicht ohne häufige Correcturen
des Widerstandes. Noch weit schwieriger, ja sogar unmöglich,
ist es, zwei Contacte wirklich gleichzeitig herzustellen und auf-
zuheben, wie es das Gintl’sche¹⁾ Gegensprechverfahren erfordert.
Ferner wird die leitende Verbindung des Leitungsdrahtes mit der
Erde während jedes Uebergangs aus einer Ruhelage in die andere
unterbrochen, der von der anderen Station kommende Strom mithin
während dieser Zeit aufgehoben, wodurch nothwendig Störungen
der ankommenden Schrift hervorgerufen werden. Endlich hat Herr
Dr. Gintl. dadurch, dass er die Batterien in entgegengesetzter
Richtung einschaltete, noch den Uebelstand herbeigeführt, dass
die Uebertragermagnete bei gleichzeitiger Schrift im Sinne der
[118] Gleichgewichtsströme, bei einseitiger dagegen im Sinne des Linien-
stromes magnetisirt wurden; bei jedem der zahlreichen Wechsel
zwischen Einzel- und Doppelschrift musste daher der Magnetismus
der Elektromagnete umgekehrt werden, was zur nothwendigen
Folge haben musste, dass häufig kurze Schriftzeichen fortblieben
und längere unterbrochen wurden.

Die ungünstigen Resultate, welche Hr. Gintl mit dem Gegen-
sprechen auf elektromagnetischem Wege erhielt, veranlassten den-
selben diesen Weg ganz zu verlassen, und die Lösung der Auf-
gabe mittels des Bain’schen elektrochemischen Telegraphen zu
versuchen. In einer am 30. Nov. 1854 der K. K. Academie der
Wissenschaften zu Wien mitgetheilten¹⁾ Abhandlung sucht Herr
Dr. Gintl den Beweis zu führen, dass zwei Ströme, ohne sich
gegenseitig zu stören, in entgegengesetzter Richtung denselben
Draht durchlaufen, dass mithin „jeder der beiden sich gleich-
zeitig durch den Draht fortpflanzenden Ströme an der entgegen-
gesetzten Station gerade so anlangte, als wenn er für sich allein
in dem Drahte dahingeleitet worden wäre“, und begründete auf
diesen, vermeintlich geführten Beweis die Construction seines
elektrochemischen Gegensprechers. Obgleich sich dieser Beweis,
wie leicht vorherzusehen, als gänzlich irrthümlich ergiebt und
nur zeigt, dass Hr. Dr. Gintl das Ohm’sche Gesetz und die
Lehre der Stromverzweigungen ausser Acht gelassen hat, so ist
der von demselben zuerst betretene Weg des Gegensprechens auf
elektrochemischem Wege doch sehr beachtenswerth. Es wird
daher am zweckmässigsten sein, durch eine einfache Rechnung
gleich die Bedingungen des elektrochemischen Gegensprechens
festzustellen und auf die Gintl’sche Beweisführung gar nicht
weiter einzugehen.

Es stelle in Fig. 9 a b die Drahtleitung, c d die als wider-
standslos betrachtete Verbindung durch die Erde vor, durch
welche die beiden Stationen A und B mit einander communi-
ciren. Die leitende Verbindung zwischen a und c, so wie zwischen
b und d ist durch die zur Aufnahme der telegraphischen Zeichen
bestimmten, mit einer der bekannten Salzlösungen getränkten
[119] Papierstreifen hergestellt und dadurch der galvanische Kreislauf
geschlossen. Schaltet nun eine der beiden Stationen, z. B. A,
eine Batterie E in den Kreis ein, so wird der Strom beide Papier-
streifen durchlaufen und an beiden Stationen eine Zersetzung des

Elektrolyten, mit welchem sie getränkt sind, bewirken. Die Auf-
gabe des Gegensprechens verlangt dagegen, dass nur in Station
B eine Zersetzung hervorgebracht, der Papierstreifen in Station A
mithin von keinem Strome durchlaufen wird. Dies kann dadurch
bewirkt werden, dass man gleichzeitig mit der Batterie E eine
zweite Batterie E' nebst einem noch zu ermittelnden Wider-
stande w', zwischen die beiden als Anoden dienenden Metall-
stifte, zwischen denen der Papierstreifen hindurchgeführt wird,
in der Weise einschaltet, dass der Papierstreifen den von keinem
Strome durchlaufenen Zweigdraht des Wheatstone’schen Strom-
netzes bildet. Bezeichnen E und E' die elektromotorischen Kräfte
der eingeschalteten Batterien, w den Widerstand des Leitungs-
drahtes zwischen A und B, w' den der Zweigleitung mit der Batterie
E', w″ den Widerstand des Papierstreifens, i, i', i″ endlich die in
den Widerständen w, w' und w″ herrschenden Stromstärken, so
ist nach der Kirchhoff’schen Form des Ohm’schen Gesetzes,
wenn durch die eingezeichneten Pfeile die Richtung der Ströme
bestimmt ist:

• 1) w' i' + w i + w″ i = E + E'
• 2) w' i' — w″ i″ = E'
• 3) i' + i″ = i.

Hieraus folgt für den gesuchten Fall, dass i″ = 0 werden soll,
E : E' = w + w″ : w'.
Es durchläuft mithin den Papierstreifen gar kein Strom, wenn
die Widerstände der Haupt- und Zweigleitung sich wie elektro-
[120] motorischen Kräfte der zugehörigen Batterien verhalten. Schaltet
nun Station B gleichzeitig mit Station A ihre beiden Batterien
E und E' mit dem ebenso abgeglichenen Widerstande w' auf
gleiche Weise ein, so sind die beiden Fälle zu betrachten, ob
die Batterien der beiden Stationen einander verstärken oder ent-
gegengerichtet sind. Im letzteren Falle wird die Leitung a b
von keinem Strome durchlaufen, da die in A und B befindlichen
elektromotorischen Kräfte gleich und entgegengesetzt sind. Durch
die Papierstreifen in A und B sind aber Nebenschliessungen der
Gleichgewichtsbatterien E' hergestellt. Die ersteren werden mithin
von einem Strome
durchlaufen. Es tritt daher gleichzeitig an beiden Stationen
eine Zersetzung der Flüssigkeit, mit welcher die Papierstreifen
getränkt sind, ein, die jedoch nicht Folge von Strömen, welche
im Leitungsdraht aneinander vorbeigehen, ist, sondern durch Local-
ströme der Gleichgewichtsbatterien veranlasst wird¹⁾.

Wenn die Batterien der beiden Stationen nicht entgegen,
sondern gleichgerichtet sind, so ergeben sich die Gleichungen:

• 1) w . i + 2 w' . i' = 2 (E + E')
• 2) w' i' — w″ i″ = E'

[121]

• 3) i' + i″ = i
• 4) ;

woraus folgt, wenn i, i' und E eliminirt werden:
. Es findet mithin auch in diesem Falle eine gleichzeitige Zer-
setzung in beiden Papierstreifen statt, welche durch den im
Leitungsdraht herrschenden überwiegenden Strom bewirkt wird.

Um eine tadellose telgraphische Schrift zu erhalten, müsste
beim Einzel- wie beim Doppelsprechen die Stärke des die Papier-
streifen durchlaufenden Stromes gleich gross sein. Es müsste
mithin in dem zuerst betrachteten Falle
sein.

Diese Gleichung wird aber nur dadurch erfüllt, dass w″ = 0
gesetzt wird. Es lässt sich mithin nur dann eine gleichmässige
und sichere Schrift erzielen, wenn der Widerstand, den der ein-
geschaltete Papierstreifen dem Durchgange des Stromes entgegen-
setzt, im Vergleich mit den übrigen Widerständen sehr klein ist.

Dasselbe Resultat erhält man in dem Falle, wenn die
Batterien in gleichem Sinne eingeschaltet sind, aus der Gleichung:

Ersetzt man die Zersetzungsvorrichtungen durch die Win-
dungen zweier Uebertragermagnete, so eignet sich das Gintl’sche
Stromschema auch zum Gegensprechen mit elektromagnetischen
Telegraphen, doch ist hierbei der Uebelstand der ungleichen
Ströme beim Einzel- und Doppelsprechen noch nachtheiliger wie
bei elektrochemischen Apparaten.

Der praktischen Brauchbarkeit der beschriebenen Gintl’schen
Gegensprechmethode steht besonders die Schwierigkeit entgegen,
welche mit der Construction von Doppelcontacten, welche gleich-
zeitig und ohne Unterbrechung der Leitung wirken sollen, ver-
knüpft ist. Ueberhaupt eignet sich der elektrochemische Telegraph
nur zur Benutzung auf einzelnen, unverzweigten Linien, da er
die Weitertragung (Translation), d. i. die mechanische Weiter-
[122] gabe einer Depesche durch die empfangenden Apparate nicht
gestattet.

Im Sommer 1854 beschäftigten Halske und ich und unab-
hängig von uns Hr. Telegraphen-Ingenieur Frischen in Hannover
uns mit der Aufgabe, dem Gegensprechen mit Morse’schen Te-
legraphen eine praktisch brauchbare Form zu geben. Es gelang
uns dies auf völlig befriedigende Weise und zwar auf im We-
sentlichen gleichem Wege.

In dem Stromschema Fig. 10 sei a b der die Stationen
A und B verbindende Leitungsdraht, m und n seien die beiden

Spiralen des mit zwei Drähten umwundenen Uebertragermagnetes,
o der Schlüssel (Contacthebel) des Apparates, E die Batterie,
w' ein veränderlicher Widerstand, p die Metallplatte, welche die
leitende Verbindung mit dem Erdboden herstellt. Die verbin-
denden Linien sind leitende Drähte. Im Ruhestande, d. i. wenn
keiner der beiden Hebel o niedergedrückt ist, ist der Leitungs-
draht a b durch einen der beiden Umwindungsdrähte m und die
Ruhecontacte der Hebel o an beiden Stationen in leitender Ver-
bindung mit der Erde. Wird der Hebel o der Stationen A nieder-
gedrückt, so wird hierdurch die leitende Verbindung des Umwin-
dungsdrahtes m mit der Erde aufgehoben und derselbe dagegen
mit dem freien Pole einer zur Erde abgeleiteten Batterie E ver-
bunden. Der Strom dieser Batterie theilt sich nun in zwei Zweige.
Der eine Theilstrom durchläuft die Spirale m der Station A, den
Leitungsdraht a b, die Spirale m der Station B und geht durch
den Ruhecontact des dortigen Hebels o zur Erde. Der andere
Zweig durchläuft den Spiraldraht n der Station A und kehrt durch
den Widerstand w1 zur Batterie zurück. Die Spiralen m und n
und der Widerstand w1 müssen nun so angeordnet sein, dass die
beiden durch m und n gehenden Ströme einen gleichen und ent-
[123] gegengesetzten magnetisirenden Effect auf das eingeschlossene
Eisen des Uebertragermagnetes ausüben, mithin gar kein Magne-
tismus in demselben erzeugt wird. Es wird dann der von einer
Station ausgehende Strom nur den Uebertragermagnet der anderen
Station magnetisiren. Dieser Bedingung wird bei dem darge-
stellten Stromschema dadurch genügt, dass man die Producte der
Stromstärken der beiden Zweigströme in die Zahl der Windungen
der Spiralen m und n einander gleich macht. Da sich die Strom-
stärken in den beiden Zweigleitungen umgekehrt wie die Wider-
stände derselben verhalten, so müssen mithin die Windungszahlen
der beiden Spiralen sich wie die Gesammtwiderstände der zuge-
hörigen Kreise verhalten. Ist dies Verhältniss durch richtige
Einstellung des Widerstandes w hergestellt, so wird kein Magne-
tismus in dem Magnete des eigenen Uebertragers erzeugt, derselbe
behält mithin seine vollständige Empfänglichkeit für den von der
anderen Station kommenden Strom.

Als weitere Bedingung für das durchaus gesicherte gleich-
zeitige Sprechen tritt noch hinzu, dass der magnetisirende Effect
des von der anderen Station kommenden Stromes auch in dem
Falle von gleicher Grösse bleiben muss, wenn der Contacthebel
in Bewegung begriffen ist. Bezeichnet E die elektromotorische
Kraft der thätigen Batterie, w den Gesammtwiderstand der Haupt-
leitung a b, w' den Widerstand der Gleichgewichtsleitung, m und
n die Windungszahlen der gleich benannten Spiralen, und wird
der Widerstand der Batterien als unerheblich im Vergleich mit
den übrigen Widerständen vernachlässigt, so ergiebt sich aus
Obigem die Bedingungsgleichung:
, welcher Gleichung ebenfalls genügt wird, wenn man
macht, wie für das Gleichgewicht der von der eigenen Batterie
ausgehenden Ströme nothwendig ist. Bei praktischen Ausführun-
gen haben wir in der Regel vorgezogen, die Zahl der Windungen
beider Spiralen und mithin auch die Widerstände des Haupt- und
des Gleichgewichtskreises einander gleich zu machen, obschon
hierdurch der Verbrauch übersponnener Kupferdrähte für die
Uebertrager und übersponnener Neusilberdrähte zur Herstellung
[124] der Gleichgewichtswiderstände vergrössert wird. Wir thaten dies,
weil grössere Widerstände leichter mit, für praktische Zwecke
ausreichender Genauigkeit auszugleichen sind und die veränder-
lichen Widerstände der Berührungsstellen dabei weniger in Be-
tracht kommen, hauptsächlich aber um den durch die Leitung
gehenden Strom der Batterie nicht durch eine zu kurze Zweig-
leitung unnöthig zu schwächen und unconstant zu machen. Da
nämlich sehr oft in den Telegraphen-Bureaux inconstante Batterien,
aus Kohlen-Zinkketten mit verdünnter Schwefelsäure gefüllt be-
stehend, benutzt werden, so wird die etektromotorische Kraft
derselben sehr schnell durch Polarisation vermindert, wenn ihre
Thätigkeit beträchtlich in Anspruch genommen wird. Der an-
kommende Strom wird bei kurzen Gleichgewichtsleitungen daher
namentlich dann sehr veränderlich werden, wenn die Leitung
unvollkommen isolirt ist und dadurch der abgehende Strom be-
deutend verstärkt wird. Auch bei Anwendung constanter Ketten
haben kurze Zweigleitungen der Batterie den Nachtheil, dass man
viel grössere Elemente namentlich dann anwenden muss, wenn
mehrere Apparate durch eine Batterie betrieben werden sollen¹⁾.

Die Aufgabe des gleichzeitigen Sprechens in entgegenge-
setzter Richtung durch denselben Draht kann als vollständig ge-
löst durch die beschriebene Construction erachtet werden, wie
eine längere praktische Erfahrung es bestätigt. Es ist dies Ver-
fahren jedoch da nicht anwendbar, wo die durch die Telegraphen-
leitung gehenden Ströme nicht von constanter Stärke sind, mit-
hin weder bei längeren unterseeischen oder unterirdischen Lei-
tungen, noch in Fällen, wo eine grössere Zahl von Magnetspiralen
in die Leitung eingeschaltet ist. Im ersteren Falle überwiegt bei
Beginn des Stromes die Haupt-, im zweiten die Gleichgewichts-
spirale, es ist mithin in beiden Fällen kein vollständiges Gleich-
gewicht beider zu erzielen.

Ein weniger günstiges praktisches Resultat haben Halske und
ich bei der Lösung einer anderen Aufgabe, der des gleichzeitigen
Sprechens mit zwei Apparaten in derselben Richtung mittels
schreibender (Morse’scher) Apparate, erreicht.

Verbindet man mittels passender Mechanismen zwei Bat-
terien von verschiedener Stärke in der Weise mit dem einen
Ende eines telegraphischen Leiters und der Erde, dass man, ohne
die Continuität des Kreises zu unterbrechen, die eine oder die
andere der Batterien oder beide zugleich einschalten kann, so
kann man drei verschiedene Stromstärken im Leiter erzeugen.
Ist Batterie II doppelt so stark wie Batterie I, so werden die
durch Batterie I, II und I + II hervorgebrachten Stromstärken
sich wie 1 zu 2 zu 3 verhalten. Sind nun am andern Ende der
Leitung zwischen ihnen und die Erde zwei Uebertrager einge-
schaltet, von denen der erste durch Stromstärke 1 in Thätigkeit
gesetzt wird, während der zweite erst durch Stromstärke 2 zur
Anziehung gebracht wird, so erfordert die Lösung der Aufgabe,
dass der Uebertrager I nur durch Stromstärke 1 und Stromstärke
3, nicht aber durch Stromstärke 2 in Bewegung gesetzt wird.
¹⁾
[126] Dies lässt sich auf sehr viele Weisen erreichen. Wir versuchten
zuerst, Anfangs vorigen Jahres, mittels einer Localbatterie die
Stromstärke 2 im Uebertrager I zu compensiren. Es geschah
dies dadurch, dass der Magnet des Uebertragers I mit zwei Drähten
umwunden ward, von denen der eine in die Hauptleitung einge-
schaltet war, während der andere von einem Zweigstrome der
Localbatterie durchströmt ward, wenn Uebertrager II seinen Anker
angezogen hatte. Es ward dieser Localstrom durch einen Rheostat
so regulirt, dass er im Uebertrager I einen gleichen und ent-
gegengesetzten Magnetismus wie Strom 2 erzeugte. Es ward
daher, wenn Batterie II in die Leitung eingeschaltet ward, Ueber-
trager I zwar momentan in Thätigkeit gesetzt, sobald jedoch auch
Uebertrager II seinen Anker angezogen hatte, begann die Wir-
kung des Gleickgewichtsstromes und der Anker des Uebertragers
I fiel wieder ab, bevor der durch ihn bewirkte momentane Schluss
der Localkette ein Zeichen auf dem Papierstreifen hervorbringen
konnte. Ward jedoch auch Batterie I eingeschaltet, so circu-
lirte in der Leitung Stromstärke 3, das Gleichgewicht der Ströme
im Uebertrager I ward daher gestört und derselbe zog seinen
Anker durch Wirkung der Differenz der Ströme — d. i. Strom-
stärke 1 — an. Das Resultat des Versuches war, wie leicht
vorherzusehen war, ungünstig. Abgesehen von der Schwierigkeit,
zwei von verschiedenen Batterien erzeugte Ströme in dauerndem
Gleichgewicht zu erhalten, war nicht einmal im Zimmer regel-
mässige Schrift zu erzielen, hauptsächlich aus dem Grunde, weil
die Wirkung des Uebertragers I zu träge wird, wenn die Gleich-
gewichtsspirale durch die Localbatterie geschlossen ist, und weil
Uebertrager II nicht sicher abwechselnd mit Stromstärke 1 und
3 arbeitet — wie es der Fall sein müsste.

