\ i. ■ i ! 1MB ***. ia- W. J li*. f 1.65. A. A. BOON, C.-I., Gewapend Beton. Een Handleiding voor de studie van Materialen, constructie en statische berekening ten dienste van Architecten, Bouwkundigen, Opzichters, Studeerenden, enz. Met 207 afb. en vele tabellen, ing. f 2.40, geb. f2.75. Dr. W. F. KO F>F>ESCMAAR. Oud-Diiect. v. d. H. B. te's-Gravenliage. Leerboek der Chemie. Dee l I. Anorganische Chemie. Metalloïden ut' elementen der zuren. 10e druk) met 105 grav. f2.60. Deel 11. Anorganische Chemie. Metalen. (3ste diuk) met 72 grav. f2.60. Deel I I. Organische Chemie ot De Chemie der koolstofverbindingen. Met 31 grav. f 2.60. > Ieder deel is ufzanderig* verkrijgbaar. Uitgaven van A. W. SIJïHOFF's UITG.-M». te Leiden. TECHNISCHE WERKEN. Uitvoerige prospectussen zijn op aanvrage gratis en franco verkrijgbaar. Handboek der Ornamentiek. Systematisch gerangschikt ten gebruike voor Teekenaars, Architecten. Werkplaatsen, Teekenscholen en voor algemeen gebruik. NAAR DEK ZEVENDEN DRUK VAN FR. S. MEYER door J. W. H. BERDEN, Architect, — Directeur der Rijksschool voor Kunstnijverheid. Met 3000 Illustraties verdeeld over 300 platen. Dit algemeen Handboek voor Ornamentleer, dat achtereenvolgens in drie afdeelingen de volgende onderwerpen zal behandelen, is bestemd voor ieder die zich in de Kunstnijverheid wil bekwamen, voor hen die daar onderwijs in geven en voor vaklieden waarvoor het dan ook een welkome gids zal zijn. In afdeeling I zal worden behandeld: De grondslagen en tig, i ï.wu. Handboek voor Bouwkundigen. I. Onze Betimmeringen: Met 75 gr. platen en 401 grav. - Derde dr., geb. • 7.50. II. Kappen, Daken en verdere Timmerwerken. Constructie en Decoratie, ook in aansluiting aan „Onze Betimmeringen" Met 112 groote platen en 326 grav. T«eede druk, gebonden t 8.—. Met een atlas van 36 platen, meerendeels in kleuren, voorstellende de verse billende soorten van hout en marmer. De tekst, waarin de bewerking nauwkeurig wordt beschreven, is ruim 300 pag. groot. Vijfde druk . . f 12.50. DE ELECTRICITEIT. P. VAN CAPPELLE. DE ELECTRICITEIT, Hare voortbrenging en hare toepassing in de Industrie en het Maatschappelijk Verkeer. ZESDE, HERZIENE EN VEEL VERMEERDERDE DRUK D< )0R J. M. G. SCHEFFER, WERKTUIGKUNDIG ELECTROTECHNISCH-INGENIEUR. LEIDEN. - A. W. SIJTHOFF's UITG.-M". VOORREDE VOOR DEN EERSTEN DRUK. De mensch is van nature weetgierig: niet tevreden met te genieten van de goede gaven, die de natuur hem in zoo ruime mate schenkt, wenscht hij ook dieper in het wezen der dingen door te dringen en het hoe en waarom er van te doorgronden. Het is dan ook niet te verwonderen, dat, bij de uitgebreide toepassingen, die in de laatste jaren van de electriciteit zijn gemaakt, de belangstelling in deze geheimzinnige, maar machtige natuurkracht steeds toeneemt. Wanneer men zich echter op de hoogte wenscht te stellen van de voortbrenging en de toepassing van den electrischen stroom, dan stuit men veelal op eene onverwachte moeilijkheid; men zoekt tevergeefs naar een geschikt handboek. Wel bestaan er verschillende werken, die enkele gedeelten van de electro-techniek behandelen, b.v. de electrische verlichting of de electrische krachtsoverbrenging, maar deze gaan veelal te hoog voor personen, die geene bijzondere studie van de wis- en natuurkunde hebben gemaakt; ook wil men zich in de meeste gevallen een handboek aanschaffen, dat zooveel mogelijk met alle toepassingen van den electrischen stroom rekening houdt; en eindelijk is een technisch werk in een vreemde taal, wegens de vele uitdrukkingen, die niet in een woordenboek zijn te vinden, moeilijk te begrijpen. Deze overwegingen deden mij besluiten het voorstel van den Heer A. W. Sijthoff aan te nem9n, om namelijk het pas verschenen boek van den Ingenieur A. Wilke in het Nederlandsch te bewerken. Het is een handboek, dat geheel op de hoogte is van den tegenwoordigen stand der electro-techniek, schier alle toepassingen van den electrischen stroom bevat, en door ieder, die elementair onderwijs heeft genoten, kan worden gevolgd. Hier en daar zijn de redeneeringen door mij gewijzigd en eenige hoofdstukken uitgebreid. Moge deze Nederlandsche bewerking een goed onthaal vinden bij allen, die belangstellen in de vorderingen der wetenschap en op de hoogte wensclien te bljlven van de talrijke toepassingen, die in de nijverheid en in het dagelijksch leven reeds van den electrischen stroom zijn gemaakt! Rotterdam, 1893. P. VAN CAFPELLE. VOORREDE VOOR DEN VIJFDEN DRUK. Daar de noodzakelijkheid van eene vijfde uitgave zoo tastbaar bewijst, dat het boek in eene behoefte voorziet, leek het mij niet raadzaam in den vorm en inhoud veel verandering te brengen. Evenwel heb ik toch getracht hier en daar het wetenschappelijke peil van dit werk wat te verhoogen; met het oog op het zeer populaire karakter kon dit echter niet op uitgebreide schaal geschieden. Hetgeen er in den korten tijd na de vorige uitgave als nieuwe vindingen enz. verschenen is, werd zooveel mogelijk opgenomen. Vele onderwerpen ondergingen eene uitbreiding. Men zal bv. de beschrijving aantreffen van de Nernst- en Osmiumlamp, de convertors, het verlichten van spoortreinen, zooals dit ook thans hier te lande ingevoerd wordt, de nieuwste telegraaftoestellen, de telegrafoon enz. Sommige hoofdstukken, zooals bv. dat over de toepassingen op geneeskundig gebied, zouden meer uitgebreid kunnen worden; echter kwam mij een te ver gaande specialiseering van dergelijke onderwerpen niet gewenscht voor. Jammer genoeg werd eenige malen moeilijkheid met het verkrijgen van cliché's ondervonden, zoodat daardoor eenige vermeldenswaardige zaken öf geene, öf zonder figuren plaatsing vonden. Daarentegen werden door verscheidene firma's welwillend cliché's in bruikleen verstrekt. Dat het werk dezelfde goede ontvangst als de vorige uitgaven moge ondervinden, is mijn oprechte wenech. Delft, September 1903. J. M. G. SCHEFFER, W. E. I. VOORREDE VOOR DEN ZESDEN DRUK. Het verschenen van deze zesde uitgave mag wel als een voldoend bewijs gelden, dat de wensch, waarmede ik de voorrede van den vorigen druk besloot, vervuld is. Zoo is dan wederom het boek in bewerking genomen en wel op ingrijpende wijze. De electrotechnische wetenschap en de daaruit voortvloeiende toepassingen in de practijk zijn in de weinige jaren, die sedert de vorige oplaag verstreken zijn, met zoodanige reuzenschreden vooruitgegaan, dat vele wijzigingen en aanvullingen noodig waren om het boek op de hoogte van den tijd te biengen. Het is verre van mij te beweren, dat dit in alle opzichten geschied is; alsdan zou een ongewenschte aanmerkelijke toename van het volumen onvermijdelijk hebben moeten plaats grijpen. De belangrijkste uitvindingen, constructies enz. van den laatsten tijd zijn echter zooveel mogelijk opgenomen. De groote ontwikkeling van het electrisch trambedrijf en de in wording zijnde electrische spoorwegen gaven aanleiding tot de behandeling daarvan in een afzonderlijk hoofdstuk. Betreffende de illustratiën kan de zinsnede in de vorige voorrede, die hierop betrekking heeft, herhaald worden. Dikwijls had ik gaarne meer cliché's ter beschikking gehad, waarmede de lectuur aangenamer en duidelijker had kunnen zijn. De uitgever heeft echter geen moeite en kosten gespaard om in de leemten zooveel mogelijk te voorzien. Delft, Juli 1908. J. M. G. SCHEFFER, „ W. E. I. INLEIDING. De beteekenis van de electriciteit voor de techniek. — De ontwikkeling van de toepassing der electriciteit. — De electrische stroom en zijne wetten. — Stroomsterkte, spanning, weerstand. — De betrekkingen tusschen den electrischen stroom en het magnetisme. — Eigenschappen van wisselstroomen. anneer wü een terugblik werpen op de reeks eeuwen, die achter ons ligt, en in de geschiedenis van de beschaving der menschheid opklimmen tot de grijze, sagenrijke oudheid, dan treft het ons, dat nog nooit de ontwikkeling der menschelyke cultuur in eene korte spanne tgds zulke groote vorderingen heeft gemaakt, als in de 19d0 eeuw. Niet alleen oorlogen of geweldige omwentelingen in het statenverband der volken, niet alleen nieuwe grootsche denkbeelden op zedelijk gebied z\jn oorzaken van de diep ingrijpende veranderingen, die onze geheele maatschappelijke samenleving in deze eeuw heeft ondergaan; het z^jn tevens de betere inzichten in het wezen der natuurkrachten en de onderwerping dezer krachten aan den menschelijken wil, die de herschepping der samenleving hebben tot stand gebracht. Eene onafgebroken, steeds grooter wordende reeks overwinningen vermeerdert de macht en den rijkdom der menschheid van jaar tot jaar en geeft haar krachtiger wapenen om nieuwe overwinningen te behalen. Maar juist deze onophoudelijke vermeerdering van onze strijdmiddelen heeft ten gevolge, dat deze in vele gevallen spoedig in waarde afnemen, daar z\j door andere, betere, in de schaduw worden gesteld. Een sprekend voorbeeld hiervoor lever ons de stoom. Nog niet lang geleden noemde men onzen tijd „de eeuw van den stoom", en met het volste recht, want in de eerste plaats heeft toch de stoommachine de groote omwenteling in onze nijverheid en ons maatschappelijk verkeer teweeggebracht. Nauwelijks is echter de toepassing van den stoom tot volle ontwikkeling gekomen, of' eene andere kracht treedt in dienst der menschheid en, hoewel zij schijnbaar eendrachtig met den stoom wil samenwerken, is het in werkelijkheid haar streven hem geheel te verdringen. Deze natuurkracht is de Electriciteit. •Jarenlang achterlijk en op dezelfde hoogte gebleven, begon zij zich plotseling voor ongeveer 30 jaren te ontwikkelen, en in dezen korten tijd is zij zoozeer in omvang toegenomen, dat zij eene revolutie in de techniek heeft bewerkt. Het is haar niet meer aan te zien, dat zij hare lange kinderjaren in de laboratoria heeft doorgebracht en stille geleerden hare eerste schreden hebben geleid. Maar juist deze vroegere verborgenheid en de tegenwoordige triomfen, die zij viert, hebben de belangstelling van alle ontwikkelden op haar gevestigd. Daardoor is het gekomen, dat de stoom reeds nu in het oog der menigte onttroond is en hem de waardigheid niet meer wordt toegekend, dat de 19c,e eeuw zijn naam alleen draagt. Niet slechts „de eeuw van den stoom", maar ook „het tijdperk van de electriciteit" wil de tegenwoordige tijd genoemd worden. Dat is ondankbaar, doch wel te verklaren. WJj zullen namelijk zien, dat de electriciteit een aantal schitterende eigenschappen in zich vereenigt, die de stoom niet bezit. In de eerste plaats is de electriciteit niet gebonden aan de onmiddellijke omgeving van de plek, waar zij wordt voortgebracht, maar kan zij ook op verafgelegen plaatsen arbeid verrichten, terwijl de stoom zich maar weinig van zijn ketel kan wagen en, zelfs voor dit beperkt geval, een moeilijk aan te leggen weg noodig heeft. De electriciteit kan zich echter bliksemsnel door den dunnen draad over bergen en dalen en langs krommingen voortbewegen, en, zich gemakkelijk verdeelend, op vele plaatsen te gelijk hare taak verrichten. Maar dit is nog slechts één voordeel: vóór alles is het de veelzijdigheid der toepassingen, waarop de electriciteit kan bogen. Hebben wij licht noodig? De electriciteit geeft het ons beter dan eenig ander medium. Verlangen wij mechanische kracht, welnu, daar staat de electrische motor, een dwerg in gestalte, vergeleken bij de even krachtige stoommachine. Voelen wij koude, dezelfde draad, die ons reeds zooeven te hulp kwam, levert ons ook warmte, wel is waar een weinig te duur in do tegenwoordige omstandigheden, maar wellicht zal dit nog anders worden. En zoo zouden wü kunnen voortgaan en opsommen wat de electriciteit alzoo vermag, maar wij vatten het liever in 't kort samen en zeggen: De electriciteit is eene natuurkracht, die ons arbeidsvermogen van verschillenden aard levert, als: licht, warmte, mechanische kracht, enz., in gemakkei ij ken en intensieven vorm. Daarmede is hare waarde bepaald, die, zoodra de moeilijkheden, welke eene goedkoope voortbrenging van den stroom nog in den weg staan, zijn weggenomen, algemeen zal worden erkend. Dit aan te toonen zal het doel zijn van de volgende bladzijden, opdat de lezer tot de overtuiging kome, hoe machtig eenmaal de electriciteit op alle industrieele en maatschappelijke verhoudingen zal inwerken. De ontwikkeling van de toepassing der electriciteit. Van eene geschiedenis der Electrotechniek kan men nu nog nauwelijks spieken; daartoe is zij te jong. Maar eene ontwikkeling heeft zij gehad, en wel eene zeer voorspoedige, en daar deze ontwikkeling zich nog steeds uitbreidt, zoo moge het verledene ons leeren, wat wij nog van de toekomst hebben te verwachten. Men zal daarbij opmerken, dat de electrotechniek dikwijls in weinige jaren resultaten opleverde, die men vroeger nauwelijks durfde hopen. Juist deze snelle bloei rechtvaardigt de grootsche verwachtingen voor de toekomst; verwachtingen, die het allereerst gericht zijn op het overwinnen der moeilijkheden, die thans nog eene goedkoope voortbrenging van den electrischen stroom in den weg staan. Want uit de volgende regelen, waarin wy in grove trekken de ontwikkeling van de electrotechniek hebben geschetst, zal ons een merkwaardig verschijnsel duidelijk worden; wij zullen namelijk zien, dat de toepassing van de electriciteit zich veel sneller en verder heeft ontwikkeld dan de techniek harer voortbrenging en dat deze ook heden nog niet de gewenschte hoogte heeft bereikt. Dat is jammer: want wat hebben wij aan den knapsten kok, wanneer er geen vuur in het kookfornuis is, en welk nut hebben voor den electrotechniker de meest uitgewerkte methoden der toepassing, wanneer het te voorschijn roepen der natuurkracht nog met te hooge kosten gepaard gaat. Maar ook in die richting strekken zich de onderzoekingen en de proefnemingen uit, zoodat de kans bestaat, dat eerlang in de voortbrenging groote kostenbesparing zal worden verkregen. De electrotechniek is nu weinig meer dan eene halve eeuw oud, ja, wanneer wij alleen het sterkst ontwikkeld deel, de „techniek der sterke stro omen", in aanmerking nemen, dan hebben wij nog maar met een tijdperk van 30 jaar te doen. Maar wij zullen de oudere „techniek der zwakke stroomen", die de leermeesteres is geweest van hare grootere, hoewel jongere zuster, niet van haar recht berooven, en daarom laten wij de electrotechniek met het geboortejaar van de telegrafie, met de eerste toepassing van den electrischen stroom, beginnen, en hebben dus voor dit tijdstip het jaar 1837 te kiezen, waarin de eerste practische telegraaf werd uitgevonden. Uit dit begin heeft zich de verkeerstelegrafie verder ontwikkeld. Wat vóór deze uitvinding op electriscli gebied is gedaan, behoort, ofschoon het de latere toepassingen heeft voorbereid, in het laboratorium thuis. Bijna gelijktijdig met de telegrafie, namelijk in het jaar 1838, wordt er een nieuw veld voor de electrotechniek geopend, namelijk de Cr al van o- van fiftn t °vertrekken va" voorwerpen met eene laag metaal door middel !! flectrischen stroom, hetgeen w« aan Jacobi te danken hebben te,rje gr°H°tSfe resultaten dezer beide toepassingen, vóór alle die der telegiafie, werd al spoedig de hoop levendig, dat ook nog in andere richtingen de electriciteit van practisch nut zou kunnen worden, en men had reeds genoeg vingerwijzingen, van welken kant men deze nieuwe toepassingen den ir? ?' fVY a<1 r6edS in h8t 'aar 1810 aangetoond: hoe men met krLen di« n18n f°T tusscbe" twee koolspitsen eene lichtbron kan verS? andere kunstniatige lichtbronnen overtreft, en eenige tientallen ja en later vervaardigde men reeds zeer goede lampen, om dit booglicht te voorschijn te roepen. «gnom Deze proefnemingen gaven aanleiding tot de voorspelling van eene geheel" revolutie op het gebied der verlichting, maar deze verwachtingen bleven lange jaren onvervuld, daar de hulpmiddelen, waarover men toen, ter voortbrenging van den benoodigden stroom, kon beschikken, zoowel wat zekerheid tegen storingen in de goede werking, alsook wat de kosten betrof, nog ontoereikend el°c,r,sch "°ht Zoo ook werd de gloeilamp, die pas omstreeks het jaar 1879 eene t^r"veriicht niS ^ gekregen' reeds in 1838 do°r Jobahd, te Brussel, « 'Ch.tlng voorgeslagen, en zijn leerling De Changy vervaardigde in 1844 de eeiste lamp met een gloeilichaam van kool. Maar ook deze uitvinding kon oen nog niet tot rijpheid komen, omdat door de bezwaren, die er aan het koJelilkn T I°ePT Van den electrischen stroom waren verbonden, onoverweg stonden" P n V°01 k*™ toepassillg in het Poëtische leven in den AWi :erV!aChtingen koesterde men in het begin ook van het gebruik van den Dal S! Tm.V0°r hGt in b6Weglng bren»en van motoren, nadat reeds en de vrnllv T' ^ ^ electrisch™ motor had geconstrueerd, bont -in h v 66 ^noemde natuurkundige Jacobi in het jaar 1839 eene Z d0,.ÏSew'aimet ee» verbeterden electromotor had voortbewogen. Ja. trachtl tf hS men m6t behUlP Van derg6l«ke 'nr'chtii;gen in beweging Turün hariribrengen' en tSTKATING en Beckeh> te Groningen, en Botto, te «n hadden nog voor Jacobi pogingen in die richting in het werk gesteld. van Z h J°°L toePassingen van de electriciteit was de hooge pr^js Tats in Ï T6 hiUd6rmS 6n * kr6gen daaldoor al sP«edfg eene plaats in de rommelkamer van de techniek, waaruit z« eerst veel later te voorschyn konden worden gehaald. Hetzelfde lot hadden andere uitvindingen, die op nieuwe toepassingen van over dVvèer1^6^6^1^ hadde"' Men be^onderde haar, men stond verbaasd LYn» h ffTf ! ?ÖZer WOnderdadige natuurkracht, maar b« deze bewon- waren / f toePassin»en in Practisch gebruik te nemen, daarvoor wel li l T' e" d8 techniek werkt uiet met idealen, maar moet wel degeluk rekening houden met de getallen in debet en credit Daar deed in het jaar 1866 Werner vos Siemens, toen nog Werner Siemens '), eene uitvinding, die de voortbrenging van den electrischen stroom niet alleen aanmerkelijk goedkooper maakte, maar ook de mogelijkheid in het leven riep, stroomen van tot nog toe ongekend groot arbeidsvermogen op te wekken. Deze uitvinding was die der dynamo-electrische machine. Ook zij is niet, evenals Pallas Athene uit het hoofd van Zeus, kant en klaar ter wereld gekomen, maar zij heeft zich langzaam onder zorgvuldige verpleging van geleerden en technici in het laboratorium ontwikkeld. De dynamomachine, zooals zij bij verkorting wordt genoemd, is een werktuig, waarmede mechanisch arbeidsvermogen in electrisch arbeidsvermogen wordt omgezet. De onderzoekingen van mannen als Faraday en Ampère hadden de wetten, die de betrekking tusschen deze beide soorten arbeidsvermogen beheerschen, leeren kennen, en op grond van deze uitkomsten construeerde Pixii in het jaar 1832 de eerste machine, die genoemde omzetting volbracht. Zij werd door verschillende electro-technici verbeterd, zonder echter vooreerst op een groote beteekenis als stroomopwekker aanspraak te kunnen maken. De oorzaak hiervan was, behalve aan gebreken van constructieven aard, vooral toe te schrijven aan het feit, dat men staalmagneten gebruikte, die eene betrekkelijk geringe magneetkracht bezitten. Desniettemin zijn ook met behulp van zulke magneten machines voor sterke stroomen gebouwd, die ook nu nog voor sommige doeleinden (electrische vuurtorenverlichting) in werking zijn; voor eene algemeene toepassing zijn zij echter, zoowel bij den bouw als in het bedrijf, te duur. Nu lag de gedachte voor de hand, de staalmagneten door electro-magneten te vervangen en deze door eene afzonderlijke stroombron te voeden. Zoo vervaardigde Wilde electrische machines met electro-magneten, die door eene kleine inductie machine met staalmagneten van den noodigen stroom ter magnetiseering werden voorzien. Beide, de groote en de kleine inductie-machine, werden door een motor, eene stoommachine of een waterrad, gedreven en zoo was men er in geslaagd, mechanische drijfkracht door middel van machines in electrischen stroom om te zetten. Zooals reeds gemeld is, maakte in het jaar 1866 Werner Siemens eene nieuwe, belangrijke verbetering openbaar, waardoor hij den hinderpaal, die eene algemeene toepassing der electriciteit nog in den weg stond, omverwierp. ,Waarom," vroeg h\j zich af, „moeten wij onze toevlucht nemen tot eene afzonderlijke stroombron, om het magnetisme onzer electro-magneten op te wekken, terwijl ons toch de electrische stroom van de machine zelve ten dienste staat?" Laten wij daarom een tak van den hoofdstroom om de electromagneten voeren, zoodat deze door de machine, waarvan zij een deel uitmaken, worden gemagnetiseerd." Door dit beginsel werd men in staat gesteld, het mechanisch arbeidsvermogen op uitgebreide schaal en op minder kostbare wijze ') Deze beroemde electro-teohnious is later door den Diiitschen keizer in den adelstand verheven. tot; het opwekken van electrisclie stroomen aan te wenden, en daardoor kregen de toepassingen van den electrischen stroom, die vroeger, ten gevolge van de groote kosten, welke aan gemeld proces waren verbonden, van zeer geringe beteekenis waren, plotseling waarde voor de techniek. De eerste dynamoelectrische machines hadden echter nog belangrijke feilen en eeis na at in het jaar 1876 een Belgisch modelmaker, Zenobe Theophile (.hamme, eene groote verbetering in dat gedeelte van de machine had aangeoiacht, waarin, onder den invloed der induceerende magneten, de omzetting der bewegende kracht in electrischen stroom plaats heeft, kwam de dynamomacnne in een stadium, waarin zjj aan de eischen van de practiik kon \oldoen. Wij zullen dit later nog uitvoeriger bespreken. Nu was men dus zóó ver gekomen, dat men sterke stroomen onder gunstige omstandigheden kon te voorschijn roepen, en met dezen vooruitgang was de ec mie dei voortbrenging die der toepassing vooruitgeloopen, zoodat deze zich moest beijveren om voor de eerste een ruimer arbeidsveld te ontginnen. Hierin bleef z« niet in gebreke en het is opmerkelijk, hoe spoedig en gestadig zich de toepassing eener natuurkracht ontwikkelt, wanneer men voldoende middelen heeft deze in 't leven te roepen. In de eeiste plaats kwam het er op aan, de electrische verlichting te volmaken. De booglampen hadden in het begin de fout, dat er niet meer dan eene in dezelfde stroombaan kon branden, daar de regeling van de eene invloed had op de goede werking der andere. Daardoor ontstond het vraagstuk van de verdeeling van het elecnsch licht, dat gedurende eenigen tijd velo pennen in beweging heeft gebracht. Dit vraagstuk werd in betrekkelijk korten t«d op drie verschillende manieren opgelost. Het eerst gelukte het aan Jablochkoff de onderlinge storing der verschillende booglampen op te heffen, door in zijne electrische kaars de beide koolspitsen op een onveranderlpen afstand van elkander te houden en iedere beweging van haar buiten te siuiten. Xiet lang daarna werden echter door von Heener Alteneck de differentiaal-booglampen uitgevonden, waarbij de beweging der koolspitsen van de eene geen storenden invloed heeft op de goede werking der andere lamp. Andere uitvinders betraden een derden weg ter bereiking van dit zelfde doel, die van de beide eerstgenoemden ver afweek. Zij beproefden niet het booglicht \ooi de verdeeling geschikt te maken, maar richten hun oogmerk op het denkbeeld, dat, zooals reeds gemeld is, het eerst door Jobard tot het voortbrengen van kunstlicht is geopperd, namelijk draden door middel van den electiischen stroom tö doön glosien. In het begin vond deze gedachte scherpe tegenkanting bij verschillende electro-technici, omdat men eene dusdanige voortbrenging van licht niet rationeel vond; maar aan de onvermoeide pogingen van eenigen, wier onderzoekingen dooi de scheppende kracht van Edison een practisch resultaat opleverden, hebben wij het te danken, dat het gloeilicht voor de toepassing in het dagelijksch leven geschikt is gemaakt en daardoor het vraagstuk van de \eideeling van het electrisch licht op zeer volkomen wijze is opgelost. Dit geschiedde omstreeks het jaar 18S0. Ongeveer terzelfder tijd had men zich opnieuw de vraag gesteld, of het niet mogelijk was electrisch arbeidsvermogen weer om te zetten in mechanische energie, daar men terstond inzag, dat de gemakkelijke voortleiding van de electriciteit met voordeel voorliet overbrengen en verdeelen van mechanisch arbeidsvermogen zou kunnen worden benuttigd. De proeven van den Franschen natuurkundige Depbez hebben er veel toe bijgedragen om dit denkbeeld te verwezenlijken en in het .jaar 18T9 bouwde Siemens, voor eene tentoonstelling te Berlijn, de eerste electrische tram. Deze uitvinding is daarna door de Amerikanen zoozeer verbeterd, dat zij eene groote practische beteekenis heeft gekregen. De Amerikanen, die zich, zooals wij nog verder zullen zien, met bewonderenswaardigen ijver op de invoering van de electrotechniek in de practijk hebben toegelegd, maakten den electrischen motor het eerst dienstbaar aan de nijverheid, terwijl men in Europa nog niet verder was gekomen dan tot liet nemen van proeven. Met de ontwikkeling der electrische verlichting werd ook de mogelijkheid geboren, deze schoone lichtbron op groote schaal toe te passen en in de laatste tien jaren zijn dan ook de installaties voor electrisch licht, zoowel in aantal als in uitbreiding, belangrijk toegenomen. Maar hiertoe moesten de electro-technici weder nieuwe moeielijkheden overwinnen. Al was men ook met de voortbrenging en de omzetting van den electrischen stroom reeds ver gevorderd, zoo waren er voor de overbrenging van den stroom toch nog bijzondere inrichtingen en voorzorgsmaatregelen noodig, deels voor de juiste verdeeling, deels ook voor de veiligheid. Want wel is waar kon de stroom gemakkelijk worden voortgeleid, maar juist dit is de oorzaak, dat hij iedere gelegenheid waarneemt 0111 banen te betreden, die voor ons doel hoogst ongewenscht zijn. Het komt er dus op aan, den onstuimigen gast aan banden te leggen en hem te dwingen slechts die wegen te nemen, die wij hem voorschrijven, en ook dit vraagstuk van de electrotechniek is, na veel studie en talrijke proefnemingen, bevredigend opgelost. Bij de overbrenging van den stroom deed zich nog eene andere moeilijkheid voor, die men in het eerst nauwelijks dacht te kunnen overwinnen. De stroom verliest bij zijne voortleiding een gedeelte van zijn meegevoerd arbeidsvermogen, «n opdat dit verlies niet al te groot worde, moet men den stroom een weg bereiden, die breeder wordt naarmate de afstand toeneemt, m. a. w.: men moet een naar evenredigheid dikkeren draad nemen. Daar men zich echter ter voortleiding van den electrischen stroom van koperdraad bedient, het koper echter niet goedkoop en juist door het groote verbruik in de electrotechniek zeer in prijs gestegen is, kwam men al spoedig met den afstand, dien men bij de overbrenging van den electrischen stroom trachtte te bereiken, tot eene grens, ten einde de aanlegkosten niet onevenredig te doen toenemen. Daardoor was echter de verdeeling van den electrischen stroom ter verlichting en krachtsoverbrenging over een uitgestrekt gebied, van een centraalpunt uit, onmogelijk geworden en men moest zich dus tot betrekkelijk kleine oppervlakten beperken. Nu bestond er wel is waar een middel om het verlies ook bij toenemenden afstand op eene bepaalde hoogte te houden: men had hiertoe, zooals wij zullen zien, de spanning van den stroom slechts grooter te maken. Maar wordt de spanning te groot genomen, dan wordt het gebruik van den electrischen stroom bemoeilijkt en bovendien ontstaan er dan gevaren, die eene algemeen» toepassing bedenkelijk maken. Men heeft echter een eenvoudig middel gevonden, om de hooge spanning van eene bepaalde stroomsoort, den wisselstroom, in eene lage om te zetten of omgekeerd lage spanningen in hooge te transformeeren, en zoo kwam men ongeveer 20 jaren geleden op het denkbeeld, dit hulpmiddel aan te grijpen, om den stroom onder hooge spanning en met betrekkelijk weinig verlies van de krachtbron naar het centrum van verbruik te leiden, en hem hier, in een stroom van lage spanning transformeerende, voor het gebruik geschikt te maken. Door deze methode is het reeds gelukt een uitgestrekt gebied van electrischen stroom te voorzien; de stoutste verwachtingen zijn in dit opzicht reeds verre overtroffen. Naai een anderen kant breidde zich de techniek der overbrenging nog verder uit door eene uitvinding, die het opzamelen van electrisch arbeidsvermogen mogelijk maakte. Ook deze uitvinding heeft hare voorgeschiedenis, gedurende welke zij in het laboratorium leefde. Dooi de onderzoekingen van Gaston Planté en Camille Faure werd zij echter lijp vooi de practijk, waartoe de krachtige en kostbare pogingen van eene Engelsche fabriek ook niet weinig hebben bijgedragen. De opzameling van de electriciteit stelt ons in staat de wisseling in het verbruik, die zonder de hulp der opzameling ook eene wisseling in de voortbrenging noodzakelijkt maakt, te verelienen, en aan den eenen kant de voeding der geleidingen van het bedrijf der stioomproductie onafhankelijk te maken, aan den anderen kant aan dit bedrijf eene voordeelige gelijkmatigheid te geven. Welke beteekenis deze voordeden in de practijk hebben, zullen wij later zien. Bovendien opent de opzameling de mogelijkheid, ook op zulke plaatsen stroombronnen op te stellen, waar eene motorische inrichting niet kan worden aangelegd, bijv. voor de verlichtingen van rijtuigen. Reeds spoedig na de verbetering van de dynamo machine tot een practisch bruikbaar werktuig, trachtte men de door haar voortgebrachte sterke stroomen voor electro-chemische doeleinden te gebruiken. Uit den aard deizaak deed de dynamo-machine zeer spoedig haar intocht in de galvanotechmsche werkplaatsen, waar men blijde was van de onaangename galvinische elementen ontslagen te zijn, en in het begin van hare loopbaan heeft de dynamo-machine hoofdzakelijk daar hare eerste diensten bewezen. De galvano-technische industrie heeft dan ook hoofdzakelijk aan haar de groote uitbreiding te danken, die in de laatste jaren in dit bedrijf is bespeuren, en wij zouden de zoo gezochte vernikkeling en het Cuivre-poli tegenwoordig met zoo algemeen verspreid vinden, wanneer niet de dynamo-machine deze industrieën zoo krachtig had gesteund. Jlaar er werden voor de dynamo-machine in de electrochemische richting nog nieuwe banen geopend. Enkele toepassingen op dit gebied mogen nog in het bijzonder worden vermeld. De vroegere scheikundige methoden ter bereiding van het merkwaardige metaal aluminium, die uitsluitend door twee Fransche fabrieken werden aangewend, gingen met groote kosten gepaard, en zoo bleef het metaal te duur, om, niettegenstaande zijne uitstekende eigenschappen, eene algemeene verspreiding te kunnen vinden. Eerst met behulp van den krachtig ontledenden electrischen stroom gelukte het, aluminium tegen lagere prijzen te bereiden, en ofschoon het proces reeds lang bekend was, kon hieraan pas worden gedacht, toen men door middel van de dynamo machine den stroom in voldoende sterkte en tegen billijker prijs kon te voorschijn roepen dan dit met galvanische elementen mogelijk was. Als tweede voorbeeld noemen wy de bereiding van calciumcarbide. Door de hoogere temperatuur, die tusschen de koolspitsen van een booglicht heerscht, gelukte het in den zoogenaamden electrischen oven de elementen calcium en koolstof te vereenigen tot calciumcarbide en zoo de grondstof te vervaardigen, die dienen moet voor de bereiding van acetyleengas, dat als lichtgas veel van zich doet spreken. Onder de vele toepassingen, die in de laatste jaren in meerdere of mindere mate tot volkomenheid zijn gebracht, kunnen we nog noemen het electrisch looien en bleeken, het rectiftceeren van alcohol en de electro-chemische verfstofbereiding. Zoo zien wij dus, dat de uitvinding van de dynamo-machine een steeds grooter wordend getal nieuwe uitvindingen in het leven heeft geroepen, en wij komen er nogmaals op terug, dat de verdere ontwikkeling van de electrotechniek afhankelijk is van de verbeteringen, die in de voortbrenging der electriciteit worden aangebracht. Wij hebben dit reeds bij de dynamo-machine aangetoond en zullen nu onze blikken van het verledene op de toekomst richten. Hoe voortreffelijk de werking der Siemensche uitvinding ook moge geweest zijn, zoo blijft er toch nog altijd een gebrek bij de dynamo-machine bestaan: zij !s namelijk aan den motor, die haar de bewegende kracht verstrekt, gebonden. Wanneer wij als voorbeeld de stoommachine nemen, dan is deze motor eeue inrichting om warmte in mechanisch arbeidsvermogen om te zetten, dat door de dynamo-machine dan weer in electrische energie wordt veranderd. Het streven ligt daarom voor de hand, bij deze omzetting van warmte in eloctrisch arbeidsvermogen, die de uiterste termen der genoemde reeks uitmaken, den tusschenvorm, het mechanisch arbeidsvermogen, op zijde te zetten, en de warmte onmiddellijk in electrisch arbeidvermogen te veranderen. Dit kunnen wij heden — op rationeele wijze ten minste *- nog niet. Wordt dit doel eenmaal bereikt, dan zijn wij in staat de schatten aan arbeidsvermogen, die in onze steenkolen sluimeren, onmiddellijk in electriciteit om te zetten, en dan beheerscht de electrische stroom de geheele techniek. Zullen wij deze overwinning van den menschellen geest nog beleven'? Wie kan ons dit voorspellen! Reeds morgen kan de baanbrekende ontdekking gedaan worden, waaruit met de onvergelijkelijke snelheid, die wjj in de ontwikkeling der electrotechniek hebben leeren kennen, dit omzettingsproces te voorschijn komt; er kunnen echter ook, wanneer het rechte spoor niet gevonden wordt, nog vele jaren voorbijgaan, voordat deze voor de techniek zoo^ hoogst belangrijke ontdekking wordt gedaan. Een ander belangrijk vraagstuk, waaraan door electro technici gewerkt wordt, betreft het voortbrengen van koud licht. Het is bekend, dat tot heden geen licht kan verkregen worden zonder een lichaam tot gloeien te brengen, of met andere woorden, dat met lichtstralen te gelijk warmtestralen worden opgewekt. Voor verlichting zijn deze warmtestralen zoo goed als nutteloos, daar zij bijna alle donker zijn. Maar niet alleen nutteloos, ook schadelijk zijn die donkere stralen, daar zy voor hun ontstaan arbeidsvermogen vorderen, hetgeen dus verloren gaat en het noodzakelijk maakt sterkere machines dan strikt noodig te gebruiken, waarvan grootere kosten het gevolg zijn. Het is duidelijk, dat men licht zou willen hebben zonder de warmtestralen. Hiertoe is het noodig, dat een andere vorm wordt gevonden om licht te doen ontstaan, namelijk een zoodanige, waarbij ile lichtstralen niet door het gloeien van een voorwerp worden opgewekt, maar zich uit een koud lichaam voortplanten. Dit is het vraagstuk van het koud licht. Is het op te lossen? Zonder twijfel, het glimwormpje kent het geheim, dergelijk licht op te wekken. Door de onderzoekingen van Maxwell, Hertz, Tesla, Lenard, Röntgen en Moore zijn nauwe betrekkingen tusschen licht en electriciteit ontdekt en daaraan zijn zeer interessante onderzoekingen om koud licht voort te brengen verbonden. lot nu toe zijn dit alleen laboratorium-proeven, maar we kunnen met grond verwachten, dat het voortbrengen van koud licht niet tot de onmogelijkheden zal behooren. Hoewel nog niet het ideaal „koud licht" gevende, brengen de vindingen der laatste jaren, het Bremer-booglicht, de Nernstlamp, de gloeilampen met metallische gloeidraden (Osmium, Tantalium, Wolframium, Zirconium enz.) en de kwikdamplampen ons weer een stap nader tot het doel: goedkooper electrisch licht. Naast het gebied, dat door de dynamo-machine wordt beheerscht, heeft zich de techniek der zwakke stroomen in meer bescheiden omvang ontwikkeld. Wat de telegrafie betreft, zoo is op den tijd der eerste uitvindingen een andere gevolgd, waarin men de nieuwe ontdekkingen heeft verbeterd en tot steeds grootere toepassingen heeft gebracht. Waarlijk grootsch is de toepassing, die de telegrafie in de eerste vijftig jaren na hare uitvinding heeft gekregen; over de steppen van Siberië, dooide woestijnen van Australië, door de Oceanen en over hemelhooge bergen vliegt tegenwoordig het gevleugelde woord door draden en kabels en verspreidt de mare van eene belangrijke gebeurtenis over alle beschaafde landen; ja zelfs zijn door de vinding der draadlooze telegrafie die draden en kabels niet strikt meer noodig. Al heeft de telegrafische techniek sedert haar eerste optreden geene hervormende veranderingen ondergaan, zoo heeft zij toch in den loop der tijden eene bondgeiioote gekregen in de telefonie, eene der schoonste toepas singen van den electrischen stroom. Haar oorsprong valt, wanneer wij de nog niet practisch te gebruiken eerste pogingen buiten rekening laten, ongeveer in denzelfden tijd, waarin de ontwikkeling van de techniek der sterke stroomen een aanvang neemt, en daardoor zal het achtste decennium van de 19de eeuw, evenals het vierde, in de geschiedenis der electrotechniek met gulden letters staan aangeschreven. Tot de techniek der zwakke stroomen behooren ook de talrijke toepassingen van den stroom voor signalen, tijdaanwijzing en andere doeleinden, een gebied, dat zich steeds uitbreidt. Al kan het geene aanspraak maken op de beteekenis, die men aan de verkeerstelegrafie en de dynamomachine moet toekennen, het is in ieder geval gewichtig genoeg om op onze belangstelling te kunnen rekenen. Reeds de electrische veiligheidsinrichtingen voor het spoorwegwezen en de brandweer zijn op zichzelve al overwinningen, waarvan de waarde voor leven, gezondheid, have en goed niet genoeg kan worden gewaardeerd. Ook de toepassing der electriciteit in de geneeskunde, zooals zij in den laatsten t\jd steeds meer wordt uitgeoefend, moeten wij gedenken. Onze vlucht door eene halve eeuw eindigt hiermede. Wij hebben gezien, hoe hier en daar kleine bronnen ontsprongen, die beekjes uitzonden. Maar deze smalle wateraders vereenigden zich en uit de beekjes werden beken, en uit de beken stroomen en eindelijk eene geweldige, breede rivier, die door den stijgenden toevloed meer en meer zwelt. Aan hare oevers heeft zich eene bloeiende en zich steeds meer ontwikkelende industrie gevestigd, die aan duizenden nijvere handen werk verschaft. I)e electrisclie stroom en zijne wetten. Stroom sterkte, spanning, weerstand. Het wezen van de natuurkracht, wier voortbrenging en toepassing we in dit boek zullen behandelen, is ons geheel onbekend; we weten niet wat electriciteit is, maar kunnen alleen naar aanleiding van veelzijdige onderzoekingen zeggen, dat eene uitgebreide klasse van gebeurtenissen op natuurkundig gebied van een zelfde agens afhangen, dat met andere, zooals warmte, licht, mechanischen arbeid, nauw verbonden is en zoowel uit deze ontstaan als in deze omgezet worden kan. Aangezien 't nu ook mogelijk is die agentiën van het eene in het andere te veranderen, hebben de natuurkundigen het denkbeeld geopperd, dat al die natuurkrachten verschillende vormen van een en hetzelfde agens zijn, namelijk van arbeidsvermogen. Zooals we reeds boven zagen, kan een vorm van arbeidsvermogen in een anderen overgaan. Dien, welke veranderd is, kan men de oorzaak noemen, de andere, die in de plaats van den eersten te voorschijn komt, is dan het gevolg. Zoo is 't bekend, dat warmte zich in mechanisch arbeidsvermogen omzet, wanneer we een stoomketel verhitten en met den voortgebrachten stoom eene stoommachine drijven. De warmte is hier de oorzaak en de mechanische energie het gevolg. Wanneer echter de kussenblokken van de stoommachine warm worden ten gevolge van wrijving van de as in die kussenblokken by onvoldoend smeren, dan wordt het mechanisch arbeidsvermogen in warmte omgezet, het eerste is de oorzaak, de laatste gevolg geworden. Dergelijke omzettingen bestaan nu voor alle vormen van energie, waarvan we er zes kennen, nl. mechanisch, chemisch, electrisch (of electriciteit),' magnetisch arbeidsvermogen (of magnetisme), licht en warmte De electrische energie heeft voor ons de eigenaardigheid, dat we haar niet kunnen waarnemen, omdat ons hiertoe zintuigen ontbreken, zooals we die voor licht in het gezicht, voor warmte in het gevoel, voor mechanisch arbeidsvermogen in het gezicht, het gehoor en het gevoel, voor chemische energie eenigszins in den smaak en den reuk bezitten. Om electriciteit te herkennen moeten we de electrische energie in een anderen vorm doen te voorschijn treden en door deze waar te nemen komen we, weder teruggaande, tot electriciteit en hare eigenschappen. Het recht van eene dergelijke conclusie ontleenen we aan de waarneming, dat we uit een zelfde toestel, waarin chemisch arbeidsvermogen verdwijnt, licht, warmte, magnetisme, mechanische energie naar verkiezen kunnen verkrijgen, dat we echter geheel dezelfde werkingen ook met een ander toestel, waarin mechanisch arbeidsvermogen verbruikt wordt, kunnen te voorschijn roepen, zoodat men zich dus bij die omzettingen een tusschenvorm denken kan. Nu worden we in die veronderstelling versterkt door het feit, dat oorzaak en gevolg onder zoodanige omstandigheden optreden kunnen, waarbij het omzetten van andere vormen van arbeidsvermogen onmogelijk zou zün. Wanneer we bijvoorbeeld zien, dat mechanische energie op de eene ;>laats wordt verbruikt en op eene verafgelegene plaats, die met de eerste slechts door een metalen onbeweeglijken geleiddraad is verbonden, als warmte te voorschijn komt, dan moeten we daaruit besluiten, dat de mechanische energie in een tweeden vorm is omgezet, die zich door de metalen geleiding -ïaai dt tweede plaats heeft voortgeplant en daai 'ten gevolge van eene nieuwe verandering in warmte te voorschijn komt. Het is ons namelijk duidelijk, dat het mechanisch arbeidsvermogen niet als zoodanig door de geleiding is gegaan. i zijn nog meei eigenschappen, die geen andere vorm van energie bezit, waaru.t we kunnen besluiten, dat er een voor ons niet waarneembare vorm van arbeidsvermogen moet bestaan, dien we electriciteit noemen. De mensch wil zich nu van die niet waarneembare electriciteit eene voorste hng maken; wel is waar voldoet dit niet in alle opzichten, maar het stelt ons in staat met alleen de electriciteitsverschijnselen te begrijpen, maar ook gebruik te maken van eene belangrijke toepassing. We denken ons eene vloeistof, die, evenals licht, dat door glas heendringt, door lichamen heenstroomen kan. Die vloeistof kan veranderingen ondergaan, die zich in werkingen omzetten, die door ons z«n waar te nemen; die veranderingen zijn van eene zeer eenvoudige soort, namelijk drukwyzigingen. Je vloeistof kan b. v. op de eene plaats onder een hoogeren druk staan dan op eene andere. B;j liet gelijk worden van dien druk ontstaan werkingen en daarmede brengt men de verklaring van electrische verschijnselen tot drukverschillen terug, zoodat die verschijnselen voor het grootste deel met die, welke by water optreden, kunnen worden verklaard. Denken we ons twee gesloten reservoirs, half met water gevuld, die door middel van eene buis, die met eene kraan kan worden afgesloten, met elkaar in verbinding staan. Pompen we nu in het eene vat zooveel lucht, dat daar 100 atmosfeeren spanning heerscht, dan staat de vloeistof in de beide reservoirs onder verschillenden druk. Nu openen we de kraan in de verbindende buis en het water zal dan van het eene naar het andere vat stroomen, zoolang totdat het drukverschil is verdwenen. Het is ook mogelijk, dat we het drukverschil en ook den stroom blijven behouden, waarvoor we echter aan eene zekere voorwaarde moeten voldoen, want wanneer al het water uit liet vat weggevloeid is, dan houdt de stroom op, al bleef het drukverschil bestaan. Het is dus noodig, dat het water weder naar het reservoir wordt teruggebracht, hetgeen langs eene tweede baan moet plaats hebben, waaruit volgt, dat deze voortdurende stroom slechts als kringstroom mogelijk is. Dezen kunnen we op de volgende wijze verkrijgen. In een cvlinder P (Fig. 1) wordt de aan de as w w bevestigde schroef gedraaid in een cylinder, die met water is gevuld en de schroef nauw omsluit. Het water wordt door die beweging uit het eene deel van den cylinder naar het andere ge¬ bracht, b. v. van beneden naar boven. In de bovenste helft heerscht dus een grooter druk dan onder. We zetten nu de U-vormige buis S, S2 aan het toestel. In die buis zal dan het water van het bovenste deel van den cylinder door S, en S2 naar het benedenste deel stroomen en hier weder naar boven worden gebracht, zoodat hat drukverschil en de waterbeweging blijven. Eene zelfde beschouwing passen we nu voor de electriciteitsbeweging toe. Deze kunnen we ook tot een voortdurenden stroom maken, wanneer we eene inrichting aanbrengen, die overeenkomt met de waterpomp in Fig. 1, mits er ook hier eene heen- en terugle'ding aanwezig zij, zoodat een stroomkring ontstaat. Elke electrische stroom vereischt een drukverschil tusschen twee plaatsen van den kring, hoe dicht deze ook bij elkaar mogen liggen, en wel zóó, dat de stroom zich beweegt van een punt van hooger naar een van lager druk. Op de plaats, waar het drukverschil wordt te voorschijn geroepen, heeft dit schijnbaar niet plaats. Zoo gaat in Fig. 1 in den cylinder P, de kolom water Fig. 1. hnLÜT'r Tar b0Ven' d- w- Z- van eene P]aats va" l^er naar eene van oogei druk, als een gevolg van de beweging van de schroef. niinl6 kunnen n.u„den in de buizen S'S* heerschenden druk meten door hulppijpen op verschillende punten aan te brengen (Fig. 2). De hoogte van de waterkolom m die buizen geeft ons dien druk, die, langs den stroomweg o meten, verschillend is. Bij het bovenste deel van den cylinder vinden we ' r i6 rre', dle langZamerhand !angs de b™en S. en S, afneemt. d« lZ fd\he6 t , ln d6n electrisch8n stroomkring. Ook hier verandert stroom S 6 • °°k spannin^ of Potentiaal geheeten, langs den stroomweg en vermindert vanaf de electrische stroompomp, terwijl ze in de pomp zelve weder grooter wordt. Jn!erder PUnt ^eerscht dus eene bepaalde spanning, die in de richting van stroom voortdurend vermindert, maar daar, waar de druk ontstaat ™6frt TWee willekeuri^e Punten va" den stroomweg hebben dus verschillende spanningen; tusschen die punten bestaat dus een spannings¬ verschil, hetgeen eene belangrijke grootheid is. We keeren nu nog even tot ons watertoestel Pig. 1 terug en laten de schroef éénmaal langzaam en een tweeden keer snel draaien. Het is duidelijk, dat de waterstroom zich in het eerste geval langzamer zal bewegen dan Fig. 2. , , "> "«" 'naar ook voor Hei verval in druk langs een gedeelte van het buizennet, of wat op hetzelfde neerkomt, het drukverschil aan de einden van dit gedeelte let It l daarin heerschende stroomsterkte en haar weerstand dezelfde weTvo gen dï »n een andereu vorm voigen, aus Drukverschil = Stroomsterkte X Weerstand. vloeistoffen eTen^^L^6,1, T-*" VemieId' g6,dt °°k voor de electrische oeistoi en evenals b« het waterbuizenstelsel, nemen we ook voor rion «w trischen stroomkring een weerstand aan. dié met de wri^LTh! * i±t:2ir r rF» eit ons dat de electnsche stroomsterkte met het spanningsverschil toe- en met den electrischen weerstand afneemt, dat dus Stroomsterkte = P an nings verschi I Weerstand % "iz .trr:'' - - * **~ rj-,nh—■ z« ~ 10/, = 10 Ampère verken" W6erStand ™ 1 °hm 66116 stroo™terkte van De electrische vloeistof kan zich niet op dezelfde w«ze door alle lichamen "S taUlóêL'1" ta,Ti"g 8eh9#I wort''et«8"w°'°»»fc"keo™ bLT met grof kiezel met' f dö. ^E"d rUW en hoeklg ls'vervolgens dat de buizen Hpt f/ Tv ' 6n eindelijk met eene dichte kleefstof volgegoten ziin Het ,s duidelyk, dat b« gelök drukverschil in de vflf gevallen g2efverScïü' lende stroomsterkten zullen optreden, in het eerste geval 7dïhet grootsle geslote^Tof allee^ "a ^ laatstgenoemde ?eval eene stroombeweging buitengesloten of alleen onder een ontzettenden druk mogelijk wordt We du,den die verschillende toestanden van de buis aan als haar gelei- " Wanneer men de kraan eener i h r' d°°r 6ene buis vloeit zekere kracht uitspuiten ten cevni dlng °Penzet, zal het water er met Deze waterstraal i« in \ u Va" drukking, waaronder het verkeert dïgd, Te door waterdrurL?61' * Ve"ichtenmen heeft motoren vervaartreft men groote hydraulische inrLTtii^en ^ Verschlllende hamensteden heschen. De arbeid nu dien zoo'n !?f t™,' waarmede laste" worden opgeproduct van twee grootheden af- 10 v!n Vernchten' han»1 van het water, die in een £pïïTÏd.^ll T * grooter de drukkins? en hi P minuut> geleverd wordt, hoe ook de arbeid zh'n dien het T* ^ er uitstroomt' te grooter zal in dit geval de drukking n W& ^ P6r minuut zal verrichten. Hetgeen wy nu sterkte, zoodat de hoeveelheid arbeid die door *?" de str00m" wordt verricht w*« ' dle door den stroom ih de tijdseenheid kr«ht m™,^ ó,S.7o ,m°eLfl1"""TlkMen' steeds evenredig zal zün aan het Set f °r '°™n r°eP6n' Spanning X Stroomsterkte. Met behulp van deze wet zijn wtf in staat tal van vraagstukken die zich L opTeklrÏÏZd 0P " »•# bil voorbeeld eenst lampen verliéhT m« wordönTt tff'f!"!""" "" Seb»™ »« i , . , * het aantal lampen leiden wii af hoeveel electrisch vermogen hiertoe nonrii» i= y n°eveei >, • nooaig is, en wanneer de spanning van den bezigen stroom gegeven is kan hiüi^no i. . van aen te 8,r;ir8roS.r verband lrh.? v,rUTa;nlriri°Tr,e k"nn,° '« <"n ™rd8r' weerstand v,n de geleiding die den stroom""' W".M.chen toe " voert, afleiden. Is ook des. weerstand betZ h ï ""l"*""1 Reb0UW der koperdraden gemakkelijk berekenen ' "" °°n*n ^ 8t fSrXn Z'Z macrnotionh i . oestaat dus uit eene reeks kleine magneetjes, die met de ongelijknamige polen naar elkander toegekeerd zijn (Fig 4) Deze I«nen, die de richting aangeven, waarin de magnetische krachten werken, worden weder m navolging van Faraday, krachtlijnen genoemd, en men zport hof , , —o-» uwi uen magneet voorstelling wordt de verklaring m!!!, 7°^™ uitgezonden- c°or deze verschijnselen gemakkelijk gemaakt 116 16 ^ °°k Va" V6'e eIectris<*e ^nrt:^retnspectrum'in neetpolen op eenigen afstand tegenover elkande" dan zuil°ngeltiknam,ge ma?" digheden de krachtlijnen in rechte of flauw / / '• Fig. 4. de andere gaan; maar wordt in de ruimte tusschen de polen een ijzeren ring gebracht, dan zullen zij voor verreweg het grootste gedeelte haar weg nemen door het ijzer en zich daarin ophoopen; wfl zullen hier later bij de behandeling der dynamo electrische machines nog nader op terug moeten komen. Het ijzer zal hierbij zelf magnetisch worden, want wanneer krachtlijnen er doorheen gaan, krijgt het magnetische eigenschappen; het gedeelte, dat naar de noordpool is toegekeerd, wordt zuid magnotisch en het tegenovergestelde deel, dat dus onder den onmiddellijken invloed staat van de zuidpool, wordt noordmagnetisch. Hoewel in mindere mate vertoonen nikkel en kobalt dezelfde eigenschappen. Dergelijke stoffen zijn dus gemakkelijker doordringbaar voor de krachtlijnen dan de lucht; men noemt ze dan para-magnetisch of kortaf magnetisch. Enkele andere stoffen, zooals bismuth, zijn minder gemakkelyk doordringbaar dan lucht- zij heeten dan dia-magnetisch. Deze werking is uiterst zwak. Met behulp van de magnetische krachtlijnen kunnen wij ook do grootte der kracht of, zooals men het gewoonlijk noemt, de „intensiteit" van het magnetisch veld, bepalen. De intensiteit hangt namelijk af van het aantal krachtlijnen, dat op ieder punt van het veld door de eenheid van oppervlak gaat. Wij kunnen ons namelijk voorstellen, dat een stuk papier van eene vierkante eenheid oppervlakte, bijv. 1 cM5., zoodanig in de nabijheid van den magneet wordt bewogen, dat het steeds loodrecht door de krachtlijnen gesneden wordt; het aantal dezer snijpuntenis dan eene maat voor de intensiteit van het magnetisch veld en kan ons dus van dienst zijn om op ieder punt ae grootte der magnetische krachten uit te drukken. Het is bijv. duidelijk, dat het aantal snijpunten dicht bij de polen (zie Fig. 3) grooter zal zijn dan verder er vandaan; daar zal dus de magneet zich het meest krachtig doen gevoelen. Ai oefenen de krachtlijnen op slechts weinige stoffen eene magnetische werking uit, eene eiectriscne wuim daarentegen in alle metalen opgewekt. Wanneer n.1. een gesloten geleider door een magnetisch veld zoodanig bewogen wordt, dat hij krachtlijnen sntfdt,dan wordt er een stroom in geïnduceerd, zoodat de arbeid, die voor de beweging van den geleider moet worden aangewend, in electrisch arbeidsvermogen wordt omgezet. Wij zullen dit met enkele woorden nader verklaren. In Fig. o zien wi] eene noordpool, waaruit de denkbeeldige krachtlijnen te voorschijn komen. Bewegen wij nu een metalen draad, dien wü aan beide zijden verlengd en met zijne uiteinden tot een gesloten geleider moeten denken, zoodanig door het magnetisch veld, dat krachtlijnen worden gesneden, dan wordt er een electrische Fig. 5. Stroom in ontwikkeld, die, zoolang de beweging door het veld duurt in de gesloten geleiding vloeit. Welke richting de stroom zal hebben, kunnen' w« naar den volgenden regel gemakkelijk bepalen. Wanneer wy den draad in beide handen nemen (Fig. 6) en naar de noordpool zien, dan zal, bij eene benedenwaarts gerichte beweging, de geïnduceerde stroom van rechts naar links gaan. Bij eene zuidpool is het juist het tegenovergestelde. Nemen wij nu een cirkelvormigen geleider en draaien we hem voor de noordpool, zooals Fig. 7 aangeeft, dan zal, wanneer de draaiing in de richting van den gepluimden pijl geschiedt, de bovenste helft eene benedenwaartsche, de onderste daarentegen eene naar boven gerichte beweging verkrijgen. In de bovenhelft zal dus, volgens onzen regel, een stroom ontstaan van rechts naar links, dus volgens den kleinen pjjl binnen den geleider; in de onderhelft zal de stroom daarentegen van links naar rechts loopen, overeenkomende met den anderen pijl. Daar de geleider echter cirkelvormig ' '!;uilon 2,1 Zlcn öelde tot «én stroom van dezelfde richting vereenigen en ontstaat er dus in den geleider een electrische stroom, die voor den draaienden persoon eene richting heeft, tegenovergesteld aan die van de wijzers van een horloge, en die des testerker /f\. zal zjjn, hoe meer krachtlijnen er per tijdseenheid worden gesneden. Deze draaiing van een gesloten geleider in een magnetisch veld kunnen wij nog anders opvatten. Door de ruimte, die den cirkelvormigen geleider begrenst, gaat bij een zekeren stand een bepaald aantal krachtlijnen. Draaien wij den draad nu op de beschreven wijze, dan wordt het aantal der ombioien Kiacntiynen grooter of kleiner. De verandering in het getal der omvatte krachtlijnen 1S dus eigenlijk hetzelfde als het snijden van krachtlijnen dooiden voortbewogen geleider en moet dus het ontstaan van een stroom ten gevolge hebben. Wij mogen dus in het algemeen zeggen: Wanneer de krachtlijnen, door een gesloten geleider begrensd, in aantal toe-of afnemen, dan ontstaat in dien geleider een electrische stroom. Deze verandering van het aantal krachtlijnen, door een gesloten geleider omvat kan ook ontstaan, wanneer niet de geleider maar de magneet zich beweegt of wanneer beide stilstaan en het aantal krachtlijnen gewijzigd wordt ten gevolge van vermeerdering ot vermindering van ue kracht van den magneet. Om de richting van den stroom te bepalen, is de volgende regel het gemakkelijkst. Men denkt zich een kurketrekker met de punt in de richting der krachtlijnen geplaatst; wordt het aantal krachtlijnen, dat binnen de winding valt, kleiner, dan is de stroom in de richting, waarbij men inschroeft. Bij eene toename van dit aantal moet men losschroeven. Deze eenvoudige wet zal ons het begrip van de weiking der electrische machine gemakkelijker maken en wij zullen er daarom herhaaldelijk op terug moeten komen. Tegenover het opwekken van een electrischen druk, af; een en ander in dezen eenvoudigen regel samenvatJ ra^ht)"nen- kunnen l«nen van de Amp.re-windingen per aantal Windingen ,per centimeter staaflengteX stroomsterkte (in Ampères) m 7™.d:, r ::nkZmg'* kraci,t,«nw geleidt. De besto geleider veer de ™g„etj!6 krae"Z„m j"™»" indien we die krachtlijnen geheel of gedeelteliik dnm- -n t•• *Uzel> zoodat «» e«e,ve„ getal Ainple-wLingen pfreeStoê' W,) b" JTJSLZ."de —- » Eigenschappen van wisselstroomen. In de boven behandelde beschouwingen hebben we do nVhtir.™ ■ j van het waterapparaat beweegt, b„L .ientag gl™„Tn^. Z,"*"T verschijnselen ,„ie„ b„ eik. beweging,. en stf.LricïtTg t. zullen we eens de gevallen nagaan, waarbij de stroomrirhtin ^ ring v,„ richting „.„ai, die v,„ „e 7""'"?"*'" Wanneer de schroef steeds met gelijke snelheid in 'ff,r° spelen- beweegt, dan zullen ook de stroomrichting en de stroomsterkte^in het"^'^ anderlijke buizenstelsel dezelfde blijven We hebben da, onver- bewC'1''^SrT^tZ* g"T eene maximum snelheid te bereiken weder af t» f\oo:er te morden, oorspronkelijke bewegingsrichting a'ante^ hngen, dan zal de waterstroom ook nu in den eenen dan ■ d Wlsse* SlTslZToZ" * Str°°mSterkte aan*'oei» - Verminder"'"^12 B\) dezen stroom bestaan betrekkingen tusschen druk en stroomsterkte van een minder eenvoudigen aard dan de wet van Ohm aangeeft, maar die toch voor het begrip der wisselstroomwerkingen van groote beteekenis zijn. Gelukkig kunnen we ook hier weder de overeenkomst tusschen water- en electrischen stroom gebruiken, om den lezer een en ander op te helderen. Daarvoor moeten we het toestel (Fig. 1) een weinig wijzigen. Tusschen de buizen Sx en S2 (Fig. 10) brengen we een cylinder, waarin eene schroef Q, overeenkomende met P, is aangebracht. Alleen nemen we Q kleiner dan P en daarbij zeer licht, b.v. van aluminium, zoodat Q zich zeer gemakkelijk tusschen spitsen kan bewegen. Wanneer nu de stroompomp P werkt, dan zal ook Q door de in beweging komende vloeistof gaan draaien en iet aantal van de omwentelingen van Q per secunde zal afhangen van de stroomsterkte van het water. Q is dus een stroomwijzer. Aangezien de stroomster - e bij constanten gelijkstroom van de hydromolorische kracht en deze van het aantal omwentelingen van de schroef P afhangt, zoo zal de draaisnelheid van P tot die van Q in eene constante verhouding staan, die we, daar Fig. 10. we over de afme- tingen en den aard van het toestel denkbeeldig geheel vrij kunnen beschikken, zoo eenvoudig mogelijk nemen, en dus veronderstellen, dat het aantal omwentelingen van beide schroeven gelijk is. Nadat de pompschroef zich eenigen tijd met constante snelheid beweegt, zullen we hare snelheid opvoeren. Z« oefent dan op het water een grooteren druk uit en wil het sneller voortduwen. Zal nu de vloeistof deze snelheidsverandering dadelijk volgen? Neen, en zoo komen we tot iets van veel belang, hetgeen we met behulp van de mechanica zullen trachten te veiklaren. Een lichaam, dat in beweging is, bezit eene zekere hoeveelheid arbeidsvermogen, die het weder verloren heeft, wanneer de beweging ophoudt. Een kanonskogel ontvangt, wanneer hij weggeschoten wordt, eene hoeveelheid arbeidsvermogen, waarmede de muur, waartegen hij aanbotst, vernield wordt. Dit arbeidsvermogen, ook wel „levende kracht" genoemd, is grooter naarmate de snelheid van het lichaam grooter is. Wanneer derhalve een lichaam in beweging gebracht zal worden, moet het eene hoeveelheid arbeidsvermogen worden gegeven; wil men de snelheid vermeerderen, dan dient arbeidsvermogen te worden toegevoerd, terwijl men het lichaam arbeidsvermogen moet ontnemen, als men zijne snelheid wil verminderen. De waterstroom is nu ons bewegend lichaam, dat dus eene hoeveelheid arbeidsvermogen bezit. Door de wrijving langs de wanden der buizen wordt voortdurend een deel verloren, dat de PvrifesWgeiykTün e'n'dTwat stroomsterkte de toevoer Nu doet men do ^ " waterstroom met constante snelheid voortgaat. gelijk zullen worden mo^^stro^ draa'®n; 0pdat toevoer en verlies weder Hiervoor zal, zooals' we zon*™ ! ' d® stroomsterkte, toenemen, hoeveelheid arbeidsvermogen mnfit" °pm® n' aan het water eene zekere pomp gedurende eenigen Uid voor ™rde" mede*edeeld- dus dient de stroom- schroef vermeerderd t„„ „«l7; [ rr' "" SnelheM v»° "• ""-f Meiheid beheert, worden verkregen L strooms,erkt<'. die M) die Q in snelheid b« dien van P zal Jht Z purende eenigen t«d de vleugel hoeveelheid arbeidsvermogen zal hebben 7»" "" "" b"",ol"e'" een verschil in de sneiheicTvaTp eiTo ,langzamer werker>. Ook nn zullen we massa verliest niet dadelijk een deol waafnem0n; want de bewegende watereerst wat van haar arbeidsvern-m Vf" ^ snellleid' maar nioet daarvoor dat de toevoer kleine^ifdan 1T" r^' hi6rd°0r plaats ™d'- niet plotseling, maar een zekerp r n T- d°01 wr"ving' Dlt geschiedt echter sneller draait dan P. " 'S hlervoor noodig, gedurende welken Q zz:rrrr:-ra° vm *> grooter worde» en vZ"d,,.„ ' J , s'""m't"k"> *> «KH» intervallen stroomsterkte zullen evenmin 'als lT 6 gr°°tste P°mPsnelheid en de grootste Wik voorkomen, aangezien lil Ste waarden °P hetzelfde oogen- zal, wanneer haar de noodige hoev^lh^" d® watermassa eerst dan veranderen of ontnomen. Heeft P zijne «w-nnlf arbeidsvermogen zal zjjn toegevoerd 5e, 7e enz. secundi Ha groots,te snelheid b. v. op het einde van de 1* van de 2®, 6 8e secunde w» 6 gr°0tSte snelheld van Q b. v. op het einde Eindelyk nemen we aan datT^n Q bl«ft dUS achter b« *■ op de beschreven wijze met een« S ®ld Van P zoodanig verandert, dat ze verandering in draairichting van P JorTdTsTkT^ °Vereenkomt Met de water omgekeerd hoewel PmiWn t-j, l bewegingsrichting van het Zulke regelmatig wisselende bewfiffin Z°°alS W6 b°V6n hebben -ingezet, na gelijke tjjdsverloopen nerini gngen' waann de veranderlijke grootheid gende lichaam dezelfde plak verkrot" ngen7md' d6Zelfde Waarde of het bewe" Een eenvoudig voorbeefd ^ons heTvanTfbeWegin^ klok, die eene periode van 1 uur heef Z Jv groote.w"zer va° eene tijd eene reeks standen donrlnrmt ' " nger' die 'n een bepaalden in dezelfde standen terugkomt. "" "* verloop ,an 3' 5' 7 »nz. tildsdeelen noemt, IT"°,ne'phïse' i£ 11°°"' Z"'°ö"ke ™*'Wn wordt, «0 velschillende standen 60 phasen^8" mmM^« "««« ■>» in .«». Bll ons wat.rapparaat zijn d. „randende omwentelingssnelhed.n van de schroeven de phasen. Aangezien nu de schroef Q b« een bepaald oogenblik de snelheid heeft, die P eenigen tijd vroeger bezat, zoo komt Q met zjjne phasen achter die van P aan. Q zal alle phasen van P aanwezen, ook dezelfde periode hebben, maar de phasenreeks is ten opzichte van die van P verschoven. Een eenvoudig beeld van eene dergelijke phasenverschuiving vindt menbg twee klokken, waarvan de groote wijzers juist in één uur een vollen omloop volbrengen maar waarvan de eene klok met betrekking tot de andere voorgaat. Hieruit volgt dat onze waterwisselstroom tegenover den constanten gelijkstroom een merkwaardig verschil oplevert, want, terwijl bij den laatste de stroomsterkte met het drukverschil overeenstemt, is dit bfl den wisselstroom niet meer het geval; hier kan de stroomsterkte nog toenemen, wanneer de druk reeds aan Fig. U. het afnemen is, en kan nog verminderen, wanneer de druk reeds weder grooter wordt. Wel zal het wisselende toe- en afnemen van den druk en ziine richtingsverandering ook bij de stroomsterkte waar te nemen zijn, maar he toe- en afnemen en de verandering in richting komen hier later te voorecht dan bn den druk, een gevolg van de massa van het bewegende water Door eene andere oorzaak is 't mogelijk, dat de veranderingen van de stroomsterkte die van den druk vooruit zijn, en nu is het duidelijk, dat men de inrichting zóó maken kan, dat eene overeenstemming ifi het verloop van druk en stroomsterkte te verkrijgen is. Ten einde dit te verklaren, hebben we ons toestel weder iets gewalgd. De van de pomp uitgaande buizen eindigen in twee breed rechtopstaande, van boven open cylinders A en B, Fig. 11. Door middel van de kranen I en II kan de gemeenschap met de cilinders worden afgesloten. Eene tusschenbuis met kraan III verbindt nog de cylinders A en B. Laat nu kraan III gesloten zijn. Als de pomp P begint te werken, wordt liet water in den links gelegen cylinder geperst. Er ontstaat dus een stroom van B naar A, totdat de overdruk in A gelijk is aan den druk, dien de pomp P geeft. Wordt deze grooter, dan stroomt meer water van B naar A en dit geschiedt, zoolang de pompdruk stijgt. Blijft deze nu echter constant, dan houdt de stroom op, want nu is er evenwicht tusschen den pompdruk en het drukverschil der waterkolommen. Wanneer dan de pompdruk afneemt, zal het water terugvloeien, totdat het drukverschil in de cylinders A en B gelijk aan den pompdruk is. Was de beweging in omgekeerde richting verondersteld, dan zou eene tegengestelde waterbeweging het gevolg zjjn geweest. Eindelijk laten we de pomp in regelmatige wisselingen nu rechts en dan links draaien, en wel langzaam bij het begin, nu voortdurend sneller, dan weer langzamer, een oogenblik stilstaand, de versnellende beweging in tegengestelde richting voortzettend tot weder een maximum is bereikt, dan weder verminderend, tot na een oogenblik van stilstand het spel opnieuw begint. De druk volgt die snelheden, zoodat in een bepaald tijdsverloop vier toestanden intreden, namelijk: De druk is gericht: __^an^B^iaa^^^__ van A naar B. I- II. III. ~ iv. toenemend afnemend toenemend afnemend De stroomrichting is daarbij: I- II III. IV. van B naar A. van A naar B. van A naar B. van B naar A. De pompdruk wisselt derhalve van richting bij den overgang van II op III IV op V enz., de stroom daarentegen bij den overgang van I op II, van III op IV enz. De stroomrichting verandert dus vóór die van den druk, en is dus de laatste vooruit. Dit vooruit-zijn van de stroombeweging wordt overeenkomstig het vroeger behandelde door het gewicht van de watermassa verminderd, zoodat we ons het geval kunnen denken, dat het verschil geheel wordt opgeheven en de verandering van druk en stroomsterkte op een zelfde oogenblik plaats hebben. We kunnen nog wijzen op eene zeer eenvoudige en bekende zaak, die echter, op electrisch gebied overgebracht, tot de wonderbaarlijkste verschijnselen voert. We laten de pomp den cylinder A nagenoeg vullen en dus B leegmalen en sluiten daarna de kranen I en II. Tusschen beide cylinders heeischt nu een drukverschil, dat intusschen ten gevolge van het gesloten-zijn van kraan III niet uitgewisseld worden kan. We openen dan deze kraan een weinig, en langzaam zal nu het water van A naar B vloeien, tot het drukverschil is verdwenen. Iets bijzonders gebeurt er niet. Maar nu herhalen we de proef met dit onderscheid, dat we de kraan III eensklaps geheel openen. Nu stort het water met geweld van A naar B, het komt in hevige beweging, en dan is, wanneer het drukverschil reeds geheel is opgeheven, het arbeidsvermogen van de beweging niet uitgeput, zoodat het water nog over den toestand van evenwicht in cylinder B vloeit,' totdat de daarin heerschende overdruk gelijk is aan dien, welke uit de bewegingsenergie ontstaat. Dan is het water in B hooger dan in A, en het stroomt dus naar den laatstgenoemden cylinder terug en een zelfde spel zien we daarna, hoewel in mindere mate, zich herhalen. Er ontstaat dus een veelvoudig heen en weder vloeien, steeds verhinderend tot het eindelijk ophoudt. Deze wisselbewegingen, electrisch „oscilleerende ontladingen" genoemd, zullen we later bij de merkwaardige ontdekkingen van den nieuweren tijd wederom ontmoeten. We hebben ons bij de beschouwingen van de waterbewegingen eenigszins lang opgehouden, maar de lezer zal inzien, dat hij nu spoediger een goed overzicht zal verkrijgen van datgene, wat bij wisselstroom plaats heeft. Op bladzijde 23 is vermeld, dat een stroom, die om een stuk ijzer gaat, dit magnetisch maakt of met andere wroorden een bundel krachtlijnen opwekt. Wat zal er nu gebeuren, wanneer door de windingen een stroom gaat, die af- en vervolgens toeneemt? Het aantal krachtlijnen zal dan verminde- ï'ig- 12. ren en daarna grooter worden. Nu hebben we reeds gezien, dat, wanneer het aantal krachtlijnen, dat door een geleider wordt omsloten, toe- of afneemt, in dien geleider eene electromotorische kracht ontstaat. Denken we ons nu twee spoelen op eene ijzeren kern, Fig. 12, en door de eene een stroom, die afwisselend toe- en afneemt in sterkte, dan zal dus door de vermeerdering en vermindering van liet aantal krachtlijnen, die ook de tweede spoel snijden, in de laatste eene electromotorische kracht worden opgewekt, en indien de tweede draadklos eene gesloten geleiding vormt, een stroom door dien draad gaan. Hier moet dan als regel gelden, dat de toeneming van de stroomsterkte in de eerste spoel in de andere een stroom opwekt, die in omgekeerde richting van den eersten stroom om de ijzeren kern loopt. We kunnen dit wat gemakkelijker uitdrukken. Noemen we den eersten, den opwekkenden stroom, den primairen, den tweeden, opgewekten, den secundairen, dan doet de primaire stroom bü vermeerdering van stroomsterkte een tegengestelden secundair en en bij vermindering van stroomsterkte een gel ijk gericht en secundairen stroom ontstaan. Dit verschijnsel heet inductie. Nu is echter ook de primaire spoel eene geleiding, die om de ijzeren kern ligt, en wanneer ze krachtlijnen in wisselend aantal opwekt, dan zal die verandering van den krachtlijnenbundel ook op de spoel zelf terugwerken. De spoel induceert in zichzelf, waarmede we tot het gewichtige onderwerp, zelfinductie, zijn gekomen. Neemt dus de stroomsterkte in den draadklos toe, dan wordt in de windingen ten gevolge van zelfinductie eene electromotorische kracht opgewekt, die ten opzichte van de electromotorische kracht, welke de eerste stroom doet ontstaan, tegengesteld is gericht. Deze electromotorische kracht der zelfinductie zal natuurlijk kleiner zijn dan die, welke den stroom doen ontstaan, anders zouden deze beide elkaar opheffen* d. w. z. er zou geen stroom zijn. Maar dan is er ook geen E. M. K. der zelfinductie, van wier bestaan w« juist uitgegaan zijn. In het oogenblik, waarop de stroom in de spoel vloeien zal, wordt dus zijne sterkte verminderd, totdat deze niet meer aangroeit en, voor een klein tijdsdeel constant geworden, de zelfinductie veidwijnt. Nu kan de stroom opnieuw een kleinen sprong maken, waarbij dadelijk weder zelfinductie optreedt en hem tegenwerkt, zoodat de volle stroomsterkte, die overeenkomt met de aanwezige electromotorische kracht, niet dadelijk bereikt kan worden. Hier zien we reeds eene overeenkomst van het electrisch verschijnsel met dat van de waterreservoirs. Bij beide was een bepaalde druk aanwezig, die slechts langzamerhand de stroomsteikte op het daarbij behoorend bedrag kon brengen, zoodat voor dit kleine tijdsdeel de eenvoudige wet van Ohm niet toepasselijk is. Wanneer nu de stroom in den draadklos het bedrag bereikt heeft, overeenkomende met de aanwezige electromotorische kracht, laten we deze afnemen. De stroom wil volgen; maar wat gebeurt? De vermindering van het aantal krachtlijnen, die een gevolg is van de afneming van de stroomsterkte, doet in de spoel eene electromotorische kracht ontstaan, welke met die van den stroom gelijkgericht is. Bij de nog aanwezige electromotorische kracht komt dus nog eene tweede, waardoor de stroomsterkte weder vergroot of liever in hare vermindering tegengegaan wordt. Ze is dus niet in staat, het kleiner worden van de electromotorische kracht plotseling te volgen, en terwijl ze zooeven niet dadelijk tot haar volle bedrag geraken kon, is 't haar nu niet mogelijk, eensklaps af te nemen. Ook nu gaat de gewone wet van Ohm niet door. De overeenkomst met de verschijnselen bjj den waterstroom wordt duidelijker, wanneer we opmerken, dat de sterker wordende stroom een aantal krachtlijnen moet doen ontstaan, waarvoor arbeidsvermogen noodig is, want krachtlijnen of wel magnetisme is een vorm van arbeidsvermogen. Zoo ook was vroeger voor de vermeerdering van de stroomsnelheid arbeidsvermogen noodig en we zien dus, dat de water- evenals de electrische stroom in de spoel eene zekere hoeveelheid arbeidsvermogen moet opzamelen, een bedrag, dat van de stroomsterkte afhangt. Het moet grooter worden, wanneer de stroomsteikte toeneemt, en daarom kan die toeneming niet plotseling geschieden. De verzamelde hoeveelheid arbeidsvermogen werkt echter ook eene vermindering van de stroomsterkte tegen, zoodat deze slechts langzamerhand kan afnemen. Aldus vindt het achterblijven in de stroomsterkteveranderingen tegenover die van den druk ook by den electrischen stroom eene verklaring. Bij den electrischen wisselstroom is, zooals we weten, de druk aan voortdurende verandering onderhevig. Hetzelfde moet dus ook by de stroomsterkte te verwachten zijn, maar de eerste veranderingen vallen niet samen met de tweede, indien de wisselstroom door een draadklos met zelfinductie wordt geleid, want in dit geval zullen de wisselingen van den stroom bij die van den druk achterbleven. Men heldert dit verschijnsel veelal door eene teekening op. Laat een punt zich met eenparige snelheid langs de ljjn AB (Fig. 13) bewegen in de richting van A naar B. Op een zeker oogenblik ie h«t. hii O na vArlnnn van 1/ KAP.nndA in 1 . waaf KAP.nndA latArin 9. Anz De grootte van den druk voor ieder dezer oogenblikken stellen we voor door lijnen, die in de punten 0, 1, 2 enz. loodrecht op A B staan, waarby men indachtig zy, dat wy den in de eene richting werkenden druk door de bovenwaarts gerichte lynen, en den druk in de andere richting door naar beneden gaande lynen aanduiden. De drukwisselingen worden dan door de met E. M. K (electromotorische kracht of spanning of druk) gemerkte kromme iyn voorgesteld. Evenzoo construeeren we voor de stroomsterkte eene dergeiyke lyn J. Aangezien nu voor ons geval d. w. z. wanneer zelfinductie aanwezig is, de stroomsterkte achter de spanning aankomt, zoo bereikt ze later de nulwaarde en komt ook later tot de boven en onder de lyn A B gelegen maximum-waarden; de lijn J is met betrekking tot de golfiy'n van de spanning naar een later komend tijdsdeel verschoven. "We zullen nog op deze beschouwing moeten terugkomen- Fig. 13. electrischen stroom" terug. Een rese^ir^or ^ geisoleerden geleider aan maar „i * ■ • ■ eiectnciteit treft men in lederen klein tegenover de hoeveelheden, diel^rotmTo^tgele.r''d" ^ Z6e'' of capaciteit wordt aanzienlijk vermeerderd °"geleldt Dit ^vermogen geïsoleerden geleider een tweeden plaatsen en' Z tegenover ,ien geleiders met een apparaat in verbinding hr T Va" r S0Scheiden «» den eeüer"S/drrn, nlM,riC'W,,,',' als magnetisme, scheikundig of elec vl h J mogen. Zij alle onderscheiden zich daardoor dat zij eene verandering of eens bepaalde werking te voorschijn kunnen roepen Nu kan ieder der genoemde vormen, waarin het arbeidsvermogen in de natuur voorkomt, in een anderen overgaan, en wanneer wij dus electrisch arbeidsvermogen willen ontwikkelen, dan moeten wij een anderen vorm, die ons ten dienste staat, in den gewenschten omzetten. Het opwekken van electriciteit is dus niets anders dan eene verwisseling der verschillende soorten van arbeidsvermogen en de techniek moet er naar streven deze omzetting op de beste wijze te volbrengen. De eerste stroomontwikkelaars berusten op de omzetting van scheikundig in electrisch arbeidsvermogen. W« weten, dat bij scheikundige verbindingen arbeidsvermogen vrij wordt, evenals er bij ontleding dezer verbindingen arbeidsvermogen, meestal warmte, moet worden aangewend. In de meeste gevallen zal dit vrij wordend arbeidsvermogen als warmte, somtijds echter gedeeltelijk als mechanisch arbeidsvermogen te voorschijn treden; w\j herinneren slechts aan de ontplofbare mengels. Onder bepaalde omstandigheden openbaart zich dit vrij wordend arbeidsvermogen ook als electrische stroom. Op de eenvoudigste wijze voldoet men aan de bedoelde omstandigheden, wanneer men eene staaf of eene plaat van het metaal in eene vloeistof brengt, die het metaal aantast. Het scheikundig arbeidsvermogen, dat bij de verbinding van het metaal met de vloeistof vrij wordt, brengt een electrisch spanningsverschil tusschen deze twee stoften teweeg, waardoor een electrische stroom ontstaat. Ten einde dit mogelijk te maken, is het echter noodzakelijk, dat er buiten de zich verbindende stoffen een weg wordt gebaand. Wanneer wil dus eene zinken staaf in verdund zwavelzuur plaatsen, dat zich met het zink tot zinksulfaat verbindt, en dan het einde van de staaf, dat uit de vloeistof te voorschijn komt, b. v. door een koperdraad met de vloeistof vereenigen, dan is zulk een kringloop tot stand gebracht. Zoodra wij evenwel het koper in zwavelzuur brengen, ontstaat tusschen het koper en deze vloeistof eveneens een spanningsverschil, dat in tegengestelden zin werkt als het eerstgenoemde spanningsverschil. Is nu het eene grooter dan het andere, dan zal een stroom worden opgewekt. Hadden wij dus in de plaats van den koperdraad een draad van zink gebruikt, dan zouden de beide spanningsverschillen, tusschen zink en verdund zwavelzuur ontstaande, even groot zijn geweest en geen spanningsverschil overschieten om een stroom in het leven te roepen. De oudste toestellen ter opwekking van den electrischen stroom. Door de beschreven inrichting verschaffen wij ons het eenvoudigste toestel om een electrischen stroom door scheikundige werking in het leven te roepen, en het is ook het oudste, daar Volta in 1800 dezen eersten stroom-opwekker heeft uitgevonden. De op blz. 38 staande Fig. 18 geeft ons een denkbeeld van deze inrichting. Eene zink- en eene koperplaat staan tegenover elkander in een glas, dat voor ongeveer 2/s met verdund zwavelzuur is gevuld. Verbindt men nu de einden der platen, die uit de vloeistof te voorschijn komen, door een koperdraad, dan gaat er een electrische stroom doorheen. De richting van den stroom in den draad zijn wij overeengekomen ons voor te stellen als gaande van het Fig. 18. koper naar het zink, in de vloeistof echter van het zink naar het koper zoodat er een volledige kringloop wordt gevormd. ' "W ü kunnen dus zeggen: door de werking van het element wordt de elec- triciteit in een gesloten geleider rondgevoerd. Het element werktdus als eene pomp, die water in eene buis perst en het er aan het andere einde weer uitzuigt, zoodat het water door de buis en de pomp een kringloop maakt. Deze voorstelling sluit zich aan bjj eene vorige, toen w{j den electrischen stroom vergeleken by den waterstroom in eene buis, en wii zul- De zooeven b,»c„re»,„ noen,, IVZ ,121 hebben namen, die w« hier nog in het kort zullen vermelden men^rpolen vabneittme,taa,PlfeD' ^ den draad Z«n verbonden, noemt tTeve die van d. V'T", ' 06 P°0' Va" de koPei'Plaat heet de posi- den draad vin de nnst ° negatieve P°o1" stroom gaat dus door en diaad van de positieve naar de negatieve pool. Wanneer wfl later andere s roomopwekkers zullen leeren kennen, dan zullen wij op deze fde ^zë het deel. waar de stroom uit het toestel vloeit, de positieve pool he andere, waardoor de stroom weder in het toestel treedt, de negatieve pool noemen. later nof he6ten de electroden- eene benaming, die w« g U eene andere toepassing zullen leeren kennen. De draad die de vormt Vwordt beuitd6"nl ^ ge"eeite dö stroombaan buiten het'toestel den wee- Haf • enleidln^ genoemd, in tegenstelling van dat deel van den weg, dat zich binnen het element bevindt. bekeL.rApl!enft' fb6wVe h6t genoemde element, dat onder den naam van in het hpl t bekendstaat, nog een andere constructie aangegeven, die inn ' %an eeuw veelal door de natuurkundigen werd gebruikt en daarom wegens hare historische beteekenis ook nu nog in de meeste phvsische kabinetten wordt aangetroffen. Het is de Zuil van VoIta,X in £ 19"s eent'tweedeVoT gr°ndpIaat staan drie ^lazen staven, die boven door Trden de el cS " T Verbonden" T^<*en deze staven danie dat „' u t0t eene ZuiJ °P^apeld en wel zoo- lapje doek ofvUt ï f grondPlaat eerst een schijfje zink, daarop een P.ie doek of vilt, dat met verdund zwavelzuur is bevochtigd daarop een .„TC n"°'s'°s '™r *inkschMe' v^l6"^6 zink- en de eerste koperschijf vormen het eerste element; de twee volgende metaalplaat,es het tweede, enz. Daar de koperplaat van het eerste element de zinkplaat van het tweede aanraakt, staan zij beide en ook alle andere elementen zoodanig met elkander in verbinding, dat de totale werking van de zuil zoo groot is als de som der werkingen van ieder element afzonderlek; wij zullen dit later btf de verbinding tot batterijen nog nader toelichten. De koper- en zinkschijven, die elkander aanraken, kunnen ook, ten yinde eene betere geleiding te verkrijgen, aan elkander gesoldeerd worden. De bovenste plaat is eene enkele koperplaat, die door middel van eene schroef, of, evenals bij de onderste zinkplaat, door een aangesoldeerden draad, met de buitenleiding verbonden is. In plaats van koper, kan men ook schijven van zilver, goud of platina gebruiken, en de vroegere natuurkundigen hebben dikwijls hun ganschen voorraad zilveren muntstukken in hunne zuilen gestoken, wat hen gelukkigerwijze niet armer maakte, daar, zooals wij reeds hebben opgemerkt, alleen het zink wordt aangetast. De VoLTA'sche zuil geeft, zooals wij later zullen zien, een stroom van betrekkelijk groote spanning, maar kleine stroomsterkte. In vele gevallen is echter eene groote stroomsterkte noodig, bijv. voor het doen gloeien van draden en om een zoodanigen stroom te verkrijgen, gebruikte men een door Offerhaus in het jaar 1821 aangegeven vorm, dien de uitvinder, wegens de sterke warmte-ontwikkelaar, Calori-motor, warmte-ontwikkelaar, noemde. Bij dit toestel werd eene breede koperen plaat op eene even breede zinkplaat gelegd, echter zoodanig, dat de beide platen door reepen doek van elkander gescheiden waren en elkander dus nergens konden aanraken; vervolgens werden zij beide te gelijk op eene houten staaf gerold; het aldus verkregen cylindervormig lichaam werd dan, op de wijze zooals in Fig. 20 duidelijk is aangegeven, in een emmer geplaatst, die men met verdund zwavelzuur gevuld had. Dit element gaf voor korten tijd een tamelijk sterken stroom. De constante elementen. Slechts korten tijd duurde de stroom der zoo. even beschreven toestellen en dit was dan ook het gebrek van alle vroegere elementen. Zij werkten in het begin en gedurende eenige minuten zeer krachtig, maar hare werking verzwakte spoedig, en dit was de oorzaak, waarom de electrische stroom langen tijd geene practische toepassing heeft kunnen vinden. Het is toch gemakkelijk te begrijpen, dat het telegrafeeren met de zuil van Volta niet denkbaar is, omdat na korten tijd de zuil schoongemaakt en door eene nieuwe zou vervangen moeten worden. het noodzakelijk, de middelen tot liet nrm tt beteekems kreeg, was in de eerste pllats dus d« °pwekken ™ den electrischen stroom, doch hAl ancfriil^A •_ . voiuüioiirig aan, doordat men het zink amalgameerde, d. w. z. het na indompeling in verdund zwavelzuur met kwikzilver in aanraking bracht; de zinken plaat wordt daardoor bedekt met een laagje, dat uit eene legeering van zink en kwik bestaat. Kemp had reeds in het jaar 1822 ontdekt, dat zink-amalgama in het element dezelfde werking veroorzaakt als zink alleen, maar het voordeel heeft, dat het niet door het zwavelzuur wordt aangetast, wanneer het element niet gebruikt en er dus geen stroom ontwikkeld wordt; waarop Stubgeon in 1830 voorsloeg zulke geamalgeerde zink-AlAnfmHQn ir> "-vtwuwi m piel Cl IS Daardoor was wel is waar het onnoodig t" höï* 1_1_ * * ig SU. van de zinkplaat toe M geamaigeerde zmk-electroden in plaats zinkverbruik belet maar df ^ ™ is Waar het °"»ood,g rende he^tbruik „Tniet^ T ™wakkta* ** element gedu eenige jaren later i i8s7 Weggen°fme"- Dlt eerst aan Daniell, die Om de oorzaaV van d ' V°°£effeI«k «tok-koperelement samenstdde. voorkoming te kunnen d'e.verzwakkln^' hare werking en de middelen ter volgen, die eigenlijk pas in^en m°.eten. ^ hler eenige beschouwingen laten later zien dat dT5 J V g6nd Hoofdstuk thuishooren. Wij zullen stoffen te' ontleden &tr°°m de elgenschap heeft samengestelde vloei- stroom van he z nk d or het ™ d 7 ** elem6nt geschied»> wanneer de vloeistof wordt onSeedentlw f w het k°Pei" vIoeit= d* vormt, zet zich de bil de™ JÏÏ- h Zlnk met het zwavelzuur zinksulfaat van eene dunne huid gasbelletjes op" de"'kone' m.ende waterstof in den vorm grooter en weki fatWat6rSt°f en zwavelzu" * ningsverschil tusschen koperenT^eZ7Te7m^ f " ^ ^ der stroomsterkte verklaard nit Ju, ' Hlerdoor 18 het verminderen met dit door den stroom ontlede kopervitriool weder zwavelzuur, terwijl koper op de koperpool neerslaat. Waar dus vroeger de koperplaat met waterstof werd bedekt, kragen we nu eene voortdurende afzetting van zuiver koper daarvoor in de plaats en behouden dus dezelfde stoffen met elkaar in aanraking: zink met zwavelzuur, kopersulfaat met koper. Daar wij echter twee vloeistoffen hebben, die zich niet mogen vermengen, komt het er op aan beide gescheiden te houden, zonder het doorgaan van den stroom te beletten. Hiertoe scheidde Daniell de twee vloeistoffen door een poreuzen wand, welke de directe vermenging der vloeistoffen belet; maar aan den stroom een weg door zijne talrijke fijne openingen vrijlaat. Het Daniell-element is in Fig. 21 afgebeeld. In een glazen vat staat eene cylindervormig gebogen koperen plaat; daarbinnen bevindt zich een zoogenaamde poreuze pot, van onverglaasd aardewerk, en hierin staat weer een zinkcylinder. De ruimte tusschen het glas en den poreuzen pot wordt met een oplossing van kopervitriool gevuld, de pot zelf met verdund zwavelzuur. Somtijds wordt het koper in den poreuzen pot en de zinkcylinder daaromheen geplaatst; de vloeistoffen moeten dan natuurlijk ook van plaats verwisselen. Deze inrichting is eigenlijk in Fig. 21 aangegeven. Het bij de ontleding van het Fig- 21. kopervitriool vrij wordende zwavelzuur dringt, door de zoogenaamde endosmotische werking, door den poreuzen pot; het koper slaat op de koper-electrode neer, waardoor deze dus niet van hoedanigheid verandert. Daar evenwel door de voortdurende afscheiding van koper uit het kopersulfaat, deze oplossing steeds zwakker wordt, is het noodig, ten einde het element langeren tijd te kunnen gebruiken, nu en dan versche kopersulfaat-kristallen in de vloeistof te brengen. Zoolang deze aanwezig zijn en het zink niet verbruikt is, blijft het element een constanten stroom geven. Het daniell-element heeft talrijke veranderingen ondergaan, die echter alle tot dezen grondvorm zijn terug te brengen. Eenige hiervan, die zich door het ontbreken van den poreuzen wand onderscheiden, zullen wij later bij de elementen voor zwakkere stroomen bespreken. Alleen zij hier nog eene verandering vermeld, die wij aan den beroemden Engelschen natuurkundige Sir William Thomson (Lord Kelvin) te danken hebben. Op den bodem van een platten houten bak (Fig. 22), die met lood is gevoerd, zijn vier houten klossen bevestigd. Hierop plaatst men de roostervormige zink-electrode, die zoodanig in perkamentpapier ligt, dat de ondervlakte en de opstaanden zijden er door worden omsloten. In den houten bak wordt nu eene oplossing van kopervitriool gegoten, Men ^plaatst "de'nl' ^ T""' h6t perkament wordt gevormd, met water vult. van ieder element door'Tn ü °? V6rbindt het Iooden -kleedsel het zink van het 'daaronder rtTT. ge®oldeerden omgebogen reep lood, met elkander tot een e7Z Z fP f Zoodoende worden de elementen met zuil hebbergeïïn D IZr,611',6^318 W« « reeds b« de VcxVsche 2 wak zjjn, totdat zich e ..„p/ 81 e ementen volgens Thomson zal eerst maar afgescheiden en tot het zink iTd "h ^ kopervitriooi-oplossing heeft vfoiiocua uuui Sir William Thomson uitgedacht, telegraaftoestel, den Syphon Recorder, dien wü later zullen beschreven en welke bjj de overzeesche telegrafie dienst doet. Toen men eenmaal had ingezien, op welke wjjze de vroegere elementen konden worden verbeterd, kwamen er talrijke nieuwe constructies te voorschijn, en evenals tegenwoordig ieder rechtschapen electrotechniker minstens eene booglamp of een microfoon moet hebben uitgevonden, om in het gild te wnrdAn n nnmr» r>- r ig. nien, was iiet vóór dertig of veortig "««Md, een ntaJ'SémZ''J? z»:,rmMt,ihf "°f 'r*w'«»<* onzen weg dè vil» ,! Th ° Het ligt „at„url(Jk niet op hier te «Lekten• w7,T 'T mis,chien »«< " wol duizenden, op de verdere L i °nS V6eleer 6r toe bepalen de voornaamste, die tegenwoordig ™„ J^'Z, ™ ^ 2«" « censtan te6^?^!!11011? 