Das Stromschema für die beschriebene Lösung der Auf-
gabe des Doppelsprechens ist Fig. 11 dargestellt. Die Spiralen
[127] der Uebertrager R1 und R2 sind mit s und s', die Gleichgewichts-
spirale des Uebertragers R' mit s″ bezeichnet. a und a' sind
die Anker der beiden Uebertrager, k und k' die Contacte der-
selben, durch deren Berührung mit a und a' der Strom der Local-
batterie B durch die Drahtspiralen S und S' der Schreibmagnete
hergestellt wird. Durch den Contact a' — k' wird ferner eine
Nebenschliessung der Batterie E, durch den Rheostat w und die
zweite Spirale s″ des Uebertragers I hindurch, hergestellt. Der
Rheostat w wird so eingestellt, dass die Spiralen s und s″ bei
Stromstärke 2 gleichen und entgegengesetzten magnetisirenden
Effect auf den Eisenkern des Magnetes ausüben, sich mithin bei
dieser Stromstärke neutralisiren.

Beim Stromschema Fig. 12 wird dagegen die Spirale s″ dauernd

von einem Strome der Batterie B durchströmt und zwar in dem-
selben Sinne wie Spirale s. Wird die Leitung von Stromstärke 1
durchströmt, so wird durch gemeinschaftliche Wirkung beider
Spiralen der Anker angezogen. Wird dagegen bei Stromstärke 2
auch Anker a' angezogen, so hört der Localstrom durch s″ auf
und der Anker a fällt ab. Stromstärke 3 zieht denselben dagegen
wieder an.

Mit Hülfe eines dritten Uebertragers R3, welcher erst mit
Stromstärke 3 seinen Anker anzieht, lässt sich die unzuverlässige
Neutralisirung der Stromstärke 2 im Uebertrager R' durch einen
Localstrom beseitigen. Fig. 13 und Fig. 14 stellen zwei derartige
Stromschemas dar. Die Buchstaben haben dieselbe Bedeutung,
wie oben angegeben. Berücksichtigt man, dass die starken Linien
vom Linienstrome, die schwachen dagegen von Localströmen
durchlaufen werden, so werden diese Stromläufe auch ohne spe-
cielle Beschreibung verständlich sein. Es werde nur noch be-
merkt, dass im Schema Fig. 13 die Wirkung der Stromstärke 2
[128] im doppelt umwundenen Magnet des Schreibapparates compensirt
wird, während im Schema Fig. 14 diese Compensation im Ueber-
trager R' durch den Linienstrom selbst geschieht, indem der

Strom genöthigt ist, die beiden gleichen Spiralen des Ueber-
tragers R' in entgegengesetzter Richtung zu durchlaufen, wenn
Anker a' angezogen und dadurch seine Berührung mit seinem
Ruhecontact r aufgehoben wird.

Es lassen sich mit leichter Mühe eine Menge ähnlicher Strom-
leitungen combiniren, durch welche die Aufgabe des Doppel-
sprechens mit mehr oder weniger gutem Erfolge gelöst wird. Es
ist uns jedoch nicht gelungen, auf einem dieser Wege ein prak-
tisch brauchbares Resultat zu erzielen. Dies lässt sich auch
schon dadurch erklären, dass beim Doppelsprechen drei ver-
schiedene Stromstärken benutzt und regulirt werden müssen, um
die telegraphischen Zeichen beider Apparate getrennt zu erhalten,
während beim Gegensprechen nur zwei Stromstärken in Betracht
kommen. Das Doppelsprechen scheint daher nur geringe Aussicht
auf weitere Entwickelung zu haben¹⁾.

Der Vollständigkeit wegen will ich noch einen Versuch an-
führen, den Halske und ich anstellten, um die mehrfache gleich-
zeitige Benutzung eines Drahtes auf ganz abweichendem Wege
zu erreichen.

Wenn man in schneller Reihenfolge Ströme von gleicher
Stärke und Dauer und wechselnder Richtung, wie sie in der
Spirale eines Eisenankers, welcher vor den Polen eines kräftigen
Magnetes rotirt, erzeugt werden, durch die Spirale eines Electro-
magnetes gehen lässt, so wird im Eisenkerne desselben kein
Magnetismus erzeugt. Ein gleichzeitig von diesen Strömen durch-
laufener elektro-dynamischer Uebertrager (z. B. ein Weber’sches
Elektrodynamometer mit Contactvorrichtung) wird aber durch
sie in Thätigkeit gesetzt. Durch einen schwachen constanten
Strom, den man allein oder gleichzeitig mit den wechselnden
Strömen durch dieselben Spiralen gehen lässt, wird dagegen der
Elektromagnet zur Wirkung kommen, während der dynamische
Uebertrager, welcher stärkerer Ströme bedarf, durch ihn nicht
afficirt wird. Man kann daher auf diese Weise, wenn die
oscillirenden Ströme hinlängliche Stärke haben, das Doppelsprechen
¹⁾
9
[130] mit Sicherheit ansführen. Da sich sowohl beim oscillirenden wie
beim einfachen Strome das oben beschriebene Gegensprech-Ver-
fahren anwenden lässt, so ist hierdurch auch die Möglichkeit
gegeben, Doppel- und Gegensprechen zugleich anzuwenden.

Für die praktische Benutzung ist diese Methode jedoch ebenso
wenig geeignet. Die Anwendung so starker Ströme, wie ein
elektrodynamischer Uebertrager sie erfordert, ist im Allgemeinen
unzweckmässig. Namentlich sind aber so schnell wechselnde
Ströme, wie sie erforderlich sind, damit der elektomagnetische
Uebertrager ganz unthätig bleibt, deswegen nicht brauchbar, weil
sie nicht auf grosse Entfernungen fortgepflanzt werden können.
Bei unterirdischen oder Untersee-Leitungen bedarf diese Erschei-
nung wohl kaum einer weiteren Begründung. Die von mir zuerst
in diesen Blättern beschriebene, später mehrseitig und nament-
lich durch die Untersuchungen Faraday’s bestätigte, elektrosta-
tische Ladung consumirt kurze alternirende Ströme gänzlich.
Sind die Stromwechsel beträchtlich schneller wie die Ladungs-
zeiten für den ganzen Draht, so werden zwar positive und negative
Ladungswellen sich im Drahte hintereinander fortbewegen, müssen
jedoch im Fortschreiten ineinanderfliessen und dadurch sehr
schnell an Intensität verlieren. Wie ich in einer besonderen Ab-
handlung über die Ladungserscheinungen später nachweisen werde,
sind auch die oberirdischen Leitungen als grosse Leydener
Flaschen, wenn auch von weit geringerer Capacität wie unter-
irdische von gleichen Dimensionen, zu betrachten, bei denen die
zwischen Draht und Erde befindliche Luft die Stelle des Glases
der Flasche vertritt. Sowohl die hieraus folgende Ladung ober-
irdischer Drähte, wie die stets unvollkommene Isolation derselben
und die damit verbundene, mit der Stromrichtung wechselnde
Polarisation des Drahtes und der die Verbindung mit der Erde
herstellenden Platten bewirken eine mit der Entfernung von der
Quelle der alternirenden Ströme schnell wachsende Schwächung
derselben.

Beantwortung
der
Bemerkungen von Edlund über die Beför-
derung gleichzeitiger Depeschen.

(Poggendorff’s Annalen d. Phys. u. Chem. S. 310.)

1856.

Hr. Edlund macht im achten Hefte dieser Annalen zuvörderst
darauf aufmerksam, dass die von mir beschriebene Methode des
Gegensprechens mittels verzweigter Ströme vollkommen mit der-
jenigen übereinstimme, welche er im Jahre 1848 zur Messung
der Faraday’schen Extraströme benutzt habe, und führt den Be-
weis, dass die von ihm damals benutzte Stromleitung mit geringen
Abänderungen zum Gegensprechen hätte benutzt werden können.
Hr. Edlund hätte mit gleichem Rechte noch weiter zurückgehen
können. Zwei Becquerel’sche Differentialgalvanometer mit dop-
pelten Windungen, wie sie seit lange allgemein zu Widerstands-
messungen benutzt wurden, bilden einen vollständig brauchbaren
Apparat zur Ausführung des Gegensprechens mit Zweigströmen.
Es kam nur darauf an, diese Idee zu erfassen und praktisch
brauchbar zu machen. Bekanntlich aber führt der Weg zu Erfin-
dungen sehr selten geraden Weges zu dem in der Regel sehr nahe
liegenden Ziele — wie Hr. Edlund selbst dies wieder recht über-
zeugend beweist.

Hr. Edlund theilt ferner mit, dass er im August 1854 das
Gegensprechen auf einer schwedischen Linie eingeführt und sein
Verfahren im Junihefte des Jahres 1855 der Verhandlungen der
Stockholmer Akademie der Wissenschaften beschrieben habe. Da
dieser Aufsatz meines Wissens in keiner weiteren Kreisen zu-
9*
[132] gänglichen Sprache wiedergegeben ist, so ist er mir allerdings
unbekannt geblieben. Es war mir zwar bekannt geworden, dass
Hr. Edlund ebenfalls ein Gegensprech-Verfahren erfunden und
darauf Patente in verschiedenen Ländern genommen habe, ich
wohnte auch, wie ganz richtig bemerkt wird, gelungenen Ver-
suchen mit einem nach seiner Angabe construirten Uebertrager
in Paris bei, konnte jedoch nicht in Erfahrung bringen, wie der-
selbe construirt sei, und musste annehmen, dass die Construction
noch geheim bleiben sollte. Das von Hrn. Frischen einer- und
Halske und mir andererseits erfundene Gegensprech-Verfahren
mittels verzweigter Ströme ist dagegen in mehreren deutschen
Zeitschriften und unter Anderem auch in dem Werke über elek-
trische Telegraphie von L. Galle¹⁾, welches im December 1854
in Leipzig erschien, vollständig beschrieben, mithin sechs Monate
früher publicirt, wie der Aufsatz des Hrn. Edlund.

Da nach herrschendem Gebrauche das Datum der Publication
und nicht das geheim gehaltener Versuche über die Priorität
entscheidet, so kommt es wenig darauf an, ob Hr. Edlund oder
wir früher Versuche auf der Linie angestellt haben. Wir waren
hierin ihm, wie Hrn. Frischen gegenüber im Nachtheile, da uns
die chemischen Telegraphenlinien leider nicht zugänglich sind,
wir daher unsere Versuche im Zimmer vollständig zum Abschluss
bringen müssen, um nicht zu oft die sehr anzuerkennende Ge-
fälligkeit der Telegraphen-Directionen benachbarter Länder in An-
spruch nehmen zu müssen. Jedenfalls hat Hr. Frischen zuerst
gelungene Versuche auf der Linie angestellt — wie er zu beweisen
verspricht, wenn Hrn. Edlund daran liegen sollte.

Hr. Edlund will eine wesentliche Verschiedenheit und einen
Vorzug seines Verfahrens darin finden, dass er den Gleichge-
wichtszweigen einen geringeren Widerstand und entsprechend ge-
ringere Windungszahl giebt wie dem Hauptzweige. Wir haben
dies, wie ich auch in meinem Aufsatze deutlich genug ausge-
sprochen habe, anfänglich stets und später, nachdem wir in
Uebereinstimmung mit den Erfahrungen des Hrn. Frischen die-
jenigen Apparate, welche auf langen Linien functioniren sollten,
mit gleichen Spiralen versehen hatten, noch sehr häufig gethan.
[133] Hr. Edlund hat indess ganz Recht, wenn er darauf aufmerksam
macht, dass das magnetische Gleichgewicht im Uebertrager der
gebenden Station gestört wird, während der Schlüssel der em-
pfangenden Station aus der einen Ruhelage in die andere über-
geht. Er übersieht jedoch in seiner Berechnung, dass man es
in praxi nie mit vollkommen isolirten Linien, wie er sie annimmt,
zu thun hat. Je grösser aber die Nebenschliessungen der benutzten
Leitung sind, desto verschwindender wird der Einfluss, den
Widerstandsänderungen am Ende derselben auf die Stromstärke
der Batterie ausüben. Demungeachtet würde Hr. Edlund im
Rechte sein, diesen immerhin nachtheiligen Einfluss so viel wie
möglich zu reduciren, wenn nicht andere Gründe dagegen sprächen.
Diese bestehen darin, dass sowohl in Folge unvollkommener
Isolation der Leitung, wie auch der der gleichmässigen Ent-
wickelung des galvanischen Stroms vorhergehenden elektrostati-
schen Ladung des Drahtes der durch den Zweigdraht des eigenen
Uebertragers gehende Strom viel stärker wird, wie der Theil
desselben, welcher die Windungen des entfernten Uebertragers
erreicht, und dass der erstgenannte, weit stärkere Strom in jedem
Augenblicke seines Entstehens im Gleichgewicht mit seinem
Zweigstrome sein muss. Da nun in einer dicken Spirale dünnen
Drahtes die Entwickelung des Stromes durch den Schliessungs-
Gegenstrom beträchtlich verlangsamt wird, wie Hr. Helmholtz ¹⁾
durch Messungen bewiesen hat, während er in der aus wenig
Lagen bestehenden Gleichgewichts-Spirale momentan entsteht, so
ist es klar, dass in dieser Hinsicht gleichzeitig und in gleicher
Länge aufgewundene Zweigdrähte den Vorzug vor den von Hrn.
Edlund vertretenen ungleichen Spiralen verdienen. Dass der
Einfluss der Verzögerung der Entwickelung des Stromes nicht
unerheblich ist, geht schon daraus hervor, dass bei den bisher
bekannten Methoden das Gegensprechen gar nicht mehr gelingt,
wenn die Magnet-Spiralen einiger Zwischen-Stationen in die
Leitung eingeschaltet sind. Es bildet dies sogar bisher das
wesentlichste Hinderniss der allgemeineren Benutzung des Gegen-
sprechens.

Keineswegs will ich hiermit ausgesprochen haben, dass eine
[134] Verminderung des Widerstandes der Gleichgewichtszweige in der
Mehrheit der Anwendung unzweckmässig wäre; ich behaupte nur,
dass diese Frage zu complicirt ist, um auf andere Weise wie durch
praktische Erfahrung entschieden werden zu können. Wir nahmen
daher auch keinen Anstand, von unserer anfänglichen Praxis ab-
zugehen und die von Hrn. Frischen auf Grund seiner reicheren
Erfahrung bei Benutzung des Gegensprechens auf längeren Linien
vorgeschlagene Gleichartigkeit beider Spiralen zu adoptiren, als
es sich darum handelte, eine gleichmässige, gemeinschaftliche
Construction festzustellen.

Der Rechnung, durch welche Hr. Edlund den Beweis führt,
dass die Verstärkung der Kette, welche durch die Verminderung
des Widerstandes des Gleichgewichtszweiges nothwendig wird,
nicht wesentlich in Betracht komme, hat derselbe ebenfalls voll-
kommen isolirte Leitungen zu Grunde gelegt. Praktische Con-
structionen müssen jedoch auf die ungünstigsten basirt sein. Soll
das Gegensprechen sich allgemeineren Eingang verschaffen, so
muss es auch dann noch mit Sicherheit ausführbar sein, wenn
nur wenige Procente des in die Leitung eintretenden Stromes
das Ende derselben erreichen. Da jedoch in der Regel Ketten
von geringem Widerstande verwendet werden, so ist in der That
dieser von mir auch nur beiläufig angeführte Einwurf gegen die
Verminderung des Widerstandes des Gleichgewichtskreises ziem-
lich unerheblich.