111 ' '' Weg' die" DsNIELL bü de samenstelling der langen'tiid een 1 ^ ~ Z°° noemt men de elementen, die gedurende had ingeslagen volÉrd an,6n' d' ^' Z' ?elÖkmatigen stroom kunnen leveren — *= > o'&den hem andere onderzoekers en uitvinders dat Tü d7eTecTroddee J6rbeterT SMEE ^ (1840)' daarin -staande, uit eene ch orMnl f waterstof ontstaat, met platina-spons, welke reeds opgemerkt d^ neergeslagen, overtrok. Wij hebben vroeger toepassen envéle " tS ^ k°P6r' °°k andere metalen kan ook het platina^waarïor^ ^TeZZ iTZ *" ^ T p'atina spons wordt op eene platina- of, ter besparing, ook op "zlSplaaf bevestigd. Overigens heeft dit element overeenkomst met het beker-element van Volta. Als vloeistof wordt eveneens alleen zwavelzuur gebruikt. Het bekleedsel van platina-spons geeft aan de electrode een fluweelachtige oppervlakte, waarvan de gevormde belletjes waterstof gemakkelijk kunnen loslaten, zoodat zij in de lucht ontwijkend en niet meer storend werken. De waterstot wordt dus in het smee-element niet door chemische, maar door physische middelen onschadelijk gemaakt. De werking van het element is, wat zijne constantheid betreft, eene vrij goede, en men heeft het daarom gedurende langen tijd in de telegrafie gebruikt, tot het door betere werd verdrongen. Het G-rove-element. Het danifll-element heeft het gebrek, dat de stroom oerst de kopervitriool-oplossing moet ontleden, om de gevormde waterstof onschadelijk te maken. De ontleding van vloeistoffen vordert echter arbeid van den stroom en daardoor gaat een gedeelte van het electrisch arbeidsvermogen, dat in het element wordt ontwikkeld, bi) de ontbinding van het kopervitriool voor ons verloren. Men zocht daarom naar andere stoffen, die in staat waren de waterstof te oxydeeren, en de Engelschman Grovk gebruikte hieitoe salpeterzuur. Nu tast echter salpeterzuur de meeste metalen aan en Grove kon daarom in een element met salpeterzuur geen Koper gebruiken, maar bezigde nu platina. De constructie van het element van Grove (Fig. 28). dat in 1838 werd uitgevonden, is in beginsel gelijk aan dat van Daniell, alleen is het koper door platina en de kopervitriooloplossing door salpeterzuur vervangen. Men plaatst bij het platina-element het zink gewoonlijk in de buitenste ruimte en het platina in den poreuzen pot. Daar men het dure platina in dunne platen gebruikt, is het voor het behoud der elementen noodzakelijk het metaal door eene passende inrichting tegen beschadiging te beveiligen. Men bevestigt de S-vormig gebogen plaat daarom aan eene ronde porselijnen schijf, waarbij twee rechthoekig omgebogen stukken koper zijn aangebracht, die aan de platina, plaat zijn vastgemaakt (Fig. 24). Bij deze inrichting kan dus de ter verbinding aangebrachte klemschroef stevig worden aangeschroefd, zonder het platina te beschadigen. Het zink staat evenals bij het Daniell element in vfirdnnd zwavelzuur. Het salpeterzuur oxydeert electrode ontwikkelde waterstof tot water. Daardoor wordt het echter zelf verdund en bij een bepaalden graad van verdunning houdt de werking op. De vloeistof kan dus niet evenals de kopervitriool-oplossing op eenvoudige wijze geconcentreerd worden gehouden. De werking van het GRovE-element is echtei om vroeger gemelde redenen sterker dan die van het ÜANiELL-element. Terwijl de electromotorische kracht bij dit laatste ongeveer 1 Volt bediaagt, is zij bij het element van Grove 1,7 Volt. Het Bunsen-element. Men had reeds vroeger opgemerkt, dat kool in een Fig. 23. nu de aan de platina- Mg. -'4. ^relr;i~rrjuT aanget,ast wordt ais piaüna eniaghet De houtskool die toen ^ dUr® PlaÜna te &ebruiken. van kon,lf nIg b6kende 6n V°°r het doel bn»kbare vorm VcUl KOOiStöI was. IR waoario i_ • « Alo,fr. , , . . 7 "V6W1,° "rtXO pwiousneia eenter met voor JW? doeleinden geschikt en eerst de beroemde scheikundige friT" mldd,il om "ne"" «• w 'lLn il! r het P'"1"» 'n 1' elementen toepaste, ij zullen later de fahripptrA var» nniirn i_ _ i RPhHIvAn U •„ ° ° "ctlUÜ KOien naCler Ö©- teeln Z' ? ^ re6dS °Pmerke». dat de kool, die zich naamdA g oe'ende retorten der gasfabrieken afzet, de zoogebruik fn :'et°rt®nk00'"' eveneens zeer geschikt is voor het gekomt Z ! T6 constructie van het element van Bunsen nlaTL T hCt GR0VE'el«t overeen, doch Bunsen hI )en f.vr0HSPr0 ,"k <1842) de k001 in den vorm van een Ar w°m den poreuzen Pot- eene inrichting, die door koolXat ^H e" g6eSt ^ gew«zigd> dat hü de prismatische natuuWMk JZ « T>™ht •* «»— «rt, Jaatt k001. bevindt, terwijl het zink in"TOr^nï^aVSr'" iïïfZ7Z r™~ .isttrriröLd.ai,°T^ im"*> **—* »•* k, heeft eene groote verspreiding gevonden. Niet alleen bedient- mon ninh • , , . . " C1 "i aö laboratoria tot het op- wekken van sterke stroomen, maar ook in de galvanoechmek paste men het bij voorkeur toe, niettegenstaande . gebreken. Het ontwikkelt namelijk, evenals het element van Geove, onaangename gassen en vooral wanneer het salpeterzuur uitgeput raakt, stijgen er dichte bruine dampen uit op, met een benauwden, prikkelenden reuk Zoolang echter het galvanische element het eenige toestel was, waarmede men electrische stroomen kon te voorsc lijn roepen, moest men deze gebreken wel voor uT?.n e" h6n d00r eene zorgvuldige behandeling onschadelijk trachten te maken. Chrooinzuur-element. Reeds in hetzelfde jaar ( 84-), waarin Bunsen zijn element uitvond, gaf de be- kfinflft RorliinonKft i_ .• ^ "aiuurKunaige I'oggendorff een ander zuur in staat is de D'" het ch r 0 0 m z " " r, dat evenals het salpeter- Zom™ i «hter , Dev.rv^rdigm^an ™ oplossintr van dnhhpi v, ^ 6n 10m gebruikte Poggendorfp eene oplossing van dubbel-chroomzure kali, waaraan zwavelzuur wordt toegevoegd. >) t.dS;n ■»«. « Fig. 25. De chemische processen, die bij de toepassing van deze samengestelde vloeistof plaats hebben, zijn tamelijk ingewikkeld; het zij voldoende hier te vermelden, dat het zwavelzuur de dubbel-chroomzure kali ontleedt en chroomzuur vrijmaakt; uit het chroomzuur wordt een gedeelte van de zuurstof vrii en verbindt zich met do waterstof; in de vloeistof blijft dan chroomaluin opgelost. Deze chroomzuur elementen onderscheiden zich daardoor van de Grove- en de üaniell-elementen, dat zij reukeloos zijn en eene grootere electromotorisclie kracht hebben, ongeveer 2 Volt. Daarentegen is de werking niet zoo aanhoudend als bij de laatstgenoemde elementen, hetgeen echter in vele gevallen niet zoozeer in aanmerking komt als de afwezigheid van eene schadelijke gasontwikkeling. Zij hebben echter nog een ander voordeel: men kan namelijk den poreuzen pot laten vervallen en het zink in dezelfde vloeistof plaatsen als de kool. Deze vereenvoudiging is voor vele doeleinden van groot belang, want zij maakt het in-werking-stellen en ook de reiniging van het element gemakkelijk. De toepassing van het chroomzuur heeft voor de ontwikkeling der galvanische elementen eene nieuwe richting geopend en wij zullen eenige der hiertoe behoorende constructies, die voor de practijk van beteekenis zijn geworden, nader beschrijven. Wij moeten echter eerst nog vermelden, dat, ook wanneer het element niet in werking is, het zink door de dubbel-chroomzure kali wordt aangetast, en om dit verlies te vermijden, heeft men de chroomzuur-elementen zoodanig ingericht, dat men het zink, na gebruik, gemakkelijk uit vloeistof kan lichten. Een zeer doelmatigen vorm heeft Gkenet in 1856 aan zijn flescli-element gegeven (Fig. 26). Eene buikige, glazen flesch is door een houten of ebonieten deksel gesloten. Aan het deksel zijn twee koolplaten in evenwijdigen stand met geringe tusschenruimte bevestigd en met eene der op het deksel aangebrachte klemschroeven geleidend verbonden. In het midden van het deksel staat een metalen busje, waarin eene geelkopere" staaf loodrecht op en neer kan worden geschoven. Aan het ondereinde van deze staaf is de zinkplaat bevestigd, die dus tusschen en evenwijdig aan de twee koolplaten kan worden bewogen. Door middel van eene schroef kan men de staaf in het busje, dat geleidend met de tweede klemschroef is verbonden, vastzetten en zoodoende de zinkplaat op iedere willekeurige hoogte brengen. Het glazen vat wordt nu met bovengenoemde vloeistof zóó ver gevuld, dat het zink in den hoogsten stand niet met de oplossing in aanraking is. Wanneer men het element wil gebruiken, heeft men het zink slechts met behulp van de staaf te laten zakken, totdat het in de vloeistof dompelt. Dit is eene zeer practische inrichting, daar het element, dat ook wel dompelelement heet, steeds gereedstaat om te worden gebruikt. d n m fh L18 eene er" Van soort^el«ke constructie afgebeeld. Het is eene mpelbattertf van C. en E. Fein, te Stuttgart, waarvan de inrichting uit itnl Th 01', nad0re b6SChr«ving du^elijk is. Wanneer men niet, gedurende Jangen tyd een electrischen stroom noodig heeft hiiv in i, i i i f • „ker het Eemge elementen kunnen eene kleine gloeilamp gedurende één of twee Van Str°0m V00rzien; meer ma» men ^ "iet van verwachten, ofschoon men dikwijls beproefd heeft, de chroomzuur-elementen voor electrische verlichting op grooter schaal toe te passen. Eene uitgebreide^ croef heeft te'parüs gen°men ^ ver]ichting van h*t „Comptoir d'Escompte" Men had aldaar 60 batterijen, ieder van 48 elementen, opgesteld en met den denTh' i" m6n daarrne''e verkreeg, eenige honderden gloeilampen en verschei v onltorrrn geV°ed- D°°r middel Van Misleidingen werd7e^verbruikte uit een reservoir'\lZToeJ9™**11 d°°r ande'"e b"iZen Versche °Plossine Het geheele toestel werd daardoor tamelijk ingewikkeld en Fie 28 treeft een denkbeeld van de wijze, waarop dezebatterijen waren ingericht Le p oefneming was wel grootsch opgevat, maar zij heeft bewezen, dat de chroom- z uur-elementen voor de electrische verlichting niet geschikt zijn. Men heett daarom na korten tijd de zaak weder opgegeven. Eenige woorden over het gebruik van batterijen voor electrische verlichting mogen hier worden ingelascht; wellicht kunnen zij dezen of genen der lezers tot waarschuwing dienen. Het denkbeeld van eene verlichting door batterijen is wel verlokkend. Om maar één geval te noemen, denke men zich, dat de eigenaar van eene villa gaarne in éóne of meer kamers eenige gloeilampen zou wenschen aan te brengen, en ook in de gelegenheid wilde zijn de slaapkamer op ieder oogenblik van den nacht, door eenvoudig maar op een knopje te drukken, door één of meer lampjes te verlichten. Daartoe een dynamo, motor,enz.aan te schaffen, vindt hjj te kostbaar en de bediening te omslachtig; maar een dozijn galvanische elementen in den kelder te plaatsen, die steeds gereedstaan stroom te geven, zou hem wel lijken, zelfs al waren de bedrijfskosten hooger dan bij toepassing van machines. Vele electrotechnici hebben daarom getracht m deze behoefte te voorzien, maar tot nu toe is het nog niet gelukt eene verlichtingsbatterij samen te stellen, die aan billijke eischen voldoet. Alle proefnemingen op dit gebied zijn mislukt, niet alleen omdat het licht veel te duur werd, maar vooral omdat de verlichtingsbatterijen eene veel te zorgvuldige behandeling vereischen, zoodat de bediening van de batterij slechts aan een deskundige kan worden opgedragen en ook dan nog storingen in het bedrijf niet tot de zeldzaamheden behooren. Hiermede wordt niet bedoeld, dat de zich steeds verder ontwikkelende electrotechniek ons eenmaal niet de middelen zal bieden, om ook aan bovenbedoelde eischen der practijk te voldoen; tegenwoordig kan zij dit echter nog niet. Nu zijn wel is waar vergeefsche pogingen niet te laken, alleen omdat zij geene goede uitkomsten hebben opgeleverd, maar wat wel ten strengste moet worden veroordeeld is het feit, dat uitvinders van verlichtingsbatterijen, gebruik makende van de bestaande behoefte aan deze toestellen, groote sommen aan goedgeloovigen wisten af te troggelen, door hun voor te spiegelen, dat alle moeilijkheden door deze nieuwe batte- ryen waren overwonnen. In Amfirik-a j ^ . millioenen guldens voor zulke uitvindingen door vefbT^I^' Frankr«k 2«n die later tot hunne schade moesten ondervinden da"f kapit.aIisten betaald' batterij waardeloos was en hun geld alleen h f 200 hoog ger°emde zoogenaamden uitvinder te spekken. ' g end om de beurs van den Het Schanschieff-elemsnt. Een element- Hof worden, is dat van Schanschieff Deze ontdekt i "°g verdlent sen°emd te kwikzilver met zwavelzuur in zwavelzuur . ' °e men eene verbmding van oplossing benevens kool en zinkplaten al ? °P sen en ste)de met deze Het heeft eene spanning van 1 4 vS a\electroden element samen, stanten stroom geven waarna Lt vin " " V6,e lang «en vr« connieuw zink moef wo^T^ ZZZmZ^ *ï' "" ™ overgelaten is het dadelijk weer voor gebruik gereed ™8 ^ ZiChZ6lf der elementen, die besten^fl^n Tooide'on^wik^TT°V6r tot de behandeling en in de eerste plaats eene toepassLfhebhl*elmg vanzwakkerestroomen telegraaf-ingenieurs hadden er, van het besin " g6Vonden 111 de telegrafie. De b|j, elementen te gebruiken die zoo en*rif- aan> e0n verklaarbaar belang in het gebruik waren; maar hoe eenvordie- d°°P ,m°gelök' eenyoudig en zeker ook moge schijnen, zijn er toch vele iaren P'OSSlng van dit waagstuk thans geslaagd is, een go^en st oomontwfkkeL V°°rb«gegaan' ^rciat men er in In den aanvang heeft menTe! '7 06 te'egrafie te construeeren. vu'dig gebruikt, later ook het Danieli pIp ^ r8ven e,ement van Smee veel- schappen door doelmatige verandering611 WaarVan men de goede eigen- deze wijze is een "°g traChtte te ^rbeteren Op de belangrijkste en meest verspreide soor/^stroomen ontstaan; beschreven. verspreide soorten zUn in de volgende bladzijden het vroeger befchrevlThebbeif.^is^voor^ff DANIELL"element. ™oaIs w(j de behandeling; de breekbare poreuze pot het^f"^ tamelijk omslachtig in veroorzaken veel last en tijdverlies Het t h ™n kopervitriool, enz. toen het aan Prof. Meidinger, te Karlsruhe gelukt?den"! ^gr°°te Verbetering' element te verbannen. Hij plaatste namelüt J ,'' 1 P°reuzlt\jd aangebiacht (Fig. 35). Daartoe wordt een brei gebezigd van zuiver koperoxyd- of koperpoeder en koperchlorid-oplossing; door verhitting gedurende een half uur op 100° wordt de massa vast en stevig, zoomede bestand tegen sterke stroomen en stooten. Echter is in gereduceerden (ontladen) toestand de stof weeker en poreus, zoodat de zuurstof weer gemakkelijk bij blootstelling aan warme lucht opgenomen wordt. De vloeistof is een 25% oplossing van botende soda, waarin zich de zinkplaat bevindt; deze is (geïsoleerd) aan het gietijzeren deksel bevestigd, welke met 2 schroeven en een gummirand luchtdicht op de bak wordt geschroefd. Een der schroeven is tevens de positieve klem; door een ventielbuisje kunnen de zich ontwikkelende gassen ontwijken. Het zink wordt zeer regelmatig verbruikt, evenredig met de stroomafname. De oplossing moet natuurlijk vernieuwd worden, indien zij uitgeput is. Het element wordt in 3 grootten gemaakt, met resp. 100, 150 en 1200 amp. uren capaciteit; het totale gewicht dezer cellen bedraagt met vulling ca. 4,1, 5,4 en 50 KG-, De spanning is echter bij het eind der ontlading slechts 0,5 Volt. De capaciteit is ongeveer 5 maal zoo groot als die van een Cupron-element van dezelfde grootte. Waarschijnlijk is er voor dit element eene toekomst weggelegd met het oog op de Osmiumlamp en dergel., waarover later, daar deze juist eene vrij lage spanning vereischt. Dit bezwaar van de lage spanning is niet aanwezig bij het element van Decker, een Amerikaansche vinding, hetwelk veel van zich doet verwachten. In principe bestaat het uit de ingredienten van het PoGGENDORFF-element; het bijzondere ligt in de constructie. De zinken platen van groot oppervlak bevinden zich ieder in eene platte, zeer dunne poreuze bak, welke echter door ribben de noodige stevigheid bezit en met verdund zwavelzuur gevuld is. De positieve platen zijn van grafiet en van groeven en verstijfde randen voorzien. Zij zijn tegen de poreuze bakken geplaatst, te zamen in den ebonieten bak, gevuld met een oplossing van natriumbichromaat en verdund zwavelzuur. Door deze inrichting is de inwendige weerstand zeer gering. Deze bedraagt slechts 0,013 Ohm voor een element met 2 zink- en 3 grafietplaten. De hardgummibakken zijn in vier afdeelingen verdeeld, elk bevattende 2 poreuze bakken en 3 grafietplaten; de afdeelingen staan door buisjes met elkaar in vei binding, zoodat de bichromaatoplossing van uit een reservoir gemakkelijk ververscht kan worden; ook de poreuze bakken zijn met een buis verbonden. Een element als boven vermeld gaf bij ontlading gedurende 5 uur 15 minuten 24 ampères, waarbij de spanning daalde van 1,9 tot 1,3 Volt; na geschud te zijn gaf het nog gedurende 53 minuten eveneens 24 ampères Het is dus vooral geschikt voor electrische voertuigen en voor treinverlichting. Het totale gewicht van het element bedroeg 7.65 KG., het leverde dus ongeveer 32,4 Watt-uren per KG. gewicht, hetgeen ca. het dubbele bedraagt van de capaciteit van een gewonen accumulator. Het opnieuw „laden", bestaande uit het vernieuwen der vloeistoffen, geschiedt in enkele minuten; dit behoeft niet, zooals het laden van accu's, onmiddellijk na de ontlading te geschieden. Wat de kosten betreft, deze bedragen tot dusver aan zink, zwavelzuur en natriumbichromaat ca. ƒ0.85 per P. K. uur; dit is nog wel hoog, maar kan verminderd worden door uit de verbruikte vloeistoffen door electrolyse het zink terug te winnen en de chromaatoplossing te heroxydeeren. De productiekosten der electriciteit met elementen van het type Lalande zyn belangrijk hooger, ca. ƒ13.— per P.K. uur! Zeer eigenaardig zjjn de elementen van Buhot; deze gebruikt namelijk als depolarisatie-middel vloeibaar chloor, zoodat de cellen dus een stevig en hermetisch gesloten omhulsel moeten hebben. Het zink bevindt zich in een verdunde zoutzuuroplossing, de positieve pool bestaat weer uit kool (ook wel uit zilver). By eene latere, verbeterde constructie is het element trommelvormig met horizontale as, om welke het door een riemschijf in draaiende beweging wordt gebracht; daarbij komen de schijfvormige positieve platen afwisselend in de zoutzuuroplossing en in de ruimte daarboven, die chloorgas bevat, waarbij de volmaakte depolarisatie ontstaat door de bekende energieke werking van het chloor. Dit gas kan door een kraan uit een nevengeplaatst reservoir met vloeibaar chloor toegelaten worden. De droge elementen. Bij laatstgenoemde en ook bjj sommige technische toepassingen van de chloor-zilver-elementen kwam het er op aan een element te gebruiken, dat niet alleen weinig plaats innam, maar ook goed gesloten was, hetgeen bij de vroeger beschreven elementen niet kan worden bereikt, daar aan de gassen, die zij ontwikkelen, een uitweg moet worden vrijgelaten, en bovendien de constructie der elementen eene afsluiting onmogelijk maakt. Nu is het echter voor vele doeleinden gewenscht over een element te kunnen beschikken, dat goed gesloten is en als een vast lichaam kan worden behandeld. Eén geval uit vele moge hier worden opgenoemd. Onze groote trans atlantische schepen worden „with all modern improvements", zooals in de Amerikaansche aankondigingen te lezen staat, met alle gemakken van den tegenwoordigen tijd dus, uitgerust, en daartoe behoort natuurlijk ook eene uitgebreide electrische schelinrichting, zooals een groot hotel het niet beter hebben kan. Aan den electrotechniker wordt de aanleg besteld en hij moet nu maar zien, dat hij het klaarspeelt. Een schip heeft echter de slechte gewoonte te schommelen en somtijds zelfs zeer sterk. Plaatst men dus bijv. gewone Leclanchéelementen, zooals wij deze zooeven hebben leeren kennen, als stroombron in de electrische leiding van het schip, dan is het maar al te zeker, dat zij zeeziek worden en hun inhoud uitstorten. Maar zelfs wanneer wij van deze nautische toepassing der galvanische elementen afzien, doet zich ook op het land dikwijls de behoefte gevoelen, elementen aan te wenden, die als droge, vaste lichamen kunnen worden opgesteld en geen bijvullen van water noodig maken. Dit nu heeft aanleiding gegeven tot de vervaardiging der zoogenaamde droge elementen. Aanvankelijk beproefde men dit op primitieve wijze, door de glazen der leclanché-elementen met zaagsel te vullen, deze poreuze massa met eene salmiak-oplossing te drenken en dan het element door pek of een dergelijk materiaal af te sluiten. Maar deze elementen voldeden niet in de practyk. Men nam daarop tot andere opzuigende middelen zijne toevlucht, zonder daardoor de gasontwikkeling en de daaruit voortkomende storende verschijnselen te kunnen beletten. Daarna voegde men aan de oplossing gelatine, l\jm en andere stoffen toe, om zoodoende het element vast te maken. Na vele vergeefsche pogingen gelukte het dan ook droge elementen te vervaardigen, die aan billijke eischen voldoen. Een der eersten, die een bruikbaar en sedert zeer verspreid element in den handel bracht, was een dokter te Mainz, Dr. Gassner Jr., die uit salmiak, zinkoxyd en indifferente stoffon, door toevoeging van water, een deeg vormde en daarmede de elementen vulde. Deze worden met eene pekachtige stof afgesloten en vormen zoodoende een vast lichaam. Gassner gebruikte geene afzonderlijke bakken voor de beide electroden, maar maakte de zink-electrode cylindervormig, plaatste daarin dekoolelectrode en vulde haar vervolgens met het deeg. De dubbele rol, die daardoor het zink moet vervullen, brengt echter eenige bezwaren met zich mede. In de eerste plaats moet men er voor zorgen, dat bü de vereeniging van verschillende dezer elementen tot eene batterij de zinken cylindervormige bakken elkander niet aanraken, want anders is een der elkander aanrakende elementen in zichzelf, of, zooals men dit noemt, kort gesloten. Het neemt dan aan de totale stroomontwikkeling geen deel en is spoedig uitgeput. Vervolgens moet men aan het zink eene aanzienlijke dikte geven, daar het op de eene plaats sterker aangetast wordt dan op de andere, en er bij een dunnen cylinder dus hier en daar gaten zouden kunnen ontstaan, waardoor de vochtige massa te voorschijn komt. Men keerde dus weer tot de oude manier terug, om afzonderlijke bakken als omhulsel voor het element aan te wenden, en gebruikte daartoe eerst glazen vazen, die echter wegens de groote breekbaarheid niet te verkiezen zijn; vervolgens echter papier, dat met een vernis wordt overtrokken. De toepassing dezer droge elementen levert voornamelijk voor electrische schelinrichtingen, die niet altijd met de vereischte zorg kunnen behandeld worden, vele voordeelen op en deze elementen vinden daardoor meer en meer ingang in de practyk. Dientengevolge is eene geheele reeks, deels goede, deels [minder goede, droge elementen uitgevonden. Ten einde onjuiste voorstellingen te voorkomen, wijzen wij er op, dat de benaming „droog" alleen daarop betrekking heeft, dat de elementen uitwendig droog zijn. Tusschen de electroden moet echter bij elk element vloeistof aanwezig zijn, hetzij als vrije vloeistof, hetzij opgezogen door eene of andere stof, b.v. zaagsel, meel, papier, waarmede het een deeg of eene gelatineachtige stof vormt. Het is aan de firma Hellesen's Enke & v. Ludvigsen te Kopenhagen gelukt een droog element samen te stellen en zoodanig te verbeteren, dat dit element bevrijd is van de vele bezwaren, waarmede het tot dusver behept was. Zij putten zichzelf niet uit, zijn zeer duurzaam en hebben een geringen inwendigen weerstand. Het grootste type, n°. O, heeft een capaciteit van 300 arap. uren en een inwendigen weerstand van slechts 0,06 Ohm; het kleinste type, n°. 8, resp. 5 amp. uren en 0,4 Ohm. De spanning bedraagt 1,5 Volt, dus is vrij hoog. De elementen worden ook in 4 of 6 Volt batterijen samengevoegd, geleverd voor de ontsteking van rijwiel- en automobielmotoren, voor welk doel zij aan hooge eischen moeten voldoen. Eenige der meest belangrijke elementen hebben we hiermede beschreven; vele zeer merkwaardige moesten worden voorbijgegaan. Ten einde een overzicht te verkrijgen, zouden we de vermelde soorten kunnen splitsen in de volgende rubrieken: a. Elementen met één vloeistof en polarisatie (Volta). b. Elementen met één vloeistof zonder of met geringe polarisatie (Smee, chroomzuur Leclanché, chloorzilver, Cupron). c. Elementen met twee vloeistoffen en onveranderlijke chemische samenstelling (Daniell, Meidingee, Callaud). d. Elementen met twee vloeistoffen en veranderlijke chemische samenstelling (Geove, Bunsen). Het Jablochkoff-element. "Wij hebben zooeven opgemerkt, dat de electroden met eene vloeistof in verbinding moeten zijn en bij onze vorige elementen was dit eene oplossing of eene andere koud-vloeibare stof. Er is nu ook een element geconstrueerd, waarin eene heete vloeistof wordt gebruikt. De uitvinder hiervan was de te Parijs wonende Rus Jablochkoff, wiens naam wij nog dikwijls zullen noemen. Tot recht begrip dezer uitvinding, die thans nog onbruikbaar, maar de eerste schrede is op den zoo gezochten weg, moeten wij eerst eenige verklarende woorden laten voorafgaan. Tot nu toe hebben wij uitsluitend zink aangewend voor de electrode, die opgelost wordt. In plaats van zink kan men echter ook iedere andere stof nemen, die eene verbinding met eene vloeistof aangaat, bijv. ijzer, dat men meermalen voor dit doel heeft willen gebruiken. De twee Göttingsche geleerden Wühler en Weber en anderen hebben zelfs elementen voorgeslagen, waarbij beide electroden uit ijzer bestonden; zij brachten dan om de eene electrode eene vloeistof aan, die ijzer aantast, om de andere daarentegen eene vloeistof, die geene werking op ijzer uitoefent. Op dezelfde wijze heeft Napoleon III in de beide doorhem uitgevonden elementen koperkoper en zinkzink, dus ook twee gelijksoortige electroden, aangewend. Wij kunnen dus aannemen, dat ieder lichaam, dat met een ander eene verbinding aangaat, wanneer de omstandigheden hiertoe gunstig zijn stroom kan ontwikkelen. Nu is koolstof een lichaam, dat niet alleen zeer goedkoop is, maar ook bü zijne verbinding met de zuurstof, die in de lucht in onuitputtelijke hoeveelheden voorhanden is, betrekkelijk zeer veel energie ontwikkelt, en daarom hebben de electro-technici er steeds naar gestreefd, dezen uitstekenden drager van arbeidsvermogen te gebruiken tot onmiddellijke ontwikkeling van den electrischen stroom. Maar daar stuiten wij op eene groote moeilijkheid. Het is wel is waar niet moeilijk de koolstof met zuurstof te verbinden, daartoe hebben wij haar eenvoudig te verbranden; maar wanneer nu bij de verbranding werkelijk eene electrische spanning tusschen de koolstof en de aangrenzende laag zuurstof ontstaat, dan kunnen wij haar toch niet benuttigen, daar de zuurstof den stroom niet geleidt. Dat bij de verbranding werkelijk electriciteit wordt ontwikkeld is bewezen, maar zy openbaart zich wegens het geringe geleidingsvermogen van de zuurstof slechts voor een uiterst klein gedeelte naar buiten; verreweg het grootste deel van het ontwikkelde arbeidsvermogen wordt onmiddellijk in warmte omgezet. Nu kwam Jablochkoff op de goede gedachte, de zuurstof, die de verbranding moet teweegbrengen, niet in vrijen vorm te gebruiken, maar gebonden aan een smeltbaar lichaam, waarvan zij zich gemakkelijk afscheidt. Hij nam een ijzeren kroes, vulde dezen met kalium- of natrium-salpeter en smolt dat zout op het vuur. Vervolgens dompelde hjj in de gesmolten massa een koolstaafje, dat aan een draad was bevestigd. De zuurstof van het salpeter tastte dadelijk de kool aan en verteerde haar langzamerhand. Verbond men het stukje kool met den ijzeren kroes door een draad, dan ging hier een stroom doorheen. Op het voorbeeld van Jablochkoff heeft men ook getracht in plaats van eene heetvloeibare oxydeerendo massa eene koud-vloeibare te gebruiken, en zulke elementen, wraarin het zink door kool is vervangen, zijn reeds meermalen samengesteld. Eene practische toepassing hebben zij echter nog niet kunnen krijgen, gedeeltelijk omdat de bestanddeelen te duur zijn, gedeeltelijk omdat de elementen spoedig verzwakken, en ook omdat er storende en gevaarlijke verschijnselen by hen optreden. Het groote vraagstuk, de oxydatie van de koolstof onmiddellijk ter ontwikkeling van den electrischen stroom te benuttigen, is dus reeds in studie genomen, maar van eene bruikbare oplossing zijn wij nog zeer ver verwijderd. Eerst wanneer de scheikunde ons eene stof ter beschikking stelt, die reeds in koud-vloeibaren toestand sterk oxydeerend op de koolstof werkt en, hetgeen daarenboven zeer belangrijk is, door de zuurstof uit de lucht weer gemakkelijk regenereert, d. i. na de oxydatie weer zuurstof uit de lucht opneemt, en bovendien volkomen zeker is in het bedrijf, eerst wanneer al deze voorwaarden in dezeltde stof zijn vereenigd, kunnen wij de hoop koesteren, de kool onmiddellijk of na eene geringe toebereiding aan de stroomontwikkeling dienstbaar te maken. Ook hier blijkt het dus weder, dat voor de electrotechniek nog een groot veld braak ligt, dat eerst na vele jaren geheel bebouwd zal zijn. De Gasbatterq. Op dezelfde wijze als de verbranding van kool, kan men ook de verbinding van waterstof en zuurstof ter ontwikkeling van den electrischen stroom toepassen. Wij hebben de waterstof reeds als eene onwelkome spelbreekster leeren kennen, daar zjj de werking der elementen b\j haar optreden aan het koper, enz. verzwakt, en de oorzaak is van de polarisatie. Wij zullen deze eigenschap wat nader beschouwen. Reeds spoedig na de ontdekking van Volta bemerkten Caklisle en Nicholson (1800), dat water door den stroom van eene VoLTA'sche zuil wordt ontleend. Zet men twee plaatjes platina in water, waarin men een weinig zuur heeft gemengd (Fig. 36) — het zuur heeft alleen ten doel het geleidingsvermogen van het water te vergrooten — en verbindt men hen met eene voldoend krachtige stroombron, bijv. twee BuNSEN-elementen, dan ontwikkelen zich aan het eene platinaplaatje waterstof-, aan het andere zuurstofbelletjes en wü merken op, dat de waterstof steeds aan de negatieve pool, de zuurstof aan de positieve te voorschijn treedt. Verbinden wij nu, nadat de werking eenigen tijd heeft geduurd, de beide platinaplaatjes met een instrument, dat een electrischen stroom kan aantoonen (galvano meter), dan zien wij, dat de twee plaatjes gedurende korten tijd een stroom geven. Wanneer wij de rich¬ ting van den stroom nagaan, dan bemerken wij, dat de door de platinaplaatjes ontwikkelde stroom de omgekeerde richting heeft van den ontleaenden ;Fig. 37). Daar de platina-plaatjes door de ontleding niet veranderd worden, moeten wij de oorzaak van dit verschijnsel aan de waterstof- en zuurstof-bel:etjes toeschrijven, die nog aan de plaatjes eyn blijven hangen. Zij hebben het strepen behouden, zich met elkander tot svater te vereenigen en zullen bij deze verbinding stroom ontwikkelen. Wij zullen later zieri, welke belangrijke toepassing men in de laatste jaren van deze sigenschap heeft gemaakt in de zoogenaamde secundaire elementen of accumulatoren. Aanvankelijk trachtte men langs een anderen weg, als die door de moderne electrotechniek is ingeslagen, genoemd verschijnsel te benuttigen, door n.1. gasbatterijen te construeeren, waarin het zink en het koper door waterstof en zuurstof zijn vervangen. Grove was de eerste, die zulk een element samenstelde (1829). Het bestaat, zooals Fig. 38 duidelijk maakt, uit eene glazen tlesch met drie halzen; de middelste is door eene stop gesloten, in do Fig. 38. beide andere zijn glazen buizen gestoken, die van boven gesloten en van onder open zijn. Deze bevatten ieder een smallen reep platina, die tot dicht bij de opening van de buis reikt en boven door een ingesmolten platinadraad met een kwikbakje of eene klemschroef, ter afleiding van den stroom, is verbonden. De flesch wordt met water, waarin een weinig zwavelzuur is gebracht, gedeeltelijk gevuld, zoodat de open einden der buizen in de vloeistof uitkomen, en, nadat de middelste hals gesloten is, omgekeerd, waardoor ook de buizen met vloeistof gevuld worden. Plaatst men haar weder recht overeind, dan bleven de buizen vol en de ingesloten lucht verzamelt zich in het bovenste gedeelte van de flesch. Wanneer men nu de beide reepen platina met eene stroombron verbindt, dan ontwikkelt zich aan den eenen zuurstof, aan den anderen waterstof, en de buizen worden met beide gassen gevuld. Wordt hierop de verbinding tusschen de stroombron en de tlesch verbroken, dan kan deze zelf stroom geven, waarbij de vloeistof weder ontleed wordt, zoodat zich aan de waterstof-electrode zuurstof en aan de zuurstof-electrode waterstof ontwikkelt, water gevormd wordt en het niveau in de beide buizen stijgt. De eerstgemelde ontwikkeling van de beide gassen door den electrischen stroom is geen noodzakelijk vereischte; men kan de buizen ook uit gashoudertjes met de betreffende gassen, die men langs chemischen weg heeft bereid, vullen, en verkrijgt dan dezelfde werking. Eene practische beteekenis heeft deze batterij niet, maar uit een theoretisch oogpunt is zij zeer interessant. De Thermo-zuil. Aan de hierboven beschreven elementen tot ontwikkeling van den electrischen stroom, met behulp van chemisch arbeidsvermogen, zullen wij eenige inrichtingen toevoegen, die wel is waar voor de practijk nog van weinig belang zijn, maar die als het begin van nieuwe ontwikkelingen moeten worden beschouwd. In de eerste plaats kunnen wij dan het thermo-element noemen. In de Inleiding hebben wij er op gewezen, dat bij de tegenwoordige stroomontwikkeling de verbrandingswarmte van de steenkool door de stoommachine in arbeidsvermogen van beweging en vervolgens door de dynamo-machine in electriciteit moet worden omgezet. In de galvanische elementen wordt zink verbruikt, dat met behulp van steenkolen uit de ertsen gewonnen is. Het zou natuurlijk veel voordeeliger zijn, wanneer wij den stroom uit de eerste hand konden verkrijgen, d. w. z. door de warmte onmiddellijk in electrische energie om te zetten. Wij bezitten echter nog niet de middelen, om dit op groote schaal te volvoeren, maar hopeloos is de wensch in geenen deele, want wij weten, dat de mogelijkheid er toe bestaat. Ja, wij bezitten zelfs een werktuig, dat deze omzetting ten uitvoer brengt; wel is waar op zeer onvolkomen wijze, want het verandert slechts een klein gedeelte der bü de verbranding vrij wordende energie in electriciteit, zelfs belangrijk minder dan de stoom- en dynamo-machines. Dit toestel is het thermo-element. De Duitsche natuurkundige Seebeck deed in 1822 de ontdekking, dat door de verwarming der verbindingsplaatsen van twee verschillende metalen een stroom kan ontstaan. Dit verschijnsel wordt door het in Fig. 39 afgebeelde toestel gemakkelijk aangetoond. Aan de uiteinden van een cylinder van bismuth (SS') is een dubbel rechthoekig omgebogen reep koperC vastgesoldeerd. Binnen in het raam, dat aldus wordt gevormd, is een magneet AB aangebracht, die op eene verticale stift kan draaien. Plaatst men nu het toestel zoodanig, dat de magneetnaald in het vlak van het metalen raam is gelegen, en verwarmt men vervolgens eene der beide soldeerplaatsen, dan wijkt de naald uit haar oorspronkelijken stand af, een bewijs, dat er in de metalen een electrische stroom ontstaat. Wanneer wij de andere soldeerplaats hadden verwarmd, dan zou de magneetnaald naar den anderen kant zijn afgeweken, waaruit wij het besluit trekken, dat de stroomrichting in beide gevallen niet dezelfde is geweest. Fig, 39. Hadden wij beide soldeerplaatsen even sterk verwarmd, dan zou er geen stroom zijn ontstaan; om dezen te voorschijn te roepen, moet er een temperatuurverschil tusschen de beide soldeerplaatsen tot stand worden gebracht, en hiervan is weder het gevolg, dat er warmte van de warmere naar de koudere plaats stroomt. De stroomontwikkeling ontstaat dus daardoor, dat een gedeelte van den warmestroom in een electrischen stroom wordt omgezet. Wij kunnen dientengevolge ook eene soldeerplaats afkoelen, in plaats van verwarmen; er zal dan van de andere verbinding warmte naar de eerste vloeien en daardoor een electrische stroom ontstaan, die nu echter van tegenovergestelde richting is als bij de verwarming van eerstgenoemde soldeerplaats. Waardoor komt nu de omzetting van stroomende warmte in electrische energie tot stand? Wanneer wij dit wisten, zouden w\j deze methode van stroomontwikkeling wel kunnen verbeteren. Maar wij weten het niet; het feit is ons bekend, maar niet de algemeene grondbeginselen dezer omzetting, en hiermede moeten wij ons voorloopig vergenoegen, totdat het natuuronderzoek op dezen weg verder is doorgedrongen. Men heeft dikwijls getracht het thermo-element voor practisch gebruik in te richten, z\j het dan ook maar tot opwekking van zwakke stroomen. In het laboratorium is het een zeer gemakkelijk toestel, daar men slechts de gaskraan te openen en het gas aan te steken heeft, om onmiddellijk stroom te verkrijgen. Door R. J. Gülcher is eene thermo-zuil geconstrueerd, die niet zoo spoedig • onbruikbaar wordt als de vroegere thermo-zuilen. Uit Fig. 40 blijkt eenigszins de inrichting van het apparaat. Op het bovenvlak van het gastoevoerkanaal staan twee evenwijdige rijen nikkelen buisjes, die van boven gesloten en hier met een krans van fijne gaatjes voorzien zijn. Het gas, dat uit de openingen stroomt, wordt aangestoken en verwarmt den kop van het nikkelen buisje. Op de buisjes zijn stukken eener antimonium-legeering gestoken, zoodat de hitte aan de verbindingsplaats der beide verschillende metalen wordt ontwikkeld en de thermo-electrische werking te voorschijn roept. Aan de antimoniumstukken zijn reepen koper gesoldeerd, die rechthoekig naar onder zijn omgebogen; deze dienen ter afkoeling en ter verbinding van het antimonium-stuk, waaraan zij zijn bevestigd, met het nikkelen buisje van liet volgende element. De constructie van de zuil is zeer practisch en hare werking betrekkelijk krachtig. Het gasverbruik is tamelijk gering, zoodat de grootste zuil, waarvan de spanning ruim tweemaal zoo groot is als die van een bunsen-element slechts 170 Liter gas per uur verbruikt. De zuil van Gülcher is dus zeer Fig 4U. geschikt om den electrischen stroom te ontwikkelen voor laboratoria, kleine gilvano-tectinische inrichtingen, voor geneeskundige doeleinden, enz. Kort geleden is door A. Heil eene zoodanige verbetering in de constructie der thermo-elementen gebracht, dat hij daarbij een belangrijken stap nader is gekomen tot de oplossing van het vraagstuk om op economische wijze door warmte met behulp van eene thermo-zuil electrisch licht te verkrijgen. De ongunstige werking van thermo-zuilen is voornamelijk te wijten aan gebrekkig contact en den daardoor aanwezigen grooten overgangs-weerstand bij de soldeerplaatsen tusschen het positieve en negatieve metaal. Heil heeft nu gevonden, dat door nikkel bij donkerroode gloeihitte met eene antimoonlegeering (het -j- metaal) in te wrijven een laagje ontstaat, hetwelk een geheel met het nikkel uitmaakt en waarmede de legeering aldus innig verbonden kan worden; er ontstaat als 't ware op de verbindingsplaats een geleidelijke overgang van het eene metaal in het andere, zooals dat bij vele metalen wordt waargenomen. Verder is Heil nog tot de uiterst belangrijke ontdekking gekomen, dat de antimoon-legeering na in gebruik te zijn geweest, bij contact met het negatieve metaal eene alliage van koper en nikkel) aan hei verwarmd geweest zijnde einde 30°/0 meer potentiaal verschil geeft dan aan het koud gebleven einde; met andere woorden, er is een soort polarisatie opgetreden in het antimoonstaafje, dit is uit een electrisch oogpunt niet meer gelijkslachtig en deze interessante omstandigheid maakt, dat de electromotorische kracht eene belangrijke vermeerdering ondergaat! De juiste samenstelling der alliages en de constructie der elementen wordt om begrijpelijke redenen geheim gehouden. Het toestel heeft den naam van Dynaphoor (krachtdrager) ontvangen. In de Fig. 41a en 41ft is het apparaat voor gasof petroleumverwarming in horiz. en vertic. doorsnede, in Fig. 42 voor cokesverwarming aangegeven. Men ziet in beide afbeeldingen duidelijk de rondom geplaatste thermo-elementjes, voorzien van afkoelingsplaten. Dat de bereikte verbetering noemenswaard is volgt wel uit het feit, dat bij hetzelfde gewicht de dynaphoor vijfmaal zooveel levert als eenGüLCHER- Fig. 416. Fig. 42. zuil, terwijl het nuttig effect het dubbele bedraagt. De productiekosten der electrische energie met cokesverwarming zouden bedragen 3 ct. per 100 wattuur, dat is dus een prijs overeenkomende met die van electrische centrales voor de verbruikers. Een apparaat, dat ca. 0.5 M3. gas per uur verbruikt, levert ongeveer 2,5 amp. bij 10 Volt; de inwendige weerstand van de zuil bedraagt 3,5 Ohm. Zeer doelmatig kan, zooals de uitvinder aangeeft, de zuil bijv. om de knalpot van een automobiel aangebracht worden ter verlichting van het rijtuig en voor de ontsteking van den motor, waarbij geprofiteerd wordt van warmte, die anders toch verloren gaat; trouwens in den kachelvorm als in fig. 42 is het tevens een verwarmingstoestel. Het thermo-element wordt veel gebruikt om warmtewerking by natuurkundige proeven waar te nemen, en voor dit doel behoort het tot de meestgevoelige instrumenten. Deze toepassing is het eerst door Melloni aangegeven. Hjj stelde een thermoelement uit bismuth en antimonium-staafjes samen, die afwisselend in eene onafgebroken reeks met de einden aan elkaar waren gesoldeerd. Worden nu de soldeerplaatsen 2, 4, 6, enz. verwarmd, die van oneven rang afgekoeld, dan werken alle daardoor ontstane warmtestroomen in denzelfden zin op de stroomontwikkeling en in de reeks staafjes ontstaat dan een electrische stroom, dien men met behulp van een galvano meter kan aantoonen. Ten einde de gelijktijdige verwarming der soldeerplaatsen van even rang en de afkoeling der andere verbindingen op eenvoudige wijze te kunnen verkregen, wordt de keten zigzagvormig gemaakt (Fig. 43), zoodat de soldeer¬ plaatsen 1, d, 5, enz. naar den eenen, en 2, 4, 6, enz. naar den anderen kant komen te liggen. Verschillende lagen van zulke kleine batterijen worden op elkander gelegd en verbonden. Zij vormen dan een kubus, dien men in eene koperen bus steekt. Fig. 44 geeft eene afbeelding van eene complete zuil; de draden, die aan het toestel zijn verbonden en gedeeltelijk zichtbaar zijn, voeren naar een galvano-meter. Deze inrichting is zóó gevoelig, dat, wanneer men er op 50 cM. afstand de hand voorhoudt, de naald van den galvano meter ten gevolge der warmteuitstraling eene afwijking ondergaat. Licht-elementen. Daar ook licht een vorm van arbeidsvermogen is, kan men verwachten, dat het zich eveneens in electrische energie laat omzetten. Dat is ook inderdaad het geval en het werd in het jaar 1839 het eerst door E. Becqüehel opgemerkt. De electrische werking komt tot stand, wanneer men twee metaal-platen in eene geleidende vloeistof brengt en eene daarvan verlicht, de andere in de schaduw laat. De werkingen zijn echter slechts door zeer gevoelige instrumenten aan te toonen en de lezer mag zich dan ook niet voorstellen, dat wy in staat zijn, overdag het zonlicht op te zamelen en dan 's nachts electrisch licht er door te ontsteken. Wij maken alleen maar melding van deze licht-elementen, om aan te toonen, dat de electrische stroom door omzetting uit alle bekende vormen van arbeidsvermogen kan ontstaan. Wij moeten hier nog met een enkel woord spreken over een verschijnsel, dat eene zeer practische beteekenis heeft. 5 L De electrische weerstand van selenium verandert, wanneer op deze stof licht valt; bü sterker verlichting wordt hij kleiner. Werner Siemens heeft zulke „seleniumcellen" vervaardigd, die bü verlichting slechts '/is gedeelte van den weerstand hebben, dien zij in het duister bezitten. Wij zullen op deze electrische werking van het licht nog nader terugkomen, wanneer wij de proefnemingen vermelden, die omtrent het zien op groote afstanden door middel van den electrischen stroom zijn genomen. De vereeniging der elementen tot batterijen. Verscheidene elementen kunnen met elkander verbonden worden en men noemt deze combinatie dan eene galvanische batterij. Men kan nu de elementen op verschillende wijzen tot eene batterij vereenigen en welke manier men moet toepassen, hangt geheel af van de werking, die men te voorschijn wil roepen. Daar een dergelijk vraagstuk ook nog later ter sprake zal komen, zullen wij hier in het kort de schakeling van batterijen behandelen. Wij herinneren er in de eerste plaats aan, dat wij het galvanisch element hebben vergeleken met eene pomp; door zijne werking wordt de stroom uit de positieve pool in de geleiding gedreven, doorstroomt deze en de toestellen, die zich in de keten bevinden, en gaat dan naar de negatieve pool, die van haar kant de beweging ondersteund door de electriciteit op te zuigen, en dus in dezelfde richting werkt als de positieve pool. In het element perst dan de met de negatieve pool verbonden electrode (het zink) den stroom door de vloeistof naar de electrode van de positive pool en deze drukt hem weder naar buiten in de geleiding, die de twee polen vereenigt; er ontstaat dus een voortdurende kringloop. Wat zal er nu gebeuren, wanneer wij twee elementen met elkaar verbinden? Deze vereeniging kan blijkbaar op twee wijzen worden tot stand gebracht; ten eerste kunnen wij, Fig. 45 B, de zinkpool van het onderste mei ae zumpuui van het bovenste element en op dezelfde wijze de beide positieve polen met elkander vinden. Ten tweede, Fig. 45 A, kunnen wij de positieve pool van het onderste met de negatieve pool van het bovenste element en de positieve van het bovenste met de negatieve pool van het onderste element vereenigen. In het eerste geval hebben de drukwerKingen aer positieve puien l0(5Di.overgestelde richting, evenzoo de zuigwerking der negatieve polen. Wanneer deze werkingen bij beide elementen even sterk zijn, kan er geen stroom ontstaan. Zijn deze werkingen niet even groot, dan zal er een stroom gaan van het sterkere naar het zwakkere element toe; deze stroom ontstaat dus door het verschil der spanning van beide elementen. Bij deze inrichting Fig. 45 B werken de elementen elkander dus tegen. Het omgekeerde heeft plaats in het tweede geval (Fig. 45 A). Hier wordt de drukwerking van het onderste element door de zuigwerking van het bovenste element ondersteund, en even zoo de druk van het laatste door de zuiging van het eerste. Twee alzoo veibonden elementen werken dus in dezelfde richting en ondersteunen elkander. Wanneer de elementen op laatstgenoemde wijze zijn vereenigd en dus de positieve pool van het eerste element met de negatieve van het tweede, enz. verbonden wordt, dan zegt men, dat de elementen achter elkander af in serie geschakeld z\jn. Maar ook de andere methode, waarby de elementen elkander tegenwerken, kan tot het ontwikkelen van electrische stroomen worden toegepast. Vereenigen wy namelijk de twee draden, die de gelijknamige polen der beide elementen verbinden, door een derden draad, (lig. 45C), dan zal de drukwerking, die van de twee vereenigde polen uitgaat, zich in den verbindingsdraad doen gelden, en daar het andere einde van dezen draad aan de zuigwerking der beide negatieve polen is blootgesteld, zullen de lieide elementen hunne stroomen in den verbindingsdraad persen en hen aan ilen anderen kant weder opzuigen. Men noemt deze wijze van verbinding der elementen parallelschakeling. Hetgeen wij hier voor twee elementen hebben verklaard, kunnen wjj ook tot meer elementen uitbreiden, lig. 46 geeft in A eene afbeelding van de serie-schakeling en in B van de beide methoden ook voor een willekeurig aantal elementen kunnen worden toegepast. Welk onderscheid bestaat er nu tusschen deze twee wijzen van schakeling? Om dit na te gaan, moeten wij onze vergelijking met de pompen verder uitwerken. Wanneer wij zes gelijke pompen zoodanig achter elkander plaatsen, dat de persbuis van iedere pomp met de zuigbuis van de volgende verbonden is, dan zal dezelfde waterstraal de geheele reeks pompen doorloopen. Geeft nu iedere pomp bijv. één kubieken meter water per minuut, dan veiplaatsen de zes pompen te gelijk ook niet meer dafi één kubieken meter per minuut, want iedere pomp krijgt het water van de voorafgaande. Maar wanneer eene pomp haar kubieken meter zooveel drukking geeft, dat het water een meter hoog kan stijgen, dan zal de tweede pomp hem een tweeden meter drukhoogte geven, de derde een derden meter, enz., zoodat de zes pompen een kubieken meter water tot eene hoogte van zes meters zullen opvoeren. Door het achter elkander schakelen der pompen wordt dus de hoeveel heid opgepompt water niet vermeerderd, maar de drukwerking wordt evenredig met het aantal pompen vergroot, zoodat zes pompen het water zesmaal hooger kunnen opvoeren dan ééne pomp. Nu verbinden wij onze zes pompen op eene andere wijze. Wij laten de zuig buizen in ééne gemeenschappelijke w«de zuigbuis uitkomen en evenzoo de persbuizen in ééne gemeenschappelijke afvoerbuis. In dit geval verplaatst iedere pomp uit de zuigbuis een kubieken meter water op eene drukhoogte van één meter in de afvoerbuis, de zes pompen dus zes kubieke meters, maar slechts op één meter drukhoogte. Bij deze parallelschakeling der pompen wordt dus de drukking niet, maar de hoeveelheid water wel vermeerderd en ook weer evenredig met het aantal pompen. Deze beschouwingen zullen wij nu toepassen op de vereeniging van elementen. Schakelen wij onze zes elementen achter elkander, dan werken de ongelijknamige polen, die met elkander zijn verbonden, in dezelfde richting, en de drukking zal door ieder nieuw element worden vermeerderd, zoodat twee elementen te zamen het dubbele spanningsverschil, de dubbele electromotorische kracht, zullen hebben als een enkel, drie elementen het drievoudige, enz. Bij het achter elkander schakelen der elementen stijgt dus de totale electromotorische kracht evenredig met het aantal elementen, bij zes gelijke elementen zal er derhalve tusschen de vrijgebleven negatieve pool van het eerste en de eveneens vrijgebleven positieve pool van het laatste element het zesvoudige spanningsverschil lieerschen als tusschen de polen van een enkel element. Bij de parallel-schakeling werken de met elkander verbonden elementen, zonder de spanning te vermeerderen, gemeenschappelijk op de buitenleiding; wij mogen echter niet a priori zeggen, dat daardoor de stroomsterkte evenredig met het aantal elementen wordt vergroot. Om dit te begrijpen, moeten wij in herinnering brengen wat in de Inleiding is gezegd. De stroomsterkte hangt niet alleen af van het spanningsverschil, maar ook van den weerstand. Wanneer wij nu zes elementen achter elkander verbinden, dan vermeerderen wij daardoor de spanning, maar daar de stroom ieder element moet doorloopen, zoo ondervindt hij in de zes elementen te zamen den zesvoudigen weerstand van een enkel, en bij dezen inwendigen weerstand komt nu nog de weerstand in de 'duit en 1 eidin g. Wanneer wij echter zes elementen parallel verbinden, dan wordt de spanning, ten opzichte van een element afzonderlijk, niet verhoogd. De geheele stroom verdeelt zich nu over de zes elementen en vindt dus in de batterij als het ware een zesmaal breederen weg, die alzoo ook maar een zesde gedeelte van den weerstand van een enkel element zal hebben. De parallel-schakeling vermindert dus den inwendigen weerstand van de batterij evenredig met het aantal elementen. Nu zijn wjj in staat na te gaan, welken invloed de wijze, waarop de elementen tot eene batterij worden vereenigd, op de stroomsterkte zal hebben. Zooals wtf vroeger hebben gezien, hangt de stroomsterkte af van het spanningsverschil en van den totalen weerstand in de keten, en w\j zullen dus, ten einde eene groote stroomsterkte te verkregen, het spanningsverschil zoo groot en den weerstand zoo klein mogelijk moeten nemen. Hoe aan deze voorwaarde wordt voldaan, hangt af van den weerstand in de buitenleiding. Gesteld, dat de buitenleiding een grooten weerstand heeft. Wanneer wij nu onze zes elementen achter elkander verbinden, dan vermeerderen wij daardoor het spanningsverschil, maar tegelijkertijd ook den inwendigen weerstand van de batterij. Daar de uitwendige weerstand echter groot is, zal de totale weerstand door de betrekkelijk geringe vermeerdering van dien in de batterij naar verhouding niet belangrijk worden gewijzigd, en wy zullen dus in het geval, dat de weerstand buiten de batterij belangrijk is, de elementen achter elkander moeten verbinden, om de stroomsterkte zoo groot mogelijk te maken. Nu stellen wij het geval, dat de weerstand buiten de batterij zeer klein is; wanneer wij dan onze zes elementen weer in serie schakelen, vermeerderen wij weer het spanningsverschil, maar ook den inwendigen weerstand. Nu zal echter de weerstand van de batterij het grootste gedeelte uitmaken van den totalen weerstand en de vermeerdering van de spanning helpt ons weinig, daar zij eene bijna evenredige vergrooting van weerstand meebrengt. De zes elementen geven dus in dit geval een stroom, die maar weinig sterker is, dan bij het gebruik van een enkel element. Wij moeten onze poging dus opgeven, om door vergrooting van het spanningsverschil een sterkeren stroom te verkrijgen, en zullen daarentegen den weerstand moeten verminderen. Dit kunnen wij bereiken door de elementen parallel te verbinden. (Fig. 46 B). Uit deze beschouwing kan men afleiden, in welke gevallen de eene of de andere wijze van verbinding moet worden toegepast, en wij zullen hier den regel vermelden, die steeds de beste schakeling aangeeft. Met een gegeven aantal elementen zullen wij de grootste stroomsterkte verkrijgen, wanneer de inwendige weerstand der batter ij zoo veel mogelijk gelijk is aan dien van de geleiding daarbuiten. Niet altijd zullen wü dit door het achter elkander of parallel-schakelen van alle elementen kunnen verkrijgen; somtijds zal men zijne toevlucht moeten nemen tot eene gemengde schakeling; door het aantal beschikbare elementen in groepen te verdeelen, de elementen van iedere groep achter elkander en vervolgens de verschillende groepen parallel te verbinden. De berekeningen, waaruit men kan afleiden, hoe een gegeven aantal ele menten voor ieder bijzonder geval tot eene batterij moet worden vereenigd, kunnen wij hier niet vermelden, daar het ons nu maar te doen is om de beginselen, waarop ae scnaKenng der elementen berust. Wij zullen later deze grondbeginselen bü andere electrische toestellen nog dikwijls moeten toepassen en hebben er daarom reeds nu het een en ander over gezegd. Ten slotte geven wij nog eene afbeelding van eene batterij, bestaande uit zes Bunsenelementen, die in twee groepen verdeeld zijn. De drie elementen van iedere groep, A,, A,, A:, en B,, B2, B.,, zijn achter elkander, terwijl de beide groepen onderling parallel zjjn geschakeld (Fig. 47). Uit de Figuur blijkt duidelijk, hoe in beide gevallen de zinkcylinders en de koolstaven zijn verbonden. DE DYNAMO-MACHINE. Inleiding. — De magneto-electrische machine. — Fet dynamo-electrische beginsel. — De eerste dynamo-machine. — De ring van Pacinnotti-Gramme. — De ijzeren kern van het anker. — De dynamo machine van Gramme. — Het trommelanker. — De nieuwere dynamo-machines. — Commutator-machines. — De wisselstroommachines. — De vroegere wisselstroommachines, — De nieuwere wisselstroommachines. — De stroomloop in de dynamo's. e eerste toepassing van den electrischen stroom, d e telfgufie heeft zooals wij gezien hebben, de verbetering der galvanische elementen op onmiskenbare wijze bevorderd, maar zij gaf niet den stoot tot de verdere ontwikkeling van de methoden ter voortbrenging van den stroom. Dit is verklaarbaar, want toen de telegrafie in de verbeterde elementen gemakkelijke en zekere stroomontwikkelaars had gevonden, waren hare eischen voor langen t^d bevredigd. Machines tot het voortbrengen van den stroom zouden lang zoo doelmatig niet zijn geweest als het stille galvanische element, dat steeds gereed staat stroom te leveren en betrekkelijk weinig bediening vereischt. Tegenwoordig begint men wel is waar ook reeds met machinestroom te telegrafeeren, maar dit is een gevolg van de ontwikkeling der electrotechniek. Er waren evenwel andere toepassingen van de electriciteit, waarvoor men naar eene inrichting zocht, die de elementen kon vervangen; toepassingen, waarbij de voortbrengingskosten van den stroom veel meer gewicht in de schaal leggen dan bij de telegrafie. In de eerste plaats was dit het geval bij de galvanotechniek, die behoefte had aan goede stroom-ontwikkelingstoestellen, en dan ook veel heeft bijgedragen tot de uitvinding en de verbetering der dynamomachines, die wij in de volgende bladzijden zullen leeren kennen. Vervolgens deed zich in stijgende mate de wensch gevoelen, hoe electrisch licht in toepassing te brengen; hiertoe op groote schaal elementen te gebruiken, daaraan behoefde men, zooals wij hebben uiteengezet, niet te denken. Wij zullen in het vervolg nog nader zien, hoe de techniek de middelen, die haar op dit gebied ten dienste stonden, steeds vermeerderde, en na vele moeilijkheden te hebben overwonnen, ook werkelijk het gewenschte doel bereikte. Hoe zij verder van hare overwinningen gebruik maakte, zullen wij in dit boek nog uitvoerig beschrijven. Wij kunnen niet nalaten den lezer de ontwikkeling van de dynamo-machine van hare geboorte af in korte trekken te schilderen. Op de electrisehe tentoonstelling, in het jaar 1883 te Weenen gehouden, hadden de Denen een kompas tentoongesteld. Dit bescheiden instrument liep niet zeer in het oog en de meeste bezoekers zijn er dan ook voorbijgegaan zonder het op te merken. Het zou echter juister geweest zijn, wanneer het eene eereplaats hadde gekregen in het midden van de rotonde, in het centrum der geheele tentoonstelling; want dit kompas is een merkwaardig instrument voor de electrotechniek. Oerstedt heeft er namelijk in het jaar 1819 het eerst mede opgemerkt, dat eene magneetnaald onder den invloed van een electrischen stroom eene afwijking ondergaat; en deze ontdekking is de grondslag geweest, waarop men verder heeft voortgebouwd en heeft daardoor aanleiding gegeven tot de grootste uitvindingen op het gebied der electrotechniek, waarvan wij thans de vruchten plukken. Weinige maanden naar de waarneming van Oerstedt ontdekte de beroemde natuurkundige Ampère de mechanische werking van electrische stroomen onderling en bijna gelijktijdig vond de niet minder beroemde Franschman Arago, eveneens aangespoord door de ontdekking van Oerstedt, eene tweede, magnetische werking van den stroom: het aantrekken van ijzerdeeltjes door een draad, waarin een electrische stroom vloeit. Toen hij dit verschijnsel aan Ampère, die juist zijne groote ontdekking had gedaan, meedeelde, sloeg deze voor, de werking te versterken door den draad spiraalvormig om eene stalen staaf te winden. Deze gemeenschappelijk uitgevoerde proef had den besten uitslag en daarmede was de electro-magneet uitgevonden. Elf jaren later zette de geniale Engelsche natuuronderzoeker Faraday deze onderzoekingen voort en vond daardoor het omgekeerde van de ontdekking van Ampère en Arago. Terwijl Ampère de mechanische, Arago de magnetische werking van den stroom had leeren kennen, toonde Faraday aan, hoe men een electrischen stroom kan verkrijgen door de beweging van een gesloten geleider in een magnetisch veld. Reeds spoedig na de ontdekking van Faraday streefden de uitvinders er naar, de nieuwe methode tot het opwekken van electriciteit uit bewegingsenergie practisch toe te passen en wanneer men niet tientallen van jaren aan het gebruik van staalmagneten had vastgehouden, maar reeds spoediger electromagneten had aangewend, dan zou men reeds veel vroeger tot deconstructie van de dynamo-machine zijn gekomen. Dit is echter thans, nu wij den gang der ontwikkeling kunnen overzien, gemakkelijk gezegd. Wanneer wij achterwaarts blikken, valt het niet moeilijk aan te geven hoe men het beter had kunnen doen; maar als do weg nog vóór ons ligt en wij ons door het dichte struikgewas zonder wegwijzer en zonder kompas een pad moeten banen, dan zullen wij maar zeer zelden onmiddellijk den besten weg vinden. Uit de machine met staalmagneten, zooals zij naar aanleiding van de ontdekking van Faraday het eerst werd gebouwd, ontwikkelde zich later de machine met electromagneten en eindelijk werd ook het laatste lid, dedynamoelectrische machine, door Werner Siemens aan deze reeks toegevoegd. Hiermede was eene methode gevonden, arbeidsvermogen van beweging in electrische energie om te zetten, en waren de moeilijkheden uit den weg geruimd, die het te voorschijn roepen van sterke stroomen belemmerden. Na dien tijd heeft de electrotechniek in zeer korten tijd eene uitbreiding gekregen, die in de geschiedenis der techniek zonder wederga is, en niet zelden waren reeds na weinige jaren inrichtingen verouderd, die bij haar ontstaan in overeenstemming waren met den toenmaligen stand der techniek, maar in dat tijdsverloop door nieuwe verbeteringen werden overvleugeld. De weg, dien wij zooeven in vliegende vaart hebben doorloopen, zullen wij thans langzaam en zorgvuldig rondblikkend afleggen en daarbij door Figuren aantoonen, hoe de machines tot het opwekken van sterke stroomen gaandeweg zijn verbeterd. De magneto-electrische machine is de voorloopster van de dynamoelectrische machine; de grondbeginselen z\jn voor beide dezelfde. Wij beginnen daarom met de eerste soort en zullen daardoor vanzelf de voornaamste werkingen, waarop de dynamo's berusten, leerer. kennen. In de Inleiding hebben wij den lezer bekendgemaakt met de krachtlijnen, die door een magneet worden uit¬ gezonden, en gezien dat, wanneer een gesloten pjg_ 43 geleider bewogen wordt en daarbij krachtlijnen snijdt, er, zoolang de beweging door de krachtlijnen duurt, een electrische stroom in dien geleider ontstaat. Wij hebben toen het bijzonder geval behandeld, dat een geleider een zeker aantal krachtlijnen omvatte en dit getal gedurende de beweging toe- of afnam. Dit geval zullen wij hier nu wat uitvoeriger behandelen en kunnen dan tegelijkertijd in toepassing brengen hetgeen wij in het vorige Hoofdstuk over de veieeniging van elementen tot batterijen hebben gezegd. Naar aanleiding van Fig. 7 hebben wij uiteengezet, hoe het aantal krachtlijnen, dat door een cirkelvormig gebogen geleider, dien men in een magnetisch veld draait, wordt omsloten, bij de beweging toe- en afneemt, zoodat er in dien geleider nu eens in de eene en dan weder in de andere richting electrische stroomen zullen ontstaan. In plaats van een enkelen ring nemen wü nu meer ringen, die tot eene spiraal met elkander zijn verbonden (Fig. 48). Er wordt dan bij bovengenoemde beweging in iederen ring eene electromotorische kracht opgewekt. Iedere ring wordt dus als het ware eene stroómpomp en, daar de ringen zoodanig onder elkander zijn verbonden, dat de drukopening van den eenen met de zuigopening van den volgenden is verbonden, zal volkomen hetzelfde gebeuren, wat wij bij het achter elkander schakelen van elementen hebben uiteengezet: de totale drukking zal gelijk zijn aan de som van de drukkingen, die in iederen ring afzonderlek ontstaan. Wanneer w\j de spiraal op eene plaats doorsnijden, dan zullen de beide einden, die daardoor vrij worden, de polen vormen van dit stroom-ontwikkelingstoestel en wij kunnen de beide polen, die gedurende de beweging worden gevormd, door een geleider verbinden, waardoor dan een stroom zal gaan. Door de vermeerdering van het aantal windingen zal dus de spanning grooter worden. Het aantal krachtlijnen, dat door den gelei¬ der wordt omsloten , kan nu echter ook op eene andere wijze toe- of afnemen. Zij breiden zich, zooals wij in de Inleiding hebben gezien, van de pool af uit, zoodat dicht bij de polen haar aantal grooter zal zijn dan verder er vandaan, en een cirkelvormige geleider zal dus bij de pool meer krachtlijnen omsluiten dan op een grooteren afstand van haar. Hoe dichter wy dus met onzen ring tot de pool naderen, hoe grooter het aantal der omsloten krachtlijnen zal worden; er zal dus, en dit is het slot van onze redeneering, door de nadering van den ring tot de pool een electrische stroom in den ring worden opgewekt. Hetzelfde geschiedt natuurlijk, wanneer wij den geleider van de pool af bewegen; beide stroomen, die nl. bij het naderen en het verwijderen ontstaan, hebben echter tegenovergestelde richtingen. Het zal nu natuurlijk op hetzelfde neerkomen of wij hierbij den magneet of, zooals in in Fig. 49 is aangeduid, den ring bewegen. Wy kunnen op grond van deze beschouwingen reeds een magnetoelectrische machine construeeren. "Wij bevestigen (Fig. 50) een platten draadklos, bestaande uit vele win¬ dingen, op eene krukas, zoodat hij bij iedere omwenteling van de kruk voorbij de magneetpool N gaat, en draaien vervolgens de kruk. Telkens, wanneer de klos zich naar de pool toe beweegt, zal er een stroom in ontstaan, en eveneens zal dit het geval zijn, als hij er zich van verwijdert, maar de stroom zal nu eene tegenovergestelde richting hebben. Wij krijgen dus bij de draaiing stroomen van wisselende richting, stroomen, die toenemen in kracht, tot ze een zeker maximum bereiken, dan afnemen, nul worden, toenemen in kracht, maar in tegengestelde richting als zooeven, een maximum bereiken, afnemen, nul worden en zoo vervolgens. Dit zijn de zoogenaamde wisselstroom en. Het aantal wisselingen hangt af van de omwentelingssnelheid en het aantal induceerende magneten. Op elk oogenblik van de beweging %ran den klos heeft de opgewekte stroom een zekere grootte en richting, zoodat we van een bewegingstoestand of phase van den stroom kunnen spreken en hierop later ook terug zullen komen. Daar echter de induceerende werking van den magneet pas begint, wanneer de klos er zich dicht bij bevindt, en by een zekeren afstand niet meer is te bespeuren, doet de klos gedurende het grootste gedeelte eener omwenteling geen dienst. Om hieraan te gemoet te komen, wijzigen wij onze constructie eenigszins. De zuidpool van den magneet, die tot nu toe werkeloos is geweest, buigen wij om, zoodat zjj op de baan, die de klos beschrijft, diametraal tegenover de noordpool komt te Fig. 51. liggen; er ontstaat dan een zoogenaamde hoefmagneet. Nu zal de klos dus bü iedere omwenteling voorbij twee polen gaan, eene noord- en eene zuidpool (Fig. 51). Maar deze inrichting zou al heel weinig geschikt zijn om in den klos bü zijne beweging krachtige stroomen op te wekken, want, zooals wij in de Inleiding reeds hebben ver¬ meld, zullen de meeste krachtlijnen tusschen den hoefmagneet rechtlijnig van de noordnaar de zuidpool loopen, en de klos, die zich vóór de polen beweegt, zal dus maar zeer weinig krachtlijnen snijden. Dit gebrek is echter gemakkelijk te verhelpen door tegenover den eersten hoefmagneet een tweeden te plaatsen uug. oz) en wei zooaanig, aai zij ae ongelijknamige polen naar elkander toe keeren. Nu zullen de krachtlijnen van iedere pool van den eenen magneet naar de tegenoverliggende van den anderen magneet gaan, en de klos, die zich in de ruimte tusschen de magneten beweegt, snijdt dus het grootste gedeelte der krachtlijnen. De tweede magneet zal ons echter bij het draaien van de kruk in den weg z\jn en daarom nemen wij onze toevlucht tot een slimmen kunstgreep. Wij plaatsen op de kruk nog een tweeden klos, diametraal tegenover den eersten en even ver van de as verwijderd, schuiven vervolgens in iederen klos eene ronde ijzeren kern en verbinden dan de beide kernen aan den kant der) klossen, die van de polen is afgekeerd, door eene ijzeren plaat (Fig. 53 Fig. 52. De magnetische krachtlijnen vinden nu in het ijzer een veel gemakkelijker weg dan door de lucht en dringen dus in het stuk ijzer, dat zij op hare baan van pool tot pool vinden. Nu kunnen wij dus den tweeden hoefmagneet ontberen, want wij hebben door middel der ijzeren kernen den magnetischen krachtlijnen belet direct van de noordnaar de zuidpool te gaan, zooals in Fig. 51, maar haar gedwongen een weg te nemen, die door de twee klossen voert. Bij de draaiing van de krukas zullen er in de klossen dus weer wissel- Fig. 53. stroomen worden opgewekt. Het is echter voor ons doel niet voldoende, dat er in de klossen stroomen ontstaan, wij willen er daarbuiten ook partij van trekken. Daartoe verbinden wij in de eerste plaats de klossen met elkander, en wel zoodanig, dat zij achter elkander zijn geschakeld. De beide einden, die overblijven, dus van iederen klos één, vormen dan de polen van den stroom-ontwikkelaar, en het komt er dus nu op aan, den stroom van de polen af te leiden. Op welke wijze kan dat geschieden? Wij kunnen de geleidingsdraden niet onmiddellijk aan de klossen verbinden, want dan zouden de draden zich bij de omwenteling om de krukas slingeren; wij moesten dus een middel trachten te vinden, om de polen met de geleidingsdraden electrisch, maar niet mechanisch te verbinden. Wij gaan daartoe op de volgende wijze te werk: Op onze krukas bevestigen wij twee geïsoleerde metalen ringen b en d (Fig. 54); één hiervan verbinden wij met de eene pool der klossen, de ander met de tweede pool. Op deze ringen laten wij twee platte metalen veeren B en B' slepen. Bij deze inrichting is de vrije beweging van de as dus niet belet, maar de stroom kan door de aanraking tusschen ring en veer gemakkelijk uit den klos in de vaststaande veer overgaan en van daar uit verder geleid worden. Men noemt deze inrichting sleepcontact. Wü kunnen nu uit onze veeren de stroomen verkrijgen, die bjj het draaien der klossen worden ontwikkeld, maar dit z\jn geene stroomen, die steeds dezelfde richting hebben, zooals bü de galvanische elementen, maar het ztfn op elkander volgende stroomstooten, waarvan ieder eene tegenovergestelde richting heeft van den daaropvolgenden. Dezen wisselstroom kunnen wü echter in vele gevallen niet gebruiken; wü willen dikwyls gelük-gerichte stroomimpulsen hebben, en ook deze moeilü'kheid kunnen wü oplossen. Wü hebben daartoe ons sleepcontact maar zoodanig in te richten, dat de beide veeren telkens juist op het oogenblik, dat de stroomrichting omkeert, van ringen verwisselen. Dan zal de veer, die bü een stroom-impuls den wegvloeien den stroom opnam, bü den volgenden impuls niet meer zooals bü de richting van Fig. 54 den terugkeerenden afvoeren, want zü is in dien tusschentüd op den anderen ring gaan slepen, die nu den wegvloeienden stroom afgeeft; zü neemt dus steeds den wegvloeienden en de andere veer den terugkeerenden stroom op. Deze constructie schünt op het oog zeer gecompliceerd, maar inderdaad is zü uiterst eenvoudig. Een blik op Fig. 55 zal dit duidelijk maken. Wü hebben iederen sleepring, voor zoover de veer er op sleept, in twee halve ringen gescheiden, die ten opzichte van elkander iets verschoven zün, en de veeren vorksgewijze verbreed, zoodat iedere tand van de vork op een der naast elkander liggende halve ringen sleept. De twee gescheiden helften van eiken ring staan niet meer met elkander in verbinding, maar de halve ring a, die bü de veer c behoort, is met den halven ring a verbonden, waarp c, sleept; eveneens zijn b en b' met elkander in geleidende verbinding gebracht. Wanneer nu de eene pool der klossen met a en a'. de andere met b en b verbonden is, dan zal na eene halve omwenteling de veer c, die met a in aanraking was, op b komen te liggen, en evenzoo zal de veer c op a gaan sleepen. Zün de veeren nu zoodanig gesteld, dat deze verwisseling juist op het oogenblik geschiedt, waarop de stroom van richting verandert, dan zal natuurlijk de eene veer steeds den wogvloeienden en de andere steeds den terugkeerenden stroom opnemen. Terwül de halve ringen dus wisselende polen zijn, blüven de veeren, die met de buitenleiding zün verbonden, vaste polen, de eene de positieve, de andere de negatieve, en in de leiding zal dus de stroom steeds dezelfde richting behouden. Deze inrichting, waardoor wisselstroomen langs mechanischen weg in gelük-gerichte stroomen worden veranderd, noemt men commutator of stroomwisselaar. De eerste machine tot voortbrenging van electrische stroomen berustte op de hierboven beschreven beginselen. Reeds een jaar na de ontdekking van Faraday, in 1832, construeerde Pixii de eerste magneto electrische machine, die in Fig. ófl is afgebeeld. Zooals men ziet, wordt bij deze machine een hoefmagneet, uit verscheidene lamellen bestaande, bewogen, terwyl de draadklossen met de üzercn kernen vaste deelen zyn. Deze verwisseling verandert natuurlük niets aan onze vroegere beschouwingen; alleen moet worden opgemerkt, dat zü ondoelmatig wordt, zoodra de magneet zwaarder is dan de klossen met hunne kernen, en dit zal het geval zijn, wanneer men sterke stroomen wil ontwikken. Later zullen wü wel is waar zien, dat onder zekere omstandigheden deze constructiegroote voordeelen kan opleveren, maar b« deze machine is dit niet het geval. In de Figuur is de commutator weggelaten en in dezen vorm levert de machine dus wisselstroomen. De overige deelen van het toestel behoeven geene verdere verklaring. Deze machine van Pjxii is de oorsprong van alle dynamo-machines in uit- werden dan ook spoedig verbeteringen in de constructie van de machine van Pixii aangebracht. Zoo geven de Figuren 57 en 58 afbeeldingen van de toestellen van Clark en Stöhrer, die geene nieuwe gezichtspunten opleveren en zonder nadere beschrijving gemakkelijk te begrijpen zijn. Behalve de natuurkundigen, voor wie de magneto-electrische machine een theoretisch en practisch belang had, werd het nieuwe stroom-ontwikkelingstoestel ook door de weinige electro-technici, toenmaals slechts de telegraafingenieurs en de galvano technici, met belangstelling begroet. De telegrafist kon wel is waar in het algemeen de magneto-electrische machine tegenover de elementen niet als eene verbetering beschouwen, zooals wij vroeger reeds hebben opgemerkl, maar hy moest toch wel inzien, dat er zich gevallen konden voordoen, waarin de batterijen met voordeel door haar zouden worden vervangen. Later zullen wij zien, dat dit ook werkelijk zoo is, maar deze over- gebreide beteekenis, d. w. z. van alle machines, die arbeidsvermogen van beweging in electrisch arbeidsvermogen omzetten. Hoe onvolkomen deze constructie ons thans ook moge toeschijnen, uit haar zjjn toch de machtige machines ontstaan, die tegenwoordig geheele steden verlichten en mechanische kracht op vele kilometers afstand overbrengen. Het is niet te verwonderen, dat de machine van Pixii, waarmede men alle stroomwerkingen eener galvanische batterij kan te voorschijn roepen, in hooge mate de belangstelling der toenmalige natuurkundigen wekte. Met batterijen te werken is nooit zeer aangenaam geweest en het vooruitzicht, den stroom door een gemakkelijk te hanteeren toestel te kunnen voortbrengen, moest voor velen wel een prikkel zijn, om [het vernuft te scherpen tot oplossin g van dit vraagstuk. Er weging werkte toch niet krachtig genoeg, om een grooten invloed op de verdere ontwikkeling der machine uit te oefenen. De galvano-technici stonden daarentegen op een ander standpunt; voor hen was het van zeer groot belang een electrischen stroom door machinekracht te kunnen opwekken. Vooral de groote inrichtingen voor verzilvering, vergulding en galvanoplastiek, zooals van Elkingston Brothers, te Birmingham, en Ruoi.z, te Parijs, konden Fig. 57. Fig. 58. met de toepassing der groote galvanische batterijen, zooals hun badrijf dit noodzakelijk maakte, niet zeer ingenomen zijn, en daar zij door middel van stoommachines gemakkelijk drijfkracht konden ontwikkelen, vormde deze industrie een geschikten bodem, waarop de magneto-electrische machine welig verder kon tieren. Inderdaad is zij dan ook hoofdzakelijk in de galvanotechniek grootgebracht. De wereldberoemde firma Christophle en Co., te Parijs, wendde reeds in het jaar 1864 pogingen aan, om de magneto-electrische machines in haar bedrijf toe te passen. Er had zich omstreeks dien tijd eene maatschappij gevestigd, de „Compagnie 1'Alliance", die ten doel had groote magneto-electrische machines te bouwen. Hare machines leverden reeds vrij krachtige stroomen en werden dan ook o. a. voor het doen branden van booglampen in vuurtorens gebruikt. Maar deze groote magneet-machines hadden belangrijke ge- breken. In de eerste plaats vereischten zy tamelijk groote en zware magneten, want de kracht van een staalmagneet is betrekkelijk klein en men moest dus het aantal en de grootte der magneten vrij aanzienlek nemen, om eene krachtige werking te verkregen. De machines werden daardoor zeer omvangrijk, zwaar en dientengevolge ook duur. Men vergelijke maar eens eene „Ailiance"-macliine uit dien tijd, zooals zy in Fig. 59 is afgebeeld, met eene tegenwoordige dynamomachine! Dan springt het verschil onmiddellijk in het oog: de afmetingen van laatstgenoemde zijn naar alle richtingen ongeveer een derde gedeelte van die der „Alliance"-machine. In de tweede plaats verzwakken de magneten al spoedig in zeer bedenkelijke mate en ten slotte is de verhouding tusschen het electrische arbeidsvermogen, dat deze machine levert en den arbeid, die moet worden aangewend om haar in werking te houden, niet zeer gunstig. Het kwam er dus op aan, om haar te verbeteren en in de eerste plaats richtten de aanvallen der uitvinders zich op de staalmagneten. Waarom zou men in plaats van de staalmagneten, die zulke weinig gunstige resultaten opleverden, niet liever de veel betere electro- magneten toepassen ? Deze gedachte lag voor de hand en toch heeft men lang geaarzeld om haar te verwezenlijken, omdat men ter magnetiseering der electro-magneten eene batterij moest gebruiken en men voor dit gemengd bedrijf terugschrikte. Deze moeilijkheid werd op zeer eenvoudige wijze door H. Wilde, te Manchester, in het jaar 1866 opgelost; hij redeneerde zeer terecht, dat de stroom voor de electro-magneten volstrekt niet door eene galvanische batterij geleverd behoeft te worden, maar dat eene kleine magneto-machine de taak evengoed op zich kon nemen. Hij paste daarom in zijn werktuig groote electro-magneten Fig. 62. toe, die gemagnetiseerd werden door eene kleinere magneto-machine metstaaimagneten; deze werd door dezelfde as als de groote machine gedreven. Er was nu nog maar een kleine stap te doen om tot de eigenlijke dynamomachine te komen, die haar eigen stroom ter magnetiseering der induceerende electro magneten gebruikt. Wij moeten echter eerst nog eene verbetering vermelden, die Werker Siemens aan de ronddraaiende draadklossen en hunne ijzeren kernen aanbracht. 6 Deze draalklossen met do zich daarin bevindende kernen noemt men het anker of ook wel de armatuur. Deze uitdrukkingen zijn afgeleid van de benaming, die men aan het stuk ijzer geeft, dat de polen van een hoefmagneet vereenigt en eveneens anker of armatuur wordt genoemd; daar nu de ijzeren kern in de magneto- en de dynamo-machines dezelfde-rol vervult, (vergelijk onze redeneering naar aanleiding van Fig. 03>, zijn deze namen ook voor do ijzeren kernen met de draadklossen , dus voor het gedeelte van de machine, waarin de stroom ontstaat, in gebruik geraakt. De verbotering, die Siemens aan het anker van de magneto-machines aanbracht, bestond nu daarin, dat hij aan de ijzeren kern een doelmatiger vorm gaf. Deze als dubbel T-anker" bekende constructie bestaat uit een ijzeren cylinder, waarin twee diametraal tegenover elkander gelegen gleuven zijn gemaakt, die in de richting van de lengte-as loopen (Fig. 60). In deze gleuven wordt nu do draad gewikkeld, zoodat de openingen er geheel mede worden aangevuld en de cylindervorm weder is bereikt. Fig. 61 geeft eene lengtedoorsnede van het siemens-anker, waaruit men tevens zien kan, dat het ééne einde van den draad verbonden is aan een ring, die geïsoleerd op de as is aangebracht. liet andere einde aan de as zelve, waarop een tweede, echter niet geïsoleerde ring is bevestigd. Door op deze ringen veeren te laten slepen, kan men dus weder de wisselstroomen, die in het anker ontstaan, naar buiten afleiden, bij de machine, in de Figuur voorgesteld, is dus geen gebruik gemaakt van een commutator. Tegenover de vroegere ankers heeft deze constructie velschillende voordeelen. In de eerste plaats is het duidelijk, dat een cylindei, die om z|jne lengte-as draait, uit een mechanisch oogpunt te verkiezen is. Vei volgens worden do krachtlijnen in het siemens-anker langs den kortsten weg \an de eene pool naar de andere geleid, zoodat men eene krachtige magnetische werking verkrijgt, terwijl men bovendien hot aantal magneten gemakkelijk kan vermeerderen door het anker te verlengen en over de geheele lengte door masfneetpolen in to sluiten. Ten slotte geeft het dubbel T-anker een gelijkmatigen stroom. Voor zeer kleine machines, zooals voor het geven van spoor'vegseinen (Fig. 6J). wordt het dubbel T-anker nog veel gebruikt. De machine van Wilde, waarop wij nu terugkomen, is in Fig. 63 afgebeeld. Eene nadere verklaring is overbodig. Wij zien eene magneto-electrische machine met een dubbel T-anker en waarbij het magnetisch veld wordt gevormd door electro-magneten. Deze worden gemagnetiseerd door een klein toestel met staal magneten, dat boven op de grooto machine is geplaatst. Het dynamo-electrische beginsel. „Dit was de stand van zaken, wij laten hier Werner Siemens zelf aan het woord, zooals hij de ontwikkelingsgeschiedenis van zijne uitvinding verteld heeft — „dit was de stand van zaken, toen ik in het jaar 1866 op de gedachte kwam, dat eene electro-magnetische machine (een electrische motor, dien wij later zullen beschrijven), wanneer men haar in tegenovergestelde richting draait als waarin zij door een electrischen stroom, die haar doorloopt, wordt bewogen, eene versterking van dezen stroom moet te voorschijn roepen. De gedachte lag eigenlijk vooi de hand, daar reeds Jacobi het bewijs had geleverd, dac bij iedere electro-magne- ische machine, die door een stroom bewogen wordt, een tegenstroom moet uitstaan, die den werkenden stroom verzwakt, en dat door de omgekeerde eweging ook de richting van dezen zwakkeren geïaduceerden stroom moet mikeeren; in dit laatste geval zal de oorspronkelijke stroom, in plaats van verzwakt, versterkt worden. Inderdaad werd niet alleen mijne veronderstelling ■evestigd, maar het bleek tevens, dat tiet in hof weekste ijzer ternchliivende magnetisme voldoende is, om het versterkingsproces van den hierdoor ontwikkelden uiterst zwakken stroom te beginnen." Uit deze redeneering volgt, dat men de electro-magneten van de dynamomachine niet door eene afzonderlyke stroombron behoeft te magnetiseeren, maar eenvoudig den stroom, die in het anker ontstaat, door de omwindingsdraden der electro-magneten moet voeren. Wanneer het anker nu begint rond 'e draaien, zal er, ten gevolge van het in de electro-magneten teruggebleven magnetisme, het z. g. remanente magnetisme, een zeer zwakke stroom in ontstaan, die door de windingen van de magneten gaat en daardoor het magnetisme versterkt; dientengevolge zal de geïnduceerde stroom krachtiger zijn, het magnetisme weer sterker worden, en dit gaat zoo voort, totdat de electromagneten veizadigd zijn. Siemens is blijkens zijne mededeeling niet op deze gedachte gekomen door het streven om de machine van Wilde door weglating der kleine magnetomachine te vereenvoudigen, maar de electrische motor heeft hem op het denkbeeld gebracht. Tegelijkertijd en geheel onafhankelijk van Siemens heeft ook de Engelsche natuurkundige Wheatstone het dynamo beginsel uitgevonden, maar daar hij zijne ontdekking veertien dagen na Siemens openbaar maakte, wordt gewoonlijk deze laatste als de eigenlijke uitvinder er van aangeduid, ofschoon zij er beiden feitelijk evenveel recht op hadden. De eerste dynamo-machine. De eerste dynamo-machine, die voor het opwekken van electrische stroomen geschikt was, werd in het jaar 1867 dooi¬ den Engelschman Ladd gebouwd. Hij gebruikte echter nog steeds eene afzonderlijke machine tot het magnetiseeren der electro-magneten. Fig. 64 geeft eene afbeelding van deze machine, die uit twee platte electromagneten bestaat, waartusschen aan beide einden SiEMENs-ankers draaien. Het eene SiEMENS-anker ontwikkelt den stroom voor de electro-magneten, het tweede den stroom voor de buitenleiding. Door liet zwakke remanente magnetisme der ijzeren kern wordt anker opgewekt; deze doorloopt de electro-magneten en versterkt het voorhanden magnetisme. Hierdoor stijgt de stroom, die in het anker wordt ontwikkeld, de electro-magneten worden krachtiger magnetisch en deze wisselwerking gaat zoo door, tot de magneten hunne volle sterkte hebben. Deze werken dan op de tweede armatuur en doen hierin een krachtigen stroom ontstaan, die nu voor verlichting of andere doeleinden kan worden gebruikt. De ring van Pacinotti-Gramme. Het lag nu voor de hand, het tweede anker geheel weg te laten en den stroom, die in het eerste wordt ontwikkeld, niet alleen om de magneten, maar ook door de buitenleiding te laten gaan. Men moest daartoe den aanvankelijk geïnduceerden stroom eerst uitsluitend om de electro-magneten leiden en, wanneer deze de vereischte sterkte hebben, de verbinding met de buitenleiding tot stand brengen. Nu bleek het echter, dat het tot nu toe gebruikte SiEMENs-anker ook zijne feilen had. Laat ons hooren, wat de uitvinder van de dynamo-machine hiervan zegt: „De groote plannen, die ik reeds toen op dit pasgeboren kind, zooals men het in de eerste vreugde pieegi te aoen, bouwde, waren echter nog niet voor verwezenlijking vatbaar. Ik dacht onder audere ook reeds toen aan electrische trams door Berlijn, om het verkeer in de straten te beperken. De dynamo-electrische machine was echter nog niet gereed en moest hare kinderziekten nog doorstaan. De eerste, die zich voordeed, was een nieuw verschijnsel: de verhitting van het ijzer bij snelle wisseling der magnetische polariteit. De moleculen van het ijzer konden zich niet snel genoeg draaien bij deze snelle verwisseling der polariteit en hiertoe moest er inwendige arbeid worden verricht, die als verhitting van het ijzer optrad. De krachtige machines, die ik tot het voortbrengen van electrisch licht liet vervaardigen, moesten hierdoor steeds met water worden afgekoeld, daar anders de magneten en de draden te heet werden." Eene groote verbetering werd in de dynamo-machines aangebracht door de uitvinding van den ring van Pauinotti-Gramme, die vele voordeelen boven het siemens-anker bezit. In het jaar 1860 construeerde Dr. Pacinotti te Florence een electrischen motor, met een ringvormig anker, dat niet, zooals bij de vroegere constructies, wisselende polen had, die dus beurtelings positief en negatief zijn, maar waarin de polen zich in tegengestelde richting van de beweging in den ring verplaatsen, en dus in de ruimte op dezelfde plaats blijven.• Zenobe Theophile Gramme, die als modelmaker bij de Compagnie 1'Alliance werkzaam was, bracht tien jaren later dezelfde inrichting in z\jn dynamo aan, zonder de vroegere uitvinding van Dr. Pacinotti te kennen. Hij ging van het denkbeeld uit, een induceerenden magneet in een ringvormigen draadklos te laten draaien en daardoor een onafgebroken gelijkgerichten stroom te verkrijgen; bij de uitwerking van zijn denkbeeld kwam hy toen tot dezelfde constructie als Pacinotti, nl. een ijzeren ring met draad omwikkeld, die tusschen de polen van een vaststaanden magneet ronddraait. De verdienste van Gramme wordt in geenen deele verkleind door het feit, dat reeds tien jaren vroeger zijn denkbeeld door Dr. Pacinotti was gevonden en openbaar gemaakt. Al komt ook aan Pacinotti de prioriteit der uitvinding toe, zoo is Gramme toch geheel zelfstandig tot zijne anker-constructie gekomen, en eerst toen is zij voor de electrotechniek van groot nut geworden. Ten einde de ankerwikkeling van Gramme te begrijpen, zullen wij eerst de volgende eenvoudige inrichting beschouwen. In het magnetische veld, dat door de twee ongelijknamige polen wordt gevormd (Fig. 65), bewegen zich 8 ringen koperdraad, die op de spaken van een rad z\jn aangebracht. Zooals wy in de Inleiding hebben opgemerkt, zullen in dit geval de krachtlijnen rechtlijnig van de eene pool naar de andere gaan en door de beweging van de ringen door die krachtlijnen zullen er dus weer stroomen in ontstaan. Noemen wij den bovensten verticaal staanden ring N°. 1 en tellen wij in de richting, waarin zich de wijzers van een horloge bewegen, dan zal in ring 1 en in ring 5 geen stroom geïnduceerd worden, omdat op deze punten de richting der beweging evenwijdig is aan de krachtlijnen en het aantal omsloten krachtlijnen daar dus toe- noch afnemen zal. Beweegt ring 1 zich verder, dan zal er een stroom in ontstaan, die lang¬ zamerhand sterker wordt, tot de horizontale stand bereikt is, en vervolgens weer afneemt, totdat de ring verticaal naar beneden staat; op dit punt is de stroom, zooals wij zagen, 0, en nu keert de stroomrichting om, daar de krachtlijnen thans van beneden naar boven worden gesneden. Op dezelfde wijze als gedurende de eerste helft der omwenteling st-iiirt Ho stroom tot in den horizontalen stand van den ring, om daarna weer tot 0 af te nemen. Hieruit volgt, dat in de ringen, die zich voor de zuidpool bewegen, een stroom in de eene richting, en in de ringen, die zich voor de noordpool bewegen, een stroom in de andere richting zal ontstaan. Wü kunnen nu de werking van het anker van Pacinotti-Gbamme gemak-elijk begrijpen. Het bestaat uit een weekijzeren ring, waarom een in zichze ven terugkeerende geleiddraad is gewonden. Wordt deze ring tusschen de beide polen geplaatst, dan zal, zooals wij vroeger reeds hebben opgemerkt, de loop der krachtlijnen worden veranderd. Zij zullen bij voorkeur haar weg nemen door het ijzer en zich dus ombuigen, zooals in Fig. 66 is aangegeven. In de ruimte, die door den ring wordt begrensd, zullen maar uiterst weinig krachtlijnen aanwezig zijn, en dit is voor de werking der machine van groot belang, want de krachtlijnen in genoemde ruimte zouden ook electromotorische krachten in de windingen van den riner te VOOrsr.hiin rnftnon Hi« nu echter in het anker stroomen in tegengestelde richting zouden doen ontstaan. Het ijzer in den ring verhoogt dus de werking en een goede dynamo moet zoodanig geconstueerd zijn, dat de krachtlijnen zooveel mogelijk door het ijzer gaan. Wanneer de ring van Gramme tusschen de beide polen wordt rondgedraaid, dan zullen er, blijkens hetgeen wij hierboven hebben uiteengezet, in de verschillende windingen stroomen ontstaan; in de eene helft van de spiraal stroomen in de eene richting en in de andere helft in de tegenovergestelde richting. Een eenvoudig hulpmiddel heeft Fleming gegeven, om de richting der stroomen te bepalen. Houd den duim, wijs- en middenvinger van de rechterhand zooveel mogelijk onder rechte hoeken met elkaar, zie Fig. 67, zoodat men ongeveer een rechthoekig assensysteem in de ruimte verkrijgt. Wanneer nu de duim in de richting van de beweging, de wijsvinger in die van de krachtlijnen wordt gehouden, dus wijzende van noordpool naar zuidpool, dan zal de middenvinger de richting bepalen van de geïnduceerde electromotorische kracht. Passen we dezen regel toe op het geval van Fig. 68 voor de horizontale buitenste omwindingen, waarin, zooals we zagen; de meeste stroom wordt opgewekt, dan zullen we bemerken, dat do cfrnrtmhoxktncrin cr nlafttfi CllUUJUWV n vö...e r heeft in de richting van de Pijltjes. Aan¬ gezien slechts weinig krachtlijnen in de ruimte, door den binnenomtrek van den ring begrensd, aanwezig zijn, maar bijna alle haar weg door den ring zeiven nemen (zie Fig. 66), komen slechts die deelen van de draadom winding, die op den buitenomtrek van den ring liggen, voor het opwekken der electromotorische kracht in aanmerking, daar alleen deze de krachtlijnen snijden. De stroomen in de windingen links en rechts van de verticale middellijn (Fig. 68) zullen naar het bovenste punt van deze lijn gericht zijn en zich daarentegen van het onderste punt af bewegen; in het eerstgenoemde punt zal dus eene positieve pool ontstaan, in het andere daarentegen eene negatieve pool. Wij kunnen dit geval dus vergelijken bij eene galvanische batterij, die in twee helften is verdeeld; de elementen van iedere helft zijn achter elkander geschakeld, terwijl van de vier overblijvende polen de gelijknamige met elkander zijn verbonden (Fig. 69), Evenals in de draadspiraal van het anker van Gfamme zullen ook hier twee Fig. 67. gelijke, maar tegengesteld gerichte stroomen ontstaan, die elkander dus vernietigen. Wanneer wjj echter de aan elkander verbonden positieve polen met do vereenigde negatieve polen door een draad verbinden, dan zullen de beide stroomen van de twee helften der batterij gezamenlijk in deze buitenleiding vloeien. Op eene dergelijke wijze moeten wij nu te werk gaan, wanneer wij de twee gelijke, maar tegengesteld gerichte stroomen, die in de twee helften van den ring van Gramme ontstaan, in de buitenleiding willen breneen. Wil veronderstellen daartoe voor een oogenblik, dat de winding uit blank koperdraad bestaat, doch van het ijzer door eene isoleerende stof gescheiden is, ten einde te voorkomen, dat de stroomen door den ring afgeleid worden. Wanneer wij nu tegen het bovenste en tegen het onderste punt van de verticale middellijn veeren aanbrengen, waar de windingen bij het bewegen van het anker langs slepen (Fig. 68), en deze beide veeren door een draad vereenigen, dan zal, blijkens hetgeen hierboven uitvoerig is uiteengezet, door dezen verbindingsdraad een stroom gaan, die samengesteld is uit de som van de stroomen, die in de twee ankerhelften ontstaan. Wij zien, dat wij door deze inrichting iets nieuws hebben verkregen, dat geheel verschilt van de vroeger beschreven mechanische stroomwisseling, want al zullen de stroomen in iedere winding bij ééne omwenteling tweemaal van richting veranderen, zij zijn toch steeds naar het bovenste punt van de verticale middellijn toe gericht, waar zij door de veer worden opgenomen, en als een stroom van constante richting in de buitenleiding samenvloeien. In den hier beschreven typischen vorm van den ring van Gramme blijft eenter nog eene moeilukheid bestaan. Wanneer de veeren op de draadwindingen slepen, dan moet, zooals wij ons ook hebben voorgesteld, de draad blank zijn. Daar hij echter in verschillende lagen moet worden gewikkeld, levert het bezwaren op, de bovenste laag blank te laten en iedere winding van do daarop volgende te isoleeren. Bovendien zou de draad spoedig door- gesleten zijn en de isolatie door de niet altijd te vermijden vonken worden aangetast. Men neemt daarom een ander middel te baat en brengt het anker in verbinding met eene afzonderlijke inrichting tot het afvoeren van den stroom in de bnitenleiding, den zoogenaamden collector of strooraafgever. Deze bestaat uit metalen stukken, die zoodanig z\jn gevormd, dat zij tot een hollen cylinder samengevoegd kunnen worden, op eene dergelijke wijze, als de duigen van een vat, en is op dezelfde as bevestigd als het anker. De sectoren zijn van elkander en van de as zorgvuldig geïsoleerd. In het midden van Fig. 71 ziet men eene doorsnede van den stroomafgever. Verbinden wij nu het einde van iedere winding met een der metalen sectoren (Fig. 70), en brengen wij onze vaststaande veeren weder op het bovenste en onderste punt van de verticale middellijn aan, znodat zij steeds met die sectoren in aanraking zijn, die met de bovenste en onderste windingen zijn ver< bonden, dan zullen de uit beide helften van den ring komende stroomen in den sector, waarop de bovenste veer sleept, samenkomen. Van hier af zullen zij gezamenlijk als één gelijk gerichte stroom in de buitenleiding vloeien, tot zij aan de onderste veer zijn aangeland en zich daar weer in de beide helften van den ring verdeeleri. Terloops zij er nog op gewezen, dat in Fig. 70 de stroom, voordat hij in de buitenleiding kan komen, eerst nog volgens het dynamo-beginsel de windingen van den electro- magneet moet doorloopem »—. Door het aanbrengen van den stroomafgever hebben wij dus de polen van het anker naar een tweede lichaam verplaatst, van waaruit de afleiding van den stroom gemakkelijk kan geschieden. W\j hebben nu daardoor ook het groote voordeel verkregen, dat wij in plaats van de enkele winding van Fig. 70 den draad uit zeer vele windingen kunnen laten bestaan, zonder daardoor genoodzaakt te zijn, het aantal sectoren van den stroomafgever te ver- grooten. De draadontwikkeling om den ring wordt te dien einde in verschillende afdeelingen verdeeld en het einde van eene afdeeling gezamenlijk met het begin der volgende aan een zelfden sector van den stroomafgever verbonden (Fig. 71). De stroom zal daardoor wel is waar niet op ieder oogenblik juist van de bovenste en de onderste winding worden afgenomen, maar van windingen, die van deze standen al een weinig verwijderd zijn; doch dit heeft wanneer de speelruimte niet al te groot is, slechts weinig invloed op de gelijkmatigheid van den stroom. De ijzei en kern van het anker. — Voordat wij eene beschrijving geven van de dynamo-machine in haar geheel en nagaan, hoe de constructie in de laatste twintig jaren is verbeterd, moeten wij eerst nog eene opmerking maken over de ijzeren kern in den ring van Gramme. Ten einde aan de krachtlijnen een weg voor te schrijven, die voor ons doel het voordeeligst was, hebben wy een ijzeren ring gebruikt. Veronderstellen wij nu voor een oogenblik dat deze hol is, dan bestaat hjj uit een aantal aan elkander sluitende ijzeren ringen, en er zullen dus bij de beweging van het anker eveneens stroomen in ontstaan. Deze stroomen in het ijzer van den ring zijn nu niet alleen onbruikbaar voor ons doel, maar zij nemen zelfs een gedeelte van onze drijfkracht in beslag, dat dus nutteloos voor ons verloren gaat, en bovendien verhitten zij den ring zoozeer, dat het isoleerende omhulsel der draden verbrandt. Dit bezwaar wordt niet opgeheven door den ring, in plaats van hol, massief te nemen. Integendeel wordt daardoor het ontstaan der stroomen in het ijzer bevorderd en de daaruit voortkomende storende werking dus vergroot. Den massieven ijzeren ring moeten wij dus laten varen. Wat wij er voor in de plaats stellen, zullen wij later zien. De dynamo-machine van Gramme. De oorspronkelijke vorm van de dynamo-machine van Gramme is in Fig. 72 afgebeeld. Twee rechtopstaande ijzeren jukken zijn door de kernen der beide induceerende electro-magneten verbonden, die boven elkander zijn gelegen. De polen dezer electro-magneten bevinden zich in het midden, zoodat iedere magneet is samengesteld uit twee gelijke rechte electro-magneten, die met de gelijknamige polen aan elkander sluiten; of wij kunnen ook zeggen, dat de helften van den bovensten en den ondersten magneet, die aan een zelfde juk zijn bevestigd, een hoefmagneet vormen en de beide hoefmagneten met de gelijknamige polen boven en beneden zijn verbonden. Op de plaats, waar de polen der magneten ontstaan, dus in het midden, zijn aan de ijzeren kernen ijzeren stukken bevestigd, de zoogenaamde poollappen, die ieder het anker bijna voor de helft omsluiten; deze poollappen geleiden de krachtlijnen uit de magneten in den ring. De beide door de ijzeren magneetkernen vereenigde jukken vormen een vast gestel, dat de as van het anker door middel van twee kussenblokken draagt. Aan eene zijde steekt de as een weinig buiten het gestel en draagt hier de riemscliijf. Wij moeten nu het anker en den collector watiiader beschouwen. Er is reeds opgemerkt, dat men de ijzeren kern van het anker niet massiefmag nemen, daar er anders wervel- of FoucAui/r'sche stroomen in ontstaan, die haar verhitten en tot onnoodig krachtverlies aanleiding geven. Hoe kan men nu deze stroomen vermijden, zonder daardoor den weg voor de krachtlijnen moeilijker te maken? De stroomen, die door de verandering der krachtlijnen ontstaan, hebben steeds, wanneer hun vrij spel wordt gelaten, een zoodanigen loop, dat zij de krachtlijnen als een ring omgeven; het vlak, waarin zij zich bewegen, staat loodrecht op de richting der krachtlijnen. Wordt nu het ijzer van het anker zoodanig in lagen verdeeld, dat de weg der krachtlijnen niet wordt verbroken, maar er daarentegen loodrecht op de richting der lijnen lagen ontstaan, die den stroom den weg versperren, dan zal het ontstaan der stroomen belet Fig. 72. worden, zonder dat daardoor de krachtlijnen in haar loop worden bemoeilijkt. Denken wij ons dus het stuk ijzer, waarin de krachtlijnen van het vóór- naar het achtervlak loopen, in staven verdeeld (Fig 73), zooals door de ruitjes op het voorvlak wordt aangegeven, en alle staven van elkander geïsoleerd, dan kan er geen stroom van de eene staaf op de andere overgaan, en daardoor is het ontstaan dier stroomen loodrecht op de krachtlijnen verhinderd. Het komt er nu nog maar op aan, deze splitsing var het ijzer op eenvoudige wijze te verkrijgen. Daartoe bestaat de kern van het anker uit ijzerdraad, dat tot een dikken ring van den gewenschten Fig. 73. vorm wordt gewikkeld. In Fig. 74 is eene ankerkern afgebeeld, waaruit een deel is weggelaten, om de ligging der draden te kunnen waarnemen. Ter wille der duidelijkheid hebben wij aan de draden eene rechthoekige doorsnede gegeven; de lezer zal gemakkelijk begrijpen, dat men in worden. Eerst moet er echter noe voor h S Cr°°g' hÜ bewikkeld — - * hOcfonf ,-1^4- 1 urtl, vuor net geval de isolatie van de draden op eene plaats mocht zijn beschadigd, de electnsche stroom een uitweg in het ijzer vindt, hetgeen tot eene vernielende werking aanleiding zou kunnen geven. Men omwikkelt daartoe den nng met smal linnen band, zoodat de windingen elkander gedeeltelijk bedekken, en drenkt vervolgens deze laag band weer met vernis. Nu Ican mof !-»/%+■ u "ordr ta8o"nmi irrsr -rïin j*. ™ moeten w« ons een bundel, bestaande uit vele windingen, denkenTltespoÏÏ i zoonanig met elkander verbonden, dat de draad onafgebroken steeds in dezelfde richting om den ring loopt, en van iedere verbindingsplaats tusschen twee spoelen gaat eene geleiding naar een der sectoren van den collector. De vermeerdering van het aantal windingen in iedere afdeeling verandert de vroeger beschreven werking van het anker in geenen deele; alleen wordt de spanning van den stroom, die in iedere helft van den ring ontstaat, ten gevolge van het meerder aantal achter elkander verbonden windingen, vergroot. In Fis?. 75 ia . .. gedeelte van den ring afgebeeld; eenige ïaadbundels z(jn uit elkander geschoven, om daardoor de samenstelling beter e kunnen waarnemen ; de aan den linkerkant uitstekende einden R vormen den collector. Het anker moet nu op de as bevestigd worden. Tegenwoordig is aartoe de ring door middel van spaken met eene metalen bus verbonden die met eene spie op de as bevestigd wordt. Hoewel door de aangegeven constructie uit ijzerdraad van het anker het beoogde doel bereikt wordt nl. het optreden der FoucAULT'sche stroomen te ee en, zoo '«'andering in „e »,ac„ine leOTn Het Trommel-anker. Nadat Gramme de eerste practisch bruikbare dynamo- machine in het leven had geroepen, streefde de welbekende firma Siemens en Halske, die reeds een zoo groot aandeel in de ontwikkeling van dit toestel had gehad, er ijverig naar, hare schade in te halen, en de hoofdingenieur der firma, von Hefner-Alteneck, gaf daarom aan het anker nog een anderen vorm. Uitgaande van het dubbel T-anker van Siemens, construeerde hij het trommelanker. Om het onderscheid tusschen de constructie van von Hefner en die van Gramme aan te toonen, moeten wij er opmerkzaam op maken, dat, blijkens Fig. 71, bij Gramme de windingen, waarin de stroom moet worden geïnduceerd, om eene as draaien, die buiten de draadringen ligt; deze as staat in het middelpunt van den ring, loodrecht op het vlak van teekening; hare doorsnede is gearceerd. Von Hefner bracht nu echter de as van het anker, met het doel den draad beter aan de induceerende werking der magneten te kunnen blootstellen. in de draadwindingen aan. Deze omsluiten dan niet meer een ring, maar een cylinder of trommel. Nu kwam echter de vraag bij den uitvinder op: hoe moeten deze afzonderlijke windingen verbonden worden, om hetzelfde resultaat te verkrijgen als bij den ring van Gramme? Bij het anker van PacinottiGramme is deze verbinding uiterst eenvoudig, zooals wij hebben gezien, daar wij de windingen maar tot eene spiraal, die den ring onafgebroken omsluit, hebben te vereenigen. Bij de trommel ontbreekt echter de inwendige vrije ruimten van den ring, de windingen zijn uitsluitend aan de buitenzijde van de trommel gewikkeld. De wijze, waarop von Hefner dit vraagstuk oploste, getuigt van veel vindingrijkheid. Wij zullen trachten haar aan den lezer duidelijk te maken. In de eerste plaats moet er hier op worden gewezen, en men kan het zich ook licht voorsteilen, dat een draad in onafgebroken windingen zoodanig om de trommel kan worden gewikkeld, dat iedere winding een hoek maakt met de voorafgaande. Dit kunststuk doen wij steeds, wanneer wij een kluwen wikkelen, en de lezer kan het gemakkelijk met eene kurk en een stuk touw probeeren. Wanneer wij nu echter onze trommelwindingen op gelijke- afstanden van elkander hebben gewikkeld en vervolgens het begin en het einde van den draad verbinden, zullen wü dan den stroom op gelijke wijze als bij den ring van Gramme naar buiten kunnen afvoeren? Uit Fig. 82 kan de lezer afleiden, dat, wanneer eene in zich zelve gesloten winding op de beschreven wijze in het magnetisch veld wordt bewogen, in de helft, die naar de noordpool is toegekeeid, een stroom in eene richting ontstaat, en in de andere helft, die zich voor de zuidpool bevindt, een stroom in tegenovergestelde richting wordt geïnduceerd. Daar beide helften achter elkander zijn verbonden, hebben beide stroomen in de gesloten winding dezelfde richting. Iets dergelijks hebben wij reeds naar aanleiding van Fig. 7 besproken. Bij de trommelwikkeling is nu echter telkens eene halve winding, die op de zuidpoolhelft ligt, met eene halve winding verbonden, die zich op de noordpoolhelft bevindt, deze dan weer met eene halve winding op de zuidpoolhelft, enz. Alle halve windingen z\jn dus achter elkander gekoppeld. De stroom zal derhalve niet uit twee helften van de totale wikkeling naar één punt toe- en van een ander wegvloeien, zooals wij dit bij den ring van Gramme hebben geleerd, maar de stroom is in zich zeiven gesloten en kan dus niet afgeleid worden. Dit bezwaar werd door von Hefner op eenvoudige wijze opgelost: hij liet de beide einden van den draad niet na ééne omwikkeling samenkomen, maar pas nadat hy de omwikkeling nog eens had herhaald. Wanneer wij nu den lezer willen verklaren, hoe de stroom in deze dubbele wikkeling ontstaat, dan stuiten wij op eene groote moeilijkheid. In eene schematische voorstelling van de wijze, waarop de windingen werkelijk op de trommel zijn gelegen, zou de lezer slechts met moeite de afzonderlijke windingon kunnen volgen en zich daardoor geen duidelijk beeld kunnen vormen van het geheel. Wij zullen daarom onze toevlucht moeten nemen tot een kunstgreep, om de werking van het trommelanker duidelijk te maken; het zou niet moeilijk zijn, wanneer wij een lichamelijk model ter beschikking hadden, maar daar een boek slechts afbeeldingen met twee afmetingen kan geven, zullen wy eerst schematisch voorstellen, hoe de ligging der windingen verandert en welken invloed dit heeft op de stroomvorming. Op den mantel van een cylinder denken we ons 16 geïsoleerde metalen staven op gelijke afstanden van elkaar gelegd, zooals Fig. 83 aangeeft, waar de cylinder van voren gezien is afgebeeld. De polen van de veldmagneten zijn door de letters N en S aangeduid. Wanneer de cylinder in de pülrichting beweegt, dan zullen in de staven electromotorische krachten ontstaan, waarvan een stroom het gevolg zou zijn, indien een gesloten stroomweg aanwezig was. We kunnen de bewegende staven derhalve vergelijken met een galvanisch element, dat niet gesloten is. De richting van de electromotorische krachten in de verschillende staven is, zooals we reeds weten, niet dezelfde. Van de in de figuur naar ons toege¬ keerde einden zullen 16, en 1 tot 7 positieve, 8 tot 15 negatieve polen zijn. De andere einden van de staven hebben natuurlijk tegenovergestelde polen. Nu is het noodig de naar ons toegekeerde einden en ook die, welke op den achterkant van den cylinder liggen, zóó te verbinden, dat eene doorgaande geleiding ontsta; daarbij moeten de in de staven opgewekte electromotorische krachten zóó vereenigd worden, dat zij in de eene helft van de omwinding eene resulteerende electromotorische kracht vormen. Hetzelfde moet in de anderehelft plaats hebben, maar zoodanig, dat de electromotorische krachten van beide deelen tegenovergesteld zijn, zoodat we in de punten, waar de beide deelen te zamen komen, den stroom kunnen afnemen,' zooals we dit bij het ringanker uitvoerig beschreven. Aangezien nu bij het draaien van het anker de richting van de electromotorische kracht in die staven verandert, welke van de linker- op de rechter- en van de rechter- op de linkerhelft komen, de verdeeling van de omwinding dus met de ankerbeweging van staaf tot staaf verspringt, moet de verbinding symmetrisch zijn, opdat ook de punten, waar de beide helften bij elkaar komen, op dezelfde plaatsen in de ruimte blijven. Terwijl dit bij het ringanker op eene eenvoudige wijze te verkrijgen was, gaan we daarvoor bij het trommelanker op de volgende manier te werk. Van het positieve vooreinde van 1 volgen we deze staaf en verbinden haar negatief einde met het positief achtereinde van 8, komen naar den negatieven voorkant en verbinden dezen met den voorkant van 3, die positief is. Deze koppeling zien we verder voorgesteld in de Fig. 84 en 85. Bij de laatste figuur zijn ter verduidelijking de 16 staven overeenkomstig de voeren van eene parapluie uitgespreid, zoodat de in de figuur op den binnensten cirkel liggende de voorste, die op den buitensten cirkel de achterste staafeinden aangeven. De sluitvlakken van de magneetpolen, die evenwijdig aan den cylindermantel zijn, komen in de figuren als twee cirkelsectoren te voorschijn. De lezer bemerkt uit de schematische voorstelling, dat voor beide helften, de ach tere! kaar-schakeling is verkregen, en dat tusschen 1 en 6 en tusschen 9 en 14 de plaatsen liggen, waar de stroom van het werktuig kan worden genomen. Fig. 84 doet ons de symmetrische wikkeling herkennen. Wanneer het stelsel zich '/, van een cirkelomtrek draait, zoodat staaf 6 en 7 ter eener zijde, staaf 14 en 15 aan de andere zijde in de tegengestelde zónen komen, zullen de electromotorische krachten in deze staven omkeeren, maar in de andere onveranderd blijven. De stroom moet dan tusschen de 15—4 en 7—12 worden afgenomen, die zich nu op dezelfde plaats in de ruimte bevinden als zooeven de staven 1—6 en 8—14. Op welke wijze L - T „ co,lector-se*menten ^ verkregen, toont Fig. 85 duiaan' Deze collector 18 aan het anke>' vast verbonden, zoodat het mom- lijk is door middel van borstels, die op den collector slepen, bij het diaaien van het anker tusschen magneetpolen een voortdurenden stroom van onveranderde richting te verkrijgen. Fig. 86 geeft nog een voorbeeld van eene trommel-anker-wikkeling. De draden a, e,; a2 e2; a:l e:l zijn om de kern gelegd, terwijl de einden e, en a. aan een zelfde collectordeel zijn verbonden. Evenzoo ej en a:) enz. Zooals men ziet, is de trommelankerwikkeling niet zoo eenvoudig er een strijd, welke anker-constructie de beste is; tegenwoordig weet men, dat, wat hare werking betreft, beide wikkelingen met elkander kunnen concurreeren en dat bijzondere omstandigheden, dikwijls ook de persoonlijke smaak van den constructeur, het eene systeem boven het andere doen verkiezen. In hare reuzenmachines paste de firma Siemens en Halske onder andere zelve ringan kers toe. De kern van het trommel anker moet nu, evenals die van het anker van Gramme eene verdeelde yzermassf zijn, en oorspronkelijk steldt men haar op dezelfde wijz< samen als den ijzeren rin^ van Gramme. Men wikkeldt over een houten kern een< laag ijzerdraad, totdat de ge wenschte middellijn van d< kern bereikt was. Later ver vaardigde men de kern ech ter uit dunne ronde ijzerei platen, die naast elkande geplaatst en door dunne pa pieren schijven gescheidei worden evenals dit bij di moderne constructie van het ringanker was aangegeven. De platen zijn cirkelvormig en in het midden bevindt zich een concentrisch gat, zoodat zij op de as van het anker geschoven kunnen worden. Twee krachtige eindplaten, die door schioeven worden aangedrukt, houden het geheel b\j elkander. De eerste, die deze betere constructie heeft aangegeven, is de Amerikaan Weston. In Fig 87 is eene dynamomachine met trommelanker afgebeeld, zooals zij vroeger door de firma Siemens en Halske werd gebouwd. Het anker met den collector is nog eens afzonderlijk gege ven in Fig. 88. De kernen der platte electro-magneten bestaan uit verschillende ijzeren staven, die in het midden boogvormig zijn, zoodat zij het anker gedeeltelijk omvatten. De verdere constructie der machine blijkt voldoende uit de teekening. I m maar tater door de gebroeders Ho,,,™ Fig. 89. s!Ïnn,/aif f"" g6Steld' °m h6t uitstralen der krachtlijnen tegen te gaan staan de electro-magneten als loodrechte zuilen, die boven door een dik iuk ,n ™rb„„ o„. Vergeleken vroeger, machine», werd d„, te de"c.» nieuw beBtaseTTn^den ' h "" el"clr0 "'"sneten gebruikt en daarmede was een g ® ln den bouw der dynamo's ingevoerd. Wn hebben vroeger li'kpr ™eerma en °P^emerkt. dat de magnetische krachtlijnen veel gemakkemagnetiscL metJen" ^ d°°r niet"magnetische middenstoffen (lucht of niet- Ken stroom van constante sterkte, door eenige windingen gevoerd, zal een aantal krachtenen opwekken, dat verschillend is, indien de windingen om eene kern van ijzer of van eene andere stof zijn gelegd. Eene ijzeren kern geleidt de krachtlijnen het beste; z« worden dus nagenoeg alle in die ijzermassa geconcentreerd, ten minste wanneer de verhouding van het aantal krachtlijnen tot de massa van het ijzer niet te groot is. Er bestaat nl. voor die geleidbaarheid eene grens. Het ijzer wordt bij toename van hot aantal krachtlijnen langzamerhand verzadigd. Hoe beter de kringloop is, dien de krachtlijnen moeten doorloopen, hoe meer lijnen een stroom van eene gegeven sterkte t door een bepaald aantal windingen gaande, in de ijzeren kern der electro magneten zal doen ontstaan, en hoe krachtiger ook het magnetisch veld, dus insgelijks de induceerende werking, zal zijn. De verbetering van den weg deikrachtlijnen kunnen wij nu daardoor tot stand brengen, dat wij de gedeelten er van, die niet uit ijzer bestaan, zoo kort mogelijk nemen en bovendien de doorsnede zoo groot mogelijk maken. Aan laatstgenoemde voorwaarde werd voldaan door de doorsnede van de ijzeren kernen groot te nemen. Wat de eerste voorwaarde betreft, zoo zien wij, dat de krachtlijnen slechts op twee plaatsen niet door het ijzer gaan, namelijk daar, waar zij van liet eene poolstuk op de ijzeren kern van het anker overgaan, en daar, waar zij deze kern weer verlaten, om in het andere poolstuk te dringen. Deze tusschenruimte moet dus zoo klein mogelijk genomen worden. In de eerste plaats is nu het anker zóó nauwkeurig afgewerkt, dat het met zeer weinig speelruimte in de opening, door de poolstukken gevormd, kan draaien. Bovendien kan de ankerwikkeling zoo gering mogelijk genomen worden, daar de noodige spanning hoofdzakelijk door de versterking van het magnetisch veld wordt verkregen. Men kan de spanning n.1. vergrooten door het aantal snijdingen per secunde tusschen de geleiders en de krachtlijnen te vermeerderen en daartoe staan vier wegen open: 1°. door de omwentelingssnelheid te vergrooten; 2°. door het aantal ankerwindingen te \ ermeerderen; 3°. door vergrooting van het anker, waarmede ook de ruimte, door eene draadomwinding begrensd, grooter wordt; 4°. door versterking van het magnetisch veld, hetgeen het ontstaan van meerdere krachtlijnen ton gevolge heeft. Het is hier niet de plaats, om de voor- en nadeelen van deze methoden op te noemen en te verklaren; alleen zij vermeld, dat de laatstgenoemde aan de minste bedenkingen onderhevig is. De nieuwere dynamo-machines. Veel ijzer, weinig koper werd de leus van den constructeur van dynamo-machines en men beijverde zich de machines zóó te bouwen, dat aan de krachtlijnen een breede en korte weg werd geboden. Men kreeg daardoor nog een zeer belangrijk voordeel. Terwijl men eerst voor de electro-magneetkernen hoofdzakelijk smeedijzer had gebruikt, omdat het 't grootste magnetiseeringsvermogen heeft, kon men nu gietijzer toepassen, dat wel is waar de krachtlijnen niet zoo goed geleidt als smeed- ijzer, maar het mogelijk maakt de ijzeren kernen met het gestel uit één stuk ejkander Zt .tU'■» vorm, zo««ndÓ êe™ zün gelCTFigW9TTH T" ^ ^ r00stervo™^e !**«. w J rt an 1S dus volk°men ingesloten, hetgeen in het bedr„f een voordeel is, omdat daardoor mechanische beschadigingen voor- S.T. ' """ d,aren,ee,n V00r de ïe",lla,inamos moeten dus vele te groot zou moeten nemen, hetgeen de kosten veS TT" °P de" ring machine, wesrens den . verhoo&t en het verlies in de De groote omwentelingssnel- * ' e 'etgevolgvanis> vermeerdert. i—: j ï. . "O"»*"-" heid kan men gemakkelijk tc stand brengen door de verhoi ding tusschen de middelljjne van de drijvende riemschu'f e: de poelie van den dynam groot te nemen; maar zij geef tot slijtage en constructievi moeilijkheden aanleiding. Wi hebben echter nog een andei middel om de snelheid van dt windingen in het magnetisch veld te vermeerderen, door namelijk de middellijn van den ring te vergrooten; dan zal reeds b{j een klein aantal omwentelingen de snelheid op den omtrek van den ring belangtijk zijn. Het lag nu voor de hand, de electro-magneten binnen in den vergrooten ring aan te brengen en dus het anker om de magneten rond te draaien. Plaatsen w{j de electro-magneten radiaal, dus als de spaken van een wiel, dan zijn WÜ in staat, in nlaats va,. twee, meer polen in die ruimte " * UUIIlö 71 br/™„ irr „rj-!r *nk,r —■ »■««»» gerichte stroomen ontstaan maar he/^TTi6"' ,blechts twee ingesteld magneetpolen, hetgeen uit de ve-klarine di« afhan^en va" het getal hebben gegeven, niet moeilijk 7s on f« V" T den "ng van G^mme tegengesteld gerichte stroomen kunnen d^ n ^ verschlllende P-wen zoodoende in de buitenleiding als één wlhk-P1"a'? verbo»den worden en Het aantal borstels is bij een dergelijk v i f stroom samenvloeien, even groot als het aantalpolenZTaJ namige borstels liggen dan bii pp» • r p elkaar volgende ongelijk- bii ZoZï 60° erz.^ "nk'r f'P ~ ™ i LI Deze constructie geeft nog aanleiding tot eene vereenvoudiging, namelijk: de collector kan bij de groote binnenpool-machines wegvallen. De windingen om den ring liggen bij dezen namelijk maar in ééne laag om de kern van het anker en bestaan niet uit draad, maar uit dikke koperen stangen, die tot eene onafgebroken wikkeling met elkander zijn verbonden. Iedere koperen staaf is van de ijzeren kern en van de aanliggende staven geïsoleerd. De buitenste omtrek van het aldus samengestelde rad is afgedraaid en de stroom kan dus nu direct door middel van de borstels van de windingen om het anker worden afgenomen. In Fig. 101 is eene binnenpoolmachine van de firma Feix, te Stuttgart, afgebeeld, terwijl in Fig. 102 een schema is geteekend van de draadwikkeling in deze machine. Bij dit toestel is, zooals wij zien, nog een afzonderlijke stroomafgever aangebracht; wij geven daarom in Fig. 103 eene afbeelding van eene binnenpoolmachine van Siemems en Halske, waarbij de borstels direct op het anker slepen. Tegenwoordig bouwt men alleen meerpolige machines, waarbij de magneten buiten om het anker zijn aangebracht. Zoo is in Fig. 104 een vierpolige dynamo afgebeeld. Men ziet gemakkelijk, dat deze dynamo op lahmeyer-systeem berust, maar toegepast op vier polen. B\j de Duitsche machines wordt de sterke ijzeren ring, waaraan de magneetkernen zijn bevestigd, veelal uit één stuk gegoten. Deze ring, uit twee oeelen gemaakt, zooals Fig. 104 te zien geeft, biedt het voordeel dat het uitlichten van het anker, wanneer dit mocht noodig zijn, gemakkelijk kan geschieden. Uit deze afbeeldingen zal men zien, dat de vermeerdering der polen geene moeilijkheden oplevert. Men zal de constructie van de groote zespolige machine Fig. 105 gemakkelijk heHriif in nen electriciteits-centrale bestemd en kan voor het stroomleveren aan 2000 en meer gloeilampen gebouwd worden. Fig. 106 is eene twaalfpolige machine van de „Allgemeine ElectricitatsGesellschaft". Bij deze dynamo zien wij twaalf borstels op den collector slepen. Deze wordt daardoor zeer omvangrijk en vormt een ring, waarvan de middellijn de helft is van die der machine. Om die verschillende stroomen, welke zoodoende van den collector worden afgevoerd, te vereenigen, moeten de borstels der positieve polen met elkander, dus parallel, verbonden worden, en op dezelfde wijze de negatieve borstels. In de meeste gevallen, vooral bij klei¬ nere machines, brengt men deze parallelschakeling in den ring zeiven tot stand en verbindt die verbindingsplaatsen der windingen, welke steeds dezelfde polen hebben, met elkander; dan kan de stroom door middel van slechts twee borstels worden afgenomen. Commutator-machines. Wij moeten nu nog eene dynamo-machine bespreken, waarin de wikkeling van Gramme niet is toegepast, en in beginsel niets anders is dan eene wisselstroommachine met commutator. Deze machine was, ten gevolge van talrijke goede eigenschappen, gedurende een tiental jaren het meest verspreide type in Amerika en is geconstrueerd door den verdienstelijken electro-technicus Brush. Vooral op het gebied der verlichting door middel van booglampen heeft de „Brush Electric Company te Cleveland, die in 1881 is opgericht, gedurende geruimen tyd gedomineerd. Later iaren is deze maatschappij samengesmol¬ ten met eene andere, inmiddels ontstane reuzenonderneming, de ThomsonHouston-Company. De BRUSH-machine ziet de lezer in Fig. 107 afgebeeld. Op den eersten blik zal h\j geneigd zijn, haar anker voor een GiiAMME-ring te houden. In de werkelijkheid heeft het brush-anker met deze constructie niets te maken; veeleer berust de brush-machine op hetzelfde beginsel als de in Fig. 57 en 08 afgebeelde machines van Clark en StOhber. Men denke zich, in plaats van de aldaar aangebrachte twee klossen, vier of zes in een krans op de as bevestigd en voor ieder paar diametraal tegenover elkander gelegen klossen, i»en afzonderlijken commutator aangebracht. Men kan dan uit de twee of drie commutatoren ook twee of drie afzonderlijke stroomen verkrijgen, daar ieder klossencaar op dezelfde wijze geïnduceerd wordt als het eene paar in de machine van Clark. Nu stelle de lezer zich voor, dat iedere klos om een rechten hoek gedraaid wordt, en wel zoodanig, dat de uithollingen van de klossen, die vroeger naar den waarnemer gekeerd waren, met hare openingen naar elkander toegewend worden, dus als het ware een onafgebroken kanaal vormen. De tusschenruimten tusschen twee klossen worden door stukken ijzer aangevuld, zoodat de klossen op een krans van ijzer komen te liggen. Telkens, wanneer een klossenpaar nu eene pool voorbijgaat, zullen er in de spoelen wisselstroomen ontstaan. Bij de brush-machine is aan eiken kant van den ring een hoefmagneet geplaatst en de magneten zijn met de gelijk- namige polen naar elkander toegekeerd. De poollappen omvatten den ring voor liet grootste gedeelte, zoodat liet toenemen van het aantal krachtlijnen en het wisselen van den stroom langzamerhand geschieden. Door een eigenaardigen commutator worden nu de gevormde wisselstroomen gelijkgericht, gelijktijdig echter ook de klossen, die op ieder oogenblik werkzaam zijn, zoodanig verbonden, dat de schommelingen der stroonisterkte, die bij zulke commutator-machines niet te vermijden zij 11, voor het grootste deel vereffend worden. Het anker der Brush machine bestaat uit bandijzer B (Fig. 108). dat spiraal vormig wordt opgerold. Tusschen iedere winding worden van afstand tot afstand I'Vormige stukken ijzer gelegd, zoodat de vooruitstekende deelen X ontstaan; in de door deze gevormde tusschenruimten worden dan de wikkelingen aangebracht. Door bouten r worden het bandijzer en de l-vormige stukken tot een stevig geheel vereenigd. Door deze constructie van de ijzeren kern is het ijzer behoorlijk verdeeld, terwijl tevens eene goede ventilatie van het anker gewaarborgd is. De groote verspreiding, die de brush-machine in Amerika heeft verkregen, moet in de eerste plaats worden toegeschreven aan haar stevigen en betrekkelijk eenvoudigen bouw. Bovendien kan zij zeer hoog gespannen stroomen ontwikkelen en men kan daardoor met deze machine 40, zelfs 60 booglampen, achter elkander in dezelfde stroombaan verbonden, van stroom voorzien. De beteekenis van dit voordeel, ■ lat echter ook zijne schaduwzijde heelt, zullen w\j in een volgend hoofdstuk over booglampen bespreken. De BRusn-machine werd eenige jaren na haar ontstaan op zflde gestreefd • ioor de Thomson-Houstonmachine, die ook tot de klasse der commutator- Fig. 10(3. machines behoort. Deze merkwaardige machine (Fig. 109) heeft een kogelvormig anker A, dat uit drie spoelen bestaat (Fig. 110). De spoelen zijn over elkander gewikkeld en hare windingen kruisen elkaar onder een hoek van 120°. Het anker draait tasschen twee holle, cylinder- vormige magneten, die op een onderstel zijn bevestigd. Ten einde nu ook de naar buiten gerichte polen dezer magneten in magnetische verbinding te brengen, zijn de einden der magneten door ijzeren stangen verbonden. Een driecieelige eommutator (Fig. 111) verandert de ontstane wisselstroomen in gelijkgerichte. Daar aan de borstels dezer machine sterke vonken ontstaan, is aan de machine een blaasbalg aangebracht, die gericht is op df aanrakingspunten var de borstels met der eommutator. De wer king van den blaasbalf is zoodanig geregeld dat er een luchtstroom ontstaat op het oogeu blik. waaron de borstel¬ een segment vau den eommutator verlaat en dus de vonken, die dan ontstaan? uitblaast. Het doel van de commutator-machines is hoofdzakelijk, gelijk reeds gezegd, het opwekken van hooger spanning, dat dit met de gewono dynamo's mogelijk is. Daar echter het gebruik van gelijkstroom met hooge spanning (1000 Volts of meer) in Europa weinig of geen navolging heeft gevonden, zijn zij aldaar niet toegepast. Nieuwste Dynamo-machines. Zooals reeds hiervoor gezegd, heeft het systeem van ankerbewikkeling, waarbij alle spoelen volkomen gelijk naar een schabloon gevormd zijn, veel toepassing gevonden en kan men wel beweren, dat de tegenwoordige machines met uitzondering van zeer kleine typen, uitsluitend een op deze wijze gevormde ankerbewikkeling hebben. Indien de stroomsterkte belangrijk wordt, worden do spoelen uit staven gevormd; de ankeromtrek wordt dan van groeven of gaten voorzien, waarin die staven benevens de noodige isolatie plaats vinden. Fig. 112 geeft eenige vormen van zulke groeven te zien, terwijl Fig. 113 duidelijk aantoont, hoe Fig. 112. solide de staven geplaatst worden, opgesloten door houten latten. Behalve uit een oogpunt van stevigheid, is die groefconstructie ook zeer gewenscht Fig. 113. voor het vermijden van Foucaultsche stroomen in de koperstaven. Daartegeno\ei staat, dat die gegroefde ankers aanleiding geven tot het ontstaan van dergelijke stroomen m de ijzeren poolschoenen; dit wordt echter gemakkelijk opgeheven door deze niet massief te maken, maar evenals de ankerkern uit dunne jjzerplaten te vormen, te „lamelleeren". Ten einde de dynamo direct met de stoommachine te kunnen koppelen, Fig. 114. moet het vereischte aantal omwentelingen niet te groot zijn, hetgeen leidt tot ankers van groote middellijn, zooals reeds opgemerkt. Daaruit heeft zich liet vrijwel algemeene huidige type ontwikkeld, waarvan wij in Figg. 114, 115 en 116 eenige voorbeelden zien. In Fig. 115 blijkt hoe doelmatig en fraai de ankerbewikkeling wordt uitgevoerd. Fig. 116 is het bijbehoorende gestul; deze machine is van de Electr. Industrie te Slikkerveer. Een machine van aanzienlijk vermogen ziet men in Fig. 11 <. van de Siemensöchuckert Werke; het is een dynamo van 1750 kilowatt, voor slechts 100 toeren p. min. Een punt van zeer veel belang bij den dynamobouw is het veikrijgen %an een vonkvrije commutatie, d. w. z. het omkeeren van den stroom in eenspoel gedurende de kortsluiting door een borstel. Het is noodig, dat in dat korte oogen- Fig. 11K. blik de stroom daarin dezelfde waarde verkrijgt als in den ankertak loopt, waartoe de spoel zal gaan behooren; even te voren was de stroom even sterk maar in tegenovergestelde richting. De spoel bezit echter zelf-inductie en wij hebben vroeger gezien, dat deze zich tegen een dergelijke plotselinge verandering verzet. Wfl kunnen die omkeering of commutatie dan ook slechts verkrijgen, door de kortgesloten spoel onder den invloed van het magnetisch veld te brengen, dit induceert dan in dezelve een stroom van do gewenschte sterkte. Practisch geschiedt dat door de borstels een weinig in de draairichting vooruit te plaatsen, zoodat men geen vonken ziet optreden Het zou ons h,er te ver voeren om de theorie der borstelverplaatsing nog verder te bmden; de knopte vermelding er van is echter noodig, om eenigs- I zins de bedoeling van de meer en meer in gebruik komende hulp- of keer- polen te kunnen aangeven. Zelfs bi) goede dynamo's is het moeilik vonken (waarmede een spoedige slijtage van den kostbaren collector gepaard gaat) te voorkomen in de vol- gende gevallen: 1°. by aanzienlijke overbelasting; 2°. indien het veld om de een of andere reden aanmerkelijk verzwakt is; Li • 111U1U11 "Wl. ' — — 3°. bij zeer groote omwentelingssnelheid, zooalsbij directe koppeling met stoomturbines. In deze gevallen nu is het aanbrengen van hulp- of keerpolen doelmatig. Het idee is verre van nieuw, maar daar men vroeger niet zulke juiste inzichten in de theorie had, verkreeg men niet de gewenschte resultaten. Thans echter wint deze constructie meer en meer veld, hoewel er, als b;j alles, vóór- en tegenstanders zijn. Wij zullen trachten in korte trekken de werking dier hulppolen enz. duidelijk te maken. In Fig. 118 zien wij die pooltjes in de neutrale lijn aangebracht. Het magnetisch veld der gewone polen, het lioofdveld, is door dunne stippellijnen aangegeven. Daarentegen | | l—J geven de dikke stippellijnen het dwarse of ankerveld Fig. 118. aan (zie blz. 94 en vlg.) waarbij wij zullen veronderstellen, dat de krachtlijnen van rechts naar links loopen, tegen de pijlen in en overeenkomstig de met kleine letters aangegeven ankerpolen (eenvoudigheidshalve zijn de krachtlijnen in het gestel niet verder geteekend). Het zal nu wel opvallen, dat de aanwezigheid dier pooltjes het ontstaan van het dwarse veld aanvankelijk begunstigt. Nu zijn echter die pooltjes van eene bewikkeling voorzien, die door den hoofdstroom doorloopen wordt en wel zoodanig, dat daarbij een veld volgens de dikke stippellijnen en in de richting der pijlen ontstaat; daarbij moet niet slechts het ankerveld opgeheven worden, maar bovendien moet het resulteerende veld juist de noodige sterkte voor de commutatie vere scht, hebben. Het aantal windingen op die keerpolen moet dus met zorg bepaald worden; is echter een goede commutatie verkregen, dan is deze ook bij alle stroomsterkten in orde daar immers het resulteerende veld met den stroom toeneemt; de ankerreactie, zelfinductie enz. worden nagenoeg geheel onschadelijk gemaakt. In Fig. 119 is de veldring van een 6-polige dynamoafgebeeld, waarbij de keerpolen duidelijk te zien zijn; daar er 6 borstels zjjn, moet hetaantalkeerpolen ook 6 bedragen, zooals wy later Fig. 119. Van veel belang zijn die keerpolen ook bij electromotoren, zullen zien. Een andere w^ze om den schadelijken invloed van het ankerveld op te heffen bestaat in het aanbrengen van een zgn. compensatie-wikkeling. Ook hierbij is het idee al oud, maar is de toepassing van later tijd. In Fig. 120 is schematisch het principe aangegeven. De poolschoenen zijn van gaten voorzien en hierin wordt een bewikkeling (streeppunt lijnen) aangebracht, welke door den hoofdstroom doorloopen wordt. Bij de geteekende schakeling zal het ankerveld loopen als door de dungestippelde lijnen wordt aangegeven; daarentegen doet de compensatiewikkeling krachtlijnen in tegenovergestelden zin (dikgestippeld) ontstaan. B\j wikkeling krachtlijnen in tef juist gekozen windingsgetal kan dus het ankerveld opgeheven worden. De draden kunnen natuurlijk in werkelijkheid niet zoo loopen, daar dan het anker niet ingeschoven kan worden; zü moeten dan op zijde gebogen worden, zooals ongeveer bij de Ejckemeyermachine (zie Fig. 98). Bü meerpolige machines gaat dit echter beter. De bekende ingenieur Déri heeft dit het eerst op practische wijze gedaan, in Fig. 121 aangegeven. Het vaste gedeelte van de machine heeft den ringvorm, dus zonder poolkernen of schoenen; de in cratftn aanffi UUUl&Ol llOll ui OU11W11V11 , TV 1 1 O spoelen zijn in gaten aangebracht, die een van de vormen in Fig. - nen hebben. De veldspoelen zijn a en a', de compensatie-spoelen b en . Fig. 122. Fig. 123. Ontstaan bij a' N polen, bij a Z polen, dan is het gemakkelijk in te zien, dat in het anker krachtbundels loopen, als dungestippeld aangegeven, loo recht daarop verkrijgt men weder het ankerveld en dit wordt gecompenseerd door de dikgestippelde krachtlijnen, door de spoelen b en b' veroorzaakt. Zooals wy later zullen zien, is deze constructie op het eerste gezicht niet te onderscheiden van een tweephasige wisselstroommachine; het is dan ook niets anders dan een tweephasige bewikkeling. Déri is tot deze methode ook juist geleid bij de constructie van een wagenmotor, die voor geiijk- en wisselstroom moest kunnen dienen. Het uiterlijke verschil tusschen gelijk- en wisselstroommachines is dan ook meer en meer aan het verdwijnen. De Berliner Machinenbau A. G. vh. Schwarzkopff construeert tegenwoordig gelijken wisselstroommachines met geheel dezelfde modellen; uitwendig blijkt het verschil slechts uit het al of niet aanwezig zijn van een collector of sleepringen. Men vergelijke slechts Fig. 122 een gelijkstroomtype en Fig. 123 een wissel(draai)stroomtype. De compensatie-bewikkeling is ook door Déri toegepast en door andere constructeurs nagevolgd bij de turbo-dynamo's (dynamo's, direct gekoppeld met stoomturbines) wegens de groote snelheid van het anker en de betrekkelijk geringe collectormiddellijn, waarbij vonken vooral vermeden moeten worden. Ten slotte willen wij hier nog vermelden de zeer eigenaardige dynamomachine van Dr. bosenberü, een vinding van zeer recenten datum. Wij zullen trachten, zonder te uitvoerig te worden, de werking van deze hoogst merkwaardige machine duidelijk te maken. Waar zooeven aangetoond is hoe men het tot stand komen van het hin¬ derlijke ankerveld tracht te bestrijden, zoo berust de werking van de rosenberg , of zooals de handelsnaam luidt, REG dynamo in hoofdzaak juist op het tot stand komen van een zoo krachtig mogelijk ankerveld. Beschouwt men de schematische Figuur 124 van deze machine, dan valt direct in het oog de abnormale constructie, nl. dunne magneetkernen en mantel, daaren- tftCrr»n hrAAHo inacciaTTC» nnnlcpliAünmi /-.»• inuiuuiUfO V CIUOl zijn de gewone borstels onderling kort gesloten, terwijl twee andere borstels, op ongebruikelijke wijze in de poolHjn geplaatst, juist met de uitwendige keten, in dit geval een accumulatorenbatterij verbonden zijn. Een allerzonderlingste dynamo dus, maar nu de werking! Door den nauwen magnetischen kringloop ontstaat er slechts een zwak verticaal hoofdveld, dat echter voldoende is om in het kortgesloten anker een stroom van de normale sterkte te doen ontstaan; bij een gewone dynamo zou natuurlijk aan zoo'n kortsluiting niet te denken zijn. Deze ankerstroom nu doet, begunstigd door de breede poolschoenen, een krachtig horizontaal ankerveld ontstaan; vanwege dit veld ontstaat er spanning tusschen de in de verticale lijn gelegen borstels en kan van dezen dus stroom afgenomen worden. Die stroom, het anker doorloopende, doet echter eveneens een tweede Fig. 124. anker veld ontstaan, weder evenwijdig aan de tyjbehoorende borstelen, dus verticaal, evenals het hoofdveld, maar daaraan tegengesteld. Er komt dus een resulteerend verticaalveld tot stand, gelijk aan het verschil tusschen het hoofdveld en het tweede ankerveld. Wat gebeurt er nu, wanneer het anker bijv. sneller gedraaid wordt? Denken wij ons, dat de verschillende werkingen na elkaar geschieden, dan wordt de spanning, al is deze gering, in de kortgesloten ankerhelften verhoogt, waarvan een sterkere kortsluitstroom, dus ook een sterker (horizontaal) ankerveld het gevolg is. Daardoor stijgen spanning en stroom in de verticale ankerhelften en uitwendigen keten; hierdoor wordt echter weer noodzakelijkerwijze het verticale ankerveld ook sterker, dus het resulteerende verticale veld vermindert. Daardoor wordt ten slotte de toename van den kortsluitstroom grootendeels te niet gedaan, zoodat de opgenoemde veranderingen slechts in geringe mate plaats hebben, d. w. z. een toe- of afname van het aantal toeren van het anker per seconde heeft geen noemenswaardige verandering van den stroom in de uitwendige keten ten gevolge, deze blijft nagenoeg constant. Bovendien, draait het anker in tegengestelde richting, dan keert het horizontale ankerveld ook om; daar èn draairichting èn veld omgekeerd zijn, blijft de stroom in de keten dezelfde. Deze dynamo kan dus een batterij laden met nagenoeg constanten stroom, onverschillig hoe snel en in welken zin het anker draait (slechts moet een zekere minimumsnelheid niet overschreden worden)! Het zal wel niet noodig zijn, nader te betoogen, hoe uitnemend deze dynamo daardoor geschikt is voor trein ver lichting (waarover later), voor welk doel zij dan ook in den beginne speciaal bedacht is en waarbij zij van uit de wagenas wordt gedreven. Wellicht is er om drenzelfden reden voor deze machine ook een toekomst weggelegd voor het benuttigen van de kracht van den wind, een lang bestaand probleem, waarbij de snelheid natuurlijk zeer veranderlijk is. Maar de dynamo heeft nog meer merkwaardige eigenschappen. Laten wij de omwentelingssnelheid constant, doch veranderen wij den weerstand van de uitwendigo keten, dan blijft de stroom ook nagenoeg constant. De bewikkelingen enz. zijn namelijk zóó bemeten, dat indien de stroom in die keten en daarmede het verticale of tweede ankerveld ca. 10 °/0 toenemen, het resulteerend verticale veld nul wordt, in welk geval alles nul zou worden, de stroom kan dus nooit meer dan 10 °/0 toenemen. Men kan de verticale borstels zonder bezwaar kort verbinden en na het opheffen van deze verbinding zijn spanning en stroom weer even als voorheen. De machine is daardoor bijzonder geschikt voor het voeden van booglampen, hierbij is dan de gebruikelijke voorschakelweerstand in t geheel niet noodig. Zoo bedroeg bij een projecteur of lichtwerper bij contact der kolen, dus kortsluiting, de stroomsterkte 85 amp., bij 22 mm. afstand derzelve 68 amp. Van nog meer belang is deze eigenschap bij het electrisch wellen, waarover ook later in dit boek gehandeld wordt; daarbij komen onvermijdelijk dikwijls kortsluitingen voor, welke voor dynamo en motor of batterij nadeelig zijn. By deze dynamo echter blijft de stroom by het normale bedrag en komen dus die stooten niet voor. Fig. 125 geeft een dergelijke wei dynamo te zien. Duidelijk springen in het oog de dunne ijzermantel, de zware poolschoenen, de groote collector en de borstelstiften onder 45° (daar er i polen zijn). De machine is voor een vermogen van 30 kilowatt bij 730 omw. per min. Hiermede zijn nog lang niet alle toekomstige toepassingen van de REG dynamo opgesomd; wij moeten er echter thans van afstappen. De wisselstroommachines. De dynamo-machines, die wij tot nu toe hebben behandeld, leveren gelijkgerichte stroomen. Men had echter reeds spoedig ingezien, dat in vele gevallen ook de wisselstroom, die oorspronkelijk in de machine ontstaat, kan worden toegepast, waarbij het toestel door het wegvallen van den commutator of den collector eenvoudiger is. Zoo ontstonden dan de eerste magneto-electrische machines van de „Compagnie rAlliance", die op dezelfde wijze waren geconstrueerd als de vroegere toestellen dezer maatschappij, maar waarbij de commutator was vervangen door een paar sleepringen. De wisselstroom-machine kreeg nu practische beteekenis, daarna kwam de tijd, waarin zij in vele gevallen boven de gelijkstroom machine verkozen moest worden, en eindelijk brak voor het wisselstroom-systeem met de uitvinding der transformatoren een derde periode aan, waarin het evenveel aandacht verdiende als het gelijkstroom systeem, en het van do omstandigheden afhing, of men het eene dan wel het andere stelsel moest aanwenden. Wanneer wij de eerste wisselstroom machines van de ,Compagnie 1'Alliance" buiten rekening laten, kunnen wij dus in de ontwikkelingsgeschiedenis der wisselstroom-machine twee tijdperken onderscheiden; in het eerste draagt de wisselstroom moer het karakter van een redder in den nood, in het tweede daarentegen zien wij hem als volslagen concurrent van den gelijkstroom optreden. Wij onderscheiden daarom oudere en nieuwere wisselstroom-machines; echter moeten wij in het oog houden, dat de laatste uit de eerste zijn ontstaan en de ontwikkeling der machines niet met sprongen, maar ge- ! leidelijk is tot stand gekomen. De vroegere wisselstroommachines. De eerste aanleiding, wisselstroom-machines te bouwen, ontstond door de uitvinding van Jablochkoff: de verdeeling van het electrisch licht door middel zijner electrische kaarsen; in het hoofdstuk over booglicht zullen wij hierop terug komen. De jABL0CHK0FFkaarsen konden slechts door wisselstroom gevoed worden en daarom kreeg Gramme de opdracht, zulke machines te construeeren. In zijn wis- 3ü1cjl1 ig. 126, zijn de magneten, evenals bij de binnen- pooi-machine, stervormig op de as aange- Fig. 126. bracht, zoodat er acht magneetpolen ontstaan, die gezamenlijk rondgedraaid kunnen worden. De windingen om de magneten zijn afwisselend in de eene en in de andere richting gewikkeld; zjj vormen echter alle een doorloopenden draad. Wanneer dus door dezen draad een stroom van constante richting gaat, zullen de polen ook afwisselend noorden zuid-magnetisch worden. Deze electro-magneten draaien binnen de ringvormige armatuur, die weer uit eene ijzeren kern bestaat, waar omheen 32 draadspoelen gewikkeld zijn. Tegenover ieder der 8 polen komen 4 spoelen abcd. De windingen zijn zóó, dat zij op een achtste deel van den omtrek van den ring in dezelfde richting, maar dat twee op elkaar volgende deelen abcd afwisselend rechts en links gewonden zijn. Aangezien del polen van de electro-magneten ten opzichte van alle 8 spoelen a op een bepaald oogenbhk dezelfde plaats innemen, is de induceerende werking in al deze spoelen gelijk. Evenzoo is die werking voor de 8 spoelen b op een gegeven oogenblik even groot, maar niet gelijk aan die in a. Hetzelfde geldt voor de spoelen c en d. Wil men dus 4 afzonderlijke stroomen gebruiken, dan heeft men slechts de windingen a achter elkander te verbinden, zoo ook de windingen b, c en d. Het is volgens deze beschrijving duidelijk, dat ook 8, 16 of32 afzonderlijke stroomen met deze machine verkregen kunnen worden. Daar er in de machine acht magneetpolen ronddraaien, zullen bij iedere omwenteling de stroomen in de vier groepen abc en d achtmaal van richting veranderen; maakt de magneet-ster dus bijv. 600 omwentelingen per minuut, dan zullen er 4800 stroomwisselingen per minuut worden te voorschijn geroepen. Zooals wij reeds hebben opgemerkt, moeten de electro-magneten door een gelijkgerichten stroom gemagnetiseerd worden, waartoe men dus een afzonderlijke kleine dynamo zal moeten opstellen; deze noemt men in de practijk veelal met het Engelsche woord „exciter". De gelijkgerichte stroom van dezen exciter wordt door middel van twee ringen, die van de as geïsoleerd zijn en waarop twee veeren slepen, in de windingen van de electromagneten geleid. Niet lang nadat Gramme zijne wisselstroom-machine had geconstrueerd, bouwde ook de firma Siemens en Halske een dergelijk toestel, volgens een eigen systeem, dat van het zooeven genoemde belangrijk verschilt. De reden, waarom ook deze firma wisselstroomen wenschte toe te passen, was niet hierin gelegen, dat hare booglampen deze toepassing noodzakelijk maakten, maar zij werd door andere omstandigheden tot het vervaardigen van zulke machines genoopt. Wij hebben zooeven gezien, dat het bij de wisselstroommachine niet moeilijk valt, verschillende afzonderlijke stroombanen, die van elkander onafhankelijk zijn, door middel van éóne machine van stroom te voorzien. In vele gevallen levert dit een groot voordeel op, maar met de gelijkstroom-machine kon men het vroeger niet bereiken; tegenwoordig is dit verschil tusschen de wisselstroom- en de gelijkstroom machine door den vooruitgang der techniek opgeheven. Bovendien was er voor de Berlijnsche firma nog eene andere reden. Het is niet zelden gewenscht, verschillende booglampen achter elkander in eene stroombaan aan te brengen. De spanning moet dan echter evenredig met het aantal lampen toenemen, zooals wij later zullen verklaren. Nu waren de toenmaals vervaardigde gelijkstroom-machines* met trommelanker tot het lederen van hooggespannen stroomen niet zeer geschikt, omdat op de eindvlakken van den cylinder, waarop de draden elkander kruisen, stroomtakken met groote spanningsverschillen over elkander liggen en daarom eene uiterst zorgvuldige isolatie noodzakelijk wordt. Tegenwoordig vervaardigt men ook trommelankors voor hooge spanningen, maar een twintig jaar gelegen vond men dit nog wat bedenkelijk. Siemens en Halske kozen daarom voor hooge spanningen het wisselstroom systeem. Brush en Thomson Houtson hadden wel is waar gelijkgerichte stroomen met nog veel hooger spanningen met hunne toestellen verkregen, maar dit waren commutatormachines, welke in Europa slechts weinig ingang konden vinden. Siemens en Halske verbeterden nu de wisselstroom-machine van Gramme door in het anker geene ijzeren kern aan te brengen. Wij hebben reeds vroeger medegedeeld, dat, bij de snelle wisseling der polariteit, de ijzeren kernen verhit worden en daardoor verliezen ontstaan, die men eenvouddig hierdoor vermijden kan, dat men den draadklossen geen ijzeren kernen geeft. Daardoor maken wij echter den weg voor de krachtlijnen ongunstiger. Om aan dit nadeel te gemoet te komen, zal men er naar moeten streven, den weg, dien de krachtlijnen in de lucht moeten afleggen, dus ook de klossen zelve, zoo kort mogelijk te maken. Maar dan moeten er op die korte klossen ook groote lengten draad worden gewikkeld, om de gewenschte spanning, die met de lengte van den draad toeneemt, te'kunnen bereiken. Laten wij eens zien, hoe Siemens en Halske dit vraagstuk hebben opgelost! Twee groepen in een cirkel geplaatste electro magneten (Fig. 127) zijn ieder aan een gietijzeren ring bevestigd en tot een stevig geheel vereenigd. In iedere groep wisselen aan de einden, die naar een zelfden kant gekeerd zijn, noord- en zuidpolen elkander af, terwijl eene noordpool van den eenen cirkel tegenover eene zuidpool van den anderen cirkel staat. In de smalle tusschenruimte, die tusschen de twee groepen magneten overblijft, ontstaan dus magnetische velden van groote intensiteit en afwisselende richting. Tusschen de magneten draait nu een krans vlakke draadklossen, waarvan het aantal even groot is als dat der magnetische velden. Bü deze inrichting doorsnijden de draadklossen de krachtlijnen in loodrechte, dus voor de inductiewerking meest gunstige richting. De grootte der draadklossen is zóó gekozen, dat, wanneer de eene helft van één hunner zich in een magnetisch veld beweegt, de andere helft zich op de overeenkomstige plaats van het volgende veld bevindt; de naast elkander gelegen magnetische velden hebben echter verschillende richting en zoo zal dus ook in de eene helft van den draadklos een stroom ontstaan, tegenovergesteld aan dien van Na Siemens en Halske begon eene Hongaarsche firma wisselstroom-machines te bouwen, nl. Ganz & Co., te Buda-Pesth, die zich op de volmaking van liet wisselstroom-systeem in het bijzonder heeft toegelegd. Het fabrikaat de andere helft; door de vereeniging van beide helften, op de wijze als in Fig. 128 is afgebeeld, krijgen deze beide stroomen, in de stroombaan door de klossen gevormd, dezelfde richting. Men kan nu naar verkiezing èf alle klossen tot ééne stroombaan samenkoppelen, öf hen, in groepen verdeeld, tot het voortbrengen van meer stroomen gebruiken. Fig. 128. Ter magnetiseering der electro-magneten dient eene gelijkstroom-machine, die wij in Fig. 127 naast de wisselstroommachine zien staan. dezer firma brengt ons vanzelf tot de nieuwere wisselstroom-machines, die vooral haar ontstaan te danken hebben aan de invoering der transformatoren. De eerste wisselstroom machines van Ganz & Co. hadden echter uitsluitend ten doel, den wisselstroom direct in het leidingnet te leveren. By de wisselstroom machines, die wij tot nu toe beschreven hebben, is het een bezwaar, dat z\j eene afzonderlijke gelijkstroom-machine voor het magnetiseeren harer electro-magneten noodig hebben, en men dus twee machines, in plaats van ééne, moet bedienen. Ganz & Co. brachten hierin verbetering aan door beide machines tot één toestel te vereenigen. Een Engelsche wisselstroom-machine, die zich door de samenstelling van het anker onderscheidt, is, de ferhanti-TiioMSON-machine (Fig. 129), die gemeenschappelijk door Sir William Thomson, J. de Ferranti en A. Thomson in 1882 geconstrueerd werd. In zeker opzicht is zij met de wisselstroommachine van Siemens en Halske verwant, en de plaatsing der electro-magneten ten opzichte van het anker is in beginsel dezelfde. Het anker is echter op eene andere wijze samengesteld. De windingen zijn namelijk niet, zooals de machine van Siemens en Halske tot klossen gewikkeld, maar loopen zigzagvormig. Z\j zijn ook niet uit draad, maar uit koperband gewikkeld, waarvan de verschillende lagen geïsoleerd boven elkander liggen. Fig. 130 geeit hiervan eene afbeelding, waarbij men de afzonderlijke lagen van het koperband kan onderscheiden. De werking van het toestel is dezelfde als die van de SiKMENs-machine. Behalve het voordeel, dat bet anker geen ijzer bevat, kan by deze constructie de ruimte tusschen de magneten zeer gering zijn. In z\jn latere constructies heeft Ferranti deze wijze van ankerwinding, hoewel door sterkte en eenvoudigheid uitmuntende, niet meer toegepast, maar de ankerspoelen afzonderlijk gevonden en op eene schijf vereenigd. Wij zullen later zien, dat de wisselstroom eene eigenschap heeft, die hem in sommige gevallen boven den gelijkstroom doet verkiezen: hij kan namelijk door een eenvoudig toestel, dat geene bewegende deelen bevat, van een stroom met hooge spanning worden omgezet in een stroom met lage spanning. Deze belang¬ rijke eigenschap werd het eerst in het jaar 1883 door Gaulard toegepast en later door Ganz & Co. verder verbeterd. De nieuwe beteekenis der wisselstroommachine, die reeds uit de techniek begon te verdwijnen, was er de oorzaak van, dat verschillende constructeurs zich weder op deze soort dynamo's gingen toeleggen, en er ontstonden zoodoende talrijke nieuwe typen. In de eerste plaats brachten Ganz & Co. eene verbetering aan, die een overgang vormt tot deze soorten. Wy hebben reeds opgemerkt, dat de wisselstroom-machines voor de magnetiseering harer electro-magneten nog een gelijkstroom-dynamo noodig hadden en dat Ganz & Co. in hunne groote wisselstroom-machine deze beide tot één geheel vereenigden; later lieten zij den gelijkstroom-dynamo geheel weg, maar maakten een gedeelte van den ontwikkelden wisselstroom, door middel van een commutator, tot gelijkgerichten stroom en voerden dezen door de windingen der electro-magneten. Deze zich zelve magnetiseerende wisselstroom-machine, ontstond in het jaar 1882 en was op de tentoonstelling te Turijn in 1884 voor het eerst in werking. Hare constructie herinnerde eenigszins aan de wisselstroom-machine van Gramme. Evenals deze bevat zij eene ringvormige, vaststaande armatuur, waarbinnen de electro-magneten, die)als de spaken van een wiel waren aangebracht, werden rondgedraaid. Terwijl echter Gramme de verschillende spoelen op eene ringvormige kern wikkelde, waren de draadklossen in de machine van Ganz & Co. radiaal, dus in de richting der magneten, geplaatst. In Amerika begon spoedig na Ganz & Co. de Westinghouse Company het wisselstroom-systeem te exploiteeren. Deze maatschappij, die door den uitvinder van den bekenden "Westinghouse-rem werd opgericht, heeft zeer veel wisselstroom-installaties in Amerika aangelegd. De machine, die de firma vervaardigde, is door haar ingenieur Stanley geconstrueerd. Zooals uit Fig. 131 blijkt, werd bij de Westinghouse-wisselstroommachine het anker rondgedraaid, terwijl de magneten vast stonden. De vorm van het anker was eene trommel, waarop platte draadklossen aangebracht waren, op de wjjze, als bij de machines van Ganz & Co. De wisselstrooom-machines, door de brush-Electric-Co., in Cleveland, vervaardigd, vertoonden eenige overeenkomst met de vroeger beschreven machine van Siemens en Halske, maar terwijl b« deze liet anker werd rondgedraaid, en de magneten vast waren, was dit bjj de wisselstroom-machine van Brush. Fig. 132, .juist omgekeerd. Fig. 133 geeft eene afbeelding van het anker, waarvan de 6 verschillende spoelen, bestaande uit geïsoleerd koperband, op isoleerende kernen gevonden, bjj eene eventueele reparatie gemakkelijk kunnen worden verwijderd. Evenals bij de machine van Siemens en Halske, bevat het anker geen ijzeren kernen. Door den heer Mordky, electro-technicus van de „BRUSH-Electrical Engineering Company lim.", te Londen, is eene eigenaardige verandering in de zooeven beschreven BRusH-machine aangebracht. De electro magneten hebben namelijk een eigenaardigen vorm, zooals uit Fig. 135 blijkt. Zü bestaan uit eene cylindervormige ijzeren kern, die op de as bevestigd is en waar omheen draad is gewikkeld; aan beide einden van de kern zijn dikke omgebogen ijzeren armen aangebracht, die de kern tot ongeveer op de helft der dikte omvatten en slechts eene smalle tusschenruimte vrijlaten. De kern met den draadklos en de omgebogen armen worden met de as rond gedraaid. Eene afzonderlijke dynamomachine levert den stroom voor den draadklos, waarvoor een paar sleepringen op de as zijn aangebracht. In de ringvormige gleuf, die in Fig. 135 duidelijk is waar te nemen, wordt nu , het anker gebracht, dat blijkens Fig. 134 ongeveer dezelfde samenstelling heeft als de armatuur der wisselstroom-machine van Brush. Het bestaat daartoe uit twee helften, die van beide zijden in de gleuf geschoven worden. Wanneer er nu door de windingen van den magneet een stroom gaat, zal de kern magnetisch worden, en de ijzeren armen, die aan beide einden dezer kern bevestigd zijn, zullen dus i ieder een magneetpool vormen. Evenals bij de wisselstroom-machine van Siemens staan bij deze constructie ongelijknamige polen tegenover elkander, maar terwijl by eerstgenoemde machine de magneetpolen van eene zelfde helft wisselden, dus bijv. eene noordpool zich tusschen twee zuid¬ polen bevond, zullen bij de machine van Mordey aan den eenen kant van het anker alleen zuidpolen en aan den tegenovergestelden kant slechts noordpolen gelegen zijn, zoodat het anker zich door eene reeks gelijkmagnetische velden beweegt. Om nu de gewenschte inductiewerking te verkregen, is het aantal der spoelen van het anker tweemaal zoo groot als het aantal magnetische velden; de spoelen zijn om den ander in tegengestelden zin gewonden. Wanneer zich dus de eene helft der spoelen tusschen de magneetpolen bevindt, is de andere helft in de opening tusschen twee paren polen. De in de even en oneven spoelen geïnduceerde electrom. krachten vullen elkaar aan en hierdoor zullen wisselstroomen opgewekt worden. Wij hebben in deze bladzijden kennis gemaakt met dynamo-machines, waarbij öf het anker öf de magneetpolen stilstonden en één van beide in beweging was, maar moeten nu nog meedeelen, dat er in later tijd wisselstroom-machines geconstrueerd zijn, waarin anker en magneetpolen beide in rust zijn. Het roteerende deel is een ijzeren stuk, dus een goede geleider voor de magnetische krachtlijnen. Ten gevolge van de verschillende standen van dit ijzeren lichaam worden de door eene vaststaande draadwikkeling opgewekte krachtlijnen voortdurend in de ruimte verplaatst en snijden derhalve de vaststaande ankerdraden, waardoor eene electromotorische kracht ontstaat. De volgens dit systeem uitgevoerde wisselstroom-dynamo's (in het Engelsch „inductor alternators" genoemd) zijn compact gebouwd en hebben geen sleepringen noodig, daar magneetwindingen en anker stilstaan; zij hebben echter in de practijk om verschillende redenen niet voldaan. De nieuwere wisselstroom-machines. Zooals reeds bij de bespreking van de nieuwere gelijkstroom-dynamo's vermeld is, hebben de ervaring en constructieve ontwikkeling in den tegenwoordigen tijd tot een voor beiden vrijwel overheerschend type geleid. Het geïnduceerde gedeelte vormt een vaststaande ring, in den regel van grooten diameter, weder met het oog op gering aantal omwentelingen; daarbinnen draait een krans van magneetpolen. De spanning, in het vaste gedeelte opgewekt, is meer en meer opgevoerd, waarvan wy het voordeel later zullen leeren kennen. Tegen deze hooge spanning is op deze wijze geen bezwaar, daar er geen sleepringen voor het vaste gedeelte noodig zijn. De machines leveren meestal geen gewone wisselstroom, maar driephasigen of draaistroom, waarover bij de motoren gesproken zal worden; daarbij kan de geheele binnenwand van den ring van spoelen of staven voorzien worden, hetgeen bij eene gewone ofenkelphasige wisselstroombewikkeling niet het geval zou kunnen zijn. In fig. 136 ziet men den ring met de spoelen, fig. 137 geeft de machine in zijn geheel. De ring bestaat uit gelamelleerd ijzer, gevat in een gegoten huis, goed van ventilatie-openingen voorzien. Hoe enorm de middellijn van den ring wordt bij een machine van groot vei mogen, daarvan geeft fig. 138 een denkbeeld; het vermogen bedraagt dan ook 3500 Kilowatt. In de allerlaatste jaren is de toepassing der stoomturbines zeer sterk toegenomen, zoo zelfs, dat de turbo-generatoren de machines der toekomst schijnen te worden. Dit is gemakkelijk te begrijpen, daar hierbij een ideaal ronddraaiende beweging plaats heeft en de noodige ruimte in verhouding tot het vermogen zeer gering is. Het is hier niet de plaats, over de verschillende soorten turbines uit te weiden. Daar echter bij allen het aantal omwentelingen Fig. 136. nog vrij groot is, heeft men voor directe koppeling een geheel ander type dynamo noodig, nu juist van geringe middellijn en langgebouwd in axiale richting. Dit springt in het oog b\j fig. 139, 300 Kilowatt draaistroomgeneratoren gekoppeld aan Parson's turbines. Wy zullen hiermede de beschrijving der dynamo-machines, waarvan wij een aantal karakteristieke vormen hebben besproken, besluiten. Later, wanneer wü de electrische verlichting en krachtsoverbrenging behandelen, zullen wij nog dikwijls in de gelegenheid zijn, op dit onderwerp terug te komen, daar iet beter is de machines, die in verschillende gevallen toegepast zijn, te beschouwen in verband met de andere onderdeelen van de installatie. Nu moeten wij echter nog een ander belangrijk onderwerp behandelen namelijk: ' Den stroomloop in de dynamo-machine. Door de windingen van de e ee ro magneten \an een gelijkstroom-dynamo gaat, zooals wij bij de verklaring van het dynamo-beginsel hebben gezien, een electrische stroom, die door het anker geleverd wordt. De verbinding tusschen anker en electro magneten kan nu op verschillende wijzen geschieden, en men zal voor ieder bijzonder geval de eene of andere verbindingswijze kiezen, al naar het doel, dat men met den stroomontwikkelaar wil bereiken. De eenvoudigste methode, die ook door sibmens het eerst werd aangegeven en reeds in Fig. 70 is voorgesteld, bestaat hierin, dat de stroom, voordat hy de machine verlaat, eerst door de windingen van de electro-magneten moet gaan, en deze daardoor magnetiseert. Deze inrichting is in Fig. 140 voorgesteld. Daarbij zien wjj, dat een einde der magneet-bewikkeling met den eenen borstel, b\jv. den positieven, is verbonden. De stroom van het anker gaat eerst door de windingen van de magneten dan doorloopt lij) de buitenleiding en keert vervolgens naar de negatieve pool van de machine terug. Bö deze verbinding gaat derhalve de geheele stroom der machine om de magneten en men noemt daarom dezen dynamo hoofdstroom of seriemachine, omdat de volle stroom van het anker de leiding en de magneetwindingen in serie moet doorloopen. Bij eene tweede klasse van dynamo's wordt niet de geheele stroom der machines gebruikt, 0111 het magnetisme op te wekken, maar men laat een tak van den hoofdstroom door de magneetwindingen gaan. Deze methode § si £ paste reeds Wheatstone, die ongeveer te gelijker tijd met Siemens het dynamo beginsel openbaar maakte, bij den door hem uitgevonden dynamo toe. Bij deze schakeling, Fig. 141, z\j de twee borstels der machine onmiddellijk met de buitenleiding verbonden. De polen der machine zijn echter ieder met een einde der magneetbewikkeling in verbinding, zoodat eene vertakking van den hoofdstroom om de magneten zal gaan. Deze soort machine wordt in den regel aangeduid met den naam van shuntdynamo, naar het Engelsche woord „shunt": vertakking; de Duitschers zeggen „Nebenschluss-Maschine". Welk onderscheid bestaat er nu tusschen beide soorten dynamo's? In de eerste plaats zullen wij veronderstellen, dat de polen van een serie-dynamo door een korten, dikken draad zijn verbonden; de weerstand van de stroombaan buiten de machine is dus zeer klein en de totale weerstand der geleiding, die is samengesteld uit de weerstanden der buitenleiding, der magneetwindingen en der ankerwikkelingen, zal een minimum wezen; de stioornsterkte wordt nu, overeenkomstig het in de Inleiding vermelde verband tusschen stroomsterkte, spanningsverschil en weerstand een maximum. Daar echter de volle stroom om de magneten gaat, zullen deze door den maximalen stroom gemagnetiseerd worden, en daar het opgewekte magnetisme grooter wordt b\j toeneming van de stroomsterkte, zal het magnetisme der electro-magneten door de „korte sluiting" der machine, d. w. z. door eene verbinding harer polen door een geleider met uiterst kleinen weerstand, het grootst mogelijk bedrag aannemen. Van de sterkte der electro-magneten hangt echter de electromotorische kracht der dynamo-machine af, omdat bij krachtiger electro-magneten het aantal krachtlijnen, dat door de ankerwikkelingen gesneden wordt, grooter is; zoo zien wü, dat bij korte sluiting eener serie-machine de stroomsterkte en de electromotorische verkrijgen. Neemt daarentegen de weerstand van de buitenleiding toe, dan zullen de 10 Fig. 141. kracht het grootste bedrag zullen stroomsterkte en daardoor ook het opgewekte magnetisme en de electromotorische kracht der machine afnemen. Men zal zich ook gemakkelijk kunnen voorstellen, dat de weerstand van de buitenleiding zóó groot kan zijn, dat bij het in werking stellen van de dynamo de stroom, door het remanente magnetisme opgewekt, te zwak is en de dynamo dan niet aangaat. De machine zal dan eerst door vermindering van den weerstand in werking gebracht kunnen worden. Geheel iets anders is het bij de shuntmachine. Vóór wij deze gaan beschouwen, dient er opgemerkt te worden, dat van de in het anker van eene dynamo electrom. kracht dadelijk een zeker bedrag in de ankerdraden zelf verloren gaat, hetwelk volgens de wet van ohm gelijk is aan stroomsterkte X ankerweerstand (bij den serie-dynamo voegt zich hier nog bij de weerstand der seriebewikkeling). De „klemspanning" van een dynamo is dus slechts dan alleen gelijk aan de opgewekte E. M. K. wanneer hij geen stroom levert (bü den serie-dynamo heeft dit natuurlijk geen beteekenis, want dan is er nagenoeg geene spanning). Geeft de machine wel stroom, en veronderstellen wij den magnetiseerenden stroom, dus de E. M. K. constant, dan is de klemspanning des te kleiner, naarmate de stroom sterker is. Daar nu de einden van de shuntwikkeling aan de klemmen zijn verbonden, zal de stroom in deze, dus ook de E. M. K. in het anker met de klemspanning evenredig zijn. Het gevolg daarvan is, dat met toename van den stroom in de uitwrendige geleiding de klemspanning om eene dubbele reden zal dalen: le. daar het spanningsverlies in het anker toeneemt; 2e. omdat de opgewekte E. M. K. zelve vermindert. Deze daling is echter gering. Bij eene goede dynamo mag de klemspanning in stroomloozen toestand en bij normale belasting slechts weinig verschillen. Gaat men den uitwendigen weerstand steeds kleiner maken, dus den stroom sterker, dan wordt de shuntstroom steeds zwakker en eindelijk komt er een moment, waarbij het magnetisme niet meer gehandhaafd kan worden, daar, zooals wij reeds gezien hebben, de ankerstroom een zekeren tegenwerkendon invloed op het magnetisch veld uitoefent, hetwelk men de ankerreactie noemt (deze ankerreactie was vooral bij de antieke dynamo's bijzonder sterk). De machine wordt alsdan plotseling spanning- en stroomloos. Dit geval treedt echter bij eene goede dynamo pas bij eene zóó enorme stroomsterkte in, dat deze door het anker niet zonder schade kan verdragen worden. Theoretisch kan men dus een shuntdynamo kort sluiten, hetgeen zeer verschillend is van hetgeen wij bij een serie-machine gevonden hadden. De vraag ligt nu voor de hand, waarom er bij het magnetisme een stabiele toestand intreedt. Immers, daar b.v. bij eene serie-machine bij stijgende spanning ook de stroom aangroeit, dit echter weer eene nieuwe spanningsrijzing ten gevolge heeft, zou men kunnen verwachten, dat die onderling versterkende werking steeds zou doorgaan en dus stroom en spanning onbegrensd zouden toenemen. Dit zou ook het geval zijn, wanneer het magnetisme steeds maar evenredig met de magnetiseerende kracht toenam; er is vroeger echter reeds op gewezen, dat dit volstrekt niet zoo is, daar het ijzer meer en meer verzadigd wordt. Kiezen voor de duidelijkheid een getallenvoorbeeld. Stel, dat de geheele gesloten keten, waarin het anker zich bevindt, een weerstand bezit van 1 Ohm dan zal dus eene vermeerdering van de E. M. K. met 1 Volt, eene stroomtoe' name van 1 Ampère bewerken. In het begin van het ontstaan van het magnetisme zal eene vermeerdering van de magnetiseerende kracht, overeenkomende met 1) Ampère, de E. M. K. met verscheidene Volts doen stijgen Er zal echter eindelek een toestand komen, waarbij het ijzer dusdanig verzadigd is, dat die spanningsstijging voor 1 Ampère vermeerdering in de magnetiseerende windingen nog geen Volt bedraagt. Dit bedrag moeten wij echter minstens hebben, dus kan nu het magnetisme niet meer toenemen en zijn daarmede eveneens spanning en stroomsterkte constant geworden. Bij een shunt-dynamo kan men dezelfde redeneering op den shunt-stroom toepassen. Zonder de omstandigheid der verzadiging van het ijzer zou dus bij de zelf. bekrachtiging, het dynamo-electrisch principe, een stabiele toestand onbestaanbaar zijn. Bij sommige toepassingen kan het voorkomen, dat het toestel, dat stroom van .de machine ontvangt, een stroom in tegengestelde richting tracht te veroorzaken, dit verschijnsel zullen wu later bij den accumulator leeren kennen; het komt echter ook bij andere toepassingen voor. Zoolang nu maar de electromotorische kracht van dezen tegengesteld gerichten stroom kleiner blijft dan die der dynamo-machine, zal deze haar stroom in de gewenschte richting, naar het toestel toe, kunnen blijven zenden. Blijft echter voor een kort oogenblik de dynamo stilstaan, of begint hij langzamer te draaien, zoodat zijne electromotorische kracht, die van de snelheid afhangt, kleiner wordt dan de kracht in tegenovergestelde richting, dan overwint deze die der machine en veroorzaakt nu een stroom van tegengestelde richting in de stroombaan, dus ook in de machine. Welke gevolgen zal dit nu hebben? Beschouwen wij in de eerste plaats de seriemachine. Wij veronderstellen, dat de machine eerst haar stroom zendt in die richting, door de pijlen aangeduid (Fig. 141). Zoodra nu een druk in tegenovergestelde richting de overhand krijgt en dus de stroomrichting verandert, zal ook door de windingen der electro-magneten een stroom van tegenovergestelde richting gaan, en hierdoor zullen zij tegengesteld gemagnetiseerd worden. De oorspronkelijke noordpool wordt nu zuidpool en omgekeerd. Dit heeft weer ten gevolge, dat ook de machine een E. M. K. zal leveren die van de oorspronkelijke in richting verschilt, den tegengesteld gerichten stroom dus ondersteunt en hierdoor het magnetisme der magneten, die nu verkeerde polen hebben, versterkt. De polen van den dynamo zijn dus omgekeerd, hetgeen dus zeer onaangename gevolgen hebben kan. Hoe houden de shunt-machines zich in dit geval? De stroomloop zij oorspronkelijk, zooals door de pijlen in Fig. 142 wordt aangegeven. Wanneer nu uit de hoofdleiding een stroom ven tegenovergestelde richting aankomt, zal de richting van den stroom door de magneetwindingen niet veranderen, maar thans een gedeelte zijn van den stroom in tegengestelde richting, welke door het andere toestel in de hoofdleiding gezonden wordt, hetgeen wy gemakkelijk zullen begrijpen, wanneer wij in de figuur de pijlen in de hoofdleiding omkeeren. De shunt-machine wordt dus door een stroom van verkeerde richting niet omgepolariseerd. Wij hebben zooeven gezien, dat de stroomsterkte in de magneetwikkeling en dus ook de electromotorische kracht eener dynamo-machine afhankelijk is van den weerstand der buitenleiding; bij de serie-machine zal zij bij vermindering, by de shunt-machine met vergrooting van den weerstand toenemen. Daar het echter in de meeste gevallen gewenscht is, de spanning in de leidingen op gelijke hoogte te houden, zouden wij steeds den weerstand der totale stroomleiding onveranderd moeten laten, wanneer wijniet in staat waren, de spanning door bijzondere inrichtingen te regelen. Het eenvoudigste zou wel zijn, dat wij in de hoofdleiding een weerstand aanbrachten, die wij naar willekeur grooter of kleiner konden maken. Wanneer zich in dat geval de weerstand van de verschillende toestellen, die zich in de keten bevinden, mocht wijzigen, dan zouden wij eene gelijke, maar tegenovergestelde verandering bij onzen ingeschakelden weerstand kunnen aanbrengen en daardoor het geheele bedrag constant houden. Maar dit is wel het slechtste hulpmiddel, dat wij zouden kunnen toepassen, want, zooals wij later zullen zien, wordt de weerstand door den stroom verwarmd en de arbeid, die hiertoe noodig is, gaat voor ons verloren; de stoommachine, die den dynamo drijft, zou dus gedeeltelijken arbeid moeten leveren voor de ongewenschte verwarming van den reguleerweerstand. Er staat ons echter gelukkig nog een ander middel ten dienste, om de spanning in de leidingen constant te houden. Wanneer de weerstand van de stroombaan buiten de machine verandert, dan moet, als men de poolspanning constant veronderstelt, natuurlijk ook de stroomsterkte veranderen, maar is dit in de buitenleiding het geval, dan heeft dit ook in de machine plaats; hier blijft de weerstand echter constant, dus moet de derde factor, de electromotorische kracht, in het anker zich wijzigen. Om dus aan de polen van de machine een constante spanning te krijgen, moet de electromotorische kracht van het anker te gelijker tijd met den weerstand in de buitenleiding veranderen. Eene verandering van de electromotorische kracht kunnen wij nu op twee manieren te voorschijn roepen; in de eerste plaats door het anker sneller of langzamer te laten draaien en in de tweede plaats door versterking of verzwakking van de induceerende werking der magneten. Het eerstgenoemde middel is niet aan te bevelen, daar het moeilijkheden oplevert, om de stoommachine naar de stroomsterkte, die ontwikkeld wordt, te regelen. Wy passen dus beter de verandering der magnetische werking, tot het behouden van eene constante spanning, toe. Dit kan nu ook weer op twee wijzen geschieden: öf wij richten onze electro magneten zoodanig in, dat wij meer of minder windingen in den stroom kunnen schakelen, öf wij laten het aantal actieve windingen onveranderd, maar laten den stroom, die om de magneten gaat, toe- of afnemen. Deze laatste handelwijze wordt het meeste toegepast en wij zullen er daarom nader bij stilstaan. Eerstgenoemde methode is somtijds bij electrische motoren in gebruik, b\j dynamo-machines is dit zelden of nooit het geval. Hoe moeten wij nu te werk gaan, om de stroomsterkte in de magneetwikkeling te veranderen? Bij shunt-machines is dit niet moeilijk; wij brengen in de vertakking, die om de magneten gaat, eenvoudig een veranderlijken weerstand aan, die met de hand of door eene zelfwerkende inrichting zoodanig veranderd kan worden, dat de spanning aan de polen van de machine op dezelfde hoogte blijft. De beschrijving van zulke veranderlijke weerstanden volgt later. Denken we ons nu in de vertakking, die om de magneten eener shuntmachine gaat, een veranderlijken weerstand W aangebracht (Fig. 142), dan kunnen wij hiermede den stroom in de magneetwindingen veranderen en hebben nu maar op het instrument, dat de poolspanning der machine aangeeft, af te lezen, of deze reguleersweerstand vergroot of verkleind moet worden. Wijst bijv. dit instrument eene spanning aan, die grooter is dan de verlangde constante spanning, dan moet er meer weerstand ingeschakeld worden. Deze methode zal blijkbaar veel voordeeliger zijn dan de allereerst genoemde, 'aarbij de reeuleerweerstand in de hoofd¬ waarbij de reguleerweerstand in de hoofdleiding was aangebracht, want daar er slechts een gedeelte van den totalen stroom om de magneten der shunt-machine gaat, zal er ook maar eene kleine hoeveelheid arbeid door verwarming van den reguleerweerstand voor ons verloren gaan. Bij de serie-machine kunnen wij niet geheel op dezelfde manisr hanrif-lun. daar de magneetwindingen in den hoofdstroom der FlS- machine gelegen zijn, en wij dus den weerstand in den hoofdstroom zouden moeten aanbrengen, hetgeen, zooals wij gezien hebben, onvoordeelig is. Toch kunnen wij ook bij de serie-machine den reguleerweerstand toepassen, en dit heeft bijv. Brush bij zijne machine gedaan. Wij laten daartoe niet den vollen stroom door de magneetwindingen gaan, maar brengen nog een tweeden weg voor den stroom tusschen de eindpunten der magneet-bewikkeling aan; een deel van den hoofdstroom zal dan voor de magneten gebruikt worden. In de vertakking schakelden wij nu den veranderlijken weerstand in en hierdoor kunnen wij het gedeelte van den hoofdstroom, dat om de magneten gaat, naar willekeur kleiner of grooter maken en daardoor de magnetische werking verminderen of vermeerderen. Dit blijkt ook uit hetgeen wij naar aanleiding van Fig. 142 hebben gezegd. De einden der magneetwindingen M worden dus (Fig. 143) door eene geleiding verbonden, waarin de veranderlijke weerstand aangebracht is. De rr:TwZal ZiC\ dan vertakken en gedeeltelijk door den veranderlijken W mak en g eeIteIÜk door M gaan. Hoe grooter wjj den weerstand T me6r Stroom er door M zal »aan en hoe krachtiger de indue «er mg der magneten zal zijn. Omgekeerd zullen door de ver¬ mindering van W de magneten zwakker worden. Deze methoden hebben echter het gebrek, dat de reguleering mechanisch geschiedt, hetzij met de hand, hetzij automatisch. Men streefde er daarom naar, deze regeling op constante spanning langs zuiver electrischen door de machine zelve te laten uitvoeren. Marcel Deprez was de eerste, die eene methode hiervoor aangaf, welke spoedig vereenvoudigd werd en tegenwoordig veel wordt toegepast. Wjj hebben gezien, dat de electromotorische kracht eener serie-machine toeneemt bij vermindering, die eener shunt-machine daarentegen bij vermeerdering van den weerstand buiten de machine. Het ligt nu voor de hand beide soorten te combineeren, zóó, dat bij verandering van den weerstand de pool- spanning der met eene constante snelheid loopende machine dezelfde blijft. De beide soorten dynamo's, de serie- en de shunt-dynamo, zijn niet moeilijk in eene machine te vereenigen. Hiertoe geven wij den magneten eene dubbele wikkeling, zoodanig, dat door de eene wikkeling de volle stroom van de machine gaat en door de andere maar een tak van den hoofdstroom (Fig. 144). Wanneer de afmetingen van deze beide wikkelingen goed gekozen zijn, dan zullen bij grooten weerstand in de leiding buiten de machine in hoofdzaak alleen de shuntwindingen het magnetisme opwekken, daar wegens den grooten weerstand de hoofdstroom, die ook door de serie-windingen gaat, slechts gering zal zijn. oodra de weerstand buiten de machine kleiner wordt en daardoor de stroomster te stijgt, zal ook de hoofdstroom aan het magnetiseeren der electro-magneten ee nemen en daardoor de electromotorische kracht der machine met een zoodanig bedrag verhoogen, dat de poolspanning constant blijft. Bij zulk een dynamo met constante spanning wordt alzoo in de eerste plaats door de shunt-wikkeling eene induceerende werking te voorschijn geroepen. Daar de poolspanning der machine constant blijft, gaat door de shunt-windingen steeds oen stroom van bepaalde sterkte, zoodat de magnetiseerende werking der shunt-wikkeling steeds dezelfde blijft. Bij constante poolspanning, maar stijgende stroomsterkte, zal echter de electromotorische kracht moeten toenemen (omdat nu ook meer spanning vereischt wordt, om den sterkeren stroom door de anker- en door de hoofdstroom-magneet-wikkelingen te voeren) en hiertoe moet ook de induceerende werking der magneten grooter worden. Aan de werking der shunt-wikkeling, die, zooals wij zagen, steeds constant blijft, moet dus nog eene veranderlijke magnetiseerende werking worden toegevoegd, en dezo wordt geleverd door de serie windingen, daar bij stijgende stroomsterkte deze de magneten sterker zullen magnetiseeren. Eene volkomen constante spanning zal men met deze machine bij zeer groote wisselingen van den weerstand in de buitenleiding toch niet kunnen bereiken en daarom brengt men gewoonlijk in de shunt-wikkeling nog een kleinen veranderlijken weerstand aan, waarvan wij de werking hierboven reeds hebben leeren kennen. Wegens de dubbele wikkeling noemt men deze soort dynamo-machine, compound-machine of machine met gemengde wikkeling. Men kan nu nog verder gaan en den eisch stellen, dat niet de klemspanning constant gehouden moet worden, maar de spanning tusschen de kabels in een punt op een zekeren afstand van den dynamo gelegen. Blijkbaar moet dan ook het spanningsverlies in deze kabels gecompenseerd worden, zoodat het aantal serie-windingen vergroot moet worden. Een dergelijke dynamo noemt men over- ofhypercompound. DE SECUNDAIRE STKOOMONTWIKKELAA.RS. De Transformatoren. Inleiding. — De omzetting der spanning. — Het doel dezer omzetting. - De ontwikkeling der transformatoren. — De secundaire generator van Gaula'd en Gibbs. — De transformator van Ganz & Oo. — Verschillende transformatorentypen. De verdeeling en plaatsing der transformatoren. — Gelijkstroomtransformatoren. • De Accumulatoren. De opzameling der electrische energie. — De ontwikkeling der accumulatoren. — De accumulator van Planté. — De accumulator van Faure. — De accumulator der „Electrical Power Storage Oo.1' — De werkingen in den accumulator, — Verschillende accumulator-constructies. — Koper-zink-accumulatoren, — Lading en ontlading der accumulatoren. Êr doen zich in de practijk dikwjjls gevallen voor, waarin het niet wenschelyk is, den electrischen stroom onmiddellijk van de dynamo's naar de verbruikstoestellen, bijv. lampen en motoren, te leiden, maar het aanbeveling verdient, den stroom eerst eene verandering te doen ondergaan. Bij de galvanische elementen en de dynamomachines gingen wij van een anderen vorm van energie uit en veranderden dezen in electrische energie; b« de toestellen, die wij in dit Hoofdstuk zullen eschrijven, is de eerste en de laatste term van de reeks electriciteit. Zü ontvangen den electrischen stroom van de dynamo-machine en geven hem na eenige verandering weer af. Langs dezen weg krijgen wjj den stroom dus uit de tweede hand, vandaar dat men deze toestellen, de transformatoren en accumulatoren, ook wel secundaire stroomontwikkelaars noemt. Wanneer en hoe men hen in de practijk toepast, zullen wij later zien; eerst moeten wij nagaan, welke taak zij hebben te vervullen, en zullen daartoe onze vergelijking met de pompen weer te baat nemen. Zooals wy reeds hebben opgemerkt, kan men door middel van perspompen water tot aanmerkelijke hoogte opvoeren en zoodoende den druk vermeerderen. Dit kunnen wij ook met een electrischen stroom doen; een klein electrisch drukverschil is in een groot drukverschil te veranderen, maar ook hierb\j reduceert zich de hoeveelheid, met andere woorden de stroomsterkte, evenredig met de vermeerdering der spanning, zoodat spanning maal stroomsterkte constant blijft, wanneer wjj de verliezen niet in aanmerking nemen; dit product zal echter door de omzetting iets kleiner worden, ten gevolge van de onvermijdelijke verliezen, die er bij de verandering plaats hebben. Omgekeerd is het ook mogelijk, met ons watertoestel groote drukkingen in kleine om te zetten, en wij zullen daarbij aan hoeveelheid water winnen, wat wy aan druk verliezen. Hetzelfde geldt eveneens voor den electrischen stroom. Een molenrad met een perspomp kunnen wij ook gebruiken om een reservoir te vullen, en wij zouden dan, wanneer|de beek, die ons het water levert, op een zeker oogenblik droog geworden is, den molen door de opgezamelde hoeveelheid arbeidsvermogen kunnen drijven. Hetzelfde doet ook de electro. technicus met den electrischen stroom, maar deze bewerking is lang zoo eenvoudig niet als bij het voorbeeld, dat wij zooeven aanhaalden. Welke werkingen er in deze reservoirs van electriciteit, de accumulatoren, plaats grijpen, zullen wij in de volgende bladzijden nader uiteenzetten. Door de toepassing der secundaire stroomontwikkelaars heeft de electrotechniek zich belangrijk uitgebreid en wij mogen in deze richting nog zeer veel verwachten. Voordat wij overgaan tot de beschrijving van de werking en de inrichting der transformatoren en der accumulatoren, moeten wij eerst terugkomen op hetgeen wij in onze Inleiding op blz. 18 met een enkel woord besproken hebben. Wanneer door een geleider een electrische stroom gezonden wordt, dan verandert hij in een anderen vorm van arbeidsvermogen, hetzij in warmte, in mechanische energie, in chemische energie, enz. Als wij nu willen weten, hoeveel van het toegevoerde electrisch arbeidsvermogen in een zeker gedeelte van den geleider is omgezet, dan kunnen wij dit bepalen door het spanningsverschil tusschen de beide einden van dat stuk van den geleider, de stroomsterkte en den tijd te meten. Den geleider wordt namelijk door den stroom eene hoeveelheid energie toegevoerd, die gelijk is aan: spanningsverschil X stroomsterkte X tijd, terwijl men dit product nog met een factor moet vermenigvuldigen die afhangt van de te kiezen eenheden. Wanneer wij dus bijv. een electrischen motor, waarvan wij de werking later zullen leeren kennen, door een electrischen stroom in beweging brengen, kan hij mechanischen arbeid verrichten. Willen wij nu weten, hoeveel energie wij den motor hebben toegevoerd, dan hebben wij slechts het spanningsverschil tusschen de beide polen van den motor en de stroomsterkte ie meten en het product dezer beide grootheden te vermenigvuldigen met den tyd. Uit bovenstaande uitdrukking kunnen wij nog den tijd laten vervallen. Wy beschouwen dan den in eene tijdseenheid, in eene seconde, verrichten arbeid als arbeidsintensiteit (vermogen) op dezelfde wijze, als wij in de mechanica de paardekracht als een zekeren arbeid per seconde aannemen, en vermenigvuldigen nu deze aibeidsintensiteit met den tijd, waarin de arbeid verricht wordt. Zoo doen wy ook by het meten van den electrischen arbeid, wy nemen in onze bovengenoemde uitdrukking de beide eerste factoren by elkander en krygen dan in het product spanningsverschil X stroomsterkte den door den stroom afgegeven arbeid in ééne tydseenheid, by'v. eene seconde. Met deze grootheid zullen wij dus in het vervolg de electrische energie moeten meten, en — met inachtneming van den tyd - met hoeveelheden van andere vormen van energie te vergelyken hebben. Wanneer eene machine mechanischen arbeid levert, wordt deze uitgedrukt in Kilogram meters; het „vermogen" van de machine wordt bepaald door het aantal K.G.M., die zy in 1 seconde leveren kan. Dit vermogen moet natuurlijk ook uitgedrukt kunnen worden in eene andere eenheid voor diezelfde grootheid, bv. de Volt-Ampère of Watt, welke naam hiervoor gekozen isTusschen beide eenheden bestaat de betrekking 1 Kilogrammeter-seconde = 9,81 Watts. De K.G.M.