Endlich greift Hr. Edlund noch meine Behauptung an, dass
die Stärke des Stromes in der Leitung mit der Grösse der Po-
larisation der benutzten inconstanten Kette variire, und sucht
durch eine Rechnung, welche mir unverständlich geblieben ist,
zu beweisen, dass die durch die Polarisation der Kette herbei-
geführte Schwächung des Linienstromes unabhängig von der Grösse
der Polarisation der Kette sei. Da aber die Polarisation als Ver-
minderung der elektromotorischen Kraft der Kette in Rechnung
zu ziehen ist, so muss selbstredend die Stromstärke in allen
Verzweigungen des Schliessungsbogens derselben gleichmässig mit
der Grösse der Polarisation abnehmen. Ist daher in dem einen
Falle die Grösse der Polarisation mit Hrn. Edlund gleich p, in
dem andern gleich n . p, so vermindert sich die Stromstärke in
allen Verzweigungen der Batterie — mithin auch im Uebertrager
[135] der entfernten Station — vom Beginn des Stromes bis zu dem
Augenblicke, in welchem die elektromotorische Kraft der Batterie
durch Polarisation um die Grösse p und resp. n . p vermindert ist,
im Verhältnisse dieser Verminderungen. War also die Schwächung
des ankommenden Stromes in einem Falle gleich p, so ist sie
im anderen gleich n . p, sie ist daher nicht unabhängig von der
Grösse der Polarisation, wie Hr. Edlund behauptet, sondern direct
abhängig von ihr.

Das von Hrn. Edlund in seinen Bemerkungen beschriebene
Verfahren der Regulirung des Gleichgewichts beider Spiralen
durch Veränderung der Zahl der Windungen, welche der einen
oder anderen Spirale angehören, ist sehr sinnreich und wird, ohn-
geachtet der grösseren Complication der Construction, häufig mit
Vortheil benutzt werden können.

Ich benutze schliesslich die sich mir darbietende Gelegen-
heit, um eine irrthümliche Ansicht, die ich in einer Anmerkung
meines Aufsatzes ausgesprochen habe, selbst zu rectificiren. Ich
stellte einer anders lautenden Behauptung des Hrn. Stark gegen-
über die Ansicht auf, dass es nicht möglich sei, denselben Draht
gleichzeitig zum Gegen- und Doppelsprechen zu benutzen, da
Beides auf Veränderung der Stromstärke im Leitungsdraht basire.
Dies ist zwar ganz richtig, jedoch nicht die daraus gezogene Fol-
gerung. Da nämlich die drei Batterien der gegensprechenden
Station ihre Ströme mit denen der anderen combiniren, so ent-
steht eine hinlängliche Zahl von Strömen verschiedener Stärke
um die Zeichen der vier Apparate geschieden zu halten. Natür-
lich kann nie die Rede von einer praktischen Benutzung des
theoretisch ausführbaren, gleichzeitigen Doppel- und Gegen-
sprechens sein.

Berichtigung der Schlussworte
des Herrn Edlund:
Ueber das telegraphische Gegensprechen.

(Poggendorff’s Annalen d. Phys. u. Chem. S. 653.)

1857.

Hr. Edlund hält meiner „Beantwortung“ seiner „Bemerkun-
gen“ gegenüber drei seiner Angriffspunkte aufrecht und zwingt
mich dadurch und noch mehr durch den abfertigenden Ton seiner
Schlussworte zu einer kurzen, aber hoffentlich verständlichen Be-
richtigung.

Obschon ich Hrn. Edlund zugegeben habe, dass Gleichge-
wichtsspiralen von geringerem Widerstande wie dem der Leitung
in mancher Hinsicht vortheilhafter sind, und wiederholt ange-
führt habe, dass Halske und ich nur auf Grund gemachter ver-
gleichender Versuche von unserer ursprünglichen Construction,
bei welcher wir Gleichgewichtsströme von grösserer Stärke be-
nutzten, später abgewichen sind, bemüht sich Hr. Edlund aber-
mals die Vorzüge derselben hervorzuheben. Ich führte in meiner
„Beantwortung“ an, dass der extra-current der Magnetspiralen,
die auch bei langen oberirdischen Leitungen auftretenden
Ladungsströme und die stets mehr oder weniger unvollkommene
Isolirung der Drähte bei der theoretischen Vergleichung beider
Constructionen in Betracht gezogen werden müssten, und erklärte,
dass die Frage zu complicirt sei, um auf andere Weise als durch
vergleichende Versuche entschieden werden zu können. Herr
Edlund berücksichtigt in seinen „Schlussworten“ nur den Ein-
wand der unvollständigen Isolirung der Leitungen, giebt zwar
zu, dass sie den Nachtheil grosser Gleichgewichtsspiralen zum
[138] Theil compensirte, behauptet aber, dass sie auf den dortigen
Linien nur gering sei, und belehrt mich, dass man die Erschei-
nungen des galvanischen Stromes hinreichend kenne, um die
Wirkungen verschiedener Spiralen im Voraus berechnen zu können.

Da Hr. Edlund nur einen der von mir angeführten Gründe
berücksichtigt hat, und da gerade die unvollkommene Isolirung
der Leitungen und die mit ihr zusammenhängenden Uebergangs-
ströme von einer Leitung zur anderen nebst dem nachtheiligen
Einflusse des extra-current’s die allgemeinere Benutzung des Gegen-
wie des Doppelsprechens vereitelt haben, so hat die Frage, ob
ein grösserer oder geringerer Gleichgewichtswiderstand zweck-
mässiger ist, augenblicklich kein praktisches Interesse mehr und
es lohnt sich nicht der Mühe, eingehendere Rechnungen darüber
anzustellen.

Hr. Edlund ist damit einverstanden, dass man bei Gleich-
gewichtsspiralen von geringerem Widerstande die Kette verstär-
ken müsse, um den Linienstrom ebenso stark zu machen wie
im anderen Falle. Er nennt diese Verstärkung unbedeutend.
Ich behauptete, sie „komme mehr in Betracht“, wenn die Isola-
tion der Leitung schlecht sei. Hr. Edlund sagt, es sei ihm un-
möglich, einzusehen, was ich damit habe sagen wollen. Geht die
Hälfte des Stromes durch Nebenschliessungen verloren, so muss
die Kette doppelt so stark werden, damit der ankommende Strom
die nöthige Stärke bekommt. Musste man bei gut isolirten Lei-
tungen daher z. B. die Kette um 10 Zellen vergrössern, wenn
man Gleichgewichtsdrähte von geringerem Widerstande benutzte,
so muss man sie um 20 vergrössern, wenn die Hälfte des Stromes
verloren geht. Da nun ein Mehrverbrauch von 20 Zellen mehr
in Betracht kommt, wie ein Mehrverbrauch von 10 Zellen, so
kann die Richtigkeit meiner Behauptung wohl nicht in Abrede
gestellt werden. Uebrigens wird die Zahl 20 noch vergrössert,
wenn man den Widerstand der hinzugesetzten Zellen berück-
sichtigt.

Hr. Edlund giebt mir schliesslich den Rath, seine Rech-
nung, welche beweisen soll, dass die durch die Polarisation der
Kette herbeigeführte Schwächung des Linienstromes durch die
Verstärkung des Stromes der Kette nicht vermehrt würde, noch
einmal durchzulesen und hofft, dass ich sie dann verstehen würde.

Ich bediente mich des Ausdrucks, sie sei mir unverständ-
lich geblieben, nur deshalb, weil ich glaubte, Hr. Edlund habe
den in derselben begangenen Fehler nur übersehen, und es sei
genügend, ihn darauf aufmerksam zu machen. Da er aber die
Richtigkeit seiner Rechnung wiederholt aufrecht erhält und be-
hauptet, die meinige beweise nur seine Voraussetzung, so kann
ich ein näheres Eingehen auf die vorliegende, sehr einfache
physikalische Frage nicht ferner vermeiden.

Der Strom einer unconstanten Kette theilt sich in zwei
Zweige, von denen der eine die Leitung, der andere einen Zweig-
draht durchläuft. Dieser Zweigdraht hat in dem einen der beiden
betrachteten Fälle gleichen Widerstand wie die Leitung, im
anderen einen bedeutend geringeren. Die Kette ist im zweiten
Falle um so viel verstärkt, dass der anfängliche Linienstrom
eben so gross ist wie im ersten Falle. Hr. Edlund will nun
durch seine Rechnung beweisen, dass die Schwächung des Linien-
stroms durch die Polarisation der Kette in beiden Fällen ganz
gleich sei, obgleich die Polarisation proportional dem Strome der
Kette, mithin im zweiten Falle weit grösser sei wie im ersteren.
Er sagt in seinen „Bemerkungen“ Bd. VIII, S. 636:

„Ist der Widerstand der Nebenschliessung dem der ganzen
Linie gleich, so geht die Hälfte des Stromes zur nächsten Station
über. Wir können mithin den ganzen Strom mit 2 und jeden
seiner beiden Theile mit 1 bezeichnen. Wird die Polarisation
der Kette mit 2p bezeichnet, so wird dadurch in dem nach der
entfernten Station gehenden Strome eine Schwächung erzeugt,
die gleich p ist“ etc.

In diesem „gleich p“ liegt der Irrthum der Rechnung. Die
Schwächung ist nicht gleich p, sondern proportional 2p. Ist also
im zweiten Falle die Polarisation gleich 2np, wie Hr. Edlund
annimmt, so verhalten sich die Stromschwächungen in beiden
Fällen wie 2p : 2np, mithin wie 1 : n oder wie die Stromstärken
der Kette.

Da diese, von mir in meinen „Bemerkungen“ schon ausge-
führte Rechnung Hrn. Edlund nicht von der Unrichtigkeit der
seinigen überzeugt hat, so will ich das gesuchte Verhältniss der
Stromschwächungen noch in einer allgemeineren Form entwickeln.

Es sei s und s' die anfängliche und endliche Stromstärke
[140] in dem einen, s und s″ dieselbe im zweiten Falle, so ist
das gesuchte Verhältniss der Stromschwächungen. Besteht nun
die Kette im ersten Falle aus n, im zweiten aus m Zellen, von
denen jede die elektromotorische Kraft e hat; wird ferner der
Widerstand der Leitung, des Zweigdrahtes und der Kette in
einem Falle mit l, w und W, im zweiten mit w, w' und W', ferner
die Polarisation einer Zelle jeder Kette mit p und p' bezeichnet,
so ist:
und
woraus n W = m W', ferner

und

Die Stromschwächungen verhalten sich daher wie die Polari-
sation gleicher Zellenzahlen der benutzten Ketten oder wie die
endlichen Stromstärken der Ketten.

Vielleicht hat Hr. Edlund durch 2p und 2np nicht die Po-
larisationen selbst, sondern die für sie zu substituirenden, gleiche
Stromschwächungen erzeugenden Gegenströme bezeichnen wollen,
ohne zu bedenken, dass dieselben in Schliessungsbögen von ver-
schiedenem Widerstande auftreten, sich mithin umgekehrt wie
die Quadrate derselben verhalten.

Ueber
eine neue Construction magnetelektrischer
Maschinen.

(Poggendorff’s Annalen d. Phys. u. Chem. Bd. 101 S. 271.)

1857.

Halske und ich haben in neuerer Zeit den schon von Wheat-
stone und Stöhrer betretenen, später aber wieder verlassenen
Weg der Anwendung magnetoelektrischer Ströme zur Bewegung
der Zeiger- oder Drucktelegraphen wieder aufgenommen. Die Be-
schreibung dieser Apparate selbst, wird für die Leser dieser Blätter
kaum ausreichendes Interesse haben.

Da jedoch die von uns dabei benutzten magnetoelektrischen
Maschinen von den bisherigen Constructionen wesentlich ver-
schieden sind und beträchtliche Vorzüge vor denselben haben,
so will ich sie hier kurz beschreiben.

Es handelte sich für uns darum, das Trägheitsmoment der
bewegten Theile der Maschine möglichst zu vermindern und bei
hinlänglicher Stärke der erzeugten Ströme den Wechsel derselben
möglichst schnell herbeiführen zu können, ohne dadurch den mag-
netischen Werth der einzelnen Strömungen wesentlich zu ver-
mindern. Ferner sollten die erzeugten Ströme von wechselnder
Richtung möglichst continuirlich zum Maximum anschwellen und
wieder verschwinden; es sollten mithin die bei den bisherigen
Maschinen während jedes Polwechsels mehr oder minder her-
vortretenden beiden Ströme gleicher Richtung in einen einzigen
continuirlichen Strom vereinigt werden. — Die hieraus hervor-
gegangene Construction bietet ausser den obigen Eigenschaften
noch den Vortheil, dass sie bei gleichem Stahl- und Drahtgewicht
kräftigere Ströme erzeugt und einfacher und billiger ist, wie die
[142] bisherigen von gleicher Stärke, und dass sie es gestattet, Ma-
schinen von jeder beliebigen Stärke ohne ausser Verhältniss
stehenden Mehrverbrauch an Material herzustellen. Fig. 15 zeigt
die Maschine in verticalem und horizontalem Durchschnitte.

An die Eisenplatte A B sind die Magnetstäbe A C und B D
befestigt. Dieselben sind am freien Ende an ihrer einander zu-

gekehrten Seite cylindrisch ausgedreht. In der hierdurch gebil-
deten cylindrischen Höhlung dreht sich der Cylinder E. Dieser
Cylinder besteht aus zwei Cylinderabschnitten F und F' aus
weichem Eisen, welche durch eine Eisenplatte G, durch deren
[143] Mitte die Axe des Cylinders geht, mit einander verbunden sind.
Diese Eisenplatte G ist etwas kürzer als die Cylinderabschnitte
F und F', und das Ganze bildet hierdurch eine Art Galvano-
meter-Rahmen. Nachdem derselbe mit Papier oder Leinewand
bekleidet ist, wird er mit isolirtem Draht vollgewickelt, so dass
die Cylinderform durch den Draht wieder hergestellt wird. Die
äussere Drahtlage wird darauf mit Messingblech bekleidet, um
eine Beschädigung der Windungen H zu verhüten und darauf
auf jedes Ende des Cylinders eine Messingkappe J und J' ge-
setzt, welche mit den Zapfen K und K' versehen sind. Diese
Zapfen K und K' bilden die Rotations-Axe des Cylinders.

Das eine Ende des Umwindungsdrahtes ist mit dem Eisen-
rahmen leitend verbunden, das andere endet in einer isolirten
Scheibe L, welche auf der Axe befestigt ist, und steht durch
diese mit zwei schleifenden Federn M und M' in leitender Ver-
bindung. Sollen gleich gerichtete Ströme erzeugt werden, so
wird anstatt der Schleifscheibe eine Commutator-Vorrichtung
aufgesetzt.

Die Magnetstäbe A C und B D umfassen etwas mehr als die
Hälfte der Peripherie des Cylinders und zwar so, dass der
Zwischenraum zwischen Magnet und Eisenanker möglichst klein
ist. Sie werden durch die Schrauben N gegen den Messing-
ständer O gepresst, und dadurch und durch die Schrauben P
und P' fest in ihrer Lage gehalten. Die Schraubenbolzen N
und N' bilden gleichzeitig die trennenden Zwischenlagen zwischen
den verschiedenen übereinander angebrachten Magnetstäben.
Die Zahl der Stäbe und die damit zusammenhängende Länge des
Cylinders richtet sich nach der Kraft, die man der Maschine
geben will.

Da die Magnetstäbe durch die Schraubenbolzen von einander
getrennt und bei jeder Stellung des den gemeinschaftlichen Eisen-
anker bildenden Cylinders E durch denselben als Hufeisen ge-
schlossen sind, so ist die gegenseitige Schwächung nur sehr un-
bedeutend. Die Kraft der Maschine wächst daher gleichmässig
mit der Zahl der angebrachten Magnete und der von ihr ab-
hängenden Länge des Cylinders.

Da die Construction es gestattet, anstatt weniger grosser
eine grosse Anzahl kleiner Magnete zu verwenden, so erzeugt ein
[144] bestimmtes Stahlgewicht bei diesen Maschinen kräftigere Ströme
wie bei den bisherigen, da bekanntlich ein grosser Magnet weniger
Magnetismus aufnimmt, wie mehrere kleine von gleichem Gesammt-
gewicht. In gleichem Sinne wirken die grossen Polflächen des
Cylinders, ihr geringer Abstand von den Stahlmagneten und die
Kürze des Schliessungsankers. Ich gedenke dies experimentell
nachzuweisen, wenn die in Arbeit befindlichen grösseren Ma-
schinen vollendet sind. Als vorläufiger Maassstab ihrer Wirk-
samkeit mag nur noch angeführt werden, dass eine Maschine
von der dreifachen Grösse der Zeichnung ausreicht, um zwei direct,
d. i. ohne Hülfskraft, gehende Zeigertelegraphen durch einen
Widerstand von 200 deutschen Meilen mit voller Sicherheit und
in einer solchen Geschwindigkeit zu bewegen, dass die Anker
der Zeigermagnete 120 Oscillationen in der Sekunde machen.

Ueber die elektrostatische Induction und
die Verzögerung des Stroms in Flaschen-
drähten.

(Poggendorff’s Ann. d. Phys. u. Chem. Bd. 102 S. 66.)

1857.