-seconde zelf wordt weinig of niet gebruikt, maar wel de technische eenheid, de Paa>dekracht 1 Paardekracht = 75 K.G.M.-sec. = 736 Watts. Dit zeer belangryke getal is dus de sleutel voor de omzetting van de mechanische en electrische eenheden. Wanneer een electrische stroom door een geleider gaat, wordt electrische eneigie in warmte omgezet en in het algemeen zal dit voor ons een verlies van arbeidsvermogen vertegenwoordigen, daar het meestal niet ons doel is de geleiding te verwarmen, maar in de toestellen, die in de geleiding zyn aangebracht, verschillende werkingen te voorschyn te roepen. Het valt ons nu ook niet moeilijk voor een bepaald stuk van den geleider te berekenen, ïoeveel electrische energie er in dat gedeelte in warmte wordt omgezet en dus meestal voor ons verloren gaat. Wy hebben gezien, dat wy daartoe het spanningsverschil aan het einde van iet betreffende stuk geleiding moeten vermenigvuldigen met de stroomsterkte en en tyd. Maai wanneer wy verder de wet van Ohm in aanmerking nemen in den vorm, zooals wy dezen op bladz. 16 hebben ontwikkeld, dan is het duideiyk, dat de hoeveelheid electrische energie, die gedurende een zekeren tijd in den geleider in warmte wordt omgezet, afhangt van het product (stroomsterkte)5 X weerstand X tyd. Men moet dus het quadraat der stroomsterkte vermenigvuldigen met den weerstand van het gedeelte van den geleider, dat wij beschouwen, en den tijd. Hoe grooter de stroomsterkte en hoe grooter de weerstand van den geleider zijn, hoe meer electrische energie er in warmte omgezet zal worden. Moet een geleider een zeker arbeidsvermogen overbrengen, dan wordt dit bepaald door het product spanning X stroomsterkte, welke eerst bedoeld wordt aanwezig te zijn aan het begin van den geleider. In dezen gaat echter spanning verloren, stellen wij a °/0 van de geheele spanning. Vermenigvuldigen wij nu dat spanningsverlies met de stroomsterkte, dan is dat de energie, die in den geleider verloren gaat. Blijkbaar is dit verlies eveneens a °/0 van de totale energie. Wij hebben dus dezen eenvoudigen regel: „Het spanningsverlios en het energieverlies in een geleider, in procenten van het volle bedrag uitgedrukt, wordt door hetzelfde getal aangegeven." Dit geldt echter niet bij het overbrengen van wisselstroom, door geleiders, die zelflnductie of capaciteit bezitten. Deze beschouwingen, die ons de wet van Joule hebben leeren kennen, zullen ons te pas komen bü de verklaring van het doel en de werking der transformatoren, waartoe wy nu overgaan. De Transformatoren. De omzetting der spanning. Wanneer wij een klos koperdraad, waardoor een stroom gaat, op eene ijzeren staaf steken, dan wordt deze magnetisch, er gaan krachtlijnen doorheen, die van de eene pool uitgaan en door de andere pool weer terugkeeren. Gaan verder door eene ijzeren staaf, waarop een klos koperdraad gestoken is, krachtlijnen en nemen deze krachtlijnen in aantal toe of af, dan ontstaat bij iedere toe- en bij iedere afname in den klos een stroom-impuls. Plaatsen wij dus, zooals Fig. 12 aangeeft en reeds op blz. 29 verklaard werd, op de ijzeren kern twee draadklossen, waarvan de een door een wisselstroom doorloopen wordt, dan zal bij iedere stroomgolf het aantal krachtlijnen toe- en afnemen, van richting veranderen en daarna weer toeen afnemen. Er zal daardoor in iedere winding van den tweeden klos eene electromotorische kracht of spanning worden opgewekt, die zich voor alle windingen te zamen voegen. Vermeerderen wij het aantal windingen van den tweeden klos, dan zal ook de spanning van den secundairen stroom grooter worden. In den tweeden draadklos ontstaan derhalve, wanneer de einden van den draad met elkander verbonden zijn, wisselstroomen, en wij kunnen dus zeggen, dat de electrische energie van den eersten klos op den tweeden is overgedragen. Nu hebben wij gezien, dat de electrische energie in een geleider uitgedrukt wordt door het product: stroomsterkte X spanning X tijd. De uitdrukking „spanning" is hier eene verkorting voor de spanningsverschillen aan de einden van den geleider. Nu is het mogelijk bij de overdraging van de energie van den eenen klos op den anderen de samenstelling van dit product te veranderen zonder zijne waarde eene wijziging te doen ondergaan. Wi, kunnen bjjv. in het eene geval eene groote spanning en eene kleine stroomsterkte hebben en in het tweede geval eene kleine spanning en eene groote stroomsterkte, terwijl toch het product hetzelfde is; de waarde is dan ener Je61" kan' d',, V® Samenstelling" Eene zekere hoeveelheid electrische energie kan dus worden omgezet door hare stroomsterkte te laten toe- of afnemen en daarmede evenredig de spanning te verminderen of te vermeerderen in inl T Str°,°m Va" gr°°te stroomsterkte en lage spanning om te zetten en omgekeerdn' 6600 st™omSterkte en eene hooge spanning heelt Wij kunnen bijv. een stroom met hooge spanning en kleine stroomsterkte naar een der later te beschrijven electrische motoren voeren. Deze motor krijgt dus eene hoeveelheid electrische energie, die afhangt van het productstroomsterkte X spanning, aan de klemschroeven van het toestel gemeten. Ken gedeelte van dit arbeidsvermogen gaat in de machine voor ons verloren door de wruving van de as in de kussenblokken en door de verwarming der draden ■ den mot T ^ 0mgeZet in be™gingsenergie. Nu laten wij den motor eene dynamo-machine drijven, die een laag gespannen stroom geeft Door deze combinatie wordt dus de stroom met hooge spanning omgezet in een laag gespannen stroom en in den idealen toestand, wanneer er volstrekt in dLIlfd ÖI\ ^ hadden' Z°U de stroomsterkte van den tweeden stroom dezelfde mate zUn toegenomen als de spanning was afgenomen, daar in rn^ordtrber6^6" ™' « hooge spanning X kleine stroomsterkte = lage spanning X groote stroomsterkte toegevoerde stroom veranderd^t^ niA?°^hde| °nve™ödel«ke verhezen in het toestel zal aan deze vergelijking zien hoe min V°ldaan' maa'" d6 l6Z6r Uit het voor^nde kunnen veranderen S°mmig0 g6Va"en 06 SPanning e" de stroomsterkte kan onwt,d°el feZer °mzettinS- We,ke voordeelen kan nu in de practijk deze omzetting opleveren? W« zullen later zien, dat men er gemakkelijker hooge spanningen mede kan te voorschijn roepen dan met eene eenvoudige dynamomachine Maar dit voordeel komt vooreerst niet ter sprake. Eerst moeten wij ™T en; W!'k "Ut de omzettin» der spanningen voor de overbrenging van de electrische energie kan hebben. «ted0n. waar vele inwoners den electrischen stroom willen gebruiken verlichting, hetzij tot het verrichten van mechanischen arbeid is het m, veracht., van éé„ puM u|( „„„ de want het is voor een particulier te kostbaar en te omslachtig, om voor eenigé mpen eene geheele electrische installatie op te stellen. De stroom moet dus over een groot gebied worden verdeeld en het leidingnet wordt daardoor uitgestrekt; bevindt zich nu het centraalstation voor electrische stroomlevering buiten de stad, dan kunnen de leidingen zelfs zeer lang worden. Dit zal bijv. het geval zijn, wanneer men van het arbeidsvermogen van een waterval, die op eenige kilometers van de te verlichten stad is gelegen, partij wil trekken tot het in beweging brengen der dynamo-machines. Wanneer wij nu een stroom van lage spanning in de nabijheid van den waterval opwekken, dan zal de stroomsterkte, die naar de stad moet worden overgebracht, zeer groot zijn, daar de electrische energie, samengesteld uit het product spanning X stroomsterkte, voor eene geheele stad zeer aanmerkelijk is. Daar echter, zooals wij aangetoond hebben, het verlies in de leidingen afhangt van de stroomsterkte en van den weerstand, zal bij eene groote stroomsterkte de weerstand der geleiding slechts klein mogen zijn, ten einde het verlies door verwarming der geleidingen binnen eene bepaalde grens te houden. Maar de leidingen, die den stroom naar het verlichtingscentrum overbrengen, zijn in dat geval zeer lang, zoodat de doorsnede der kabels groot genomen moet worden, om den weerstand toch klein te doen zijn. Wij zijn dus verplicht in het gestelde geval zeer dikke kabels toe te passen, hetgeen de aanlegkosten zoozeer zou kunnen bezwaren, dat men uit een economisch oogpunt van het benuttigen van den waterval zou moeten afzien. Wanneer wij daarentegen een stroom van hooge spanning bij den waterval te voorschijn roepen, dan kan de stroomsterkte, zooals wij reeds aangetoond hebben, klein zijn, om dezelfde electrische energie te krijgen als in het zoo. even gestelde geval. Is de spanning bijv. 10 maal zoo groot dan is de stroomsterkte 10 maal zoo klein; willen wjj nu hetzelfde verlies in de geleiding toelaten, dan kan de weerstand 100 maal zoo groot, dus de doorsnede 100 maal zoo klein zijn, daar het verlies immers evenredig is met het kwadraat van de stroomsterkte; het voordeel springt dus zeer in 't oog. Deze stroomen van hooge spanning kunnen echter alleen maar voor de overbrenging der energie dienst doen; zij zijn niet geschikt, om ter verlichting te worden toegepast; daartoe zijn stroomen van lagere spanning gewenscht. Men moet dus de hoog gespannen stroomen, die de electrische energie van de krachtbron naar het centrum van verbruik hebben overgebracht, in laag gespannen stroomen omzetten. Deze taak wordt door de transformatoren vervuld. Wij zouden hiertoe de combinatie van een motor en een dynamo kunnen gebruiken, die, zooals wij zullen zien, ook reeds practisch is toegepast. Evenwel geschiedt de omzetting op deze wijze omslachtig en onvoordeelig en beter op andere wijze, waarbij echter wisselstroom vereischt wordt. Wanneer wü namelijk in den eenen klos van het toestel, in Pig. 12 voorgesteld, een wisselstroom zenden, die dus in den tweeden klos insgelijks een wisselstroom zal te voorschijn roepen, dan zal de spanning, die in laatstgenoemden klos ontstaat, van het aantal windingen op de klos afhangen. Door nu dit aantal juist te kiezen, kunnen wij de spanning van den stroom tot een gewenscht bedrag opvoeren of reduceeren. De ontwikkeling der transformatoren. De toestellen, waarvan wij zooeven het beginsel hebben aangegeven, noemt men transformatoren, «tTrtJ T 9namlng eeldt alleen voor die apparaten, welke de spanning van sterke stroomen veranderen. Toestellen, die voor zwakkere stroomen dienst doen, ztfn reeds sedert meer dan vijftig jaren onder den naam vanTniuctie apparaten bekend; de transformator berust op dezelfde werking maar door ^e blondere toepassing in de practjjk en zöne verdere ontwikL™ vorm[ toesteT in de al6 S°°rt T il!dUCtie apparaten- Wa™eer w« een inductie- begrepen ziln mif betffenis' waarin dus ook de transformatoren vi l in H0ne Wlsselstr00m- of 00k met e°ne gelijkstroom machine eenstemmen T/ ,dat ZÓ<5 V6r beide aPP^aten met elkander over- enstemmen, dat in beiden electnsche stroomen door het af- en toenemen van het aantal krachtlijnen, die door de bobines gaan, worden te voorschijn geroepen Fig. 145. b(l * geliikstroom-machine wordt de otale hoeveelheid kraehtlUnen niet veranderd; door de beweging van het anker ,het mag„«"°h veld neemt echter het aantal krach,.«U, dat d„0fd. raandertW°""' °'In daarentegen de draadklos, waarin de stroom opgewekt wordt niet van stand maar wisselen het aantal en de richting der krachtlijnen. voo^ TZlr l" Va" b6Weging iS e6n V00rdeeI van den transformator, dat zooveel iiÏ h be'ang 18' Want dit toesteI heeft daardoor niet gehouden^ moef w'den ' ^ ^ mChine' di6 in be™ging Het eerste inductietoestel is onmiddellijk na de ontdekking der inductie door Faraday zelf aangegeven. Fig. 145 geeft daarvan eene voorlmng Wanneer wij in de stroombaan, waarvan de windingen van den klos H' deel uitmaken, den stroom sluiten, zal er in H een stroomstoot worden opgewekt, die zich door den uitslag van de galvanometer-naald G openbaart. Eveneens zal dit het geval zijn, wanneer de stroom verbroken wordt, maar nu zal de geïnduceerde stroom in H eene tegenovergestelde richting hebben als bij het sluiten van don stroom in H'. Gaat er dus door den klos H' een wisselstroom, dan zal er in H eveneens een wisselstroom worden geïnduceerd. Ten einde zooveel mogelijk van alle krachtlijnen party te trekken, brengen wij den klos H' in de holte van H aan, zoodat deze den eerstgenoemden omvat. WJj kunnen nu ook beide klossen vervangen door één klos, waarop twee verschillende windingen aangebracht' zijn. De eene wikkeling staat met eene batterij, de andere met den galvanometer in verbinding (Fig. 146). Plaatsen wi) nu in de ruimte van H nog eene ijzeren kern, bestaande uit een bundel ijzerdraden, dan wordt hierdoor de weg voor de krachtlijnen gunstiger en daardoor de werking versterkt. Het doel van dit toestel van Faraday was, de inductiewerking aan te toonen; eene verandering van spanning werd er niet mede beoogd. De eerste, die hiertoe een apparaat samenstelde, was de Amerikaan Page, die zich reeds in 1836 met dit vraagstuk bezighield. Zijne uitvinding maakte echter niet veel opgang en eerst Rühmkorff richtte de opmerkzaamheid der natuurkundigen op de eigenschap der inductietoestellen, om stroomen van hooge spanning te ontwikkelen. In het jaar 1848 vervaardigde hij zijn eersten inductor, welke ten doel had vonken te voorschijn te roepen, zooals zij door eene electriseermachine worden verkregen. Door middel van zijn toestel werd een stroom van lage- omgezet in een stroom van hooge spanning. Rümhkorff verkreeg deze uitkomst door de geleiding, waarin de hoog gespannen stroom geïnduceerd moet worden, uit zeer veel windingen samen te stellen. De isolatie van den draad moet nu zeer goed zijn, daar anders de stroom een minder gewenschten weg zal nemen. De andere stroomgeleiding in het toestel bestaat uit weinig windingen dikken draad, waardoor een stroom gaat, afkomstig van eene galvanische batterij die door eene zelfwerkende inrichting snel achter elkander wordt verbroken en weder gesloten. Deze intermitteerende stroom roept dan in de andere, de secundaire wikkeling, een stroom van hooge spanning te voorschijn. Gedurende dertig jaar had dit toestel slechts eene wetenschappelijke beteekenis. Eerst in het jaar 1878 kwam Jablochkoff op het denkbeeld, het by de electrische verlichting toe te passen, echter niet voor hetzelfde doel, waarvoor tegenwoordig de transformator gebruikt wordt; maar hij trachtte met den inductor het toen nog aanhangige vraagstuk omtrent de verdeelir.g van het electrisch licht op te lossen. De uitvinder had hiertoe eene electrische lamp geconstrueerd, waarbij een stukje kaolin door een vonkenstroom witgloeiend gemaakt werd en daardoor licht uitstraalde. Ten einde de spanning te verkrijgen, die tot het te voorschijn roepen van de vonken noodig was, bevond zich in iedere lamp een klein inductietoestel van Rühmkorff, en eene reeks dezer apparaten werd in eene geleiding, waardoor een wisselstroom ging, aangebracht. Het is van belang er op te wijzen, dat deze lamp feitelijk op hetzelfde principe berust als de later te voorschijn getreden Nernstlamp, zoodat men zelfs op grond van het destijds aan Jablochkoff verleende patentj de prioriteit van Nernst's vinding meende te mogen betwisten. Op dergelijke wijze trachtten ook andere uitvinders den inductieklos voor e e ectrische verlichting toe te passen, zoo bijv. E. H. Gordon, die de vonken door het toestel voortgebracht, tusschen twee platina punten liet overspringen waardoor deze wit-gloeiend worden. Bij deze inrichtingen was de inductieklos dus slechts een hulpmiddel, om ^on en te vooischijn te roepen; eene besparing aan geleidingsmateriaal werd er echter niet loor verkregen. De Amerikaan rULLER sloeg een nderen weg in, oor namelijk de nductietoestellen 0 gebruiken, om e verschillende ooglampen, die oor een zelfden troom gevoed erden, onafhanslijk van elkan)r te doen branin. Dit vraag, uk is . , . ütjuige jaren later op eenvoudiger en betere wijze opgelost; toen hield het de technici Q/>nfAf n/\n Unr..'» J_ i «. , ' uaarom neett net denkbeeld van Füller voor dien tiid eenige beteekenis. De secundaire generator van Gaulards en Gibbs. Bij de toepassingen van het inductietoestel, die wij tot nu toe hebben besproken, was het economische voordeel van de transformatie niet op den voorgrond getreden. De eerste, die zijne aandacht schonk aan dit gewichtig punt, was Gaulard en hem komt de eer toe, het transformatoren-systeem in de techniek te hebben ingevoerd. De secundaire generator van Gaulard en Gibbs bestond uit rechte inductieklossen, Fig. 147, die ten getale van 4, 8, enz. op eene gemeen&cha,ppeluke grondplaat staan en op verschillende wijzen met elkander veronden kunnen worden, ten einde de secundaire windingen, waarin de stroom wordt geïnduceerd, ter verandering van de spanning, parallel of achter elkander te koppelen. Op dezelfde wijze kunnen ook de primaire windingen verschillend verbonden worden. De spanning kon nog geregeld worden door de ^zeren kernen meer of minder diep in de klossen te doen steken. De veranderde stand van het ijzer heeft eene wijziging der inductiewerkingen en daardoor ook eene verandering der electro motorische kracht in de secundaire stroombaan ten gevolge. Zulke secundaire generatoren werden nu op de plaatsen van verbruik opgesteld en achter opgesteld en achter elkander in de stroombaan eener wisselstroom-machine geschakeld, zooals uit het schema Fig. 148 is te zien; van de klemschroeven, die bovenaan de verschillende toestellen zichtbaar zijn, gaan dan de secundaire stroombanen uit, waarin de lampen zijn aangebracht. De hoog gespannen stroom doorloopt nu achtereenvolgens alle transformatoren en kan op grooten afstand door dunne draden worden overgebracht; in de centra van het verbruik wordt de spanning van den stroom dan door de secundaire generatoren gereduceerd en zoodoende voor het gebruik geschikt gemaakt. Men had reeds vroeger hoog gespannen stroomen toegepast tot het doen branden van lampen, die achter elkander in de geleiding aangebracht waren, met het oogmerk, om aan geleidingsmateriaal te sparen, maar dit stelsel kon, wegens de groote bezwaren, die er aan verbonden zijn, slechts eene geringe toepassing vinden; eerst toen Gaulard en Gibbs het denkbeeld hadden verwezenlijkt, om de gevaarlijke hooge spanning vóór het gebruik in de lampen eerst tot eene ongevaarlijke lage spanning te herleiden, kon stroom van hooge spanning zonder bezwaar op uitgebreide schaal worden toegepast. De transformator van Gan2 & Co. De imvuiuuig van uaulaku bhwiübö was echter nog maar het begin van de ontwikkeling var het wisselstroomsysteem; eerst de verbeteringen, die de ingenieurs der fiima Ganz & Co., de 11 heeren Zipernowsky, Déry en Blaty, in de transformotoren aanbrachten, verschaften aan dit stelsel eene blijvende plaats in de electrotechniek. Om dit te begrijpen, moeten wij eerst nagaan, welke gebreken het systeem van Gaulard en Gibbs nog had. In de eerste plaats merken wij dan op, dat de inductieklossen van hun toestel rechtopstaande zuilen waren. De krachtlijnen r die door den primairen klos te voorschijn geroepen werden, moesten dus door de lucht van de noord- naar de zuidpool gaan; zij vonden dus voor het grootste gedeelte geen goeden weg. Wij hebben echter reeds bij de dynamo's gezien, dat het noodzakelijk is, den krachtlijnen zooveel mogelijk gelegenheid te geven door ijzer te gaan, en de luchtlagen, die zij moeten passeeren, dus zoo dun te nemen als maar eenigszins kan. De lange weg, dien de krachtlijnen in het toestel van Gaulard en Gibbs door de lucht moeten afleggen, is de oorzaak, dat zij kortere wegen opzoeken, om van de noord- naar de zuidpool te gaan, waarbij zij een gedeelte van de secundaire windingen ontloopen en daardoor maar geringe inductiewerkingen zullen teweegbrengen, Deze fout werd door de electro-technici van Ganz & Co. vermeden, door in hun transformator eene ringvormige ijzeren kern aan te brengen, zoodat de krachtlijnen geheel door ijzer gaan. Bovendien gaven zij aan de primaire en secundaire wikkelingen een zoodanigen stand ten opzichte van elkander, dat de krachtlijnen voor verreweg het grootste gedeelte de secundaire windingen konden snijden on dus eene zoogenaamde verstrooiing der krachtlijnen vermeden werd. Zoodoende ontstaat er bij de omzetting maar een minimumverlies en de verbeterde transformator geeft dus nagenoeg de geheele electrische energie, die hem toegevoerd wordt, met veranderde spanning terug, terwijl de omzettingscoëfïiciënt, d. w. z. de verhouding tusschen de spanning van den primairen en die van den secundairen stroom, constant blijft en bepaald wordt door de verhouding van het aantal windingen van den primairen en secundairen draad. Wanneer men dus de primaire spanning op dezelfde hoogte houdt, dan zal ook de secundaire spanning gelijk blijven, onverschillig of er veel of weinig energie door den transformator geleid wordt. Dit is een eerste vereischte voor de practische bruikbaarheid van den transformator. Wanneer bijv. een transformator voor de voeding van 50 gloeilampen dient, dan zullen er nu eens 2, dan weer 20 en eene andere maal 50 lampen te gelijker tijd branden; de transformator moet dus verschillende hoeveelheden arbeidsvermogen afgeven, die echter steeds dezelfde spanning moeten hebben. Hoe komt het nu, dat, indien door het inschakelen van meer lampen in de secondaire keten de stroomsterkte in deze vergroot wordt, de primaire stroomsterkte eveneens toeneemt? Natuurlijk kunnen wij volgens de wet van het behoud van arbeidsvermogen zeggen, dat dit zoo zijn moet, daar de energie toch ergens vandaan moet komen. Eene meer ingrijpende verklaring is hier echter wel gewenscht. Wij weten, dat primaire en secondaire stroom steeds tegengesteld gericht zijn, juister gezegd, in tegengestelde phase verkeeren. Zy werken dus bij de magnetiseering van de ijzerkern elkaar tegen. Is de secundaire stroom nul, d. w. z. is de transformator onbelast, dan heeft de primaire stroom vrij spel en zal dus een zwakke stroom reeds in de gesloten en daardoor voor de krachtlijnen een gemakkelijke weg zijnde, ijzerkern een voldoend magnetisme opwekken. Daar dit magnetisme echter met den stroom wisselend is, doet het door inductie in de primaire (evenals in de secundaire) windingen eene electrom. kracht ontstaan, welke de ons reeds bekende E. M. K. de zelfinductie is. Een onbelaste transformator is dus eenvoudig te beschouwen als een klos met zeer groote zelfinductie, de tegenwoordigheid van den secondairen klos maakt dan niets uit. Door de groote zelfinductie kan de stroom echter niet sterk worden, maar blijft tot een zeer gering bedrag beperkt. Wordt nu echter de secundaire keten gesloten. dan wekt, als reeds gezegd, de thans aanwezige secundaire stroom ontmagnetiseerend op de kern en neemt als t ware de zelfinductie van den primairen klos gedeeltelijk weg, en wel des te meer naarmate de stroom sterker is. Eene vermindering dier zelfinductie heeft echter eene toename van den primairen stroom ten gevolge. Hieruit zal wel genoegzaam duidelijk zijn, dat primaire en secundaire stroom gelijken tred houden. Zoolang het secundaire net open is, dus geene energie verbruikt wordt, kan, wanneer men zich een idealen toestand denkt, ook geen stroom in den primairen draad ontstaan. Indien dus de primaire winding aan de hoofdgeleiding verbonden blijft, dan zal er toch geen stroom doorgaan, zoolang er geen secundaire stroom wordt gebruikt, en wanneer dit geschiedt, dan nog slechts in evenredigheid met den stroom, die het secundaire net afgeeft. Deze ideale toestand is echter niet te verkrijgen. In werkelijkheid geeft een transformator in het secundaire net iets minder energie terug dan hij in het primaire tot zich neemt. De primaire stroom verliest nl. een deel van zijn arbeidsvermogen door verwarring van draden, hetgeen bij geene enkele stroomgeleiding te vermijden is, en een ander deel door de verwarming van het ijzer, ten gevolge van de voortdurende wisselende magnetisatie van de kern. Van \\ ege dit laatste verlies gaat er door de primaire windingen, wanneer het secundaire net open is, toch een zwakke stroom, zoodat nu de transformator, die steeds aan het net verbonden blijft, ook in dit geval electrisch arbeidsvermogen verbruikt. Wordt nu van den transformator secundaire stroom genomen en bijgevolg de primaire stroom vergroot, dan verliest deze door de verwarming van den draad een deel van zijne electromotorische kracht, zoodat niet de geheele spanning wordt omgezet. Dit verlies door verwarming van draden moet dus bü toeneming van de stroomsterkte in de primaire winding vermeerderen, ■naaiuit volgt, dat de spanning in den secundairen kring bij het grooter worden van de stroomsterkte afneemt. Maar ook de secundaire stroom verwarmt zijne draden, waarvan weder verlies aan energie en vermindering der spanning het gevolg is. De spanningsverandering tusschen minimale en maximale belasting van het secundaire net blijft echter klein en stijgt by goede transformatoren niet boven 4 °/#. By de toestellen van Gaulard en Gibbs kon de spanning slechts door eene mechanische reguleering op dezelfde hoogte gehouden worden, de transformator van Ganz & Co. is dus ook in dit opzicht een belangrijke vooruitgang. De transformatoren worden parallel en niet, zooals Gaulard en Gibbs het deden (Hg. 148), achter elkander in de stroombaan geplaatst, en daar de parallelschakeling, zooals wij later zullen zien, de beste wijze van stroom- verdeeling is, verkrijgt men met de parallel geschakelde transformatoren van Ganz & Co. een volkomen systeem ter verdeeling van electrisch arbeidsvermogen onder aanwending van hooge spanning. Fig. 149 geeft een voorbeeld van de schakeling. De primaire windingen zijn aan de hoofdleidingen, waartusschen eene constante spanning moet heerschen, verbonden. De firma Ganz & Co. heeft voor hare transformatoren twee inrichtingen aangegeven. Bij de eerste soort zijn de primaire windingen, dus waardoor de wisselstroom van hooge spanning circuleert, en de secundaire windingen voor den geïnduceerden stroom van lage spanning evenals de windingen van een GRAMME-ring op eene ringvormige kern, uit yzerdraad bestaande, gewikkeld, zooals door Fig. 150 wordt aangegeven. Transformatorenvan deze soort heeten kerntransformatoren, omdat bij hen de magnetische krachtlijnen door eene omwikkelde ijzeren kern gaan. Dit toestel kan ook gewijzigd worden, door de windingen als vlakkedraadklossen te construeeren en het ijzer om deze klossen aan te brengen . Deze constructie is in Fie. 151 afge¬ beeld en wordt manteltransformator genoemd, daar nu het ijzer de windingen als een mantel omgeeft. De firma Ganz & Co. had aanvankelijk laatstgenoemde samenstelling voor hare transformatoren gekozen. Fig. 152 geeft eene afbeelding van dit toestel. Later bouwde zij kerntransformatoren, waarvan de constructie uit Fig. 153 blijkt. Op eene ringvormige ijzeren kern, die uit bandijzer is samengesteld en waarvan de verschillende lagen van elkander geïsoleerd zijn, worden eerst de dunne windingen gewikkeld en vervolgens wordt de dikke secundaire draad daar overheen gewonden. Beide wikkelingen zijn zorgvuldig van de ijzeren kern en van elkander geïsoleerd. Het aldus samengestelde apparaat wordt nu door radicaal geplaatste houten klampen vastgehouden en vervolgens tusschen ronde ijzeren platen vastgeschroefd, zoodat het van de metaaldeelen van het gestel zorgvuldig geïsoleerd blijft. Op de bovenste OP * toestel, ,„ IM rr: -uatui uoreKend is voor een primairen stroom van 1926 Volts en 4.28 Ampères, terwijl het dan een stroom I teruggeeft van 105 Volts en 75 Ampères. Uit deze cijfers zien wjj onmiddellijk de taak, die de transformator vervuld heeft, want de spanning is aanmerkelijk gereduceerd, maar, zooals wij opmerken, is het electrisch arbeidsvermogen bijna hetzelfde gebleven: by den primairen stroom bedraagt [ dit 1926X4,28 = 8243 Volt- Ampères en by den secun_ dairen 105 X 75 = 7875 Volt-Ampères. Er is dus in dit toestel bij maximale belasting een verlies van 386 Watts of *«/,% ™ de toegevoerde energie. De transformatoren wor. den, naar gelang van de plaatselijke omstandigheden in zorgvuldig gesloten kasten op den grond, in gemetselde kasten in den grond of in kelders, somtijds ook, by bovengrondsche geleidingen, op consoles aan de muren der huizen (Fig. 154), 0f in opzettelijk daartoe opgerichte zuilen aangebracht (Fig. 155). Er moet echter steeds voor gezorgd worden, dat de ransformator on f" OAD*9 n Iraliil' vguuauiya. s voor onbevoegden, want dit met het oog op de gevaarlhi™ h™ S V°°r onbevoegden, want dringend noodzakelijk. ' g° Span"'ng der Primaire geleiding verschillende transformatoren-tvn«n r»o ... ypen. De goede uitkomsten, met het wisselstroomsysteem van Ganz & Co. verkregen, richtten de opmerkzaamheid der electro technici op dit nieuwe verdaelingsstelsel en zoo ontstonden al spoedig nieuwe transformatoren-typen. In Amerika werd het systeem het eerst door de "Westinghouse-Cy, geëxploiteerd in verbinding met Gaulard, wiens patenten zij zich had verworven. De patenten van Ganz & Co. had de Amerikaansche EdisonMaatschappü gekocht, met het doel.... hen niet te gebruiken, een eenvoudig middel, om de gevaar lÜ'ke concurrenten van haar gelijkstroom systeem onschadelijk te maken. Voor de Westinghouse-Cy. construeerde de electrotechnicus der Maatschappij, Stanley, den in Fig. 156 afgebeelden transformator, die uit twee platte draadklossen bestaat.De ijzeren kern van den transformator is uit dunne. Fig. 154. E vormige ijzeren platen samengesteld, die men in of om de klossen legt. Hiertoe zijn aan den bovensten en ondersten arm van de E ijzers rechthoekige plaatjes bevestigd, die bij het inzetten in de kern omgebogen worden en in Fig. 157 zijn afgebeeld. Men schuift den middelsten balk van een E-ijzer in de holte der platte klossen en buigt dan de zooeven genoemde plaatjes recht, zoodat de windingen van de platte klossen geheel door ijzer omgeven zijn; de rechterhelft van Fig. 156 en 157 maakt deze constructie duidelijk. Nu wordt eene nieuwe E vormige ijzeren plaat, maar thans van de andere zijde, ingeschoven, zoodat de naden, die tusschen den middelsten balk en de rechtgebogen plaatjes bij de vorige E plaat aanwezig zijn, door de lange zijde van de nieuwe E-plaat worden bedekt. Op deze wijze bouwt men de ijzeren kern, de verschillende platen afwisselend van « ontstaan van TSSZSZ^- 'T «nn t. «aan, m„t WJ Ï£ZV*lT' van gelijkstroom-dynamo's aan de lamelleering van het ijzer veel zorg besteed worden, anders wordt de transformator enorm heet, wat tevens met veel verlies gepaard gaat. Ten slotte worden op de beide einden van den mantel ijzeren ramen geplaatst, die door schroefbouten verbonben worden en de ijzeren platen bjj elkander houden, zie Fig. 156 inks. Het toestel wordt iu nog door eene ijzeren kast omgeven, ten einde het tegen beschadiging t» n°g aoor eene ijzeren ontoegankelijk te maken voor onbevoegden Veelal en vn^T^v 8" teV®nS nmg, wordt de Kast met olie gevuld waardoor hï\ * " °g6 Span" e u' «aaraooi het indringen van v^i.t „—a* belet en een betere afvoer van warmte plaats heeft. Bij groote transformatoren moet dikwerf nog afkoeling door een waterbuizenstelsel plaats hebben. De ' loS en 159 vertoonen een dergelHken grooten transformator, type Westinghouse. De Engelsche wisselstroom-technicus erranti gaf aan zjjne transformatoren een anderen vorm. Hij wikkelde de spoelen, de primaire over de secundaire op eene kern die uit plaatijzer bestaat; de platen zijn meer dan dubbel znnin™ Blle van alle spoelen naast elkaar »„ ver uit de windingen te voorschiin w, , aan beide z"den even worden de uitstekende einden van de ijzere^a^1^61"1* geh661 g6r6ed iS' omgeslagen, zoodat de einden over elkander kom t ™Ult de kern bes^at, wordt door Fig. 161 duidelijk wmalS &gen' DeZe const™ctie ferranti-transformator waarvan de helft' i 'h afbeeldln£ ^eeft van een voorstelling van het uiterlijk aanzien van dit Lst^"6'16' Fig' ^ ^ 66,16 Een moderne transformator van de Algemeene Elektr. Gesellschaft te Berlijn is in Fig. 162 en 163 afgebeeld, waarbij men in de eerste figuur duidelijk ziet Fis,'. 158. hoe de olie rondom de spoelen toegang heeft en in de tweede de van ribben voorziene kast, ten einde een grooter afkoelingsoppervlak te krijgen. De verdeeling en plaatsing der transformatoren. De transformatoren kunnen op verschillende wijzen over het geheele verlichtingsgebied verdeeld worden. Vooral twee methoden komen hierbij in aanmerking. Bij de eerste Fig. 159. een grooter verfichtingsglbied"van toepassin»> die m het laatste geval als het ware onderstaan* V°°rzien; er worden dus station gevoed worden en den strnnm gevormd, die door het hoofd- den stroom naar alle richtingen uitzenden. B« dit stelsel zal er blijkbaar steeds een groot aantal lampen van de goede werking van haar transformator afhankelijk zijn. en voor het geval dat dit toestel Fig. 160. door een of ander gebrek den dienst weigert, zal er een veel grooter stadsgedeelte in donker worden gezet, dan bil het eerste systeem. Daarentegen is Fig. 161. de bediening van weinig groote transformatoren gemakkelijker dan van vele kleine, en ook zullen de aanlegkosten geringer zijn. Het eerste stelsel met vele transformatoren wordt door de Westinghouse Cy. toegepast. Op echt Amerikaansche wijze heeft zij de opstelling harer toestellen zoo eenvoudig en gemakkelijk mogelijk gemaakt Zij plaatst de transformatoren op palen, waarin de geleidingen bevestigd zijn en brengt voor ieder huis dat van stroom voorzien moet worden, een klenen trans orma or aan, welks secundaire draden onmiddellijk naar het gebouw vertikken (Fig. 164). In ons land zou men wel nimmer, en dit zeer terecht vergunning krijgen, om geleidingen voor hoog gespannen stroomen in de sleden boven gronds aan te brengen, en daarom moeten de transformatoren hier in kelders of afzonderlijke gebouwtjes aangebracht worden. Gelijkstroom-transformatoren. Zooals wii vrAQf.n , . ,, merkt, kan men een gelijkstroom van hooge spanning 7n e'en elecTris'chen motor leiden, die hierdoor drijfkracht zal ontwikkelen. Gebruikt men nu deze drijfkracht tot het in beweging brengen van een dynamo voor stroom van lage spanning, dan zal men hierdoor eene transformatie van de spanning teweeggebracht hebben. Deze methode mist echter het groote voordeel der wisselstroom transformatie die geene bewegende deelen vereischt. Aan den anderen kant heeft de gelijkstroom-transformatie weder voordeelen, die het andere stelsel niet bezit. Wn zullen namelijk later zien, dat verschillende werkingen van den electrischen stroom of uitsluitend door gelijkstroom, öf door gelijkstroom beter dan door wisselstroom worden te voorschijn geroepen. Verder acht men den wisselstroom, wegens zijne sterkere physiologische werking, gevaarlijker dan gelijkstroom. Aanvankelijk slaagde men er niet in, electromotoren door hoog gespannen stroomen te drijven, en Marcel Deprez, die het eerst den gelijkstroom voor eene krachtsoverbrenging op grooten afstand toepaste, kon slechts zeer onvoldoende resultaten verkrijgen; hij werkte hier dan ook met de buitengewoon hooge spanning van 6000 Volt en men was in dien tijd (1886) met de behandeling van hoog gespannen stroomen niet zoo vertrouwd als tegenwoordig. Op kleine schaal hebben de Engelsche electro technici Paris en Scott eene gelijkstroom transformatie gemaakt en met hunne toestellen een betrek- te'LSnt!? Verkregen' HU" transformator' die op de tentoonstelling de primaire spanning'bedroeg' ongevIerSoToU0 gl0.ei!an!pen van 16 N K- opgevoerd is. Amenkaansche installaties zelfs tot 40,000 Volt In Duitschland hebben zich in het bijzonder de firma Schuckert & Co ÏZZ.7 r—"I "JTZ r = z - z ï» r™- wordt, beide machines tot één toe.tel te vereentoT S'"S ' ' aiTe.rrzr°,:r txr rrrr beproeM",oc" zo°der oefenen, en h(| zal daardoor. zooals wii later [n hM Hoóf, T" ! "" motoren znllen verklaren, langs^eTiZ draaien ofï °V,>r e,™C"S re?frcr,:i:rt 5 J-J-n. van den zt scri™*—- ss,,,ir„o„x^^ z£r.rr fT «=£ — - - rtnd•PT°' l'P^!eWekt• "elk° "• Bel "» linksehen collector zs. i «.room l,r a^r'irZloMan'SC1maT'ZZ^ZTZ constant bhjft, onafhankehjk van den stroom, dien zij afgeven. Ten einde de deugdelijkheid van zijn systeem te bewezen, had Lahmeyer gedurende de electrische tentoonstelling in den zomer van het jaar 1891 eene proefinstallatie gemaakt, die over een afstand van 10 K.M. stroom van Offenbach naar Frankfort overgebracht. Hij wilde daarmede bewijzen, dat men op een zoo grooten afstand ook gelijkstroom op economische manier kan overbrengen, hetgeen toen nog niet bereikt was. Men heeft ook wisselstroom gelijkstroom-transformatoren geconstrueerd, die Fig. 165. op hetzelfde beginsel berusten als de gelijkstroom-transformatoren. De hoog gespannen wisselstroom brengt een wisselstroom-motor in beweging, op welks as een gelijkstroom-dynamo voor lage spanning bevestigd is. Men verandert dus met dit toestel wisselstroom in gelijkstroom en reduceert tevens de spanning. Al deze machine-transformatoren zijn echter tegenwoordig geheel op den achtergrond gedrongen door de zoogenaamde roteerende convertors welke by de draaistroom-motoren behandeld zullen worden. De Accumulatoren. Het opzamelen van electrisch arbeidsvermogen. Het zal maar zelden voorkomen, dat er juist zooveel arbeidsvermogen wordt ontwikkeld, als er verbruikt wordt. Is de productie grooter dan het verbruik, dan zal liet overschot nutteloos voor ons verloren gaan, tenzij wij in staat zijn, het voor later op te zamelen. Deze opzameling zal ons nu dikwijls zeer te stade te komen, want niet zelden doet zich ook het geval voor, dat het verbruik de productie overtieft, en dan kunnen wij het verschil uit onzen opgezamelden voorraad veieffenen. Dikwijls zal zich het geval voordoen, dat de productie op eene andere plaats geschiedt als het verbruik, en wanneer wy dan het arbeidsvermogen niet geleidelik van de eene plaats naar de andere kunnen overbrengen, blijft ons niets anders over dan het geproduceerde arbeidsvermogen te verzamelen, te transporteeren en daarna weer vrij te maken. Eenige voorbeelden zullen dit ophelderen. Onze horloges hebben eene zekere hoeveelheid bewegingsenergie noodig, die w« hun onmogelijk op ieder oogenblik kunnen leveren, want ons gedurende de vier en twintig uren van den dag bezig te houden met iedere seconde ons horloge een weinig op te winden, zou te veel gevergd zijn. Het is gelukkig ook volstrekt niet noodig, want wij winden ons horloge eenmaal per dag op en verzamelen daarbij in de trekveer zooveel mechanisch arbeidsvermogen, dat het horloge weer een etmaal gaan kan. Met de warmte zou het zonder opzameling treurig gesteld zijn, want wij zouden ons dan s winters slechts kunnen verwarmen door de herinnering aan den zomer en daartoe is wel wat al te veel verbeeldingskracht noodig. Tot ons geluk heeft echter de zon er voor gezorgd, dat de kostbare warmte, die zij naar de aarde zendt, niet onnoodig verspild wordt, maar legt zij in de planten een aardig kapitaal warmte vast, waarop w« in tijden van nood kunnen teren. Wanneer wij thans om de warme kachel zitten, dan genieten wij van de zonnestralen, die voor vele duizenden jaren op de aarde zijn neergedaald, en kunnen dankbaar zijn, dat die opzameling van arbeidsvermogen bestaar, want zonder haar zouden wij nu koude lijden, of eigenlijk zouden w« dit niet eens kunnen doen, want zonder deze opzameling zouden WÜ eenvoudig niet kunnen bestaan. Het opzamelen van energie is eene onmisbare voorwaarde voor het bestaan van de organische wereld en het geschiedt in de natuur op tallooze wijzen. De electrische energie wordt meestal dadelijk na hare productie verbruikt. Bij de electrische verlichting vloeit de stroom onmiddellijk naar de lampen en wanneer de machine stilstaat, hebben wjj geon voorraad, waaruit de lampen nog verder gevoed kunnen worden. By de gasfabricage is dit een ander geval; het is niet noodig, juist zooveel gas te maken, als er op ieder oogenblik verbruikt 'wordt, want men vult met het overschot de gashouders. Daardoor kan het verbruik sterk wisselen, zonder dat de productie hiermede gelijken tred behoeft te houden, want wanneer er in de avonduren meer gas verbrand wordt, dan er gedurende dien tijd in de gasfabriek gemaakt wordt, kunnen de gashouders het verschil leveren. Nu is duidelijk, dat een dergelijk tusschenlid, tusschen productie en verbruik, ook voor de electrische energie in vele gevallen zeer nuttig kan zijn, en wij zullen dan ook later bij de behandeling der electrische centrale de voordeelen leeren kennen, die bij dat bedrijf de opzameling teweegbrengt. Er is ons nu wel is waar reeds sedert langen tijd een vorm der electrische opzameling bekend, die nl., welke in de Leidsche flesch plaats heeft, maar deze soort is voor technische doeleinden onbruikbaar en nutteloos, want de hoeveelheid arbeidsvermogen, die eene Leidsche flesch in zich opneemt, is voor de techniek veel te gering en bovendien bewaart dit toestel de electriciteit niet lang. Gelukkig is er echter nog eene andere methode, om electriciteit op te zamelen, en deze wordt in den laatsten tijd veelvuldig in de practyk toegepast. Hierbij wordt evenwel niet onmiddellijk de electriciteit zelve opgezameld, maar scheikundig arbeidsvermogen, en wel in zoodanigen vorm, dat het op eenvoudige w\jze als electrische stroom weer vrij wordt. In zeker opzicht kan ieder galvanisch element beschouwd worden als een magazijn van arbeidsvermogen. Het zink, dat er zich met eene andere stof in verbindt en daarbij energie in den vorm van electrischen stroom ontwikkelt, vertegenwoordigt eene zekere hoeveelheid arbeidsvermogen; het gedraagt zich in vereeniging met deze van hem gescheiden stof 6venals eene gespannen veer. Oorspronkelijk was het zink in het zinkerts met de andere stof verbonden en had bij deze verbinding energie afgegeven. Bij het afzonderen van het zink uit zijn erts werden beide stoffen gescheiden en daardoor werd eene zekere spankracht tusschen beide, eene opzameling van arbeidsvermogen, tot stand gebracht. In dezen vorm komt nu het zink in het element en vindt hier öf de stof, waarmede het vroeger verbonden was, óf eene andere, die hare plaats kan innemen, en deze beide stoften laten nu bij de hernieuwde vereeniging de spankracht weder vrij, en wel in den vorm van electrische energie. Men heeft nu echter de beteekenis van de uitdrukking „opzameling van electrisch arbeidsvermogen" eenigszins beperkt en verstaat er onder eene opzameling, waarbij de electrische stroom tot het scheiden van twee chemische stoffen wordt gebruikt, zoodat dus electrische energie, in scheikundig arbeidsvermogen omgezet, als zoodanig bewaard wordt en Jater als electrische stroom weder te voorschijn kan treden. De ontwikkelingsgeschiedenis van den accumulator. De werking, die in de toestellen tot het opzamelen van den stroom plaats heeft, zullen wij uit een geschiedkundig overzicht van hunne ontwikkeling leeren kennen. Reeds kort na de uitvinding der galvanische batterij door Volta, in hot jaar 1800, ontdekte Gautherot, dat twee electroden, die in verdund zuur staan en met eene VoLTA'sche zuil verbonden zijn. gedurende korten tijd een stroom geven, wanneer men haar van de zuil losmaakt en beide door een draad verbindt. Erman toonde aan, dat de positieve pool van dezen secundairen stroomontwikkelaar aan die electrode ligt, welke met de gelijknamige pool van de zuil verbonden geweest is. Ritter, die hetzelfde verschijnsel opgemerkt had, vervaardigde in 180-J eene VoLTA'sche zuil, die slechts uit koperen schijven bestond en stroom leverde, wanneer zij gedurende eenigen tijd met eene gewone zuil (zink-koper) verbonden geweest was. Zij gaf dan, ofschoon maar voor korten tijd, een stroom, waarmede men dezelfde werkingen kon te voorschijn roepen als met een stroom van een gewone zuil van Volta. Ritter maakte eene nauwkeurige studie van dit verschijnsel en onderzocht de werking van andere metalen in zulke „ladingszuilen". In het jaar had 1826 had Nobili aangetoond, dat men, met behulp van den stroom, een laagje loodsuperoxyde op eene looden plaat kan te voorschijn roepen, en Schönbein bewees in 1837, dat zulke platen tot het ontwikkelen van een stroom gebruikt kunnen worden. Door deze ontdekkingen was het beginsel gevonden, dat de stroom kan dienen, om metalen platen zoodanig te veranderen, dat zjj gedurende korten tijd een electrischen stroom kunnen te voorschijn roepen. Het groote belang,' dat dit verschijnsel kon opleveren, nl. met betrekking tot de opzameling van electrische energie, had men nog niet ingezien, echter wel begrepen, dat het verschijnsel samenhing met de „polarisatie ' der elementen (zie bladz. 40), en beide hun oorsprong hadden in de ontleding van het water door den stroom en de opeenhooping van gasbelletjes op de electroden. Deze verklaring had Volta reeds in het jaar 1805 gegeven; zü werd echter lang niet algemeen als waar erkend en is zelfs gedurende veertig jaren bestreden. Terwijl de strijd echter nog onbeslist washad Grove reeds de verschijnselen, die zich bij de polarisatie voordoen, prac, tisch toegepast, en wel in zijne op bladz. 59 verklaarde en in Fig. 38 afgebeelde gasbatterij, die zonder twijfel als de eerste electrische accumulator beschouwd moet worden, ofschoon zij van de tegenwoordige accumulatoren in menig opzicht verschilt. De accumulator van Planté. De accumulatoren, welke wij thans als zoodanig in de techniek toepassen, zamelen namelijk niet de beide uit het water afgescheiden gassen op, maar er worden door de ontwikkelde gassen scheikundige verbindingen met de electroden in het leven geroepen, die op de positieve electrode eene andere samenstelling hebben als op de negatieve, terwijl deze zich uit een electrisch oogpunt anders gedragen dan de electroden van een galvanisch element. Reeds Grove had gevonden, dat platen, die met zekere metaal-oxyden bedekt zijn, beter werken dan naakte platina platen. Wheatstone en Siemens pasten voor zulke bekleedsels loodoxyde toe en daarmede naderen wij de uitvinding der tegenwoordige lood-accumulatoren, die met de ontdekking van Planté in het jaar 1859 een aanvang neemt. Deze bekwame Fransche natuurkundige vond, dat lood tot het vervaardigen van „secundaire elementen" het meest geschikt is. Men geeft dezen naam aan elementen, die, evenals de gasbatterij van Grove, wanneer er een stroom doorheen is geleid, in staat zijn zelf een electrischen stroom te leveren. Door eene opmerking van Jacobi was Planté er toe gebracht, zich met de secundaire elementen bezig te houden, ten einde hen voor de toepassing in de telegraphie geschikt te maken, en hij bracht al spoedig eene belangrijke en voor het vervolg hoogst gewichtige verbetering aan, door de platinaelectroden in de gasbatterij van Grove te vervangen door looden platen. Hij construeerde nu secundaire elementen uit lood, die een krachtigen en aanhoudende stroom ontwikkelden. Twee looden platen werden op elkander gelegd, door strooken caoutchouc van ongeveer 1 cM. breedte en 0,5 cM. dikte gescheiden; op de bovenste plaat legde men eveneens dergelijke strooken. Vervolgens werden beide platen door middel van een houten cylinder te gelijker tijd opgerold, zoodat men twee looden spiralen verkreeg, door banden caoutchouc van elkander gescheiden. Het geheel werd nu in een glazen cylinder geplaatst, die met verdund zwavelzuur gedeeltelijk gevuld was (Fig. 166), en vervolgens met een paar elementen van Bunsen verbonden. Wanneer men na eenigen tijd de verbinding tusschen het paar looden platen en ae üuNSEN-batterij verbrak, kon de accumulator een tamelijk krachtigen stroom ontwikkelen en behield ook, wanneer men hem niet onmiddellijk ontlaadde, de lading geruimen tijd. Beschouwen wij nu eens de werkingen, die bij de lading en de ontlading in den accumulator van Planté plaats grijpen! Zoodra er een electrische stroom door het toestel gaat, wordt het verdunde zwavelzuur ontleed: aan de electrode, die met de positieve pool van de BuNSEN-batterij verbonden is, wordt zuurstof ontwikkeld, die onmiddellijk met het lood eene scheikundige verbinding aangaat, waardoor loodsuperoxyde gevormd wordt; terwijl aan de negatieve electrode waterstofbelletjes ontstaan, die gedeeltelijk opstijgen, gedeeltelijk aan het lood blijven hangen. De accumulator is geheel geladen, wanneer er aan de geoxydeerde plaat zuurstofbelletjes opstijgen. Wanneer men nu de draden uit de klemschroeven verwijdert, kan de accumulator geruimen tijd in dien toestand blijven en is dan steeds gereed een electrischen stroom te Fig. leveren. Verbindt men de polen van den accumulator door een koperdraad, dan zal er een electrische stroom in ontstaan, die nu echter in tegenovergestelde richting door het toestel gaat als de'ladende stroom. Het gevolg hiervan zal zijn, dat zich nu aan de plaat, die bij de lading tot loodsuperoxyde was geoxydeerd, waterstof en aan de andere plaat zuurstof ontwikkelt. Do waterstof zal aan het loodsuperoxyde zuurstof onttrekken, daar, zooals men weet, waterstof een reductiemiddel is, terwijl de zuurstof de looden plaat, die bij de lading onaangetast was gebleven, zal oxydeeren. Het element zal geen stroom meer leveren en is dus geheel ontladen, zoodra beide platen uit loodoxyde bestaan. Gaat men het element nu opnieuw laden, dan zal de eene piaat weer tot loodsuperoxyde geoxydeerd en de andere tot lood gereduceerd worden. Wij kunnen dus de werkingen, die bij de lading en de ontlading in den accumulator van Plante plaats hebben, aldus voorstellen: nieuw : lood (verdund zwavelzuur) lood; geladen : loodsuperoxyde „ n lood; ontladen : loodoxyde „ „ loodoxyde; geladen : loodsuperoxyde „ „ lood; ontladen: loodoxyde „ „ loodoxyde; enz. Zooals men ziet, kan men een geladen accumulator dus beschouwen als een galvanisch element, bestaande uit loodsuperoxyde, verdund zwavelzuur en lood. Wy hebben hier slechts de voornaamste reacties vermeld, die in den accumulator plaats hebben; er treden echter nog secundaire werkingen op, waarbij het zwavelzuur eene voorname rol speelt en waarop wü later nog zullen terugkomen. De accumulator van planté heeft een gebrek, dat verschillende electrotechnici getracht hebben weg te nemen. Wanneer hy pas in gebruik gesteld wordt, zal alleen een gedeelte van de looden plaat aan de werking deelnemen; slechts het lood, dat zich aan de oppervlakte bevindt, zal de scheikundige verbinding met de zuurstof kunnen aangaan, terwijl de reactie niet dieper in de platen doordringt. In het begin zal de accumulator dan ook maar gedurende zeei korten tijd stroom leveren en er wordt eene langdurige bewerking vereischt, om hem voor de practjjk geschikt te maken. Daartoe wordt hij geruimen tijd met wisselende stroomrichting geladen en weer ontladen, het lood vvoidt daardoor sponsachtig en de scheikundige werkingen kunnen daardoor dieper in de platen doordringen. Deze omslachtige bewerking noemt men het formeeren der platen. Toen Planté voor het eerst zijn secundair element samenstelde (1860), had zijne uitvinding slechts een beperkt belang voor de praktijk. Nadat echter door de uitvinding der dynamo-machines het te voorschijn roepen van sterke stioomen op eenvoudiger en minder kostbare wijze kon geschieden dan vroeger het geval was, kreeg het secundaire element eene groote beteekenis en Planté gevoelde zich daardoor genoopt in het jaar 1879 nog eens op zijne uitvinding, die hij inmiddels door het genoemde formeeringsproces verbeterd had, de aandacht te vestigen. 1 wee jaren later maakte Camile Faure eene belangrijke verbetering van den accumulator openbaar en van deze uitvinding af, zien wij het gebruik van dit apparaat aanvankelijk langzaam, daarna echter, nadat vele moeilijkheden overwonnen waren, op verbazende wijze toenemen. De accumulator van Faure. Evenals Planté is Faure een Franschman. Zijne technische opleiding heeft hij grootendeels aan zich zei ven te danken, daar hy reeds op jeugdige leeftyd gedwongen was, zyn brood te verdienen. Later was hy als scheikundige in eene kruitfabriek werkzaam en hier rijpte langzamerhand het denkbeeld by hem, dat aan zyn accumulator ten grondslag ligt. Van de Parijsche tentoonstelling in het jaar 1878 teruggekeerd, hield hy zich hoofdzakelyk met zyne uitvinding bezig en gelukte het hem in korten t}jd eene methode te vinden, om sponsachtig looden platen te vervaardigen, die het omslachtige formeeren onnoodig maakten. Hiertoe bedekte hij de looden platen met menie of een ander loodoxyde, of met een loodzout, dat in de vloeistof van den accumulator onoplosbaar is. By het laden wordt nu de laag op de eene plaat tot superoxyde geoxydeerd, die der andere tot lood of een lager oxyde gereduceerd. Men heeft dus by deze methode reeds van den aanvang at op beide platen oxvdlagen, die bovendien door hare poreusheid veel grootere hoeveelheden vry wordende gassen kunnen binden. Daardoor wordt de oxydeerende en de reduceerende werking gemakkelijker gemaakt en kreeg de accumulator van Faure niet alleen spoediger zijn volle capaciteit, maar deze overtrof bovendien aanmerkelijk die van het toestel van Planté. De accumulator van Faure bestond uit looden platen, die bedekt waren met eene laag menie, in den vorm van eene dikke brij er op gebracht; ten einde het naar beneden vallen der massa te beletten, legde hy op de menie stukken vilt en rolde vervolgens de platen op, evenals in den accumulator van Planté. In Fig. 167 is zijn accumulator afgebeeld, terwijl men er tevens uit kan zien, hoe het toestel door middel van twee BuxsEN-elementen geladen werd. De accumulatoren van Faure trokken al spoedig de opmerkzaamheid der electro-technici tot zich, daar zij in verhouding tot hun gewicht aanmerkelijke hoeveelheden energie konden verzamelen. Bijzonder opzien verwekte het, toen Faure een geladen accumulator naar Engeland zond, die —°- gelen en spiegelde der menschheid " " " ~~ voor, welke wonderen dit toestel ^lg' na jaren ongetwijfeld tot stand zou brengen. Men was er reeds van overtuigd, dat nu de electriciteit weldra evenals petroleum door den koopman langs de huizen verkocht zou worden, dat rijtuigen en spoorwagens door opgezamelde electriciteit in beweging gebracht zouden worden, de petroleumlamp door een daarin aangebrachten accumulator in eene electrische lamp zou worden veranderd, en zoo werden nog tal van andere toepassingen gevonden, die alle heel mooi geweest zouden zijn, indien de accumulator had kunnen ten uitvoer brengen, hetgeen men hem reeds toen toedichte. Zoo snel ging de ontwikkeling van den accumulator echter toch niet en het is de vraag of hij zoo spoedig ingang gevonden zou hebben, wanneer niet door de Engelsche „Electrical Power Storage Company", die de patenten van Faure verworven had, veel tijd en zeer veel geld ten offer was gebracht, om den accumulator verder te verbeteren. Wij zullen thans den accumulator van deze Maatschappij bespreken. De accumulator der Electrical Power Storage Co. De accumulator dezer Maatschappij ontstond door de vereenigde pogingen van Faure, Sellon aldaar nog bijna de volle lading teruggaf, ofschoon de wantrouwend! Engelsche douane-beambten, die 11 het gesloten kastje eene dynamiet machine der Fenians vermoedde hem eerst niet wilden toelaten er daardoor den duur van den reis nog vergrootten. Zooals het altijd met nieuwe, veel belovende uitvindingen gaat, werc de beteekenis van den accumulatoi van Fa.ure in het begin geweldig overschat. De pliantasie kreeg vleu en Volckmar. Volckmah, een Duitsch bankier, trachtte gezamenlijk met Sellon de accumulatoren te verbeteren en ztf brachten in de eerste plaats eene zeer belangrijke constructieve verandering aan. Bij de oudere FAüBE-accumuIatoren is de verbinding van de brijachtige massa met de looden plaat nóch uit een mechanisch, noch uit een electrisch oogpunt goed. Om doze fout te vermijden brachten zij de massa in de openingen van eene roostervormige looden plaat aan! lig. 168 en 169 geven afbeeldingen van den looden rooster en van de r\lrifJ „ • . . i-iaLDn, ndudL «e openingen met de „actieve massa" zijn opgevuld. De electrische verbinding tusschen het lood en de oxyden is nu ook beter en de lappen vilt kunnen wegvallen, waardoor de inwendige weerstand van de cel geringer wordt. Sellon en Volckmar vereenigden zich nu met Faure en de patenten der drie uitvinders gingen in 1882 op de Electrical Power S t o r a g e Companv over, die accumulatoren vervaardigde met de roostervormige platen van Sellon en Volckmar en de actieve massa van Faure. De plaatsing der electroden in de cellen, zooals zij sedert dien tijd in alle accumulatoren is toegepast, is uit Fis-. 170 rhiiriaiiit — / O- - ■ • 1/D ^UölUCVC en de negatieve platen zijn afwisselend en met geringe tusschenruimte naast elkander aangebracht, en de platen van iedere groep zijn door reepen lood onderling verbonden, zoodat de vrije einden van deze beide reepen de positieve en de negatieve pool van den accumulator vormen. Altijd is het aantal negatieve één grooter dan het aantal positieve platen, zoodat de laatste aan beide zijden door negatieve worden ingesloten Het geheele aldus gevormde rechthoekige lichaam wordt door vaststaande batterijen in een glazen bak geplaatst. Bij het gebruik van accumulatoren voor voertuigen bedient men zich van bakken, uit eboniet vervaardigd, waarvan vele te zamen in eene houten kast eene plaats vinden; bij de draagbare batterijen voor wagonverlichting worden ook bakken van celluloïde gebruikt. Wij komen hierop later nog terug. De werkingen in den accumulator. Vóór wij verder gaan, zullen wij nog met enkele woorden de werkingen in den accumulator aanwezen, die, n Anoln nt i -i vaaHo Anrfomnrlrf liohhan iuualo wij i cdu o iiuuuuuj i j. : wei wat iii^ewiK.K.oiuci u uan uic, welke wü naar aanleiding van den accumulator van Planté hebben beschreven. In de eerste plaats bleek het, dat gedurende het laden van den accumulator het soortelijk gewicht van de vloeistof toe- en gedurende de ontlading weer afneemt. Door middel van den areometer kan men deze veranderingen duidelijk waarnemen; men zal dan opmerken, dat de vloeistof in eene geladen cel ongeveer 20° en, wanneer deze ontladen is, ruim 17° bedraagt, gemeten naar de schaal van Beaumk. Dit verschijnsel kan daardoor verklaard worden, dat het zwavelzuur van de vloeistof meer geconcentreerd is bij geladen dan bij ontladen cel. Men stelt zich de werking in den accumulator, die echter in al hare bijzonderheden nog niet geheel verklaard is, als volgt voor: De geformeerde, maar nog niet geladen positieve plaat, in zwavelzuur staande, bevat in hare actieve massa loodsulfaat (PbS04), de negatieve eveneens. Gedurende het laden gaat het lood- sulfaat over in loodsuperoxyde (P b 02) en het vrij wordende zwavelzuur komt in de vloeistof; op de negatieve plaat wordt het loodsulfaat tot lood gereduceerd. Bij het ontladen heeft het omgekeerde plaats: de waterstof reduceerd de positieve plaat tot loodoxyde, de zuurstof oxydeert de negatieve plaat eveneens tot loodoxyde; het loodoxyde vormt echter met het zwavelzuur loodsulfaat en water. Gedurende het laden wordt de vloeistof dus rijker aan zwavelzuur, gedurende het ontladen daarentegen armer, en daaruit is het te verklaren, dat bij eerstgenoemde bewerking het soortelijk gewicht zal toenemen, om in het tweede geval te verminderen. De verandering van het soortelijk gewicht kan als maat dienen, waardoor men kan nagaan, hoever de lading of ontlading reeds gevorderd is, en men za dan den areometer gebruiken, om waar te nemen of men aan de grens gekomen is, die men niet mag overschrijden. Wij willen nog terloops vermelden, dat men getracht heeft den areometer, waarop men den graad van ading en ontlading kan aflezen, met eene inrichting te verbinden, welke onmiddellijk en reeds van verre aangeeft, hoever de lading en de ontlading gevorderd zijn. Fig. 172 geeft eene afbeelding van deze inrichting. Wanneer de accumulatoren geheel geladen zijn en de stroom dus aan de electroden gene verdere scheikundige werking verrichten kan, stijgen de waterstof en de zuurstof, waarin de vloeistof door den stroom ontleed wordt naar de oppervlakte; de vloeistof krijgt daardoor, ten gevolge van de tallooze kleine gasbelletjes, een melklaag-aanzien en begint te ,koken". De arbeid die nu verder door den stroom verricht wordt, gaat dus met de gasbelletjes voor ons verloren, en men moet de lading dan staken. De ontlading mag niet te ver worden voortgezet, daar zich anders eene bijzondere verbinding van lood en zwavelzuur begint te vormen, welke bü de lading niet meer ontleed wordt, en waardoor de capaciteit van de cel belangrijk wordt verminderd. Deze verbinding heeft verder ten gevolge, dat de platen gaan bladderen, daar de sulfaatl-aag niet meer volkomen ontleed wordt en door de werking van den stroom haar samenhang met de platen verliest. De naar beneden vallende stukjes kunnen dan de positieve en de negatieve platen met elkander in verbinding brengen, waardoor voor de geladen platen in de cel eene gemakkelijke stroombaan gevormd wordt, en zü zich ontladen terwijl de arbeid, bij de lading verricht, nutteloos verloren gaat. Verschillende accumulator-constructies. Het behoeft nauwelijks vermeld te worden, dat het aantal der verschillende accumulatoren-typen reeds in de honderden gestegen is, en wij zouden de grenzen, aan dit werk gesteld verre overschrijden, wanneer w« ook maar de helft der verschillende constructies en veranderingen der grondtypen wilden behandelen. Wjj moeten ons veeleer bepalen tot de meest karakteristieke typen en by deze de wer- vèrWarén ^ aCCUlnulator plaats hebben' en de beginselende constructie De vereeniging van verschillende platen tot eene cel wordt door Fig. 172 onn5l7ren'i tan C!r kant6n d6r Platen Zien Wij nokken gegoten, waarmede zü op glazen platen, die m de glazen bakken loodrecht opgesteld worden, rusten Om de electroden van elkander gescheiden te houden, is om het einde van iedere plaat een stevige gummiband gelegd, waartegen hot vrije einde deivolgende plaat steunt. De stukken lood, die naar boven uitsteken en ter afleiding van den stroom dienen, zijn aan twee horizontale, rechthoekig omgebogen reepen lood gesoldeerd en wel zoodanig, dat alle negatieve platen aan een zelfden reep verbonden zijn en eveneens alle positieve platen. Moeten nu verschillende cellen tot eene batterij vereenigd worden, dan kan de negatieve reep van de eene cel verbonden wor De constructie der platen Beide zijden der plaat zijn, waar de staven elkander kruisen, nog door kleine looden stukken verbonden. Op deze wijze wordt de actieve massa binnen in de plaat goed vastgehouden, terwijl er eene goede geleidende verbinding tusschen de massa en het lood der plaat ontstaat. Pollak, die de accumulatoren der „Frankfurter Akkumulatorenfabrik" te Frankfort a/M. vervaardigt, gebruikt als drager van de actieve massa eene looden plaat, die aan beide zijden met vele nokken is bezet. Deze zijn de aanhechtingsplaatsen voor do massa en brengen eene innige verbinding met haar tot stand. Deze platen (Fig. 174) worden gemaakt met behulp van eene wals met vele gaatjes, waarin het lood gedrukt wordt. Ook den met den positieven reep van de volgende. in de CoRRENS-accumulatoren blijkt uit Fig. 173 de versterkende verdikkingen worden te gelijker tijd door walsen verkregen. De op maat gesneden stukken, die de plaat moeten vormen (Fig. 175), worden dan met eene door Pollak gevonden poreuze massa bedekt, zoodat eene vlakke plaat ontstaat. Loodstrooken verbinden de gelijknamige platen van ieder element. Gülcher maakt zijne platen uit een weefsel van looddraden en brengt de actieve massa in de poriën van dit weefsel aan, waardoor een goed contact verkregen wordt en de massa niet uit de plaat vallen kan. Wij moeten nu overgaan tot een accumulator, die in de laatste jaren eene buitengewone verspreiding gekregen heeft en er veel toe heeft bijge¬ dragen, aan de accumulatoren eene belangrijke plaats te verschaffen in de techniek der electrische centraalstations, nl. den accumulator van Tudor. Gedurende verscheidene jaren z\jn deze accumulatoren vervaardigd in de fabriek van de firma Muller en Einbeck, te Hagen, in Westfalen, en door de „Société beige pour 1'éclairage public par 1'électricité" te Brussel, totdat in 1890 eene groote Maatschappij werd opgericht onder den naam van Accumulatoren A. G. in Hagen, die de exploitatie der TuDOR-patenten ten doel heeft en waarbij ook de firma Siemens en Halske en de Allgemeine Elektricitats-Gesellschaft te Berlijn waren geïnteresseerd. De bezwaren, aan de toepassing van de accumulatoren verbonden, waarin de actieve massa, hetzij in lagen op de platen, hetzij in den vorm van pastilles in het lood wordt aangebracht, zijn hierin gelegen, dat de massa er na verloop van tijd gemakkelijk uitvalt, waardoor de platen onbruikbaar worden en korte sluiting in de cel ontstaan kan; ook is kromtrekken dor platen geen zeldzaam verschijnsel. Tudor heeft de methode van Plantk en die van Fa ure beide toegepast, ten einde in de eerste plaats de duurzaamheid van de accumulator van Planté te \ ei krijgen zonder daarbij den langen tijd voor het formeeren noodig te hebben. Tudor formeert zijn accumulator eerst gedurende ongeveer 212 maand volgens de wijze door Planté gegeven, zoodat een laag loodsuperoxyde ontstaat, die vast aan de kern is verbonden. Hierop wordt dan menie gebracht en de plaat weder in den stroomkring geplaatst, ten einde de menie eveneens in loodsuperoxyde om te zetten. Dit duurde nagenoeg 14 dagen, zoodat de vervaardiging van eene positieve plaat ongeveer 3 maanden vereischte; tegenwoordig wordt er echter een versnelde formeering toegepast. De volgens het systeem-faure gevormde massa hecht zich aan de laag superoxyde, die naar het systeem van Planté ontstond; deze is met de looden plaat innig verbonden, zoodat de geheele actieve massa met de plaat een geheel vormt. De positieve TuDOR-plaat (Fig. 176) vertoont diep ingesneden, naar binnen zich vernauwende gleuven, waarin de faure-massa gebracht en te gelijker tijd het oppervlak van de plaat vergroot wordt. De negatieve plaat is roostervorrnig met eene vulmassa in de mazen. In de laatste iaren wordt een nieuw soort negatieve plaat gebruikt, bestaande uit twee tegen elkaar bevestigde platen, van binnen cellen vormende; hierin bevinden zich pastilles actieve massa, welke bü de eerste lading opzwellen en dan juist de cellen opvullen. De levensduur en de capaciteit van deze platen is veel grooter dan bü de oude constructie. Ten einde den lezer een denkbeeld te geven van de overigens zeer eenvoudige fabricage dezer accumula- tnron «7i'i Viior in L-rvrto frftttfin Cftspllfttst". boft in dft fabriek te Hagen de vervaardiging er van geschiedt. '®' De platen worden in ijzeren vormen gegoten. De positieve platen worden eerst geformeerd en tot dit doel bü een groot aantal in formeeringscellen geplaatst, waarin zij gedurende ongeveer twee weken afwisselend als kathode en anode aan de inwerking van den stroom zijn blootgesteld; daarna worden zü van de vulmassa voorzien en ^edei twee weken volgens het procédé Faure geformeerd. De negatieve behoeven niet geformeerd te worden, daar dit reeds de bü eerste lading der geheele batterij, waarvoor een tijd van 30—40 uur noodig is, geschiedt. Zü worden uit lood gegoten, waarvan de hardheid vergroot is door bijvoeging van antimonium, evenals dit bü lettermetaal geschiedt. De op deze wijze vervaardigde electroden worden, afzonderlijk vei pakt, naar de plaats van bestemming gezonden; de positieve in geladen, de negatieve in ongeladen toestand. Voor eerstgenoemden is de ladirg noodzakelijk, daar zij, ongeladen in het zwavelzuur gebracht, met loodsulfaat bedekt zouden worden; de negatieve platen verzendt men daarentegen niet in geladen toestand, daar eene geladen negatieve plaat, die dus met wateistof verzadigd is, aan de lucht blootgesteld, zuurstof opneemt, zoodat de wateistof en gedeeltelijk ook het fijn verdeelde lood geoxydeerd zouden worden. Op de plaats van bestemming worden dan de electroden door den monteui tot elementen vereenigd en de by elkander behoorende platen door gesoldeerde reepen lood onderling verbonden. Fig. 177 geeft eene afbeelding van drie met elkander verbonden cellen volgens liet systeem-TuDOR; deze wijze van opstelling met houten onderbakken is 1 echter verouderd. Om de plaatsing der electroden in de glazen bakken duidelijk te maken, geven wij in Fig. 178 eene schematische voorstelling van de methode, die door de fabriek te Hagen tegenwoordig wordt gevolgd. De platen steunen eenvoudig met nokken op de bakken, en worden door glazen buizen op geleken afstand gehouden. De accumulatoren worden meestal in afzonderlijke lokalen opgesteld, daar de ontwikkelde zure dampen lastig zijn en schadelijk kunnen werken. Bovendien wordt het lokaal van eene goede ventilatie-inrichting voorzien, om de gassen, die ook ontplofbare mengsels kunnen vormen, te verwijderen. De cellen worden, hetzij op eene ingemetselde bank, hetzij op eene stevige houten stelling, naast en boven elkander aange¬ bracht. Daar het voor de goede behandeling der batterij noodzakelijk is de cellen nauwkeurig te kunnen waarnemen, worden zij zoodanig geplaatst, dat men er van ter zijde in kan zien. Het komt dikwijls voor, dat naast elkander staande cellen, naar de volgorde, waarin zij in de batterij voorkomen, ver uit elkander gelegen z\jn en daarom een groot spanningsverschil hebben; hare vochtige wanden en de vochtige ondergrond, waar zij op staan, kunnen dan eene voldoende stroombaan voor afleiding vormen. Men stelt de cellen daarom op kleine porseleinen voetjes, die den stroom niet geleiden (vergelijk ook hetgeen in het volgende hoofdstuk over de isolatoren gezegd wordt). Daar de spanning van de batterij afneemt hoe meer deze wordt ontladen, is het noodzakelijk het aantal cellen der batterij geleidelijk te vermeerderen, om daardoor de spanning op de normale hoogte te houden. Iedere batterij bestaat daarom uit eenige cellen meer en men verbindt deze reguleercellen op bepaalde wijze met een verdeel-apparaat, dat het bijkoppelen van cellen, totdat de gewenschte spanning weer bereikt is, mogelijk maakt. Deze toestellen zullen wij echter met nog andere inrichtingen, die bij het gebruik van accumulatoren noodig zijn, in het hoofdstuk over de installatie voor electiische verlichting uitvoeriger behandelen. Koper-zink-accumulatoren. Behalve lood zijn ook andere metalen voor de constructie van accumulatoren toegepast. De looden accumulatoien hebben behalve hun hoogen prijs nog het nadeel, dat zij zeer zwaai zijn en eene zorgvuldige behandeling vereischen, zoodat zij in de techniek dikwijls niet zonder bezwaar aangewend kunnen worden. Bij electrische trams b. v. is hun groot gewicht nadeelig, terwijl bij het opgaan van hellingen, in bochten of bij het in beweging zetten van den wagen veelal tijdelijk een sterkere stroom noodig is dan de accumulatoren batterij zonder schade kan afgeven. Om hieraan te gemoet te komen heeft men accumulatoien voor snelle ontlading en ook voor snelle lading gebouwd, maar tevens beproefd, elementen samen te stellen uit geheel andere grondstoffen, zooals de koper-zinkaccumulatoren van Waddel-Entz, die door de reeds genoemde fabriek te Hagen worden vervaardigd. De negatieve electrode van dit element bestaat uit een weefsel van Üzei draad, waarop tijdens de lading zink wordt neergeslagen. De positieve electrode is een weefsel van koperdraad, dat fijn verdeeld, sponsachtig koper bevat. Deze electrodon staan in eene met zinkoxyde verzadigde oplossing van kaliloog. Bij de lading oxydeert het koper tot koperoxyde en wordt het zink vrij, dat zich op het weefsel van ijzerdraad nederzet. Na de lading bestaat dus de eene pool uit zuiver zink, de andere uit koperoxyde. Het koperoxyde wordt bij de ontlading weder tot metallisch koper gereduceerd, terwijl het zink dan, met zuurstof verbonden, weder in kaliloog oplost. De accumulator verschilt dus, wat de samenstelling betreft, zeer weinig van het cupron-element (zie bij de galvanische elementen). De voordeelen boven de loodaccumulatoren bestaan in een geringer gewicht, terwijl de ontlading zonder schade met elke stroomsterkte kan geschieden; om eene capaciteit van een Kilowatt uur te krijgen, heeft men eene batterij van slechts 70 K.G-. bruto gewicht noodig. Nadeelen zijn: de geringe spanning, bij ontlading slechts gemiddeld 0.75 Volt, zoodat men ter verkrijging van de gebruikelijke spanningen veel meer cellen noodig heeft, dan bij het gebruik van loodaccumulatoren, hetgeen kostbaar is en meer ruimte vergt; verder is de inwendige weerstand ongeveer het dubbele van de loodacc. van gelijke capaciteit, zoodat het energieverlies in de cel ook tweemaal zoo groot is. Ten slotte heeft de cel de onhebbelijkheid, zich zelf in ongebruikten toestand te ontladen in een vrij kort tijdsverloop. De accumulator Waddel-Entz is dus zeer aangewezen voor electrische tractie, waarbij sterke stroomen geleverd moeten worden en de opgezamelde energie binnen korten tijd verbruikt wordt. De accumulator van Edison. Eenige jaren geleden is door Edison een nieuwe accumulator uitgevonden, betreffende welke de verwachtingen hoog gespannen waren. WJ) zulllen hier een en ander mededeelen, wat van de constructie enz. bekend geworden is. De negatieve platen bestaan uit ijzer, de positieve zijn aan de oppervlakte met nikkelsuperoxyde bedekt. De vloeistof bestaat uit potaschoplossing, of beter eene van bijtende potasch (kaliumhydroxyde). De spanning is onmiddellijk na de lading 1.5 Volt, gemiddeld gedurende de ontlading 1.1 Volt. De normale ontlaadstroom bedraagt ca. 1 Amp. per dM.J; de capaciteit is 31 Wattuur per K.Gr. totaal gewicht. De normale ontladingstijd in 3.5 uur; de lading en ontlading kunnen echter zonder de cel te schaden ook in 1 uur geschieden, natuurlijk met geringer nuttig effect. De platen zijn op zeer bijzondere wijze gevormd. Zij bestaan uit stalen platen van nog geen milimeter dik, voorzien van een aantal rechthoekige openingen. In die openingen worden stalen doosjes gebracht, die zelf gevuld worden met actieve briketjes; daarna wordt de aldus gevulde plaat vernikkeld en onder hoogen druk geperst, waardoor zeer innig verband ontstaat. De doosjes zijn dikker dan de plaat en steken er dus buiten uit. De negatieve briketjes bestaan uit eene zeer fijn verdeelde ijzerverbinding, vermengd met grafiet; de positieve uit de nikkel verbinding, vermengd met grafiet. De bijvoeging van grafietvlokken heeft ten doel de geleidbaarheid der actieve massa te vergrooten. Op den duur heeft deze grafietbijmenging niet voldaan en is later door Edison vervangen door schilfers van een alliage van kobalt en nikkel; bovendien is de constructie der positieve platen gewijzigd. Thans bestaan deze uit een raam, voorzien van verticale stalen geperforeerde buisjes van 0.1 mM. wanddikte en 6.5 mM. middellijn; hierin wordt onder grooten druk een massa geperst, bestaande uit korrels nikkelhydroxyd, nikkel kobaltschilfers en glucose-stroop, welke later door uitwasschen wordt verwijderd. De schilfers, bestaande uit 70°/0 Co en 30 Ni, worden verkregen door een koperen plaat eerst electrolytisch met een uiterst dun laagje zink te bedekken en daarna hierop in een nikkel-kobaltbad het alliage neer te slaan; daarna wordt in verdund zuur het zinkhuidje opgelost. De bakken bestaan uit staalplaat met electrisch gewelde naden. Voor het verkrijgen van grooter stevigheid zjjn de wanden geribd. Daar het koolzuur van den dampkring op de vloeistof inwerkt, sluit een deksel de bak geheel af- een bijzonder soort klep veroorlooft de ontsnapping der gassen. Fig. 179 vertoont den accumulator in zijn geheel en in onderdeelen (echter volgens de öorstG constructie). B\j de lading ontstaat zuurstof aan de positieve plaat, die de nikkelverbinding oxydeert; de waterstof aan de negatieve plaat reduceert de ijzerverbinding tot sponsachtig ijzer. Bij de ontlading heeft het omgekeerde plaats en wordt het ijzer geoxydeerd; de warmte, die hierbij anders ontstaat, wordt nu in electrische energie omgezet. De electroliet vervult slechts eene lijdelijke rol. De accumulator is zeer ongevoelig voor temperatuursveranderingen en kan eene zeer lage temperatuur verdragen. Hij kan zonder schade geheel ontladen en zelfs verkeerd geladen worden. Ook kan de positieve plaat uit de vloeistof genomen en langen tijd in drogen toestand bewaard worden, zonder de lading te verliezen! Wij vinden hier dus een groot verschil met den loodaccumulator, die altijd met minitieuze zorg behandeld moet worden. Volgens onderzoekingen van Schoop, Sieg en anderen, is tot dusver dit systeem accumulatoren nog minderwaardig ten opzichte van de gewone, zoowel wat kosten als rendement betreft. Lading en ontlading der accumulatoren. Wanneer twee accumulatorplaten ook maar de geringste lading hebben, dan werkt tusschen hen eene electromotorische kracht, die den ladingsstroom tegenwerkt. Indien dus het spanningsverschil van den ladingsstroom aan de polen van den accumulator slechts zoo groot zou zijn als de electromotorische kracht van den accumulator, dan zou er geen stroom door de cel gaan; alleen eene overmaat van electiomotorische kracht van den ladingsstroom tegenover die van den accumulatoi kan een ladenden stroom in de cel doen ontstaan, die volgens de wet van Oiim geljjk zal zijn aan de verhouding tusschen deze overmaat en den weerstand van de cel. Wy zien hieruit, dat de spanning van den ladenden stroom steeds giooter moet zijn dan die van de te laden accumulatoren-batterij. De electromotorische kracht der cellen stijgt met de lading en wanneer dus de ladingsstroom op dezelfde sterkte moet worden gehouden, dan is het noodzakelijk, zijne spanning langzamerhand te vergrooten. De electromotorische kracht van een accumulator stijgt gedurende de lading ■van 2.2 tot 2.7 Volt (by gebruik van de nieuwe negatieve platen van de Accum. A. G. zelfs tot 2.9 Volt) en daalt bij de ontlading langzamerhand van 2.1 tot 1.83 Volt. \erder mag men de cel niet ontladen, daar dit schadelijk zou werken en bovendien de electromotorische kracht zeer snel tot 0 zou dalen. Uit deze getallen kan men gemakkelijk afleiden, hoeveel cellen men voor lampen van eene bepaalde spanning noodig heeft en tusschen welke grenzen de spanning van den ladenden dynamo zich moet kunnen bewegen. Zal de spanning van den stroom, die door de accumulatoren-batterij wordt geleverd, 110 Volts bedragen, dan moeten er minstens= 60 cellen in werking 1,83 zijn, terwijl dan de dynamo tot eene spanning van 60 X 2.7 = 162 Volts opgevoerd moet kunnen worden. Men zal nu de vraag stellen, of het niet doelmatiger is, de spanning van den ladenden stroom en daardooi ook zijne sterkte grooter te nemen, om spoediger te kunnen laden. Maar de snellere lading brengt geen voordeel aan; integendeel zijn de sterke stroomen nadeelig voor de cellen, omdat daardoor in plaats van de vorming der gewenschte stoffen, die later den ontladingsstroom veroorzaken, het ontstaan van schadelijke verbindingen en werkingen bevorderd wordt. Hetzelfde geldt voor de ontlading; ook hierby zijn wij tot een maximum van den stroom, die door den accumulator geleverd wordt, beperkt; dit is ongeveer 1 Ampère per vierkanten decimeter van de oppervlakte der positieve platen in een element, een bedrag, dat bij de nieuwere accumulatoren, die voor eene ontlading worden vervaardigd, tot 1 Ampère per vierkanten centimeter kan worden opgevoerd. Wij kunnen niet zonder nadeel voor de batterij de lading in een willekeurig korten tijd er weer aan onttrekken. De omzetting der verschillende stoffen, b{j de lading en de ontlading, vereischt, wanneer men het verlies in den accumulator zoo klein mogelijk wil maken en een langen levensduur aan de batterij wil verzekeren, een bepaalden tijd, zoodat de grootte van den ladings- en ontladingsstroom van de oppervlakte van de platen afhangt. Deze beperking tot een maximum bij de ontlading is somtijds hinderlijk. "Wij zullen later zien, dat men den accumulator tot het in beweging brengen van tramwagens heeft toegepast en in dit geval hebben zij, wanneer de wagen eene helling opgetrokken of in gang gezet moet worden, veel meer arbeid te verrichten dan wanneer da tram over een vlakken weg rijdt. Zij moeten daarom op die oogenblikken een sterkeren stroom leveren en worden daardoor overwerkt. De accumulatoren-technici streven er daarom naar, accumulatoren voor snellere ontlading te vervaardigen en hebben in deze richting ook al goede uitkomsten verkregen. Daar de verschillende platen in een accumulator voor eene bepaalde pool bestemd zijn, is het van belang, dat de ladende stroom steeds in de goede richting door de cellen gaat ; eene verwisseling der polen zou eene zeer onaangename werking op de batterij hebben en de formatie der platen in bedenkelijke mate wijzigen. In het poolreagenspapier heeft men nu een gemakkelijk middel, om terstond te onderzoeken, welke de positieve en welke de negatieve pool van de machine of de batterijleiding is. Het is scheikundig geprepareerd papier, dat, wanneer men het nat maakt en de einden van de stroomgevende leiding op korten afstand van elkander er op plaatst, door eene roode vlek, die aan het einde van de met de negatieve pool verbonden leiding ontstaat, onmiddellijk de ligging der polen aangeeft. Het is zoodoende mogelijk, de polen van eene dynamo-machine of van eene accumulatoren-batterij gemakkelijk te bepalen. Door de grootste hoeveelheid electrisch arbeidsvermogen, die een accumulator kan opnemen, wordt zijne capaciteit bepaald, die dus afhangt van de hoeveelheid lood, die omgezet wordt. Het is duidelijk, dat niet al het electrisch arbeidsvermogen, dat wij den accumulator bjj de lading toevoeren, bij de ontlading weer teruggegeven wordt; een gedeelte zal bijvoorbeeld als warmte voor ons verloren gaan. Voor de toepassing der accumulatoren in de techniek is het daarom van belang te weten, hoeveel electrische energie er bij de opzameling in andere vormen van arbeidsvermogen, die voor ons van geen nut zijn, wordt omgezet. Bü zeer zorgvuldige lading en ontlading heeft men dit verlies tot minder dan 10 °/0 gebracht, zoodat die accumulatoren meer dan 90 °/0 nuttig effect hebben. Maar in de practijk kan men al de voorzorgen, die hiertoe noodig zijn, niet nemen en het nuttig effect daalt daardoor tot beneden 80%- BÜ eene goede behandeling der batterij zal men dus kunnen rekenen op ongeveer 75 %. Met dit cijfer moet men rekening houden bij de vaststelling der exploitatiekosten eener installatie met accumulatoren. Het nuttig effect is de verhouding van de energie, die de accumulator bij de ontlading teruggeeft, tot de energie, die voor lading noodig was. De laatste grootheid bepaalt men uit de spanning aan de polen van het element in Volts tijdens de lading en de stroomsterkte, waarmede men laadt in Ampères. Het product van deze beide grootheden geeft de hoeveelheid electrische energie in Volt-Ampères of in Watts, die per seconde werden toegevoerd. Dit heeft men dus nog met den tijd van laden te vermenigvuldigen, om de totale hoeveelheid energie, die voor de lading noodig was, te verkrijgen. Een overeenkomstig getal voor de ontlading leert men uit de spanning aan de polen van den accumulator, de stroomsterkte en den duur van de ontlading kennen. Eene andere zaak is het debiet-rendement d.i. de verhouding tussclien het aantal Ampère-uren, dat by ontlading verkregen wordt, en het dito aantal, dat bij lading er in is gebracht. Dit rendement is het, waarop het bij de bepaling van de grootte der cellen aankomt; neemt men den ladings- en den ontladingsstroom gelijk, dan wordt dit getal eenvoudig de verhouding tusschen ontladings- en ladingstijd. 18 Het is misschien dienstig er hier even op te wijzen, dat voor het leveren van stroom by kleine toepassingen de accumulator veel voor heeft boven het galvanisch element en wel: 1® wegens het gemis van de 200 hinderlijke polarisatie en 2e wegens den zeer geringen weerstand. Heeft men, zooals op bl. 66 en vgl. is vermeld, voor het verkregen van sterke stroomen met den inwendigen weerstand der elementen rekening te houden, bij een accumulator wordt de grootste stroomsterkte door het toe te laten maximum aangegeven. Parallelschakeling van accumulatoren, trouwens zelden voorkomend, geschiedt dus om eene andere reden dan die van elementen. zullen hier onze beschouwingen over de inrichting en de werking van de accumulatoren eindigen; de toepassing in de practijk en de voordeelen, die men hierdoor kan verkrijgen, zullen later in het Hoofdstuk over de electrische verlichting ter sprake komen. II. Het voortleiden van den eleetrisclien stroom. DE GELEIDINGEN. De overbrenging van het electrisch arbeidsvermogen. - De isolatie. - De blanke leidingen. - De isolatoren. - De geleiding. - De geleidingen voor sterke stroomen. — De verbindingen. — De dragers der geleidingen. — De bouw der geleiding. — De ondergrondsche luchtleidingen. — De bekleede geleidingen. - Het doel en de soort der bekleeding.-— De omspanning der draden. - De gutta-percha- en caoutchouc-omkleeding. - Loodkabels. — De bekleedsels tegen beschadiging. o overbrenging van het electriscli arbeidsvermogen. Tot de belangrijkste eigenschappon van den electrischen stroom behoort z\jne buitengewone geschiktheid, om over verre afstanden te worden voortgeleid, en in dit opzicht staat iedere andere vorm van arbeidsvermogen wat zekerheid, eenvoud en grootte van den afstand van overbrenging betreft, verre by hein ten achter. AATy kunnen ook andere vormen van energie voortleiden, bijv. het mechanisch arbeidsvermogen met behulp van drijfriemen of staaltouw, of voor groote afstanden door samengeperste lucht, of water onder hooge drukking, dat door buizen naar verwijderde plaatsen geperst wordt; maar een en ander moet, hetzij wegens de grootere aanlegkosten hetzij wegens den geringen afstand, dien men er mede kan bereiken, voor de electrische geleiding onderdoen. De straling van de warmte en het licht, hetgeen ook eene overbrenging van arbeidsvermogen door de ruimte is, kan men in de techniek niet gebruiken, en de eenige toepassing, welke in deze richting wellicht ooit gemaakt is, zijn wij aan Archimedes verschuldigd, die de vijandelijke vloot voor de wallen van Syracuse door middel van holle spiegels in brand stak. Het is echter de vraag, of dit niet een der vele geschiedenisjes in de geschiedenis is, die meer aardig dan waar zijn. Behalve de snelheid van overbrenging en de afstand, die kan worden bereikt, doen zich nog andere voordeelen bij de geleiding van electrische energie gelden. De stroom gaat door een draad, onverschillig of deze krommingen en bochten maakt. De draad zelf kan gemakkelijker in alle mogelijke bochten aangebracht worden dan eenig ander geleidingsmateriaal, bijv. eene buis, en gaat zonder moeite door nauwe openingen of door kanalen met allerlei vertakkingen. Zijne buigzaamheid veroorlooft ons, het werktuig, waarheen de stroom moet geleid worden, te bewegen: ja, het is niet eens een vereischte, dat de verschillende deelen van de stroombaan onderling mechanisch verbonden zijn, wanneer de electrische verbinding maar verzekerd is, en daardoor kan de stroom zonder bezwaar van de plaats, waar hij ontstaat, op een rijdenden wagen af een ander bewegend toestel overgebracht worden. Wij zullen de verdere voordeelen van de electrische overbrenging door geleiding niet opsommen, maar willen nog op één punt de aandacht vestigen, dat met de eigenschap van de electrische energie, om gemakkelijk op groote afstanden te worden overgebracht, nauwr samenhangt, namelijk op de verdeelbaarheid van den stroom. Het electrisch arbeidsvermogen, dat op een centraalpunt ontwikkeld wordt, kan men door vertakte geleidingen willekeurig verdeelen, en daardoor is men in staat, den stroom aan een groot aantal verbruikers te gelijk te leveren. Dit is eene eigenschap, waardoor eene groote toekomst voor de electrische overbrenging van arbeidsvermogen wordt gewaarborgd. De tijd schijnt niet meer veraf te zijn, waarin een land, rijk aan natuurlijke bronnen van arbeidsvermogen, zooals Zwitserland, een algemeen, zich over het geheele land uitstrekkend leidingnet uit zijne talrijke watervallen voeden zal en hoog op de bergen en diep in de dalen, in steden en in eenzame gehuchten de electrische stroom voor de meest verschillende doeleinden zal worden toegepast. Eene dergelijke verdeeling van energie, kan met geen anderen, tot nu toe bekenden vorm van arbeidsvermogen tot stand gebracht werden. De isolatie. De buitengewone gewilligheid, waarmede de stroom zich in zijne baan voortbeweegt, is in zeker opzicht een nadeel, want hij gaat iederen weg, die voor zijn kringloop geschikt is, en niet altijd zijn deze wegen voor ons doel gewenscht. Wij moeten er daarom voor zorgen, den stroom iedere afdwaling onmogelijk te maken en hem te dwingen den weg te volgen, welken wij hem voorschrijven. De electrische geleidingen, die ons in dit Hoofdstuk zullen bezighouden, spelen daarom een groote rol in de electiotechniek. De electrische energie kan zich op twee wijzen door de ruimte verspreiden: door straling en door strooming of geleiding; zij gedraagt zich dus in dit opzicht evenals de warmte. Wat de eerste wijze van overbrenging betreft, door Prof. Hertz ontdekt, hiermede zullen wij ons later bezighouden bij de „Marconi'sche telegrafie" of „telegrafie zonder draad". Wij bepalen ons hier dus tot de overbrenging van electrisch arbeidsvermogen door geleiding. Zooals de lezer weet, kan de electrische stroom door zich verschillende stoffen betrekkelijk zeer gemakkelijk, door andere daarentegen bijna in het geheel met voortbewegen. Stoffen van eerstgenoemde soort noemen wij geleiders van den stroom, den anderen geven wij, ofschoon niet geheel juist, daar er geene stof bestaat, die den stroom absoluut niet geleidt, den naam van niet-geleiders. Wanneer wij nu den stroom een bepaalden weg willen voorschrijven, dan laten wij dezen weg bestaan uit een geleidende stof, en zorgen er voor, dat de stroombaan over hare geheele lengte met met-geleidende stoffen in aanraking is, op dezelfde wijze als wij een waterstroom door eene buis met vaste, ondoordringbare wanden voortleiden. Men noemt dit begrenzen tot een bepaalden, voorgeschreven weg het isoleer en van den geleider- en de niet-geleidende materialen, die hierbij worden gebezigd, heeten isolee'rende stoffen, isolatie of isolatoren; laatstgenoemde uitdruking heeft nog eene tweede, meer beperkte beteekenis, daar men sommige toestellen, die bij de isoleering worden gebruikt, ook met dezen naam aanduidt. , , . . Een goede isolator voor den stroom is de lucht. Wij kunnen ec draad niet zonder meer in de lucht leggen, aangezien steunpunten noodig zyn, om hem te dragen, en hierdoor wordt het vraagstuk der isoleering meer ingewikkeld, want wij moeten ook voor eene goede isolatie aan de steunpunten zorg dragen. Deze steunpunten kunnen nu op bepaalde afstanden worden aangebracht, of zij kunnen zich over de geheele lengte van den draad uitstrekken. Wij zullen dit door een voorbeeld ophelderen. Onze telegraafdraden zijn oor de lucht gespannen en worden door palen, die ongeveer iedere 100 Meter opgesteld zijn, gedragen. Hier heeft de geleiding, die door de lucht goed geisoleeid wordt, slechts enkele steunpunten, en wij hebben er dus maar voor te zorgen, dat de draden daar, waar zij aan de palen bevestigd zijn, geïsoleerd worden. Wanneer wij daarentegen de draden van onze electro-magneten op eene kern wikkelden, dan raken zij niet alleen over hunne heele lengte de stof, die er onder gelegen is, aan, maar ook de verschillende windingen van den draa zijn met elkander in contact. In zulke gevallen moet voor de onderlinge isoleering der windingen zorg gedragen worden, die haar zorgvuldig van elkander scheidt en aanrakingen voorkomt. W« onderscheiden dus twee soorten van isoleering; bij de eerste zijn slechts enkele steunpunten te isoleeren, omdat voor het overige de lucht de isolatie op zich neemt; in het twee e geval daarentegen moeten wij den draad over zijne geheele lengte met een isoleerend omhulsel bekleeden, dat sterk genoeg is, om den draad overal te beschutten tegen aanrakingen, die den stroom zouden kunnen afleiden. 11 hebben dus blanke en bekleede geleidingen. De blanke geleidingen. De isolatoren. Toen Gauss en Weber, te Göttingen, de eerste telegraaf aanlegden, gebruikten zij eene luchtleiding, die uit een koperdraad bestond, op palen over de daken gespannen. Zij kwamen echter spoedig tot de ervaring, en hunne navolgers ondervonden hetzelfde, dat de palen, wanneei zij nat waren, den stroom gelegenheid gaven van de eene leiding op de andere over te gaan, en hoe langer de geleiding werd, hoe meer verbindingswegen er tusschen de heen- en de terugleiding ontstonden, en hoe kleiner het gedeelte van den stroom was, dat het eindpunt bereikte. Men was daarom genoodzaakt, den draad aan de bevestigingspunten te isoleeren. In het begin deed men dit op zeer primitieve wijze. Bij de eerste telegraafinnchtingen legde men de draden in kepen, die men schuin in den paal gezaagd had, of bevestigde de draden onmiddellijk aan de palen; ten einde nu de noodige isolatie tusschen draad en paal aan te brengen, omwikkelde men de leidingen aan de steunpunten met gevernist band of gummi. Natuurlek hielp dit maar weinig, want al kon er ook geen stroom door de isolatie gaan, zoo bleef er over het band heen een weg open, omdat het vocht, dat op de isolatie neersloeg, van den draad tot den paal reikte en zoo¬ doende voor den stroom eene brug vormde. Men verving nu de omwikkeling met band door glazen, porseemen of aarden buizen. Wheatstone en Cooke, die de eerste Engelsche telegraaflijn bouwden en hierbij aanvankelijk ondergrondsche leiding toepasten, maar deze later door eene bovengrondsche vervingen, gebruikten buisvormige isolatoren van verglaasd aardewerk, Oni- Ho™ t t ii 'n ^ig. *80 afgebeeld zijn. zich van den H T/T nderen 6Chtel' het 0ntstaan van eene vochtlaag, die d6 rlrt t * d6n paal Ultstrekte< ^ geenen deele. Iets beter waren verglaasd Z ï afgebeelde isolatoren van Walkeb, die eveneens van oppervlakte ltW6?- vfrvaardifd ™ren" Tusschen den draad en de buiteneemakkeliik h 'solatoren nog eene binnenvlakte, die niet zoo waterdamn ^ *egen bereikt, maar toch nog door het neerslaan van waterdamp uit de vochtige atmosfeer nat kan worden. waV6lde teleg'faflngenieurs t0t de overtui^ kwamen, dat het noodzakelijk vo hfT/t ï ^ ^ iS°lat0r °nd6r a11'0 omstandigheden tegen o oi ]98,0 ,6'1' Z°°dat tUSSCh6n den draad en den Paal zich een b I h f r! fr°°g b6Vindt' braCht6n Z« b0V6n den isolator ee» ^ E aan" Een voorbeeld eene zoodanige inrichting 1 lb°n Va" Clark' dl£ door FiS- 182 voorgesteld wordt. Hierbij is de dwa,ïhn 7 ï8/an aardewerk vervaardigd is, met zijn breeden voet aan een i i H ^ aan 6en paa' geschroefti bevestigd, en tusschen dezen voet Maar bT- f ^ &fdak uit blik aangebracht, dat den voet droog houdt, naai ook bu deze isolatoren kon zich door condensatie een vochtlaag vormen en daardoor was deze constructie onvoldoende. JrÜ?*5, h6t jaar 1845 ghlg men er nu toe over' het beschuttende dak het Ilchaam aan te brengen, waaraan de draad bevestigd is, en lichaam en dak uit één stuk en van hetzelfde isoleerende materiaal te vervaardigen. Zoodoende ontstond de klokisolator, die in een verbeterden vorm nog heden toegepast wordt. Eeeds in 1848 had Werner Siemens een dusdanige constructie aangegeven en toen men in Pruisen (1852) den aanleg der ondergrondsche leidingen wegens menig gebrek opgaf en tot bovengrondsche geleidingen overging, besloot men zulke klokisolatoren aan te wenden, waarvan Fig. 183 den toenmaligen vorm aangeeft. De ijzeren drager wordt met zwavel in het bovenste smalle gedeelte der holte van den isolator vastgegoten. De leiding ligt in eene inkeeping van den kop en wordt door draad daaraan bevestigd. Zulke porseleinen isolatoren werden langzamerhand algemeen ingevoerd, waarbij vorm, afmetingen en materiaal dikwijls veranderd werden. In Engeland gebruikt men verglaasd aardewerk, in Amerika nog tegenwoordig een isolator uit glas, terwijl bij ons dit materiaal maar zelden gebruikt wordt. De klokisolator was ongetwijfeld eene belangrijke verbetering, daar hij eenvoud aan errootere mechanische en electrische zeker¬ heid paarde. Maar toch kwamen ook bij deze enkel voudige klok stroomverbindingen tusschen de heen- ei terugleiding voor, daar zich vocht, roet en stof tegen di binnenvlakte van den isolator afzetten en een zijwef voor den stroom vormden. Men was daarom genoodzaakt het droge gedeelte zoo groot mogelijk te makei en slaagde hierin door de enkelvoudige klok in een dubbele klok te veranderen (Fig. 184), en de holten die en nauw te maken, ten einde de luchtwisseling in dez ruimte te bemoeilijken. Er kunnen zich daardoor geen groote hoeveelheden vocht tegen de binnenwanden afzette en er blijft dus een droog gedeelte, dat den stroomovergan van den draad naar den paal belet, staan. Reeds in 1848 had Ricardo een vorm voor zulke klol isolatoren aangegeven. Daarna construeerde Clark, i Engeland, een dergelijken isolator, waarop hij in 1856 patent nam, en eindelijk sloeg v. Chauvin, de toenmalige leider van de Pruisische telegrafie, een dubbelen klokisolator voor, die nu nog algemeen in Europa toegepast wordt. In Amerika gebruikt men, zooals reeds is opgemerkt, nog heden enkelvoudige klokisolatoren, uit glas, die op een blok hout geschroefd worden; het droge klimaat in die streken veroorlooft deze primitieve isolatie; in ons land zou zij onvoldoende zijn. In Fig. 184 is de dubbele klok-isolator afgebeeld, zooals hij in Europa bijna algemeen wordt aangewend. Voor zwakke stroomen die in de telegrafie dienst doen en eene geringe spanning hebben, z\jn deze dubbele klokisolatoren voldoende, maar voor de sterke stroomen der moderde techniek zijn zü niet geschikt. De geringe hoeveelheid vocht, roet en stof, die zich toch steeds tegen de binnenvlakte afzet, vormt voor den hooggespannen stroom eene voldoende geleiding, om stroomovergangen te doen ontstaan, die in dit geval tot storende cn zelfs gevaarlijke werkingen aanleiding kunnen geven. Ten einde nu op den binnenwand van den isolator een vlak aan te brengen, dat steeds en onder alle omstandigheden niet geleidend is, hebben Johnson' en Phillips, eene Engelsche firma, den rand van de enkelvoudige klok naar binnen omgebogen (Fig. 185), zoodat een ringvormig kanaal ontstaat. Dit kanaal wordt met olie gevuld. Daar zich op de oppervlakte van de olie geene laag water vormen kari en dit materiaal zelf uitstekend isoleerend is, wordt er zoodoende eene goede isolatie tusschen don buiten- en den binnenwand verkregen. Deze olie-isolatoren hebben uitstekend voldaan, maar wanneer men de spanning te hoog opvoert, is ook een enkele olie-ring niet voldoende en daarom besloten de ondernemers der bekende krachtoverbrenging tusschen Lauffen en Frankfort meer olie-ringen aan te brengen. Een zoodanige isolator wordt in doorsnede 3oor Fig. 186 afgebeeld. De olie isolatoren hebben echter x>k getoond hunne schaduwzijde te hebben. De olie gaat mettertijd uit den isolator verloren en het gaat inoeilük de isolatoren evenals de olienotten in ma fabriek geregeld bij te vullen. Ook wordt de olie door stol, vuil en last not least, door insecten verontreinigd; deze moeten de hun zoo welwillend aangeboden traktatie in den regel met den dood bekoopen, wegens de hooge spanning en zoo wordt de olie van lieverlede door hunne allesbehalve isolee- rende cadavers vervangen. Deze animale stoornis doet zich vooral in de warme streken voor. Voor hooge spanningen hebben zich isolatoren met drie en meer inwendige klokken als zeer bruikbaar getoond. Zoo geeft Fig. 187 een zgn. Deltaklokisolator van de bekende fabriek „Karlsbader Kaolin Industrie Gesellschaft" te JlerkelsgrüD bij Karlsbad, geschikt voor spanningen tot 50,000 Volt te zien; de middellijn van dezen isolator bedraagt circa 25 cM. het gewicht 7,5 K.G. Deze fabriek maakt als specialiteit hnncrsnannintrs isolatoren, waar- bü het behalve op den vorm ook zeer op ae soon en Kwamen en het glazuur aankomt. De geleiding. Wij moeten nu overgaan tot het eigenlijk stroomvoerende deel van de bovengrondsche geleidingen, tot den draad, zooals hij bij luchtleidingen gebruikt wordt. De doorsnede van den draad hangt af van den weerstand, dien de geleiding hebben mag, in verband met den stroom, welke er doorheen moet gaan, en is dus te berekenen met behulp van hetgeen wij in de Inleiding over het verband der drie grootheden, stroomsterkte, spanning en weerstand, gezegd hebben. Behalve deze electrische voorwaarden, treden ook nog echter mechanische eischen op den voorgrond, en zoo treffen wij bij dezen eenvoudigen geleidei eene groote verscheidenheid in materiaal en afmetingen aan. Wij zullen in de eerste plaats de draden der oudste en meest verspreide luchtleidingen, die der telegrafie, beschouwen. In het begin gebruikte men voor deze geleidingen ijzer draad, dat, om het roesten te beletten, vertind was; na korten tijd ging men echter tot koperdraad over, dat den stioom beter geleidt en daarom dunner genomen kon worden, terwijl het bovendien niet aan roesten onderhevig was. Ongelukkigerwijze had dit materiaal echter de slechte eigenschap, zeer begeerlijk voor dieven te zijn, die het dikwijls over groote afstanden wegstalen, en, waar het aan de handen van deze onwelkome gasten was ontsnapt, vertoonde het in den loop der tijden eene minder gevvenschte rekbaarheid. Men kwam daarom al spoedig weer op het vertinden ijzerdraad terug, dat tegenwoordig bijna algemeen bij de telegrafie in gebruik is; wanneei de palen echter ver van elkander moeten staan, bijv. bü het overspannen van rivieren, bergkloven, enz. wordt ook staaldraad toegepast. In Amerika heeft men een draad aangewend, die bestaat uit eene stalen kern, door een mantel van koper omgeven. Deze draad vereenigt de goede eigenschappen van den koperdraad met die van den ijzerdraad en geeft het voordeel, dat de middellijn en het gewicht van het te bezigen materiaal verminderd kunnen worden en men daarentegen de spanwijdte grooter kan nemen. Van nog nieuweren datum zijn de draden uit siliciumbrons, chroombrons en fosforbrons. Deze bronzen worden met verschillende eigenschappen vervaardigd, al naar gelang van het doel, waarvoor zij bestemd zijn. Zoo hoeft het brons, voor sterkstroom-luchtleidingen bestemd, een bijna even groot geleidingsvermogen als zuiver koper, maar eene veel grooter trekvastheid dan dit. De tweede soort, voor telegraafdraad bestemd, heeft geringer geleidings. vermogen, maar eene nog grooter trekvastheid en eindelijk heeft eene derde soort weder geringer geleidingsvermogen, maar eene trekvastheid, die met die van staaldraad overeenkomt; deze laatste soort is voor telefoonleidingen zeer geschikt, daar hierbij zeer groote overspanningen voorkomen en ijzer- of staaldraad wegens later te verklaren redenen per sé is buitengesloten. Als nieuwste materiaal voor luchtleidingen kan aluminium dienst doen, dat een gering soortelijk gewicht en betrekkelijk goed geleidingsvermogen bezit en dus het toepassen van dikkere draden, aan houten palen bevestigd, tot het voortleiden van grootere stroomsterkte toelaat. De geleidingen voor sterke stroomen. Bovengrondsche geleidingen voor sterke stroomen vervaardigt men bijna uitsluitend uit koperdraad; massieve koperdraden past men tot eene middellijn van 8 a 10 mJI. toe; voor dikkere geleidingen neemt men kabels, bestaande uit verschillende in elkander gevlochten, dunne koperdraden, daar dikkere draden moeilijk te hanteeren zijn. In enkele gevallen heeft men ook voor geleidingen naar booglampen ijzerdraad gebruikt. Zooals wij later zullen zien, is het somtijds noodig, in de geleiding voor de booglampen een weerstand van bepaalde grootte aan te brengen, en om dezen nu in de leiding zelve te leggen, gebruikte men het zooveel slechter geleidende ijzer. Hetzelfde doel zou men ook hebben kunnen bereiken door het gebruik van een naar evenredigheid dunneren koperdraad, maar dan liep men gevaar, dat de dunne draad te veel verhit werd, hetgeen bij een dikkeren ijzerdraad niet te vreezen was. De verbindingen. Daar het niet mogelijk is, den draad over den geheelen afstand uit één stuk te doen bestaan, is het noodzakelijk, de verschillende draadstukken met elkander te verbinden, en hierbij moet men er voor zorgen, dat deze verbindingen zoowel uit een electrisch als uit een mechanisch oogpunt goed zijn. Bij de eerste telegraaflijnen paste men hiervoor verbindingsmoffen toe, d. w. z. stukken geelkoper, die eene doorgaande boring hadden; hier stak men de te verbinden draden van weerskanten in en soldeerde hen vast. Daar nu echter zulke verbindingen bij de slingerende beweging, waarin de draden onder den invloed van den wind geraken, spoedig losgaan en tot breuken en storingen aanleiding geven, maakte men al spoedig de lasch, dieinFig. 188 is afgebeeld. Hiertoe worden de beide draden kruiselings over elkander gelegd, zoodat aan weerskanten de einden eenige centimeters uitsteken, en vervolgens zoodat aan weerskanten de twee einden om dien draad gewikkeld, waarvan zij geen deel uitmaken; het geheel wordt ten slotte gesoldeerd. waardoor eene soldeerd, waardoor eene goede electrische verbinding tot stand gebracht woidt. B\j dikkere en ijzerdraden bezigt men de in Fig. 1S9 afgebeelde lascli, die dan ook tegenwoordig algemeen toegepast wordt ; de verschillende beweikingen bij het maken dezer verbinding zijn uit de vier deelen der figuur duidelijk; ook by deze verbinding wordt het geheel behoorlijk gesoldeerd. De dragers der geleidingen. De geleidingen, die op voldoende hoogte boven den grond gespannen worden, moeten daartoe aan dragers bevestigd worden. Is de weg vrij, bijv. langs een straatweg, een spoorwegdam of door het vrije veld, dan plaatst men op bepaalde afstanden palen, waaraan de isolatoren, die de geleidingen dragen, bevestigd worden. Men denke slechts aan de telegraafdraden, die langs de spoorwegen aangebracht zijn. In de meeste gevallen zijn de palen van hout en hiertoe worden in den regel dennenhout of verwante houtsoorten genomen. Daar de paal aan vocht blootgesteld is, die de verrotting van het hout bevordert, past men, ten einde zijn levensduur te verlengen, conserveeringsmethoden toe, die bestaan in eene drenking van den paal met kopervitriool-oplossing of creosoothoudende teerolie. De kopervitriool-oplossing wordt aan het stameinde in den paal geperst, doortiekt de fijne kanalen en komt aan het topeinde van den paal weer te voorschijn. De aldus met de oplossing doortrokken palen laat men aan de lucht drogen, zoodat het kopervitriool er in terugblijft. Bij de creosoteering worden de van te voren kunstmatig gedroogde palen in een grooten, luchtdicht gesloten ketel gedaan, die met heete teerolie gevuld is, en vervolgens door eene luchtpomp de lucht uit de poriën van de palen verwijderd, waarna men den diuk in den ketel tot op verscheidene atmosferen verhoogt. Hierdoor wordt de heete vloeistof, waarin de palen liggen, in de holten van het hout geperst en vult dus alle poriën. De werking van beide vloeistoflen berust hierop, dat zij de microorganismen, waardoor de verrotting te voorschijn geroepen wordt, \einietigen. In enkele gevallen heeft men, in plaats van houten, ook ijzeien j>alen toegepast; vooral heeft men zulke dragers meermalen gebruikt tot het diagen der geleidingen in steden, daar men hun een meer sierlijken en lichten vorm geven kan dan aan de plompe houten palen. In de meeste groote steden heeft men thans voor de telefoonleidingen ijzeren, geornamenteerde dragers opge¬ richt, die een beter effect maken dan de dikke, zware houten telefoonpalen. De bouw der geleiding. De palen worden eerst van de noodige isolatoren voorzien; hiertoe schroeft men het horizontale einde van den ijzeren haak (Fig. 184) in den paal. Vervolgens worden zij tot op een vijfde of een vierde gedeelte hunner lengte, die tusschen 7 en 10 M. bedraagt, in een van te voren gegraven kuil geplaatst, deze weder dichtsewornen en. wanneer dit noodig blijkt, stutten of leer uii noouiB mum, ouulou ui ankers ter versterking aangebracht. Nu kan het spannen der geleiding beginnen. De draad wordt afgerold en eerst in de ijzeren haken der isolatoren gelegd en zal nu over eene lengte gespannen en aan de isolatoren vastgemaakt worden. Hiertoe bevestigd men aan een paal, die volgt op den laatsten paal van den afstand, waarover men den draad wenscht te spannen, eene lier,Fig. 190, waarmede een ketting opge¬ wonden kan worden. Aan het einde van dezen ketting bevindt zich eene soort tang, de kikker, (Fig. 192), ildus genoemd, omdat zij veel >vereenkomst heeft met de ichterpooten van een kikvorsch; leze pakt den draad, die door iet opwinden van de lier ge- * .6. rekt en gespannen wordt. De draad wordt nu eerst uitgerekt, om de kleine oneffenheden en knikken te verwijderen, en dan op of tegen den isolator gelegd. Wanneer de lijn recht is, brengt men den draad op den isolator in de gleuf van den kop; maakt de geleiding echter een hoek, dan wordt de draad tegen den isolator aangelegd en wel zoodanig, dat deze tusschen de beenen van den hoek komt te liggen, zoodat de trek, die het gevolg is van de verandering van richting van de geleiding, tegen den isolator gericht is en niet daarvan af. Is dit geschied, dan wordt de draad aanWH macr «fhtfir niet te strak eespannen worden, daar eene sterke afkoeling in den winter hem zou kunnen doen knappen. Hoeveel de draad moet doorhangen, kan volgens bepaalde formules berekend worden, in den regel wordt de spanning van den draad op een aan de klemtang verbonden veerdynamometer afgelezen; heeft men nu de spanning met behulp van de lier geregeld, dan wordt de draad aan den isolator van den laatsten paal vastgebonden, daarna de lier losgemaaKt en een volgend gedeelte van de leiding gespannen. De draad wordt vervolgens aan alle isolatoren bevestigd door middel van een dunnen, vertinden ijzerdraad. Fig. 192 geeft aan, hoe de draad tegen en op den isolator gebonden wordt. Bü kleinere installaties, bijv. bij korte luchtleidingen voor electrische verlichting, bedient men zich niet van de in Fig. 190 afgebeelde lier, maar van een gemakkelijker te hanteeren instrument, nl. een takel, waarby de kikker (Fig. 192) aan het eene blok vastgemaakt is, terwijl aan het andere blok een ring of haak is aangebracht ter bevestiging van den takel aan een vast steunpunt. In de afbeelding (Fig. 193) is de takel aan beide einden van een kikker voorzien, omdat hij twee einden Hraari naar elkander toe moet brengen. Dit is echter een buitengewoon geval, dat wfl evenwel hebben afgebeeld, om eene voorstelling te geven van de veelzijdige toepassing van dit werktuig. Wanneer de geleiding langs huizen en muren gespannen moet worden, bevestigt men ijzeren dragers op de wijze, zooals in Fig. 194 aangegeven is, tegen het metselwerk. De ondergrondscho luchtleidingen. De sterke stroomen der electrische centraalstations worden m estal door middel van ondergrondsche geleidingen ver¬ deeld, omdat het bovengrondsch aanbrengen dezer dikke geleidingen zeer vele bezwaren oplevert en ook omdat vele stadsbesturen bovengrondsche geleidingen niet toestaan. Zulke ondergrondsche geleidingen voor sterke stroomen moeten nu, daar de vochtige aarde een geleider is, zeer goed geïsoleerd worden. Zooals wü op de volgende bladzijden zullen zien, gebruikt men voor dit doel kabels, d. w.z. geleidingen, waarbij de koperen ader volkomen in een dicht isoleerend omhulsel besloten is. De kosten voor zulke kabels zijn tamelijk hoog en wanneer er eene fout ontstaat, • moet het gebrekkige stuk door een nieuw vervangen worden. Het stuk, dat men er tusschen uit heeft genomen, heeft dan nog slechts de metaalwaarde van het koper. Men heeft daarom getracht in plaats van de kabels ondergrondsche luchtleidingen toe te passen, die in gesloten kanalen liggen. Zulke kanalen kunnen gemakkelijk geopend en beschadigde geleidingen zonder veel moeite of kosten gerepareerd worden. Zoolang men uit zulke kanalen het water verwijderd kan houden, is de isolatie eene voldoende en er zijn dan ook reeds verschillende proeven met zulke ondergrondsche luchtleidingen genomen. De Allgemeine Elektricitats-Gesellschaft, te Berlijn, heeft een deel van het leidingnet van de Berliner Elektricitatswerke, die de verschillende centraal, stations voor elcctrische verlichting in Berlijn exploiteert, volgens cMt systeem uitgevoerd, en ook te Königsberg, in Pruisen, zijn de ondergrondsche luchtleidingen in toepassing gekomen. In laatstgenoemde stad heeft men de geleidingen in kanalen gelegd, die een U^orm hebben, met vlakke platen afgedekt worden en volgens het systeem-MoNNiER uit ijzerdraad en cement vervaardigd zijn. Op den bodem van het kanaal zijn iederen 1' 2 Meter ijzeren staven aangebracht, waarop de ijzeren dragers der porseleinen isolatoren bevestigd zijn. De isolatoren hebben den dubbelen klokvorm met langen kop, die eene diepe gleuf heeft, waarin de stroomvoerende koperen stangen gelegd worden; doorklemverbindingen worden de verschillende stangen tot eene onafgebroken geleiding aan elkander gekoppeld. Fig. 195 geeft eene voorstelling van den bouw en de constructie dezer geleidingen. De kanalen uit cement hebben niet overal eeheel voldaan en daarom heeft men beproefd, dt> wanden uit dik isoleerend materiaal te vervaardigen; eene zoodanige constructie wordt door Fig. 196 aange geven, die het beginsel van deze ondergrondsche luchtleidingen duidelijk zal maken. Ook in Engeland heeft men welgeslaagde proeven genomen met blanke ondergrondsche geleidingen. Voornamelijk Crompton heeft dit systeem te Londen op uitgebreide schaal toegepast. Ook hier zijn de glazen of porseleinen isolatoren van bijzonderen vorm in kanalen van cement aangebracht, de geleiding bestaat uit bundels platte koperen staven, die door klemmen bij elkander gehouden worden en op de isolatoren rusten. Het voordeel van deze constructie is hierin gelegen, dat men de geleidingen zonder veel moeite, wanneer dit door het toenemen van het aantal aangesloten lampen noodzakelijk gewoiden is, dikker kan maken; men voegt dan eenvoudig aan den bundel koperen staven nog ééne of meer staven toe. Deze constructies kunnen in ons land ten gevolge van den veelal vochtigen, drassigen bodem slechts geringe toepassing vinden. De bekleede geleidingen. Doel en soorten der bekleeding. Wanneer de leiding niet door de lucht gespannen en dus niet slechts aan de steunpunten geïsoleerd moet worden maar over hare geheele lengte met een lichaam in aanraking is, omgeeft men haar door een isoleerend bekleedsel. De draad is dan volkomen ingesloten en bü aanraking met andere geleiders blijft h\j van dezen steeds electrisch gescheiden. Deze bekleeding van den draad veroorzaakt natuurlijk belangrijk meer kosten dan wanneer men blanke geleidingen toepast, maar in het veronderstelde geval blijft ons geen ander middel over, om aan den stroom een bepaalden, voorgeschreven weg te verzekeren. De omhulling wordt zoowel uit een mechanisch als uit een electrisch oogpunt op zeer verschillende wijzen vervaardigd. In de eerste plaats moet onderzocht worden, of de geleiding aan vocht blootgesteld zal zijn. Zoolang eene bekleede geleiding steeds droog blijft, is bij de gebruikelijke lage spanningen van 100 a 200 Volts eene dunne isoleerende laag, die, zooals wij zullen zien, het eenvoudigst uit gesponnen vezels samengesteld wordt, voldoende. De geringe dikte van het bekleedsel is dikwijls van groot belang, vooral wanneer de draden op klossen gewikkeld moeten worden en daarbij alle windingen volkomen van elkander geïsoleerd moeten zijn. In deze gevallen is het bijna altijd noodzakelijk in de ruimte, die ter beschikking is, zooveel mogelijk draad aan te brengen, en het is dus daarbij volstrekt niet onverschillig of het bekleedsel een twintigste of een tiende of een vijfde gedeelte van de middellijn van den draad bedraagt, daar dienovereenkomstig ook een grooter gedeelte van de gegeven ruimte door de isolatie ingenomen wordt en er dus in verhouding minder windingen aangebracht kunnen worden. Nu is het van belang, dat de bekleeding eene geringe dikte aan groote stevigheid paart, en deze eisch vordert van den fabrikant eene groote mate van bekwaamheid en ondervinding. Zoodra de draad aan de werking van vocht blootgesteld is, moet h\j ook tegen het indringen van water door het bekleedsel beschut worden, en terwijl in het zooeven vermelde geval zeer kleine luchtkanalen mogen blijven bestaan, zouden zü nu aanleiding geven, dat het aan de oppervlakte voorhanden vocht door capillaire werking in het bekleedsel opgezogen werd en tot het koperdraad doordrong. Daardoor zouden echter stroomwegen van den draad naar buiten tot stand gebracht zijn en de som van deze talrijke, over de geheele lengte verdeelde kanaaltjes zou reeds eene belangrijke hoeveelheid stroom kunnen afleiden, die aldus langs ongewenschte zijwegen voor ons verloren ging; daarbij komt nog, dat de stroom, wanneer h\j eenmaal op een punt een uitweg gevonden heeft, door de vernielende werkingen, die daarbij optreden, zijn weg verbreedt en er op deze wjjze gevaarlijke stroomsluitingen ontstaan. Onder deze omstandigheden is het dus in de eerste plaats noodzakelijk er voor te zorgen, dat geen vocht kan binnendringen, m.a. w. het bekleedsel waterdich t te maken. Op welke wijze dit het best bereikt kan worden, hangt in de eerste plaats van den graad van vochtigheid af, die tot den draad kan doordringen. Het is bjjv. een groot verschil of een draad tegen een drogen muur ligt, waarop echter steeds nog wat vocht neer kan slaan, of dat hij tegen een keldermuur of in den grond of zelfs geheel in het water rust. Het kan ook gebeuren, dat het vocht het isoleerende bekleedsel aantast, zoodat dit weder door een ander omhulsel tegen deze schadelijke werking moet worden beschut. Behalve met de vochtigheid dient men ook met mechanische invloeden rekening te houden, die het bekleedsel zouden kunnen beschadigen. Wanneer een electrisch-licht- of telegraafkabel in den grond of in het: water gelegd wordt, dan zal hij niet altijd voorzichtig behandeld kunnen worden en de hoekige steenen en scherpe zandkorrels in den grond vormen geen donzig bed, waarop de kabel zacht en zeker rusten kan. Het komt er hier dus op aan, de isolatie nog door een stevig omhulsel tegen beschadiging te vrijwaren en zoo moet de stroomgeleidende koperdraad door verschillende bekleedsels bedekt worden, waarvan het eene ter beschutting van het daaronder gelegene dient. Op dergelijke wijze vereischt ook de draad, die den stroom voor electrisclie verlichting in een huis voert, zekerheid tegen mechanische beschadigingen. Wanneer hij vrij tegen den muur van de kamer ligt, moet hij tegen allerhande schadelijke inwerkingen, al was het alleen maar tegen den stoot van den raagbol, die de spinnewebben verwijdert, beschermd worden, want eene beschadiging van de isolatie der draden zou brand kunnen veroorzaken en in dit opzicht valt er met den stroom niet te spotten. Bij het monteeren van eene electrisch-ïicht-installatié moet hiermede dus steeds rekening gehouden worden. Dit kort overzicht zal voldoende zijn, om den lezer een denkbeeld te geven van de eischen, waaraan de draadbekleedsels moeten voldoen, en wij zullen er nu toe toe overgaan, de verschillende methoden tot het vervaardigen van zulke geleidingen te beschrijven. Het omspinnen der draden. De eenvoudigste manier, om een geleiddraad van een isoleerend bekleedsel te voorzien, bestaat hierin, dat een draad van zijde, katoen of een ander nietgeleidende stof in dicht naast elkander liggende windingen om de geleidingen gewikkeld wordt (Fig. 197). De draad krijgt daardoor een omhulsel, dat hem, ook wan¬ neer hij gebogen wordt, dicht omsluit. Een op die wijze Fig. 197. geïsoleerden draad noemt men een omsponnen draad. Om deze bewikkeling tot stand te brengen, zouden wij den draad om zijne lengteas kunnen laten draaien, waarbij hij den zijden of katoenen draad zou opwinden, of — en zoo geschiedt het wel zonder uitzondering —, wij voeren den omwindingsdraad om den geleiddraad. Te dien einde laat men den klos, waarop de isoleerende draad gewonden is, om den metaaldraad draaien, die zich, naarmate de bewikkeling vordert, voorwaarts beweegt, doordat hij 14 van eene spoel A afgewikkeld en op een andere, B, opgewonden wordt (Fig. 198). De omloopende draadklos is op eene schijf bevestigd, waarvan de as doorboord is, zoodat de te bewikkelen metaaldraad door de boring kar. gaan. Dit is liet eenvoudige grondbeginsel, dat by de machines tot het omspinnen van draden toegepast wordt; de uitvoering geschiedt op verschillende wijzen; wij zullen hier eenige machines van de tirma G. Stein, te Berl\jn, beschrijven, die zulke omspinmachines als specialiteit vervaardigt. Fig. 199 geeft eene afbeelding van eene machine tot het omspinnen van dikkere draden. Aan beide zijden zijn draadtrommels opgesteld, waarvan de rechtstaande de blanke draden bevatten, terwijl de aan de linkerhand zich bevindende trommels, die door middel van drijfriemen bewogen worden, de omsponnen draden opwinden. De draad wordt nu door de in het midden tusschen de trommels staande omspinmachine gevoerd, die te gelijkertijd twee Fig. 199. draden kan bekleeden en wel ieder met twee op elkander liggende lagen. Hiertoe gaat de draad, nadat h\j door den achtersten klos omwikkeld is, door een tweede omwikkelingsapparaat, dat wij aan den voorkant van de machine zien. De achterste en de voorste klos loopen in tegengestelde richting om den draad, zoodat de windingen der beide lagen elkander kruisen en daardoor een dicht bekleedsel vormen. Eene eenigszins andere constructie heeft de machine, in Fig. 200 afgebeeld, die tot het gelijktijdig omspinnen van acht dunne draden is ingericht. De klos loopt hier niet, zooals by het vorige toestel, excentrisch, maar concentrisch om den draad, en de omwindingsdraad gaat van den klos over oen kleinen, loodrecht op de as aangebrachten arm, die hem om den metaaldraad wikkelt. Bij deze inrichting kan de mate van remming van den klos, noodzakelijk voor het goede aanspannen der draden, gemakkelijk veranderd worden. Tot het bewikkelen van draden gebruikt men ook dikwijls geweven band, dat zoo noodig nog met isoleerende en waterkeerende materialen gedrenkt, is. Een zoodanig bekleedsel (Fig. 201) heeft het voordeel, dat de randen van de breede windingen over elkander grijpen en men daardoor eene dichtere afsluiting verkrijgen kan, dan met naast elkander gelegen draad windingen mogelijk is. Van den anderen kant heeft de bandbewikkeling het nadeel, dat zü den bekleeden geleider niet die gelijkmatige oppervlakte geeft als de omspinning met draad. Men zal zich daarom van bandisolatie alleen dan bedienen, wanneer de geleiddraad niet op spoelen gewikkeld wordt, maar, zooals bij huisleidingen, gestrekt aangebracht moet worden. Maar ook de bandbewikkeling is in vele gevallen nog niet voldoende, omdat alle omwindingen neiging hebben zich verder af te wikkelen, wanneer het bekleedsel op eene plaats verwijderd is geworden. Om ait bezwaar te voorkomen, omvlecht men de draden, d. w. z. er worden twee wikkelingen in tegengestelde richting om den draad gelegd en de verschillende strengen van de eene winding met die van de andere in elkander gevlochten. Fig. 202 geeft eene voorstelling van eene geleiding, die op deze wyze bekleed is. De machine, die den draad aldus omvlecht, moet derhalve twee bewerkingen verrichten: het omwinden van de twee verschillende wikkelingen in tegengestelde richting en het in elkander vlechten van de strengen der beide wikkelineen. De inrichting wnrrif Hnarri™.- , , , waarvan het band voor de beide samen te vlechten wikkelingen afgewonden wordt, in tegengestelde richting bewogen moeten worden. Om dit te bereiken, laat men de klossen b;j hun loop om den draad zoodanige wegen beschrijven' dat telkens, wanneer twee klossen elkander kruisen, hunne strengen in' elkander gevlochten worden. Zoo gaan in Fig. 203 de dik geteekende klossen S, op den voorgeschreven weg in de richting, waarin zich de wijzers van een horloge bewegen, om den draad O,dien wjj alleen door zijne doorsnede kunnen aangeven. De andere gestippelde klos. sen S2 gaan langs de gestippelde kromme lijn in tegenovergestelde richting. Het is nu duidelijk, dat, wanneer twee klossen elkander voorbijgaan, hunne draden in elkander gevlochten worden en wel zoodanig, dat de draad van een zelfden klos afwisselend onder en boven zal liggen. Het vraagstuk komt dus hierop neer: aan de klossen de beide in elkander slingerende wegen te geven, waarlangs zy zich met gelijkmatige snelheid voortbewegen. De oplossing is uit een mechanisch oog¬ punt niet moeilijk en wordt verkregen door de spillen, waarop de klossen gestoken zijn, in gleuven, die den vorm hebben van den te beschrijven weg, te geleiden. De constructie bijzonderheden kunnen wfl hier niet nader beschrijven; wy geven echter in Fig. 204 eene afbeelding van eene Amerikaansche omvlechtingsmachine, die tot het gelijktijdig omvlechten van twee lagen kan dienen. De machines tot het bekleeden van drader, die wij tot nu toe hebben behandeld, bearbeiden een zeer buigzaam materiaal: zijde, katoen, jute, vlas, enz. Bij de grootere kabels is echter, tegen beveiliging van mechanische beschadigingen, nog een bekleedsel van vertind yzerdraad of bandijzer aangebracht. De vorm van ijzeren bekleedsels is dezelfde als de zijden draden of het katoenen band, en de machines, die het ijzeren omhulsel moeten aanbrengen, zullen dus in beginsel gelijk doch steviger en krachtiger moeten zijn dan de zooeven beschreven werktuigen. 1 Voor het omspinnen van zeer fijne geleiders gebruikt men zijde, waarvan de dunne draadjes een dicht, maar dun bekleedsel mogelijk maken. Men moet n.1. weten, dat in de electrotechniek somtijds koperdraden toegepast worden, die slechts eene middellijn hebben van 1 20 millimeter; eene zekere en dunne bedekking van zulk draden zou met eene andere stof dan zijde niet mogelijk zijn. Voor draden, die dikker zijn 1/2 millimeter, gebruikt men veelal katoen, dat echter de slechte eigenschap heeft, water tot zich te trekken. Om dit bezwaar te voorkomen en den bekleeden draad een omhulsel te geven, dat geen vocht doorlaat, drenkt men de draden met was, wan- Kig. 2U4. neer dit overeenkomt met het doel, waarvoor de leidingen gebruikt moeten worden, bijvoorbeeld bij schelinrichtingen, zoolang zij tegen droge muren liggen. Er moet hiertoe zuivere gele bijenwas gebruikt worden, daar dit het best tegen den invloed der lucht bestand is. Zeer dikwijls wordt echter in de plaats hiervan het goedkoopere ozokeriet toegepast, een vaste koolwaterstof, die in Gallicië voorkomt : wel is waar is het isolatievermogen van ozokeriet uitstekend maar het brokkelt gemakkelijker uit het weefsel los dan bijenwas, en de draad is an op zulke plaatsen aan het indringen van vocht blootgesteld. Behalve met deze stoffen worden de draden ook wel met andere vloeistoffen gedrenkt deVdraden dk a8ph.alt' teer' enz' Eene zeer ?oede omspinning vereischen de hPkWrt f ynam° g6bruikt Worcfen- Eene beschadiging van het bekleedsel kan de oorzaak zijn, dat de koperdraden van twee verschillende ndmgen, waartusschen een aanmerkelijk spanningsverschil heerscht. met gaat dan Z komen' waard°<»- eene korte sluiting ontstaat; er g at dan stroom op den daarvoor gevormden zijweg over, waarbij genoeg vernielen °ntWlkkeld wordt' om de draadwindingen in zeer korten tijd te Hier komt nog bij, dat de draden op het ronddraaiende anker niet altijd Zekei', bevestigd kunnen worden- dat kleine heen en weer gaande . f " Van hen z«n buitengesloten, en hierdoor kunnen zij, wanneer kompn5 ®e?,sel met stevig is• d°orschuren en met elkander in aanraking Komen. Zulk eene gebeurtenis heeft de electro-technicus evenzeer te vreezen a s üv. do machine-ingenieur het zeer onverkwikkelijke warmloopen deiassen, en het is daarom verklaarb«ar, dat luj met de meeste zorgvuldigheid tegen dergelijke onwelkome storingen tracht te waken. De allernieuwste, zeer belangrijke vinding betreffende het isoleeren van aunne draden is het acetaat- en emailled raad, in den handel gebracht door de bekende Allgemeine Electr. Gesellschaft te Berlijn. Het cetaatdraad is koperdraad, bedekt met een dun laagje cellulose-tetraace aa dat er als 't ware een geheel mede uitmaakt. Dit laagje is uiterst s isch, taai,^ volkomen ondoordringbaar voor vocht en bestand tegen tempeia uren tot 15u° C.; hoewel het huidje slechts 0.02 m.M. dik is, wordt het P ooit met de eiectriciteit in verband zouden kunnen worden gebracht. Op dezen veroveringstocht heeft de electriciteit nog niet halt gemaakt, veeleer breidt zij haar gebied naar alle kanten met toenemende snelheid uit, en men behoeft er niet aan te twijfelen, dat, wanneer eenmaal in het te voorschijn roepen van den electrischen stroom nog meer verbeteringen zullen zijn aangebracht, de electiiciteit in alle bedrijven, in alle onderdeelen vjjn de techniek eene rol zal spelen. Wij zullen hierop aan het slot van dit boek nader terugkomen, maar eerst het rijk, dat de electriciteit zich reeds veroverd lieeft, in al zijne bijzonderheden leeren kennen. Het zijn de werkingen van den electrischen stroom, waardoor de electrische energie in een anderen vorm van arbeidsvermogen kan worden omgezet, die ons in staat stellen, de electriciteit nuttig aan te wenden. Deze omstandigheid verleent aan de electrische energie, wat hare toepassing betreft, een eigenaardig karakter, dat van een t,KC„ vormen van arbeidsvermogen wordt onti.tv ' die uit andere laatster, teruggebracht te worden Schiinha ^ S'0tte Weer tot deze ondergeschikte roi, maar bij nadere beS de electriciteit dus eene De oorzaak van dit verschiinJ il t beIangr"ke vooruitgang is. ke,«k in iederen anderen vorm van^bekk^"' ^ ^ eIectriciteit gemaken wel zoodanig, dat deze onmiddellijk geschikt ^on^ri kan worden tot stand te brengen, terwijl men hierhifhï v, , ® gewenschte werking kan overbrengen' en rer^e^J^^7mogea ZÓ6 ^m^kelük opzicht met de eIectriciteit kan wedijveren De andere bekende vorm in dit passingen verschaft dan ook aan de7« nat veelzijdigheid harer toeDit moet men in het oog houden wanneï har® gr°°te beteekenis. eIectriciteit eenmaal in de techniek'zal vervn»^" " begrtipen: welke rol de laten misleiden door het feit dit tesenw m6n mg Z'cb hierbU niet bestaande gebreken inh t 'tevo schTn To ' ° de nog klein, wfl zouden „M zeggen vooXt S:^ H"? maar voor een is benuttigd. De tfld zal echter komen 'ns^e &edeelte in de techniek «.roimd en d, I.t,icier%pe°2,J™,° 8ebreken d» andere, betere vorm van arbeid™ die nT ^ 66n ontdekt worde. 1 thans nog onbekend is, bem^tigen1 en waarvoor6wjj hefarbei^chvermIeCtr'SiC^6n Str°°m' die Willen Laat ons eens zien, welkeTT" ^te V00rschÜ" ™Pen. kunnen wij onmiddellijk nagaan welke w t- anderen vorm van energie, Warmt», licht, .„agnetiscl! sd,.'ik™l Z T" " kan z(n z,rc r£r -« rr :,t,„rrri; ks£ tiger geworden is. W« kunnen dit hierdoor vorklare^aTde fT"' deeltjes uit de positieve kool heeft losgerukt en hen MdJit ?V ™ Hiermede hangt ook samen, dat de positieve spits sterker verhit wordt dan de negatieve, en de lagere temperatuur van deze laatste het mogelijk maakt, dat de kooldamp op haar neerslaat. In fig. 2iO geven wjj eene afbeelding van de beide koolspitsen, nadat zij reeds eenigen tyd den lichtboog hebben onderhouden; dezen vorm behouden zjj nu, maar branden langzamerhand af, de positieve kool in sterkere mate, bijna tweemaal zoo snel als de negatieve. Daar de beschouwing van de gloeiende koolspitsen met ongewapend oog bijna niet mog9lük is, bedient men zich, om de spitsen en den boog waar te nemen, van een donkergekleurd glas, waardoor men in den lichtboog ziet. Nog beter kan men nagaan wat er in den boog geschiedt, wanneer men hem door eene lens op een scherm projecteert (Fig. 211), waardoor men een beeld van de gloeiende koolspitsen en den lichtboog verkrijgt, zooals door de vorige Figuur wordt aangegeven. De lichtboog, ook wel boog van Volta genoemd, werd het eerst door Sik Humphry Davy in het jaar 1810 met behulp van zijne groote batterij van 2000 elementen waargenomen. Dayy bediende zich hierbij van kleine spitsen uit houtskool, die eerst i" v,°f J 1—;i——'-*■ waren, om haar door het binnendringende kwikzilver beter geleidend te maken. Zulke koolspitsen verteren echter zeer snel en zijn daarom tot het voortbrengen van den lichtboog weinig geschikt. Eerst eenige tientallen jaren later kon men over eene betere kool beschikken : de zoogenaamde retortenkool. Een gedeelte van het lichtgas, dat in de retorten der gasfabrieken wordt ontwikkeld, ontleed zich door de hitte, de koolstof zet zich hierbij tegen de wanden af en vormt daar een zeer dicht en hard lichaam: de retortenkool. Deze afscheiding bereikt dikwijis eene belangrijke dikte, zoodat men er platen voor elementen uit kan Sn"' ®n- Dltj matenaal ook nu zeer geschikt tot het voortbrengen van den lichtboog, daar het zeer moeilijk verbrandt en den stroom goed geleidt. Maar een mooi wit en rustig licht geeft deze kool, zooals later zullen zien, niet, en bovendien zijn de stukken, die uit de retorten worden gebroken, slechts kort, zoodat zU geen langen brandtfld kunnen hebben. De gesneden kool zou ook veel te duur worden. Nu had Buksen aangetoond, hoe men de retortenkool door eene kunstmatig vervaardigde kool in de elementen kon vervangen en deze methode was ook voor de lichtkolen toegepast, die tegenwoordig op deze wüze worden gefabriceerd. Over dit onderwerp zullen wij later nog uitvoeriger spreken. ' 6 De kolen verbranden in den lichtboog langzamerhand; daardoor wordt de a stand tusschen beide spitsen hoe langer hoe grooter, totdat eindelijk de stroom niet meer van de eene spits op de andere kan overgaan. Maar ook reeds voordat de afstand zoo groot is geworden, dat de boog verdwijnt is deze onrustig en het aanvankelijk witte, constante licht blauwachtig en flikkerend geworden. W« zien hieruit, dat het niet voldoende is de koolspitsen na de aanraking op een bepaalden afstand van elkander te brengen, maar wij moe er.haar „eed, even ve, van „Kanjer vereerd heud.n, om het lieht dat in den boog van Volt, wordt ontwikkeld, practisch te kunnen toepassen. van het boogncM.0"8 De vroegere regulateurs voor booglicht. De eenvoudigste methode om de beide koolspitsen op den juisten afstand van elkander te houden,' uesraar merin, dat wij een mechanisme tot het naderen en verwijderen met de hand bewegen. Den meest primitieven vorm van zulke handregulateurs geeft Fig. 212 aan. Men kan er natuurlijk niet aan denken, om het electrisch booglicht gedurende langen tijd met zulke handregulateurs te onderhouden, want de mensch is een , . iiuuuüii, want cie mensch is ppn nog Zen nT^TinTetT re*U,ate™hanisme. Toch kan men gevallen aanwijzen w • ^ ^ ^ ultstekende zelfwerkende regulateurs, waar het «^7 ^' , men den ha"dregulateur toepast, vooral daar schlnde Punten 1 ï * 'f ged"rende k°rten ^ e" ™ -r hiervan vischaffen onTl V°°rbee,d 7:1 Tn Toerei rV0°rreelaI handregulateurs sebrnikt Zr den. In figTlS «big," e„,' dp.7'M s;u"g"rt' <•' "•« dat ir InT :: „ ' 61 verwijderen der koolspitsen dient een tandradje an e s ang grijpt, waaraan de bovenste koolspits is verbonden Het is aangewezen, dat men het naar elkander toebrengen der afbrandende koolspitsen door een uurwerk zal doen uitvoeren. Zoo heel eenvoudig gaat dit echter niet, want het uurwerk moet de kolen geheel in overeenstemming met de mate van afbranding naar elkander toe bewegen; anders zou de afstand der spitsen langzamerhand te groot of te klein worden. Daar men nu echter van te voren niet nauwkeurig kan bepalen, hoe de kolen zullen afbranden, en dit ook van toevalligheden afhangt, moet de lamp zoodanig zijn ingericht, dat het uurwerk slechts dan de koolspitsen naar elkander toe schuift, wanneer de afstand te groot geworden is, maar ophoudt te werken, zoodra de juiste stand weer is bereikt. Deze taak vervullen de zelfwerkende regulateurs, waartoe wy nu overgaan. Tot recht begrip dezer toestellen moeten wij eerst eenige opmerkingen maken omtrent de onderlinge verhouding der groote spanning, weerstand en stroomsterkte in den lichtboog. Men heeft gevonden, dat de spanning van den lichtboog, dus tusschen de positieve en de negatieve koolspits, van den afstand der beide spitsen afhankelijk is: dat echter de spanning bij een bepaalden afstand niet, zooals men zou denken, en ook by vaste geleiders het geval is, met de stroomsterkte toe¬ neemt, doch afneemt en omge- Fig. 213. keerd. Dit oogenschynl\jk vreemde feit is daaruit te verklaren, dat de weerstand van den boog bij toename der stroomsterkte vermindert, precies andersom als bij metalen geschiedt. Wel neemt echter de weerstand van den boog toe, wanneer hij langer wordt, door afbranden, b.v.; dus zal de spanning daarbij ook stijgen, indien wij ons den stroom constant of maar weinig verminderd denken. Door die hoogere spanning kan nu een mechanisme in werking gesteld worden, dat de kolen weer naar elkaar brengt, totdat de vereischte afstand en de daarbij behoorende normale spanning terug verkregen is, als wanneer het mechanisme weer eenigen tijd in rust is. Dit zijn dus lampen met regeling op constante spanning. In plaats van op constante spanning te regelen, kunnen wij ook de stroomsterkte op dezelfde hoogte houden. Is namelijk ons reguleerapparaat met eene stroombron verbonden, die eene constante spanning heeft, dan moet ook eene bepaalde stroomsterkte met een bepaalden weerstand van het apparaat overeenkomen. Daar de weerstand van den boog, juist wegens de constante stroomsterkte, alleen afhangt: van zijne lengte, zal dus met die constante slroomsterkte en rstand een constante lengte gepaard gaan. De boog zal dus bij een zoo danige regeling rustig bleven branden. U te doenknter.nihh°P aan' h8t vooruitschuiven der koolspitsen op het oogenblik doen plaats hebben, waarop, door het toenemen van den afstand der spitsen, spanning aan den lichtboog te groot, of de stroomsterkte te klein geworden is. De stroom moet dan het uurwerk ontkoppelen, waardoor de koolspitsen naar elkander toe bewogen w orden, en zoodra de normale spanning of stroomsterkte weder is bereikt, moet het uur"er^ worden stilgezet. De koolspitsen staan dan weer onbeweeglijk en op normalen afstaua tegenover elkander. Het eenvoudigste voorbeeld van zulk een mechanisme levert ons de reguleering op constante stroomsterkte. De le?er heeft zich slechts voor te stellen, dat de stroom die door de koolspitsen gaat, ook nog om een electro magneet wordt gevoerd. Aan het anker, dat door den electromagneet wordt aangetrokken, is eene veer bevestigd, die juist in tegenovergestelde richting werkt. Wanneer de stroomsterkte, dus de magneetkracht, groot genoeg is, overtreft de aantrekkende werking de kracht van de veer; zoodra echter de stroom, door den toenemenden afstand der koolspitsen, zwakker wordt en onder eene bepaalde stroomsterkte daalt, zal de electromagneet niet krachtig genoeg meer zijn, om het anker, tegen de werking van de veer in, vast te houden, en het zal er dus door de veer afgetrokken worden. Deze beweging van het anker, die dus van de stroomsterkte afhankelijk is, kunnen wij gebruiken tot het ontkoppelen en het stilzetten van het uurwerk. Een regulateur, die op dit beginsel berust, is in Fjg. 214 afgebeeld. Het is de lamp van Foucault-Duboscq, die vóór de uitvinding der dynamo-machine veelal tot het voortbrengen van electrisch licht werd toegepast, maar tegenwoordig door betere inrichtingen zoo goed als geheel verdrongen is. Het uurwerk beweegt in deze lamp de beide kolenhouders, en wel zoodanig, dat by het naar elkander toe brengen de beweging van de onderste stang geringer is dan die der bovenste, omdat de bovenste positieve koolspits sneller afbrandt. Wanneer de koolspitsen telkens over eene zelfde lengte naar elkander toe werden geschoven, dan zou de lichtboog zich meer en meer naar boven bewegen. Daar zij echter bij de toepassing van deze lamp in het brandpunt van een spiegel of van eene lens moet worden gehouden, dient de bovenste kool, wijl zü sneller afbrandt, ook meer te worden voortgeschoven dan de onderste. Onder het uurwerk ziet men den electro-magneet e. dis tnt taak hopft het uurwerk te koppelen, en evenzoo de veer r, die het anker f van den magneet tracht af te trekken en waarvan de spanning door eene stelschroef kan worden geregeld. Het is duidelijk, dat de spanning van de veer overeenkomt met eene bepaalde stroomsterkte in de lamp; wordt de stroomsterkte geringer dan deze bepaalde waarde, dan overwint de veer aantrekking van den electro-magneet, het anker wordt er afgetrokken en daardoor het uurwerk ontkoppeld. De koolspitsen moeten, tot het vormen van den lichtboog, eerst van elkander verwijderd worden. Hiervoor is een tweede uurwerk voorhanden, dat den kolenhouders eene tegenovergestelde beweging mededeelt als het eerste en de spitsen dus van elkander verwijdert. De lamp van Foucault-Duboscq werd door Serrin in zooverre gewijzigd, dat hij één uurwerk liet vervallen; in zijne lamp wordt het naar elkander toe bewegen der spitsen door den bovensten kolenhouder bewerkt, die zwaar genoeg genomen wordt, wanneer hij niet door eene of andere kracht wordt tegengehouden, vanzelf te dalen en daarbij den ondersten kolenbrander dwingt, zich naar boven te bewegen. In verschillende booglamp-constructies is ook het uurwerk, dat de spitsen van elkander moet verwijderen, weggelaten en hiervoor in de plaats gesteld eene bewegende werking van den stroom zei ven. Het eenvoudige voorbeeld van zulk e.ene lamp is die van Jaspar, te Luik (Fig. 215). Aan het ondereinde van den bovensten kolen- houder A is een koordje bevestigd, dat over een wieltje E loopt en ergens in de gleuf er van bevestigd is, zoodat het wieltje draait wanneer de stang naar beneden geschoven wordt. Op de as van het rad bevindt zich een tweede, kleiner wieltje met gleuf, waarin het koord van den ondersten kolenhouder B loopt. Door deze constructie zijn de bewegingen deibeide kolenhouders met elkander verbonden, en wanneer de bovenste daalt, zal tegelijkertijd de onderste zich naar boven moet bewegen. Het ondeiste gedeelte van den kolenhouder B bestaat uit ijzer en steekt in een draadklos, die een deel uitmaakt van de stroombaan in de lamp. Nu wordt echter nn oon •• staaf, die zich in een draadklos bevindt waa rdlor Ln T aantrekkende werking uitgeoefend, en w« in^nTgTk^beSjLT weike w„ze in deze lamp de afstand der koolspitsen constant wordt gehouden ■De meerdere zwaarte van de bovenste stans? hooft , Benouden. er geen stroom door de lamp gaat de smtsen ^Ü , * dat' wanneei' toe bewogen, totdat zjj elkander aanraken. Wanneer n^dT werken, zal de ijzeren staaf met kracht in den klos getrokken tv °T 16 bfl volle stroomsterkte deze aantrekkende werking grooter is dan dl' k" ^ die het gevolg is van de meerdere zwaarte van A botn * » ' onderste kolenhouder naar beneden worden getrokken en de hm ^ Zial ^ daarby natuurlijk naar boven gaan. De lichtb!Jog ontstaat De kW stangen nog steeds verder uit elkander, maar nu neemt de wo«- h lichtboog toe, de stroomsterkte vermindert daardoor en eindelijk^"? ü 2TS1 «»>™rae„, dat de aantrekkende werLT™ j—is ,r—- ^ SS£5 r5 SS oen sruK afbrandt, dat tweemaal grooter is dan hot Hooi u„f n zzzzsszsxf h,~ ^ z r r,:rmsr gevuld i«- K * ■ u lange cyiinder D, die met glycerine ondersten' Z !f ^ ^ in' die door een dunne stang met den onaersten kolenhouder is verbonden In den rnio-or ,ün «• .. Verplaatsen zich nu de stangen, dan komt ook de Tger^n ZT geb°0rd' 2ichSnvane d Van deZG, b6Weging ha"gt af Van de hoeveelheid glycm-fne^dié dlar de tra r ^ T ^ naar den anderen kan begeven' en daar de gaatjes, waardoor z« stroomt, maar heel nauw zijn kan do LP gZe7ëDean T °°k ^ de Stangen' niet dan langzaam plaats fn de rZT > glyCe''.'ne rem is in boo8lampen meermalen toegepast bijv in de BRusHlamp. Zv veroorzaakt echter veel last en w ■ aaStT Vandaardat Zij in de nieuwere lampen niet meer wordt aangewend" gedeel iikTn T bet 0V6rwicht van den bovensten kolenhouder telyk opgeheven worden door een tegenwicht F dat aan «n h, -v ta„«„ed door een kool, m„ ' ^ tot het justeeren der lamp en tot het vereffenen van de niet geheel gelijkmatige werking van den draadklos; dit laatste punt komt bij de lamp van Piette-Krizik nog nader ter sprake. Op eenigszins andere wijze heeft von Hekner Alteneck in zijne eerste lamp — niet te verwarren met zijne differentiaal-lamp — de motorische werking; 'ran den stroom tot het scheiden der koolspitsen gebruikt. Ir. deze lamp (fig. 216) geschiedt het naar elkander toe bewegen der spitsen, evenals bij die van Jaspar, ten gevolge van het overwicht van den bovensten kolenhouder. Voor de tegenovergestelde beweging dient een electro magneet, die by eene te groote stroomsterkte aan zijn anker eene snel heen en weer gaande beweging geeft. Deze wordt aan een pal medegedeeld, die op een palrad werkt en dit in beweging brengt. Een raderwerk brengt ten slotte de beweging op de getande stangen der kolenhouders over, die daardoor van elkander worden verwijderd. Uit de beschrijving van de werking dezer drie lampen, die op constante stroomsterkte regelen, zal het den lezer duidelijk zijn, hoe de stroom kan worden gebruikt, om de koolspitsen automatisch op den juisten afstand van elkander te houden. Wij zullen later zien, dat men dit ook door eenvoudige mechanische middelen heeft bereikt, die o. a. bij de electrische kaarsen zijn toegepast. In de eerste plaats moeten w\j echter nagaan, welke gebreken de zooeven beschreven lampen hebben. Wij zullen zien, dat zij voor eene electrische verlichting, die uit twee en meer lampen bestaat, niet zeer geschikt de electrotechnici levendig heeft beziggehouden en eindelijk bevredigend werd opgelost, namelijk aan het vraagstuk van: De verdeeling van het electrisch licht. De zooeven beschreven lampen zijn zeer goed, wanneer er slechts ééne lamp te gelijk moet branden, maar in verreweg de meeste gevallen bestaat eene electrische verlichting uit meer lampen, die men tegelijkertijd door ééne machine van stroom wil voorzien. Nu kan men verschillende lampen op twee manieren in de stroombaan aanbrengen. Men zal hen — evenals wij dit op bl. 62—65 voor de galvanische elementen hebben verklaard — achter elkander of parallel koppelen. Zoo zien wij in Fig. 217 vier paar koolspitsen, waarvan de lichtbogon door kruisjes zijn voorgesteld, achter elkander met de stroombron verbonden. In Fig. 218 zijn zij daarentegen parallel tusschen de positieve en de negatieve leiding aangebracht. Wij hebben vroeger gezegd, dat men op constante stroomsterkte kan reguleeren, wanneer in de leiding eene constante spanning heerscht, en dit zal bij de parallel-schakeling van booglampen, in de veronderstelling, dat de leidingen en de dynamo voldoende afmetingen hebben, het geval zijn. De zooeven beschreven lampen zijn dus wel geschikt, om in installaties te branden met verschillende parallel-geschakelde lampen en ééne machine. Tot omstreeks 1880 was echter de meening der electro-technici tegen de parallel-schakeling gekant, voor een deel omdat zij er eene verkwisting van geleidingsmatoriaal in zagen, voor een ander deel echter ook, omdat het constant houden der poolspanning toen nog moeilijkheden opleverde. Men streefde er toen naar, om electrisch licht uit ééne machine met eene doorgaande geleiding, waarin alle lampen achter elkander waren verbonden, op verschillende plaatsen te gelijk te kunnen ontwikkelen, en zoo ontstond het vraagstuk van de verdeeling van het electrisch licht, dat nog daardoor ingewikkelker scheen, dat men voor dezelfde machine ook lampen van verschillende lichtsterkte wenschte te voeden. Beschouwen wij eerst dit laatste punt wat nader! De brandende booglampen zy'n machtige lichtbronnen, waarvan men de sterkte tot eene geweldige hoogte kan opvoeren, maar ongelukkig kon men niet beneden een zekere licht- Fig. 217. Fig. 218. sterkte gaan. Nu zou het wel niemand in de gedachte gekomen zijn, in zijne woonkamer eene booglamp van 1000 kaarsen lichtsterkte op te hangen. Voor zulke gevallen verlangde men zwakkere lichtbronnen, die de gas- en petroleumlampen konden vervangen. Maar dit was den electro-technicus van die dagen niet mogelijk en zoo was hü met de toepassing van zijne lampen tot het verlichten van groote zalen, pleinen en stationsemplacementen beperkt, terwijl het veel winst belovende gebied der huisverlichting voor hem nog afgesloten was. Nu is echter het vooruitzicht op winst een machtige prikkel, en daarom is het wel te begrijpen, dat de electro-technici aller landen ijverig naar eene practische oplossing van het genoemde vraagstuk zochten. Wij hebben reeds bij de ontwikkelingsgeschiedenis der transformatoren vermeld, dat verscheidene uitvinders de inductieve stroomvertakking wilden toepassen, om verschillende electrische lampen onafhankelijk van elkander te doen branden, en wij zullen later zien, dat men getracht heeft ook nog langs andere wegen tot eene goede oplossing te geraken. Wanneer wij vooreerst de pogingen, om lampen van zeer verschillende lichtsterkte te verkrijgen, buiten beschouwing laten, dan blijft er nog een zeer belangrijk punt over, nl. de onafhankelijk der lampen van elkander. Men wilde, zooals wij reeds hebben gezegd, verschillende lampen door ééne machine van stroom voorzien. Wij zullen nu in de eerste plaats aantoonen, waarom dit Fig. 218. bu de lampen, welke op vaste stroomsterkte regelen, niet mogelijk is. Denken wij ons twee der genoemde lampen achter elkander in de stroombaan verbonden en veronderstellen wij, dat zij beide normaal branden. Nu brandt echter eene der lampen een weinig sneller dan de andere, de weerstand van haar lichtboog wordt dus grooter, de stroomsterkte in de keten daalt en beide lampen beginnen te regelen, totdat de normale stroomsterkte weder is bereikt. De weerstand in de geheele stroombaan is nu wel is waar even groot als vroeger, maar hij is ook gelijkmatig over de twee lampen verdeeld evenals b(j het begin? Neen, want de eene lamp brandde nog met normalen afstand der spitsen, terwijl bij de tweede deze afstand reeds was overschreden; door het gelijktijdig regelen der lampen zijn echter in beide lampen de spitsen naar elkander toe geschoven, totdat de oorspronkelijke weerstand weer was bereikt; in de lamp, die van te voren normaal brandde, zijn dus de spitsen dichter dan op den normalen afstand tot elkander genaderd, in de andere zijn zij nog niet tot dezen afstand teruggebracht. De lampen branden nu ongelijk. "Wij zien dus, dat zij gezamenlijk den totalen weerstand van de stroombaan op dezelfde hoogte houden, maar deze constante weerstand blijft niet gelijkmatig over alle verdeeld en daardoor moet ook de afstand der spitsen in de verschillende lampen veranderlijk z\jn. De eene lamp zal donker branden, terwijl bij eene andere de boog te lang geworden is. Onder deze omstandigheden kon men dus de lampen, die alleen de stroomsterkte constant houden, niet achter elkander in dezelfde stroombaan met elkander verbinden. Er moest nog een middel gevonden worden, waardoor men den afstand der koolspitsen of de spanning aan de einden van den boog of den weerstand van den lichtboog van alle lampen op dezelfde hoogte kon houden. In dit geval zijn de lichtbogen in alle lampen gelijk; want daar de stroomsterkte bij achter elkander geschakelde lampen in ieder punt van de keten dezelfde is, en dus beide factoren van het product; spanning X stroomsterkte in alle lampen even groot zijn, verbruikt iedere lamp een gelijke hoeveelheid electrisch arbeidsvermogen. Van de drie genoemde methoden, om de lampen te regelen, schijnt de eerste, het constant-houden van den afstand der koolspitsen, op den eersten blik de eenvoudigste te zijn, maar bij nader inzien is zij juist de moeilijkste. Hoe moet men de afbrandende spitsen op denzelfden afstand van elkander houden? Men zou zoo denken, dat men hiertoe de koolspitsen maar in twee kleine ringen van vuurvast materiaal, die door dwarsstukken op gelijken afstand werden gehouden, moest steken zooals in Fig. 219 is voorgesteld; daardoor zouden zij steeds even ver van elkander verwijderd blijven. Nu kan men echter op de onverbrandbaarheid der vuurvaste materialen in den lichtboog niet zoo vast rekenen, want zelfs de stof, die het meest aan de hitte weerstand biedt, vervluchtigt bij de buitengewoon hooge temperatuur van den lichtboog. Bovendien kunnen de kolen met hare spitsen meer of minder ver uit de ringopeningen, die eene zekere wijdte moeten hebben, te voorschijn komen, en bjj de negatieve koolspits kan de kegel van kooldeeltjes, die er op neerslaat, belangrijk aangroeien en daardoor den afstand der spitsen kleiner maken. Ten slotte neemt het lichaam, dat de kolen van elkander scheidt, licht en warmte weg en vermindert daardoor de lichtsterkte van de amp op bedenkelijke wijze. De schijnbaar zoo eenvoudige methode blijkt onbruikbaar te zijn. Het gelukte echter op andere wijze den afstand der koolspitsen constant te ion en, en dit wel zonder eenige beweging der koolstaven. Langs dezen "eg is het Maagstuk van de verdeeling van het electrisch licht het eerst opgelost. ue electrische kaarsen. Wanneer wy twee koolstaafjes niet tegenover, maar evenwijdig naast elkander plaatsen en er voor zorgen, dat de lichtboog slechts aan de uiterste spitsen der staafjes kan ontstaan, dan hebben wij de koolspitsen op een constanten afstand van elkander gebracht; want bij het afbranden der staafjes wordt hun onderlinge afstand niet veranderd. Dit denkbeeld werd verwezenlijkt door den te Parijs levenden Rus Jablochkoff, die met zijne electrische kaars er het eerst in slaagde, verschillende booglampen achter elkander door ééne machine te voeden. Deze JABLocHKoiT-kaars bestaat uit twee verticale koolstaven (Fig. 220), die door eene laag gips zijn gescheiden. Deze isoleert niet alleen de koolstaven van elkander, maar zij heeft ook nog een ander doel; door de hitte van den lichtboog vervluchtigt het gips naarmate de staafjes afbranden, en daardoor wordt de lichtboog steeds aan de uiterste punten der stiften gehouden. Om echter bij het in werking stellen der lamp den lichtboog te vormen, zijn de twee koolstaven boven door een dun, slecht geleidend plaatje, dat uit koolpoeder met een bindmiddel bestaat, verbonden. De stioom brandt dit plaatje bij het begin door, zoodat de boog kan ontstaan. Door deze uitvinding was het vraagstuk van de verdeeling van het electrisch licht voor het eerst opgelost en het verwekte heel wat opzien, toen in 1S77 de eerste electrische straatverlichting met zulke kaarsen in de Avenue de 1 opéra te Parijs in gebruik werd genomen. De groote tentoonstelling, die in het jaar daarop plaats had, bood aan tal van technici en belangstellenden de gelegenheid om deze verlichting in oogenschouw te nemen en er ontwikkelde zich uit deze installatie eene groote bedrijvigheid op het gebied der electrische verlichting. In zekeren zin kan men zeggen, dat de techniek der sterke stroomen hiermede een aanvang neemt. ■Verschillende gebreken, die deze uitvinding aankleven, zijn er de oorzaak van, dat de JABL0CHK0FF-kaars niet meer in gebruik is. In de eerste plaats moeten vrij er op wijzen, dat de kaarsen met wisselstroom moeten worden gevoed. Daar de positieve kool sneller afbrandt dan de negatieve, zouden de koolstaven, bij gebruik van gelijkstroom, verschillende afmetingen moeten hebben, om op deze wijze te bewerken, dat z\j in een zelfde tijdsverloop over eene gelijke lengte opbranden; maar het gelijktijdig afbranden is niet dan zeer moeilijk door verschillende afmetingen der kolen te bereiken en zou door onvermijdelijke bij-omstandigheden op bedenkelijke wijze gestoord kunnen worden. Jablochkoff paste daarom b;j zijne kaarsen wisselstroom toe, zoodat beide koolstaafjes zeer snel achter elkander beurtelings positief en negatief zijn en zij dus bij gelijke dikte even snel afbranden. Uit deze toepassing van den wisselstroom ontstond, zooals wij op bl. 131 reeds hebben vermeld, de wisselstroommachine van Gramme. Het gebruik van wisselstroom was echter toenmaals, ten gevolge van den tweeden dynamo, die tot het magnetiseeren van de electro-magneten noodzakelijk was, omslachtiger dan een bedrijf met gelijkstroom, en men vond terecht, dat zulk eene beperking tot eene bepaalde stroomsoort als een gebrek der uitvinding moest worden aangemerkt. Poch dit was nog maar bijzaak. Van meer belang was het, dat de kaarsen slechts een brandtijd hadden van ongeveer twee uren. Men moest dus, om de lamp gedurende acht uren achter elkander te kunnen laten branden, in iedere lamp 4 kaarsen aanbrengen en er voor zorgen, dat door eene automatische inrichting eene afgebrande kaars door eene nieuwe werd vervangen, el" gewicnt van den bovensten kool- ager. Deze daalt, totdat het raderwerk weder stilgehouden wordt. aangebracht Te1 T b6Wegingen is aan "en hefboom d de luchtrem * angebracht, die slechts langzame bewegingen toelaat SChrl"e" - *'•'*>■ « »» *■ >»«'. ™ d» Door het aanbrengen van den blanken draad., die spiraalvormig om de stane » » aangebrach. en di. de verbinding maakt van de positie". Wem m.fZ ovensten kooidragor evenals door eene dergelijke verbinding voor den anderen kooldrager zijn sleepcontracten vermeden. Eene eigenaardige constructie vertoont de lamp van Gülcher Wu geven van deze lamp slechts eene schematige voorstelling (Fin 233) waaruit w„ het beginsel gemakkelijk zullen kunnen begrijpen Desan gender e, v ?vvena,sin de ™ geene kracht lflrH rr T k ^ verbonden' en Zwegen, wanneer er naar elkander toe n h d°°r het overwicht van O de koolspitsen magneéf die l hflf 17™ ° rUSt t6g6n 66116 P°o1 van een electroj , 11 °m eene as kan draaien. Wanneer de stroom dus om den magneet gaat, houdt deze de stang O vast. Geliiktiidie- wordtec er de andere pool door het daaronder bevestigde anker aangetrokken en i ilaalt dus. De linkerpool, en daardoor ook de stang O, gaan naar omhoog; do koolspitsen verwijderen zich van elkander. Bij eene bepaalde grootte van den lichtboog maakt het overwicht van O met de aantrekkende werking van het anker evenwicht. Branden de kolen nu nog verder af, dan wordt de aantrekking tusschen den electromagneet en het ijzeren anker zwakker en de stang O daalt weer. Wanneer de linker-pool haar laagsten stand bereikt heeft, dan zal bij eene verdere afneming der stroomsterkte de magnetische koppeling worden opgeheven en de stang O daalt dan vrij naar beneden. Zooals by de electrische verlichting zal blijken worden bij gemengde parallelschakeling van boog- en gloeilampen meestal twee booglampen achter elkaar geschakeld. Hiervoor kan men differentiaal-lampen nemen, maar kunnen shunt-lampen ook zeer goed gebezigd worden; deze zijn goedkooper. Bij de shunt-lampen worden de windingen van den draadklos door een gedeelte van den hoofdstroom doorloopen; evenals bij een shunt-dynamo is de klos daartoe met de eindklemmen verbonden en heeft hij een grooten weerstand. Daar voor de evenwichtstoestand de klos door een bepaalden stroom door. loopen moet worden, zal dit het geval zijn, indien de spanning aan de eindklemmen een bepaalde waarde heeft m. a. w. een shunt lamp regelt op constante spanning. Het lijkt nu vreemd, dat shuntlampen bij verlichtingsnetten met constante spanning gebruikt kunnen worden, daar bij hen immers juist de regeling door de spanningsverandering geschiedt. Wij zullen echter later zien, dat altijd in de keten van de lampen nog een weerstand wordt geplaatst, die om verschillende redenen noodzakelijk is. Daar nu het spanningsverlies in dien weerstand evenredig met den stroom is, zal de spanning aan de klemmen van de lamp alleen dan de goede kunnen zijn, wanneer de stroomsterkte ook het juiste bedrag heeft; omgekeerd, daar de amp op constante klemspanning regelt, is de stroomsterkte en de booglengte ook steeds de juiste. Nog willen wij opmerken, dat bij eene shunt-lamp in stroomloozen toestand de kolen elkaar niet aanraken, maar op een kleinen afstand van elkaar staan; bij hoofdstroomlampen moeten zjj elkaar alsdan wel aanraken, terwijl bij differentiaal-lampen het een zoowel als het ander plaats kan hebben. Het mechanisme van de differentiaal-lampen kan in den regel even goed dienen voor shuntlampen; het verschil bestaat alleen in het weglaten van de klos met dikken draad. Zoo wordt de lamp van Korting en Mathiesen ook als shunt-lamp uitgevoerd. Om echter eens een anderen vorm te laten zien, is in Fig. 234 en 235 de veelgebruikte bandlamp van Siemens en Halske aangegeven. De inrichting blijkt voldoende uit de figuur. De bovenkooihouder, alleen beweegbaar, hangt aan een koperband, om eene trommel gewonden. Deze trommel kon weder met het anker een kleinen hoek doorloopen en zoo de eerste regeling doen plaats hebben. Maar eindelijk wordt de vleugel g, van een lipje voorzien, door de linksche aanslagtong losgelaten, zoodat de trommel nu vrij kan draaien. Er is hier, evenals bij vele anderen, een inrichting aanwezig om de gewichtsvermindering van de bovenkooi te compenseeren. Dit gewicht toch werkt blijkbaar met den electro-magneet mede. Naarmate nu de band meer afwikkelt, wordt liet spiraalveertje s gespannen, en wel zoodanig, dat de spanning met het gewicht van de verbrande kool overeenkomt; zonder deze inrichting zou de lichtboog by het afbranden grooter worden, wat niet gewenscht is. "Wisselstroom-booglampen. Wanneer men den stroom van een lichtboog verbreekt, maar onmiddellijk daarop weder sluit, dan blijft de boog bestaan, doordat de gloeiende gaskolom tusschen de kolen nog aanwezig was. Daardoor is het mogelijk eene booglamp met wisselstroom te voeden; daarbij is immers de stroom telkens een oogenblik nul. Bij de jabl0ck0rr-kaars is dit geval reeds vermeld, daarbij was het gebruik van wisselstroom noodzakelijk, ten einde een gelijk afbranden der kolen te krijgen. De wisselstroom-boog tusschen boven elkaar geplaatste spitsen onderscheidt zich in vele opzichten van den gelijkstroom-boog. Daar er du geen polen zijn, neemt men de kolen van gelijke dikte; van een krater is er thans geen sprake. Er wordt nu evenveel licht naar boven als naar beneden geworpen door de gloeiende spitsen, zoodat een reflector in den regel noodzakelijk is. Een belangrijk verschil is verder gelegen in de lagere spanning, ca. 30 Volt, die voor eene wisselstroomlamp noodig is. Deze lampen maken ten gevolge van de stroomomkeeringen een hinderlijk geruisch, dat echter door den ballon gelukkigerwijze nogal verminderd wordt. De booglamp heeft zich namelijk doen kennen als een soort telefoon, op welk interessant feit later uitvoeriger zal teruggekomen worden. Het regelmechanisme der wisselstroomlampen komt in hoofdzaak met dat der gelijkstroomlampen overeen; alleen is, zooals bij alle wisselstroomapparaten, het ijzer van de electromagneten en kernen uit dunne platen samengesteld. In fig. 236 is dit bij de wisselstroom-bandlamp duidelijk te zien. Een eigenaardig mechanisme bezit de zgn. motor-wisselstroom-lamp van de Algem. Electr. Gesellschaft. Het principe hiervan vindt men ook veelvuldig toegepast bij elec- triciteitsmeters voor wisselstroom. Een alu- miniumschijf, zeer gemakkelijk draaibaar, bevindt zich tusschen de polen van een electro-magneet, welke op een bijzondere, onsymmetrische wijze gevormd zijn; worden de magneetwindingen nu door wisselstroom doorloopen, dan wordt op de schijf een kracht uitgeoefend, waardoor deze gaat draaien. B(j de motorlamp zijn er twee electro magneten, een hoofdstroom en een shunt-magneet, welke de sch\jf in tegengestelden zin trachten te doen draaien; hunne werkingen heffen elkaar op, indien de booglengte de juiste is. Het is dus een soort differentiaallamp. De beweging van de schijf wordt zeer veel verkleind op de kettingschijf der koolhouders overgebracht waarbij natuurlijk aan kracht gewonnen wordt volgens de wet van het behoud van arbeidsvermogen. Booglampen met afgesloten lichtboog. Het verbruik van de koolstaven in de booglampen wordt, zooals bekend is, door de verbranding van de kolen bepaald. Nu kwam men op de gedachte, den lichtboog in eene zuurstofvrije atmosfeer te brengen, die den kooldamp en ook do gloeiende stukken kool niet aan¬ tasten kan; maar de practische uitvoering hiervan scheen onoverwinlijke moeilijkheden te ontmoeten, daar men van het beginsel uitging de geheele lamp in een doorschijnend stevig omhulsel te brengen en dit luchtledig te maken of met een.neutraal gas te vullen. Men kan gemakkelijk begrijpen, dat men met een dergelijk toestel niets bereiken kon. Een practische Amerikaan, Jandus geheeten, was het, die de zaak bij het rechte eind aanpakte en alle moeilijkheden op bewonderenswaardig eenvoudige wijze wist te overwinnen. Hü sloot namelijk niet de geheele lamp in een omhulsel, maar alleen den lichtboog. Met het oog op de vereischte beweegbaarheid van minstens één, de bovenste koolspits, zal dit misschien moeilijk schijnen; maar in werkelijkheid is het de eenvoudigste zaak van de wereld, zooals ons Fig. 237 duidelijk laat zien. De onderste kool bevindt zich in eene glazen klok, die van onderen gesloten is. Op de bovenste opening is een deksel geplaatst, dat eene centrale boring heeft, en hierdoor komt de bovenste kool in de klok. Nu blijft er wel is waar eene speelruimte tusschen de bovenste kool en den wand van de boring; maar deze doorgang naar het binnenste der klok is zonder beteekenis, zooals wij dadelijk zien zullen. Ontstaat tusschen beide koolstaven een lichtboog, zoo zal de in de klok aanwezig zijnde zuurstof zich direct met de kool tot koolzuur verbinden en dit g,is te zamen me*: de stikstof der lucht vult nu als eene neutrale atmosfeer het binnenste der klok. Er zal nu wel is waar eene uitwisseling van de neutrale gassen met de buitenlucht door het vrijgebleven kanaal tusschen de bovenste kool en den wand der boring plaats hebben; maar wegens de geringe wijdte van dit kanaal zoo langzaam en in zoo geringe mate, dat den lichtboog slechts eene onbeduidende hoeveelheid nieuwe zuurstof wordt toegevoerd. In werkelijkheid brandt de lichtboog dus in eene neutrale atmosfeer. Hierbij treden nu de verschijnselen op, die van de beide bekende vrij brandende hchtbogen afwijken. Dadelijk merken wij op, dat de koolspitsen na eenigen tijd niet den karakteristieken vorm vertoonen, zooals w« dien in Fig. 210 hebben afgebeeld, maar bijna glad en met parallelle vlakken afbranden. De krater van de bovenste kool is nagenoeg vlak en de spits van de onderste kool is in eene lichte afronding veranderd. Verder kan men den afgesloten lichtboog tot de veel grootere lengte van 10 mM., dus 4- tot 5-maal zoo ver als die van den vrijen boog opvoeren, zonder aat n\j zooals de laatste onrustig wordt. Deze eigenschap maakt men zich ten nutte, want hierdoor kiijgt men ten eerste het voordeel, dat men de spanning van de lamp, die b\j een open boog, wanneei zij ten minste rustig zijn zal, 40 tot 45 Volt bedraagt, tot 80 Volt kan doen stijgen en de stroomsterkte dientengevolge tot de helft verminderen. Verder heeft men door den grooteren afstand een betere lichtuitstraling en eene gelijkmatige verdeeling van de licht intensiteit. Daarbij komt dan nog het groote voor deel, dat de koolspitsen veel langzamer afbranden, daar zij niet door de zuurstof aangetast worden, zoodat een paar spitsen, die in een vrijen boog onge veer 10 tot 12 uur branden, het in een afgesloten lichtboog 200 uur volhouden. Tegenover deze voordeelen van de afgesloten lamr staan ook eenige nadeelen. Haar economie is geringei dan die van de vrije booglamp, het lichteffect is onge veer J van deze; ten tweede is het licht niet zoc zuiver en rustig als bij de lamp met open boog. Ei zijn echter vele gevallen, waar deze nadeelen bij hel voordeel van den langen duur van het branden oj den achtergrond treden, zoo bijvoorbeeld bij de ver lichting van werkplaatsen, werven, havenwerken enz. waar de qualiteit van het licht niet de hoofdzaak is maar waar de lampen van 's avonds tot s morgens moeten kunnen brandeit, zonder dat zij opnieuw ii orde gebracht behoeven te worden. Fig. 238 stelt eene Duitsche lamp voor van de firm; Korting en Mathiesen. Wij moeten hier nog dez< opmerking laten volgen, dat de gesloten lamp eene bijzondere qualiteit van de koolspitsen vereischt wanneer men ten minste een goed en rustig licht \ erlangt. Daar het booglicht veel economischer is dan gloeilicht, heeft men reeds langen tijd getracht booglampen te construeeren met weinig stroomverbruik en geringer kaarsensterkte voor kleine lokalen, woonhuizen enz. De regeling bracht echter vele bezwaren met zich mede, van wege den zeer kleinen afstand der kolen. Eerst na de invoering van den ingesloten lichtboog verviel dit bezwaar en bracht de firma Siemens & Halske met succes de Lilliput- amp m den handel. De naam duidt al voldoende aan, dat het een miniatuurlamp is; de totale lengte bedraagt slechts 31 cM., de middellijn van den koker 6 cM. De figuren 239 en 240 vertoonen de lamp in de doorsnede en uitwendig. De bovenkooi AVPnalc Ho er tr , uo V/UUDI&UU1 ü IlliJd. dik, bevindt zich in de holle ijzeren kern », van onderen vastgehouden door den schuin geplaatsten ring ' »"»vouuige inrichting w« al by de lamp van Brush aantroffen. De kern beweegt zich in de klos s. Bü het afbranden zakt de kern met het koolstaafje, totdat de ring m op den bodem k komt te rusten: alsdan kan het staafje doorglijden. Het eivormige ballonnetje bewerkt de afsluiting. Da lamp verbruikt ca. 2 Amp., bij 80 Volt klemspanning; met den bij behoorenden voorschakelweerstand kan zij direct aan een net met 110 Volt spanning aangesloten worden. De lichtsterkte bedraagt ca. 240 N.K., de brandduur 16-20 uur. De lampjes worden ook voor serie-schakeling uitgevoerd. Het Bremer-licht. Door H. Bbemek te Neheim (Westphalen) is een nieuw soort booglamp uitgevonden, die in vele opzichten zeer van de gewone vormen afwijkt. De kolen zijn niet verticaal boven elkaar geplaatst, doch in een hellenden stand naast elkaar (zie fig. 241), zoodat aan de ondereinden de lichtboog ontstaat. Deze heeft een sterk gebogen vorm, deels door de afstootende werking van den stroom in de kolen zelf, deels door een electro-magneet, met dat oogmerk tusschen de kolen geplaatst. De kolen zijn gedrenkt met metaalzouten, wier juiste samenstelling het geheim van den uitvin- F'ig. 539. der is, maar waarin o. a. calciumFie. 