Vor mehreren Jahren beschrieb ich in diesen Annalen ¹⁾
und an anderen Orten die Erscheinung, dass ein kräftiger Strom
von geringer Dauer auftritt, wenn man einen unterirdischen, gut
isolirten Telegraphendraht mit dem freien Pole einer zur Erde
abgeleiteten galvanischen Kette in leitende Verbindung setzt.
Ich wies ebendaselbst nach, dass diese Erscheinung der ver-
theilenden Wirkung der Volta-Elektricität im Drahte auf die
als äussere Belegung der Drahtflasche auftretende Feuchtigkeit
des Erdbodens zuzuschreiben sei, und auch dann auftreten müsse,
wenn ein Ende des Drahtes leitend mit der Erde verbunden sei.
Die meinem damaligen Aufsatze in diesen Annalen beigefügten
Ladungs-Figuren gaben vollständigen Aufschluss über die rela-
tiven Mengen der Elektricität, welche in jedem Punkte der
Oberfläche des isolirten oder abgeleiteten unterirdischen oder
Flaschendrahtes in statische Anordnung übergingen, wenn die
Dicke des Drahtes und des isolirenden Ueberzuges unverändert
blieb.

Durch anderweitige Thätigkeit, und später durch die Er-
setzung der früheren unterirdischen Telegraphenleitungen durch
oberirdische ward ich verhindert, die Versuche über diesen Ge-
10
[146] genstand weiter zu verfolgen, und die erwähnten Lücken aus-
zufüllen. Seit jedoch die von mir im Jahre 1847 in Vorschlag
gebrachte Isolirungsmethode telegraphischer Leitungen durch
Umpressung mit Guttapercha unter Anwendung eines besseren
Materials, wie uns damals zu Gebote stand, in England wieder
aufgenommen ist, und sowohl zu unterirdischen, wie namentlich
zu Untersee-Leitungen vielfach benutzt wird, hat auch die elektro-
statische Ladung dieser Drähte und die aus ihr folgende Ver-
zögerung des Auftretens des elektrischen Stroms am entfernten
Ende der Leitung die allgemeine Aufmerksamkeit auf sich ge-
lenkt. Ohne meine Mittheilung zu kennen, haben ausgezeichnete
englische Physiker und Mathematiker, namentlich Faraday,
Wheatstone und Thomson die elektrostatische Ladung und die
Verzögerung des Stromes in Flaschendrähten zum Gegenstande
ihres Studiums gemacht und sehr werthvolle Arbeiten darüber
publicirt, durch welche theils meine früheren Beobachtungen voll-
ständig bestätigt und erweitert, theils, und namentlich durch die
von Thomson ausgeführten Rechnungen, die von mir offen ge-
lassenen Lücken ausfüllt wurden.

Ich werde auf diese neueren Arbeiten im zweiten Theil
meines Aufsatzes mehrfach zurückkommen. Schon vor dem Er-
scheinen derselben war ich mit der vorliegenden durch ander-
weitige Beschäftigung häufig unterbrochenen Experimental-Unter-
suchung der elektrostatischen Induction durch Volta-Elektricität
beschäftigt. Nächste Veranlassung zu derselben lag für mich in
Erscheinungen, welche ich mit der bisherigen Vertheilungstheorie
nicht in Uebereinstimmung zu bringen vermochte. Die oben er-
wähnten Arbeiten englischer Physiker bestärkten mich noch mehr
in meinem Vorhaben, da sie, namentlich Thomson bei seinen
Berechnungen, ganz von der von Faraday aufgestellten Theorie
der ausschliesslichen Molecular-Induction als Ursache der elek-
trischen Vertheilung ausgingen, ohne weitere Beweise der Rich-
tigkeit derselben zu geben, als bisher vorlagen. Mein Zweck
war nun der, auf rein experimentellem Wege die Gesetze der
elektrostatischen Vertheilung durch Volta-Elektricität zu finden
und zu constatiren, um dadurch eine sichere Basis für praktische
Constructionen zu gewinnen. Wissenschaftliche Betrachtungen
und Seitenblicke auf die Theorien, welche auf Versuche mit
[147] Elektricität von hoher Spannung begründet sind, konnte ich zwar
nicht vermeiden, lege aber nur insofern besonderen Werth auf
dieselben, als sie die für Volta-Elektricität gewonnenen Resultate
klarer beleuchten.

Volta hat durch seine Condensator-Versuche schon gezeigt,
dass die mit dem isolirten Pole einer galvanischen Kette in
leitende Verbindung gebrachten Körper auf benachbarte Leiter
wirken. Guillemin ¹⁾ publicirte zuerst Versuche, aus denen sich
ergab, dass der durch ein Galvanometer geführte Ladungsstrom
einer durch Volta-Elektricität geladenen Flasche die Nadel des
Instruments merkbar abzulenken vermag. Ich hatte zwar schon
im Sommer 1849 erkannt, dass der kräftige Ausschlag der Nadel
eines Galvanometers, welches zwischen einem isolirten in der
feuchten Erde oder im Wasser liegenden Flaschendraht und
einer abgeleiteten galvanischen Batterie eingeschaltet wird, auf
elektrostatischer Ladung des Flaschendrahtes beruhte, und diese
Ansicht, so wie die Versuche, auf welche sie sich stützte, der
Berliner physikalischen Gesellschaft am 18. Januar 1850 mit-
getheilt; mein Aufsatz ward aber später abgedruckt wie der
Guillemin’s.

Dieser verband die Stanniolbelegungen eines aus dünnem
Tafft oder Gutta-Percha gebildeten Condensators von 1 bis 2
Quadratmeter Oberfläche in schneller Reihenfolge abwechselnd
mit den Polen einer isolirten galvanischen Batterie und den
Drähten eines Galvanometers. Dies wurde durch einen Scheiben-
Commutator, welcher in schnelle Rotation gesetzt ward, ausge-
führt. Er fand auf diese Weise, dass die Nadel des Galvano-
meters abgelenkt ward, und dass diese Ablenkung mit der Ge-
schwindigkeit der Drehung des Commutators und der Stärke
der Batterie zunahm. Messende Versuche sind meines Wissens
weder von ihm, noch von Andern bisher hierüber angestellt
worden. Bei den im Jahre 1849 angestellten Versuchen be-
nutzte ich die vorhandenen unterirdischen Telegraphenleitungen.
Dieselben wurden am entfernten Ende isolirt und das andere
Ende mittels eines Commutators abwechselnd mit dem freien
Pole einer abgeleiteten galvanischen Batterie und mit einem
10*
[148] direct zur Erde führenden Drahte in leitende Verbindung ge-
bracht. Der Draht des zwischen dem [unterirdischen] Leiter und
dem Commutator eingeschalteten Galvanometers ward mithin
abwechselnd vom Ladungs- und vom Entladungsstrome durch-
laufen. War die Ladungszeit klein gegen die Schwingungsdauer
der Nadel, so konnte der Sinus des halben Ausschlagwinkels
als Mass der Elektricitätsmenge angenommen werden, welche
durch das Galvanometer gegangen war. Er war mithin auch
das Mass der Ladungsgrösse. Bei nicht zu langen, sehr gut
isolirten Leitungen bekam ich auf diese Weise ausreichend genaue
Resultate. Es ergab sich, dass der Ausschlag der Ladung eben
so gross war, wie der der Entladung. Die Ladung war ferner
proportional der Länge der Leitung und der elektromotorischen
Kraft der benutzten Batterie.

Zu genaueren Messungen liess sich diese Methode ausser
manchen localen Schwierigkeiten schon deswegen nicht benutzen,
weil die langen Leitungen nicht vollkommen genug isolirt waren,
und weil die Ladungsströme eine zu grosse Dauer hatten.

Meine späteren Versuche waren anfänglich auch nur darauf
gerichtet, die relative Grösse der Ladung bei Flaschendrähten
vou verschiedenen Dimensionen des Drahtes und des isolirenden
Ueberzuges, so wie die Ladung zwischen Doppeldrähten, welche,
in geringer Entfernung von einander, im Innern eines gemein-
schaftlichen Ueberzuges von Guttapercha von kreisförmigem
oder elliptischem Querschnitt liegen, zu bestimmen. Ich liess
mir zu diesem Zweck mehrere Drähte von einer englischen Meile
Länge anfertigen, bei denen die Dicke der isolirenden Gutta-
percha-Hülle innerhalb praktisch anwendbarer Grenzen variirte.
Diese Drähte wurden auf Holztrommeln gewickelt und in ein
hölzernes, mit Zinkblech ausgelegtes Bassin gelegt, welches mit
Wasser gefüllt ward. Wurde nun eine galvanische Batterie von
20 bis 60 Daniell’schen Elementen mit einem Galvanometer mit
einfacher Nadel und 24000 Windungen zwischen einem solchen
isolirten Draht und der Zinkhülle des Bassins eingeschaltet, so
erhielt ich hinlänglich grosse Ausschläge der Nadel zur Messung
der Ladung.

Ich überzeugte mich jedoch bald, dass ich auf diesem Wege
keine sicheren und allgemein gültigen Resultate erlangen konnte.
[149] Die geringste Unvollkommenheit der Isolation hatte einen sehr
beträchtlichen Einfluss auf die Grösse des Ausschlags der Nadel,
der sich bei der Veränderlichkeit des durch die Guttapercha
gehenden Stroms nicht in Rechnung stellen liess. Die Dauer
des Ladungsstroms war ferner schon beträchtlich genug, um
Einfluss auf den Ausschlag der Nadel auszuüben. Es ergab sich
endlich, dass die Resultate der Messungen so wesentlich von den
nach der Theorie erwarteten abwichen, dass eine allgemeinere
Untersuchung des Vorganges der elektrostatischen Induction durch
Volta-Elektricität geboten war.

Ich habe bei dieser Untersuchung die von Guillemin benutzte
Methode, eine continuirliche Reihe von Ladungs- oder Entladungs-
strömen durch ein empfindliches Galvanometer zu leiten, ange-
wandt. Um diese Methode zur Messung benutzen zu können,
musste ein Commutator construirt werden, welcher mit Sicherheit
und durchaus constanter Geschwindigkeit die Commutation aus-
führte. Ich benutzte dazu denselben Mechanismus, den ich bei
meinem an mehreren Orten beschriebenen Zeigertelegraphen mit
selbstthätiger Stromunterbrechung angewendet habe. Es bewog
mich dazu die bei diesen Telegraphen gemachte Beobachtung,
dass die Geschwindigkeit des Ganges des Telegraphen von der
Stromstärke nur in sehr geringem Grade abhängig war. Dies
erklärt sich dadurch, dass bei grösserer Stromstärke zwar der
Anzug des Ankers schneller ausgeführt wird, der Rückgang des-
selben jedoch durch den stärkeren rückbleibenden Magnetismus
so verzögert wird, dass die Zeit der Gesammtoscillation nahe
unverändert bleibt. Fig. 16 und 17 stellen die hiernach con-
struirte selbsthätige Wippe in oberer und Seitenansicht in halbem
Maasstabe dar.

Zwischen den Polen a und a' des unter der Grundplatte des
Apparats befindlichen Elektromagnets oscillirt das als Anker
dienende Eisenstück b. Dasselbe dreht sich um die verticale
Axe c. An der Axe ist der horizontale Arm d befestigt, welcher
durch die Zugfeder e das Zahnrad f bewegt und kurz vor der
Begrenzung seiner Oscillationen durch die Anschlagschrauben m
und n vermittels der mit isolirenden Steinen versehenen An-
schlagstücke i und i1 die Schieber K und K' bewegt. Diese
Schieber drehen sich um die Axe l und l'. Ihre Bewegung ist
[150]

[151]

[152] durch die Contactschrauben m und n und resp. m' und n' eng
begrenzt. Das federnde Ende der Schieber K und K' ist mit
einer abgerundeten Spitze aus glashartem Stahl versehen, welche
bei jeder Bewegung des Schiebers von einem Contacte zum
andern über die Schneide eines flachen Steinprismas fortgleiten
muss. In Fig. 18 ist dieser Mechanismus besonders abge-

bildet. Die Kraft, mit welcher die Spitze auf den geneigten
Flächen des Prismas fortzugleiten strebt, hält den Schieber in
sicherem Contact mit den seine Bewegung begrenzenden Contact-
schrauben. Wie schon erwähnt, schlagen die Steine der auf dem
Hebel d befestigten Metallstücke an die zu diesem Zwecke an
den Schiebern angebrachten Lappen o und p und o' und p' erst
kurz vor Beendigung jeder Oscillation, mithin dann, wenn die
Geschwindigkeit des Hebels am grössten ist. Die Zeit, welche
die Schieber gebrauchen, um ihren sehr kleinen Weg zurückzu-
legen, ist daher äusserst gering. Es ist noch der Zweck der am
[153] Hebel d befestigten Feder g und der Schraube h, welche ihr gegen-
übersteht, zu erwähnen. Sie dienen zur Beschleunigung der
Oscillationen. Die Schraube wird so gestellt, dass die Feder
sie trifft, wenn der der Anziehung der Magnetpole folgende Anker
etwa ⅔ seines Weges zurückgelegt hat. Die Feder muss sich
daher biegen und verstärkt hierdurch die der Anziehung des
Magnetpols entgegenwirkende Kraft der Spiralfeder q. Richtiger
würde es sein, statt der beiden Federn g und q eine einzige
Feder anzuwenden, welche so kurz wäre, dass ihre Kraft pro-
portional mit der Anziehung des Magnetes zunähme — was sich
aber nicht ausführen lässt. — Das Rad f ist mit 60 Zähnen ver-
sehen, die Zahl seiner Umdrehungen in der Minute giebt daher
die Zahl der doppelten Oscillationen in der Secunde. Der Schie-
ber k und die Contactschraube m bilden Theile der Stromleitung
der Batterie, welche den Apparat in Bewegung setzt. Sie be-
steht aus 3 bis 4 Daniell’schen Zellen. Sind die Federn g und
q richtig eingestellt, so erfolgen die Oscillationen sehr schnell
und durchaus gleichförmig, wie aus der nachfolgenden Versuchs-
reihe sich ergiebt. Der Schieber k' sowohl wie seine Contact-
anschläge sind durch gehärteten Kautschuck vollkommen isolirt.
Sie bilden zusammen eine einfache, schnell und gleichmässig
functionirende Wippe.

Zur Prüfung des Apparates setzte ich denselben mit drei
Daniell’schen Elementen in Gang. Dies liess sich vermittels
eines Contacthebels genau in dem Momente ausführen, in welchem
eine im Zimmer befindliche magnetoelektrische Uhr um eine
Minute vorrückte. Mit dem Schlage der zweiten Minute ward
der Contacthebel wieder geöffnet, und am Zähler und Zeiger die
Zahl der gemachten Oscillationen abgelesen. Der Apparat ward
darauf wieder in Gang gesetzt und jedes Mal nach Verlauf einer
Stunde der Versuch wiederholt. Ich erhielt hierdurch folgende
Zahlen:

Die kleinen Abweichungen erklären sich hinreichend durch
die Schwierigkeit, die Herstellung und Unterbrechung des Stromes
genau in dem Momente eintreten zu lassen, in dem man die
Uhr hört, ferner aus Stromschwankungen und der nicht ganz
constanten Arbeit, welche das Werk vollführen musste, um das
Rad und den Zähler zu bewegen. Ich liess daher bei den späteren
Messungen beide ganz fort, und überzeugte mich auf eine andere,
später zu beschreibende Art von der Gleichförmigkeit der Be-
wegung der Wippe.

Das benutzte Galvanometer ist eine sorgfältig gearbeitete
Sinusbussole mit einem Prismafernrohr von dreifacher Vergrösse-
rung, durch welches ich die Nadel mit grosser Genauigkeit bis
auf 1/10° auf den Theilstrich der Nulllinie einstellen konnte. Durch
einen fünftheiligen Nonius konnte ich ⅕ Grade ablesen und
1/10 Grade schätzen. Der Multiplicator ist mit zwei Drähten be-
wickelt, deren Enden an isolirten Klemmen befestigt sind, so
dass ich sie parallel, einzeln oder hintereinander einschalten
konnte. Das Galvanometer war durch Klötze von gehärtetem
Kautschuck gut isolirt, sorgfältig horizontal gestellt, und die Auf-
hängung des Fadens in die Drehaxe gebracht. Zur Beseitigung
der geringen Excentricität der Theilung machte ich in der Regel
bei jedem Versuch zwei Ablenkungen mit umgekehrter Strom-
richtung, und nahm das Mittel. Bei Anwendung astatischer
Nadeln, denen ich immer hinlängliche Richtkraft liess, ward
ausserdem noch nach jeder Ablesung die Ruhestellung controlirt.
Die Umkehrung des Stromes geschah durch einen neben dem
Instrumente befindlichen Commutator. Ein zweiter, bei der Batterie
befindlicher Commutator gestattete schnell die Stromleitung so
umzuschalten, dass der durch das isolirende Material etwa hin-
durchgehende Strom direct durch das Galvanometer ging. Die
Batterien, welche ich benutzte, bestanden ausschliesslich aus
Daniell’schen Elementen. Dieselben wurden jeden zweiten Tag
neu gefüllt, und erhielten sich dann im Laufe eines Tages hin-
länglich constant. Zu vergleichende Versuche stellte ich immer
kurz nach einander an. Bei Beginn und am Schlusse einer jeden
Versuchsreihe notirte ich die Ablenkung der Nadel durch die
continuirliche Entladung einer Maassflasche. Blieb dieselbe nicht
unverändert, so wurden die dazwischen ausgeführten Versuche
[155] wiederholt. Es diente dies zur Versicherung, dass in den Instru-
menten und Batterien keine Veränderung eingetreten war. Ausser-
dem gab dies Verfahren ein Mittel, die Beobachtung verschiede-
ner Zeitperioden zu vergleichen, von dem ich jedoch nur selten
Gebrauch gemacht habe. In den nachstehenden Versuchstabellen
bedeuten die Zahlen der ersten mit n bezeichneten Columne
durchgehends die Zahl der benutzten Zellen. In den ersten Ta-
bellen sind die Ablesungen des Nonius des Theilkreises selbst
angegeben. In den späteren ist nur die halbe Differenz der
beiden Ablesungen angegeben. Der Sinus dieses Winkels ist
proportional der Menge der Elektricität, welche in der Zeiteinheit
durch das Galvanometer gegangen ist, mithin bei constantem
Gange der elektromagnetischen Wippe auch proportional der
Grösse jeder einzelnen Ladung oder Entladung, vorausgesetzt,
dass die Magnetisirung der Nadeln keine Aenderung erleidet.