240. en magnesiumzouten voorkomen. Door die zouten kan de boog zeer lang zijn zonder uit te dooven, eene omstandigheid, die reeds lang bekend was; bovendien krijgt het licht eene eigenaardige geelroode tint, welke door de samenstelling der zouten gewijzigd kan worden. Het voordeel der lamp is voornamelijk gelegen in de groote economie. Het energieverbruik van eene gewone booglamp is al gering, ca. 0,5 Watt per kaars; bij de Bremeramp daalt dit cijfer al tot 0,126 Watt per kaars zonder ballon en 0 196 Watt per kaars met ballon. Tydens de Par\jsche tentoonstelling van 1900 was op den Eiffeltoren een bremer-lamp met 4 lichtbogen geplaatst, welke ca. 5000 Watt verbruikte. Zij had eene gemiddelde lichtsterkte van ca. 50000 kaarsen, zoodat zij slechts 0,1 Watt per kaars noodig had. In navolging van de Bremer lamp hebben in de allerlaatste jaren de lampen met gedrenkte kolen, de zgn. effect- of vlamboog-lampen veel verspreiding Fig. 242. Fig. 243. gevonden, vooral wegens de kolossale lichtsterkte voor openbare verlichting, zooals bv. in ons land ook te Amsterdam en 's G-ravenhage. Die groote lichtsterkte wordt voornamelijk daardoor veroorzaakt, dat de lichtboog thans zelf veel licht uitstraalt. In fig. 242 is een dergelijke lamp voor wisselstroom van de A. E. G. (ook weder een motorlamp) met schuingeplaatste kolen afgebeeld. De regeling geschiedt door de op- of neerbeweging van het dwarsstuk, hetgeen de koolspitsen dichter bij of verder van elkaar brengt. Een ander nieuw type is de Araerikaansche Magnetietlamp. Bü deze bestaat de +pool uit een dik koperstuk, dat zoo goed als niet verteert, de — pool daarentegen wordt gevormd door een ijzeren buis, gevuld met zeer fijn magneetijzererts (magnetieti, met eenige bijmengsels, o. a. Titanium; zonder deze bijmengsels is de boog onrustig. Deze eigenaardige magnetietbuis verbrand slechts ca. 25 mm. in 24 uur. Ook hierbij is het licht zoo goed als geheel van den lichtboog zelf afkomstig, zoodat men dezen zoo groot mogelijk maakt, ca. 18—28 mm. Het licht moet zuiver wit zijn en het zonlicht zeer nabij komen. Fig. 243 geeft een afbeelding van de lamp. De kwikzilverlamp van Arons. Wij willen nu nog eene booglamp ver* melden, die van de reeds beschrevene geheel verschilt, want zij heeft geen mechanisme ter regeling en ook geen koolelectroden; de lichtboog wordt tusschen twee kwikoppervlakten te voorschijn geroepen. Daar deze lamp van Dk. Akons in hare verbeterde vormen practische beteekenis begint te verkrijgen, zullen wij eenige woorden aan haar wijden. De lamp, in Fig. 244 voorgesteld, bestaat uit eene (J vormige glazen buis. In de dichtgesmolten beenen zijn platinadraadjes gebracht, die eene electrische verbinding moeten maken met het kwikzilver, dat in de buis aanwezig is. De hoeveelheid kwikzilver is zóó groot, dat alleen de beide beenen nagenoeg gevuld zijn. Door het uitpompen met eene kwikluchtpomp, waarover later meer bij de fabricage der gloeilampen, wordt de buis luchtledig gemaakt. Verbindt men nu de beide platina einden, die buiten de buis uitsteken, met een stroombron en schudt men de lamp een weinig, om de kwikzilverhoeveelheden even met elkaar in contact te brengen, dan.ontstaat er een lichtboog, die de leege ruimte van de buis geheel vult. Hij heeft niet den intensieven glans van den lichtboog tusschen koolspitsen, maar vertoont een meer mat, melkwit licht, dat van de positieve kool tot op twee derden van de lengte vaD den boog bijna gelijkmatig is, maar voor het laatst deel bijde negatieve pool uit afzonderlijke lichte en donkere streepen bestaat, die zich over de negatieve kwikoppervlakte voortdurend bewegen. Beschouwt men de oppervlakten nauwkeurig, dan bemerkt men, dat de positieve effen blijft, de negatieve echter evenals bij eene kokende vloeistof kleine, snel veranderende golfjes vertoont. Evenals bij den koollichtboog verdampt de positieve electrode, terwijl die damp naar de negatieve electrode wordt gevoerd en daar neerslaat. Hierdoor wordt het kwik van den positieven langzamerhand naar den negatieven kant gebracht. Wanneer hier de massa tot bovenaan gekomen is, loopt het kvrik in druppels weder door de buis terug. Hieruit blijkt dus, dat de electroden zich voortdurend vernieuwen en geen materiaal wordt verbruikt. De spanning tusschen de electroden is veel kleiner dan bij den koollichtboog en bedraagt bij den kortsten kwikzilverlichtboog ongeveer 21 Volt en vermeerdert voor elke 20 cM. booglengte met 13,3 Volt, zoodat dus met de 40—50 Volt, voor een koollichtboog benoodigd, een kwikzilverlichtboog van 30—40 cM. kan worden verkregen. Zonder tot eene gevaarlijke spanning over te gaan, geeft de lamp van Arons dus een zeer langen lichtboog. Een aangename verlichting geeft deze lamp echter niet, daar, zooals by spectroscopisch onderzoek blijkt, slechts stralen van eenige soorten licht, wat de golflengte betreft, worden uitgezonden. Gekleurde voorwerpen hebben by het licht van de ARONslamp bijna dezelfde vale lijkkleur als b\j dat van de keukenzoutvlam. Juist om die eigenschap wordt de lamp in de physica gebezigd tot het verkrijgen van een zeer sterk monochromatisch licht, sterker dan de veel gebruikelijke natriumvlam dit geven kan. De practische Amerikanen hebben zich door dit aesthetische bezwaar niet laten weerhouden de kwiklamp voor industrieele verlichting dienstbaar te maken. Aan Coopkr—Hewitt is het gelukt de technische bezwaren te overwinnen en kwiklampen van groote lichtsterkte te construeeren. Het is namelijk gebleken, dat indien men een stroom wil laten gaan door een buis met een zeer verdund gas gevuld, zeer eigenaardig de kathodeoppervlakte een enormen weerstand biedt, welke echter tot een gering bedrag daalt zoodra de stroomovergang eenmaal plaats grijpt en hetgeen toegeschreven 17 moet worden aan de ontleding of verdamping van die oppervlakte. Men kan dan met lage spanning een aanzienleken stroom door de buis laten gaan, terwijl er voor het tot stand komen een hooge spanning noodig is geweest. Kwik is de meest geschikte stof om de kathode-oppervlakte te vormen, daar deze zich dan steeds van zelf weer herstelt en de kwikdampen het glas niet aantasten, evenmin de anode, indien deze van ijzer wordt genomen. Bij de proefnemingen heeft men gevonden, dat de lichtsterkte toeneemt met de gasdrukking in de buis, zoo ook de vereischte spanning voor den stroomovergang. Van af een druk van + 2 mM. echter stijgt de spanning sneller, zoodat men bij dien druk het grootst nuttig effect krijgt. De temperatuur van het gas bedraagt dan ca. 145°. Ten einde die temperatuur te behouden moet de buis bij de kathode een bepaald uitstralingsoppervlak bezitten. Zij eindigt daarom aldaar in een peervormige kamer {zie fig. 245). De electroden worden gevormd door ijzeren doppen, bevestigd aan platinadraden, die door het glas gaan. Het is gebleken niet mogelijk te zijn den stroom sterker dan 3,5 Amp. te nemen, daar dan die platinadraden te sterk verhit worden. Is de stroom bij de gekozen afmetingen zwakker, dan is er kans dat door te sterke afkoeling een luchtstroomde lamp uitdooft. Ook de middellijn van de buis bleek van veel gewicht te zijn voor de stabiliteit. Daar de ontlading in de buis aan wisselingen onderhevig is, zoo zou het gevaar van plotseling uitdooven bestaan, indien in den stroomloop behalve een gewone voorschakelweerstand bovendien nog niet een klos met groote zelfinductie opgenomen werd. Vermindert om de een of andere reden plotseling de stroomsterkte, dan doet nu die klos een spanningsverhooging ontstaan, waardoor de uitdooving wordt voorkomen; de voorschakelweerstand dient evenals bü de gewone booglampen, voor het regelen van de stroomsterkte. De inductie spoel dient ook voor de ontsteking. Daartoe is de lamp om een horizontaal asje aan den ophangarm draaibaar (zie fig. 245); door een ketting wordt het positieve einde naar beneden getrokken en dan langzaam Fig. 246. losgelaten. Het kwik loopt dan terug en vormt als een dunne straal een verbinding tusschen de polen; bü verbreking ontstaat wegens de inductiespoel een aanmerkelijke spanning, waardoor de stroomdoorgang wordt ingeleid. Het negatieve (peervormige einde) moet omlaag bleven, opdat daar altijd een kwik-oppervlakte aanwezig zij. De afgebeelde lamp is bestemd voor 110 Volt en geeft 7 a 800 kaarsen; het verbruik bedraagt minder dan 0.5 Watt per kaars, zoodat do lamp zeer voordeelig is. Voor werkplaatsen, teekenzalen, enz. waar men niet met kleuren behoeft te werken, is zij zeer geschikt. Bij de nieuwste constructie van deze lamp door de Westinghouse Electric C>". zijn de weerstand en de inductiespoel in een boven de lamp geplaatste bus aangebracht; bovendien wordt zü ook vervaardigd met automatische ontsteking, waarbij het kantelen van de lamp automatisch by het inschakelen plaats heeft, gevolgd doorliet terugdraaien in den gewonen stand. Eene afbeelding van een dergelijke lamp geeft fig. 246. De lamp bevat zeer veel chemische stralen en is daardoor zeer voor fotografische doeleinden geschikt. Het gemis van roode stralen schijnt ook een goede zijde te hebben; althans de bekende fabrikanten van gevoelige platen, Lumière, hebben opgemerkt, dat de in hunne fabriek onontbeerlijke roode verlichting bijzonder prikkelend op het personeel werkt. Het licht van de kwiklampen is daarentegen zeer kalmeerend. Het is ook bijzonder rijk aan ultraviolette stralen, die echter door het glas worden tegengehouden. Dit is gelukkig, daar deze stralen sterk op oogen en huid inwerken. Ten einde echter hiervan in de geneeskunde, in de lichttherapie, gebruik te kunnen maken, heeft de bekende firma Scott & Genossen te Jena, getracht een glassoort te vinden, welke die ultra-violette stralen doorlaat; zij zijn daarin geslaagd met het UvioL-glas (afkorting van ultraviolet). Wel laat kwarts die stralen door en heeft men daarvan ook buizen weten te vormen, maar deze zijn zeer kostbaar. De lamp heet evenzoo Uviol lamp en wordt o. a. toegepast voor de genezing van lupus. De electroden zijn bij deze lamp van kool. De beschutting der booglampen. Het gevoelige mechanisme der lampen n 'fiiiitun wnrHüti hocnVinf Tronf onHoro hiervan in de geneeskunde, in de lichttherapie, gebruik te kunnen maken, heeft de bekende firma Scott & Genossen te Jena, getracht een glassoort te moet tegen scliadeluke invloeden van buiten worden beschut, want anders zou de lamp, ten gevolge van stof, vocht of andere oorzaken, spoedig onbruikbaar worden. Men sluit daarom het werk in eene metalen bus, die er gemakkelijk van verwijderd kan worden. Fig. 247 laat zien hoe deze beschutting door ornamentatie een sierlijker aanzien kan verkrijgen. Daar nu echter het onbedekte licht der booglampen voor de meeste doeleinden te schel is, omgeeft men den lichtboog nog met een doorschjjnenden glazen ballon, waarvoor men vroeger veelal matglas gebruikte, terwijl tegenwoordig meestal opaalglas, een glasmassa, die door bijmenging van ondoorschijnende bestanddeelen tot eene half doorschijnende stof is gemaakt, wordt toegepast. Dit half doorzichtige glas verspreidt het licht, zoodat het met uit één punt, maar van eene grootere opperviaKte scnvjiu te komen. Voor de verlichting van open plaatsen moet het licht meestal ongehinderd naar alle zijden woiden uitgezonden en voor dit doel wordt dan de lantaarn Fig. 248 toegepast. De hier afgebeelde lantaarn is door Siemens en Halske voor de verlichting van de Leipziger straat en het Potsdammer plein te Berlijn aangebracht. Men heeft, voornamelijk voor het gebruik in kamers, booglampen geconstrueerd, waarvan het reguleerwerk veel korter is dan bij de andere lampen, zoodat zij zoo hoog mogelijk in de kamer kunnen worden aangebracht en de vorm ook sierlijker kan zijn. Het ophangen der booglampen. Eene boog lamp moet van tijd tot tijd van nieuwe koolspitsen worden voorzien. Hangt men haar nu vast op, dan moet men er met eene ladder bij klimmen. hetgeen omslachtig en ook niet altijd mogelijk is. Men geeft er daarom de voorkeur aan, de booglampen zoodanig op te hangen, dat zij naar beneden worden gelaten. In Fig. 249 is een voorbeeld gegeven van de vaste ophanging, welke bijv. in fabrieken zou kunnen worden toegepast. De lamp is aan een dwarsarm opgehangen, die in een muur bevestigd is. Wij zien uit de afbeelding, hoe de geleiding over porseleinen rollen naar de lamp is gevoegd. Het regendak pig. 248. heeft niet alleen ten doel, de lamp' te beschutten maar het beschermt ook de leidingen, waarvan de einden, die in de lamp gaan, droog gehouden worden, en het voorkomt daardoor, dat de stroom over 'de nat geworden leiding een uitweg vindt. Wij zien verder, dat de lamp niet onmiddellijk aan de ijzeren stang hangt, maar door tusschenkomst van een porseleinen isolator. De reden van deze voorzorg is hierin gelegen, dat de metalen deelen van de lamp meestal met eene der polen geleidend verbonden zijn. Wanneer nu tusschen deze deelen en de ijzeren stang, waaraan de lamp hangt, zich geen isoleerend lichaam bevond, dan zou de lamp met de aarde in verbinding zijn, en b« verscheidene achter elkander geschakelde boog- lampen, waartusschen natuurlijk spanningsverschillen bestaan, zou de stroom langs zeer ongewenschte zijwegen van de eene lamp naar de andere gaanDit wordt door de isoleerende porseleinen rol, waaraan de lamp is opgehangen, belet. Wanneer de lamp moet zijn ingericht, om naar beneden gelaten te worden dan dient men er voor te zorgen, dat de met de lamp verbonden geleidingen deze beweging kunnen volgen. In de meeste gevallen hangt men de lamp aan staaltouw op, dat over eene boven aangebrachte rol loopt; met behulp 1J1VI UCllUip van eene kleine lier kan de lamp dan op en neer gelaten worden. De vrije einden der geleidingen, welke den stroom aanvoeren, moeten dan lang genoeg genomen worden, om bjj het zakken van de lamp tot beneden toe te reiken. Een voorbeeld hiervan geeft Fig. 250, waarin een booglampendrager is afgebeeld, zooals die „Unter den Linden", te Berlijn, zijn aangebracht. De lier bevindt zich in het benedenste gedeelte en het staaltouw gaat door den hollen Fig. 249. pftaj over jg roj naar de lamp. De leiding komt van ter zijde uit den drager te voorschijn en is lang genoeg, om het naar beneden laten van de lamp niet te beletten. Wij hebben juist dezen booglampen-drager als voorbeeld gekozen, omdat hierbij het gebrek van deze stroomtoevoering, uit een aesthetisch oogpunt beschouwd, door het contrast met den schoon gevormden paal duidelijk uitkomt. Wanneer men alleen voor eene goedkoope en tevens stevige wijze van ophangen moet zorgen, bijv. in fabriekslokalen, komt dit gebrek niet zoozeer in aanmerking, maar waar de omgeving, waarin de lamp moet worden aangebracht, ook aesthetische eischen stelt, daar zijn de stijve geleidingen, die in eene bocht naar beneden hangen, hinderlijk voor het oog. het ophangen der booglampen. Men heeft daarom getracht, om door den kabel, waaraan de lamp hangt, i _i. I/\a fa vrnorP.n ' dan ziin twee zulke kabels oen suuuiii ivo ^ i ui i noodig. Het ligt nu voor de hand, om beide als blanke | koperen kabels over metalen rollen te voeren en zoodanig met de lamp te verbinden, dat een tegenwicht de lamp op iedere hoogte in evenwicht houdt, op dezelfde wijze, waarop wij onze gas- en petroleumlampen op en neer kunnen schuiven. De beide rollen zijn door hare assen met de gelei- ^ dingsdraden verbonden en geven dus den stroom gelegenheid, . door de ophangkabels naar de lamp te gaan. In Fig. 251 is ^ eene dergelijke inrichting afgebeeld. Tegenwoordig wordt veel een systeem toegepast, waarb\i de lamp in den hoogsten stand contact maakt in een vaste bus in welke de toevoerdraden eindigen. Bij het neerlaten is de lamp dan geheel vrij, dus zonder draden en ook totaal spanningloos. Vooral in gebouwen is deze oplossing wel de sierlijkste en doelmatigste. In sommige Amerikaansche steden worden de booglampen aan lichttorens gehangen, die dikwijls 75 M. hoog zijn en aan welker top een krans van booglampen, van reflectors voorzien, i=) aangebracht. De lichtboog wordt dan niet door matglas omgeven, omdat het schelle licht bij de groote hoogte niet hinderlijk is voor het oog. Bij helder weer schijnt deze wijze van verlichting goed te voldoen. Daar echter de blauwe en violette stralen van het booglicht in sterke mate door mist worden opgeslorpt, kunnen deze hooge lichttorens, wanneer de atmosfeer niet helder is, geen goed effect maken, en zullen kleinere, meer verdeelde en lager aangebrachte lichtbronnen beter voldoen. Men heeft ook tuimelpalen gemaakt, waarbij een gedeelte van den paal kan draaien en de top tot bij den grond kan worden gebracht. De geleiding wordt dan langs den draaibaren paal gelegd en er behoeft dan maar bij het scharnier een kort stuk van de geleidingsdraden -beweeglijk te zün; ook kan het scharnier zelf den stroom van het vaste naar het beweeglijke deel overbrengen, wanneer het hiertoe bijzonder is ingericht. Deze tuimelpalen zijn door de firma "Wtllem Smit en Co., te Slikkerveer (thans „de Electrotechnische Industrie ) vooi «*»° nikkert en danst de boog onophoudelijk. ei. urtij»!. ue uoog onopnouaelijk. De gloeilamp. De ontwikkelingsgeschiedenis der gloeilamp. De warmte-werking van lanVllli ? r Str°°m m3akt n°g e6ne and6re S°°rt Van "ichtontwikkeling stroonf t?SCi ^ m6n ka" nam6lijk eenvast Schaam door den stroom tot gloeihitte brengen. Het denkbeeld, om den stroom op deze wnze voor verhchtmg toe te passen, ging in het jaar 1838 van Jobar^ te Brunei! stroom J h 8en dUn k00lstaafJe in eene luchtledige ruimte door den stroom te doen gloeien. Z«n denkbeeld werd echter pas ten uitvoer gebracht door zUn leerling, den mijn-ingenieur De Changy, die werkelijk zulk eene gloeilamp met een staafje uit retortenkool - eene andere geschikte koolsoort had men toen nog niet - construeerde. Reeds vroeger (1840) had Grovf eene gloeilamp vervaardigd, waarin „„ oen gioei.iehaam van platina^t»™te en deze moet als de eerste gloeilamp worden beschouwd. In het jaar 1845 SnTdST 60 ®TARRfZich met dit onderwerp bezig en gebruikten, behalve platina-draden, ook staafjes uit retcrtenkool, en in 1859 verlichtte Prof M G Farmer volgens z«ne verklaring zijn huis te Newport met 42 gloeilampen en Icon er zich dus op beroemen, de eerste electrische woningverlicbting te hebben tot stand gebracht. Tegelijkertijd hervatte De Changy, na ongeveer^ft.en jaren, zijn proeven, en verkreeg een patent op zijne P'^me-glo^arn^ Naa aanleiding van een bericht van zijn leermeester Jobard benoemde de Fransche Academie eene commissie, presidium onder van Deprez, die de mtvinaing moest onderzoeken. Toen echter Dk Changy geen nadere inlichtingen 'mlde geven, omdat zijn patent nog niet was verleend, verklaarde Deprez dat De Changy geene aanspraak kon maken op den naam van waterwel*]ppei«k man, omdat h« uit züne ontdekking geldelijk voordeel wilde beha'en' en de Academie zich dus niet verder met De Changy kon bezighouden. De Changy gaf op dit troostelooze bericht de geheele zaak op en kon eerst meer dan twintig jaren later zijne aanspraak op de prioriteit der uitvinding doen geiden door te beweren, dat h« op den goeden weg was geweest, die eenter een eenigszins bekrompen vooroordeel was afgesneden. slechts Nu moet men hierbij echter niet vergeten, dat de gloeilamp z langzaam had kunnen ontwikkelen, al waren de aangevangen f oeV®n VO°"' gezet geworden. Zoolang men tot de galvanische elementen was beperk t, «>on men het gloeilicht zoowel als de booglampen alleen maar voor wetenschap pelijke demonstraties en af en toe als curiositeit gebruiken Eerst de uitvin ding van de dynamo machine gaf een nieuwen prikkel, om de g , verbeteren en voor het gebruik geschikt te maken; in de het vraagstuk van de verdeeling van het electrisch licht de electro techniu aan^ den reeds vroeger betreden weg te vervolgen, om tot het ge^ In het jaar 1873 beproefde de Rus Lodygin eveneens, gloeilampen met koolstaafjes te vervaardigen, en twee zijner landgenooten, Konn en volgden zijn voorbeeld. De lampen van Konn zijn in een winkel te Mieters- burg gedurende geruimen tijd in gebruik geweest. ti he resul- Al deze proeven leidden nu wel is waar niet tot verdere practisc taten, zij leerden echter, dat kool de beste stof was voor het gloeüjjaam, en de toepassing van dit materiaal bracht er de electro technici vanzelf toe, on den gloeienden draad in een luchtledig gemaakten ballon op te het verbranden van de kool te beletten. Daardoor z„n echter de b i^ «k t° deelen der tegenwoordige gloeilamp vanzelf aangegeven en zond^ t^ ' hebben de zooeven vermelde uitvindingen den grond gelegd tot de electiische gloeilamp, zooals deze thans in gebruik is. Wat na dien t«d «P dit geb d is gedaan, was eigenlijk niets anders dan aan de gloeilamp bruikbaren vorm te geven. Dit dient nu wel is waar met °nderschat te worden, maar men moet eraan vasthouden, dat het gl;oerf«ht de toe passing van een door den stroom gloeiend gemaakten dunnen geleider voor lichtvoortbrenging - reeds lang was uitgevonden, toen hedoordeMtóei te vermelden uitvindingen tusschen 1876 en 1880 eene kreeg. Wzullen nu in het kort mededeelen, hoe zich dit H,0ihp der uitvinding, de vervorming van de gloeilamp voor depraCt"'d°" Het te voorschijn roepen van kleinere lichtbronnen door m lampen had, zooals wij reeds hebben gezien, tot geene practische resultaten; geleid, en ook de contactgloeilampen hadden weinig succes gehad. Men beproefde het daarom met gloeiwerkingen van den stroom in vaste geleiders,, om hierdoor eene geschikte kleinere lamp in het leven te roepen. Omstreeks 1878 werd dit vraagstuk in Amerika en Engeland van verschillende zijden bestudeerd. Het hing nu eenmaal in de lucht en de mare, dat deze of gene beproefde, om de verdeeling van het electrisch licht door gloeilicht tot stand te biengen, was oen prikkel voor een tweeden en derden vorscher, om de zaak in studie te nemen. Dit had natuurlijk ten gevolge, dat men langs verschillende wegen het doel trachtte te bereiken. Aanvankelijk beproefde men metaaldraden, eerst van platina, later van iridium en andere zeldzame stoffen, als gloeilichaam toe te passen. Het lag voor de hand metaal te gebruiken, dat gemakkelijk in den vorm van dunne geleiders kan gebracht worden en waarbij de electrische verbinding geene zwarigheden oplevert. Bij het beproeven, bleek het echter, dat geen metaal op den duur bestand is tegen de hooge tempeïatuur. Zoo bleef dus van de geleiders, die in aanmerking kwamen, alleen nog maar de kool over, waarmede reeds vroegere uitvinders proeven hadden genomen. Daar het gloeilichaam echter eene betrekkelijk kleine doorsnede moet hebben, stond men voor het vraagstuk, hoe men uit kool zulke geleiders kon vormen; want men behoefde er niet aan te denken hen uit retortenkool, dit harde, brokkelige materiaal, te snijden. Het waren nu twee Amerikanen, Sawyer en Mann, die eene eenvoudige methode vonden, om zulke geleiders uit kool te vervaardigen. Zij sneden uit karton kleine, hoefijzervormige stukken en verkoolden deze in een kroes tusschen graphietpoeder. Dit was in het begin van het jaar 1873. Met zulke kooldraadjes, die in glazen ballonnetjes werden opgesloten, stelden z\j de eerste gloeilampen samen, die echter in het begin geen grooten levensduur hadden. Men bemerkte echter spoedig, dat de lamp belangrijk langer duurde, wanneer men den glazen ballon luchtledig pompte, hetgeen de Europeesche voorgangers reeds lang wisten. Hiram Maxim, een bekende Amerikaansche uitvinder — in Amerika is men uitvindei van beroep, in Europa gaat dit niet zoo vlot — verklaarde deze verlenging van den levensduur terecht door de afwezigheid eener oxydatie-werking, die wegens de luchtledigheid niet kan optreden, en besloot daaruit, dat men even goede uitkomsten zou verkrijgen, wanneer men het ballonnetje met een niet-oxydeerend gas vulde. Hij nam hiervoor lichtgas en zag nu tot zijne niet geringe verbazing, dat de kooldraad niet verteerde, maar daarentegen dikker werd; hjj schreef dit zeer juist daaraan toe, dat het gloeiende lichaam de koolwaterstoffen ontleedde en de vrij wordende koolstof zich, evenals de retortenkool tegen de wanden der gasretorten, op den gloeienden kooldraad afzette. Deze ontdekking werd later, zooals wij zullen zien, van groote beteekenis voor de gloeilampenfabricage. Zoo ver was men in 1879 gekomen, toen Edison, en tegelijkertijd met hem Swan, aangemoedigd door de goede uitkomsten, door Sawyer en Mann verkregen, hunne proeven met metaaldraden opgaven en zich toelegden op d& verbetering der koolgloeilamp. Edison verving in de eerste plaats de breekbare papier-kool door verkoolde bamboevezels en toonde tevens aan, dat men den weerstand van het gloeilichaam zoo groot mogelijk moest maken, om daardoor onder verhooging der spanning, de voor het gloeien benoodigde stroomsterkte te kunnen verminderen. Nog in hetzelfde jaar liet Edison de eerste practische verlichting met gloei lampen op de stoomboot „Columbia" inrichten, en van deze installatie, die" 115 lampen telde, dagteekent de electrische verlichting door middel van gloeilampen. Het Amerikaansche patentbureau liet zich echter niet misleiden door de groote reclame, die er voor de uitvinding van Edison werd gemaakt, maar kende de prioriteit toe aan Sawyer en Mann, die de eerste electrische gloeilamp met een gloeilichaam van kool hadden vervaardigd. Door Sawyer en Mann is nog eene andere belangrijke verbetering aangebracht: de parallel-schakeling voor de verdeeling van het electisch licht. Wanneer wij een groot aantal gelijktijdig brandende lampen achter elkander in de stroombaan aanbrachten, dan zou de spanning tot eene bedenkelijke hoogte moeten stijgen en het breken van ééne lamp zou het uitdooven van alle andere lampen ten gevolge hebben. Verder zou de stroomsterkte steeds juist constant moeten gehouden worden, hetgeen veel meer moeilijkheden oplevert dan het constant houden der spanning bij parallel-schakeling. Wij zullen hier later bij de toepassing van het electrisch licht nog uitvoeriger op terugkomen. Sawyer en Mann hadden reeds in het jaar 1877 een Amerikaansch patent genomen op de parallel-schakeling, en aan deze mannen komt dus de verdienste toe, de tegenwoordige gloeilampen-techniek te hebben gegrondvest. In Europa zag men de groote beteekenis der gloeilampen voor de verdere verspreiding van het electrisch licht niet dadelijk in. Eerst in het jaar 1880 begon men aan de gloeilampen meer aandacht te schenken, en toen op de electrische tentoonstelling te Parijs in 1881 de opgetogen bezoekers zich van de groote voordeelen van deze verlichting konden overtuigen, hadden de gloeilampen voorgoed eene plaats gekregen in de rij der practisch bruikbare kunstmatige lichtbronnen. Van dit tijdstip af ontwikkelde zich de gloeilampen-techniek zeer snel en ook in ons land heeft deze industrie vasten voet gekregen, daar er to Venloo en Eindhoven gloeilampenfabrieken in werking zijn. De deelen der gloeilampen. In de gloeilamp wordt het licht uitgestraald door een kooldraad, die door den stroom gloeiend wordt gemaakt. Om het verbranden van den draad te beletten en om nog een andere, later te vermelden reden, moet de kooldraad in het luchtledige gloeien. Hiertoe dient hij dus luchtdicht in een glazen ballonnetje opgesloten te zijn. Daar echter de stroom niet door het glas naar de kool kan gaan, is het noodzakelijk, dat er door het glas twee geleidingsdraden voeren. Wij onderscheiden dus by eene gloeilamp drie deelen, namelijk den kooldraad, het glazen ballonnetje of klokje, en de draden, die den stroom door het glas naar het gloeilichaam geleiden. De vereeniging van deze drie deelen is zeer eenvoudig. In den bodem van liet glazen ballonnetje (Fig. 255) zyn twee evenwijdige platina-draden ingesmolten, die van elkander geïsoleerd blijven en met hunne «inden in de glazen peer uitkomen. Aan deze einden is de kooldraad bevestigd, die hiertoe U-vormig omgebogen is. Met de andere einden der platinadraden, die buiten het glas uitsteken, worden de geleidingsdraden verbonden. Het glazen klokje moet luchtledig gepompt worden, nadat de draad op zijne plaats is gebracht, want het zou niet mogelijk zyn bij het inbrengen van het gloeilichaam de lamp luchtledig te houden. Ten einde de lucht er uit te kunnen verwijderen, bevindt zich boven aan de lamp een glazen buisje, dat met de luchtpomp in verbinding wordt gebracht. Wanneer een voldoend vacuum is beieikt, wordt liet buisje dicht boven de lamp afgesmolten en er blytt daarbü een uitwas terug, dien wij boven op onze gloeilamp waarnemen. Wy zouden nu de lamp met de uit het glas te voorGillijn komende platina draadjes aan de stroomgevende leiding konden leggen, maar deze methode zou niet zeer voordeelig zijn, want de korte eindjes draad breken gemakkelijk af en daardoor wordt de lamp onbruikbaar. Er worden daarom aan den kop van de lamp contactstukken aangebracht, die met de platina-draden zijn verbonden en deze tevens beschutten. Wij hebben dus nog een vierde bestanddeel aan de lamp te onderscheiden, den kop, waarover wij later zullen spreken. Eerst zullen w\j de fabricage der drie eerstgenoemde deelen en hunne verbinding nader beschouwen, zooals die in de groote gloeilampenfabrieken geschiedt. Sommige werkplaatsen mogen Fig. 255. in kleinigheden andere methoden volgen, maar in hoofdzaken zijn de handelingen nagenoeg dezelfde. De vervaardiging van den kooldraad. De kooldraad werd oorspronkelijk uit bamboes vervaardigd, dat ook na de verkoling nog eene zekere elasticiteit behoudt. Hiertoe werd het hout in staafjes van bepaalde dikte gespleten en wanneer men ronde draden wilde hebben, door trekijzers rondgetrokken. Deze bewerking verhoogde den prijs niet onbelangrijk, hetgeen spoedig veel gewicht in de schaal legde, toen door de meerdere concurrentie de gloeilampen goedkooper werden en de grootst mogelijke economie dus gebiedend noodzakelijk werd. Men zocht daarom naar andere materialen, die voor de vervaardiging van den gloeidraad geschikt waren, en tot dat doel zijn tallooze proeven genomen. In den laatsten tijd vormt men den draad veelal uit een taai, verkoolbaar deeg. Men gaat als volgt te werk: Katoen in eene warme chloorzinkoplossing wordt in eene glazen kolf gebracht, waaruit de lucht en damp verwijderd zijn, en tot stroopdikte gekookt. Op de kolf plaatst men dan een stop, waardoor twee glazen buizen gaan, eene korte A en eene lange B (zie Fig. 256). Het buitenste naar onder gebogen einde van de laatstgenoemde buis heeft een metalen mondstuk met •eene fijne opening. Men plaatst de kolf op eene tafel met het mondstuk in een bak met spiritus, zooals Fig. 256 aangeeft. Nu wordt met behulp van samengeperste lucht, door de buis A te voeren, de dikke vloeistof in de kolf door buis B in het vat met spiritus geperst, waardoor aan de opgeloste cellulose water onttrokken wordt; de uitgeperste straal vormt zich tot een draad, die zich in windingen om de op den bodem van het vat staande trommel neerlegt. Wanneer de trommel voldoende draad bevat, wordt deze achtereenvolgens in verschillende waschbokken gebracht, waardoor het nog in den draad aan"wezige chloorzink wordt verwijderd. Den altijd nog zeer weeken draad windt men dan op groote trommels van circa */j Meter diameter en droogt hem daarna, waardoor hü tot op ongeveer '/j van z\jne dikte inkrimpt. Vele dra den, in eene streng te zamen gebracht, gelijken veel op donkerblond haar en vertoonen een mat zyde-achtigen glans. De strengen worden dan op behoorlijke lengte door¬ gesneden eii de draden, nadat men met een micrometer-maat hunne dikte nagegaan en hen hiernaar gesorteerd heeft, op vormen van kool gebonden (Fig. 257 a en 257 b), Fig. 257 b dient voor U-vormige draden, Fig. 257 a voor die, welke een krul moeten verkrijgen. Een 6- of 8-tal van deze vormen in een kroes van chamotte steen gepakt komen dan in een gloeioven ter verkoling. Dit moet onder volmaakte afsluiting van lucht geschieden, omdat deteere draden anders zouden verbranden. De op de vormen gebonden draden worden geheel met koolpoeder ingepakt en dan 24 uur aan de warmte in den gloeioven blootgesteld. De bruingele draad van zooeven is nu in zijn verkoolden toestand mat-zwart en hoewel zijne elasticiteit niet geheel verdwenen is, toch vrij breekbaar geworden. De draad is nu echter nog niet bruikbaar. Het is namelijk noodzakelijk, dat er door den gloeidraad bij de normale spanning een stroom van bepaalde sterkte gaat, waarbij de draad zijne normale lichtsterkte en normalen levensduur heeft, twee grootheden, die innig met elkander samenhangen. Om echter bij 18 eene bepaalde spanning eene bepaalde stroomsterkte te verkrijgen, moet ook de weerstand eene bepaalde waarde hebben- De ruwe draad, zooals h\j uit den gloeioven komt, heeft nog niet den juisten weerstand en moest eerst een© bewerking ondergaan, waardoor h\j dien bepaalden weerstand verkrijgt. Hiertoe wordt de methode van Iiram Maxim toegepast, die s-y op blz. 270 reeds lebben vermeld. De draad rordt in een houder bevesigd, waardoor de stroom :an worden toegevoerd, en nen brengt hem dan in ene klok, waarin eerst de acht door koolwaterstofgas ervangen en dan laatstgeloemd gas door middel van ene pomp verdund wordt, ^ig. 258 geeft een denkieeld van dit toestel, waarin Ie buizen A en B voor den oevoer van het koolwatertofgas en voor het leegiompen dienen. Wanneer nen nu een electrischen troom door den draad laat :aan, dan slaat er, door ntleding van de koolwaterstof, koolstof op neer en deze neerslag zal het sterkste zijn op die plaatsen, welke het meest gloeien» Dit zijn echter juist die plaatsen, waar de weerstand het grootst en dus de draad het dunst is: de draad wordt derhalve op die plaatsen het sterkst verdikt. Men ziet alzoo, dat door deze methode alle gedeelten van den draad een gelijken weerstand kragen en de draad dus electrisch geheel homogeen wordt gemaakt. Op een andere wijze zou dit nauwelijks te bereiken zjjn, zoodat het toepassen van deze eenvoudige methode voor de gloeilampenfabricage van het grootste belang is. Wanneer de draad niet overal even dik gemaakt werd, dan zouden de gedeelten, die een te grooten weerstand hebben, sterker gloeien, en de draad zou op die plaats spoedig breken. Bovendien is het aldus neergeslagen koolhuidje hard en stevig, zoodat het den duur van de lamp belangrijk verhoogt. Door het dikker worden van den kooldraad vermindert de weerstand en eindelijk is er zooveel Koolstof op neergeslagen, dat de draad den gewenschten weerstand heeft. Door een automatischen uitschakelaar wordt nu de stroom verbroken en zoo wordt met groote nauwkeurigheid een draad van den benoodigden weerstand verkregen. Nu is de gloeidraad gereed en kan in de lamp worden bevestigd. Eerst wordt hij echter nog eens nauwkeurig bekeken en gemeten, waarbij menige draad als onbruikbaar wordt ter zijde gelegd. De bevestiging van den draad. Om den draad in de lamp te plaatsen, wordt hy met een pincet gepakt en elk einde in een buisje, dat aan den toeleidingsdraad van den voet bevestigd is, waarover later, geschoven, de buisjes iets dichtgeknepen en verder aan de toeleidingsdraden nog vastgekit. Daarna wordt de draad omgekeerd in een oliebad gedompeld op hetwelk een laagje van een vloeibare koolwaterstofverbinding drijft, zoodat de bevestigingseinden juist hierin komen. Door den stroom te sluiten ontleedt deze die vloeistof en 1 1 j_ öictcii ft-uui up uo emuen neer. Nu kan de draad in de lamp worden geplaatst. De voet van ue iamp uesiaai uit twee nunne niKKeiaraadjes Dig. 5i&9, die van p. boven platgeslagen en tot kleine buisjes omgebogen zijn. Aan elk dezer nikkeldraadjes wordt nu een platinadraadje van ongeveer 4 milimeter lengte en hieraan een koperdraadje, van een oogje voorzien, gesoldeerd. Waarom juist platina-draadjes? De toepassing van dit metaal is een harde noodzakelijkheid voor den gloeilampen-fabrikant, omdat geen ander metaal geschikt is, om den stroom door het glas naar den kooldraad te geleiden. Platina heeft namelijk de eigenschap, dat het bij verwarming even sterk uitzet als glas, terwijl andere metalen in dit opzicht groote afwijkingen vertoonen. Is de uitzetting van het glas en het metaal echter niet even groot, dan kan de verbinding by temperatuursverandering tusschen deze beide stoffen niet innig blijven, de lucht dringt in de lamp, die dan spoedig ten gronde gaat. Men is dus gedwongen, het dure metaal, dat met thans ongeveer 2000 gulden per kilo wordt betaald, te gebruiken. In den laatsten tijd begint het platina onrustbarend schaarsch te worden, zoodat de prijs steeds stijgende is. I Terwijl men vroeger den gelieelen draad van platina maakte, neemt men nu slechts dat deel, hetwelk door glas gaat van dit metaal; bovendien heeft men ook de dikte van dezen glazen wand, waardoor de geleiddraad gevoerd is, veel geringer gemaakt en toch eene goede afsluiting verkregen, bij eene goede keuze van de glassoort. In de lamp is dan, zooals we boven zagen, voor verbinding met het gloeilichaam nikkeldraad en buiten de lamp voor toeleiding koperdraad gebezigdDe vervaardiging van den voet van den lamp, waarbij de toeleidingsdraden op een bepaalden afstand van elkaar moeten blijven, geschiedt nu op de volgende wijze: Twee stukjes draad worden in eene tang gezet (Fig. 260) en daarin op een behoorlijken afstand gehouden, waarna een dikke glasdraad, uit het gloeiend einde van een glazen staafje getrokken, om het midden van de draadjes wordt gelegd, zoodat deze bü afkoeling van het glas goed verbonden zijn. De voet van de lamp Fig. 261 is dan gereed, zoodat de geprepareerde kooldraad er aan bevestigd kan worden. Nu wordt dit voetje met kooldraad in het ballonnetje geplaatst, waaraan van boven eene buis is gebleven (Fig. 264), waardoor later het leegpompen plaats heeft. De onderkant heeft eene wijdere opening, waardoor de kooldraad kan gebracht worden. Fig 260 Wanneer dit geschied is, wordt de hals van het ballonnetje in de blaasvlam verhit, de voet met een pincet aangepakt, zoo ver uitgetrokken als de gevraagde vorm vereischt en de hals daarna dichtgesmolten, waarbij de gevormde glazen bodem zich met den voet innig vereenigt. Nu is een en ander nog zóó week, dat men den kooldraad een goeden stand kan geven, die dan behouden blijft bij afkoeling. Het glazen ballonnetje. Vroeger vervaardigden de gloeilampen-fabrieken de glazen ballonnetjes zelve. Tegenwoordig worden zij in de glasblazerijen in groote hoeveelheid gemaakt. Dit geschiedt veelal machinaal. Aan den ballon, zooals h\j door 'de glasfabriek wordt afgeleverd, bevindt zich nog een glazen hals. De glasblazer van de gloeilampen fabriek bevestigt eerst boven op de peer een glazen buisje en laat dan den steel van de peer afspringen door den hals te verwarmen en er daarna met een nat stuk hout omheen te strijken. De ballon heeft dan de gedaante, die door Fig. 261 wordt aangegeven. Na het inbrengen van den kooldraad, zooals boven beschreven, is de lamp eindelijk gereed, om uitgepompt te worden (Fig. 262). Het luchtledig-maken van de lamp. Deze bewerking heeft in de laatste jaren eene ingrijpende verandering ondergaan, die men eerst dan op hare waarde zal schatten, wanneer men de oude wijze van handelen kent. Laten wü daarom even een overzicht geven van de methoden van leegpompen zooals die vroeger werden toegepast. Het luchtledig van de lamp moet zeer hoog zijn; de hoeveelheid lucht, die er in mag blijven, bedraagt 0,1 tot hoogstens 1 millioenste deel van de hoeveelheid, die er bij den gewonen luchtdruk in aanwezig is. Zulk een vacuum kan men met de oude machinale pompen, die wij nog in de physische kabinetten vinden, niet bereiken. Ongeveer een halve eeuw geleden had een mechanicus in Bonn, Geissler genaamd, eene luchtpomp met kwik vervaardigd, waarmede hij glazen buizen luchtledig maakte, die eigenaardige lichtverschijnselen vertoonden, wanneer men er een stroom van hooge spanning doorvoerde. Dit zijn de bekende Geissler'sche buizen, die toen alleen uit een wetenschappelijk oogpunt van belang waren. Dat de vervaardiging van deze buizen echter een groote practische beteekenis verkreeg, toen bij de gloeilamp een kooldraad in een glazen ballon moest worden ingesloten, met eene vertrouwbare wijze van stroomtoevoer, is duidelijk. Vóór wü tot eene beschrijving van de kwikzilverluchtpomp overgaan, willen w\j nog de vraag beantwoorden, waarom het noodig is, don ballon luchtledig te maken. Eén antwoord kennen wij al. De kooldraad moet tegen verbranden beschut worden, door verwijdering van de zuurstof, maar wanneer dit de eenige grond was, dan zouden wy ons de moeite van het luchtledig maken kunnen besparen door de lamp met een gas te vullen, dat de kool niet aantast, b. v. stikstof, waterstof of dergelijken. Maar eene dusdanige lamp zou een groot gebrek hebben. Laten wij dit iets nader verklaren. De warmte, die in den kooldraad wordt ontwikkeld, wordt weder even spoedig door dezen afgegeven, anders zou immers de draad steeds warmer worden en ten slotte smelten. Dit warmte-verlies heeft op twee wijzen plaats: door straling en convectie. De eerste komt overeen met de wijze, waarop wij de zonnewarmte ontvangen en deze straling is bij geen mogelijkheid tegen te gaan. De convectie geschiedt doordat de gasmoleculen warmte van den draad opnemen en deze aan het ballonnetje weer op hun beurt afstaan; die moleculen zijn namelijk steeds in zeer snelle beweging en botsen dan eens tegen den draad, dan weer tegen den glaswand. De warmte-overbrenging nu door de convectie is veel, veel sterker dan die door de straling en zou daardoor ten eerste het glas veel te heet worden en ten tweede het gloeien van den draad een veel sterker stroom vereischen. Een schadelijke energie verspilling dus. Maakt men nu den ballon zoo luchtledig als mogelijk, dan wordt de convectie sterk verminderd. Dit bemerken wij ook dadelijk, wanneer we eene goed en eene slecht luchtledig gemaakte lamp gedurende eenigen tijd laten branden en dan met de hand aanraken. De eerste lamp kan men gerust aanpakken, bij de andere zouden wij ons branden, een bewijs, dat de lamp niet voldoende luchtledig is. Ook zal de slechte lamp bij dezelfde spanning minder sterk gloeien dan de goede, een bewijs, dat de kooldraad abnormaal veel ■warmte verliest. Eene goede gloeilamp is derhalve ook niet gevaarlijk, mits de warmte, die naar buiten afgevoerd wordt, een vrijen uitweg heeft. Wanneer wij dit belemmeren, door b.v. om de lamp een stuk doek of papier te brengen, dan duurt 't niet lang of de glaswand is zóó warm, dat het doek of papier verzengt en ontbrandt. Zoo zijn gevallen voorgekomen , waar een gordijn, door den wind over eene gloeilamp gevoerd, in brand geraakte. Nu tot onze kwikluchtpompen teruggekeerd. Er zijn verschillende soorten van pompen in gebruik; in hoofdzaak kunnen wij echter twee groepen onderscheiden. Bü de eene werkt een naar beneden vallende straal kwikzilver als eene straalpomp, bij de andere daarentegen vervangt het vloeibare metaal den zuiger eener machinale pomp. De pompen van de eerste soort (Fig. 263) bestaan uit eene buis F, waar het kwikzilver met een onafgebroken straal van boven in stroom! en waarbij het uit de ter zijde aangebrachte buis lucht zuigt. Met laatstgenoemde buis wordt de lamp verbonden- De buis F komt in een glazen bak K uit, zoodat hare opening steeds door kwik blijft afgesloten. Het kwikzilver, dat uit den bak overloopt, wordt door eene pomp in een reservoir gebracht, van waar uit het weer naar de kwikpomp vloeit. Voor de pompinrichtingen der gloeilampen-fabrieken zijn nu toestellen gemaakt, waardoor tegelijkertijd naar verscheidene zuigbuizen F kwikzilver wordt aangevoerd; hiertoe wordt het vloeibare metaal door machinale pompen naar een hoogreservoir geperst, vloeit van hier uit door ijzeren verdeelingsbuizen naar de zuigende buizen F van Fig. 263 en komt ten slotte in eene verzamelbuis, die het weder naar de perspomp terugleidt. In Fig. 264 is een gedeelte van eene pompenbatterij afgebeeld, waardoor wil eene voorstelling kragen van de beschreven inrichting, in eenvoudigen vorm. De ijzeren buis D, die boven is aangebracht, voert het kwikzilver uit het lioogreservoir naar de buizen B; van hieruit komt het door de schuine verbindingsbuis in de zuigbuis T en vervolgens in de verzamelbuis D'. De zuigbuis T staat met het vat R in verbinding, dat gedeeltelijk gevuld is met watervrij phosphorpentoxyd ten einde den waterdamp der uit te pompen lucht tegen te houden. Dit vat is van eene opening O voorzien, waarin de geslepen voet past, die aan het glazen buisje a van de lamp is aangebracht en die door talk, enz. luchtdicht wordt afgesloten. Aan de tegenwoordige pompen zijn wel is waar nog meer gecompliceerde inrichtingen aangebracht, maar de lezer zal uit de Figuur het beginsel, waarop deze pompen berusten, zeer goed kunnen begrijpen. Yan de andere soort pompen zullen wij eveneens eerst het beginsel aangeven. Wij hebben reeds gezegd, dat bij deze soort de kwikzuil als een zuiger werkt Het is nu gemakkelijk te begrijpen, dat de kwikzuil, die afwisselend op- en neergaat, lucht uit een vat zal kunnen pompen, op dezelfde wijze als in eene gewone pomp de zuiger eene vloeistof in beweging brengt; bij laatstgenoemde pompen is het echter noodzakelijk, dat kranen of ventielen het terugloopen van de vloeistof in het te ledigen vat beletten. Eene dergelijke inrichting paste men vroeger ook bij kwikpompen toe; tegenwoordig zijn er echter in de gloeilampen-fabrieken pompen in gebruik, waarbij kranen of ventielen onnoodig zijn; door een kunstgreep heeft men deze vereenvoudiging kunnen aanbrengen. Wanneer de lezer een blik slaat op Fig. 265, dan ziet hij in de eerste plaats den bol A, die met drie buizen in verbinding staat. Aan de verticaal naar beneden- Fig. 265. gaande buis A is van onderen eene caoutchouc-slang y bevestigd, die met haar andere einde in het vat S uitkomt. Dit vat is met kwikzilver gevuld. Wanneer wij dus het vat S optillen, dan stroomt er kwik in de buis B, en wanneer wij S hoog genoeg heffen, ook in den bol A. Daarbij wordt de lucht uit A en B verdreven. Zoolang nu het niveau van de kwikkolom nog beneden de opening van de buis H staat, wordt de lucht in deze buis gedrukt; is echter het kwik boven deze opening gestegen, dan is H van A afgesloten het hooger stijgende kwik drukt de lucht niet meer in H, maar door de buis F naar buiten. Veronderstellen wij nu, dat A tot boven toe met kwikzilver gevuld is. Wij laten nu S dalen en er ontstaat dan, zoodra S laag genoeg is gekomen, in A een luchtledig, daar er kwik van A naar S vloeit; daalt S nog meer, zoodat het kwikniveau beneden de opening van H komt, dan zal er door de buis H uit de ruimte, waarmede zij verbonden is, in ons geval de gloeilamp, lucht naar A stroomen. Vervolgens laten wij het kwikzilver door het optillen van S weder stijgen. Wel is waar zal nu een gedeelte van de lucht, die zich in B bevindt, naar de leeg tepompen lamp worden gedrukt, maar aangezien spoedig de opening van H door kwik gesloten wordt, zal de geheele inhoud van A door F naar buiten worden verwijderd; deze hoevoelheid lucht is dus door een enkele op- en neergaande beweging van het vat S uit de lamp verwijderd. Daar de bol A zeer veel meer lucht bevat dan de buis B, die by het dalen van S en dus b\j het terugvloeien van het kwik in S ook met lucht gevuld wordt, zal maar een klein gedeelte van de uit de lamp gezogen lucht hier weder in terug, gedrukt worden; verreweg het grootste gedeelte zal van de lamp afgesloten en naar buiten verwijderd worden. Dit stijgen en dalen der kwikkolom herhaalt zich onafgebroken; men laat de kwikzuil, door het vat S op te tillen, tot A stijgen, vervolgens wordt het vat op de beschreven wijze weer naar omlaag bewogen, zoodat er lucht uit de lamp gezogen wordt: daarna rijst het kwik weer, enz. Men ziet dus, dat de werking overeenkomt met die eener machinale pomp; alleen is de zuiger door eene kwikkolom vervangen en speelt ook de zwaarte van het kwik bij de beweging der kolom eene rol. De pompen der eerste soort zijn doelmatiger, omdat zij geheel automatisch zonder hulp van menschenhanden de lucht verwijderen; zij worden dan ook bij voorkeur in de gloeilampen-fabrieken toegepast. Men heeft echter bevonden, dat de pompen der tweede soort beter luchtledig maken, en heeft dezen daarom eene zoodanige inrichting gegeven, dat zij eveneens automatisch werken. Het komt er dus op aan, de beweging der kwikzuil vanzelf, zonder het vat S met de hand op te tillen, te laten geschieden, en het is nu aangewezen, het kwikzilver door samengeperste lucht in de buis B en in de bol A te drukken en het door opheffing der drukking weder te laten terugvloeien. Daartoe is het echter noodzakelijk, dat de druk op het juiste oogenblik begint te werken en ophoudt, wanneer het kwik zijn hoogsten stand heeft bereikt. Op vernuftige wjjze is dit in de zelfwerkende pompen bereikt, die wij hier in 't kort zullen beschrijven. In deze pompen heeft het kwikreservoir S van Pig. 268 eene andere gedaante gekregen. Denken wy ons dit tot op een nauwen hals na gesloten en dezen hals met eene caoutchouc-slang verbonden, die met een reservoir met samengeperste lucht in verbinding staat. Door het openen van eene kraan wordt de kwikbak met bet luchtreservoir in verbinding gesteld en de samengeperste lucht drukt nu het kwikzilver in de buis B en verder in A, zoodra A gevuld is, draaien wjj de kraan om en heffen daardoor de verbinding tusschen het vat S en het reservoir samengeperste lucht op, maar verschaften tegelijkertijd aan de lucht in S een uitweg naar buiten. Het kwik, waarop nu geene samengeperste lucht meer drukt, daalt naar S terug en verdunt daardoor de lucht in de gloeilamp. Nu laten wij door het omdraaien van de kraan de samengeperste lucht weer op het kwik drukken; dit stijgt opnieuw en zoo begint de bewerking weer van voren af aan. By deze inrichting zou nu nog menschelijke arbeid voor het omdraaien der kraan noodig zijn; maar ook deze is door een zelfwerkend mechanisme overbodig gemaakt. Tot dit doel is het kwikreservoir S, van Fig. 265, op eender armeri van eene balans bevestigd; op den anderen arm is een tegenwicht aangebracht. Wanneer nu de kwikkolom geheel gedaald is, zal in den bak S de grootst mogelijke hoeveelheid kwik voorhanden en dus S het zwaarst zijn. In dit geval is zijn gewicht grooter dan dat van het tegenwicht en de balans zal dus naar den kant van den kwikbak overslaan. In dezen laagsten stand van S heeft echter de balans, die met eene kraan verbonden is, deze naar de zijde van het reservoir samengeperste lucht geopend. De samengeperste lucht werkt nu op de kwikkolom, deze stijgt en daardoor wordt de kwikbak leeg. Zijn gewicht neemt af en spoedig krijgt het tegenwicht op den anderen arm de overhand, zoodat de balans naar den anderen kant overslaat. Daardoor wordt echter tevens de kraan omgedraaid, de verbinding met het luchtreservoir gesloten en daarentegen een uitweg naar buiten geopend. De samengeperste lucht uit den kwikbak ontsnapt, de kwikkolom daalt, het kwikreservoir wordt weder gevuld, zijn gewicht neemt daardoor toe, de balans slaat weer naar de andere zijde over en de kwikbak wordt opnieuw met het luchtreservoir in verbinding gesteld. Deze bewerking herhaalt zich onafgebroken zonder tusschenkomst van menschelijken arbeid en het luchtledig-pompen geschiedt dus geheel automatisch. In lig. 2ü6 en 267 is zulk eene pomp afgebeeld, waarbij wij echter nog eene opheldering moeten geven. De kwikbak is namelijk niet vast op den arm van de balans bevestigd, maar kan op dezen glijden. Is nu de arm, waarop het kwikreservoir is aangebracht, gestegen, dan glijdt de kwikbak naar de as, waai om de balans draait. Hierdoor zal hij eerst dan het overwicht krijgen, wanneer al het kwik er in terug is gevloeid. Dan slaat de balans naar zijn -ant over en nu glijdt hij naar het uiteinde van den arm. In dezen stand heeft het kwikreservoir zóó lang het overwicht, tot de bepaalde hoeveelheid wik er uit is gedrukt; deze hoeveelheid kwik wordt zóó geregeld, dat zij juist de pomp (in Fig. 265 den bol A) kan vullen. Eerst dan wanneer deze hoeveelheid kwikzilver door de lucht er uit geperst is, stijgt deze arm van de balans, en nu glijdt de kwikbak weer naar zijne vorige plaats terug. Op deze wijze is het mogelijk, dat het omdraaien van de kraan telkens eerst dan plaats heeft, wanneer de kwikbak zijn grootste en kleinste gewicht heeft, zoodra de zich bewegende kwikkolom tot de grootst mogelijke hoogte stijgen en zoo laag mogelijk dalen kan. Door deze inrichting geschiedt het luchtledig-pompen der gloeilampen, evenals om de lampen te doen branden, dan gebruiken wij eerst 55 cellen, die de vereischte 105 Volt geven. Na verloop van eenigen tijd is de totale spanning tot 104 Volt gedaald, waarop wij eene cel bijschakelen en krijgen dan iets meer dan wjj strikt noodig hebben, nl. 105,9 Volt. Ook deze batterij vermindert in spanning. Wij voegen dus weder een nieuw element er bij, als de 104 Volt is bereikt enz., totdat alle ingeschakeld zijn. Het aantal van deze bij te voegen cellen wordt zóó groot genomen, dat, wanneer de geheele batterij op 105 Volt is gekomen, de spanning van de enkele accumulatoren zooveel is afgenomen, dat men met de verdere ontlading moet ophouden, opdat zij niet beschadigd worden. Het principe, waarnaar wij moeten handelen, hebben wij dus gevonden; hoe moeten we dit in de practijk toepassen? Hiervoor gebruiken wij een eenvoudig instrument, een cellenschakelaar. Fig. 311 geeft een voorbeeld van een accumulatoren-batterij van 60 cellen (1 — 60), die een gloeilampeninstallatie voeden moet. De verbindingsplaatsen tusschen de elementen 54 —55, 55—56, 56—57 enz. zijn ieder door geleidingen met contactstukken verbonden, die in een cirkelboog op eene geïsoleerde plaat liggen en waarover een arm K kan schuiven. Deze kan dus met de contactstukken I— VII in verbinding worden gebracht. Een dergelijk toestel noemt men een cellenschakelaar. De nog vrije electrode van de laatste cel 60, de negatieve pool van de batterij, is aan het contactstuk VII gekoppeld. Staat nu de arm b.v. op IV, dan is de batterij van het eerste tot het element, dat in de figuur rechts van de verbinding naar IV ligt, ingeschakeld, dus de cellen 1-57. De cellen 58, 59 en 60 zijn uitgeschakeld. Draaien wij den arm van IV op V, dan wordt de batterij met eene cel vermeerderd; komt de arm IV op III, dan met eene cel verminderd. Wy kunnen dus op deze wijze het aantal' elementen tusschen 54 en 60 naar verkiezing veranderen en daarmede de spanning regelen. Bij het begin van het stroomgeven stond de contactarm op I en waren 5t cellen ingeschakeld; dan wordt het afnemen van de spanning door het plaatsen van den arm op II en zoo voortgaande op III, IV enz. gecompenseerd, tot men op VII is gekomen, en wanneer de spanning dan tot onder het vereischte bedrag afneemt, is dit eene aanwijzing, dat de batterij niet verder ontladen mag worden. Dezelfde inrichting maakt het ook mogelijk, de gloeilamp te gelijk door den dynamo en door de batterij te voeden. Dit kan noodzakelijk zijn, als b. v. in eene installatie gedurende het grootste gedeelte van den brandtijd slechts zooveel lampen branden als de dynamo bedienen kan en voor een korten tijd nog eenige meerdere lampen stroom noodig hebben. Voor dit gecombineerde bedrijf is het noodig, dat de dynamo en de batterij dezelfde en wel de normale spanning hebben, opdat geen stroom van den dynamo in de batterij of omgekeerd vloeie. Daar nu met den cellenschakelaar eene nagenoeg constante klemmenspanning van de batterij te verkrijgen is, en, zooals reeds beschreven is, ook de klemmenspanning van den dynamo op hetzelfde bedrag kan worden gehouden, zoo kunnen èn dynamo èn batterij parallel op de leiding worden geschakeld, zooals dit in Fig. 311 is voorgesteld. Den cellenschakelaar kunnen we ook gebruiken, wanneer tegelijkertijd de batterij geladen wordt en de lampen branden moeten. Wij verbinden dan de eindklemmen van de batterij B met de klemmen van den dynamo D (Fig. 312) en regelen de spanning van den dynamo zoodanig, dat steeds een stroom van gelijke sterkte door de batterij vloeit; deze spanning moet, zooals wg weten, met voortdurende lading worden vermeerderd. Aangezien nu de laadspanning van de geheele batterij hooger is dan de spanning, die de gloeilampen noodig hebben, verbinden wij de lampen aan de plaatsen van de batterij, waartusschen de spanning heerscht, gelijk aan die, welke voor den stroomkring van de lampen Gr G- noodig is, dus aan de (-)-) pool en aan een element, dat van de andere pool eenige cellen afstaat. Daar de spanning van elk element stijgt, moet de veranderlijke plaats, waaraan de gloeilampen-stroomkring geschakeld is, gedurende de lading langzamerhand naar de -f- pool worden verschoven, waarvoor weder de cellenschakelaar gebruikt wordt. Bij deze inrichting stuiten wij echter op eene moeilijkheid. Wij zien, dat door de cellen, die tusschen de negatieve pool en de contactplaats liggen, de volle dynamostroom gaat, terwijl het andere deel van de batterij, dat tevens stroom voor de lampen levert, eene zelfde hoeveelheid electrische energie ontvangt, maar daarbij aan de lampen dadelijk een deel afstaat. De eerstgenoemde cellen zijn echter juist die, welke later slechts nu en dan stroom moeten geven. Zij ontvangen dus meer energie dan de andere cellen en hebben later minder af te geven Dientengevolge zullen de eerste overladen zijn, als de andere eene normale lading bezitten. En verder nog dit: daar met klimmende spanning de cellen van af de negatieve pool één voor één afgeschakeld worden, zoo staan deze cellen des te langer onder de werking van den vollen laadstroom, hoe meer zij bij die negatieve pool liggen. Bij de ontlading is het echter juist omgekeerd; want hier wordt van eene cel des te minder arbeid gevraagd, hoe dichter zij bij de negatieve pool gelegen is. Dientengevolge heeft deze installatie het nadeel, dat de schakel cellen, d. z. die, welke met den cellenschakelaar zijn verbonden, overladen worden en die, welke bij het negatieve einde van de batterij geplaatst zijn, het meest. Dit gebrek wordt door toepassing van den dubbel-cellenschakelaar van Hermann Müller, waarbij de schakelcellen met twee cellenschakelaars zijn verbonden, ontgaan. Men kan nu met den ondersten I hefboom een schakelcel, die vol is, y buiten de keten zetten (Fig. 313). De bovenste hefboom dient dan weder om de lichtspanning te regelen. De volgende gevallen zijn nu te onderscheiden: 1". de dynamo levert den stroom, benoodigd voor de verlichting, plus Fig. 313. een laadstroom voor de batterij. 2°. de dynamo levert juist den eerstgenoemden stroom; de batterij wordt dus noch geladen, noch ontladen. 3°. dynamo en batterij leveren samen stroom in het net. Meestal richt men het zoo in, dat bij geringe belasting van het net de batterij een zekeren laadstroom ontvangt, terwijl bij sterke belasting de batterij medehelpt. Men noemt deze dan bufferbatterij. HET GEBRUIK VAN ACCUMULATOREN BIJ VERLICHTINGS-INSTALLATIES. Bü de constructie van deze cellenschakelaars moet nog eene zaak van belang worden vermeld. Indien wü deze werktuigen zoo wilden inrichten, dat do contactarm bü den overgang van het eene contactstuk naar het volgende, het eerste reeds had verlaten, wanneer hü met het andere in aanraking komt, dan zou bü iedere verplaatsing van den hefboom de stroomkring worden verbroken en tusschen hefboom en contactstuk, dat hü verlaat, een sterke vonk ontstaan, die, hoe kort zü ook mocht duren, vernielend werken moest. Was dat toestel echter zoodanig ingericht, dat de arm het eene contactstuk nog aanraakt, wanneer hü ook reeds op het volgende ligt, dan zou de cel, die tusschen die contacten is geschakeld, kort gesloten zün (zie Fig. 313) en zich onder sterke stroomontwikkeling ontladen. Om dit te voorkomen gaat men op de volgende wüze te werk: Men legt tusschen de contacten nog een dergelük stuk, dat iets smaller is en met het voorafgaande hoofdcontact door een kleinen draadweerstand is verbonden. Schuift nu de hefboom van 3 op 4 (Fig. 314), dan komt hij eerst op het tusschenstuk III en dan eerst met 4 in aanraking, als hü 3 geheel verlaten heeft. Van III naar 4 sluit de arm wel de tusschen 3 en 4 liggende cel, maar daar zü alleen 4 en III aanraakt, zoo is dien kring de weerstand W3 geschakeld, die zóó groot is, dat de ontlaadstroom van de gesloten cel beneden een bepaald bedrag wordt gehouden. Meer gebruikelijk is echter eene andere inrichting, waarbij de sleepborstel uit twee deelen bestaat, die slechts door een weerstandsspiraal contact niet elkaar hebben. Men bereikt nu hetzelfde doel. doch de tusschencontacten en spiralen komen te vervallen iFig. 315). Men ziet in deze figuur duidelijk de aan de hefboomen verbonden spiralen. De hefboomen moeten altijd zoo gesteld worden, dat de spiralen stroomloos zijn; daartoe zijn de in de figuur zichtbare pennen aangebracht, die in de keepjes der concentrische ringen moeten rusten. Behalve deze voor kleinere installaties te gebruiken werktuigen zullen wij later nog de groote cellenschakelaars voor electriciteitscentralen leeren kennen. Ten einde te voorkomen, dat de accumulatoren, b\j eene vermindering van de spanning der dynnmo-machine, zich door de machine ontladen, wordt wel een automatische stroombreker, gewoonlijk minimaal-uitschakelaar genoemd, gebruikt, die den stroom verbreekt, zoodra zijne sterkte beneden een zeker minimum is gekomen 3n die dus belet, dat de stroom van richting verandert. Deze automaat kan 3Üv. ingericht zijn zooals in Fig. 316 s afgebeeld. Aan den hefboom, die ioor een handvat kan worden gedraaid, sevinden zich twee contacten, waarmede men den stroom kan sluiten; leze gaat dan tevens door de bewikkeing van een electro-magneet, die krachtig magnetisch wordt. Om de as van den hefboom is eene veer bevestigd, die hem in den stand tracht te brengen zooals in de figuur is aange- Fig. 316. geven en waarbij de stroom verbroken is. Wanneer de hefboom dus geen tegenstand ondervindt, zal hij dezen stand innemen. Het anker van den electromagneet bestaat uit een hefboom, waarvan de armen loodrecht op elkander staan; wordt dus de lange arm tegen den magneet aangedrukt en door dezen vastgohouden, dan staat de korte arm horizontaal. De werking van den automaat is nu gemakkelijk te begrijpen. Zoodra de dynamo een spanning heeft grooter dan die der accumulatoren-batterij, sluit men den stroom door den contacthefboom verticaal te plaatsen, en drukt te gelijker tijd het anker tegen den magneet, die het aangetroknen houdt. De contact hefboom stuit nu met zijne aan het ondereinde aangebrachte nok tegen don horizontalen arm van het anker, zoodat hij verticaal moet blijven staan en dus den stroom gesloten houdt. Daalt nu echter de stroomsterkte beneden een zeker minimum, dan zal de electro-magneet niet meer krachtig genoeg zijn om het anker vast te houden; dit wordt door de veer er af getrokken, de horizontale arm daalt en laat daardoor den contact-hefboom vrij, die nu gevolg gevende aan de werking van de veer, in den stand van de figuur terugspringt en daardoor den stroom verbreekt. Het aanleggen der geleidingen. De stroomloop in het leidingsnet. De electrische stroom, die door de dynamo-machine geleverd wordt, gaat door de geleiding naar de lampen. Men kan nu denzelfden stroom door alle lampen voeren en moet deze hiertoe achter elkander in de geleiding aanbrengen, of men verbindt de lampen parallel tusschen de heen- en terugleiding, waardoor iedere lamp haar eigen stroom verkrijgt. W$j zullen laatstgenoemde methode, daar zij de meest verspreide is, het eerst behandelen. Bij de parallel-schakeling worden de draden, die de stroom naar de verschillende lampen voeren, als bruggen tusschen de geleidingen, welke van de positieve en negatieve pool der machine zijn uitgegaan, aangebracht; o£ dezelfde wijze, als wij dit op blz. 67 voor de parallel-schakeling van galvanische elementen hebben verklaard. Bij zijn kringloop vertakt zich de stroom dan over alle lampen. Daar eene lamp eune bepaalde stroomsterkte noodig heeft, om met de gewenschte lichtsterkte te branden, en haar weerstand daarbij constant blijft, zal, blijkens de wet van Ohm, die wij op blz. 16 hebben leeren kennen, ook het spanningsverschil tusschen de punten der heen- en der terugleiding, waaraan de leiding naar de lamp is verbonden, constant moeten zijn. Wij komen dus tot het besluit, dat de spanning van den stroom op dezelfde hoogte moet worden gehouden. De stroomsterkte hangt daarentegen blijkbaar van het aantal lampen af; hoe meer lampen er branden, des te meer de stroom zich moet vertakken en hoe grooter de stroomsterkto zal moeten zijn. Daar nu de spanning constant blijft en de stroomsterkte evenredig met het aantal lampen toeneemt, zal ook het product dezer twee factoren, dat, blijkens onze beschouwingen op blz. 18, de arbeids-intensiteit aangeeft, in dezelfde mate als liet aantal brandende lampen toe- of afnemen. De arbeid, die noodig is om den dynamo te drijven, is dus evenredig met het aantal brandende lampen. Fig. 317 geeft er eene schematische voorstelling van, hoe de geleiding zich over verschillende lokalen vertakt en hoe de lampen in die vertakkingen zijn aangebracht. De getrokken lijnen stellen de heen- en de gestippelde lijnen de terugleidingen voor. Uit dit schema is in de eerste plaats duidelijk, dat het uitdooven van eene lamp geen invloed heeft op de andere lampen; de leiding wordt hierdoor niet verbroken en de overblijvende lampen zullen rustig doorbranden. Voorts blijkt er uit, dat de geleidingsdraden, die tusschen den dynamo en de eerste vertakking zijn gelegen, stroom voor alle lampen moeten aanvoeren. De vertakking naar het eerste lokaal neemt zooveel stroom op, als voor het aantal lampen, dat aldaar brandt, noodig is; branden er dus bijv. 50 lampjes in die vertakking, die ieder V, Ampère stroomsterkte noodig hebben, dan zullen er 25 Ampères door de eerste vertakking aan de hoofd- leiding worden ontnomen. Tusschen de eerste en de tweede vertakking hebben de hoofddraden dus nog maar de volle stroomsterkte, verminderd met '25 Ampères, aan te voeren, enz. Hoe verder men dus van de machine komt, hoe kleiner de stroomsterkte in de geleiding wordt. Daar nu de vereischte dikte der geleidingen, behalve van hare lengte, ook van de stroomsterkte afhangt, zullen de draden des te dunner kunnen zijn naarmate zij minder lampen van stroom moeten voorzien. Terwijl dus van de dynamomachine dikke draden uitgaan, kunnen zij na iedere vertakking dunner wezen, en ook in de vertakkingen zijn de geleidingsdraden naar het aantal lampjes, dat er in moet branden, berekend; de draad, die den stroom naar een enkel lampje voert, zal bijv. slechts eene koperdikte van 1 millimeter hebben. Iets dergelijks heeft men bij gas- en waterleidingen; de hoofdbuizen zijn zeer w^jd en worden dunner hoe meer het net zich heeft vertakt, totdat in de huizen de pijpen nog maar zeer dun zijn. Wü zeiden, dat de dikte der geleiding van de stroomsterkte afhangt; daar namelijk de stroom de leiding verwarmt, moet zij dik genoeg zijn, dat deze verwarming niet gevaarlijk wordt, daar anders de draad zoodanig in temperatuur zou kunnen stijgen, dat hij gloeiend weid. De ingenieurs hebben eenvoudige regels, volgens welke zij de geleidingen met het oog hierop berekenen; deze regels, die weder berusten op de wet van Joule, geven aan, hoe dik de draden voor eene bepaalde stroomsterkte minstens moeten zijn. De doorsnede der geleidingen moet echter ook nog uit een ander oogpunt berekend worden. Het spanningsverlies in de geleidingen is er de oorzaak van, dat de spanning tusschen twee naast elkander gelegen plaatsen der heen- en terugleiding daalt hoe verder zij van den dynamo zijn gelegen; en hoe meer electrische energie in de geleidingen in warmte wordt omgezet, hoe grooter dit spanningsverlies is. De hoeveelheid electrische energie, die aldus voor ons verloren gaat, hangt echter, blijkens het gezegde op blz. 155, af van de stroomsterkte en van den weerstand der geleiding, gerekend van den dynamo tot aan de betreffende plaats, waar men de spanning meet. Zooals wij zooeven reeds hebben opgemerkt, heeft ieder lampje, ten einde met de vereischte lichtsterkte te kunnen branoen, een stroom van eene bepaalde spanning noodig; vandaar dat het spanningsverlies in de leiding, die dikwijls 100 en meer meters bedraagt, eene zekere grens niet mag te boven gaan. De weerstand der leiding is dus ook aan eene bepaalde grens gebonden en daarom moet de dikte der draden, die met de lengte en het geleidingsvermogen van het koper den weerstand bepaalt, ook met het oog hierop nauwkeurig berekend worden. Hoe deze PLAAT II. Electrisclie verlichtings-iustallatie in een woonhuis. Hoofdleiding.— —— Vertakte leiding. berekening geschiedt, kunnen wij hier niet nader verklaren, daar wij dan te veel op technisch gebied zouden komen. De projecteerende ingenieur zal hierbij een voor alle leidingen gelijk spanningsverlies aannemen, hetwelk afhangt van het energie-verlies, dat in de geleidingen wordt toegelaten. Kiest hij een grooter verlies, dan kan hij dunnere draden aanwenden dan bü een klein verlies, en de aanleg kost dan minder; daarentegen zal de exploitatie duurder zijn. Voor kleinere installaties zal men het verlies zoo klein mogelijk nemen, daar bij geringe lengte de meerdere kosten voor dikkere draden niet zooveel gewicht in de schaal leggen. Anders is het bij de groote electrische centraal-stations, waarbij nauwkeurig berekend moet worden, welke verhouding tusschen aanleg- en exploitatiekosten, in verband met den interest en de afschrijving van het aanlegkapitaal, het voordeeligst is. Het is nu niet moeilijk te begrijpen, hoe de geleidingsdraden bij p ar uil elschakeling der lampen moet worden aangebracht. Van den dynamo gaan eerst twee dikke draden naar het zoogenaamde schakelbord, waarop de verschillende apparaten, als: stroommeters, stroomsluiters. enz., die wij in den loop van dit Hoofdstuk nog nader zullen leeren kennen, zijn aangebracht. Van hieruit gaat de hoofdleiding verder en vertakt zich naar de verschillende lokalen, zooals door het schema van Fig. 317 wordt aangegeven. Moeten er verschillende afzonderlijke gebouwen verlicht worden, dan zijn er op het schakelbord twee koperen staven aangebracht, die met de draden, van den dynamo komende, zijn verbonden. Van deze staven vertakken zich dan weder de geleidingen naar de verschillende gebouwen. Ter nadere opheldering van de wijze, waarop de geleidingen in een huis moeten worden aangebracht, geven wij op Plaat II eene afbeelding van de doorsnede van een huis, dat electrisch verlicht is. De blauwe lijn stelt de hoofdleiding voor en de roode lijnen geven de vertakkingen aan Fig. 318. naar de kamers en de lampen; hierbij moeten wij opmerken, dat er voor de heen- en de terugleiding overal maar ééne lijn getrokken is. De hoofdleiding komt door het sous-terrain het huis binnen en loopt dan tot de bovenste verdieping door; op het portaal van iedere verdieping vertakken zich van deze hoofdleiding de zijleidingen naar de verschillende kamers. De lampen op de portalen zijn alle aan eene gemeenschappelijke leiding aangesloten, die zich reeds beneden van de hoofdleiding vertakt. Eenvoudiger en goedkooper dan de parallel-schakeling is de serie-schakeling der lampen, waarbij ze achter elkander in eene doorgaande leiding zijn verbonden. Deze schakeling, waarvan in Fig. 318 eene schematische voorstelling wordt gegeven, kan men mot een waterstroom vergelijken, die verschillende achter elkander staande molens drijft. Hier vloeit dus de totale hoeveelheid water over ieder rad en zijn er dus geene vertakkingen of afzon- derlijke leidingen naar iederen molen noodig; door elk waterrad wordt de geheele stroom en een gedeelte van het totale verval benut. Op dezelfde wijze gaat bij achter elkander geschakelde lampen door iedere lamp de geheele stroom, maar zij nemen ieder slechts een gedeelte van de beschikbare spanning voor zich in beslag. Bij de serie-schakeling blijft dus de stroomsterkte constant, maar moet de spanning in evenredigheid met het aantal lampen veranderen, terwijl bij parallel-schakeling de spanning constant blijft, maar de stroomsterkte naar het aantal brandende lampen grooter of kleiner is. Door Fig. 319 en 320 wordt dit verschil opgehelderd met behulp van een waterstroom, die op twee verschillende wijzen drie waterraderen drijft. Ook bjj de serie-schakeling verandert dus een der beide factoren van het prodact spanding X stroomsterkte evenredig met het aantal lampen, terwijl de andere constant blijft; ook hier neemt dus, evenals wij dit voor de parallelschakeling hebben verklaaid, de arbeid, welke noodig is om den dynamo te drijven, met het aantal brandende lampen toe of af. Uit het voorgaande blijkt, dat wij bijvoorbeeld 10 booglampen, waarvan ieder 45 Volts spanning en 10 Ampères stroomsterkte noodig heeft, parallel en achter elkander kunnen verbinden. In het eerste geval zouden wij eene dynamo-machine van 45 Volts spanning — het spanningsverlies in de leiding en voorschakelweerstanden, dat wij er nog zouden moeten bijvoegen, laten wij thans buiten rekening — en 10 X 10 = 100 Ampères stroomsterkte moeten gebruiken en zouden dan van hare klemschroeven of van de hoofdleiding draden naar de afzonderlijke lampen, ieder voor 10 Ampères berekend, moeten aftakken. In het tweede geval doorloopt dezelfde stroom alle lampen, de dynamo behoeft dus slechts 10 Ampères te ontwikkelen, maar aan zijne klemschroeven moet een spanningsverschil van 10X^5 = 450 Volts heerschen. Door dit voorbeeld zal men gemakkelijk begrijpen, dat de serie-schakeling eene belangrijke besparing aan geleidingsmateriaal mogelijk maakt; veronderstellen wü bijv., dat onze tien lampen in eene zaal zijn aangebracht, die 200 meters van de dynamo-machine verwijderd is, dan hebben wij bij de serie-schakeling slechts ééne heen- er ééne terugleiding, ieder van 20C meters, noodig; bij de parallelschakeling daarentegen tien van zulke parer even dikke draden, of, wanneer wi de tien leidingen tot ééne vereenigen eene leiding, waarvan de doorsnede 10-maal zoo groot is. „Maar wanneei dit het geval is," vraagt de lezer „waarom past men de parallel-schake ling dan toch nog toe?" Dit kan gemakkelijk verklaard wor den. Wanneer wü bijv. tien gloeilam pen, ieder van 100 Volts spanning achter elkander in eene geleiding aan brachten, dan zou de stroom een< spanning moeten hebben van 100( Volts; bij 100 lampen zou men zelff eene spanning van 10,000 Volts noodij hebben. Wegens het gevaar, dat zulk< hoog gespannen stroomen opleveren, Fig. 320. gaat hunne toepassing met groote bezwaren verbonden. Maar nog afgezien van het gevaar, moet aan de parallelschakeling, wegens de onafhankelijkheid der verschillende lampen onderling, de voorkeur worden gegeven. Wanneer bij de serie-schakeling op een punt de leiding verbroken wordt, gaan alle lampen uit, terwijl dit bij de parallelschakeling alleen met die lampen het geval is, welke in de betreffende vertakking zijn gelegen. Wü zien dus, dat de parallel-schakeling noodzakelük daar zal worden toegepast. waar vele lampen van een centraalpunt uit van stroom moeten worden voorzien. Daarentegen zal men de serie-schakeling aanwenden, wanneer een beperkt aantal lampen, die van de stroombron op eenigen afstand verwyderd zyn, moet worden gevoed, en de leiding, waardoor de hoog gespannen stroom gaat, zal men dan zoodanig aanbrengen, dat zü door onbevoegden niet kan worden aangeraakt. By verlichting met booglampen wordt de serie-schakeling 22 dikwijls toegepast, by gloeilampen daarentegen hoogst zelden. In Amerika zijn eenige centraal-stations voor electrische verlichting in werking, waarbij de gloeilampen achter elkander zijn geschakeld; dit is het systeem Bernstein. Men heeft voor dit doel gloeilampen vervaardigd, die eene lage spanning noodig hebben, 10 Volts in plaats van 100 Volts, maar eene grootere stroomsterkte, namelijk 5 Ampères, in plaats van -J Ampère, die een lampje voor parallelschakeling verbruikt. Bovendien brengt men daar aan iedere gloeilamp een toestelletje aan, dat den stroom onmiddellijk sluit, wanneer het lampje door eene of andere oorzaak uitgaat, en dit dus geen invloed heeft op de overige lampen. Wegens de groote bezwaren, die er aan dit systeem zijn verbonden, heeft het echter slechts eene zeer beperkte toepassing gevonden. In het algemeen worden in Amerika veel meer hoog gespannen stroomen gebruikt dan in Europa; wij zullen slechts hoogst zelden meer dan 15 booglampen, die eene totale spanning van ongeveer 800 Volts vereischen, achter elkander in eene geleiding aanbrengen; in Amerika heelt men daarentegen niet zelden 80 en meer booglampen in dezelfde stroombaan geschakeld, ten einde aan geleidingsmateriaal te sparen. De geleiding en hare bevestiging. Het hangt van plaatselijke omstandigheden af, of de geleidingen vrij door de lucht gespannen moeten worden of dat men ze aan de muren kan bevestigen. Bij op zichzelf staande installaties zal men hoofdzakelijk laatstgenoemde wijze van montage kunnen toepassen en wij zullen daarom in de eerste plaats het aanbrengen der geleidingen volgens deze methode bespreken. Als voornaamste runt, waarop men moet acht geven, komt hierbij desoor'der isolatie in aanmerking. De wijze van isoleering hangt hoofdzakelijk er van af of de lokalen, waarin de draden moeten worden aangebracht, droog of vochtig zijn, en men kan daarom drie gevallen onderscheiden: de geleidingen moeten in eene droge, vochtige of natte omgeving worden gemonteerd. In droge lokalen is het voldoende, wanneer de draad van een goed isoleerend omhulsel is voorzien, dat niet waterdicht behoeft te zijn. Er wordt daarom meestal z. g. n. gummibandleiding aangewend, voor spanningen tot 250 Volt (zie blz. '218). Het komt er nu echter op aan, de langs den muur aan te brengen geleidingen ook tegen uitwendige invloeden te beschermen en hiertoe werden zü vroeger Wj voorkeur in zoogenaamde groeflatten gelegd, d. z. smalle latten waarin twee evenwijdige gleuven zijn aangebracht. In deze gleuven worden' de draden gebracht en vervolgens op de groeflatten de deklatten geschroefd, zoodat de draden geheel bedekt zijn. Volgens de tegenwoordige Veiligheidsvoorschriften zijn deze latten echter verboden. Men kan de draden op porseleinen rolletjes spannen, zoodat zij minstens één centimeter van den muur verwijderd blijven, (Fig. 321), of men legt hen tusschen porseleinen klemmen, zooals in Fig. 323 wordt aangegeven. In Fig. 322 geven wij een afbeelding van een porseleinen klem, waarvan de beide deeien van elkander genomen zijn. Voor geleidingen in kamers, waarin de muren zoo min mogelijk beschadigd en de draden netjes aangebracht moeten worden, past men somtijds een door Peschel uitgevonden systeem toe. Men maakt hierbij gebruik van de bekende geleidingssnoeren, waarbij de heen- en de terugdraad in elkander zijn gevlochten. Terwijl men echter vroeger deze snoeren aan porseleinen rollen bond, en deze laatsten met houten klossen tegen den muur bevestigde, waardoor het behangsel beschadigd en de arbeid bemoeilijkt werd, slaat Peschel op afstanden van een meter en op plaatsen, waar de leiding eene bocht maakt, kleine geelkoperen houders, waarvan de constructie uit Fig. 324 blijkt, in den muur. Deze houders omvatten porseleinen ringen, en hierdoor trekt men het geleidingssnoer, dat door het porselein goed geïsoleerd wordt. Voor het monteeren der geleidingen in de muren, zoodat zij geheel onzichtbaar zijn, heeft de firma Bergmann & Co., te New-York en Berlijn, buizen uit geperst papier met daarbij behoorende aansluitingsstukken in den handel gebracht. De buizen werden tegen elkander gelegd en over het aanrakingsvlak dunne stalen hulzen gebracht, die met een daarvoor geschikte tang op eenige plaatsen werden ingedrukt, zoodat de verbinding luchtdicht was. De draden werden daarna door de buizen getrokken, hetgeen door middel van Staaldraad 7ftndAr tan geschieden. Op plaatsen, waar de geleiding zich moet vertakken, werden doozen van hetzelfde materiaal, waarin de draadverbindingen gemakkelijk en solide te maken zijn, aangewend. De practijk leerde al spoedig, dat de papieren BEKGMANN-buizen geen vol¬ doende waarborg opleverden tegen mechanische beschadiging van de isolatie en tegen brandgevaar, zoodat de buizen met messing en later met staal overtrokken werden; hierdoor werd de aanleg minder eenvoudig. Men wenschte tevens twee of meer draden, doorgaans van verschillende polariteit in één buis aan te breneren. zoodat het aantal buizen tot een minimum beperkt werd. Daarbij had echter de quasi isoleerende buizeninvoering der buizen geen beteekenis meer, het was noodzakelyk draden te gebruiken, wier isolatie absoluut vertrouwbaar was, nl. gummiader-leiding (zie blz. 218). Zoo zijn de tegenwoordig gebruikelijke diverse staalbuis-systemen ontstaan, waarbij de leidingen afdoende tegen mechanische beschadiging beschermd zijn. In hoofdzaak komen deze systemen op hetzelfde neer; de buizen zijn naadloos (uitEfeZ. het SVSteem PKKnHRT.V trlflrl en van " " '1 O buiten zwart geëmailleerd ten einde roesten te voorkomen. De verbindingen geschieden door koppelstukken, bochten, laschdoozen enz., welke doorgaans van een afneembaar dekplaatje voorzien z\jn voor het doortrekken der draden. De buizen en verdere deelen zijn in verschillende maten voorhanden, naar gelang van het aantal en de middellijn der leidingen; volgens de Veiligheids voorschriften mag in een buis, die inwendig minder dan 11 mM. wijd is, Y/. Fig. 325. slechts één draad gebracht worden. Bekende systemen zyn o. a. „Simplex" en „Peschel". Dit laatste heeft deze kenmerkende eigenaardigheid, dat de buizen met opzet een open langsnaad hebben, zoodat zich er geen water in ver- zamelen kan; by horizontale richting wordt deze naad dan ook aan de onderzijde gelegd. Tevens wordt bij de verbindingsplaatsen een veerende aansluiting en goed contact verkregen. De buizen kunnen namelijk ook voor stroomterugleiding gebezigd worden, natuurlijk is dit alleen mogelijk als aan aarde liggende neutrale of O-leider. Daartoe moeten de verbindingsplaatsen vrij van lak en schoon gemaakt worden. In Fig. 325 kan men zien, hoe hetpasseeren van gas- of waterleidingsbuizen, lijsten, binten enz. kan geschieden; vooral is hiervoor zeer geschikt buigbaar metaalslang. In Fig. 326 geven wy tevens een afbeelding van een tusschen- en T-verbindingsstuk van de allerlaatste Fig. 327. constructie; alle verbindingen der draden en aftakkingen geschieden door klemschroeven, zoodat het onpractische en tijdroovende soldeeren geheel vervalt. Het bezigen van de buizen zelf als terugleiding heeft tot het idee geleid ae metalen omkleeding evenals een loodmantel direct op de isoleerende laag aan te brengen en die weer als retourdraad te benuttigen. Het nieuwste op dit gebied is het systeem Kuhlo. De gummiader-leiding wordt nauw omsloten door een koper- of messingmantel «. (zie Fig. 327); deze belet niet het buigen van den leiding. Daar deze in rollen geleverd wordt, bezigt men voor het strekken een blokje met rollen (Fig. 328) waar de draad tusschen door getroKken wordt. De lasch- en aftakdoozen worden bijzonder eenvoudig; zij zijn in twee helften verdeeld welke door schroeven samengevoegd worden en waarby de metaalmantel der samenkomende leidingen stevig vastgeklemd worden, zoodat een goed contact plaats heeft. Fig. 329 geeft een dusdanige aftakdoos te zien; in de doos bevindt zich dan slechts een porseleinen blokje met verbindingsklem voor de kerndraden. De grondgedachte bij dit systeem is: een der polen zoo goed mogelijk van de andere, tevens aarde, te isoleeren, tevens echter bij defect het tot stand komen van volledige aardverbinding te vormen, waarbij het in de leiding geplaatst smeltstuk doorgaat en zoo hot defecte gedeelte afgeschakeld wordt. Dit eenvoudige en rationeele stelsel vindt meer en meer ingang, hoewel het wel te begrijpen is, dat sommige installateurs en gemeentelijke centrales er nog wat huiverig van zUn. De reeds vroeger genoemde firma Hofstede Crull en Willink te Hengelo brengt een dergelijk systeem op de markt, waarbij echter de mantel uit gevlochten vertind koperdraad bestaat, zoodat de leiding even buigbaar is als een gewone, hetgeen bij de KuHLO-leiding niet het geval is. Moeten de leidingen in bepaald natte lokalen worden gemonteerd, waarin het water van de muren afdruipt, bijv. in kelders, dan doet men het eenvoudigst door de geleiding uit blanke of tegen aanraking slechts weinig beschutte draden te laten bestaan, en deze als lucht lei dingen op iso atoren te spannen. Men kan ook kabels toepassen, zooals voor ondergrondsche geleidingen worden gebruikt, maar dit is natuurlijk veel duurder. In den laatsten tijd is een nieuw soort geïsoleerd draad in den hande gebracht door de HAOKBTHAL-draht-Gesellschaft in Hannover. De isolatie, waarvan de grondstof menie is, op bijzondere wijze verduurzaamd, is bestand tegen atmosf. invloed, vocht, zure dampen enz. Het beschermt daarbij liet koper volkomen tegen chemische inwerking; ook is de bekleeding onbrandbaar, zij wordt hoogstens tot verkoling gebracht. Daar de isolatie ook bescherm b\j aanraking van bv. telegraaf- en telefoonleidingen met hoogspanningsdraden , is dit draad bij kruisingen van veel nut. Het HACKETHAL-draad vindt dan oo als luchtleiding, in chemische fabrieken enz. meer en meer toepassing. Het komt voor, dat men bij kleinere installaties, bijv. tot het veibinden van twee afzonderlijke gebouwen, ondergrondsche kabels wil aanwenden. Latei zullen wij het leggen dezer kabels uitvoerig bespreken en daarom hier alleen maar vermelden, dat zij in smalle gleuven van 60-80 centimeters diepte worden gelegd, die daarna weer worden dichtgeworpen. Ten einde den kabel bn latere opgraving niet te beschadigen, bedekt men hem dikwijls over de geheele lengte met tegels. Ook brengt men de kabels wel in ijzeren huizen aan; dit heeft het voordeel, dat ze bij het ontstaan van fouten gemakkelijk verwijderd en na reparatie weer in de buizen getrokken kunnen worden, en dat men zonder veel moeite het aantal kabels in de buis kan vermeerderen, wanneer deze ten minste wijd genoeg is. Wij zullen later zien, dat deze methode op uitgebreide schaal bij licht-, telegraaf- en telephoonkabels in toepassing is gebracht. De stroombrekers. Het openen en sluiten der stroombaan moet naar willekeur kunnen geschieden. Ten einde begripsverwarring te voorkomen, dienen wij voorop te stellen, dat de electro-technici de benamingen „openen en „sluiten" juist in eene tegenovergestelde beteekenis gebruiken, als men dit in het dagelijksch leven gewoon is. Wanneer namelijk de stroombaan gesloten wordt, dan kan de stroom zijn kringloop volbrengen; opent men daarentegen de stroombaan, dan is de weg verbroken en de stroom kan niet doorgaan. Wij moeten dus hier en daar apparaten aanbrengen, die ons in staat stellen den stroom langs een bepaalden weg te laten gaan of hem dezen weg te versperren. Het beginsel, waarop deze stroombrekers of stroomsluiters berusten, bestaat hierin, dat op een punt van de stroombaan naar willekeur een geleidend of een isoleerend stuk kan worden ingelascht, zoodat in het laatste geval de weg voor den stroom versperd is en deze niet kan doorgaan. De meest primitieve wijze, waarop dit kan geschieden, wordt door Fig. 330 aangegeven. De geleiding is over een korten afstand verbroken en op de beide einden zijn metalen bakjes bevestigd, die met kwikzilver gevuld zijn. Een beugel van koperdraad kan met zijne omgebogen einden in de bakjes geplaatst worden; de stroom gaat dan van het eene einde van de geleiding door het metalen bakje en liet kwikzilver naar den koperen beugel en vervolgens door het tweede kwikbakje naar het andere einde van de geleidins. Wanneer de beugel wordt opgetild, dan ligt tusschen de twee geleidingsdraden eene luchtlaag, die de stroom niet kan overspringen, tenz\j de spanning zóó hoog is, dat hij in den vorm van eene vonk of een lichtboog overgaat. wet overspringen met eene vonk kunnen wij hier buitensluiten, daar hiertoe eene buitengewone spanning noodig is, waarbij men langs andere wegen dan door middel der gewone apparaten den stroom moet verbreken. Het ontstaan van een lichtboog, hetgeen reeds bij eene betrekkelijk lage spanning kan plaats hebben, verhinderen wij het best daardoor, dat wij den afstand der beide draadeinden zoo groot mogelijk maken; bij de constructie der stroombrekers moet hiermede rekening gehouden worden. Het toestelletje met kwikzilver, dat wij zooeven beschreven, zou bij electrische installatie zeer onpractisch zijn; maar wij kunnen het kwikzilver ook zeer goed ontberen, daar het slechts dient, om eene geleidende verbinding tusschen den draad en den beugel tot stand te brengen. Hetzelfde doel bereiken wij echter, wanneer wy er voor zorgen, dat de metalen deelen, die met elkander in aanraking komen, goed blank zijn; wanneer dit laatste het eeval is. *lg" kunnen wij de metalen brug een¬ voudig op de draadeinden leggen en daardoor den stroom eveneens naar willekeur verbreken en sluiten. In dit geval zou echter de druk tusschen de vlakken, die elkander aanraken, en daardoor de geleidende verbinding, niet voldoende zijn, en bovendien is het gemakkelijker, om het stuk, dat de brug vormt tusschen de beide einden der geleiding, voortdurend met een dezer einden verbonden te laten, daar het dan steeds bü de hand is. Wij veranderen ons toestel daarom zoodanig, dat wij het verbindingsstuk draaibaar aan een der draadeinden bevestigen (Fig. 331), zoodat het door middel van een knop met het andere einde in aanraking gebracht of er van verwijderd kan worden. Wy moeten hierbij zorg