Die zu diesen Messungen benutzten Stromleitungen sind
Fig. 19, 20 und 21 dargestellt. a und b sind die Belegun-

gen der Flasche oder des Condensators, deren Ladung geprüft
werden sollte, c ist die oscillirende Zunge der Wippe, d und e
die isolirten Contactanschläge derselben, f das Galvanometer,
g die Batterie. War der Commutator so gestellt, dass Schema 1
[156] erfüllt war, so war das Galvanometer mit der Batterie direct
zwischen die Condensatorplatten oder die Belegungen der Flasche
eingeschaltet, die geringste Unvollkommenheit der Isolation musste
sich daher zeigen. Die Commutatorstellung 2 leitet alle Ladungs-,

die Stellung 3 alle Entladungsströme durch das Galvanometer.
Da sich bei der ersten Versuchsreihe die vollständige Gleichheit
der Ladungs- und Entladungsströme herausstellte, wenn die Iso-
lation vollkommen war, so benutzte ich später gewöhnlich nur
das Entladungsschema (3).

Der bei den nachstehenden Versuchen benutzte Condensator
bestand aus einem 0,98□dm grossen 0,1 mm dicken Glimmer-
blatte, welches auf beiden Seiten mit Staniol so bekleidet war,
dass der Rand etwa 5 mm breit unbelegt blieb. Der Conden-
sator lag auf einer isolirten Metallplatte, welche mit der Zunge
der Wippe leitend verbunden war. Die obere Belegung war
durch einen isolirten Draht mit der Batterie und dem Galvano-
meter der Art leitend verbunden, dass die Berührungsstelle sich
beliebig verschieben liess. Ferner konnte ich einen zu dem Gas-
leitungsrohr führenden Draht beliebig mit der einen oder der
andern Belegung verbinden. In den von der Belegung a zur
Wippe c führenden Draht war ein Rheostat eingeschaltet.
Derselbe ist Fig. 23 besonders abgebildet. Er besteht aus
einem mit Seide besponnenen dünnen Neusilberdraht, welcher
auf zwei Rollen A und B gewickelt ist. Nachdem bei der kleinen
Rolle A eine deutsche Meile Widerstand, auf zwei englische
Linien dicken Eisendraht reducirt, bei der grossen 10 Meilen
Widerstand aufgewickelt sind, ist ein Zweigdraht an ihm be-
festigt, welcher durch die Wand der Rolle hindurch zu einer
Klemme führt. Diese Abzweigung wiederholt sich bei der kleinen
Rolle nach fernerer Aufwickelung einer Meile, bei der grossen
[157] nach je 10 Meilen. Die Klemmen sind durch einen Metallstöpsel
beliebig mit dem einen Drahte der Stromleitung in Verbindung
zu setzen, deren anderes Ende mit dem Anfang des isolirten

Drahtes dauernd verbunden ist. Man konnte hierdurch leicht
1 bis 99 Meilen Widerstund in die Leitung einschalten.

Tabelle I.

Bei Anstellung jedes Versuches dieser Tabelle ward, nach-
dem die Nadel durch Drehung des Galvanometers wieder auf Null
zurückgeführt war, der ganze Widerstand von 99 Meilen einge-
schaltet und der Stand der Nadel wieder beobachtet. Darauf
ward die Leitung mit der Gasleitung in leitende Verbindung ge-
bracht, und dann der die andere Belegung berührende Draht von
der Mitte bis zur äussersten Kante der Belegung verschoben.
Endlich ward die Stromleitung so commutirt, dass anstatt der
Entladungs- die Ladungsströme durch das Galvanometer geleitet
wurden. Es ergab sich, dass durch alle diese Veränderungen
die Ablenkung der Nadel nicht im Mindesten verändert wurde.
Aus Columne 4 ergiebt sich, dass die Ablenkung der Nadel pro-
portional der Zahl der benutzten Zellen, mithin der elektromoto-
rischen Kraft der Batterie ist. Die kleine Verminderung der
berechneten Werthe für die Ablenkung durch ein Element mit
der Verstärkung der Batterie blieb bei späteren Versuchsreihen
fort, wenn das Mittel zweier Ablesungen mit umgekehrter Strom-
richtung genommen ward, ist mithin als Fehler des Instrumentes
zu betrachten. Es lassen sich hieraus folgende Schlüsse ziehen.

• 1. „Die Ladung eines Condensators oder die Quantität der
  auf seinen Flächen angesammelten Elektricität ist propor-
  tional der elektromotorischen Kraft der Batterie.“
• 2. „Sie ist unabhängig von dem Widerstande der Zuleitungs-
  drähte, und unabhängig von der Lage des Orts, wo der
  Zuleitungsdraht die Belegung des Condensators berührt.“
• 3. „Sie wird durch ableitende Berührung eines Batteriepols
  oder einer der beiden Belegungen nicht geändert.“

Die erste dieser Schlussfolgerungen bedarf keines weiteren
Commentars. Es war zu erwarten und dem Verhalten der
Reibungselektricität analog, dass die Ladung eines Condensators
der elektrischen Kraft der Batterie oder der Dichtigkeit der
Elektricität der unerschöpflichen Quelle, durch welche er geladen
wird, proportional ist. Die zweite besagt noch, dass die Dauer
der einzelnen Ladungen oder Entladungen in diesem Falle ge-
ringer war als etwa 1/120 Secunde, d. i. die Dauer einer halben
Oscillation der Wippe und zwar auch dann noch, wenn die
Ladungszeit durch Einschaltung des Widerstandes von 99 Meilen
beträchtlich verlangsamt war. Die dritte bietet eben so wenig
[159] etwas Unerwartetes; dagegen war es mir sehr überraschend, dass
die Lage des Berührungspunktes des Zuleitungsdrahtes mit der
isolirten Condensatorplatte ohne allen Einfluss auf die Grösse
der Ablenkung der Nadel war. Es schien mir im Gegentheil
wahrscheinlich, dass die Ladung am grössten sein würde, wenn
man die Mitte der Belegung mit dem Zuleitungsdraht berührte,
und dass sie um so kleiner werden würde, je mehr man die Be-
rührungsstelle zum Rande hin verschöbe. Dies war jedoch durch-
aus nicht der Fall. Der Stand der Nadel blieb durchaus unver-
ändert, so lange der Zuleitungsdraht nur in Berührung mit der
Belegung war, selbst dann, wenn nur eine der äussersten Spitzen
der rechteckigen Staniolbelegung in Berührung mit ihm war.
Ich habe diesen Versuch mannigfach variirt, mit Condensatoren
und Leydener Flaschen der verschiedensten Form und Grösse,
aber immer mit ganz demselben Erfolge. Für den Fortgang
meiner Untersuchung war dies Resultat, d. i. die Unabhängig-
keit der Ladung eines Ansammlungs-Apparates von der Anbrin-
gung der Zuleitungsdrähte sehr wichtig, indem die Experimente
durch Wegfall dieser Rücksicht viel einfacher und zuverlässiger
wurden.

Die Betrachtung der obigen Versuchsreihe beseitigt gleich-
zeitig manche Bedenken, die man gegen die Zuverlässigkeit meiner
Untersuchungsmethode aufstellen konnte. Eine der wichtigsten
dürfte wohl diese sein, ob sich das Magnetisirungsverhältniss der
benutzten astatischen Nadeln nicht dauernd, oder auch nur vor-
übergehend, während der Entladungen verändert. In der That
habe ich immer grosse Vorsicht obwalten lassen müssen, um
mich vor hieraus entspringenden Fehlern zu sichern. Nur voll-
kommen glasharte Magnetnadeln aus Gussstahl, welcher sich
ganz besonders zur Anfertigung von Stahlmagneten eignet, waren
auch bei starken Entladungsströmen hinlänglich constant. Es
ergab sich dies sowohl daraus, dass die Schwingungsdauer des
Nadelpaars unverändert blieb, wie auch daraus, dass die Ruhe-
lage desselben sich nicht änderte. Wäre eine vorübergehende
Aenderung des Magnetisirungszustandes der Nadeln eingetreten,
so hätte sich die Ablenkung bei Einschaltung eines beträcht-
lichen Widerstandes in dem Kreise des Galvanometers verändern
müssen. Bei sehr starken Batterieen und sehr schwachen An-
[160] sammlungsapparaten habe ich in der That diese Erscheinung
beobachtet, wenn der Entladungsstrom nur den Widerstand des
Galvanometerdrahtes zu überwinden hatte. Da sich die Schwin-
gungsdauer und die Stellung der Nadeln hierbei nicht verändert
hatten, so muss man annehmen, dass die Stromstärke zwar aus-
reichend war, um den Magnetismus der Nadeln, namentlich den
der inneren zu ändern, dass die Dauer des Stromes aber nicht
gross genug war, um diese veränderte Magnetisirung zu fixiren.
Dass die Dauer des magnetisirenden Stromes von wesentlichem
Einfluss auf die Grösse des bleibenden Magnetismus ist, ist eine
bekannte Thatsache. Es ist daher wohl denkbar, dass ein hefti-
ger Strom von sehr kurzer Dauer, wie der Entladungsstrom einer
Leydener Flasche, den Magnetismus einer Nadel momentan voll-
ständig vernichten oder umkehren kann, dass mithin auch die
elektromagnetische Wirkung dieses Stromes auf die Nadel nicht
im erwarteten Masse oder gar nicht eintritt, dass aber dennoch
die bleibende Magnetisirung der Nadeln sich gar nicht oder wenig
geändert zeigt, wenn der Entladungsstrom aufgehört hat. Es
deutet dies darauf hin, dass harter Stahl sich hinsichtlich seiner
magnetischen Coërcitivkraft ähnlich verhält, wie unvollkommen
elastische Körper bei Stössen von sehr kurzer Dauer. Um gegen
derartige Störungen der Messungen ganz gesichert zu sein, habe
ich später stets den Widerstand von 99 Meilen in den Kreis des
Galvanometers eingeschaltet, und ausserdem die Belegungen einer
Batterie von 9 Leydener Flaschen oder eines anderen Ansamm-
lungsapparates von beträchtlich grosser Capacität mit den Galvano-
meterdrähten verbunden. Es musste sich dann die zu messende
Ladung erst auf die Belegungen dieses Ansammlungsapparates
ausbreiten, bevor sie die Widerstandsrolle und den Galvanometer-
draht durchlief. Der Entladungsstrom erhielt mithin grössere
Dauer und entsprechend geringere Intensität. Auf die Grösse
der Ablenkung der Nadel ist weder die Anbringung eines solchen
Reservoirs am Galvanometerdraht, noch die Einschaltung eines
Widerstandes in denselben von Einfluss, da die Entladungszeit
immer noch wesentlich kleiner ist, als die Dauer einer Oscillation
der Wippe.

Aus der Unabhängigkeit der Ablenkung der Nadel von der
Grösse des eingeschalteten Widerstandes könnte man leicht
[161] schliessen, dass die Beschaffenheit und Lage der Zuleitungsdrähte
ganz ohne Einfluss wäre. Dies ist jedoch nur in Bezug auf die
vom Ansammlungsapparat zu dem Galvanometer, nicht hinsicht-
lich der von der Batterie zur Wippe und zum Ansammlungs-
apparat führenden Drähte der Fall. Die letzteren bilden selbst
einen Ansammlungsapparat, wie später noch weiter erörtert werden
wird, dessen Ladungsstrom ebenfalls durch das Galvanometer
geht und die Nadeln ablenkt. Ich änderte daher meine erste
Disposition dahin ab, dass ich Wippe und Ansammlungsapparat
ganz in die Nähe der Batterie stellte, und mich bei Versuchen
mit sehr empfindlichen Nadeln vor Beginn derselben stets durch
Ausschliessung des benutzten Ansammlungsapparates von der
Wirkung der Zuleitungsdrähte allein überzeugte und sie eventuell
in Rechnung brachte. Auf die Grösse der Ladung des Ansamm-
lungsapparates selbst ist die Länge und Form der Zuleitungs-
drähte dagegen ganz ohne Einfluss. Wenn ich die Ladung eines
beliebigen Ansammlungsapparates mit kurzen Zuleitungsdrähten
mass und darauf einen frei zwischen den Gebäuden des Hofes
ausgespannten Kupferdraht von 1 mm Dicke und 50 m Länge
als Batteriedraht benutzte, so vermehrte sich die gemessene Ladung
ganz unabhängig von der Capacität des Ansammlungsapparates
bei unveränderter Batterie um eine constante Grösse, die genau
mit der Ladung des Zuleitungsdrahtes allein übereinstimmte.

Zur weiteren Controle der Zuverlässigkeit meiner Unter-
suchungsmethode und um gleichzeitig der von mir gemachten
Annahme, dass die Ladung eines jeden Punktes der Oberfläche
eines abgeleiteten Flaschendrahtes proportional der, nach dem
Ohm’schen elektroskopischen Gesetz, diesem Punkte zugehörigen
elektrischen Kraft oder Dichtigkeit sei, auch experimentell nach-
zuweisen, stellte ich die umstehende Versuchsreihe an.

Die hierbei benutzte Stromleitung ist in Fig. 24 dar-
gestellt. Der mit w und w' bezeichnete Kreis stellt die Draht-
leitung dar. In denselben ist die Batterie B dauernd eingeschaltet.
Die Zunge der Wippe A ist mit dem Knopfe einer Leydener
Flasche C, der eine Contact der Wippe mit dem Galvanometer
D in leitender Verbindung. Der andere Galvanometerdraht, die
äussere Belegung der Flasche und der eine Batteriepol sind unter
sich und mit dem Erdboden leitend verbunden. Der mit dem
11
[162]Tabelle II.

anderen Contacte der Wippe verbundene Draht, wird an den
Punkt des Kreises geführt, dessen „elektroskopische Kraft“ ge-
messen werden soll. Ist E die elektromotorische Kraft der Bat-

terie, so ist nach dem Ohm’schen Spannungsgesetze die elektrische
Kraft , wenn w und w' die Widerstände von dem
Punkte des Drahtes, an welchem x gemessen werden soll, bis
zur Batterie bezeichnen. Ich benutzte als Prüfungsdraht eine aus
übersponnenem Neusilberdraht aufgewickelte Widerstandsrolle,
deren Widerstand ziemlich genau in 10 Theile getheilt war, von
denen jeder dem Widerstande einer Telegraphenleitung aus 2 mm
dicken Eisendraht von 100 russischen Werst Länge entsprach.
Columne 1 giebt die Zahl der Zellen, Columne 2 und 3 die
[163] Widerstände w und w', 4 die Ablesungen des Theilkreises der
Sinusbussole, 5 die halbe Differenz derselben, mithin den ge-
messenen Ablenkungswinkel α, 6 den Sinus dieser Winkel,
welcher die Grösse der Ladung der Flaschen, mithin der Dich-
tigkeit x entspricht. Columne 7 giebt die nach der Formel be-
rechneten Werthe. Die Constante ist für jede Messung berechnet
und von allen das Mittel genommen. Sie ist gleich 0,53. Die
hinreichende Uebereinstimmung der beobachteten Werthe be-
weist die Richtigkeit meiner Voraussetzung und wird gleichzeitig
das Zutrauen zu der benutzten Messungsmethode erhöhen.

Ich ging nun dazu über, die Abhängigkeit der Ladungs-
grösse, von der Form und Grösse der Ansammlungsapparate zu
bestimmen.

Die nachstehende Versuchsreihe ist mit einer elektrischen
Batterie von 9 Flaschen angestellt, von denen jede 13 □ dem
innere Belegung und 4 mm durchschnittliche Glasstärke hatte.
n bezeichnet die Anzahl der benutzten Daniell’schen Zellen,
s die Anzahl der Flaschen, α den gemessenen Ablenkungswinkel.

Tabelle III.

Die hinreichend constanten Zahlenwerthe der letzten Columne
zeigen, dass die Ladung einer aus mehreren Flaschen zusammen-
gesetzten Batterie sich wie die Producte aus der Anzahl der
Flaschen in die elektromotorische Kraft der Kette verhält, wie
zu erwarten war. Wenn ich die Flaschen in einer Reihe neben
einander stellte, anstatt in drei Reihen nach gewöhnlicher Art
dicht neben einander, so änderte sich die Grösse der Ladung
11*
[164] dadurch nicht im Geringsten. Es war dies eine Bestätigung der
schon früher nachgewiesenen Unabhängigkeit der Ladung von
der Anbringung und Form der Zuleitungsdrähte, und machte es
mir noch wahrscheinlicher, dass bei Elektricität niedriger Span-
nung die Capacität der Ansammlungsapparate nur von der
Flächengrösse — bei unveränderter Dicke und Beschaffenheit
und Form des isolirenden Materials abhängig wäre. Ich habe die
bedingte Richtigkeit dieser Annahme vielfach erprobt und überall
bestätigt gefunden. Um Wiederholungen zu vermeiden, ver-
schiebe ich jedoch den experimentellen Nachweis dieses Satzes,
da die darüber angestellten Versuche gleichzeitig später zu er-
örternde Fragen beantworten.