dragen, dat het bij de aanraking met het vrije einde op een contactplaatje sleept, waardoor de vlakken van aanraking steeds blank gehouden worden. Ook in het scharnier zullen de vlakken over elkander schuren, zoodat bij dit eenvoudig toestel voor een goed contact gezorgd is. In plaats van een recht, kunnen wij ook een gebroken verbindingsstuk gebruiken, waarvan de beide armen met de twee einden der geleiding in aanraking worden gebracht. Wy verkregen daardoor eene meer symmetrische en betere constructie. Een stroombreker van deze soort is in Fig. 332 afgebeeld. De beide armen van het verbindingsstuk maken een hoek met elkander, hetgeen echter aan het beginsel, waarop het toestel berust, niets verandert. Het handvat, waarmede het beweegbare contact gedraaid kan worden, is hier een vlak Fig. 332. plaatje; door dit handvat te draaien, kunnen wy dus de beide armen van het verbindingsstuk met de twee contactplaatjes, waaraan de einden van den geleidingsdraad zijn verbonden, in aanraking brengen of hen er van verwijderen. Wü moeten echter b\j zulke stroombrekers nog een ander punt in aanmerking nemen. Er dient voor gezorgd te worden, dat de einden van het verbindingsstuk, wanneer zij van de contactplaatjes gescheiden zijn, niet op kleinen afstand er van staan blijven, maar zoo ver mogelijk er van verwijderd zijn, en dat, wanneer er aanraking moet plaats hebben, de einden geheel op de plaatjes komen te liggen en hen niet slechts op enkele plaatsen aanraken. Anders zou by' een te geringen afstand een lichtboog, of bi) onvoldoende aanraking eene verhitting op die punten kunnen ontstaan. Om dit te verhinderen, brengt men in den stroombreker eene mechanische inrichting aan, waardoor het verbindingsstuk slechts twee standen kan aannemen en niet in een tusschengelegen stand kan blijven staan, zoodat het öf volkomen contact maakt, öf zoo ver mogelijk van de contactplaatjes verwijderd is. Dit kan men op verschillende wijzen bereiken; wü zullen hier slechts een beginsel aangeven, waaruit men de werking van het mechanisme gemakkelijk zal begrijpen. Aan den eenvoudigen stroombreker van Fig. 331 wordt eene veer zoodanig bevestigd, dat zij het verbindingsstuk zoo ver mogelijk van het contactplaatje aftrekt. Komt echter het verbindingsstuk over een zekei punt heen, dan wordt het door de veer naar het contact toe getrokken. Fig. 333 Fig. 334. geeft eene afbeelding van deze constructie. Het verbindingsstuk za] nu steeds öf den eenen öf den anderen stand innemen, en wanneer eene zorgelooze hand den stroombreker niet ver genoeg gedraaid heeft, dan zal hij niet in een tusschenstand bljjven staan, omdat door de werking der veer het verbindingsstuk öf terug- öf verder springt, al naarmate het kritieke punt overschreden is of niet. De stroombaan is daardoor öf volkomen gesloten öf geheel verbroken. Bü grootere stroombrekers is het echter nog noodzakelijk, dat de springende beweging onafhankelijk geschiede van de hand, die het apparaat in werking stelt, zoodat zelfs de mogelijkheid is buitengesloten, dat de contacthefboom in een tusschen stand wordt vastgehouden. Hiertoe is het handvat niet vast verbonden met den contact-hefboom, maar zijn beide ieder voor zich beweeglijk, terwijl eerstgenoemde slechts over een klein gedeelte van z\jn weg op laatstgenoemde werkt. Fig. 334 geeft eene afbeelding van dit mechanisme, liet losse handvat behoeft den contact-hefboom slechts weinig uit zijn oorspronkelijken stand te brengen, of onmiddellijk legt de werking der veer den hefboom in de tegenovergestelde richting, onverschillig of het handvat in zijn beginstand wordt vastgehouden of niet. Van groot belang bü een stroombreker is de voldoende afmeting der aan- rakingsvlakken, die in overeenstemming moet zijn met den doorgevoerden stroom en het goede contact tusschen deze vlakken. Wat het laatste punt aangaat, zal men er daarom voor moeten zorgen, dat genoemde vlakken door veeren tegen elkander gedrukt worden. Men kan dit doel bereiken door het verbindingsstuk van den stroombreker uit verschillende veerende bladen te doen bestaan, die ieder voor zich op de contactplaat drukken; de aanrakingsvlakken worden daardoor groot en maken goed contact (Zie Fig. 335). Een dergelijke schakelaar van nieuwe constructie is in Fig. 336 afgebeeld; de breede reepen aan weerszijden zorgen voor een goed contact. Tevens zien wij hierbij eene inrichting, die tegenwoordig by vele schakelaars wordt toegepast. Op het oogenblik namelijk, dat de klemreepen de contactstukken verlaten, ontstaat er een lichtboog, van des te meer intensiteit naarmate de Fig. 335. spanning en de sterkte van den verbroken stroom grooter waren. Deze lichtboog verbrandt op den duur deze metaaldeelen, welke moeilijk te vernieuwen zijn. Daarom zorgt men, dat die lichtboog tusschen deelen ontstaat, die wel gemakkelijk te verwisselen zijn; in onze figuur zijn dat het bovenste nokje en het armpje, dat ten overvloede nog eens gestippeld in den stand van de lichtboogvorming aangegeven is. Bij de momentschakelaars, zooals die in Fig. 334, is eene dergelijke inrichting niet zoo noodig, daar de lichtboog alsdan uiterst kort duurt. Bij eene andere constructie wordt een mesvormige plaat tusschen twee veerende bladen geschoven ; men krijgt hierdoor eveneens eene zeer goede aanraking der breede contactvlakken. Deze soort tig. .336. schakelaar wordt in alle grootten toegepast en is in het bijzonder aan te bevelen voor het sluiten en verbreken van sterke stroomen. Men moet lnerbü niet vergeten, dat men thans schakelaars voor 2000 en meer Ampères in gebruik heeft, eenestroom- sterkte, die voldoende is om bij onvoldoend contac! het geheele toestel in weinig* minuten te doen verbranden In Fig. 337 is eene dergelijk moderne omschakelaar vooi 2000 amp. afgebeeld van d< firma Voigt & Hefner t( Frankfort a/M-Bockenheim. Hiermede worden beide poler gelijktijdig omgeschakeld. Sedert het gebruik var hooge spanning in den laat sten tijd meer en meer ii toegenomen, is de fabricage Fig. 33/. der schakelapparaten van groote beteekenis geworden. Een hoogspanningsschakelaar voor 300o volt en daarboven is een apparaat, dat oordeelkundig en met zorg geconstiueerd moet zijn en aan hooge eischen moet voldoen. De contactstukken worden doorgaans door porseleinen isolatoren gedragen, die ter voorkoming van oppervlaktegeleiding van een aantal kragen zijn voorzien. Voor het uitdooven van den hevigen lichtboog wordt öf het hoornsysteem (zie blz. 367) toegepast ow"] geschiedt de verbreking onder olie; vooral deze olieschakelaars worden Ü hoogspanningsinstallaties veelvuldig toegepast, daar zij beknopt en vertrouwbaar zijn. De hoogspannings-schakelapparaten worden ter voorkoming van gevaar in de hoogte of in afgesloten ruimten aangebracht; de beweging geschiedt door middel van een kruk en koppelstangen, die zeer zorgvuldig van de onder spanning staande deelen geïsoleerd en ten overvloede met de aarde geleidend verbonden zijn. Bij het bespreken van de afzonderlijke installaties zullen wjj gelegenheid hebben op die interessante toestellen met woord en beeld terug te komen. Een schakelaar voor geringe stroomsterkte, zooals in de huizen enz. gebezigd wordt, vertoont Fig. 338. Ter beschutting wordt h\j met een deksel van metaal, somtijds ook ook van dezelfde stof, waaruit de grondplaat bestaat, gesloten; dit was vroeger hout totdat slechte ervaringen leerden, dat men stroom alle gelegenheden moet benemen, om de omringende stoffen in vlam te zetten. gouiuiKi uaarom tegenwoordig vuurvaste materialen, zooals porselein lei, enz. ' In de figuur is het deksel doorschijnend, niet omdat het van glas is, maar slechts in de teekening, om de er onder liggende deelen te leeren kennen. Zulke voorstellingswijzen zijn zonder twijfel zeer leerrijk. Het werktuig is een momentuitschakelaar; zijne contactveeren slepen op vier ringvormig quadranten waarvan twee tegenover elkaar liggende met metalen plaatjes zijn bedekt' De beide andere bestaan uit eene isoleerende stof. Liggen de contactveeren op de metalen, dan is de stroom gesloten. Draait men den ring, dan worden de veeren gelicht en vallen dan eensklaps van de hoogste plaats van het quadrant op de laagste van het volgende, zoodat de afbreking momentaan geschiedt, evenals de stroomsluiting. Als een voorbeeld van stroombrekers in een kleine ruimte kunnen die in de gloeilamphouders dienen. Het publiek is er door de gasverlichting aan gewoon geraakt de vlam door een kraan, die er zich onmiddellijk onder bevindt, te kunnen uitdooven, en in navolging van de gaskraan, heeft men eene dergelijke inrichting in de gloeilamphouders aangebracht. Deze lamphouders hebben bovendien het voordeel, dat men er iedere lamp op zichzelve mede kan aansteken of uitdooven en hiertoe geene afzonderlijke leidiDgen, die van een stroombreker naar de lamp voeren, noodig zijn. In Fig. 339 en 340 ziet men twee constructies voor dergelijke lamphouders, terwijl tevens eene afbeelding van het uitwendig aanzien van een dezer toestellen is gegeven. Er zijn tal van constructies voor hetzelfde doel uitgedacht; de figuren zullen echter een denkbeeld geven, hoe de stroombreker in de kleine ruimte, die in een lamphouder is besloten, kan worden aangebracht. Wij moeten nu nog van een paar stroombrekers melding maken, die men voor bepaalde doeleinden toepast. Op blz. 289 hebben wü reeds opgemerkt, dat het somtijds wenschelijk is, de gloeilamp te kunnen verplaatsen, en dat men daartoe muurcontacter gebruikt, die men met de leidingen der gloeilamp in verbinding brengt (zie ook Fig. 282). In Fig. 341 is zulk een muurcontact afgebeeld eene nadere verklaring za wel overbodig z\jn. De apparaten tot het slui ten en verbreken van der stroom brengt men op ge makkelijk te bereiken plaat sen aan; in lokalen, waai ontplofbare gasmengsels wor den ontwikkeld, mogen z\ echter niet aanwezig zijn. Ii vele gevallen worden zij ii de onmiddellijke nabijheu van de deur bevestigd, zoodat men b\j het binnentreden der donkere kamer dadelijk licht kan maken. Somtijds verlangt men, dat het aansteken van de lamp automatisch zal geschieden. Zoo heeft men een mechanisme geconstrueerd, dat bij het openen der deur de stroombaan sluit en haar weer verbreekt, wanneer de binnengetreden persoon de kamer verlaat en daartoe de deur ten tweeden male opent. De stroomwisselaars of omschakelaars komen, wat hunne constructie betreft, veel overeen met de stroombrekers, doch hunne taak is eene andere; zij moeten den stroom op een anderen weg brengen. Het beginsel dezer toestellen kan met weinig woorden verklaard worden. Op den stroombreker van Fig. 332 denken wij ons in plaats van één, twee contacten aangebracht, (Fig. 342). Het koperen verbindingsstuk kan nu, door middel van het handvat, op het eene of op het andere contact gebracht worden en de stroom door eene der geleidingen gaan, die met een contactplaatje zjjn verbonden. PJaatst men het verbindingsstuk in het midden tusschen de twee contacten, dan is de stroombaan natuurlek geheel verbroken en zal er nóch door de eene, nóch door de andere geleiding stroom gaan. In plaats van twee, kan men ook meer contactplaatjes aanbrengen en is dan in staat den stroom naar verkiezing door eene der geleidingen te zenden, welke met die plaatjes zijn verbonden. Behahe deze constructie worden er vele andere toegepast, waarover wij later nog moeten spreken. In het Hoofdstuk over de telefonie zullen wy zien, dat hierbij stroomwisselaars worden gebruikt, die 1000 en meer stroombanen paarsgewijze met elkander in verbinding moeten brengen. Voor dit doel zouden de zooeven beschreven toestellen niet geschikt zijn en men heeft daarvooi dan ook constructies uitgedacht, die op een ander beginsel berusten. De veiligheidssluitingen. Den geleidingen in de verschillende deelen eener olectrische installatie geeft men, zooals wij vroeger reeds hebben uiteengezet, zoodanige doorsneden, dat ten eerste het spanningsverlies niet te groot wordt, en ook eene te sterke verwarming der draden is buitengesloten. Laatstgenoemd punt is vooral van belang by huisleidingen, daar men alle oorzaken van brandgevaar met pijnlijke zorg moet vermijden. Nu kan het echter toch gebeuren, dat er door eene leiding een stroom van grootere sterkte gaat dan zij verdragen kan. Dit zal namelijk plaats hebben, wanneer er een veel kleinere weerstand in de leiding geschakeld wordt dan de noimale. Denken wij ons bijvoorbeeld, dat eene leiding stroom moet aanvoeren vooi eene gloeilamp van 16 kaarsen, by 100 Volt spanning. De weerstand van deze lamp bedraagt, als zij brandt, ongeveer 200 Ohm, en de stroomsterkte, waarvoor de leiding berekend moet worden, is dus \ Ampère. Door eene gebrekkige isolatie worden nu de heen- en terugleidingen, die naar de gloeilamp voeren, met elkander in aanraking gebracht, zoodat. de stroom niet meer door de gloeilamp, maar direct van de eene op de andere leiding overgaat, waardoor de weerstand van het gedeelte der stroombaan plotseling van 200 Ohm tot op bijv. 4 Ohm daalt. Br gaat dientengevolge nu door de leiding een stroom, die 400-maal sterker is dan berekend was en de draad zal daardoor gloeiend worden. Er zou dus brandgevaar kunnen ontstaan, wanneer er geene apparaten waren aangebracht, die den betreffenden tak van de stroombaan onmiddellijk verbreken, zoodra er een te sterke stroom in ontstaat. Deze toestellen z\jn dringend noodzakelijk, om te verhoeden, dat er, ten gevolge der electrische verlichting, brand uitbreekt. Men heeft nu een even zoo eenvoudig als vernuftig middel bedacht, om genoemd doel te bereiken. In iedere zjjleiding is, zoo dicht mogelijk bij de plaats van vertakking, een looden draad aangebracht, waarvan de doorsnede groot genoeg is, om by normale stroomsterkte — in ons voorbeeld was het Ampère - den stroom ongehinderd door te laten. Zoodra echter de stroom te sterk wordt, verhit hy den looden draad dermate, dat deze smelt en hierdoor de stroombaan verbreekt. Door het aanbrengen dezer veiligheids- sluiting heeft men den stroom belet, den weg te volgen, waarop hü, ten gevolge van den verminderden weerstand, gevaarlijk zou worden. Wilde men een nieuwen looden draad in de leiding brengen, dan zou h\j eveneens onmiddellijk afsmelten, totdat de korte sluiting in de geleiding is weggenomen en deze haar normalen weerstand heeft teruggekregen. " In den eenvoudigsten vorm bestaan deze loodsluitingen uit twee klemschroeven, waaraan de beide einden der op deze plaats doorgesneden leiding worden verbonden. De looden draad vereenigt deze beide klemschroeven en voltooit daardoor den verbroken stroomweg. In Fig. 343 is eene afbeelding dezer eenvoudige constructie gegeven. Het reepje lood — voor zwakke stroomen neemt men ook wel bladtin — wordt tusschen de veerende plaatjes geklemd, waaraan de einden der leiding worden vastgeschroefd. Een deksel sluit het toestelletje af. Men sluit den looden draad ook wel in een buisje op, dat van contactstukken voorzien is, en hiermede in ao overeeiiK.unieiiuC contacten wordt gelegd, die met de einden der leiding verbonden z«n. Zoo zien wfl in Fig. 344 zulk eene smeltslu.tmg waarbij de looden draad in eene glazen buis is besloten. De einden jan het buisje zün van geelkoperen hoedjes voorzien, waaraan de looden draad is verbonden. Deze patroon wordt tusschen de veerende contacten gestoken, waaraan de einden der geleiding zijn vastgeschroefd, zoodat de stroom door den looden draad zijn weg moet nemen. Eene andere constructie heeft Edison gekozen, die aan znne loodsluiting riairjoifHon vorm eaf. welken wü op blz. 28f> reeds bü de behandeling der gloeilamphouders hebben leeren kennen. Deze veiligheidssluiting kan zeer geschikt verbonden worden met een toestelletje, dat het vertakken der geleidingen gemakkelijk maakt, en in deze combinatie zullen wy ne »"* in onrniddellp. Het eerstgenoemde <«" 11? contaet.tuk eener zyieiding Piaatje, het tweede met eene glefko e" g6leid6nd Verband met een contactw« b(j den lamphouder van e *operen schroefmoer, op de wyze zooals de stroombaan te voltooien wordt in de h f en leeren kennen. Om nu geschroefd, die overeenkomt met d n kon Fm°er ee" contactstop (Fig. 345J) contactstuk aan het ondereinde va de XeThef' Z«n blMen ^ de stop door ee„ , Jl?*„!" ^ schr°efvormige zjjvlak * 'ft. "Tü U. r'g- 3456. Fig. 345c. geschroefd wordT^ dan ^"et d^tn^'d^""661 St°P het contact door deze loodsluiting gaan alvoïn T' f™" 00 hoofd]eiding komt, eerst is daardoor voor overmatige' verhitting 6 ten ^ kUnnen bereiken, en deze Deze constructie heeft het voordeel da't m g®V°Re,Van deD stroom, beschut, een nieuwe kan vervangen en zij 'is dLr " Pl"g gemakkelÜk door B« stroomen van hooZLILL ÏT ^ Veel in gebruik- z«n, dat de hooge spanning by het afsmelten leen^Hif'^ dien aard De lengte van het smeltstuk en de af„tnnH ^ OROnderhoudenkan. hiernaar te bepalen- verdor h; t st»nd van de verbindingsblokken is te liggen, dat den l'ichtboog onderb^S'm'Ïn Tlf*" 660 g6ÏSoleerd «tuk grondplaat een hoogen isolatie-weerstand 2 « ® m°6t de ontbrandbare t™:Pïirzre t * ™or n4ch kort" Be grond- dAplï,'1» H». onderbreking van den lichtboom avap 18 nog eene bn,g ter «0 een g»,s„le,rd „J™2 WW TT' «e™#! electrische schokken gevrywaard 'te nin Wf lnz«tten en uitnemen tegen reepen gesneden, die uit elkaar z«n gebogen PMie iS in Sma,Je Door oxydatie ontstaat op de oppervlakte van het lood een laagje, dat moeilijk smeltbaar en niet geleidend is; wanneer men eene lood veiligheid Benige malen voorzichtig tot by het smeltpunt verwarmt en haar daarna laat doorsmelten dan zal men bemerken, dat hiervoor meer stroom noodig is dan bü een ongebruikte loodveiligheid. De oxydelaag vormt een soort buis, waarin het gesmolten lood bij elkaar wordt gehouden. Om het ontstaan van die gevaarlijke oxydehuid te vermijden heeft men in plaats van zuiver lood ook legeeringen aangewend. In de laatste jaren wint echter het gebruik van zilverdraad meer en meer veld; hoewel dit natuurlijk duurder is, heeft het voor dat de afsmeltstroomsterkte nauwkeurig afgepast kan worden, er geen oxydatie • optreedt en geen wegspatten van het metaal ontstaat. Het is dringend aan te bevelen zoowel in de heen- als in de terugleiding eene smeltsluiting aan te brengen, daar er zich gevallen kunnen voordoen, waarin de te sterke stroom, door kortsluiting ontstaan, langs een omweg, met voorbijgang van den in eene der zijleidingen aangebrachten looden draad, kan circuleeren. Zeer terecht wordt dan ook door de directies der meeste centraalstations voorgeschreven , dat de veiligheidssluitingen steeds tweepolig moeten zijn , dit wil dus zeggen, dat zoowel de heen- als de terugleiding moet worden beveiligd. Fig. 347. ; . voorstelling van de wijze, waarop de veiligheidssluitingen in de leiding moeten worden aangebracht; de zwarte lijnen stellen de geleidingsdraden voor en de gestippelde de smeltsluitingen. Wanneer men niet alle vertakkingen ieder afzonderlijk door eene smelt- 23 sluiting beveiligde, maar alleen de hoofdleiding van een smeltdraad voorzag, die voor den totalen stroom berekend was, dan zou zich het geval kunnen voordoen, dat bjj kortsluiting in eene der vertakkingen in deze zijleiding een stroom van gevaarlijke sterkte ontstond, waarbij de draden in deze vertakking tot gloeien werden verhit, terwijl deze stroom in de dikkere hoofdleiding geen gevaar opleverde en zelfs de smeltsluiting in de hoofddraden niet deed smelten. Maar al ware dit ook niet het geval, dan zou men toch in allo vertakkingen smeltsluitingen aanbrengen, want anders zouden steeds, wanneer door een kortsluiting in eene der vertakkingen de draad in de hoofdleiding smolt, alle lampen tegelijk uitgaan. Om deze redenen moet men veiligheidssluitingen in iedere afzonderlijke leiding aanbrengen, waar eene vermindering der koperdoorsnede plaats heeft of eene leiding zich in meer andere vertakt. Zij moeten zooveel mogelijk gecentraliseerd worden en overal gemakkelijk te bereiken zijn. Wat de dikte van den smeltdraad betreft, deze moet zoodanig berekend worden, dat hy na hoogstens 2 minuten afsmelt, wanneer de stroom, die er doorheen gaat de dubbele sterkte heeft van den stroom, welke in normale omstandigheden door den te beschutten draad circuleert. Het smeltstuk dient ter bescherming van de geleidingen, niet ter bescherming van de lampen. In de Veiligheids-voorschriften voor electrische sterkstroom-installaties, wordt verlangd, dat het lood of ander plastisch metaal van de smeltsluiting niet het contact met de geleidingen maken zal, maar dat de einden van den draad of reep eerst in verbindingsstukken van koper of dergelijk materiaal gesoldeerd zullen worden. De firma Siemens & Halske heeft smeltsluitingen ingevoerd, die aan alle eischen voldoen. Zij zijn volgens de voorschriften geschikt voor spanningen tot 250 Volt. De smeltdraad bevindt zich in een cementcylindertje, dat aan beide zijden koperen plaatjes bevat; door zijdelingsche openingen kan de ventilatie goed geschieden (zie Fig. 348). De cylinder wordt op eene koperen stift geschoven, en door eene moer aangedrukt; deze is van een porseleinen knop voorzien, zoodat zij zonder gevaar aangeraakt kan worden. De stroom gaat nu van een koperen ring in het voetstuk op den ondersten ring van het cylindertje over, door den smeltdraad, van den bovensten ring op de moer en door de stift verder naar de geleiding. Eene voorname zaak bü smeltsluitingen is dit, dat zy niet vervangen moeten kunnen worden door een voor sterkeren stroom. Hiervoor wordt bij de besproken patronen op de volgende wijze gezorgd. Op de stift worden een zeker aantal ebonieten stelmoeren geschroefd (zie Fig. 348), des te meer, naarmate de patroon voor zwakker stroom moet dienen. De cementcylinders hebben een holte, waarin die moeren passen, en welke holte des te minder diep is, naarmate de patroon voor sterker stroom is. In de Figuur kan men dit zeer goed waarnemen; het bijgeplaatste cijfer duidt de stroomsterkte aan. Daardoor past eene te zwakke patroon wol op de plaats van eone sterkere, maar niet omgekeerd, daar dan de onderring van het cementblokje geen. Deze maximaal-uitschakelaars worden vooral bij electrische trams toegepast. De stroom- en spanningmeters. De machinist, die met het toezicht op de installatie belast is, moet steeds op de hoogte bleven van de in de leiding heerschende spanning en stroomsterkte. Zooals wij vroeger hebben opgemerkt, moet öf de spanning öf de stroomsterkte constant zijn. al naarmate de lampen parallel of achter elkander in de geleiding zijn aangebracht. De machinist moet dus van tijd tot t\jd deze grootheden controleeren en, wanneer dit noodig is, ze op de normale hoogte brengen. Hoe dit laatste geschiedt, hebben wjj vroeger reeds uitvoerig besproken. Om de spanning en de stroomsterkte op ieder oogenblik te leeren kennen, moet men ze, zonder omslachtige contact maakt. Fig. 349 vertoont een kastje met een stel dubbelpolige zekeringen voor vier aftakkingen. In plaats van met deze smeltsluitingen heeft men hetzelfde doel ook langs mechanischen weg bereikt. Hiertoe wordt in de leiding een electro-magneet aangebracht, die een anker aantrekt. Bij de normale stroomsterkte is deze aantrekking niet sterk genoeg, om daardoor het anker in beweging te brengen. Stijgt echter de stroomsterkte boven een zeker bedrag en wordt dientengevolge ook de aantrekkende werking krachtiger, dan beweegt liet anker zich naar de polen van den magneet toe. Door deze beweging wordt een mechanisme vrijgelaten, dat de verbreking van de stroombaan bewerkt srio i metingen, onmiddellijk op een toestel kunnen aflezen, en er zijn dan ook verscheidene apparaten geconstrueerd, waarbij men door middel van een w,jzer, die zich over eene verdeelde schaal beweegt, dadelijk kan zien hoeveel Ampères stroomsterkte of hoeveel Volts spanning door den dynamo geleverd worden. Daar de spanning- of Volt-meters eigenlijk eene soort stroom- of Ampère-meters zijn, zullen wij laatstgenoemde het eerst beschrijven. Den eenvoudigsten stroommeter verkrijgen wij, wanneer wij eene ijzeren kern aan een der armen van eene balans ophangen en haar in een klos koperdraad steken, waardoor de te meten stroom gaat. Denken wij ons (Fig. 350) een wijzer h, met een klein gewichtje bezwaard en om eene as draaibaar, waaraan tevens een rolletje is bevestigd. Over deze rol is een koord geslagen. Aan net koord hangt eene ijzeren kern e, die in den klos 8 steekt, waardoor de te meten stroom moet passeeren. Zoodra de stroom doorgaat, wordt de ijzeren kern dieper in den klos getrokken en beweegt zich dientengevolge de wijzer naar boven. Het tegenwichtje h verzet zich tegen deze beweging van den wijzer en deze tegenwerkende kracht neemt toe hoe hooger het gewichtje stijgt; er zal dus eindelijk een stand worden bereikt waarin de werking van den klos en die van het gewichtje aan elkander geluk zijn, de tegengesteld gerichte krachten heffen elkander dan op en 6 wyzer zal in dien stand blijven staan. Daar nu de werking van den klos afhangt van de stroomsterkte, zoo zal, bij het toe- of afnemen van den stroom, de wijzer stijgen of dalen, en wanneer wjj door voorafgaande metingen voor iedere stroomsterkte den stand van den wijzer bepalen, kunnen wy dit toestel tot het meten der stroomsterkte gebruiken. Wij zullen daartoe achter den wijzer eene schaal moeten aanbrengen, waarop wij voor verschillende standen van den wijzer de daarbij behoorende stroomsterkte opteekenen. Dit eenvoudige toestel is echter niet zeer nauwkeurig. Een beter meetinstrument is dat van Hummki. ™ het volgend beginsel berust. In de holle ruimte van den klos koperdraad, waardoor de te meten stroom gaat (Fig. 351) bevindt zich een gebogen ijzeren plaatje, dat om eene as, die excentrisch ten opzichte van de as van den klos is gelegen, kan draaien. Wanneer er door de windingen van den klos een stroom gaat, dan wordt het ijzeren P aatje naar den wand van de holte getrokken; hierbij wordt echter een Kleine arm opgeheven, waarop een tegenwichtje is bevestigd, en evenals bij het zooeven beschreven toestel, zal het plaatje bij eene bepaalde stroomsterkte ook een bepaalden stand aannemen. Met hot plaatje is nog een wijzer verbonden, die zich over eene verdeelde schaal beweegt, waarop men onmiddellijk het aantal Ampères kan aflezen, dat bü iederen stand van den wijzer door het toestel gaat. Fig. 352 geeft een beeld van een naar dit principe geconstrueerden Voltmeter. Een Ampère-meter komt hiermede overeen, maar zijn klos heeft een geringer aantal omwindingen en ook van dikker draad dan bij den spanningmeter. De spanning- of Volt-meters zijn strikt genomen eveneens stroommeters. Wanneer wü de einden van een koperdraad van bekenden weerstand met twee punten van de heen- en de terugleiding eener stroombaan verbinden, dan zal er door dezen weerstand, volgens de wet van Ohm, een electrische stroom gaan, die afhangt van het spanningsverschil tusschen de aansluitingspunten; uit de stroomsterkte, die wi] in dezen bekenden weerstand meten, kunnen wii, door de wet van Ohm toe te passen, dus tot het spanningsverschil besluiten. In plaats echter van telkens deze berekening te maken, kunnen wij tusschen de heen- en de terugleiding een meet-instrument aanbrengen, waarvan de wijzer onder den invloed van den stroom, die ten gevolge van de te meten spanning in het toestel ontstaat, eene afwijking ondergaat, en dan onmiddellijk aangeeft hoeveel Volts het spanningsverschil bedraagt tusschen de aansluitingspunten. Het onderscheid tusschen een stroomen een spanningsmeter bestaat echter hierin, dat laatstgenoemd apparaat een zeer grooten weerstand moet hebben. Zooals wij reeds opmerkten, worden de einden van den draadklos, die zich in den spanningmeter bevindt, met twee punten van de heen- en de terugleiding verbonden; met andere woorden: het instrument wordt parallel met de lampen geschakeld, terwijl een stroommeter, die den vollen stroom moet aangeven, in eene der leidingen is aangebracht. Wanneer de Volt-meter dus slechts een kleinen weerstand had, dan zou een groot gedeelte van den stroom door den meter gaan en dit gedeelte voor nuttig gebruik verloren zijn. Men laat daarom den draadklos in den spanningmeter uit zeer veel windingen dunnen draad bestaan en de weerstand van het toestel zal daardoor zóó groot zijn, dat er maar een uiterst zwakke stroom doorheen gaat; door het groot aantal windingen zal echter de werking van dezen zwakken stroom op het ijzeren plaatje of staafje toch groot genoeg wezen, om dit aan te trekken De Rrhaai de wijzer beweegt is in v«i»o „ ^ !' lreKKen- ue schaal, waarover zich aflezen, hoewel het spanningsverschrbe'drargfLrscL^dlTnre^01181^ k!T de klemschroeven van het meet-instrument Sn^ verbonden ' W3armede =2: t:—n r ohn°= ™rrr d^ir VoTrfchVaaketweTr'Ta'nd d°°r eei\aparten klos van ^«"ganindraaiden til»?' „ ' gevormd, een onschatbaar alliage, waarvan de de t~~:"CW-Z' d9 Pr0C6ntiSChe weerstandst°enamemet Ondoenlijk is 't hier te trachten een volledig overzicht te geven van de vele soorten van stroom- en spanningmeters, die gemaakt zijn; we moeten ons tot zeer enkele beperken. Zoo willen wij wijzen op die instrumenten, welke berusten op het warmer en daardoor langer worden van een dunnen geleiddraad, wanneer hier een stroom door gevoerd wordt. De lengteverandering, die afhankelijk is van de sterkte van den stroom, die door den draad gaat, wordt zeer vergroot op eene draaibareasovergedragen. Aan deze as is een wijzer bevestigd, die op eene verdeelde schaal de spanning onmiddellijk aangeeft. Fig. 353 vertoont zulk een meter; men e^n iTuminiumslhöf" 'dï'zifh"^usSn d; dempingsinrichtin^' hestlan'deTt r«i .aa —-— - -»T= vofili&^nTrterS Z'ln' 'n .tegenovers,:e"ing met de electromagnetische ongevoor het meten^vm!^16 1I1V!°eden van de omgeving; zfl worden hoofdzakelijk eenige vertrouwbare mei! ^ daarV°°r 6ig6nIiJk de h,öD0h meetiDStrumenten voor gelijkstroom zijn de zgn. WssTON-meters d°°r WEST0N in A™r*a het eerst geconstrueerd zfn en tegenwoordj volgens hetzelfde principe door vele andore fabrikanten vervaardigd worden. Men kan wel zeggen, dat dit type het meetinstrument van den tegenwoordigen t«d is. WÜ zullen het hier dan ook beknopt beschrijven. In plaats van een vaststaande draadspoel, bevat de meter een rechthoekig spoeltje, dat om een verticaal asje tusschen agaatsteentjes gemakkelijk draaibaar en tusschen de i nnn lrfo/>Vifif»on etoalmoonAot tronlaatfif oeeneri van tjon A.ic*^iingoxi omoiuiagnwv is. Ter verkrijging van een gelijkvormig en sterk magnetisch veld zijn die beenen van rond uitgefreesde poolschoenen voorzien en is binnen in nog een weekijzeren cylindertje aangebracht (zie Fig. 355). Beschouwen wjj nu eens Fig. 354, dan zal, indien door het spoeltje een stroom gaat, dit 'draaien en zich loodrecht op den geteekenden stand trachten te stellen, zóó, dat van de N naar de Z-pool kijkende, men de stroomrichting ziet volgens de wijzers van een uurwerk. In die beweging wm-Ht h«t- fichter tesrenerewerkt door de twee spiraalveeren (van niet-magnetisch metaal), in Fig. 355 zichtbaar en die tevens dienen om den stroom aan en at te voeren. De uitslag van den aan de spoelas bevestigden aluminiumwijzer wordt nu daardoor bepaald, dat de veeren evenwicht maken met de kracht, door het magnetisch veld op de windingen uitgeoefend. Daarbij is, en dat maakt het instrument zoo waardevol, die uitslag evenredig met den stroom, zoodat de schaal gelijkmatig verdeeld kan wezen. Ten behoeve van een fijne aflezing is bovendien onder den wijzer een spiegelrand aangebracht. In Fig. 356a en 356Ö is een dergelijke WESTON-Voltmeter gedeeltelijk open en in doorsnede afgebeeld. Tevens ziet men hoe de besproken voorschakelweerstand (8) is geborgen. Door een aftakking van dien weerstand te maken, verkrijgt men gemakkelijk twee meetbereiken, hier tot 150 en 300 "Volt. Ten einde het instrument niet langer in te schakelen dan voor de aflezing noodig is, is een drukcontact (7) aangebracht. Moet een dergelijk instrument als ampère-meter dienen, den vervalt de voorschakelweerstand. De te meten stroom wordt nu echter geleid door een strook van manganin, zoodanig bemeten dat z\j dien stroom verdragen kan en met de uiteinden waarvan nu het draadspoeltje verbonden wordt. Die strook noemt men de shunt; zij kan in het toestel in eens aangebracht zijn, of er afzonder-' lijk bjj gebruikt worden. De stroom splitst zich nu; daar de strook een zeer geringen weerstand bezit, gaat door deze het grootst gedeelte van den stroom en slechts een zeer kleine fractie door het spoeltje. Daar dit gedeelte echter in constante verhouding tot den hoofdstroom staat, is de aanwijzing van het instrument ook met dien stroom evenredig. Die shunts kunnen voor sterke stroomen groote afmetingen verkrijger, en zijn dan vrij kostbaar. "pi In vele gevallen is het wenschelijk de verandering der stroomsterkte en i der spanning gedurende ! een zeker tijdsverloop te | kennen, en daar men hierr toe niet voortdurend voor 1 het instrument wil blijven staan, om den stand van den wijzer van minuut tot minuut op te nemen, heeft men apparaten ge| construeerd, die den stand van den wijzer doorloopend opteekenen. InFig. 357 J is zulk een zelf-regist ree rende stroom- meter van de firma Richabd Fréres, te Parijs, afgebeeld. Het beginsel van dit toestel is op zichzelf duidelijk. Aan het anker van den electro-magneet, waardoor de stroom gaat, is een wijzer bevestigd, die dus, naarmate de stroom sterker of zwakker is, meer of minder wordt opgetild. Aan de punt is eene met aniline-inkt gevulde pen aangebracht, die den stand van den wijzer op het papier opteekent. De trommel wordt door een uurwerk éénmaal in de 24 uren rondgedraaid, en op deze wijze wordt de stand van de pen op ieder oogenblik opgeschreven, waardoor eene kromme lijn ontstaat. Op het papier is een netwerk van lijnen aangebracht, waarmee men den stand van de pen voor elk oogenblik kan aflezen. Bliksemafleiders. Wij moeten hier nog een apparaat bespreken, dat in de electrische installatie eene zeer nuttige rol speelt, daar het tot taak heeft den bliksem, wanneer deze onwelkome gast zijn weg door de geleiding mocht nemen, onschadelijk te maken. Wanneer de geleiding door de lucht gespannen is, loopt men steeds gevaar, dat er gedurende een onweder eene bliksemontlading door de draden, de apparaten en de machines plaats heeft, dit zou niet alleen de vernieling van kostbare toestellen, maar tevens het verlies van menschenlevens ten gevolge kunnen hebben. Wij moeten daarom trachten de verwoestende werking van dit geweldige natuurverschijnsel te beteugelen. In de eerste plaats zullen w\j de bliksemafleiders voor telegraaf- en telefoonleidingen bespreken, daar deze de oudste en, met het oog op de groote verspreiding der bovengrondsche telegraafleidingen, ook het meeste in gebruik zijn. Daar de hoog gespannen dampkringselectriciteit gemakkelijk een dunne luchtlaag kan overspringen, terwijl deze voor den zwakken stroom, waarmede getelegrafeerd wordt, eene onoverkomelijke hindernis is, verbindt men de te beschutten bovengrondsche leiding, door middel van een koperdraad, met de aarde, en brengt in dien draad eene dunne luchtlaag aan; in plaats van lucht, kan men ook eene andere isoleerende stof gebruiken. Wanneer de bliksem de leiding treft, zal hij door den verbindingsdraad naar de aarde gaan en hierbij de dunne, isoleerende laag overspringen, zoodat hy niet door de toestellen zijn weg neemt en alzoo onschadelijk gemaakt is. Men moet ■/////////////> hierbij echter zorg dragen, dat het overspringen van Fig. 358. de dunne laag voor de dampkringselectriciteit zoo gemakkelijk mogelijk gemaakt worde. Dit geschiedt door aan genoemde laag en de geleidende deelen, die haar begrenzen, eene zoo groot mogelijke oppervlakte en den vorm van spitsen of kanten te geven. De werking van dezen bepaalden vorm berust hierop, dat de hoog gespannen electriciteit gemakkelijker tusschen spitse punten en scherpe kanten dan tusschen stompe voorwerpen kan overspringen. Het eenvoudigste toestel, dat op bovengenoemd beginsel berust, verkrijgen wij, wanneer wij tusschen den draad, die de geleiding met de aarde verbindt, (Fig. 358), twee metalen platen voegen, door een dun geparaffineerd blad papier van elkander gescheiden. Door deze laag gaat de telegrafeerstroom niet heen, terwijl de dampkringselectriciteit, zoodra z\j eene gevaarlijke spanning bereikt, er met een vonk doorheen slaat. Op nog eenvoudiger wijze kunnen w\j dit toestel vervaardigen, wanneer wij de aard verbindingen in enkele windingen om den geleiddraad leggen (Fig. 359); tusschen beide geleidingen moet zich dan echter eene dunne, isoleerende laag bevinden en dit kunnen wij eenvoudig hierdoor bewerken, dat w\j op de verbindingsplaats den geleidingsdraad met z\jde omwikkelen. Op dit beginsel berust de bliksemafleider, die in Fig. 360 is afgebeeld en in de telegrafie en telefonie veelvuldig wordt toegepast. Dit toestel bestaat uit drie rechthoekig omgebogen blokken geel-koper, die op eene houten grondplaat zijn vastgeschroefd en waarvan de opstaande deelen zoodanig zijn doorboord, dat eene cylindervormige stang door de boringen kan worden gestoken, (Fig. 360). Deze stang is in doorsnede in Fig 361 afgebeeld en bestaat uit eene ronde geelkoperen staaf, die in het midden eene verdikking heeft. Aan de beide einden zijn er koperen koppen op bevestigd, die echter ?an de staaf geïsoleerd zijn en eene sven groote doorsnede hebben als ie verdikking in het midden. De vrijblijvende deelen, dus tusschen Je koppen en de verdikking, worlen door een onafgebroken en met iunne zijde omsponnen draad lekleed. In de middelste verdikking is eene gleuf aangebracht, waarin deze fijne draad bij zijn overgang van het eene deel naar het andere is gelegd. De einden van den omsponnen draad zijn met de beide metalen koppen aan de einden verbonden. Wanneer nu deze stang in de boringen van de drie geelkoperen blokken, waarvan de eerste met de leiding, de tweede met de aarde en de derde met het telegraaftoestel verbonden is, wordt gestoken, dan komen de twee metalen 0 , 8' ' koppen met de uiterste blokken in aanraking, terwijl de meer genoemde verdikking in het middelste blok zal liggen. De dunne, met zijde omsponnen draad verbindt derhalve de beide uiterste blokken, dus de lijn met het telegraaftoestel, terwijl de stroom niet op het middelste blok kan overgaan. Slaat echter de bliksem in de leiding, dan volgt hij den kortsten weg, breekt door hei dunne zijden bekleedsel heen, gaat door de stang, waarop de draad gewikkeld is, naar de verdikking en van hier naar het middelste blok en dus naar de aarde. Wanneer hij hierbij de isolatie van den draad beschadigd heeft, dan moet men slechts de stang er uit trekken en door eene nieuwe vervangen, zoodat men dezen bliksemafleider steeds zeer gemakkelijk in deugdelijken staat kan houden. Bij dit uittrekken van den stang blijft het gebruik van het telegraaftoestel toch nog mogelijk. In Fig. 360 zien we daarvoor boven de drie blokken eene koperen veer gelegd, die aan het derde blok is vastgemaakt. Aan deze veer is aan het linkereinde een stukje niet-geleidende stof (eboniet) bevestigd. De kop van de stang duwt, wanneer deze in het toestel is gebracht, tegen dit ebonieten stukje en houdt de veer van het eerste blok verwijderd. Neemt men nn de stang weg, dan valt de veer op het eerste blokje, zoodat op deze wijze lijn en toestel verbonden zijn. Het is duidelijk, dat het werktuig in dezen toestand geene beveiliging tegen bliksem geeft; een nieuwe spoel moet zoo spoedig mogelijk weder worden aangebracht. Bij andere bliksemafleiders worden spitse punten toegepast, waartusschen de vonk gemakkelijk kan overspringen. In den eenvoudigsten vorm plaatst men getande platen, Fig. 362, met hare spitsen tegenover elkander en verbindt de eene met de leiding, de andere met de aarde. Wanneer de bliksem nu in de leiding slaat, springt hij tusschen de spitsen over en gaat, zonder schade aan te richten, naar de aarde. Het behoeft nauwelijks vermeld te worden, dat deze bliksemafleiders in de leidingen moeten worden aangebracht dicht b\j de plaats, waar deze van buiten in het lokaal komen, zoodat door de bliksemontladingen de telegraaf- en telefoontoestellen niet kunnen worden beschadigd. In plaats van de getande platen neemt men ook wel geribde, die men met eene kleine tusschenruimte boven elkander plaatst. Zulke bliksemafleiders past men o. a. toe, om de leidingen niet alleen bij den ingang van het telegraafkantoor, maar ook op eenige punten van de buitenleiding te beschutten. Deze bliksemafleider wordt aan den telegraafpaal bevestigd en bestaat uit een dubbele klok van eboniet, waarbinnen twee van elkander geïsoleerde metalen platen zijn bevestigd. De naar elkander toe gekeerde vlakken dezer platen, waartusschen zich eene dunne luchtlaag bevindt, zijn geribd. Daar nu de onderste plaat met de stroomvoerende leiding, de bovenste met eene aardleiding verbonden is, wordt de dampkringselectriciteit, wanneer zij zich in de geleiding ontlaadt, door de platen naar de aarde geleid. Wanneer bij de beschreven bliksemafleiders eene ontlading tusschen punten of scherpe kanten plaats heeft, zal toch een deel van de ontlading nog door de toestellen een weg kunnen vinden, hetgeen eene ongewenschte zaak is. Prof. Lodqe te Liverpool heeft, om dit zooveel mogelijk te voorkomen, een bliksemafleider ontworpen, die in Fig. 365 is afgebeeld. Op eene doos bevinden zich een zestal knoppen, waarvan de middelstemet de aarde, n°. 1 met het te beschermen toestel of den ondergrondschen kabel en n°. 5 met den lijn is verbonden. Tusschen de knoppen 1-2-3 — 4-5 zijn in de doos klossen met draad gebracht, die voor een stroom, welke zeer kort duurt, zooals bij een atmosferische ontlading het geval is, van wege de aanzienlijke zelf-inductie (zie blz. 30) een grooten weerstand hebben. Van de knoppen aan den omtrek wijzen puntvormige staafjes naar den centralen knop. Wanneer nu een vonk van staaf 5 op aarde ovorspringt, zal maar een klein deel van den stroom door een draadklos knop 4 bereiken. Dit deel vindt in den klos tusschen 4 en 3 weder een grooten tegenstand. Het grootste gedeelte zal dus weder door het overspringen van de ruimte tusschen staaf 4 en aarde vernietigd worden en een klein deel komt tot knop 3. Zoo gaat het voort. Kabel of toestel, aan knop 1 verbonden, is dus goed beschermd. De draaddikte van de klossen neemt van knop 5 gerekend af, de punten, die naar den middelsten knop (aarde) wijzen, moeten van knop 5 — 1 spitser worden. Het aantal toestelletjes, dat voor het beveiligen van zwakstroomleidingen bedacht is, is zeer groot. Behalve voor bliksemontlading, moeten deze apparaten ook verhoeden, dat bij een mogelijk contact met de heden ten dage steeds talrijker wordende sterkstroom-luchtleidingen, voor trams b.v., schade aan de teere telegraaf- en telefoontoestellen of gevaar voor personen kan ontstaan. Daar hierbij de spanning hoogstens 5 a 600 volt bereikt, is het niet zoo eenvoudig een vertrouwbaar werkende inrichting te vinden daar alsdan de vonkafstand of de dikte van het isoleeren laagje zoo uiterst klein wordt. Een van de nieuwste constructies, welke zeer goed voldoet, bestaat uit een glazen buisje, dat electroden op een korten afstand van elkaar bevat en waarin de lucht tot een zekeren graad verdund is; stijgt de spanning tusschen deze electroden boven ca. 300 Volt, dan heeft de ontlading plaats. De hierboven beschreven bliksemafleiders zijn echter niet geschikt tot het beveiligen van geleidingen, waardoor sterke stroomen gaan. Wanneer namelijk zulk een bliksemafleider in een electrische installatie werd toegepast, dan zou, wanneer de dynamo aardverbinding had, b.v. ten gevolge van eene fout in de isolatie met eene zijner polen of opzettelijk in geleidende ver binding met de aarde stond, b\j het overspringen van de vonk een lichtboog kunnen ontstaan, en de stroom zou dan voortdurend langs dien weg gaan, metalen doen smelten en de omgeving in brand kunnen steken. Dit zal geschieden, wanneer de aardplaat van 'I3n bliksemafleider, door de aardvernding, met de eene pool der dynamotachine en de andere plaat door de iding met de tweede pool verbonden . Het komt er dus op aan, het ont:aan van den lichtboog te verhinderen F, wanneer h\j ontstaat, hem onmiddeljk te verbreken. Hiertoe zijn vele ïiddelen bedacht, zoo gebruikt men en door den lichtboog overgebrachten troom tot het magnetiseeren van een lectro-magneet; deze trekt dan een nker aan, waardoor bewerkt wordt, at de plaat, die eerst vastgehouden rerd nu naar beneden valt. Het beginsel an dit vernuftig uitgedacht toestel roidt door Fig. 364 duidelijk gemaakt, ie leiding staat met de bovenste geande plaat, die vast is, in verbinding, ie onder haar liggende tweede plaat 5 aan een steel bevestigd, die om eene as kan draaien, ueze piaat worut uuor het anker, dat onder den electro-magneet draaibaar is aangebracht, tegenover de bovenste getande plaat gehouden, hetgeen door het rechtergedeelte van de Figuur wordt aangegeven. Wanneer nu de bliksem in de leiding slaat, dan gaat de vonk van de bovenste naar de onderste plaat en van deze door het anker; van hier uit moet de stroom eerst door de omwindingsdraden van den electromagneet gaan, alvorens de leiding naar de aardplaat te kunnen bereiken. Ontstaat nu ten gevolge van de vorming van een lichtboog een aanhoudende stroom, dan wordt de electro-magneet magnetisch, trekt het anker aan, waardoor de onderste plaat vrtf wordt en naar beneden valt. De lichtboog is verbroken en men kan de onderste plaat weder in haar vorigen stand brengen. Fig. 365. Bij den bliksemafleider, die in Fig. 365 is afgebeeld, wordt liet ontstaan van een hchtboog verhinderd. Daartoe zijn een aantal metalen platen met i.SOlftPrPnHp „11 J n.covjjcurtgc,, ejKiiiiuur gestapeld en de bovenste plaat met de leiding, de onderste met de aarde verbonden. Alle metalen platen zijn van een vooruitspringenden arm voorzien, waaraan een metalen kogeltje is bevestigd, en de platen zjjn zoo gelegd, dat al deze kogeltjes eene spiraal vormen; waarbij ieder kogeltje van het voorafgaande door eene tusschenruimte gescheiden is (Fig. 3(35). De vonk springt nu gemakkelijk van het eene kogeltje op het andere over, maar het ontstaan van een liclitboog wordt door de talrijke tusschenruimte verhinderd, zoodat men langs dezen weg, zonder zijne toevlucht te nemen tot bewegende deelen, de dampkringselectriciteit naar de aarde afleidt. ei.ihu thomson heeft nog een afleider van den vorm, als Fig. 3«6 aangeeft, h. nart "Hpti ✓.»• 1.... ... * geconstrueerd. De stukken L en k. aaneen ondeikant op ongeveer 1 mJI van elkander verwijderd, zijn respectievelijk met de lijn / en de aarde e verbonden. Tusschen de lijn en de van de machine komende geleiding m is een electro-magneet M geschakeld, welks vlakke poolstukken de ruimte tusschen E en L verder omsluiten. Het zachte ijzer is dus voortdurend magnetisch, zoolang de dynamo werkt. Wanneer zich nu bij een dynamo, die aardverbinding heeft, tusschen L en E door eene atmosferische ontlading een Voltasche boog vormt, dan wordt deze door den magneet afgestooten en moet dus voortdurend eene grootere ruimte overspannen, daar de afstand tusschen L en E naar boven grooter wordt. Dit grooter worden van aen Doog zal echter spoedig met het oog op den stroom, dien de dynamo daartoe leveren kan, niet meer plaats hebben, d.w. z. de boog zal verdwijnen. Eenvoudiger nog is de volgende inrichting, die veel wordt toegepast. Twee stangen, van den vorm als Fig. 367 aangeeft, zijn respect, met de leiding en de aarde verbonden. Ontstaat nu een lichtboog, dan wordt h\j door twee oorzaken naar boven gedreven, door de opstijgende warme lucht en door electro-dynamische werking. Immers leert eene bekende wet, dat onder een hoek geplaatste stroomgeleiders elkaar afstooten, wanneer de strocminrichtingen respect, van en naar liet hoekpunt gekeerd zijn; de lichtboog is hier de beweeglijke geleider. Deze inrichting is van Siemens & Halske. Fig. 36S geeft eenige uitvoeringen door deze firma aan : de twee kleine zijn voor lage, de groote voor hooge spanning, vandaar dat de afstand tusschen di Bü den bliksemafleider, die in Fig. 365 is afgebeeld, wordt het ontstaan van een lichtboog verhinderd. Daartoe zijn een aantal metalen platen met isoieerende tusschenlagen op elkander gestapeld en de bovenste plaat met de leiding, de onderste met de aarde verbonden. Alle metalen platen zijn van een vooruitspringenden arm voorzien, waaraan een metalen kogeltje is bevestigd, en de platen zijn zoo gelegd, dat al deze kogeltjes eene spiraal vormen; waarbij ieder kogeltje van het voorafgaande door eene tusschenruimte gescheiden is (Fig. 365). De vonk springt nu gemakkelijk van het eene kogeltje op het andere over, maar het ontstaan van een lichtboog wordt door de talrijke tusschenruimte verhinderd, zoodat men langs dezen weg, zonder zijne toevlucht te nemen tot bewegende deelen, de dampkringselectriciteit naar de aarde afleidt. Ej.ihu Thomson heeft nnc Pfin afloiHof —•'O VVM UUVlUOi van den vorm, als Fig. 866 aangeeft, geconstrueerd. De stukken L en E, aan !den ondeikant op ongeveer 1 mM. van eiKanaer verweerd, zijn respectievelijk met de lijn l en de aarde e verbonden. Tusschen de lijn en de van de machine komende geleiding m is een electro-magneet M geschakeld, welks vlakke poolstukken de ruimte tusschen E en L verder omsluiten. Het zachte ijzer is dus voortdurend magnetisch, zoolang de dynamo werkt. Wanneer zich nu bij een dynamo, die aardverbinding heeft, tusschen L en E door eene atmosferische ontlading een Yoltasche boog vormt, dan wordt deze door den magneet afgestooten eu moet dus voortdurend eene grootere ruimte overspannen, daar de afstand Fig. 367. tusschen L en E naar boven grooter wordt. Dit grooter worden van den boog zal echter spoedig met het oog op den stroom, dien de dynamo daartoe leveren < kan, niet meer plaats hebben, d. w. z. de boog zal verdwenen. Eenvoudiger nog is de volgende inrichting, die veel wordt toegepast. Twee stangen, van den vorm als Fig. 367 aangeeft, zijn respect, met de leiding en de aarde verbonden. Ontstaat nu een lichtboog, dan wordt hij door twee oorzaken naar boven gedreven, door de opstijgende warme lucht en door electro-dynamische werking. Immers leert eene bekende wet, dat onder een hoek geplaatste stroomgeleiders elkaar afstooten, wanneer de stroominrichtingen respect, van en naar het hoekpunt gekeerd zijn; de lichtboog is hier de beweeglijke geleider. Deze inrichting is van Siemens & Halske. Fig. 368 geeft eenige uitvoeringen door deze firma aan: de twee kleine ziin voor lage, de groote voor hooge spanning, vandaar dat de afstand tusschen do i"°Z ViJtTtoC'"8n ook de ",ola,oren er°°<°r »M«#" h.« a.%,,izVw^;:zrir.00 v°" veel ervarino- j reüemng moet houden. Er behoort daarom ZmZZ ::^VL7^r f drlan,pen juiet ••«"»•"*>< ingenieur in overleg met den e6rSt6 P'aatS Zal de ProJecteerende welke soort vln ZLT T™" °f d0" architect moeten beslissen, gepast Wanneer ï ' * de verschillende lokalen moeten worden toe ss irZgS r^k~te ™im,e moet *""'»• - ^ ta.8 moet h<" m,mK «« >° besloten lokalen en op pl»,,,„ ' 1 ÏT, T? In kl"™re bepaalde punten noodig heeft zal men °™ d» k»««» » «> - worden aangXacM N,darmT"aai; 1™ Mke lamf™ tot een, StoSe ™ 200 kL T" Ja"" °0t kte*"> »°e'»mpen thans ook beogen ~sfo "l^ ' 'Mt' ™<"n ges,.,»,^ kLer:=~k=,:»-r—— met deze ook gtoeolmpën b°°eto"*» °f ^»k'«<««bakelw„rstand op 65 Volt kan passen, of men m«, w,„„,er T ÓT,°fdS*"fde """"" booglampen achter elkander en dit „ Vo"'lampen wil gebruiken, twee gloeilampen schakelen Dit i's het »*" para,lel ten opzichte van de zoover een bezwaar toeftdat me ™»st.'»»'»»»<■• fr«val, dat echter 1» Wig moet laten bratoen' uSZX'iï 7" "»»» ** voldoenden weerstand aanbrengt dl.Mstloê.T" au"8,doofds lai»I' een al. de buiten werking ge.teMe llrn ' T »'tad"™og„, weg„.emt ~ « lamp alleen^n » dezen weerstand zou de lamp, wanneer hare koolspitsen elkander aanraken wegens don geringen weerstand een te groot gedeelte van den stroom voor zich in beslag nemen, zoodat öf de veiligheidssluiting zou afsmelten, öf aan de andere lampen te veel stroom worden onttrokken, waardoor z\j duister zouden branden. Vooral moet dit het geval zijn, wanneer telkens slechts ééne booglamp parallel met gloeilampen van overeenkomstige spanning in de leiding was aangebracht. Men zal dan de spanning in het leidingnet hooger moeten nemen, terwijl men het overschot van de spanning bij de booglamp door een vóór de lamp geschakelden weerstand laat verbruiken. De drijfkracht, die deze weerstand voor zich in beslag neemt, gaat natuurlek nutteloos voor ons verloren, want de daarbij ontwikkelde warmte is te gering, om voor verwarming dienst te kunnen doen, maar aan den anderen kant groot genoeg, om voorzorgsmaatregelen tegen al te groote verhitting noodzakelijk te maken. Er is echter nog een andere belangrijke reden, waarom de voorschakelweerstand noodig is. Hierover is reeds bij de NERNST-lamp gesproken, waarbij we dezelfde quaestie ontmoetten. De weerstand van den lichtboog neemt namelijk met eene toename der stroomsterkte zoodanig af, dat deze een zeer groote waarde zou verkrijgen. Het is dus noodig deze weerstandsvermindering door een ingelaschten metaal-weerstand te compenseeren, daar deze van wege de verwarming van den draad met den stroom toeneemt. Voor de veel gebruikelijke lampen van ca. 10 ampères blijkt een weerstand van ongeveer 2 Ohm noodig te zijn, onverschillig of men één lamp of twee in serie geplaatste lampen bezigt; vandaar de gebruikelijke spanningen 45 + 20 = 65 en 2 X 45 + 20 = 110 Volt Bij de lampen met afgesloten lichtboog is dikwijls de weerstand in de lamp zelf aangebracht, zoodat een dusdanige lamp schijnbaar direct aan het net kan aangesloten worden. Daar, zooals reeds vroeger gezegd, de benoodigde spanning thans ca. 80 Volt is, kunnen er bij eene spanning van 110 Volt geen twee lampen achter elkaar geschakeld worden. Daar echter tegenwoordig de spanning 220 Volt meer en meer ingang vindt, zoo moeten hierbij vier booglampen in serie geschakeld worden of twee lampen met afgesloten boog. Daar men dikwijls geen vier lampen zal noodig hebben, kunnen dan laatstbedoelde lampen zeer goed toegepast worden. Wanneer men den toegevoegden weerstand niet reeds in de leiding naar de booglampen legt, gebruikt men in het algemeen draadspiralen van nickelinedraad, omdat dit metaal een betrekkelijk grooten soortelijken weerstand heeft, vergeleken bij andere metalen. Men wikkelt den draad tot spiralen, om in eene kleine ruimte eene groote lengte te kunnen bergen. Somtijds brengt men zulke nickeline-spiralen in de lamp zelve aan; gewoonlijk bevestigt men ze in een vuurvast kastje aan den muur; ten einde de stroomsterkte in de lamp te kunnen veranderen, geeft men aan den toegevoegden weerstand een zoodanigen vorm, dat men meer of minder draadspiralen in de stroombaan kan schakelen. Hoe dit geschiedt, hebben wij reeds naar aanleiding van Fig. 307 verklaard. In Fig. 370 is nog een andere constructie voor hetzelfde doel afgebeeld. 24 Keuze en verdeeling der lampen hangen in de eerste plaats af van de behoefte aan licht en meestal wordt bij het projecteeren eener electrische verlichting als grondslag voor de berekening van het aantal gloeilampen het getal gaspitten aangenomen, dat vroeger hetzelfde gebouw verlichtte. Gewoonlijk wordt dit aantal echter spoedig vermeerderd; het is ook zoo gemakkelijk hier nog een lampje aan te brengen, daar een paar lampen er bij te voegen, en bovendien wil men ook meestal, wanneer men eenmaal tot electrisch licht overgaat, eene schitterende verlichting hebben. De behoefte aan licht neemt op eens belangrijk toe en dit is geen ongewoon verschijnsel in het dagelüksch vuui w bi pen een nara voorKomen, hetgeen, behalve door de kleur van het licht, ook door de scherpe schaduwen wordt veroorzaakt. Het gloeilicht is warmer van toon, maar het ontneemt aan de voorwerpen hunne scherpe omtrekken en verandert onvoordeelig vele kleuren; eene kamer, waarvan de verschillende kleuren overdag goed met elkander in overeenstemming zijn, zal dikwijls by gloeilicht deze kleuren-harmonie verliezen. Deze minder goede eigenschap, die b. v. in winkels op den voorgrond treedt, treft men bij de booglampen niet aan, daar het booglicht het diffuse daglicht zeer nabij komt; waar het dus vooral op het onderscheiden van kleuren aankomt, verdient het booglicht de voorkeur. Zeer schoone effecten kan men te voorschijn roepen, wanneer men gemengd licht, dus boog- en gloeilicht, in ongeveer gelijke verhouding toepast. Men verkrijgt daardoor een licht van ongeëvenaarde reinheid, warmte en glans, en vooral tot het verlichten van schilderijen bestaat er geen licht, waarmede men eene zoo schoone werking kan teweegbrengen als met dit gemengd licht. Op zeer treffende wijze kan men dit waarnemen, wanneer men schilderijen eerst door gloeilicht, daarna door booglicht en ten slotte door beide lichtsoorten gelijktijdig laat beschijnen. Hetzelfde geldt voor producten der kunstnijverheid, zoodat men ook in winkels het gemengd licht in vele gevallen met vrucht zal kunnen toepassen. Aangezien wegens de hoogere temperatuur van den gloeidraad de metaaldraadlampen en vooral de Nernstlampen een witter licht uitstralen dan de leven, want op eiK gecied Kan men waarnemen, dat de behoeften stijgen, naarmate men ze gemakkelijker kan bevredigen. Wij moeten hier nog eenige woorden zeggen over Het onderscheid tusschen boog- en gloeilicht, dat ook bij de keuze der lampen eene belangrijke rol speelt. Moet eenvoudig de behoefte aan licht bevredigd worden, dan geven technische en financieele overwegingen den doorslag, welke lichtsoort men kiest; zoodra echter de smaak en aesthetische neigingen mede in het spel komen, is het geheel mders. Het booglicht is een rein, maar (enigszins koud licht; het geeft den gewone gloeilampen, kan met deze lampen alleen reeds een fraaie verlichting verkregen worden, waarvan men zich tegenwoordig bij de meeste winkelétalages kan overtuigen. De montage. Wanneer de projecteerende ingenieur in overleg met den toekomstigen eigenaar der verlichting zijn plan gereed heeft, dan begint het werk van den monteur: het opstellen der machines en apparaten, het leggen der geleidingen en het aanbrengen der lampen. Hij krijgt hiertoe nauwkeurige teekeningen, waaronder ook een plan van het leidingnet, dat den weg en de dikte der geleidingen aangeeft, benevens de plaats en de soort der lampen, stroombrekers, enz. Met zulk een plan kan echter den monteur niet iedere kleine bijzonderheid worden voorgeschreven, en hij moet daarom niet zelden zelfstandig handelen, al naar gelang de omstandigheden dit noodzakelijk maken. Bij moeilyke installaties houdt de ingenieur toezicht op de montage, maar in vele gevallen heeft de monteur genoeg ervaring, dat men aan hem de zelfstandige uitvoering kan overlaten. Hij zal nu bijvoorbeeld eerst met het aanbrengen der geleidingen beginnen. Het plaatsen van het bevestigings- en isoleerend materiaal is zijn eerste werk; de isolatoren zal hij bevestigen of de buisleidingen aanbrengen; waar dit noodig is, gaten door de muren slaan, de apparaten tot het vertakken der geleidingen en der veiligheidssluitingen bevestigen, en dan kan hij met het leggen der leiding een aanvang maken. De hoofdleiding neemt hy doorgaans het eerst ter hand en vervolgens de vertakkingen, 0111 met de dunste uitloopers te eindigen. Ten einde zich te overtuigen, dat eene geleiding in orde is, onderzoekt de monteur, of zij goed geïsoleerd, of nergens gebroken is en of er geene kortsluiting in voorkomt. Hiervoor gebruikt men veelal een magnetoinductor, in welks stroombaan eene elec- trische schel is aangebracht (Fig. 371). Wil *^'- de monteur met dit toestel onderzoeken of eene geleiding zich in goeden staat bevindt, dan verbindt hij in de eerste plaats aan de eene zijde de einden der heen- en terugleiding met de klemschroeven van het toestel en draait aan de andere zijden de einden der beide draden in elkander. Brengt hij nu het toestel in werking, door de kruk aan de rechterzijde rond te draaien, en luidt daarbij de bel, dan is dit een teeken, dat de stroom doorgaat en de draden dus nergens afgebroken zijn. Nu maakt hij de einden der twee geleidingsdraden van elkander los en draait het toestel weer: de bel moet dan werkeloos blijven, daar de stroom niet kan doorgaan, wanneer de leiding in orde is. Luidt daarentegen de bel toch, dan is dit een bewijs, dat de heen-en terugleiding met elkander in geleidende verbinding zijn, m. a. w. dat er in de leiding kortsluiting is. Hij gaat nu de geleiding na en zal dan zonder veel moeite de fout ontdekken; is deze hersteld, dan moet de bel b\j het in werking stellen van het inductie-toestel natuurlijk zwijgen. Het onderzoek is hiermede echter nog niet afgeloopen, want het kan nog zyn, dat een der geleidingsdraden niet goed van de aarde geïsoleerd is. Ten einde dit na te gaan, verbindt hij eene der klemschroeven van den inductor met de aarde — het beste is hiervoor eene gas- of waterleiding geschikt — en bevestigd in de andere klemschroef een der einden van den te onderzoeken draad. Luidt de bel dan bij het ronddraaien van de kruk, dan is dit een bewijs, dat er een stroom doorgaat en dus de draad niet voldoende van de aarde geïsoleerd is; men moet de fout dan weer opzoeken en herstellen, Op deze wijze wordt de isolatie van de heen- en van de terugleiding onderzocht. Voor een nauwkeuriger onderzoek wordt echter gebruik gemaakt van een galvano¬ meter met droge batterij, waarmede de isolatieweerstand in duizendtallen van Ohms gemeten wordt. Zoo werkt li\j verder, tot het geheele leidingnet gelegd is, de verschillende ornamenten en armen aangebracht, de draden er door getrokken en met de lamphouders verbonden zijn. Ten slotte wordt de geheele aanleg van het machine-lokaal uit nog eens onderzocht en de fouten, die zich dan nog mochten voordoen, worden hersteld. Nu kan hij zijne machine opstellen. Het fundament is reeds gemetseld, de spanslede er op bevestigd en hare schroefbouten zijn met cement vastgegoten. De dynamo-machine wordt op de spanslede geplaatst en de riem op de riemschijven gelegd. Het schakelbord, dat meestal geheel gereed uit de fabriek komt, wordt geplaatst en de noodige verbindingen worden gemaakt. De monteur kan nu de installatie in werking stellen. Hij laat daartoe eerst de machine, waarvan hij het anker van te voren reeds met de hand gedraaid heeft, um zich te overtuigen, dat het gemakkelijk loopt, onbelast ronddraaien, ten einde te onderzoeken of de assen niet heetloopen en de smeerinrichtingen goed werken; in dien tusschentijd heeft hy de lampen overal aangebracht. Is alles in orde, dan schakelt hij de leiding in, waarbij hij het aantal omwentelingen langzamerhand tot aan de normale snelheid laat toenemen. Blijkt nu, dat alles in orde is, dan is het werk van den monteur afgeloopen en dient hij vóór zijn vertrek alleen den machinist nog maar goed te onderrichten, hoe hij de verschillende toestellen moet behandelen. Uit de hierboven beschreven werkzaamheden blijkt reeds, dat een monteur zoowat van alle markten thuis moet zijn, want het komt dikwijls genoeg 373 voor, dat hfl weinig of geene hulp bij zijn arbeid krijgt, en hij moet dan te gelijker tijd timmerman, metselaar, koperslager, smid en electricien wezen. Geen wonder, dat eon goed monteur voor de firma, waarbij hij werkzaam is, veel waard is en dan ook doorgaans een goed salaris heeft. Goede arbeid vereischt goede werktuigen en vooral is dit bij het aanleggen van electrische geleidingen het geval, daar men slechts door nauwkeurig en net werk het ontstaan van fouten kan voorkomen. Er zijn daarom in de laatste jaren speciaal voor electrische doeleinden gereedschappen vervaardigd, waarmede de monteur zijn werkzaamheden gemakkelijk en goed kan verrichten. In de eerste plaats vereischt de behandeling der geleidingsdraden bijzondere werktuigen. Zij moeten op een toestel gewikkeld worden, waarvan zij gemakkelijk en zonder beschadiging af te rollen zijn. Legt men de rol draad los op den grond en trekt men er de verschillende randen af (Fig. 372), dan blijft de draad gekronkeld en vormt lussen, die zich verwikkelen en tot het in de war raken der geleidingsdraden aanleiding geven. Het is daarom noodzakelijk hem af te rollen en om dit gemakkelijk te kunnen doen, wikkelt men hem op eene houten rol (Fig. 373), en legt hem op eene draagbare winde, die om eene verticale as kan draaien (Fig. 374). Tot het doorsnijden van den draad gebruikt de monteur eene kniptang en deze is dikwijls met de platte tang tot één stuk gereedschap vereenigd. Aan een gewone tang met platte bekken zijn hiertoe aan de zijden messen aangebracht, waarmede de draad bij het dichtknijpen van de tang wordt doorgeknipt. In Fig. 375 is eene dergelijke tang afgebeeld. Het ontblooten van den draad, d. w. z. het verwijderen der isolatie, doet de monteur veelal met zijn mes. In den laatsten tijd zijn er echter ook voor deze werken gereedschappen vervaardigd, de zoogenaamde draadontblooters, waarmede men den geleidingsdraad gemakkelijker en beter van zijne isolatie kan ontdoen. Wanneer verschillende stukkun der geleiding met elkander vereenigd of vertakkingen aangebracht moeten worden, dan dient men die deelen meestal aan elkander te soldeeren. Is de draad massief, dan verbindt men hem op de wijze, die door Fig. 376 wordt aangegeven; komen er daarentegen kabels, bestaande uit verschillende in elkander gevlochten koperdraden in de leiding voor, dan worden de draden aan de einden uit elkander gewikkeld en in een krans loodrecht op den kabel geplaatst; vervol- wuiuöu ae Kransen in elkaar gezet en ten slotte de verschillende diaden om den tegenoverIiggenden kabel gewikkeld (Pig. 376). Op eene dergelijke wijze worden ook de vertakkingen gemaakt. De verbindingen worden nu met den soldeerbout, onder aanwending van hars of een ander zuurvrij soldeermiddel, gesoldeerd, en vervolgens met gummiband goed omwikkeld, ten einde de blank gemaakte deelen der geleiding weder te isoleeren. Zooals reeds op blz. 342 gezegd is, wordt bü het nieuwe buizenmateriaal er naar gestreefd het soldeeren zooveel mogelijk te doen vervallen en alle verbindingen door schroeven te doen geschieden. rr i. i i. • i . ... . . , lot het verrichten zijner velerlei werkzaamheden, die afwisselend kunnen bestaan in het bewerken van hout, steen en metaal, heeft de monteur eene groote menigte gereedschappen noodig, die hij goed verpakt bjj zich moet hebben. Men heeft hiertoe practische gereedschapskisten vervaardigd, en wij vermelden hier in het bijzonder de a ek van W. Kucke & Co., te Elberfeld, die zich sedert geruimen tijd heeft toegelegd op de fabricage van gereedschappen speciaal ten dienste der electrotechniek. In Fig. 377 is een koffer met gereedschappen voor den monteur afgebeeld. Tegen het deksel zijn een aantal hout- en steenboren van verschillende lengten bevestigd. De kist zelve bevat in twee afdeelingen de talrijke schroevendraaiers, tangen, soldeerbouten, boren, enz.; het middelste vak dient tot het bewaren van verschillende materialen, zooals: soldeermetaal, isoleerband, bevestigingsdraad, enz. Op deze wijze verpakt, is al het gereedschap gemakkelijk te vervoeren, en de monteur kan onmiddellijk overzien of alle stukken aanwezig zijn. Niet altijd is het echter den monteur mogelijk, den zwaren koffer naar de plaats zijner werkzaamheden mede te nemen; dikwijls moet hij naar moeilijk te öereiKen punten Klimmen en uan het noodige gereedschap bij zich dragen. Voor dit doel vervaardigt noodige werKtuigen zyn voorzien (Fig. 378). Aan een stevigen ring in het midden van den gordel is een sterk touw bevestigd, dat aan het andere einde een haak draagt; met dezen haak kan de monteur het touw ergens aan vastmaken en zich zeiven zoodoende tegen het naar beneden storten behoeden. In Fig. 379 is een toestel afgebeeld, dat bij het beklimmen in palen dienst doet. Deze stijgÜzers omvatten den paal en dringen met de spitsen in het hout, zoodat de voet een voldoenden steun heeft. Door zijn voet op te heffen en het ijzer tegen eene hooger gelegen plaats te klemmen, kan de monteur den paal evenals eene ladder beklimmen en in de hoogte zijn werk verrichten. In Amerika worden deze werktuigen zeer veel toegepast de firma Kücke & Co. gordels, die van de en de palen zijn er dan ook doorgaans overdekt met de wonden, door de spitsen der stygyzeis veroorzaakt; daarentegen worden zij in Europa slechts zelden gebruikt. Fig. 380 geeft eene voorstelling, hoe men de werkzaamheden p°.r de bovengrondsche geleidingen der electrische trams uitvoert. Het drjjven der op zich. zelf staande installaties vereischt eene zekere mate van electro-technische kennis, die zich de machinist in vele gevallen eerst gedurende het bedrijf kan eigen maken. Meestal en bü kleinere installaties bijna uitsluitend is het drijven der electrische installatie voor den machinist bijzaak en in vele gevallen is dit opgedragen aan een portier, een huisknecht of een anderen persoon, die door den aard zijner betrekking geene technische kennis heeft. Dit is ook volstrekt niet onvoorwaardelijk noodig; wanneer de betreffende persoon een weinig intelligent is, daarbij nauwkeurig de hem gegeven voorschriften volgt en met liefde zijne taak volbrengt, dan zal hij in de meeste gevallen, ofschoon aanvankelijk onkundig, al spoedig de installatie zonder fout drijven en mettertijd de eigenaardigheden, die er zich bij kunnen voordoen, leeren kennen. Over de behandeling en het onderhoud der stoom- en andere motoren zullen wij hier niet spreken, daar dit onderwerp zich ook over andere installaties uitstrekt en voor ons doel niets bijzonders oplevert. De dynamo-machine moet met de grootste zorgvuldigheid behandeld worden, omdat hiervan in hoofdzaak de goede werking der geheele licht-installatie afhangt. Daar de dynamo's in de meeste gevallen eene groote omwentelingssnelheid hebben, moet men bijzonder acht geven op de kussenblokken, omdat bü de snelle wenteling de as dikwijls neiging vertoont tot warmloopen; de kussenblokken moeten tot het aangegeven niveau met olie gevuld zijn; deze olie mag niet te dik zijn, daar dan de ringen, die de olie voortdurend op ae as moeten brengen, belet worden rond te loopen. Van tfld tot tijd dient men zich, door het betasten met de hand, te overtuigen, dat de as koel blijft; is dit niet het geval, dan moet men wat meer olie toevoeren. Ook de klossen der electromagneten mogen niet te heet worden, daar dit op eene fout in de machine zou wijzen. Bijzondere zorg dient aan den collector en de borstels besteed te worden. De borstels moeten een weinig veerend tegen den collector drukken, zoodat de diukking niet te steik is, daar zjj anders te spoedig zouden afslijten, terwijl ook de collector er onder lijden zou; zij mogen echter ook niet te zwak aandrukken, daar dit het ontstaan van vonken op de plaatsen van aanraking zou kunnen veroorzaken, bij koolborstels moet het aanrakingsvlak nauwkeurig op den collector passen, hetgeen verkregen wordt door een stuk glaspapier met de gladde zijde op den collector gelegd, onder den borstel heen en weer' te trekken. Van zeer veel belang voor de goede werking der machine is het, dat de borstels op de juiste plaatsen tegen den collector drukken; is dit het geval, dan mogen er geene of slechts zeer kleine blauwe vonken tusschen de borstels en den collector ontstaan. Vertoonen er zich groote, spattende vonken, die niet verdwijnen door het verstellen der borstels, dan is dit een bewijs, dat er iets in de leiding hapert, wanneer ten minste de machine goed geconstrueerd is. De collector of stroomafgever moet steeds glad gehouden worden en het is daarom noodzakelijk, dit belangrijke machinedeel af en toe met glaspapier af te schuren. Men spant daartoe het glaspapier op een vlak stuk hout, dat even breed is als de collector, en drukt het er met den vlakken kant tegen aan; de collector wordt daardoor over de geheele breedte gelijkmatig afgeschuurd. Wordt de cylinder onrond, dan moet hij afgedraaid worden. Indien de koolborstels van de vereischte goede kwaliteit zijn en de collector goed onderhouden wordt, verkrijgt deze een zeer fraai gepolijst aanzien, hetgeen met de vroegere metaalborstels zelden te verkrijgen was. Tot het in beweging stellen der installatie gaat de machinist nu als volgt te werk: Een kwartier voordat het licht moet beginnen te branden, voorziet hy de smeerpotjes en kussenblokken, stelt do borstels goed, voelt of de riemen de gewenschte spanning hebben en laat dan den motor langzaam loopen, terwijl de leiding nog uitgeschakeld is en de dynamo dus onbelast meedraait. Hij plaatst nu het handvat van zijn shunt-regulateur zoodanig, dat alle spiralen zich in de stroombaan van de shunt-wikkeling bevinden en dus de spanning te laag is. Nu verbindt hij door middel van den hoofd-stroomsluiter de leiding met den dynamo, zoodat de stroom kan doorgaan; de lampjes zullen nu zwak rood gaan gloeien. De machinist brengt dan den motor op zijn normalen gang en schakelt zoo lang weerstand van zijn shuntregulateur uit, totdat de wijzer van zijn Volt-meter de gewenschte spanning aangeeft, waardoor de lampen op hare juiste sterkte branden. Worden er in den loop van den avond plotseling groepen lampen aangestoken of uitgedraaid en daalt of stijgt daardoor de spanning, dan zal hy haar door middel van den shunt-regulateur weer op de normale hoogte dienen terug te brengen. Bij kleinere installaties moet de machinist overdag ook de reparaties, die in de leiding noodig mochten zijn, verrichten, de booglampen schoonmaken en van nieuwe koolspitsen voorzien. Is. de verlichting van grooteren omvang, dan moet het personeel uit meer personen bestaan. Voor een bedrijf van driehonderd tot vierhonderd lampen zijn veelal de machinist voor de stoommachine en de stoker in één persoon vereenigd, terwijl een tsveede machinist voor den dynamo en het schakelbord moet zorgen; ook komt het voor, dat de machinist alle machines en apparaten moet bedienen, maar dat er een afzonderlijke stoker is; voor den dienst buiten het machine-lokaal is dan verder een monteur aangesteld. Voor nog grootere installaties, die dan reeds de electrische centraalstations nabijkomen, is de arbeid nog meer verdeeld en worden de personen, die met de leiding der verschillende onderdeelen belast zijn, door hulpkrachten ondersteund. B. De centraal-stations voor electrische verlichting. Zeer spoedig na de invoering van het electrisch licht ontstonden er ondernemingen, die dit kunstlicht aan particulieren leverden; zij leiden hiertoe den electrischen stroom van de centrale electriciteitsbron in de huizen en onthieven daardoor hare afnemers van de kosten en den last, zelve machines tot het te voorschijn roepen van electrisch licht op te stellen en te drijven. Op deze wijze kon de electrische verlichting eene veel grootere verspreiding verkrijgen dan wanneer ieder particulier zijne eigen installatie moest hebben. Reeds in den aanvang van de electrische verlichtingstechniek, toen nog slechts het booglicht bekend was, werden er in Amerika centraal-stations tot het voeden van een groot aantal booglampen in werking gesteld, en spoedig na de uitvinding der practisch bruikbare gloeilampen richtte Edison het eerste groote electrische centraal-station in Pearl-street te New-York op. In de hoofdzaken komen zulke centraal-stations voor electrische stroomlevenng met de op zich zelf staande installaties overeen. Zoowel deze als gene vereischten machines tot het te voorschijn roepen van den stroom, een leidingnet en lampen, waarin de electrische energie in licht wordt omgezet. Deze hoofddoelen zijn echter bij de centraal-stations veel gecompliceerder dan bij de kleine installaties tot het verlichten van enkele gebouwen, daar talrijke hulptoestellen een ongestoord bedrijf en het gelijkmatig branden van alle lampen moeten verzekeren. Naast de zekerheid van het bedrijf komen echter ook nog de kosten van aanleg en exploitatie in aanmerking, die zoo gering mogelijk moeten zyn, daar eene inrichting tot het leveren van electrisch licht eene commercteele onderneming is, en het financieele vraagstuk hierbij dus nog meer op den voorgrond treedt dan bü eene installatie voor eigen gebruik De technische inrichting van het werk hangt dan ook geheel af van de omstandigheden, die invloed hebben op de geldelijke resultaten, en w« zullen daarom in de eerste plaats deze factoren moeten leeren kennen, ten einde na te gaan welke middelen ons de techniek verschaft, om naar gelang der omstandigheden deze uitkomsten zoo gunstig mogelijk te doen zijn. De geleidingen der electrische centraal-stations. Het gedeelte 'der geheele inrichting, dat den meesten invloed heeft op de financieele resultaten is het leidingnet, waardoor de electrische stroom, in het centraal-station opgewekt, over de verschillende lampen van het te verlichten stadsgedeelte moet worden verdeeld. De kosten voor de aanschaffing en den aanleg van het kabelnet bedragen toch ongeveer een derde gedeelte der totale aanlegkosten en bovendien gaat er, zooals wij vroeger reeds meermalen hebben verklaard m de geleidingen arbeidsvermogen voor ons verloren, zoodat het leidingnet oo invloed heeft op de exploitatie-kosten. Aan den eenen kant moeten de kabels dus niet te hooge aanschaffingskosten veroorzaken, aan den anderen kant mogen zij echter ook niet te veel electrisch arbeidsvermogen in nuttelooze warmte doen verloren gaan, terwijl zij bovendien zoodanige afmetingen moeten hebben, dat zelfs op het verst verwijderde punt van het leidingnet het spanningsverschil tusschen de heen- en de terugleiding zooveel mogelijk constant blijft en overeenkomt met de spanning, waarmede de lampen op hare normale sterkte branden. Reeds Edison begreep, toen hij zijne eerste electrische centrale bouwde, dat hij geene goede resultaten zou verkrijgen, wanneer hij slechts op twee punten van het kabelnet stroom toevoerde, dus het geheele leidingnet, waarvan het schema dan overeen zou komen met Fig. 318, door slechts twee kabels, die van het schakelbord in het machine-lokaal uitgaan, van stroom voorzag. Men zou, door aldus te werk te gaan, in de leiding een steeds kleiner spanningsverschil hebben, hoe verder men zich van het centraal-station verwijderde; terwijl dus in de onmiddellijke nabijheid de lampen zeer helder zouden branden, zou de lichtsterkte van verder afgelegen lampen kleiner zijn. Men kan het spanningsverlies, dat in do leiding plaats heeft, nu wel tot een minimum herleiden, door de kabels maar dik genoeg te nemen en daardoor den tweeden factor, die invloed heeft op het verlies, nl. den weerstand, klein te maken, maar bij eene centrale electrische verlichting, waar duizenden lampjes van stroom moeten worden voorzien en de stroomsterkte dus zeer groot is, zou men met de dikte der kabels uit een economisch oogpunt al spoedig tot een grens naderen. Om hieraan te gemoet te komen, voerde Edison, en dit doet men bij de centrale electrische verlichting nog steeds, op verschillende punten van het leidingnet stroom aan, door zoogenaamde voedingskabels of feeders (afgeleid van het Engelsche werkwoord to feed, voeden) die paarsgewijze diiect van het centraal-station naar de verdeelingspunten in het kabelnet loopen, zonder onderweg stroom af te staan. Men moet zich de zaak dus zóó voorstellen, dat het geheele verlichtingsgebied van een in alle deelen aaneengesloten kabelnet wordt voorzien, en dat nu op verschillende punten stioom wordt aangevoerd door feeders, die van het centraal-station komen. Deze feeders worden zóó berekend, dat het spanningsverlies, hetwelk zij ver oorzaken, bij het grootste stroomverbruik, dus wanneer alle lampen branden, een bepaald maximum, bijv. 10%, niet overschrijdt. De bedoeling is nu de spanning in die punten, waar de feeders aan het kabelnet aansluiten, constant en zooveel mogelijk onderling gelijk te houden. Om dit te controleeren bevatten de feeders een dunnen draad, den zoogen. meetdraad, welke het aansluitingspunt met een voltmeter in het centraal-station verbindt. Ontvangen de feeders stroom van eenzelfden dynamo, dan moeten zij zoodanige doorsnede hebben dat zij hetzelfde spanningsverlies geven. Dit is niet gemakkelijk te bereiken, wanneer men bedenkt, dat de feeders ongelijke lengte en ongelijke stroomsterkte over te brengen hebben. Men is dan dikwijls genoodzaakt door invoegen van rheostaten het spanningsverlies in de kortste feeders op het juiste bediag af te passen. Ook moet met eene sterk wisselende belasting rekening gehouden worden. Zoo was bijv. de leiding van het Koninklijk Paleis in Den Haag aan het voormalige net der firma Siemens & Halske dicht bij een verbindingspunt van een feeder aangesloten. Bij feestelijke gelegenheden ten Hove werd een stroom van eenige honderden ampères vereischt, welke zoo goed als uitsluitend door dien feeder werd aangevoerd. Het is nu gemakkelijk te begrijpen, dat dezelve met en zonder dien „koninklijken" stroom niet hetzelfde spanningsverlies kon geven. Men schakelde daarom in gewone tijden in dien feeder steeds een zekeren weerstand in, welke dan op de bedoelde buitengewone avonden werd uitgeschakeld. Niettegenstaande de toepassing der feeders, is het verlichtingsgebied, dat men door middel van het twee-leider-stelsel van stroom kan voorzien en waarin de lampjes dus alle parallel tusschen de heen- en de terugleidingen worden aangebracht, toch nog betrekkelijk zeer beperkt, wanneer men ten minste niet zeer dikke kabels wil gebruiken. Men moet dus tot andere middelen zijne toevlucht nemen, ten einde den electrischen stroom over eene geheele stad te kunnen verdeelen. In de eerste plaats kan men dit doen door op verschillende punten van de stad electrische stations in werking te stellen, die ieder stroom in het kabelnet van het hun toegewezen district zenden. Het verdient daarbij aanbeveling, de verschillende kabelnetten met elkander te vereenigen, zoodat ieder station stroom kan geven in het leidingnet van een ander district. Gedurende de uren, dat er slechts weinig lampen branden en dus de stroomsterkte gering is, zal dan een station verschillende districten van stroom kunnen voorzien, zoodat alleen in den avond, wanneer er veel licht brandt, alle stations in werking zullen moeten zyn.