Zur Untersuchung des Einflusses der Dicke der isolirenden,
die beiden parallelen Belegungen eines Condensators trennenden
Schichten liess ich mir mehrere möglichst parallel geschliffene
1 mm dicke Glasplatten, welche sämmtlich 0,26 m lang und
0,21 m breit waren, anfertigen. Ich überzeugte mich von der
hinlänglich gleichmässigen Dicke dieser Platten durch einen Fühl-
hebel, welcher mit Schärfe 1/100 mm angab. Zwei solche Platten
wurden mit zwei einander genau gegenüberstehenden 0,24 m langen
und 0,18 m breiten Stanniolbelegungen versehen. Die gemessene
Ladung ergab für beide ziemlich genau dieselbe Capacität. Es
wurden nun zwei andere Platten nur auf einer Seite mit
einer Stanniolbelegung von obigen Dimensionen versehen. Eine
solche einseitig belegte Platte ward auf etwa 6″ hohe iso-
lirende Stützen gelegt, und ihre Belegung mit der Zunge der
Wippe verbunden. Ward nun ein Batteriepol in leitende Ver-
bindung mit der einen, ein Galvanometerdraht mit der zweiten
Contactschraube der Wippe gesetzt, so wurde die Nadel abge-
lenkt und die Grösse der Ablenkung war der Zahl der Zellen
der benutzten Kette proportional. Die Ablenkung verminderte sich,
wenn die Glasplatte möglichst frei in der Mitte des Zimmers
gehalten wurde, und verstärkte sich um so mehr, je mehr man
dieselbe den Wänden des Zimmers näherte. Mit einem sehr em-
pfindlichen Nadelpaare und einer Batterie von 54 Daniell’schen
Elementen konnte ich dieselbe Erscheinung fast an jedem iso-
lirten Leiter nachweisen, welchen ich in leitende Verbindung mit
der oscillirenden Zunge der Wippe brachte, war mithin im Stande,
[165] auch die sogenannte freie Elektricität, welche durch die elektrische
Spannung des isolirten Batteriepols auf der Oberfläche eines be-
liebigen Conductors angehäuft wird, durch das Galvanometer zu
messen und mit der Flaschen-Elektricität quantitativ zu vergleichen.
Der wesentliche Einfluss der grösseren oder geringeren Nähe der
Zimmerwände auf die Quantität dieser freien Elehtricität machte
es mir jetzt schon sehr wahrscheinlich, dass dieselbe lediglich
eine Ladung zwischen dem Conductor und den leitenden Wänden
des Zimmers ist, in welchem er sich befindet — wie Faraday
es bekanntlich annahm.

Die Ladung eines Conductors besteht nun offenbar aus zwei
Theilen, der Ladung zwischen der isolirten Belegung und den
Zimmerwänden, und der zwischen der isolirten und nicht isolirten
Belegung. Das Galvanometer misst die Summe beider. Um die
letztere zu finden, verfuhr ich daher so, dass ich erst die freie
Elektricität der isolirten Belegung ermittelte und darauf die Ge-
sammtladung, indem die zweite Belegung, welche bisher isolirt
war, mit der Erde leitend verbunden wurde. Von dieser Ge-
sammtladung war die Hälfte der Ladung der isolirten Belegung
in Abzug gebracht. Dass nur die Hälfte in Abzug zu bringen ist,
ergiebt sich jetzt schon aus der Betrachtung, dass man die ab-
geleitete Belegung sich so dick denken kann, dass sie die Zimmer-
wand erreicht, ohne dass dadurch die Ladung vermehrt werden
kann. Es bleibt also nur die Ladungsgrösse der abgewendeten
Seite der isolirten Belegung mit den Zimmerwänden zu berück-
sichtigen.

Zur Erläuterung der nachstehenden Versuchsreihe mit 7 Glas-
platten von 1 mm Dicke bemerke ich noch, dass die wohlge-
reinigten Platten mit rectificirtem Terpentinöl benetzt und darauf
auf einander gerieben wurden, um die adhärirende Luft zu be-
seitigen. Die so vereinigten Platten wurden zwischen zwei Platten
aus vulcanisirtem Kautschuck gelegt, und mit einer zehn Pfund
schweren Metallplatte belastet. Zur Bestimmung der Ladung
zwischen den Belegungen einer einzelnen Glasplatte, wurde die-
selbe mit einer zweiten, auf gewöhnliche Weise auf dem Glase
befestigten Belegung versehen.

Tabelle IV.

Die erste Columne der obigen Tabelle giebt die Zahl m der
Glasplatten an, welche zwischen den vertheilend auf einander
wirkenden Belegungen sich befanden, α ist der gemessene Ab-
lenkungswinkel der Sinusbussole. Eine einzelne, isolirte Belegung
gab die Ablenkung 0,5. Wie schon erläutert, musste die Hälfte
des Sinus dieses Winkels von sin α abgezogen werden. Columne
5 ergiebt, dass die Ladung umgekehrt proportional der Anzahl
der Glasplatten, mithin der Dicke der isolirenden Schicht ist.
Die Differenzen übersteigen die Grenze der mit den benutzten
Hülfsmitteln zu erreichenden Genauigkeit nicht. Die geringe Ver-
grösserung derselben bei dickerem Glase deutet jedoch auf eine
Verstärkung der Ladung der Kanten der Belegungen hin, wie sie
eintreten muss, wenn eine Molecularvertheilung nach Faraday’s
Annahme vorhanden ist.

Die nachfolgende Versuchsreihe wurde mit 6 Platten aus
möglichst gleichförmig gewalzter Guttapercha angestellt, welche
mit Stanniolbelegungen auf beiden Seiten versehen waren. Diese
Platten wurden so aufeinander geschichtet, dass die sämmtlichen
Stanniolbelegungen genau übereinander lagen. Zwischen je zwei
Platten ward ein hervorragender Streifen Stanniol gelegt, welcher
dazu diente, die leitende Verbindung mit den betreffenden Be-
legungen herzustellen. Durch eine Handpresse wurden die Platten
darauf fest zwischen zwei ebenen Brettern und elastischen Kaut-
schuckplatten zusammengepresst, und in diesem Zustande die
Messungen vorgenommen. Es ward zuerst die Ladung zwischen
je zwei benachbarten Belegungen gemessen und darauf die Ladung
zwischen der ersten und allen übrigen der Reihe nach.

Tabelle V.

Tabelle VI.

Aus der ersten Tabelle (V) ergiebt sich, dass die Capacität
der aus 6 Guttapercha-Platten gebildeten Ansammlungsapparate
ziemlich gleich war. Nur die sechste Platte gab eine bemerkens-
werth geringere Ladung. Die gemessene Ladung einer einzelnen
Belegung gab 0,9°, es ward daher in Tabelle VI vom
Sinus des gemessenen Winkels α abgezogen. In der vorletzten
Columne sind die Producte dieses berichtigten Masses der
Ladung mit der Zahl der zwischen den wirksamen Belegungen
befindlichen Guttapercha-Platten, und in der letzten Columne
ihre Differenzen verzeichnet. Es stellt sich hier noch deutlicher,
wie bei den Versuchen mit Glasplatten eine geringe Vermehrung
der Differenzen mit dem Abstande der Condensatorplatten heraus,
welche sich durch Molecularwirkung der elektrostatischen Induction
in krummen Linien zwischen den Kanten der Belegungen voll-
ständig erklärt.

Eine der wichtigsten Fragen, deren Beantwortung auch die
Frage der Existenz der Vertheilung in krummen Linien ent-
scheidet, ist die des Einflusses der isolirenden Materie, welche
den die beiden Condensatorplatten trennenden Raum erfüllt, auf
die Grösse der elektrostatischen Induction. Dass die Capacität
eines Ansammlungsapparates wesentlich von dem Stoff des
trennenden Isolators abhängig ist, ist durch Faraday’s, auch
[168] anderweitig bestätigte Untersuchungen ausser Zweifel gesetzt.
Dagegen entschieden die bisherigen Versuche nicht darüber, ob
die von Faraday aufgestellte Ansicht, dass die elektrostatische
Induction ausschliesslich eine von Molecül zu Molecül des tren-
nenden Isolators fortgepflanzte Wirkung ist, richtig ist, oder ob
vielmehr der Einfluss des isolirenden Materials ein secundärer
ist, vielleicht auch directe Vertheilung und Molecularvertheilung
gleichzeitig auftreten. Dass in der That ein Eindringen der
Elektricität der Belegungen einer Leydener Flasche in die Substanz
des Glases stattfindet, und dadurch die Entfernung der sich ge-
genseitig anziehenden Elektricitäten von einander vermindert
wird, ist vielfach nachgewiesen, und folgt auch schon daraus,
dass eine vollständig entladene Flasche, die vorher längere Zeit
geladen war, sich nach kurzer Zeit wiederum geladen zeigt. Es
fragt sich daher, ob:

1. der Einfluss des den trennenden Raum erfüllenden iso-
lirenden Materials sich auch dann noch zeigt, wenn das Ein-
dringen der Elektricität in die Masse desselben verhindert, oder
der Versuch so angestellt ist, dass es auf das Resultat der
Messung keinen Einfluss äussern kann; ferner, wenn dies der
Fall ist, ob:

2. die elektrostatische Induction überall dem Gesetze der
Molecularanziehung, oder ganz oder theilweise dem der Anziehung
in Distanz folgt.

Versuche mit Volta-Elektricität scheinen mir besonders ge-
eignet zur Beantwortung dieser Fragen, da sie eine stets con-
stante und unerschöpfliche Elektricitätsquelle darbietet, durch
welche alle Messungen sehr vereinfacht werden. Die bisher be-
schriebenen Versuche werden dies, so wie auch die Zuverlässig-
keit der Angaben des Galvanometers, wohl überzeugend nach-
gewiesen haben.

Dass auch bei Volta-Elektricität die Capacität eines An-
sammlungsapparates wesentlich von der Beschaffenheit des Isolators,
welcher den die Collectorplatten trennenden Raum erfüllt, ab-
hängt, war leicht zu erkennen.

Wenn ich zwei runde, 15 cm im Durchmesser haltende
ebene Scheiben durch eine Glasplatte von 1 mm Dicke trennte,
so zeigte das Galvanometer eine nahe doppelt so grosse Ladung
[169] an, wie dann, wenn ich anstatt der Glasplatte kleine Glasstücke
von gleicher Dicke zwischen die Scheiben legte. Diese Verstär-
kung der Ladung trat in gleichem Grade bei Anwendung starker
und schwacher Ketten auf, war also unabhängig von der wirk-
samen elektrischen Kraft¹⁾ der Batterie.

Da die Tiefe des etwaigen Eindringens der Elektricität in
der durch die Wippe gegebenen Zeit jedenfalls von der Grösse
der wirksamen Kraft abhängig sein müsste, so liess sich hieraus
schon der Schluss ziehen, dass in ihr nicht der Grund der
beobachteten Vergrösserung der Ladung zu suchen sei. Noch
unzweifelhafter tritt dies bei folgendem Versuche hervor.

Ich liess mir eine Leydener Flasche aus zwei in einander
gesetzten Glascylindern anfertigen. Der innere war 0,57 m hoch
und hatte 0,18 cm inneren Durchmesser. Der äussere war ebenso
hoch und hatte 0,20 mm äusseren Durchmesser. Der concen-
trische Zwischenraum zwischen beiden Cylindern war etwa
15 mm dick. Die Glasstärke jedes Cylinders durchschnittlich
2,45 mm. Die Cylinder wurden mit Colophoniumkitt auf einem
Brette befestigt, und der Boden im Innern 1″ hoch mit ge-
schmolzenem Kitt übergossen. Die innere und äussere Fläche
des Doppelcylinders wurden mit Stanniol bis auf ½ dm vom
oberen und unteren Rande belegt, und die frei gebliebenen
Ränder auf gewohnte Weise mit isolirendem Lack überzogen.
Es wurde nun die Ladung der Flasche unter sonst gleichen
Verhältnissen gemessen, wenn der Raum zwischen den Cylindern
mit Luft, und wenn er ganz oder theilweise mit einem anderen
isolirenden Material angefüllt war. Fände nun auch ein Eindringen
der Elektricität in das Glas statt, durch welches die Ladung merk-
lich vergrössert würde, so könnte doch dies Eindringen unmög-
lich den in der Mitte des dicken und schon bei einfacher Glas-
stärke isolirenden Glases befindlichen Isolator erreichen. Dem-
[170] ohngeachtet ergab sich eine beträchtliche Vermehrung der Ladung
wenn ein fester Isolator z. B. ein Cylinder von Kautschuck oder
vollständig isolirender Guttapercha zwischen die Glaswände ge-
schoben ward. Man kann diesen sehr entscheidenden Versuch
auch einfacher und mit gleichem Erfolge mit zwei Glasplatten
anstellen, welche einseitig belegt und in solcher Entfernung von
einander aufgestellt sind, dass man eine dritte Glasplatte zwischen
sie einschieben kann, ohne den Abstand der Belegungen von
einander zu ändern.

Zur Bestimmung des Vertheilungscoëfficienten verschiedener
Isolatoren war das beschriebene Verfahren nicht geeignet. Ich
erhielt aber ziemlich constante Messungen auf folgende Weise:
Zwei ebene runde Messingplatten vom 15 cdm Durchmesser
wurden genau auf einander geschliffen. Durch drei Schrauben
mit feinem Gewinde, welche durch die eine (obere) der Scheiben
gingen, liessen sich dieselben beliebig von einander entfernen.
Die Enden der Schrauben waren mit eingesprengten Steinen
versehen, und hierdurch die Scheiben von einander isolirt. Ich
stellte nun diese Scheiben unter den Recipienten einer Luft-
pumpe. Die untere ward mit dem metallenen Teller der Luft-
pumpe, die obere mit einem isolirt durch den Teller geführten
Draht in leitende Verbindung gesetzt. Nachdem ich nun die
Verbindung mit der Wippe hergestellt und die Ablenkung der
Nadel beobachtet hatte, pumpte ich die Luft bis auf zwei Linien
des Quecksilber-Manometers aus. Der Stand der Nadel ver-
änderte sich dadurch nicht im Geringsten. Eben so wenig war
eine Aenderung desselben zu bemerken, wenn der Recipient der
Luftpumpe mit Kohlensäure oder Wasserstoffgas gefüllt wurde.
Es bestätigt sich dadurch vollkommen, dass „Gase jeder Art
und Dichtigkeit ein gleiches Vertheilungsvermögen haben.“

Wie zu erwarten war, änderte sich auch der Stand der
Nadel durch Erwärmung der Platten und der sie trennenden
Luft nicht, wenn die Erhitzung nicht so weit getrieben wurde,
dass die Platten sich verzogen. Ich gab nun den Platten des
Condensators durch gleichmässige Drehung der Schrauben einen
parallelen Abstand von etwa 1 mm. Es wurde hierauf ein Ge-
fäss mit flachem Boden 1 bis 1½″ hoch mit dem schmelzbaren
Isolator angefüllt, welcher untersucht werden sollte, und die
[171] Masse langsam geschmolzen. Nachdem die Oberfläche derselben
gut gereinigt war, ward erst die Grösse der Ladung zwischen
den beiden Scheiben in der Luft gemessen, und darauf beide
nach einander so in die geschmolzene Masse getaucht, dass keine
Luftblasen zwischen den Platten blieben. Das Verhältniss der
gemessenen Ladungen gab die Vertheilungs-Coëfficienten des ge-
prüften Isolators. — Es ergab sich auf diese Weise für Stearin
die Zahl 0,78, für Schwefel 2,9. Nach Erkaltung der Masse
wurden diese Zahlen kleiner. Es konnte dies jedoch daher
kommen, dass die obere Platte durch die Crystallisation etwas
gehoben wurde. Ausserdem kann die für den Vertheilungs-
coëfficienten des Schwefels gefundene Zahl dadurch etwas grösser
ausgefallen sein, dass die Messingplatte sich mit einer dünnen
Schicht leitenden Schwefelkupfers überzog.

Mit grösserer Genauigkeit prüfte ich die Vertheilungsfähig-
keit der Guttapercha und des Glases. Ich verfuhr dabei fol-
gendermassen. Eine ebene kreisrunde Guttapercha-Platte ward
auf die untere Condensatorplatte gelegt, nachdem sie mit drei
Löchern versehen war, durch welche die Schrauben der oberen
Platte hindurchgingen. Nachdem die letztere nun fest auf die
Guttapercha-Platte gedrückt und durch ein 10 Pfund schweres
Gewicht belastet war, wurden die Schrauben so lange gedreht,
bis ihre Steinspitzen die untere Scheibe berührten. Nachdem die
Ablenkung der Nadel beobachtet war, ward die Platte aufgehoben,
die Guttapercha-Platte entfernt und darauf die Messung wieder-
holt. Aehnlich ward mit plangeschliffenen Glasplatten verfahren.

Als ich eine Glasplatte, welche mir eine unerwartete Ab-
lenkung gab, erwärmte, um die vermuthete Feuchtigkeit von
ihrer Oberfläche zu entfernen, war ich überrascht, eine beträcht-
liche Zunahme der Ablenkung zu finden. Bei der Erwärmung
bis zum Schmelzpunkte des Zinnes war sie bis auf den zehn-
fachen Betrag gestiegen, und steigerte sich bei weiterer Erhitzung
bis zum Schmelzpunkte des Bleies bis zum 30 fachen des ursprüng-
lichen Betrages. Ward die obere Platte auf dem Glase etwas
verschoben, so schlug die Nadel, welche ursprünglich eine Ab-
weichung von 3° zeigte, an die Hemmung und ging sogleich
darauf auf 30 bis 40° zurück. Ich war anfangs geneigt, hieraus
auf eine Vergrösserung des Vertheilungsvermögens des Glases
[172] durch die Erwärmung zu schliessen, überzeugte mich jedoch
später, dass diese Erscheinung durch Elektrolyse der Glasmasse
herbeigeführt wurde.

Es ist bereits durch die Untersuchungen von Buff und Beetz
festgestellt, dass das Glas schon bei geringen Erhitzungen leitend
wird. Die Ladungsströme mussten daher scheinbar grösser
werden, da das Galvanometer gleichzeitig die Stärke des durch
das Glas gehenden Stromes angab. Die Entladungsströme mussten
dagegen durch Leitung der Glasmasse geschwächt werden, da
die Ladung sich nicht allein durch das Galvanometer, sondern
auch noch durch die Glasmasse hindurch ausgleichen konnte.
Die beobachtete grosse Verstärkung der Entladungsströme scheint
daher nur in der elektrolytischen Ausscheidung von metallischem
Kalium oder Natrium an der als negative Anode auftretenden
Belegung gesucht werden zu können. Ein ganz ähnliches Ver-
halten zeigte geschmolzenes Kochsalz und andere elektrolytische
Salze. Es traten auch bei diesen sehr kräftige Polarisationser-
scheinungen auf, die noch fortdauerten, als die Salzmasse schon
wieder ganz erstarrt war, und erst aufhörten, als sie vollstän-
dig abgekühlt war. Hartes Kaliglas begann bei etwa 40 °C.
schon leitend zu werden. Weiches weisses Natronglas noch
viel früher. Ich fand bei einer solchen Glasplatte sogar bis
— 5° geringe Abnahme der Entladungsablenkung der Nadel.
Bei Glimmerplatten war die Erwärmung ganz ohne Einfluss auf
die Ladung, und die Isolirung blieb auch bei der grössten an-
wendbaren Erhitzung noch vollkommen. Dagegen erhielt Gutta-
percha schon durch geringe Erwärmung eine beträchtliche
Leitungsfähigkeit. Als ich einen mit Guttapercha bekleideten
Kupferdraht von 5 dm Länge bis auf die freistehenden Enden
in ein Gefäss mit kaltem Wasser tauchte, zeigte er sich voll-
kommen isolirt. Tauchte ich ihn dagegen in Wasser, welches
etwa 40 °C. warm war, so zeigte das Galvanometer kurz darauf
eine Ablenkung von 6°, welche gänzlich wieder verschwand,
wenn das warme Wasser wieder durch kaltes ersetzt wurde.
Die Vergrösserung der Ladungsströme war dagegen hier sehr
viel schwächer, wie bei erwärmten Glastafeln, was sich dadurch
erklärt, dass Kalium und Natrium viel höher in der elektrischen
Spannungsreihe stehen wie Wasserstoff.

Es scheint mir nach diesen Versuchen wahrscheinlich, dass
alle diejenigen elektrolytischen starren Körper, welche im ge-
schmolzenen Zustande die Elektricität leiten, ihre Isolirungsfähig-
keit schon im starren Zustande verlieren, wenn sie sich ihrem
Schmelzpunkte nähern, und dass sie desto bessere Isolatoren sind,
je weiter ihre Temperatur unter der ihres Schmelzpunktes steht.

Die bisherigen Versuche werden keinen Zweifel mehr darüber
zulassen, dass der Einfluss des isolirenden Materials auf die
Grösse der elektrostatischen Induction auch bei Elektricität sehr
geringer Spannung besteht und dass derselbe nicht durch das
Eindringen der Elektricität in die Masse des Isolators zu erklären
ist. Dies vorausgesetzt kann man die beträchtliche Vergrösserung
der Vertheilungs- oder Influenz-Elektricität durch die Anwendung
starrer Isolatoren kaum anders erklären, als durch Annahme
der Faraday’schen Hypothese der Molecularinduction. Es ist nun
wohl denkbar, dass neben der Vertheilung durch Molecularin-
duction auch noch die directe Vertheilung durch unmittelbare
Fernwirkung existirt. Um darüber Aufklärung zu erhalten, legte
ich mehrere 1 mm dicke belegte Glasplatten aufeinander und ver-
band die untere mit der Ableitung zur Erde. Wurde nach der in
Fig. 24 angegebenen Schaltung verbunden, so gab die dauernde
Ablenkung der Nadel das Mass der Ladung des Condensators.
Ward anstatt der zweiten die dritte Belegung mit der Wippe
verbunden, so war die Ladung etwa halb so stark, wie schon aus
den früher mitgetheilten Versuchen folgt. Ich verband jetzt so-
wohl die zweite wie die dritte Belegung mit der Zunge der
Wippe. Da jetzt beide Belegungen elektrisch waren, so musste
die Ablenkung grösser werden, wenn die dritte Belegung, durch
die zweite hindurch, einen vertheilenden Einfluss auf die natür-
liche Elektricität der abgeleiteten Belegung ausübte. Dies fand
aber durchaus nicht statt. Selbst als 5 Belegungen mit der Zunge
der Wippe verbunden waren, blieb die Ablenkung genau so gross,
wie bei einer Belegung.

Ich bemerke noch, dass ich die zweite Belegung etwas
grösser gemacht hatte, wie die übrigen. War dies nicht der
Fall, so erhielt ich eine geringe Vergrösserung der Ablenkung,
die sich durch Vertheilung in krummen Linien leicht erklärt.

Dasselbe Resultat erhielt ich, als ich 3 Flaschen, welche
[174] aussen und innen mit Stanniolbelegungen versehen waren, in ein-
ander setzte. War die äussere Belegung abgeleitet, so erhielt ich
genau dieselbe Ladung, wenn die nächste Belegung allein oder
wenn gleichzeitig die beiden übrigen mit der Zunge der Wippe
verbunden waren. Es beweist dies jedenfalls, dass die ver-
theilende Kraft nicht durch einen gleich stark elektrisirten Leiter
hindurch wirkt und macht es sehr wahrscheinlich, dass die un-
mittelbare Vertheilung, wenn sie vorhanden ist, gegen die Mole-
cularvertheilung verschwindend klein ist.

Die bisher erlangten Resultate lehren, dass die Quantität Q
der Elektricität, welche ein aus zwei parallel gegenüberstehenden,
ebenen Platten von gleicher Grösse gebildeter Ansammlungs-
apparat aufnimmt, direct proportional ist der elektrischen Kraft
E der Batterie, direct proportional der Grösse F der gegenüber-
stehenden Flächen, umgekehrt proportional der Dicke d der iso-
lirenden Schicht und direct proportional einer Constante k, welche
von der Materie des benutzten Isolators abhängt. Es ist mithin
die Ladung
(1)
mit der Beschränkung, dass d gegen F sehr klein sei, oder eine
Correctur ausgeführt werden muss, welche den Einfluss der wahr-
scheinlichen Vertheilung in krummen Linien zwischen den Kanten
der Belegungen und um sie herum compensirt. Der Anblick
dieser Gleichung zeigt eine vollkommene Uebereinstimmung mit
dem Gesetz der Bewegung der Wärme und der Elektricität durch
Leiter. Denkt man sich den Isolator als Leiter, die Fläche F,
die Zuleitungsdrähte und die Kette selbst als widerstandslos, so
würde die Stromstärke
sein, wenn λ den Coefficienten der Leitungsfähigkeit des Materials
der die Flächen F trennenden Platte bezeichnet. Man kann sich
hiernach die Ladung als durch einen Strom von sehr kurzer
Dauer durch die Masse des Isolators hindurch entstanden vor-
stellen, und der obigen Gleichung die Form
[175] geben, wenn man unter V den Ausdruck versteht, für wel-
chen ich die Bezeichnung Vertheilungswiderstand vorschlage,
da er dem Leitungswiderstande des die Vertheilung vermittelnden
Raumes ganz analog ist.

Ist die elektrostatische Induction ausschliesslich eine Mole-
cularwirkung, wie es nach den bisherigen Resultaten wenigstens
als wahrscheinlich erscheinen muss, so muss die Gleichung
, deren Richtigkeit bisher nur für den einen Fall experi-
mentell nachgewiesen ist, wenn der Ansammlungsapparat aus
zwei parallelen Flächen besteht, deren Abstand gegen die Di-
mensionen der Collectorplatten sehr klein ist, allgemein gültig
sein. Als erste Prüfung schien mir die Anwendung der Formel
auf die Franklin’sche oder Cascaden-Batterie besonders geeignet.

Werden die gemessenen Ladungen einer Zahl von Ansamm-
lungsapparaten verschiedener Capacität mit q, q', q″ etc. und die
Vertheilungswiderstände derselben mit v, v', v″ etc. bezeichnet,
so ist nach dem aufgestellten Vertheilungsgesetze
und hieraus
.

Bezeichnet ferner Q die Ladung der als Cascaden-Batterie
verbundenen Collectoren und V den zugehörigen Vertheilungs-
widerstand dieser Batterie, so ist ferner
und
.

Der Vertheilungswiderstand sämmtlicher Collectoren besteht
nun aus der Summe der Widerstände der einzelnen Es ist mithin
etc.
(3) etc.
etc.

Zur Prüfung der Richtigkeit dieser Formel für die Ladung
der Cascaden-Batterie, liess ich drei meiner Glastafeln von 1 mm
Dicke mit Belegungen verschiedener Grösse versehen. Die mit
I bezeichnete Tafel erhielt auf beiden Seiten Belegungen, welche
ein Quadrat von 20 cm Seitenlänge bildeten und sich genau
gegenüberstanden. Die Belegungen der Tafel II hatte 14, die der
Tafel III 10 cm Seitenlänge. Es wurde zuerst die Ladung der
einzelnen Collectoren, dann die verschiedener, aus denselben ge-
bildeten Cascaden-Batterien gemessen.

Die Tabelle VII B zeigt Versuche mit 3 andern Tafeln von
20, 18 und 15 cm Seitenlänge.

Tabelle VII. A.

Tabelle VII. B.

Columne 1 bezeichnet die einzeln oder cascadenförmig com-
binirt geladenen Collectoren. Columne 3 giebt die beobachtete
Flaschenladung q der einzelnen Collectoren und die beobachtete
Gesammtladung der combinirten Batterien an. Columne 4 ent-
hält die nach der Formel
berechneten Ladungen der combinirten Batterien. Die Differen-
zen sind nicht allein durch Beobachtungsfehler zu erklären. Die
berechneten Werthe sind sämmtlich etwas kleiner wie die beobach-
teten, und zwar um so mehr, je mehr Collectoren combinirt
waren. Es erklärt sich dies leicht daraus, dass die Ladung
zwischen den Belegungen und den Zimmerwänden nicht in Rech-
nung gezogen werden konnte.

Die Messung der Ladung von Condensatoren mit Belegun-
gen verschiedener Grösse giebt Gelegenheit, den bisher noch
unvollständig gelassenen Nachweis zu führen, dass die Ladung
zweier Condensatoren von gleicher Glasdicke proportional der
Grösse der Flächen ist, welche sich gegenüberstehen, vorausge-
setzt dass der Einfluss der Vertheilung in krummen Linien an
den Kanten berücksichtigt wird.

Tabelle VIII.

Columne 5 der vorstehenden Tabelle enthält für 6 Collec-
toren von gleicher Glasdicke die Quotienten . Wie der Augen-
schein lehrt, sind die Unterschiede dieser Werthe noch ziemlich
12
[178] bedeutend. Die Differenzen sind zwar ziemlich beträchtlich,
doch durch die Ungleichförmigkeit der Glasplatten und nament-
lich die Vertheilung in krummen Linien zwischen den Kanten
und zwischen den abgewendeten Flächen zu erklären.

Noch geeigneter als Plattencollectoren sind zur Bestätigung
der aufgestellten Formel
für die Ladung der Cascaden-Batterie, Leydener Flaschen ver-
schiedener Grösse und Flaschendrähte. In nachstehender Tabelle
sind die mit solchen Batterien angestellten Versuche zusammen-
gestellt.

Tabelle IX.

Die durch Zwischenräume getrennten Versuche sind zu ver-
schiedenen Zeiten angestellt, mithin nicht direct vergleichbar.
Die berechneten Werthe sind bis auf einen etwas kleiner als
die beobachteten, wie zu erwarten war, da die Ladung der Zu-
[179] leitungsdrähte und der äusseren Belegungen der Flaschen mit
den Zimmerwänden nicht berücksichtigt ist. Die Flaschen I
bis VIII waren von verschiedenster Form und Glasstärke. Es
wurden die Cascaden-Batterien immer durch leitende Verbindung
der äusseren Belegung der einen Flasche mit dem Knopfe der
nächsten gebildet. Sämmtliche Flaschen standen getrennt von
einander auf einer Unterlage von Kautschuckhorn. Die mit A
und B bezeichneten Flaschen bestanden aus je 1 mm dicken,
30 m langen Drähten, welche gleichzeitig mit Guttapercha um-
presst waren. Der Querschnitt der Guttapercha bildete an-
nähernd eine Ellipse. Die Axen der Kupferdrähte der Draht-
flasche A waren 2,75 mm von einander entfernt, und die Durch-
messer des Guttapercha-Ueberzuges waren 8 und 9 mm. Der
Abstand der Drähte der Drahtflasche B war 4 mm und die Durch-
messer der Guttapercha-Hülle 10 und 13 mm.

Ich habe derartige Doppeldrähte zu langen Unterseeleitungen
in Vorschlag gebracht und werde später mehrfach auf dieselben
zurückkommen.

Das Verhältniss der Ladung dieser Drahtflaschen kann zur
weiteren Prüfung der Richtigkeit des Vertheilungsgesetzes dienen.
Nach Kirchhoff¹⁾ ist der Leitungswiderstand zwischen zwei
Kreisen in einer unbegrenzten Ebene
,
wenn a der Abstand der Mittelpunkte der Kreise, r der Radius
derselben und C eine Constante ist. Dieselbe Formel muss nun
auch für den Vertheilungswiderstand Anwendung finden, es muss
mithin
sein,
wenn a und b die Abstände der Drähte und r ihr Radius ist.
Nach Substituirung der Zahlenwerthe erhält man:
.

Die Gleichung ist mithin ziemlich vollständig erfüllt. Wenn
man in Betracht zieht, dass die Drähte nicht vollständig parallel
liegen, dass die Formel für den Leitungswiderstand nur eine
Näherungsformel ist, und dass sie nur für den Fall der unbe-
grenzten Ebene von überall gleicher Leitungsfähigkeit gültig
ist, was hier nicht Anwendung findet, da der Vertheilungswider-
stand der Guttapercha nur etwa halb so gross ist wie der der
Luft, so erscheint die Differenz der beobachteten und berechne-
ten Werthe sogar auffallend gering.

In der nebenstehenden Tabelle sind die Versuche zusammen-
gestellt, welche ich über die Ladung von Flaschendrähten ver-
schiedener Dimensionen angestellt habe. Es waren dies Draht-
enden aus verschiedenen Fabricationsperioden, bei denen die
Guttapercha theilweise schon durch Berührung mit der Luft
etwas verändert war. Obgleich möglichst brauchbare Drähte
ausgewählt wurden, so war die Concentricität des Drahtes und
Ueberzuges doch bei allen mehr oder weniger unvollständig.
Grosse Genauigkeit konnte mithin von diesen Versuchen nicht
erwartet werden. Die Versuche wurden so angestellt, dass aus
den zu untersuchenden Drähten Rollen von etwa 1 Fuss innerem
Durchmesser gebildet, und diese in ein mit Wasser gefülltes
metallenes Gefäss gelegt wurden. Das eine Drahtende ragte aus
dem Wasser hervor, und das andere im Wasser befindliche war
vorher durch Umklebung mit erwärmter Guttapercha isolirt.
Der Draht ward mit der Zunge der Wippe verbunden. Die
leitende Verbindung mit dem Wasser ward durch das Metallge-
fäss bewirkt.

Columne 2 giebt die Länge l, Columne 3 den Radius des
metallischen Drahtes, Columne 4 den Radius des überzogenen
Drahtes. Columne 6 enthält die gemessene Ladung und Columne 7
die daraus berechnete Constante der später entwickelten Formel
für die Ladung. Die durch einen Zwischenraum getrennten Ver-
suche sind in verschiedenen Zeiten ausgeführt und nicht ver-
gleichbar. Der Versuch No. 9 ward mit einem mit Blei um-
pressten Draht von beträchtlicher Länge angestellt. Bei diesem
bildete der Draht die innere, das Blei die äussere Belegung der
Flasche. Da die Ladung dieses Drahtes durch die zu den übri-
gen Messungen benutzte Daniell’sche Batterie von 54 Zellen
[181]Tabelle X.

nicht mehr gemessen werden konnte, so wurde eine Batterie von
18 Zellen benutzt, und der Sinus des gemessenen Winkels mit 3
multiplicirt. Die Differenzen sind zwar beträchtlich, doch durch
die Beschaffenheit der untersuchten Drähte erklärlich.

Die Berechnung der Ladung der Flaschendrähte ist nach der
Formel
ausgeführt.

Sie ergiebt sich aus der Gleichung , wenn man sich
die cylindrische Guttapercha-Hülle in eine sehr grosse Anzahl
concentrischer Schichten getheilt denkt, und die Widerstände
aller summirt.

Ist dx die Dicke eines solchen Hohlcylinders vom Radius x,
so ist der Widerstand derselben
,
wenn k die Vertheilungsfähigkeit der Guttapercha bezeichnet.

Mithin
[182] und
(4) ¹⁾
oder, wenn E unverändert bleibt
und
.

Wenn auch die Uebereinstimmung der hiernach berechneten
Constanten nicht befriedigend ist, so ergiebt sich doch wenigstens
mit Bestimmtheit daraus, dass die Vertheilung nicht dem Ge-
setze der directen Anziehung folgt. Die Anziehung paralleler
Linien, deren Länge unendlich oder wenigstens sehr gross gegen
ihre Entfernung ist, steht in umgekehrtem Verhältniss ihrer Ent-
fernung. Man kann sich nun den Mantel eines Cylinders, welcher
einen dünnen Draht concentrisch umgiebt, in eine grosse Zahl
schmaler Streifen zerlegt denken. Die Summe der Anziehung
zwischen dem Draht und allen Streifen bildet die Summe der
thätigen anziehenden Kräfte zwischen dem Cylinder-Mantel und
dem Draht und müsste das Mass der Vertheilungsgrösse sein,
wenn diese eine Wirkung der Anziehung „in Distanz“ wäre.
Da sich nun ein Cylindermantel von doppeltem [Durchmesser] in
doppelt so viele Streifen von gleicher Breite theilen lässt, von
denen jeder mit halb so grosser Kraft von der Axe angezogen
wird, die Gesammtanziehung zwischen Axe und Mantel mithin un-
abhängig vom Durchmesser des Cylinders ist, so müsste auch die
Ladung zwischen beiden es sein, was offenbar nicht der Fall ist.

Die unvollständige Erfüllung der Gleichung
[183] ist theils in excentrischer Lage des Drahtes in der Guttapercha,
grösstentheils aber darin zu suchen, dass die letztere selbst sehr
verschiedenartig und bei vielen Drähten schon sehr zusammen-
getrocknet und verharzt war. Es bildete sich dadurch ein mit
Luft erfüllter Zwischenraum zwischen Draht und Guttapercha.
Einige Drähte waren mit geschwefelter Guttapercha bekleidet.
Die dem Kupfer zunächst liegenden Schichten dieser Guttapercha
waren durch Aufnahme von Schwefelkupfer leitend geworden,
wodurch der wirksame Durchmesser des Drahtes etwas vergrössert
wird. Genaue Zahlenangaben waren mithin hier nicht zu er-
warten.

In der nachstehenden Tabelle habe ich einige Versuche zu-
sammengestellt, deren unerwartete Resultate für mich die erste
Veranlassung zu der vorliegenden Arbeit waren. Ich hoffte die
bei langen Unterseeleitungen so störenden Ladungen und die
durch sie bewirkte Verzögerung des Stromes dadurch grössten-
theils zu beseitigen, dass ich anstatt einfacher Leitungen und
Benutzung der Erde als Rückleitung oder als Reservoir, wenn
man diesen Ausdruck vorzieht, Doppeldrähte anwendete, welche
in einer gemeinschaftlichen Guttapercha-Hülle liegen und einen
ganz metallischen Kreislauf bilden. Da in diesem Fall die beiden
Drähte in gleicher Entfernung von der Batterie gleich und ent-
gegengesetzt elektrisch werden, so glaubte ich die auf der Ober-
fläche der gemeinschaftlichen Guttapercha-Hülle auftretende In-
fluenz-Elektricität müsse an allen denjenigen Punkten derselben
gleich Null sein, die gleichweit von den gleich und entgegenge-
setzt elektrisirten Drähten entfernt wären. Sie müsste dann an
den übrigen Punkten proportional der Differenz der vertheilenden
Wirkung der beiden Drähte, und die Ladung des ganzen Doppel-
drahtes mithin sehr viel geringer sein, wie die eines einfachen
Drahtes. Der Versuch lehrt nun aber, dass dies durchaus nicht
der Fall ist. Es findet nicht nur keine Verminderung der Ladung
im obigen Sinne statt, sondern im Gegentheil eine geringe Ver-
grösserung derselben.

Die Messungen der nachstehenden Tabelle sind mit den be-
schriebenen Doppeldrähten angestellt. Dieselben wurden in ein
Gefäss mit Wasser getaucht, welches mit der Erde in leitender
Verbindung war. Das eine Ende sämmtlicher Drähte war durch
[184] Umklebung mit erwärmter Guttapercha sorgfältig isolirt, das
andere ragte aus dem Wasser hervor.

Columne 2 enthält die Zahl der Daniell’schen Zellen n, Co-
lumne 3 die Bezeichnung der Drähte und der Verbindung der-
selben. Die Ueberschrift I in dieser Columne bezeichnet den
Doppeldraht mit 2,75 mm grossem, II den mit 4 mm grossem
Abstand der Drähte von einander. Die arabischen Zahlen 1 und
2 bezeichnen die einzelnen Drähte eines Doppeldrahtes, das
Zeichen ÷ zwischen zwei Drähten bedeutet, dass die Ladung
zwischen den durch sie bezeichneten Drähten gemessen ist. Der
Buchstabe T bezeichnet die Leitung zur Erde.

Durch 1 ÷ T ist mithin ausgedrückt, dass die Ladung
zwischen Draht 1 und der äusseren leitenden und abgeleiteten
Hülle der Guttapercha gemessen ist, 1 ÷ 2 dagegen bedeutet,
dass die durch Einschaltung der Batterie zwischen Draht 1 und
Draht 2 ohne jede Ableitung zur Erde bewirkte Ladung,
(1 + 2) ÷ T endlich dass die Ladung zwischen den beiden ver-
bundenen Drähten 1 und 2 und der Erde gemessen ist. Co-
lumne 4 giebt die Ladung, Columne 6 das Mittel aus beiden
auf die Ladung durch eine Zelle reducirten Messungen (s. Tab. XI).

Da bei der Ladung 1 ÷ 2 die Batterie direct zwischen die
beiden Drähte eingeschaltet wird und keine Ableitung zur Erde
existirt, so ist die elektrische Kraft beider Batteriepole gleich
gross und halb so stark wie die elektrische Kraft des isolirten
Pols derselben abgeleiteten Batterie. Die Ladung eines jeden Drahtes
ist bei diesen Versuchen daher nur durch die halbe Zahl der an-
gegebenen Zellen bewirkt. Dies wird noch anschaulicher, wenn
man sich die Batterie in der Mitte zur Erde abgeleitet vorstellt.
Werden die beiden Drähte dann gleichzeitig mit den beiden
freien, entgegengesetzt elektrischen Batteriepolen verbunden, so
muss die Ladung ganz eben so vor sich gehen, wie im vorlie-
genden Falle. Um die Ladungen der verschiedenen Combina-
tionen vergleichen zu können, müssen daher die Ladungen 1 ÷ 2
verdoppelt werden. Da diese Zahl grösser wird, wie die Ladung
1 ÷ T desselben Doppeldrahtes, so folgt daraus, dass keine Ver-
minderung, sondern eine Vergrösserung der Ladung durch die
Combination 1 ÷ 2 herbeigeführt ist. Nach der Molecularver-
theilungstheorie ist dies auch ganz richtig. Jeder Punkt der
[185]Tabelle XI.

kleinen Axe der Ellipse, welche ein Querschnitt der Guttapercha
bildet, ist gleichweit von den beiden gleich und entgegengesetzt
elektrischen Drähten entfernt. Für den elektrischen Strom
zwischen diesen Drähten ist die durch alle kleinen Axen gelegte
Ebene daher als vollkommen abgeleitet zu betrachten, da nach
dem Ohm’schen Spannungsgesetze die elektrische Kraft in der
ganzen Ebene gleich 0 wird. Hieraus folgt unmittelbar, dass
der Strom zwischen den beiden Drähten stärker sein müsse, wie
zwischen einem Draht und der Peripherie der Guttapercha, wenn in
beiden Fällen in den Drähten gleiche elektrische Kräfte auftreten.
Nach dem aufgestellten Widerstandsgesetze der elektrostatischen
Vertheilung muss nun dasselbe auch für die Ladung gelten.

Ich zweifle nicht daran, dass es einem geübteren Mathema-
tiker gelingen wird, die Richtigkeit des aufgestellten Vertheilungs-
[186] gesetzes an allen in der Tabelle aufgeführten Messungen noch
zu erweisen. Ich habe sie zu dem Zwecke und, weil ich im
zweiten die Verzögerung des Stromes durch die Ladung behan-
delnden Theile dieser Arbeit auf diese Messungen zurückkommen
werde, hier vollständig mitgetheilt.

Schon vor einigen Jahren habe ich gefunden, dass auch
lange, völlig isolirte oberirdische Telegraphenlinien durch die gal-
vanische Batterie geladen werden. Es ist mir sogar mehrfach
gelungen, durch die Grösse des Entladungsstromes die Lage des
Ortes zu bestimmen, wo die Leitung zerrissen war. Zur ge-
naueren Bestimmung der Capacität des aus einem oberirdischen
Telegraphendrahte, und dem Erdboden gebildeten Ansammlungs-
apparates, liess ich auf meinem Hofe einen Eisendraht von zwei
englischen Linien Stärke und 120,85 m Länge aufhängen. Der
Draht war in einem grossen Bogen ausgespannt, und befand sich
in einer durchschnittlichen Höhe von 8 m über dem Erdboden.
Die Befestigungspunkte waren sorgfältig isolirt, und das eine
Ende direct zu meinem Instrumente geführt. Ich verglich nun
die Ladung dieses Drahtes mit der eines Platten-Condensators
von 1 mm Glasdicke und 2,25 □ dm Belegfläche. Ich erhielt
folgendes Resultat:

Tabelle XII.

Hiernach hat ein oberirdischer Telegraphendraht von 1 m
Länge dieselbe Flaschencapacität wie eine 1 mm dicke Glastafel
mit 100 □ mm oder 0,00001 □ m Belegfläche, oder eine deutsche
Meile Leitung entspricht einer Flasche von 1 mm Glasdicke und
etwa 7,7 □ Fuss innerer Belegung.

Obschon die Höhe des Drahtes über dem Erdboden be-
[187] trächtlich grösser war, wie bei Telegraphenleitungen gebräuch-
lich ist, so wird doch die Flaschencapacität bei diesen nicht viel
grösser sein, da die Capacität meines Drahtes, durch hohe Ge-
bäude und Bäume, welche in seiner Umgebung standen, nicht
unwesentlich erhöht ist, und da überhaupt der Vertheilungswider-
stand mit der grösseren Entfernung vom Boden nur wenig, d. i.
im Verhältniss der Logarithmen der doppelten Höhe wächst,
wenn dieselbe gross ist im Verhältniss zum Durchmesser des
Drahtes. Man kann nämlich den Vertheilungswiderstand zwischen
Draht und Erde nach der Kirchhoff’schen Widerstandsformel
durch
ausdrücken, wenn h den Abstand des Drahtes von der Erde
bezeichnet, woraus sich die Richtigkeit der obigen Annahme
herleitet.

Von grosser Wichtigkeit ist die nachgewiesene, nicht unbe-
deutende Ladung der in der freien Luft ausgespannten Drähte
bei Beurtheilung der Resultate der Geschwindigkeitsmessung der
Elektricität. Da ich den grossen verzögernden Einfluss der
Ladung der Flaschendräthe auf die Strombildung in den ent-
fernten Theilen derselben später ausführlich behandeln werde,
so genügt es hier, nur darauf aufmerksam zu machen, dass die
Verzögerung des Stromes in Flaschendrähten im Verhältnisse
der Quadrate der Länge der Drähte steht. Es folgt dies schon
aus der Betrachtung, dass die Zeit, welche nothwendig ist, um
die in irgend einem Stücke des Drahtes zurückbleibende und
zur Ladung desselben nach Massgabe der ihm nach dem Ohm’-
schen Gesetz zukommenden „elektroskopischen Kraft“ verwen-
deten Elektricitätsmenge an Ort und Stelle zu schaffen, sich
direct wie die Elektricitätsmenge und umgekehrt wie der von
ihr zu überwindende Widerstand verhalten muss. Da nun bei
einem doppelt so langen Drahte sowohl die Quantität der in
statische Anordnung übergehenden Elektricität, wie auch der
mittlere zu überwindende Widerstand doppelt so gross ist, so
folgt daraus unmittelbar, dass die Ladungszeit, nach deren voll-
ständigem Verlauf der Strom am Ende des Drahtes erst auftreten
[188] kann, viermal so gross werden, mithin im Verhältniss der Qua-
drate der Drahtlängen stehen muss. Die ausgeführten Messungen
der Geschwindigkeit der Elektricitätsverbreitung in Drähten haben
nun die Summe der durch die Ladung und durch die Bewegungs-
geschwindigkeit der Elektricität bedingten Zeitverluste gemessen
von denen der erstgenannte im Verhältniss der Quadrate, der
zweite im einfachen Verhältnisse der Länge der benutzten Drähte
steht. Es erklären sich hierdurch die grossen Verschiedenheiten
der Zahlenangaben für die Geschwindigkeit. Sie mussten um so
grösser ausfallen, je kürzer und dünner die Drähte waren, mit
denen experimentirt wurde. Ausserdem ist es klar, dass die
wirkliche Geschwindigkeit der Elektricität sehr viel grösser sein
muss, wie die gemessenen Werthe, vorausgesetzt natürlich die
Richtigkeit der Messungen. Es scheint sogar wahrscheinlich,
dass die beobachteten Zeitunterschiede nur der Ladung der Drähte
zuzuschreiben sind.

Da es nicht möglich ist, Leitungen herzustellen, bei welchen
keine Flaschenladung stattfindet, so behandelt die Frage der
Geschwindigkeit der Stromverbreitung stets nur einen ideellen
Fall, dessen Bedingungen sich nie erfüllen lassen. Der einzige
Fall, in welchem die elektrostatische Induction auf die Umge-
bungen eines Drahtes in der That verschwindend klein ist, ist
der, wenn derselbe spiralförmig aufgewunden ist; es tritt dann
aber dafür die elektrostatische Induction der ungleich elektrischen
Windungen auf sich selbst und ausserdem die elektrodynamische
Induction auf, wodurch auch dieser Fall für Geschwindigkeits-
messungen unbrauchbar wird. Messungen der Bewegungsge-
schwindigkeit der Elektricität selbst würden sich daher nur so
ausführen lassen, dass man die Verzögerung des Stromes in ver-
schiedenen Entfernungen von der Batterie misst, und aus der
so gebildeten Reihe die Werthe für die Ladungszeit und die
Geschwindigkeit der Elektricität ableitet.

Es führen diese Betrachtungen zu der Frage, worin die
auf der Oberfläche der Conductoren angesammelte sogenannte
freie Elektricität eigentlich besteht, und worin sie von der
Ladungs- oder sogenannten „gebundenen“ Elektricität verschie-
den ist.

Faraday hat bekanntlich die Ansicht aufgestellt, dass die
[189] sogenannte freie Elektricität, oder gebundene oder Flaschen-
elektricität identisch sind, und dass bei ersterer die Zimmerwände
die äussere Belegung der Flasche bilden.

Das Vertheilungsgesetz bietet ein Mittel die Richtigkeit dieser
Ansicht zu prüfen. Der Vertheilungswiderstand d V einer sehr
dünnen Hohlkugel, deren Wandstärke gleich d x und deren Radius
gleich x ist, ist
unter k der Vertheilungscoëfficient des Materials der Hohlkugel
verstanden. Der Gesammtwiderstand aller auf einanderfolgenden
Hohlkugeln ist dann
.

Das Integral zwischen x = R und x = r genommen giebt
.

Es ist also
und
(5) .

Der Ausdruck 4πk ist mithin die von Riess sogenannte
Verstärkungszahl der Flasche vom inneren Radius r und dem
äusseren R, wofür man bei Kugelflaschen allgemein den Ausdruck
Capacität gebrauchen kann.

Sind R und r sehr wenig verschieden und setzt man:
und
, so geht obige Gleichung in
über, welche mit der von Poisson für den speciellen Fall, dass
die Glasdicke gegen den Radius der kleinsten Krümmung sehr
klein ist, entwickelten Formel identisch ist.

Ein in einem Zimmer von gewöhnlichen Dimensionen auf-
gestellter Conductor wird hinsichtlich der Capacität der Flasche,
die er mit den Zimmerwänden und dem Fussboden bildet, ohne
sehr grossen Fehler als im Centrum einer Hohlkugel von 3 m
Radius befindlich betrachtet werden können. Ist der Conductor
eine Kugel von 0,15 m Durchmesser, so ist seine Capacität, da
k hier gleich 1 ist, nach Gl. (5)
.