^ Dit stelsel is, zooals wij later zullen beschrijven, o. a. te Berlijn toegepast. Het verlichten van steden door middel Van verschillende complete electrische stations geeft in de meeste gevallen aanleiding tot vele moeilijkheden. Het aanschaffen van den benoodigden grond voor al die machine-gebouwen gaat met veel kosten gepaard, het vervoer van de onmisbare steenkolen naar die verschillende punten is eveneens duur en bovendien is het drijven van zoovele machines in dichtbevolkte stadsgedeelten niet zonder bezwaar. Het zou daarom een groot voordeel zijn, wanneer men de machines buiten het centra van verlichting kon opstellen en in de verschillende onderstations alleen maar stroomontwikkelaars behoefde aan te brengen; hiertoe zouden ons de accumulatoren, die wij immers secundaire stroomontwikkelaars hebben genoemd, in staat kunnen stellen. In den omtrek van de stad brengt men het centraalstation aan, waarin de benoodigde stroom wordt opgewekt; deze stroomen worden door kabels naar de verschillende onderstations geleid, waar zich accumulatoren bevinden. Onderstellen we nu eens, dat we tien onderstations met accumulatoren-batterijen hebben, die elk voor de lading 160 Volt spanning vereischen, dan zal de benoodigde spanning voor het laden van alle batterijen achter elkaar 1600 Volt bedragen, terwijl de ladingsstroomsterkte onveranderd blijft. Na volbrachte lading kunnen de accumulatoren parallel geschakeld met een stroom van 120 Volt de verschillende stadsgedeelten verlichten. Waren de batterijen reeds tijdens de lading parallel geschakeld, dan zou een tienmaal sterker stroom vereischt worden en dus het verlies in de leiding, dat van het product stroomsterkte X weerstand afhangt, 100-maal grooter zijn, indien de weerstand van de geleiding eens dezelfde gedacht wordt. We hebben hier dus een middel, om door verhooging van de spanning van den stroom dat verlies te verminderen. Alleen moeten we dadelijk op de nadeelen, die dit systeem aankleven, wijzen. Ten eerste is het verlies by de omzetting in de accumulatoren zeer belangrijk, zoodat een vierde stroomarbeid meer toegevoerd moet worden dan de verbruikers ontvangen. Hierbij komen nog de kosten van het onderhoud der accumulatoren, het bezwaar om de groote batterijen in goeden staat te houden en eindelijk de hooge onkosten voor aankoop en opstelling, waardoor het geheele voordeel verloren gaat. Hierbij moet men nog bedenken, dat men in ieder station eigenlijk twee batterijen dient te hebben, waarvan afwisselend de eene geladen wordt, terwijl de andere stroom geeft in het verlichtingsdistrict, opdat de stroomlevering niet tijdens de lading onderbroken behoeft te worden. Immers eene gelijktijdige lading en stroomlevering van de batterij is, ten gevolge van het gevaar aan de hooge spanning verbonden, moeilijk uit te voeren. Een ander middel voor het bezigen van hooge spanningen in de toevoerleidingen biedt het meer-leider-systeem dat het achter elkander schakelen van gloeilampen toelaat, zonder ze van elkaar afhankelijk te maken. De eenvoudigste vorm is het drieleider-stelsel. Bij dit systeem worden twee dynamo's, die beide stroomen leveren, waarvan de spanning overeenkomt met de gewone lampenspanning, achter elkander verbonden, dus evenals eene kleine batterij van twee elementen, en leveren alzoo te zamen een stroom van de dubbele spanning, die iedere dynamo afzonderlijk ontwikkelt. In Fig. 381 is dit schematisch voorgesteld. In het midden tusschen de beide dynamo's is de negatieve pool van den eenen verbonden met de positieve pool van den anderen, en van de vrijblijvende negatieve en positieve polen gaan geleidingen naar het verlichtingsgebied. Behalve deze twee geleidingen is er nog een derde kabel naar het te verlichten district, die aan den verbindingsdraad der beide dynamo's is bevestigd; laatstgenoemden kabel noemt men de neutrale leiding. Tusschen de positieve en de neutrale leiding en tusschen deze en de negatieve leiding zal eene spanning heerschen, die overeenkomt inet de lampenspanning. De lampen worden nu in twee gelijke groepen verdeeld en de eene groep tusschen de positieve en de neutrale leiding en de andere groep tusschen de neutrale en de negatieve leiding geschakeld. Zoolang in beide groepen alle lampen branden, gaat de stroom uit de positieve leiding door de daaraan verbonden lampengroep, vervolgens door de tweede lampengroep, die met de eerste in serie is verbonden, en keert ten slotte door de negatieve leiding naar de dynamo's terug. De neutrale leiding voert in dit geval geen stroom of slechts in de korte stukken, waarmede zij de eene groep met de andere verbindt. Wordt nu echter een gedeelte dei lampen in cie tweede gioep uitgedraaid, dan gaat door deze groep minder stroom dan door de eerste, en het gedeelte van den totalen stroom, dat niet door de tweede groep wordt opgenomen, keert door de neutrale leiding naar den dynamo in de eerste groep terug; deze moet dus meer stroom leveren dan de dynamo in de tweede groep, overeenkomstig het grooter aantal lampen, dat in de eerste groep van stroom moet worden voorzien. Wanneer het aantal lampen in de tweede groep grooter is dan in de eerste, dan moeten deze lampen, die van uit de eerste geen voldoende hoeveelheid stroom verkrijgen, gedeeltelijk door de neutrale leiding worden gevoed; in dit geval levert dus de tweede dynamo meer stroom. Zooals men ziet, hangen de richting en de grootte van den stroom in de neutrale leiding af van het aantal lampen, dat in de eene groep meer brandt dan in de andere. Het is nu gemakkelijk te begrijpen, dat men door dit drie-leider-stelsel eene niet onbelangrijke besparing aan geleidingsmateriaal heeft, tegenover de eenvoudige parallel-schakeling; want in het laatste geval zou men voor iedere lampengroep eene heen- en eene terugleiding, dus in het geheel vier kabels, noodig hebben, terwijl men nu met drie geleidingen kan volstaan. Dit zou dus reeds eene besparing geven van 25 %. Bovendien kan men echter den middelsten neutralen geleider dunner nemen dan de beide andere. Bij eene gelijkmatige oordeelkundige verdeeling der lampen aan weerskanten van den neutralen kabel zal deze nooit zooveel stroom hebben aan te voeren als door de buitenste geleideis gaat, want, zooals wij zooeven hebben betoogd, gaat er door den middelsten kabel op ieder oogenbiik slechts het verschil der hoeveelheden stroom, die in beide helften van het drie-leider-stelsel worden verbruikt. In de practijk neemt men daarom voor den neutralen geleider een kabel, waarvan de doorsnede de helft bedraagt van die der beide buitenste kabels, en men heeft dan eene besparing aan koper van 38 %. De besparing is echter nog grooter. Daar de doorsnede der geleidingen bij deze netten bepaald wordt door het toe te laten spanningsverlies in dezelven, zoo is het duidelijk, dat b« gelijke \eideeling der lampen in beide helften, er alleen spanningsverlies plaats heeft in de twee uiterste leiders en dit dus de helft is van het verlies, dat men in vier leiders zou hebben bij dezelfde stroomsterkte en doorsnede. Geeft men dus den twee buitenleiders slechts de halve doorsnede, dan heeft men juist het geoorloofde spanningsverlies. De besparing zou dus zonder middelleider 4 X 1 - 2 X 1 i of 75 0 0 zijn; geeft men den middelleider de halve doorsnede der buitenleiders, dan wordt de totale besparing 4 X 1 - 2,5 X 1 •> of o» eene zeer aanzienlijke besparing dus. Het drie-leider-stelsel is echter bepaaldelijk gebaseerd op eene zoo goed mogelijke gelijke verdeeling der lampen in beide helften. Is de ongelijkheid te groot, dan wordt de middelleider door een vrij sterken stroom doorloopen en ontstaat er nu natuurlijk vanwege de geringe doorsnede van dien leider een abnormaal spanningsverlies. Dikwerf ziet men er dan ook van af, den middenleider dunner te nemen dan de buitenleiders, ten einde een beter spanningsvereffening te verkrijgen. Aangezien meestal den middenleider aan aarde gelegd wordt en dus blank kan zijn, is de kostenverhooging niet van zooveel beteekenis, wijl de prijs van een kabel bij vermeerdering der koperdoorsnede ook aanmerkelijk toeneemt door het grooter gewicht van loodmantel, ijzerpantser enz. Hoe dit drieleider-stelsel door de toepassing van accumulatoren in zooverre vereenvoudigd wordt, dat men, in plaats van twee achter elkander geschakelde dynamo's, ééne machine van de dubbele spanning kan gebruiken, zullen w\J later zien. Het gebied, dat men door middel van het zooeven behandelde systeem op economische wijze van stroom kan voorzien, is reeds aanmerkelijk grooter dan b\j de toepassing van de eenvoudige parallel-schakeling; maar eene stad van eenige uitgebreidheid kan men toch niet met het drie-leider-stelsel van uit één enkel station verlichten. Men moet daartoe öf zijne toevlucht nemen tot accumulatoren-onderstations, öf de spanning van den electrischen stroom nog hooger opvoeren. Zoo is men gekomen tot het vijf-leider-stelsel, dat echter in de practijk tot vele bezwaren aanleiding heeft gegeven en meer en meer (o. a. te Rotterdam) wordt verlaten. Bij het vijf-leider-stelsel Fig. 382. wekt men in het centraal-station electrischen stroomen op, waarvan de spanning niet, zooals bij het drieleider-stelsel, tweemaal zoo groot is als bij het eenvoudige parallel-systeem, maar viermaal zoo groot. De verdeeling van den stroom over de verschillende lampen geschiedt dan op eene dergelijke wijze als bij het zooeven behandelde stelsel; in plaats van drie kabels, waartusschen de lampen gelijkmatig worden verdeeld, heeft men er nu vijf; zie Fig. 382. Wy zullen nu van eenige in het kort hierboven vermelde stelsels van stroomverdeeling een voorbeeld geven en daartoe verschillende centraal-stations beschrijven. Eerst moeten wij echter nog een toestel behandelen, dat voor de levering van electrisch licht aan particulieren van groot belang is, daar het aangeeft, hoeveel iedere verbruiker moet betalen. De electriciteitsmeters. De electrische stroom wordt den consumenten berekend naar het aantal ampère-uren of watt-uren. Het is daarom noodzakelijk een toestel aan te brengen, dat, evenals de gasmeter het verbruikte gas, dit stroomverbruik meet. Edison vond een electriciteitsmeter uit, die berust op de eigenschap van den electrischen stroom, eene oplossing van een metaalzout te ontleden en het metaal op de negatieve electrode neer te slaan. Hij leidt nu een bepaald, bekend gedeelte van den te meten stroom door eene oplossing van koper-vitriool, waarin de electroden, bestaande uit koperplaten, zijn gedompeld. Eene afbeelding van dezen eenvoudigen meter geefc Fig. 3S3. Zooals wij later in het Hoofdstuk over Electrochemie zullen zien, lost eene plaat tijdens het doorgaan van den stroom langzamerhand in de vloeistof op terw.j eene zelfde hoeveelheid metaal op de plaat, waardoor de stroom het af van r / fneergeslagen' De hoeveelheid neergeslagen metaal hangt af van de stroomsterkte en van den tijd, gedurende welken de werking duurt in het kort: van het aantal ampère-uren, dat er doorheen gegaan is. Om nu' jet aanta ampere-uren te weten te komen, wordt de negatieve plaat bQ het egin en het einde van eene maand gewogen, en daar men nauwkeurig weet, hoeveel metaal door 1 ampère gedurende een uur wordt neergeslagen, kan men u.t de gewichtstoename gemakkelijk berekenen, hoeveel ampère-uren er gedurende d.e maand verbruikt zijn. Deze bewerking is echter tamelijk lastig cijaroovend en daar de weging in het laboratorium van het centraal-station moet geschieden, hebben de consumenten ook niet altijd een even groot vertrouwen in de juistheid van het door hen te betalen bedrag. Het mechanisme, dat men in het kastje onder den eigenlijken meter opmerkt, dient om te beletten, dat 's winters de vloeistof bevriest. Zoodra de temperatuur beneden een zeker minimum daalt, begint de lamp te gloeien en houdt daardoor de temperatuur van de vloeistof boven het vriespunt. De veer, die het contact moet maken, bestaat hiertoe uit twee metalen, welke zeer verschillende uitzettingscoëfficiénten hebben. Zoodra de temperatuur beneden het gestelde minimum daalt, kromt de veer zich, waardoor het contact wordt gemaakt en de lamp gaat gloeien. Wanneer men den vollen stroom door den Voltameter (zooals dergelijke toestellen genoemd worden) wilde laten gaan dan zou dit de vloeistof veel te sterk verwarmen en ook geen hechtende kopera zetting geven. Dit had Edison ook wel begrepen en daarom liet hij dien stroom door de zigzagvormige metaalstrook gaan, aan wier einden de Voltameter verbonden is; er gaat thans slechts een klein gedeelte van den stroom door de Koperoplossing. Het is nu blijkbaar noodzakelijk, dat de verhouding usschen dat stroompje en den hoofdstroom eene constante en bekende waarde heeft. Ofschoon dit stroomvertakkingssysteem tegenwoordig bfl de meeste meetinstrumenten (zie blz. 360) op perfecte wijze wordt toegepast, \orm e U ït toestel een zeer zwak punt; de weerstand namelijk van de koperoplossing zal allesbehalve constant blijven, de temperatuur b.v. is hierop van zeer grooten invloed. Die weerstand echter bepaalt juist de genoemde verhouding en dus de „constante" van den meter. Edison heeft dit bezwaar verholpen door in serie met den VoLTA-meter een weerstandklos te plaatsen en deze zóó bemeten, dat de weerstandsverandering van dezen weerstand door de temperatuur, die van de vloeistof compenseert, daar deze laatste weerstand l>ü hooger temperatuur afneemt. De rechtsche VoLTA-meter dient voor controle en is slechts op een gedeelte van den metaalband geshunt, zoodat door dezen een nog geringere stroom gaat. Een electriciteitsmeter, die veel wordt toegepast, is door Dr. Aron geconstrueerd. Het beginsel, waarop deze meter berust, is hoogst eenvoudig. De slingert ijd van een slinger van bepaalde lengte hangt af van de kracht, waarmede hij naar beneden getrokken wordt; bij den gewonen slinger dus van de zwaartekracht. Laten w\j nu op den slinger nog eene tweede kracht werken, die de werking van de zwaartekracht vergroot of verkleint, dan zal de slinger zich sneller of langzamer gaan bewegen. Vereenigen wij den slinger met een uurwerk, dan zal dit vóór of achter gaan, en uit dit verschil in gang, vergeleken met een uurwerk, waarvan de slinger uitsluitend onder den invloed staat van de zwaartekracht, kan men de tweede kracht bepalen. Dr. Aron gebruikt nu de kracht, welke een draadklos, waardoor een stroom gaat, op eene magneetpool uitoefent. Bevestigen wy aan het einde van een slinger eene magneetstaaf (Fig. 384), zoodat bijv. de zuidpool het ondereinde van den slinger vormt, en plaatsen wjj een draadklos, die in de stroombaan van den te meten stroom is geschakeld, onder den slinger, dan wordt de zuidpool naar gelang van de stroomrichting aangetrokken of afgestooten. Daardoor vermeerdert of vermindert dus de op den slinger werkende kracht en de slinger moet zich sneller of langzamer bewegen. De versnelling en vertraging staan nu in verband met de stroomsterkte en men kan aantoonen, dat het vóórloopen of het terugblijven van het met den slinger verbonden uurwerk evenredig is met het aantal ampère-uren, dat door den draadklos is gegaan. Wij hebben zoodoende een eenvoudig en nauwkeurig meet-instrument verkregen. De oorspronkelijke constructie, in Fig. 384 afgebeeld, waarbij men de klok in hot toestel met eene goedloopende klok vergelijken en uit het verschil de ampère-uren moest berekenen, was natuurlijk zeer onpractiscli en werd door Aron al spoedig zoodanig verbeterd, dat men het verbruik onmiddellijk op eene wijzerplaat kon aflezen. Hiertoe verbond hij een gewoon goedloopend uurwerk met het uurwerk, dat onder den invloed staat van den stroom, en liet beide op eene zelfde as werken. Zoolang beide uurwerken een zelfden gang hebben, wordt de as door het eene uurwerk zooveel in de eene richting gedraaid, als zij door het andere uurwerk in eene andere richting bewogen wordt; zij staat dus stil. Zoodra er echter tusschen de beide uurwerken een verschil in gang ontstaat, wanneer namelijk het eene uurwerk door de werking van den stroom sneller of langzamer gaat loopen, zal de as niet meer door beide werken evenveel in tegengestelde richting gedraaid, doch zij zal teu gevolge van het verschil in gang in beweging gebracht worden. Het aantal omwentelingen van de as zal evenredig zijn met het verschil in slingertijd der beide slingers en daar dit weer afhangt, blijkens onze vorige beschouwingen, van den stroom, die door den klos gaat, zullen wij uit dit aantal omwentelingen tot het aantal ampère-uren kunnen besluiten. De as staat in verbinding met een stel getande raderen, zoodat men op eene reeks wijzerplaten kan waarnemen, hoeveel omwentelingen er volbracht zijn, op dezelfde wijze als men bij de gasmeters het aantal omwentelingen van de trommel kan aflezen. Door nauwkeurige metingen wordt voor ieder instrument bepaald, hoeveel ampère-uren met ééne omwenteling van de as overeenkomen, en wü hebben dus de aanwijzing van den meter slechts met dit constante verhoudingsgetal, dat op de deur van het toestel is aangegeven, te vermenigvuldigen, om onmiddellijk het aantal ampère-uren te weten, dat in de installatie verbruikt is. In Fig. 385 is deze verbeterde ARON-meter met zijne beide uurwerken afgebeeld. De electriciteitsmeters, welke het aantal verbruikte ampère-uren aangeven dienen eigenlijk met den naam „Coulombmeters" aangeduid te worden. Voor gelijkstroom zijn z\j voldoende, wanneer daarbij zooals gewoonlijk de spanning constant wordt gehouden. Bij wisselstroom echtei zijn zij onbruikbaar, al is de netspanning daarbij ook constant, daar vanwege de doorgaans aanwezige phaseverschuiving tusschen spanning en stroomsterkte (zie blz. 27), de verbruikte energie niet door het product van deze grootheden bepaald wordt. Aangezien het natuurlijk de bedoeling is, dat de verbruiker het hem geleverde arbeidsvermogen betaalt, zoo heeft men bij wisselstroom „Wattmeters" noodig of juister „Joule-meters", welke het aantal verbruikte watt¬ uren aangeven. Deze toestellen kunnen natuurlijk bij gelijkstroom eveneens toegepast worden, en geschiedt dit ook wel, maar noodzakelijk is het niet. Het principe van eene Joule-meter is als volgt. Eene vaste spoel van dikken draad wordt door den stroom, die de lampen enz. voedt, doorloopen; eene beweegbare spoel van dunnen draad is met de hoofdleiders verbonden en wordt dus door een stroompje doorloopen, dat evenredig met de netspanning is. De werking, die de spoelen op elkaar uitoefenen is nu evenredig met het product spanning X stroomsterkte X arbeidsfactor, deze arbeidsfactor hangt af van de genoemde phaseverschuiving. Is deze =0, en dus ook bij gelijkstroom, dan is deze factor =1. Dat product nu is juist do te meten energie in watts. Het is thans weer voldoende, de beweging van de eene spoel op een telwerk over te brengen, zoodanig dat dit het aantal watt-uren aangeeft. In den regel kan eenzelfde type van electriciteitsmeter door eene kleine wijziging hetzij als Colomb- meter, hetzij als Joule-meter ingericht ^ig. worden. Bij de Aron-meter bijv. behoeft slechts de aan de eene slinger bevestigde magneet door de genoemde spanningsspoel vervangen te worden, om een Joule-meter te verkrijgen. Zooals wel te begrijpen is, is het practisch niet doenlijk een volkomen isochronisme tusschen de beide slingers te verkrijgen; daardoor zal de meter foutief aanwijzen. Ook het opwinden is lastig. Aron heeft daarom zijn Joule- meters thans aanmerkelijk gewijzigd, zoodat de oorspronkeliike vorm bijna niet meer te herkennen is. De verbeteringen komen neer op het volgende. Het opwinden geschiedt telkens automatisch door een electromagneet. De slingers z(jn veel korter en gaan dus sneller; daardoor is de werking exacter. Zij dragen beide eene spanningsspoel en zijn ook beide boven eene stroomspoel geplaatst. De stroomrichting is echter zóó, dat bü den eenen slinger de zwaartekracht „versterkt", bij den ander deze „verzwakt" wordt. Daardoor is natuurlijk de invloed van den stroom verdubbeld. De fout veroorzaakt dooide onvolkomen afregeling der slingers wordt geëlimineerd, doordat bij korte tusschenpoozen de stroom in de spanningsspoelen wordt omgekeerd en daarbij tevens ook de zin, in welken het gangverschil der slingers op het telwerk wordt overgebracht. Het is duidelijk, dat daardoor eene te groote aanwijzing later weer door eene te kleine gevolgd wordt, zoodat de totale aanwijzing juist is. De Figuren 386, 387 en 388 vertoonen het instrument in zijn verbeterden vorm. Men ziet de onder aan de slingers bevestigde spanningsspoelen: verder neemt, men in Fig. 388 de twee zgn. differentiaal-raderwerken waar, één voor het drijven van de beide echappementraderen S en S, (Fig. 387) en één voor het overbrengen van het gangverschil op het telwerk. Zoo'n differentiaalwerk, dat ook by de drijfas van automobielen wordt toegepast, bestaat uit een of meer conische raderen (e) (Fig. 388), grijpend in twee tegenover elkaar geplaatste conische raderen d en f en waarvan de as loodrecht op de as dier laatste raderen staat. Deze eerstbedoelde as is dan zelf op de laatstgenoemde fj bevestigd, terwijl de raderen cL en / los daarop zitten. Het zal wel gemakkelijk in te zien zijn, dat bij een verschil in snelheid dier zich in tegengestelden zin draaiende raderen, het rad e zich moet verplaatsen en de as g daarbij gedraaid wordt. Door deze vernuftige verbeteringen heeft de Aron-meter veel gewonnen, maar is daarbij een zeer ingewikkeld toestel geworden, waaraan allicht iets kan haperen. Een andere electriciteitsmeter is die van Prof. Thomson, van de „ThomsonHouston Company". Bij dezen meter wordt de stroom door een kleinen motor geleid (Fig. 389). Op de as van dezen motor is een koperen schijf bevestigd, die tusschen de polen van drie staalmagneten draait. Onder deze omstandigheden moeten er in de koperen schijf stroomen ontstaan, die onmiddellijk in warmte worden omgezet. De motor moet dus een zekeren arbeid verrichten, die des te grooter zal zijn, naarmate de schijf sneller in de rondte draait. Deze arbeid, door de draaiing van de schijf opgewekt, staat nu met de stroomsterkte in eene zoodanige verhouding, dat het aantal omwentelingen in de eenheid van tijd evenredig is met de stroomsterkte. Door het aantal in zeker tijdsver- Fig. 389. loop volbrachte omwentelingen te meten, zal men dus tevens het aantal ampère-uren bepalen. Het anker van den motor, dat geen ijzer bevat, wordt doorloopen door een gedeelte van den stroom zeiven. Schakelt men echter de ankerwindingen, in serie met den noodigen voorschakelweerstand, als shunt tusschen den -|- en — leider, dan heeft men weer een Joule-meter. Er zijn in de laatste jaren verschillende constructies voor electriciteitsmeters aangegeven. W\j kunnen echter met de hierboven vermelde typen volstaan, daar zij voldoende de beginselen aangeven, waaraan een electriciteitsmeter moet voldoen. Het behoeft nauwelijks vermeld te worden, dat deze meters aan het begin der huisleidingen vóór de eerste vertakking worden aangebracht, zoodat de geheele stroom, die door den consument wordt verbruikt, er door moet gaan. Buitenlandsehe centralen. Wij zullen thans overgaan tot ,!e beschrijving van eenige centraal-stations verdeel enCe 'di " JÏ00?*™!»*' <^e verschillende stelsels van strooT uk de nrtt l V" ♦ V°nge bladz«den hebbe» uiteengezet, door voorbeelden Toolr^ J' ? °° ^ 'iChten- Het aaDtal electrische '• tegen- Wii zuMm / e" ,gr?0t' daar 6lke Stad Van eenige bet©ekenis er een bezit, om daarr!» <50*™ Slec^eeni^ belangrüke buitenlandsehe stations bespreken n0g steeds TeenT t h beSChr«VeD- Men zai daarby zien, hoe de centralen g steeds in een toestand van wijziging 6n uitbreiding verkeeren. bfl ee77L7kTa 1° NeW-Y°rk" In de Pl~ts moeten w« stilstaan die het efe^n 1 > k?6 ' Want de Amerikanen z«" de eersten geweest, , 0P UItgebreide schaal aan particulieren hebben geleverd centralen 'mL T h<3t g'üeilicht hadden de Amerikanen booglicht- gegeven hidh™ t ü EDIS°N "" Z"n6 gloeilamP een practischen vorm te ThLln fï' ï°'ndernemend0 Amerikaansche financiers eene inrichting daartoe \r«i * ™Wg Van stroom v°or deze verlichtingswtJze en kochten Reeds in w T e,Vaar 1881 660 Stuk grond in de Pearl-street te New-York. machines 'T ■> kWSm deZ® centrale met EmsoN'sche „Jumbo"j-) " 10 was de naam van een grooten olifant - in werking Deze machines - toenmaals reuzenmachines - waren stoom-dynamo's ieder W1« >~° !TÏ'' e rac Het te verlichten gebied van deze eerste onderneming inrifhtinM u"-' °ngeveer 2-5 vierkante kilometer. Later werden nog vijf aansluitiLen hg?°Td' Z°°dat t06n V°°r gloeilicht> hooglieht en motoren kanrl! jonden, die met rond 500,000 gloeilampen van 16 normaal- vin ,fa™°ler? meD' Te zamen zijn 36 millioen gulden voor het maken F. « met de leldmgen besteed, die een goed dividend afwierpen. te nLv f? 66ne afbeelding van 6611 centraal-station der „EmsoN-Oompany" te «ew-*ork. Daar de gelijkstroom-centralen, die zonder accumulatoren werken zooveel mogel«k m het middelpunt van het te verlichten gebied moeten liggen' aon"v f6 m®este &eva,iei1 op zeer duren grond gebouwd worden, heeft pp ' 16 'nachlne~2ebouw eene kleine oppervlakte gegeven (30 bij 17 M.) do Pi V6rsc 1'ende benoodigde lokalen boven elkander aangebracht. Zooals uit dvnamn'c1 ^!' heeft men beneden de stoommachines en de groote stoomstoomketeIs°P C 6 GelSte verdiePinS de kleinere dynamo's en op de derde de ee™ .f ®enkole" v°°r dp stoomketels worden in kleine ijzeren wagentjes door ZIJ" r3/ , bove,lste verdieping gebracht en vandaar in de kolenbergis i f8S 01 ' Z1Ch boven het ketelhuis bevindt. Naarmate er behoefte aan -emakk-Piiu6" da" d6 k°le" d°°r trechters vóór de ketels vallen. Op dezelfde Wflitfi ,• ,'e ^1JZe worden asch en slakken verwijderd, die door trechters, 11 cen odem \an het ketellokaal uitmonden, in ijzeren wagentjes op de tweede verdieping gestort en door de lift naar beneden gebracht worden In de nieuwere centrale in de 12^ straat is deze verdeeling niet meer gevolgd: daar bevinden zich de stoomketels naast de stoommachines. De kolenbergpiaats is ook hier gunstig gelegen boven de ketels. De in het ketelruim vallende kolen worden eerst gewogen, opdat het verbruik voortdurend onder controle blijve. Ter halver hoogte van het machine-lokaal, Fig. 391, is op eene galerij het schakelbord geplaatst. Onder de zoldering ligt op rails, die in de zijmuren rusten, de loopkraan, die by het monteeren van de machines en by het uit elkander nemen en in elkaar zetten van machinedeelen dienst doet. Op de eerste verdieping staat eene accumulatoren-batterij. De batterij is berekend voor 8000 ampère-uren bij J 20 Volt of op een drieleider-net geschakeld voor 4000 ampère-uren bij 240 Volt. Ze kan ook door andere centralen, d. w. z. uit het gemeenschappelijke net geladen worden. In dit net heerscht echter slechts eene spanning, die overeenkomt met die van de batterij in ontladen toestand; er moet alzoo nog voor eene spanning van ongeveer 60 Volt gezorgd worden. Hiertoe dient een hulp-dynamo (voorspan-dynamo). Door stroom uit het net wordt n.1. een motor gedreven, die weer een dynamo beweegt, om de verlangde spanning te geven. Deze wordt in den ladingsstroomkring geschakeld. Fig. 392 stelt deze schakeling voor. M is de electrische motor, die den dynamo D drijft door stroom uit het net. De dynamo D staat in de geleiding van L, en L2, de beide hoofdgeleidingen naar de batterij en geeft de hulpspanning. We kunnen deze inrichting met een hydraulisch voorbeeld ophelderen. Stel, we hebben een waterval van 10 meter, dan kan deze een reservoir tot gelijke hoogte als de waterspiegel vullen. Wanneer nu de waterstand in htt reservoir 5 meter verhoogd moet worden, dan kunnen we een deel van het arbeidsvermogen gebruiken, om eene turbine te bewegen. Deze kan eene pomp drijven, die het water boven den waterval in het reservoir vult, waarmede aan de opgave is voldaan, om verval van 10 meter in een hoogeren druk te veranderen. Een voorspan-dynamo, in principe overeenkomende met de vroeger behan- delde gelijkstroomtransformatoren (Zie bladz. 158), is in Fig. 293 voorgesteld Eene verdere verklaring zal wel overbodig zijn; het is voldoende op te merken, dat een van de beide dynamo's de motor en de *n,w» dynamo's de motor en de andere de generator is, die de spanning van den stroom, zooveel als noodig is, verhoogt. Grooter nog dan de beide behandelde centralen is die in de Duanestraat, die het handelsgedeelte van New-York van electrischen stroom voorziet en met de beide beschreven werken en met nog twee kleinere in verbinding staat. Deze centrale beschikt over ongeveer 30,000 paardekracht, n.1. negen stoommachines van 2500, twee van 1250 en twee van 600 paardekracht. Het machine-lokaal, waarin deze eene plaats vinden, is 9 meter hoog, 20 meter breed en 50 meter lang. Ieder van de negen groote machines is aan twee dynamo's gekoppeld, ieder van 800 Kilowatt. Die dynamo's zijn van het type, dat Siemens en Halske eerst voor de Berlijnsche centralen gebouwd hebben, waarover eenige bladzijden verder gehandeld wordt. v . . Deze oudere centraalstations te New- en trouwens ook alle Europeesche, vallen geheel in 't niet, vergeleken met de onlangs tot stand gekomen Waterside-centrale der New-Yorker EoisoN-Cy. Van dit geweldig reuzen-kraclitstation zal men zich eenigszins een idee kunnen vormen met de volgende cijfers. maximaal Het station bevat 16 stoomdvnamo s, ieder ^n '' ' . 8000 P.K. De ketelruimte bevat twee over elkaar geplaatste batterijen ie van 14 ketels, van 650 P.K. elk. Het stoken geschiedt automatisch volgens het stelsel Ronev, terwijl 16 ventilatoren met 4 schoorsteenen van 5 2 M. inwendige middellijn voor den noodigen trek zorgen. De asch valt in wagen die door een electrischen locomotief naar de schuiten gevoei wor ®n>_ de langs het terrein loopende rivier liggen. De stoommachines P a Ijl verticale Westinghouse type, bevattende een hoogdrukcyhndervan 10 M. en twee laagdrukcylinders van 1,92 M. diameter; dei slag tw bet met stroom te voeden net een lengte van ca. 16 k.M. heelt,, wd het gebruik van hooggespannen wisselstroom noodzakelijk. Deze wordt dan Ï, v£ÏÏ1 op I» spanning In gelijkstroom omgezet, daar «oor verschillende doeleinden, o.a. >oor de trams, gelijkstroom gewenscht. w .. 7i1 Met de geleidingen hebben de Amerikanen vele proeven ^TToZZZ de draden biiv bij de booglicht-installaties met serie-schakeling, bovengiona fonden sp'annen hebben zij dit eenvoudige en goedkoope systeem toegepast totdat de vele ongelukken, welke door de bovengrondsche ge^ld'n^ werde veroorzaakt, de verschillende stads- en staatsbesturen noopten, het grondsch aanbrengen der geleidingen ver plichtend te stellen. Dat zij tot dezen maatregel z\jn overgegaan, zal niemand verwonderen, die een blik slaat op Fig. 394; men krijgt er eeno voorstelling door. hoe het er op den Broadway te New-York ten tijde der bovengrondsche leidingen uit¬ zag. Het kwam er dus Fig 395 nu op aan, doelmatige waren hierin gelegen, < kosten en moeite gerepareerd gen moeten zijn beschut, maar ook zondei veel kosten en moeu K » l, door nieuwe vervangen 'T^de'"J*™ ^ 1« C«n bet leidingnet zoodanig in te richten, dat de kabels SSgTaÏ'difvrr fT406 d6n gr°nd beh06ft °P te graven" De ^este tunnels aan te breneen h z°u ^ ^ geleidillgen in ondergrondsche onderaardsche kanalengemakke'«k kan bereikei1" Zulk* de talriito rraia /f arjjs aan en zy maken het mogelijk IJ* geleidingen voor gas, water, pneumatische brievenpost telegrafie' f- 'n elf";sch« "«chting op gemakkelijke ^^0 te S™' breken en" den ^„,'^"'"7'' zonder dat men gedwongen is, de straat op te' g ond om te woolen; werkzaamheden, die, zooals bekend is, in onze groote steden tot veel last aanleiding geven. Daar nu echter het aQnKpft«(i»ft« ii —V ctll ZU1K0 kanalen onder den grond, ofschoon zy in de toekomst eene noodzakelijkheid zullen worden, met buitengewone gepaard gaat, heeft men getracht voorloopig kleinere kanalen te maken, die langs de trottoirs worden aangebracht en waar de geleidingen uit en in kunnen getrokken worden. Zoo zien wjj in Fig. 395 een plat kanaal, dat zich langs de trottoirs uitstrekt en waarin de kabels zjjn gelegd voorde verlichting van den Broadway te New-York door middel van booglampen, vier afdeelingen verdeeld, waarvan Het kanaal is door tusschenschotten in jj. , J. ' "««""i ue nroeiaers Kunnen afdalen om de kabels, wanneer dit noodig is, er door te trekken. In plaats van de platte kanalen heeft men ook, zooals Fig. 396 aantreft n aantal uzeren buizen evenwijdig naast elkander gelegd, waarin de kabels' ver XlkLtf1 ™ he' T'" ™ ,"takk'"8™ * leidtTvf , ' " de verb'ndin£ der vertakking met de hoofd- worden met ^01 °hl femaakt' BÜ dlt stelsel van ondergrondsche geleidingen rden met vrucht de zoogenaamde concentrische kabels toegepast- dit firn Eenigszins anders ging Edison te werk, wiens ondergrondsche geleidingen overeenkomst hebben met de gasleidingen. Hij legde twee koperen stangen \an den vorm OD ™ eene Üzeren buis en hield hen van elkander en van der. buiswand gescheiden door eene isoleerende massa, waarmede hu de buizen Gesellschaft", tegenwoordig „Allgemeine Elektricitatsgesellschatt graoema, die het recht tot het leggen van geleidingen in de straten van Berlun j. j Moatsrha/nnii ..Berlinor verworven en de exploitatie aan ae uuw ua« — -« ■ » Elektricitatswerke" overdroeg. De „Allgemeine Elektricitatsgesellschaft bouwde eerst een centraal-station voor electrische stroomlevermg in de Markgiafenstrasse en spoedig daarop een tweede in de Maurerstrasse, die aanvankelijk ieder een afzonderlijk gebied van stroom moesten voorzien. Niet lang na de oprichting werden de beide kabelnetten, die volgens het twee-leiderstelsel waren uitgevoerd, met elkander vereenigd, zoodat b« een gering stroomverbruik een der twee stations beide verlichtingsdistricten kon bedienen en het tweede niet behoefde te werken. De oude fabriek in de Markgrafenstrasse bevatte zes stoom- en achttien dynamo-machines, zoodat iedere stoommachine UUlonaiiu gvovuv.«v.. volgiet. De verschillende stukken worden in moffen door middel van schroefverbindingen met elkander vereenigd, terwijl ook de vertakkingen op cergelijke wijze aan de hoofdleiding worden verbonden. Fig. 397 geeft eene voorstelling van een kabelnet volgens het systeem- Edison. Tegenwoordig komt men meer en meer van de toepassing van | zulke korte, onbuigzame geleidingsstukken terug en geeft de voorkeur aan lange en gemakkelijk te buigen kabels. De Berlvjnsche centraal-stations. Berlijn is eene der eerste steden van Europa, waar het electrisch licht op uitgebreide schaal is toegepast. In 1884 werd het eerste centraal-station voor dat doel gebouwd door de toenmalige „Deutsche Edison- drie dynamo s, en wel door middel van riemoverbrenging, dreef. Ten einde zooveel mogelijk aan grond te sparen, die in dit centrum van Berlijn zeer duur is werden de machines in het sous-terrain opgesteld, terwijl de stoomketels daarboven in het parterre eene plaats kregen. Op eene dergelijke wijze was de fabriek in de Maurerstrasseingericht: alleen werden hier in plaats van ÜDisoN-machines binnenpool-dynamo's van Siemens RnrliiiiS,™ to®8r°Pa8t» welke A™a alle dynamo-machines der verschillende Herl(jnsche centraal-stations heeft gebouwd. Het verlichtingsgebied breidde zich echter snel uit en de verschillende elen werden steeds dichter met aangesloten lampen bezet. W« merken hier °P' ,n°g talrt,ke uitl0°Pers van het kabelnet in het aangrenzend gebied Zijn gelegd, zoodat tegenwoordig nagenoeg de geheele middenstad van f r 6 gel61Qlng®n is V00rzien- Hoe snel het vermogen der aansluitingen toegenomen, wordt door de volgende tabel aangegeven: Op den 31»i™ Dee. van het jaar 1885 waren aangesloten 244 Kilowatt. 1895 waren aangesloten 14985 Kilowatt. <887 : : iïï " !*;* » - 20010 , 1888 „ i6qo " Joó! " " -4100 1889 " OKQn " 1898 „ „ 30791 " » 2830 „ 1899 oql7n 1890 . „ 4600 iam " " 0 15 )0ni " n 1892 ,ö„ " 1901 „ 57712 » « » 1902 ai7Q* 1893 „ „ 9-159 iono " 64791 „ 1903 7^191 1894 „ „ 11473 iqoj " " " » 1904 » „ 88340 In deze cijfers is het verbruik voor gloeilampen, booglampen, electrische 1 otoren.verwarmingstoestellen enz. begrepen, evenals dat voor de electrische rKW' °P h6t einde Van 1897 en 2100 KW- - ** eint a" J00r'aar van 1902 vereiscllten de electrische trams alleen 20.300 P.K. n fr deze omstandigheden was men reeds na verloop van weinige jaren genoodzaakt, niet alleen de bestaande stations belangrijk te vergrooten, maar ook nog twee meuwe groote fabrieken te bouwen, de eene in de Spandauerstrasse, de andere aan den Schiffbauerdamm. Thans is het aantal stations tot 14 gestegen, met een gezamenlijk ver- onderstation 145000 Kllowatt> terw«1 er een "«uwe groote centraleen 2 • onderstations in aanbouw zijn. Op het einde van 1906 bedroeg het gezament- l«k vermogen der lichtaansluitingen ca. 53.000 K.W., dat voor motoren enz de trams met medegerekend, 68500 K.W. De maximale belasting bedroeg in December 190b 76000 K.W., terwijl totaal in 1906 is afgegeven (de trams medegerekend. ca. 138 millioen K.W.-uur, in het bedrijfsjaar 1906/07 143 mi ïoen . ,-uui! Het kapitaal, in de diverse inrichtingen vastgelegd bedraagt dan ook ca. 100 millioen mark. K 8 ' Deaiaa^ Wegens de reusachtige uitbreiding, die de stroomlevering te Berlijn verkreeg, II Hier bevindt zich een uitklapvel Boek: Sign. van het origineel: 421b C23, Signatuur microvorm: 1DS" 102. Moedernegatief opslagnummer: 00 4oM£ Uitklapvel: Aantal: 1 Moedernegatief opslagnummer: oom 00 Positie in boek: no. pPr&\*e 3^8 heeft men het oude systeem: gelijkstroom-centralen in verschillende stadsgedeelten, moeten verlaten wegens de moeilijkheid van water- en koe C. p'r t » de overlast .oor de naburig. *«. Men is daarom to- het bouwen van eenige reuzencentralen buiten de stad, die draa stroo van hooge spanning leveren aan onderstations, alwaar d^e °mgezet wordt in 2 X 220 Volt gelijkstroom en 550 Volt voor de trams. Behalve dl° aa den Schiftbauerdamm. zijn alle oude stations nu onderstaüons geworden in de Markgrafenstr., Mauerstr. en Spandauerstr. leveren ook g hunne eigen stoomdynamo's. Zoo bevinden zich in het station Mauerstras zes stoomketels en acht stoommachines, twee van 300, ver van_ i.0 en twee van 1800 paardekracht opgesteld, te samen dus 9000 paardenkrac . De machines staan in twee hooge hallen, ruim genoeg van lucht en voorzien, om het bedrijf zonder groote inspanning te kunnen Terwijl Fig. 398 een al beelding geeft van de oude, destvjds al reusachtig» verticale stoomdynamo's van 300 P.K. van het station Malk^ ,ia&&a j zien wü op Plaat I (tegenover biz. 304) de reusachtige stoomdynamo van 1200 paardenkracht afgebeeld, die 8 meter hoog zijn. Ieder is met twee elk van 2600 Ampère en 140 Volt b« 80 omwentelingen in de minuut gekoppe. De dynamo's zijn van Sikmens en Halske en als binnenpool-machines waarbj de borstels onmiddellijk op het anker slepen, gebouwd. De ^keh"g a het anker werd volvoerd, nadat de machine in het machinegebouw gemonteerd was. De wikkeling bestaat uit U-vormige koperen beugels en kope staven, waarvan de laatste aan den buitenomtrek van het anker geplaatst werden, en door papier van elkander gescheiden zUn. De bultenkant ^" , anker, waarop de borstels moeten slepen, is daarna afgedraaid, waaibii stoommachine zelf het anker deed bewegen. . In de centrale aan de Schiffbauerdamm staan tegenwoordig driei stoon dynamo's van 1200 paardenkracht ieder met twee dynamo si gei opp . Hierbn zijn nog twee stoomdynamo's ieder van 1800 paardenkracht opgesteld die drie-phasenstroom van 5000 Volt leveren. Deze drie-phasenstioom o wel draaistroom genoemd — waarover wij later uitvoeriger zu en an , wordt naar de andere stations geleid en drijft daar draaistroom-gelUkstroomtransformatoren, waarvan dan stroom in het net wordt gevoerd Hierdoor kan de belasting over de verschillende stations naar wensch verdeeld worden. De onderstations Mariannenstr., Pallisadenstr., Voltastr., Königin Augustastr., Wilhelmshavenerstr., Zossenerstr., Alte Jakobstr. en Koppenplatz bevatten uitsluitend dergelijke transformatoren en accumulatoren-batter«en Waar de stations in het oude gebied gelegen zijn, leveren z« 2X110 \. gelijkstroom, daar het invoeren der moderne spanning 220 . U e ou e aansluitingen op groote bezwaren stuit. Het zijn de centrale» Mauerstr Spandauerstr. en Schiffbauerdamm en de onderstations Markgrafenstr., Alte Jakobstr. en Koppenplatz. De draaistroom-geliJkstr.-transformatoren z«n zgn. „Einanker-Umformer"; de accumulatoren-batterijen dienen als reserve en voor 's nachts. De voorsteden van Berlijn ontvangen draaistroom van 3 X-20 V., enkele groote motoraansluitingen 3 X 000 v- Bij de hoofdcentralen met hooge spanning Oberspree en Moabit is men weer tot de horizontale machines overgegaan, daar men b\j deze buitencentralen natuurlijk voldoende grondvlakte ter beschikking had. Het zijn machines met 3-voudige expansie en dubbele laagdrukcylinders; de hoog- en middeldrukcylinders liggen in tandem (achter elkaar), evenzoo aan de andere z\jde de beide laagdrukcylinders. De dynamo staat in het midden. Om een denkbeeld van deze geweldige machines te geven, volgen hier eenige afmetingen. Slaglengte 1,5 M. Middellijn hoogdrukcyl 820 mm. „ middeldrukcyl 1250 „ „ laagdrukcyl 1500 „ Omwent, per min 83 a 85. Middellijn magneetrad van een dynamo 7400 mm. Aantal polen 72. Gewicht van een magneetrad 69 ton. Buitenmiddellijn van het dynamogestel 8600 mm. Breedte „ „ n 1200 „ Vermogen 3000 K.W. Toch zijn deze machines nog weer overtroffen door grootere van 5000 K.TA. Fig. 399 geeft een afbeelding van de machinezaal van de centrale Moabit. Deze groote centralen leveren 3 X 6000 v- draaistroom; die te Oberspree bovendien nog 3 X 10500 v- voor de onderstations Alte Jakobstrasse en Zossenerstrasse. Verder voedt zij een aantal buitenwijken en leverde nog in 1907 stroom aan de onderstations Mariannenstr. en Pallissadenstr., thans echter overgegaan op de allernieuwste centrale Rummelsburg, van welke ook nog twee in aanbouw zijnde onderstations Wörtherplatz en Rudolfplatz stroom zullen ontvangen (bij het. verschijnen van deze uitgave wellicht reeds in werking). Aan de centrale'Moabit wordt behalve door de buitenwijken stroom ontleend door de onderstations: Voltastr., Königin Augustastr., Wilhelmshavenerstr., Koppenplatz en Markgrafenstr., terwijl zij ook het station Mauerstrasse ondersteunt. Zoo bestaat er ook een verbinding tusschen de centralen Oberspree en Rummelsburg. Ook de stoomturbines ontbreken in de hoofdcentralen niet. Zoo zijn er te Moabit A. E. G. turbo-dynamo's van 6000 K.W., te Oberspree 5000 K.W. turbo-alternatoren van Brown-Boveri-Parsons, terwijl de kort geleden in gebruik genomen centrale Rummelsburg voorloopig een turbo-dynamo van zegge 12000 K.W. bevat, van welk reuzentype er reeds het volgend jaar meer geplaatst zullen worden. Bij de in de stad gelegen centraalstations met 2X11° V. kunnen de dynamo's ook in serie geschakeld worden met 275 V. elk, voor de trams; zoo kunnen in de onderstations met 2 X 220 V. de omvormers van normaal 440 V. ook 550 V. voor hetzelfde doel geven. Op deze wiize wordt een voldoende gemeenschappelijke reserve verkregen. In Fig. 400 geven wij nog eene afbeelding van een onderstation (Zossenerstrasse). Het laat zich gemakkelijk begrijpen, dat de schakelbordgalerijen, ketelinstallaties, kolentransportinrichtingen enz. der hoofdcentralen eveneens reusachtig zijn; wij kunnen deze hier echter niet behandelen. Het bedrijf. Wij zullen nu eens nagaan, hoe deze groote machines onder voortdurende controle worden gehouden, ten einde aan de snel en sterk wisselende behoefte aan licht te voldoen. Het stroomverbruik hangt van verschil¬ lende omstandigheden af; het uur van den dag, het weder, het gezellig verkeer van de inwoners der stad onderling oefenen er, zooals wij vroeger reeds hebben uiteengezet, invloed op uit. Hoe belangrijk deze schommelingen zijn, zal de lezer uit de volgende bladzijden kunnen opmaken, waarin wü den loop van het bedrijf zullen schilderen; voor het oogenblik zij het voldoende, wanneer wü zeggen, dat nu eens eene machine in werking gesteld, dan weer een dynamo stilgezet moet worden. De machines moeten dus steeds gereedstaan, om stroom te leveren, daar, wanneer de omstandigheden dit vereischen, iedere machine onmiddellijk aan het bedrijf moet kunnen deelnemen. Het is daarom noodzakelijk het geheele organisme zoodanig in te richten, dat geen enkel lid — en er z\jn er velen — op een oogenblik den dienst weigert. In de eerste plaats moet dus een voldoend aantal stoomketels gereedgehouden worden, ten einde aan het wisselend stroomverbruik te kunnen voldoen. De verschillende ketels worden in geregelde volgorde na elkaar in gebruik genomen en zoodra er een buiten werking gesteld is, wordt hij zooveel mogelijk zonder vertraging gereinigd en weder voor den arbeid klaargemaakt. Steeds bleven eenige ketels geheel gereed in reserve, zoodat het voldoende is eene schop gloeiende kolen op den rooster te werpen, om de krullen en het hout te doen ontvlammen. Na korten tijd staat het vuur in gloed en spoedig is de ketel onder vollen druk; nu kan hij aan de stoomlevering deelnemen. Zulk eene voortdurende strijdvaardigheid is dringend noodzakelijk, daar de stroom, dus ook het stoomverbruik in weinige minuten tot op het dubbele en drievoudige kan stijgen. Hoe dikwijls gebeurt het niet, dat op een helderen zomer-namiddag, waarop het stroomverbruik klein is, een onweder opkomt en de stad in duister hult! In weinige minuten grijpen dan honderden handen naar de afsluiters der gloeilampen en geen verbruiker denkt er in dit oogenblik wellicht aan, dat hij met zijne velelotgenooten, een geweldigen invloed op het bedrijf van het electrisch centraal-station uitoefent. Hier is nu alles in beweging, om aan de plotseling vermeerderde behoefte aan licht te kunnen voldoen, en ketels en machines worden met verbazende snelheid gereedgemaakt. Meestal overvalt echter zulk eene stijging van het stroomverbruik den chef van het centraal-station niet, want deze neemt vlijtig de weersgesteldheid waar, wel wetende welken invloed deze op het verbruik kan uitoefenen. Er komen echter ook wel eens kritieke dagen, waarop zelfs de meest geoefende weerkundige de plotselinge toeneming van het stroomverbruik niet vooruit kan voorspellen, en dan komt het er op aan, op alle verrassingen voorbereid te zijn. Bij de systemen met gelijkstroom en accumulatoren, zooals bij de onderstations te Berlijn het geval is, heeft men het groote voordeel van een onmiddellijke reserve; de accumulatoren staan altijd klaar om in den oogenblikkelijke verhoogde stroomlevering te voorzien. (Zie blz. 409). Afgezien van de buitengewone veranderingen in het verbruik, moet er ook met de regelmatige wisseling rekening gehouden worden. In de eerste plaats is het dus noodzakelijk deze wisseling te kennen; de directie der Berlijnsche centiaal-stations heeft daarom sedert jaren door een afzonderlijk statistisch bureau alle gegevens, die betrekking hebben op het stroomverbruik en zijne veranderingen, laten verzamelen en hierdoor een grondslag verkregen, waarop de inrichting van het bedrijf moet berusten. Het is namelijk uit de resultaten van dit onderzoek gebleken, dat het verbruik zekere regels volgt en men voor dag en uur, maand, jaargetijde, enz. op bepaalde verbruiksfactoren kan rekenen, waarbij natuurlijk de onregelmatig voorkomende invloeden en de werking van de voortdurende toeneming van het totale verbruik in rekening moeten worden gebracht. Als voorbeeld, hoe het verbruik schommelt, dienen de graphische voorstellingen in Fig. 401 en 402, die een beeld geven van deze wisseling. Fig. 401 toont ons het gemiddelde verbruik gedurende de 24 uren van een Juli- en van een Decemberdag. Op de horizontale ltfn zijn 24 gelijke stukken afgezet en op de deelpunten loodlijnen opgericht, waarop het verbruik op ieder uur in eene willekeurige maat wordt afgeteekend. De aldus verkregen 24 punten worden door eene l}]n vereenigd, die dan de schommeling aangeeft. Niet echter van de zon alleen hangt het verbruik af; ook het gezellig en maatschappelijk verkeer der inwoners onderling speelt eene groote rol. Zoo zien wij door liet tweede diagram in Fig. 402 de schommelingen in het dagelijksch verbruik gedurende vier maanden. Bij deze vier lijnen is het opvallend, dat er telkens op den zevenden dag eene sterke daling plaats heeft. Dit zijn de Zondagen, en de overeenkomstige dalingen op den eersten Maandag van April en in de laatste week van December vinden hare oorzaak in het kleinere stroomverbruik gedurende de Paasch- en de Kerstweek. Indien het electrisch licht slechts eene luxe-verlichting ware, dan zou het verbruik op de Zondagen moeten stijgen. Nu echter het tegenovergestelde plaats heeft, komen wij tot het besluit, dat het electrischo licht in hoofdzaak door den handelsstand gebruikt wordt en door de vele goede eigenschappen, die het boven andere kunstmatige lichtbronnen bezit, in eene behoefte voorziet. Ook andere gebeurtenissen hebben invloed op het verbruik; bij illuminaties op gedenkdagen kan dit soms tot aan de grens van de maximale stroomlevering geraken. Deze sterke schommelingen van het vorbruik z\jn natuurlek nie deelig. De inrichting moet namelijk voor het grootste verbruik klaar staan, en aangezien dit slechts zelden gevraagd wordt, is een groot deel geruimen tijd nutteloos en brengt zijne rente niet op. Hetzelfde geldt voor het kabelnet. Hierin ligt een nadeel van de electriciteitscentralen. Het is daarom zeer \oordeelig, indien dezelfde centrale ook den stroom voor de trams levert, daar deze een meer constante en vooral dagbelasting veroorzaken. BV de meeste moderne centraal-stations wordt dan ook deze combinatie in toepassing g Daar de centraal-stations hun stroom in het gemeenschappelijk kabelnet zenden, zal men wellicht vragen, hoe dit samenwerken, daar zU ieder haar afzonderlijk bedrijf hebben, mogelijk is. Men zal geneigd zijn te veronderstel en dat de stations voortdurend met elkander in betrekking staan, dit is echt niet het geval. Ieder station werkt voor zich en heeft er slechts Voor te zorgen, dat de spanning op de plaats, waar de geleidingen het gebouw verlaten, constant blijft. Het kabelnet is nu zóó ingericht en berekend, dat de stroom zich verder juist verdeelt en op alle punten van het net de gewenschte spanning heeft. De chefs der stations bemerken uit de aanwijzing lunner meet-instrumenten, of en hoeveel stroom hunne machines op ieder oogen moeten leveren en besluiten daaruit of zij met het bedrijf moeten beginnen of het moeten staken. Z« merken ook onmiddellijk aan deze onfeilbare telegraaf, wanneer het station, waarmede z« voor een verlichtingsgebied samenwerken door eene of andere omstandigheid zijne stroomproductie moet verminderen en hun eigen station daarvoor dus moet inspringen. Deze vereeniging van samenwerken en onafhankelijkheid der verschillende stations, die het geh.ee e bedrijf zoo vergemakkelijkt, berust op de juiste verdeeling van het kabelnet, waardoor de normale spanning op alle punten van het net steeds behouden b « onverschillig hoeveel stroom op de verschillende plaatsen aan de leidt g wordt ontnomen, wanneer hierbij slechts de juiste spanning op de centraal- stations gehandhaafd wordt. , Het kabelnet der centraalstations was vroeger volgens het twee-leiderstelsel ingericht. Bfl de voortdurende uitbreiding van het verlichtingsgebied ging men tot het drie-leider-stelsel over, waarvoor het vroegere leidingnet langzamerhand werd veranderd. In beginsel is het leidingnet zoodanig ingericht, dat de kabels, die van de stations uitgaan, eerst naar verschillende verdeelingspunten voeren, van waar zich dan de leidingen, waaraan de huizen z«n aangesloten, vertakken, op de wijze zooals wij dit vroeger hebben ve™ra" De juiste inrichting van het leidingnet is een belangrijk en niet gemakkeHjK vraagstuk voor den ingenieur, die door ingewikkelde berekeningen moet bepalen, welke doorsneden hü den verschillenden kabels dient te geven. De geleidingen der Berlpsche centraal-stations zijn alle ondergronds in de straten aangebracht. Voor het recht, om hiervoor gemeentegrond te gebruiken, moet de Maatschappij 10% van de bruto-ontvangsten en een gedeelte van de winst, wann9er deze een zeker percentage van het aanlegkapitaal overschrijdt, aan de gemeentekas betalen. De kabels zijn meestal dicht bij den trottoir-band aangebracht; zjj liggen hier ongeveer 60 centimeters in den bodem. Het leggen der kabels is een tamelijk eenvoudig werk, dat echter uiterst zorgvuldig moet worden uitgevoerd, ten einde gebreken in de isolatie te voorkomen. De op groote trommels gewikkelde kabels worden naar de plaats gereden, waar men beginnen wil, uitgerold en dan in de geul gelegd. Ten einde later verwarring te voorkomen, omgeeft men hen van afstand tot afstand met ringen uit lood, waarop verschillende merkteekens zijn gedrukt. Zooals wij reeds bij de beschrijving vermeld hebben, heeft het oude 3-leidernet 2X110 V., het nieuwe 2 X 220 V. spanning. Tot het verbinden der verschillende kabelnetten en het maken der vertak¬ kingen bedient men zich van eene klemverbinding, daar het aan elkander soldeeren van zulke dikke kabels, zoodanig, dat er een blijvend goed contact ontstaat, niet goed uitvoerbaar is. Wanneer twee einden kabel met elkander vereenigd moeten worden, ontdoet men ze eerst van hunne bekleedsels, waarbij men van ieder dichter aan de oppervlakte liggend omhulsel een grooter stuk wegsnijdt dan van het daaronder liggend bekleedsel; aan zulk een voor de verbinding gereedgemaakt einde liggen dus dp verschillende lagen trapsgewijze boven elkander, terwijl de blanke koperen ader het verst naar buiten steekt. De beide einden der koperen leiding worden nu in eene koperen, van binnen vertinde klem gelegd, die door schroeven stevig wordt aangezet. Daar het ontbloote gedeelte der kabels weder tegen electrische en mechanische invloeden moet worden beschut, legt men de verbindingsplaats in eene ijzeren mof, die uit twee op elkander passende helften bestaat. Nadat de einden door het omwikkelen met band goed dicht zijn gemaakt en de kabel in de mof is gelegd, worden de beide helften met schroeven vereenigd en de overblijvende ruimte in de mof met isoleerende massa volgegoten. De opening, waardoor men deze massa giet, wordt vervolgens door eene plug gesloten en zoo ligt dan de verbindingsplaats in de mof, tegen alle schadelijke invloeden beschut, onder den grond. Op eene dergelijke wijze maakt men de vertakkingen. De hoofdkabel word. op de plaats, waar de vertakking moet worden aangebracht, bloot gemaakt en door eene klem met de zijleiding vereenigd. De verbindingsplaats wordt weer in eene mof gelegd, die nu natuurlijk, in plaats van twee, drie invoeringsopeningen moet hebben. Fig. 403, 404 en 405 geven afbeeldingen van eene vertakking, zooals deze door de firma Siemens en Halske wordt uitgevoerd en door de „Berliner Electrizitats Werke" zijn toegepast. Ter verbinding van de voedingsleidingen of feeders met de verdeelingsleidingen zijn op de verdeelpunten ijzeren, in den grond gemetselde putten aangebracht Thans bedraagt de gezamenlijke lengte der kabels in Berlijn en de vooisteden ca. 5000 K.M., en wel voor het lichtnet 3481 K.M. „ tramnet 433,2 „ „ telefoon en meetdraadnet') 312,6 „ „ hoogspanningsnet 757,4 „ de aftakleidingen naar de huizen omvatten 466,2 „ De toepassing van accumulatoren in de centraal-stations voor electrische stroomlevering zal in vele gevallen groote voordeelen opleveren en zij worden dan ook voor de electrische verlichting van steden veel toegepast. Eene accumulatoren-batterij vormt een reservoir van electriciteit, waaruit men gedurende de uren, waarin het grootst aantal lampen brandt, kan putten. Zij spelen dus in de electrische centraal-stations dezelfde rol als de gashouder in de gasfabrieken. In plaats dat de machines nu eens vol belast zijn en dan weer bijna geen arbeid verrichten, kan men ze bij het gebruik van accumulatoren gedurende eenige uren per etmaal met volle kracht laten loopen; de accumulatoren-batterij moet daarbij zoodanig met de dynamo's en het kabelnet verbonden zijn, dat, wanneer er meer stroom door de machines geleverd wordt dan de lampen verbruiken, 'het overschot in de accumulatoren gaat en deze ') Zie blz. 37i). jaadt, terwijl er daarentegen stroom door de batterij geleverd wordt, wanneer het stroomverbruik de productie overtreft. Een groot gedeelte van den nacht zullen bovendien de accumulatoren het werk alleen kunnen doen, zoodat zelfs in de donkere wintermaanden de machines niet dag en nacht in werking behoeven te zijn. Het geheele bedrijf wordt daardoor zeer vereenvoudigd, terwijl de machines steeds volbelast, dus het voordeeligst, kunnen werken. De besparing, die men hierdoor in het stookmateriaal heeft, weegt op tegen het verlies, dat veroorzaakt wordt door de omzettingen, die een gedeelte van den stroom in de accumuiaioren- batterij moet ondergaan. Ten slotte vormen de accumulatoren eene niet te versmaden reserve, die in buitengewone gevallen van zeer veel nut kan wezen. Gedurende korten tijd kunnen zij nl. belangrijk meer stroom geven dan waarvoor zij in normalen omstandigheden berekend zijn. Wanneer dus plotseling aan het kabelnet meer stroom moet worden geleverd, kunnen zij onmiddellijk aan die meerdere vraag voldoen, en men behoeft dus in een centraal station, waarin eene accumulatoren-batterij is opgesteld, niet zoo op zijn hoede te zijn als in een centrale zonder batterij. De verbinding der accumulatoren met de dynamo's en het leidingnet. Eene accumulatorenbatterij voor eene electrische centrale verschilt van eene batterij voor eene kleine installatie slechts in de afmetingen van de elementen en door de opstelling. Eene goede afbeelding van eene groote batterij geeft ■Ritr 406. We zien de groote cellen — -o - — van aardewerk in vier rijen op lage houten stellingen geplaatst. Op den achtergrond staan de schakelcellen, '8- '• waarvan de leidingen naar aen cellenschakelaar voeren. Een en ander is in een ruim lokaal geplaatst, dat goed geventileerd moet worden, om de ontstane gassen te verwoeien. In de plaats van bakken uit aardewerk gebruikt men ook veel houten bakken, die van binnen met lood zijn bekleed; hier is het gevaar van breken geringer Nu moet de inrichting zoodanig zijn, dat men öf met den dynamo of me de b^tterÜ alleen het net voeden en bovendien bü stroomtoevoer naar het 0 0 atterij te gelijker tijd laden of ontladen kan. Dientengevolge zal ae op blz. 330 beschreven dubbel-cellenschakelaar hier eene toepassing vinden Wanneer men echter de in Fig. 315 afgebeelde constructie wilde aanwenden dan kwam men bij het groote getal schakelcellen en de sterke stroomen die gebruikt worden, tot zeer groote apparaten, die niet dan met veei moeite behandeld zouden kunnen worden. Men is daarom tot een cellenschakelaar van eene meer doelmatige samenstelling gekomen, dien we aan den reeds genoemden H. Müller te danken hebben. Muller stelt de contacten in eene rechte lijn, waarover de contactmaker door middel van eene schroef verplaatst kan worden. Fig. 407 geeft een denk\an iet werktuig. 'We zien daar twee evenwijdigekamvormigingesneden metalen rails S, en S„ waarvan de eerste met eene pool van den dynamo liLen conC t tt0er8te d°0r 9en Weerstand is g^oppeld. Tusschen de tanden liggen contactstukken, waarvan een van de eene rail met een van de andere rail en bovendien met een schakelcel in verbinding staat. Dit blijkt duidelijk dat door Ur' °r rder6n kam m6t d° contacten * een sleepcontact, coLr h T ! f m6t rad B kan WOrden bewogen. Wanneer dit sleep- contarL!t h tW66 tanden staat' zie Fig. 407, dan wordt een contactstuk, dus ook eene schakelcel, in verbinding gebracht met de pool van den dynamo. Komt het sleepcontact op een tand van de rail, dan wordt het contactstuk niet meer met rail S, electrisch verbonden. Nu is echter het sleepcontact van rail S2 op het contactstuk, dat aan dezelfde schakelcel ligt, gekomen " 7 dus deze cel aan S, en vervolgens door den weerstand aan S, en derhalve aan de dynamo-pool. Die cel bleef dus tijdens deze bewegingen van het sleepcontact met den dynamo verbonden, alleen is een tusschen weerstand ingeschakeld. Wordt het sleepcontact weer verder verplaatst, zoodat de volgende schakelcel door het linker contact met S, verbonden is en de vorige cel nog door het rechter deel van het sleepcontact met S2, dan ligt dit element wel tusschen S, en Sj in, maar is toch niet kortgesloten, want tusschen de rails ligt de weerstand, evenals in Fig. 315. Het behoeft geen nader betoog, dat de cel slechts gedurende den zeer korten tijd van het in- of uitschakelen van een element op deze wijze gesloten blijftEen tweede gelijke cellenschakelaar is naast den eersten opgesteld en dient als ontlaadschakelaar, waartoe de cellencontacten met die van het eerste apparaat zijn verbonden, zooals de figuur aangeeft. Bij deze constructie worden dus niet zooals in Fig. 315 de contactstukken zoowel voor laden als ontladen aangewend, maar ze z\jn gescheiden, hetgeen reeds in Fig. 313 schematisch werd voorgesteld. Het zal nu niet bezwaarlik zijn Fig. 408 t& begrijpen, waar een cellenschakelaar van de E. A. G., voorheen Schuckebt & Co., is afgebeeld. We zien daar drie sleepcontacten, die door het draaien aan de' krukken over hunne rails en contactstukken bewogen kunnen worden. Eén wordt voor het laden gebruikt, de beide andere voor het ontladen, ieder op een deel van het net. Heeft in deze deelen een verschillend stroomverbruik plaats, dan moet in het deel met het meeste verbruik ook eene grootere spanning aan den stroomgever heerschen, opdat de lampen de normale spanning zullen verkrijgen. Het is duidelijk, dat dit met den cellenschakelaar van Fig. 408 te verkregen is. Ook dit is een voordeel van het gebruik van accumulatoren; bfl een dynamo zou men deze regeling moeilijk en slechts met verlies kunnen verkrijgen. In verschillende electrische centralen vindt men zelfwerkende cellenschake. laars, die de spanning regelen en er veel toe bijdragen het bedrijf eenvoudig en economisch te maken. Een dergelijke cellenschakelaar van De. Paul Meyer vertoont Fig. 409, welke electrisch van uit een andere plaats bewogen kan worden of ook met behulp van de noodige relais automatisch ingericht kan worden. De inrichting is niet moeilijk te begrijpen. Onderaan ziet men de electromagneten, welke den stroom voor de kleine daarboven gelegen motoren in den een of anderen zin sluiten, welke motoren dan met behulp van worm en wormwiel de lange verticale schroefspillen draaien, waarmede de contactveeren verplaatst worden. Voor het drie-leider-stelsel is de toepassing van accumulatoren in het byzonder van belang, daar zij dit stelsel belangrijk vereenvoudigt en eene goede verdeeling van den electrischen stroom over de verschillende lampengroepen bevordert. Op blz. 381 en vg. hebben wfl gezien, dat men bij het dneleider-stelsel twee dynamo's moest toepassen. Nemen w« echter eene accumulatoren-batterij te hulp, dan kunnen wij met een enkelen dynamo volstaan, die nu echter natuurlijk de dubbele spanning moet hebben. Hiertoe voeden wij het kabelnet, in de veronderstelling, dat dit volgens drieleider-stelsel is uitgevoerd, door twee achter elkander geschakelde accumulatoren-batterijen, maar laden deze samengestelde batterij door één dynamo. Een blik op Fig 410 zal den lezer deze schakeling duidelijk maken. Deze schakeling is het eerst op groote schaal door Schuckebt & Co. voor het dne-leider-stelsel te Hannover en te Düsseldorf en later door dezelfde firma in vele electriciteitswerken toegepast, terwijl de firma Siemens en Halske haar destijds voor het thans zoo goed als verlaten vijfleider-stelsel te Weenen, 1 rente en Rotterdam heeft uitgevoerd. Het centraalstation te Hannover werd in 1890 door de E. A. O. voorheen Schuckebt & Co., gebouwd en was in Maart 1891 voor stroomlevering gereed. De inrichting heeft dus nu een langen proeftijd achter zich. Wel was het electriciteitswerk te Hannover, dat in het voorjaar 1899 aansluitingen had, overeenkomende met ongeveer 65.000 (16 N.-K.) gloeilampen, klein in vergelijking met dat te Berlijn, waar, met uitzondering van een in het westen gelegen, klein stadsgedeelte, de lampen slechts door machine-stroom werden gevoed, maar het heeft toch het bewijs geleverd, dat zoowel uit een technisch als uit een economisch oogpunt de toepassing van accumulatoren voor dergelijke kleinere inrichtingen voordeelig was. Terwijl in Berlijn het bedrijf ten minste door een centrale onafgebroken onderhouden moest worden, waren in Hannover de machines slechts gedurende den ladingstijd van de batterij en tijdens de uren van het meeste verbruik, 7—9 uur 's morgens tot ongeveer 11—1 uur 's nachts, in gang; in den nacht voorzag de batterij in de stroomlevering. Den betrekkelijk niet veel hoogeren prijs, dien de uit de accumulatoren verkregen stroom, ten gevolge van de niet te vermijden verliezen, kost, legt weinig gewicht in de schaal tegenover het groote voordeel, dat door deze meer economische wijze van werken ontstaat en aan personeel en machines bespaard wordt. Fig. 411 en 412 geven een plattegrond en eene doorsnede van de oude centrale. De verdeeling is eenvoudig en practisch. In drie afdeelingen van ongeveer gelijke grootte zijn de ketels, de machines en de accumulatoren opgesteld. De laatste ruimte heeft vier verdiepingen. Het ketelhuis bevat vier wateipijpketels. Ter stroomopwekking zijn vier stoom-dynamo's aanwezig, twee van 400 paardenkracht en twee van 600 paardenkracht. De accumulatoren-batterij bestaat uit twee deelen, ieder van 136 elementen, en bezit eene capaciteit van 1320 Ampère-uren. Da vorbinding van dezebatteiij met de dynamo's en met het leidingnet is volgens het in Fig. 410 gegeven denkbeeld uitgevoerd en voorgesteld in Fig. 413. We zien dan drie dynamo s D,D2D3 parallel gekoppeld. De beide hoofdleidingen voeren over de cellenschakelaars ZZ, die voor de lading dienen, naar de polen van de batterij BB. Het midden van de batterij is met de neutrale geleiding van het drie leider stelsel vereenigd, de eindcellen aan beide zijden met tweemaal viei ontlaadcellenschakelaars C, Ct C3 Ct verbonden, waarvan een stel voor de positieve, het andere voor de negatieve leiding dienst doet. Van een paar cellenschakelaars gaan hoofdleidingen, feeders, uit, die de verbindingen met de verdeelingspunten V^VjVjV* tot stand brengen. Hieraan sluiten dan de verdeelingskabels, die nog onderling met elkander in contact staan, en waaraan de huisleidingen zijn gekoppeld, als twee leiders tusschen den positieven en den neutralen of tusschen den neutralen en de negatieven tak. De cellenschakelaars en de benoodigde meet- en regelingstoestellen zijn op het schakelbord aangebracht. Fig. 414 geeft eene schematische voorstelling van dit Hannoversche schakelbord. Men ziet daarop de zes dubbel-cellenscliakelaars, waarvan een paar voor de lading dienen (Z Z van Fig. 413), terwijl da vijf andere paren voor de ontlading gebruikt worden (C, C, enz. van Fig. 413). Onder iederen ontlaadschakelaar zijn de stroommeters aangebracht en daaronder de stroomrichtingsaanwijzers. Boven de schakelaars hangen de spanningmeters. Links van dit gedeelte van het schakelbord zien we een kastje met vier krukken, waarin zich de reguleer weerstanden voor de dynamo's bevinden. Met een dergelyken weerstand wordt de stroomsterkte in de veldmagneten van den b\jbehoorenden dynamo gewijzigd en daardoor, zooals bekend is, de spanning van de machina op de vereischte hoogte gehouden. Op ie linkerzyde van tiet bord zijn de uitschakelaars van 3e dynamo's aangearacht en daarboven troor iedere machine aen Ampère-meter. Elke ontladingsjellenschakelaar is met een feeder verDonden, welke naar jen der, door cirkels langegeven verdeeingskasten leidt, daardoor heeft men iet volkomen in de nacht de spanning n die kasten bij elk stroomverbruik con¬ stant te houden. In de figuur is dan ook te zien, dat de dichstbü gelegen kast met een kleiner aantal cellen verbonden is dan de verst afgelegene. Dit is natuurlijk in de veronderstelling, dat de feeders ongeveer gelijke doorsnede hebben en door ongeveer gelijke stroomen doorloopen worden. Ook hier is de oude centrale thans bijzaak geworden en is buiten de stad in de wijk Herrenhausen dicht b{j de rivier de Leine een nieuwe groot© centrale gebouwd. Hier zijn opgesteld twee horizontale triple-compourid stoom- werktuigen werkend met oververhitten stoom, ieder van 1350 tot 2040 P.K., met direct gekoppelde draaistroomgenerator van 1000 K.W. Deze leveren 5000 Volt draaistroom met 50 perioden. Voor het verkregen van den magnetiseeringsstroom voor deze alternatoren dienen 2 draaistroom gelykstroomtransformatoren van 80 K.W., die 220 Volt gelijkstroom leveren, en een accumulatoren-batterij. In het geheel is er op plaats voor 6 stoomdynamo's van 1000 K.W. gerekend, terwijl nog terrein beschikbaar is om een uitbreiding tot het dubbele en zelfs nog grooter vermogen te doen plaats hebben. In het oude centraal-station zijn eveneens draaistr.-gelijkstr.-transformatoren opgesteld, 2 van 400 K.W. en één van 800 K.^\.; deze ontvangen draaistroom van de genoemde centrale en leveren met de oude stoomdynamo s Fig. 415'). en de accumulatoren-batterij gelijkstroom aan het drie-leidernet in de stad (Fig. 415 ')• Het is de bedoeling mettertijd dit station geheel als transformator-station in te richten en de oude stoomdynamo's op te ruimen. De buitengedeelten der stad ontvangen direct draaistroom uit een laagspanningsnet met 110 V. spanning, hetwelk door op verschillende plaatsen aangebrachte gewone transformatoren gevoed wordt en wier primaire spoelen met de Herrenhausen-centrale verbonden zijn. In 1906 bedroeg de aansluitwaarde van licht en kracht (behalve de trams) ca. 7000 K.W. Hydro-eleetrisehe centralen. In de vorige bladzijden hebben wij uit de beschrijving der centralen in den tegenwoordigen toestand gezien, dat men met het wissel- of draaistroomstelsel een groot gebied van electrisch licht kan vocrzien, terwijl daarbij de ') Daar deze figuur beschikbaar was, is zij hier geplaatst; men moet echter de wisselstroom-machines, leidingen en motoren door die voor draaistroom \er vangen denken. Overigens wordt de wijze van omzetting even goe weergegeven. werktuigen werkend met oververhitten stoom, ieder van 1350 tot 2040 P.K., met direct gekoppelde draaistroomgenerator van 1000 K.W. Deze leveren 5000 Volt draaistroom met 50 perioden. Voor het verkregen van den magnetiseeringsstroom voor deze alternatoren dienen 2 draaistroom gelijkstroomtransformatoren van 80 K.W., die 220 Volt gelijkstroom leveren, en een accumulatoren-battery. In het geheel is er op plaats voor 6 stoomdynamo s van 1000 K.W. gerekend, terwijl nog terrein beschikbaar is om een uitbreiding tot het dubbele en zelfs nog grooter vermogen te doen plaats hebben. In het oude centraal-station zijn eveneens draaistr. gelijkstr.-transformatoren opgesteld, 2 van 400 K.W. en één van 800 K.W.; deze ontvangen draaistroom van de genoemde centrale en leveren met de oude stoomdynamo s Gelijkstroom dynamo 1101'olt Fig. 415'). en de accumulatoren-batterij gelijkstroom aan het drie-leidernet in de stad (Fig. 415 ')• Het is de bedoeling mettertijd dit station geheel als transformator-station in te richten en de oude stoomdynamo's op te ruimen. De buitengedeelten der stad ontvangen direct draaistroom uit een laagspanningsnet met 110 V. spanning, hetwelk door op verschillende plaatsen aangebrachte gewone transformatoren gevoed wordt en wier primaire spoelen met de Herrenhausencentrale verbonden zijn. In 1906 bedroeg de aansluitwaarde van licht en kracht (behalve de trams) ca. 7000 K.W. Hydro-electrisehe eentralen. In de vorige bladzijden hebben wij uit de beschrijving der eentralen in den tegenwoordigen toestand gezien, dat men met het wissel- of draaistroomstelsel een groot gebied van electrisch licht kan voorzien, terwijl daarbij de ') Daar deze figuur beschikbaar was, is zij hier geplaatst; men moet echter de wisselstroom-machines, leidingen en motoren door die voor draaistroom ver vangen denken. Overigens wordt de wijze van omzetting even goed weergegeven. Fig. 417. PLAAT III. Fig. 418. dynamo's niet in het centrum der verlichting behoeven te worden opgesteld. Wanneer de electrische stroom echter over een zeer grooten afstand moet worden overgebracht, dan is men genoodzaakt de spanning nog hooger op te voeren. Het gebruik; van motor-dynamo's tot het reduceeren van de hooge spanning is echter omslachtig. Hetzelfde doel bereikt men op meer rationeele wijze door middel der wisselstroom-transformatoren; vandaar dan ook, dat men wisselstroom tot het overbrengen der electrische energie op groote afstanden en tot het verlichten van groote steden veelvuldig heeft toegepast. Vooral wanneer men een waterval, die op eenigen afstand van de te verlichten stad is gelegen, als drijfkracht voor de dynamo's wil gebruiken, zal men met vrucht het wisselstroom-stelsel toepassen. Een voorbeeld op groote schaal geeft ons het gebruik van het arbeidsvermogen der Niagara-vallen, een grootsch werk, dat den ondernemingsgeest der Amerikanen bijzonder prikkelde. We komen op dezen arbeid later nog terug. ... Als een voorbeeld van een electrische centrale met gebruik van waterkracht, de witte steenkool", zooals men die tegenwoordig noemt, zullen wij die van Innsbrück in 't kort beschouwen. Zooals zij oorspronkelijk door de firma Ganz & Co. was aangelegd, had zij tot drijfkracht een waterval van de Wurmbach (Fig. 416, Plaat III), die 3 K.M. van de stad verwijderd is en een vermogen van ongeveer'600 paardenkracht vertegenwoordigt. Nadat het voldoende geklaard is, stroomt het water onder een druk van ll'/i atmosfeer door buizen naar de Fig. 419. turbines in het centraal-station. Deze turbines hebben een vermogen van 160 paardenkracht en zijn ieder met eene wisselstroom-machine direct gekoppeld, die een stroom levert van 2000 Volts spanning en 40 Ampères (Fig. 417, Plaat III). Het aantal omwentelingen dezer machines bedraagt 250 per minuut. De hoog gespannen stroom wordt door eene bovengrondsche geleiding, bestaande uit een koperdraad van 8 mM. middellijn, tot aan de grens der stad gevoerd en vandaar uit door middel van een concentrischen kabel, waarvan in Fig. 419 eene afbeelding is gegeven, in de stad verdeeld. Al spoedig bleek de behoefte aan uitbreiding te bestaan, zoodat een andere naburige waterval van 357 M. hoogte geëxploiteerd werd die 1200 P.K. kon leveren. Later werd bij het oude station nog een voor 200 P.K. gebouwd. Daarmede was echter de beschikbare energie van de Wurmbach uitgeput zoodat thans de noodige uitbreiding verkregen moest worden door een waterval van de Sill te benuttigen, op ca. 8 K.M. van Innsbrück gelegen. De beschik- bare hoogte bedraagt hierbij 187 M. en men kan op gemiddeld 13.000 beschikbare P.K. rekenen. Ten einde het bezwaar der veranderlijke wateraanvoer te verhelpen, is in de Sill een dam gebracht, zoodat een reservoir van ongev. 5000 M:l. inhoud is ontstaan. Vandaar wordt het water door een kanaal van ca. 7.5K.M. lengte naar de waterkamer gevoerd, aangebracht ten einde wervelstroomen in de toevoerbuizen te voorkomen, die van daar naar de turbines voeren; deze stalen buizen zijn twee in getal, inwendig 2.45 M. wijd en 93 M. lang. Het machinegebouw bevat plaats voor 6 machine-aggregaten; elk aggregaat heeft een vermogen van 2500 P.K. en verbruikt 1285 L. per sec. bij 350 omw. per min. Elke turbine is dubbel en van het Pelton-systeem. De regeling der snelheid door HARTUNG-regulateurs is zoodanig, dat bij plotselinge geheele ontlasting de snelheid niet meer dan 7% stijgt. Ten einde met de oude stations samen te kunnen werken, leveren de dynamo's twee phasenstroom van 42 perioden; de spanning per phase bedraagt 10.000 Volt. De magnetiseeringsstroom wordt door direct gekoppelde opwek dynamo's geleverd. De hoogspanningsleidingen bestaan uit 2X4 draden, ieder van 50 mM! doorsnede, aangebracht op ijzeren of houten pijlers van 11 M. hoogte. Te Innsbrück wordt door in verschillende onderstations geplaatste transformatoren van 500 KW. de spanning verlaagd. Ook levert de centrale eenphasenstroom voor een electrische spoorlijn door het Stubai-dal. Het schakelbord is zoodanig ingericht, dat de 6 alternatoren parallel of afzonderlijk stroom kunnen leveren. Betreffende dit parallelschakelen van wisselstroommachines valt het volgende op te merken. Veronderstellen we, dat de beide machines gelijke om wentelingssnelheid, dus evenveel poolwisselingen per min. hebben, dan volgt daaruit nog niet, dat eene machine op hetzelfde oogenblik en in dezelfde richting den stroom wisselt als de andere. Wanneer dit echter niet het geval is, wat zal er dan gebeuren? Stellen we eens, dat de beide machines op hetzelfde oogenblik maar in tegengestelden zin den stroom omkeeren, d. w. z. dat machine A de hoogste spanning bereikt, te gelijk met machine B, maar dat bij A op dit oogenblik de positieve pool aan de geleiding I en bij B de negatieve pool aan dezelfde geleiding gekoppeld is. Dan is het duidelijk, dat de machines niet parallel maar in serie zijn vereenigd. Ze vormen een gesloten kring, waardoor de stroom vloeit, en de buitenleiding is stroomloos. Het gevolg zou zijn, dat er geen stroom voor het gebruik werd opgewekt en dat de machines zeer warm zouden worden. In dezen toestand zou goene verandering komen, want wanneer al bij A de spanning daalt en na eenigen t{jd omkeert, dan heeft dit ook bij B plaats en altijd blijven de machines twee elementen, die achter elkander geschakeld en den stroomkring gesloten houden. Is het omkeeren van de polariteit bij B een weinig ten opzichte van dat van A verschoven, dan zou B gedurende eenigen tijd ook met A in serie vereenigd zijn, namelijk van af het oogenblik, waarop de aan de geleiding I liggende pool van B de tegenovergestelde is van de aan denzelfden draad verbonden pool van A, totdat de pool bij A omkeert en dus dezelfde is als bij B. Na eenigen tijd keert ook B zijne pool om, waarop weer serie-schakeling der machines plaats heeft. We zien dus, dat het noodzakelijk is, dat beide machines te gelijk de polen wisselen en dat daarbij gelijke polen van beide dynamo's aan dezelfde geleiding liggen. Zij moeten derhalve vóór ze gekoppeld worden, eene gelijke omwentelingssnelheid en dezelfde phase (zie blz. 26) hebben. Nu zal die gelijkheid in phase bij twee parallel geschakelde wisselstroom machines vanzelf worden verkregen, wanneer ze te zamen verbonden worden op een oogenblik, waarop ze bijna in gelijke phase verkeeren. Bij de koppeling hebben dan namelijk de dynamo's voor het grootste deel der periode gelijke polen aan dezelfde geleiding, alleen is de spanning nu by de eene en dan bij de andere het grootst, zoodat de eene machine de andere als motor zal drijven, omdat ze overeenkomstig die meerdere spanning stroom in den laatsten dynamo zenden zal. Een wisselstroom-motor van deze soort zal echter, zooals later by de behandeling van deze werktuigen zal worden verklaard, synchroon met den drijvenden dynamo loopen, d. w. z. hij zal trachten gelijke phase en een gelijk aantal wisselingen met den dynamo te verkrijgen. De beide wisselstroom-machines stellen zich dus nu door hare electrische verbinding vanzelf in phase. Men moet nu echter niet denken, dat het parallelschakelen van wisselstroom-machines eene eenvoudige zaak is. Er doen zich daarbij zeer ingewikkelde verschijnselen voor, wier bespreking ver buiten de grenzen van dit boek zou voeren. Genoeg zij het te vermelden, dat pas sedert korten lijd de theorie der parallelschakeling en dier verschijnselen gegrondvest is. Om na te gaan of twee wisselstroom-machines gelijke phase hebben, verbindt men ieder met de primaire wikkeling van een kleinen transformator, en schakelt de secundaire windingen van de beide transformatoren achter elkaar. In den secundairen stroomkring brengt men dan eene gloeilamp. Zoolang de machines en dus ook de transformatoren nu niet in phase zijn, zullen deze gedurende «enigen tijd, hoewel met verschillende spanning, tegen elkaar geschakeld zijn, zoodat geen of slechts weinig stroom door de lamp gaat. Hoe meer de phasen gelijk worden, hoe korter de duur dezer tegenwerking zal zijn, hoe langer de duur dezer serie-schakeling. Eerst zal dus de lamp flikkeren en dan, als de phasen meer tot elkaar naderen, rustiger en eindelijk geheel normaal branden. Op dit oogenblik moeten de machines parallel geschakeld worden; Het behoeft geene nadere verklaring, dat de einden der secundaire windingen ook op eene andere wijze te verbinden zijn, zoodat dan het uitgaan van de lamp het teeken zou zijn, dat de machines gelijke phase hebben. Aangezien het verdwijnen van het licht gemakkelijker is waar te nemen dan het normaal branden van eene gloeilamp, wordt deze laatste schakeling veelal toegepast. Bij draaistroom-machines bezigt men meestal een toestel met 3 lampen, zóódanig in de 3 phasen geplaatst, dat zoolang het synchronisme nog niet bereikt is, de lampen achtereenvolgens helder en donker zijn. Men schakelt dan parallel, wanneer een bepaalde lamp donker is. Wij zullen later op deze inrichting terug komen, daar bij de electromotoren het driephasenstelsel uitvoeriger beschouwd zal worden. Van ouderen datum, maar daarom niet minder belangrijk, is de wisselstroom-centrale te Rome, die in 1886 door firma Ganz & Co. werd gebouwd. Aanvankelijk werden er twee stoom-dynamo's (wisselstroommachines) opgesteld, die ongeveer 3000 lampen konden voeden. Later werd de installatie met twee groote wisselstroom-machines en daarbij behoorende stoommachines, ieder voor 320 K.W. uitgebreid, en in 1889 zijn er weer twee van zulke machines gemonteerd, zoodat het gezamentlijk vermogen ca. 1450 K.W. bedroeg. Het machinegebouw ligt ongeveer l'/j KM. buiten de stad, aan den Tiber, naast den ouden circus Maximus. Daar men onder deze omstandigheden niet al te spaarzaam met den grond behoefde te zijn, was het niet noodig de verschillende deelen boven elkander aan te brengen, zooals in de beschreven EDisoN-centrale en ook in de Berlijnsche centraal-stations het geval is, maar kon men alle machines en toestellen met flinke tusschenruimte naast elkander plaatsen. Uit den plattegrond, op Plaat IV afgebeeld, zal men dit kunnen waarnemen. Het bedrijf wordt door deze gunstige indeeling zeer gemakkelijk. De groote wisselstroom-machines zijn ieder met eene compound-stoommachine van 500 paardenkracht direct gekoppeld. Fig. 418 (Plaat III) geeft eene Hier bevindt zich een uitklapvel Boek: Sign. van het origineel: 1 lifc, Cl3> Signatuur microvorm: 105101 Moedernegatief opslagnummer: oo h o 4 5 Uitklapvel: Aantal: 1 Moedernegatief opslagnummer: oo 4 \ o o Positie in boek: *\o. 414 afbeelding van deze reusachtige machines. Alle wisselstroom-machines worden met elkander parallel-geschakeld, hetgeen men vroeger niet met de noodige zekerheid kon doen; ook de kleinere machines loopen met de grootere parallel, niettegenstaande het verschil in constructie en aantal omwentelingen, dat by de groote 125 en bü de kleine 250 per minuut bedraagt. De stroom wordt door drie kabels van het machine-gebouw naar de stad Rome geleid; een enkele kabel zou reeds voldoende zyn; om straks te vermelden redenen was men genoodzaakt er drie aan te brengen. Het spreekt vanzelf, dat deze enkele kabels de heen- en de terugleiding moeten bevatten. Daar deze concentrische kabels tegenwoordig b\j wisselstroom-centralen veel worden toegepast, zullen w{j de constructie er van hier in het kort mededeelen. De eene geleiding vormt de centrale kern van den kabel; zij wordt goed geïsoleerd en vervolgens brengt men er omheen de tweede leiding aan, op de wijze, zooals door Fig. 419 wordt aangegeven. Over deze tweede loiding is weer een isoleerend bekleedsel gelegd, het geheel met een dubbelen looden mantel omgeven en vervolgens op de bekende wijze met band en een dubbel ijzeren pantser omwikkeld. De isolatie tusschen de beide leidingen, kern en ring, moet natuurlek uitstekend zijn, daar de spanning 2000 Volts bedraagt. Bij de verbinding der verschillende kabelstukken moet men rekening houden met de concentrische ligging der geleiding en met de zorgvuldige isolatie tusschen kern en ring. Hiertoe heeft men de kabeleinden in verbindingsmoffen gestoken en zoodanig ontbloot, dat de kern en een gedeelte harer isolatie een eind buiten het ontbloote deel van den ring uitsteken. De binnenste geleidingen zijn door eene klem met elkander verbonden. De buitenste geleidingen zijn in den vorm van twee beugels naar elkander toe gebogen en eveneens door klemmen met elkander in verbinding gebracht. Is de verbinding gereed, dan wordt de mof met eene isoleerende massa volgegoten. In Fig. 420 is zulk eene koppeling afgebeeld, waaruit men kan zien, hoe de beide geleidingen gescheiden worden gehouden. Op dezelfde wijze worden vertakkingen gemaakt, hetgeen uit Fig. 421 blijkt. Bij deze vertakkingen wordt de kern der hoofdleidingen niet doorgesneden, doch slechts ontbloot en vervolgens door eene klem, waaraan eene verbindingsmof is geschroefd, met de kern der vertakking verbonden. De ringleiding moet natuurlijk, ten einde toegang tot de kern te verkrijgen, worden doorgesneden, en daarna worden de beide stukken onder elkander en met de ringleiding van den vertakten kabel door klemmen en verbindingsreepen vereenigd. De verbindingskasten, waarin deze vertakkingen worden uitgevoerd, zijn van de straat uit toegankelijk, opdat voorkomende herstellingen en metingen kunnen worden volbracht. De reden, waarom men nu te Rome drie zulke kabels heeft aangebracht, is hierin gelegen, dat het moeilijkheden oplevert, concentrische kabels met grootere doorsnede te vervaardigen; men heeft er daarom de voorkeur aan gegeven, in plaats van één kabel met groote doorsnede, drie dunnere (220 mM!. voor iedere leiding) toe te passen. Nu is tevens het voordeel verkregen, dat bij korte sluiting in een der kabels, er altijd nog twee geleidingen ter beschikking zijn, zoodat niet de geheele stroombaan verbroken is. De drie kabels gaan van de gemeenschappelijke leiding op het schakelbord uit, waarmede de in werking zijnde wisselstroom-machines parallel verbonden zijn. De transformatoren zijn bij deze installatie meestal in kelders geplaatst. Op andere plaatsen heeft men hiervoor afzonderlijke gebouwtjes opgesteld. Zoo geeft bijv. Fig 422 eene afbeelding van eene transformator-zuil, die te Marienbad wordt toegepast. Op de holle zuil, welke den transformator bevat, staat de paal, waaraan de geleidingen bevestigd zijn, terwijl aan de buitenzijde advertenties z\jn aangeplakt, zoodat de zuil voor een dubbel doel wordt gebruikt. Sedert 1892 werd ter verlichting van Rome gebruik gemaakt van een gedeelte van de kracht der prachtige watervallen van Tivoli, op 28 K M. van de stad verwijderd. Zes turbines van 330 paardenkracht bewogen drie wisselstroom-machines van 200 KW., bij eene klemmenspanning van 5100 Volt. De dynamo's waren parallel geschakeld en werkten op een gemeenschappeHjken leider. Een stel machines, twee turbines en een dynamo, zijn in Fig. 423 voorgesteld. Drie turbines van 50 paardenkracht dienden voor het drijven van de gelijkstroom-machines, die een stroom van 180 Volts en 150 Ampères gaven ter magnetiseering van de electro-magneten van de wisselstroommachines. Ook deze gelijkstroom machines waren parallel geschakeld. De spanningsregeling geschiedt automatisch. In 1899 is de centrale door een grootere vervangen, bevattende 7 draaistroomdynamo's van 3500 K.V.A met 10000 Volt spanning en 42 perioden. De machines waren tevens zóó ingericht, dat zij ook éénphasige wisselstroom tot een vermogen van 1400 K.V.A. konden afgeven. Daar het beschikbaar vermogen der watervallen slechts 9800 KW. bedraagt, zoo kunnen alle machines met éénph. wisselstroom volbelast worden óf er kunnen vijf als draaistroommachines volbelast loopen. De luchtleiding, die door de eenzame Campagna Romana voert, bestaat uit 6 blanke leidingen, waarin een spanningverlies van ongeveer 20% kan plaats hebben. De dragers der geleiding zijn van ijzer, waar bovenaan een houten paal is bevestigd; ze staan 35 a 40 M. van elkaar. De onderste kabel hangt nog minstens 7 M. boven den grond, terwijl ter bescherming van kruisende telegraaflijnen voorzorgen genomen zijn. In het station Porta Pia wordt de spanning van den stroom op 2000 Volt getransformeerd, overeenkomende met die van het boven beschreven net. In dit station bevinden zich verder 4 motorgeneratoren van 120 KW., 2 van 250 KW. en 4 van 70 KW. welke den wisselstroom in gelijkstroom voor de trams omzetten. Van hier uit geschiedt ook de voeding van zes stroomloopen ieder van 48 in serie geschakelde booglampen (zie blz. 335) voor de straatverlichting met 2000 Volt met behulp van een speciale groep transformatoren. De door stoom gedreven oudere installatie wordt alleen dan gebruikt, wanneer de hydraulische inrichting niet aan de stroomvraag kan voldoen. Het aantal electrische centraal-stations in de beschaafde landen is tegenwoordig zoo ontzettend groot, aat alleen met een beknopte beschrijving daarvan boekdeelen te vullen zouden zijn. Wij zullen daarom van de buitenlandsche centralen afstappen en besluiten met een overzicht van de voor onze lezers belangrijke Nederlandsehe centralen. Het centraalstation der gemeentelijke Electriciteitswerken te Amsterdam. Onze hoofdstad bezit de oudste wisselstroomcentrale in ons land, door de maatschappij „Electra" opgericht. Deze centrale is nog in werking, hoewel de gemeente in 1904 een eigen centraalstation opgericht en in gebruik genomen heeft. Wij zullen van deze gemeentelijke centrale een overzicht geven met vermelding der kort na elkaar plaats gehad hebbende uitbreidingen. Hieruit valt dan duidelijk de groote toename van het verbruik op te maken. Voor het trambedrijf en de haven-outillage wordt gelijkstroom gebruikt onder eene spanning van circa 600 Volt; voor verlichting en beweegkracht driephasen wisselstroom met 50 perioden p. sec. en 220 Volt spanning. Het tramnet vormt met de voedingskabels een afzonderlijk geheel. Verder is er een gesloten hoogspanningsnet met 3000 Volt en een gesloten laagspanningsnet met 220 Volt; voor het reducoeren der spanning van het laatste dienen 84 transformatorzuilen en 13 transformatorstations in openbare gebouwen. De verbruikers kunnen zoowel aan het hoogspanningsnet als aan dat met lage spanning aangesloten worden; in het eerste geval wordt er bü den verbruiker zeiven natuurlijk een transformator opgesteld, het aantal daarvan bedraagt 67. Twee groote motoren, een van 250 P.K. voor schepradbemaling en een van 220 P.K., die een centrifugaalpomp voor de hydraulische inrichtingen drijft, zijn direct aan het hoogspanningsnet aangesloten. In het ketelhuis, geprojecteerd voor 16 ketels, waren bij de in bedrijfstelling geplaatst 12 ketels, voor een stoomdruk van 10 atm., ieder met 250 M2. verwarmingsoppervlak. Iedere ketel is nog voorzien van een oververhitter, waarmede de stoom tor circa 300° oververhit kan worden (d. w. z. de stoom is dan niet meer verzadigd; in den laatsten tijd wordt de oververhitte stoom meer en meer toegepast vanwege het grooter nuttig effect dat alsdan met de machines bereikt kan worden.) De machinekamer was berekend voor 8 stoommachines, waarvan er 5 geplaatst waren. Het zijn liggende compoundmachines met een maximaal vermogen van 1000 effectieve P.K.; de dynamo is direct op de as tusschen de krukken van hoog- en laagdrukcylinder geplaatst. Twee machines z\jn aan gelijkstroomdynamo's van 720 Kilowatt gekoppeld, twee anderen aan draaistroomdynamo's van 840 Kilowatt, terwijl de vijfde machine van een gelijken een draaistroomdynamo van hetzelfde vermogen is voorzien. Verder waren er voor de bekrachtiging der draaistroommachines twee dynamo's van 50 Kilowatt opgesteld, gedreven door synchroonmotoren, benevens eene accumulatorenbatterij, welke ook dienst moet doen voor noodverlichting. Bovendien is er eene bufferbatterij van 300 cellen ten dienste van de tram met een capaciteit van 1229 amp. uren bij 1-urige ontlading. De accumulatoren zijn in drie verdiepingen opgesteld. De ketels en stoommachines werden geleverd door (tkbr. Stork te Hengelo Fig. 424. en de Nederl. fabriek voor stoomwerktuigen enz. te Amsterdam; de dynamo's en schakel-aanleg door de A. E. G. In 1905 reeds werd de centrale uitgebreid met: 4 stoomketels van Piedboeuf te Aken, overeenkomende met het reeds aanwezige type; een tweede dubbelmachine, geheel gelijk aan de hierboven vermelde en een motorgenerator voor de bekrachtiging, van 100 K.W. In 1900 was wederom uitbreiding noodig met: een stoomturbine, systeem Brown-Boveri-Pabsons van 3000 eff. P.K., gekoppeld met een draaistroomdynamo van 1800 K.W., benevens de noodige condensatieaanleg. Een tweede turbine van hetzelfde vermogen werd in 1907 geplaatst; verder werd aangeschaft een nieuwe „voorspan-dynamo" (zie blz. 393) bestaande uit een gelijkstroommotor voor 600 V. en een gelijkstroomdynamo voor 120—180 — 240 V., met een vermogen van 144 K.W.; deze machines zijn van keerpolen (blz. 125) voorzien, waardoor niettegenstaande de sterk varieerende tramspanning een vonkenlooze gang en nagenoeg constante spanning wordt verkregen. Ten slotte werden 8 ketels van automatische stook- en dito kolentransportinrichtingen voorzien. De ketelcapaciteit bedroeg dus nu (einde 1907) 4000 MJ. verw. oppervlak, het totale machine vermogen 12.000 eff. P.K. Toch is het stroomverbruik nog zoo stijgende, dat thans een nieuwe centrale, naast de oude, in aanbouw is. Hierin zal in 1908 opgesteld worden: 8 waterpijpketels, systeem Babcock & Wilcox, met 500 M!. verw. oppervlak, elk met een automatisch kettingrooster en een oververhitter; verder 4 economisers systeem Green. 2 stoomturbines, systeem B. B. P., van ruim 6000 eff. P.K. elk, drijvende draaistroomdynamo's van 4000 K.W. en direct gekoppelde opwekdynamo's van 50 K.W. Elke turbine heeft een aparte condensatie aanleg, gedreven door draaistroommotoren. De schakelinstallatie is ontworpen voor een capaciteit van 30.000 K.W. Het vermogen der centrale wordt dus verdubbeld, terwijl de gebouwen berekend zijn in de toekomst voor nog 12 püpketels en nog 4 turbines van 6000—10.000 eff. P.K., zoodat het geheele centraalstation een capaciteit van 60.000 eff. P.K. kan verkrijgen! Het totale aantal geplaatste transformatoren op 't eind van 1907 bedroeg 204 met een gez. vermogen van 8341 K.W., terwjjl dat der aansluitingen ca. 11.430 K.W. bereikte. In December 1907 werden voor licht en kracht (behalve het eigen verbruik) geleverd 842.000 K.W.U., voor de trams 526.000 K.W.U.; voor het geheele jaar 1907 bedragen deze cijfers resp. 6,4 en 5,9 millioen K.W.U.! Fig. 424 geeft een kijkje in de centrale van af het schakelbord. Men ziet rechts vooraan nog een der cylinders van eene machine voor het trambedrijf; dan volgt een turbodynamo met de dynamo rechts; vervolgens een dubbelmachine, te herkennen aan de kleine vaste veldpolenring van de gelijkstroomdynamo en het daarachter liggende groote poolrad van den alternator en ten slotte een draaistroommachine. Aan de buiten de afbeelding vallende linkerzijde zijn dergelijke machines in dezelfde volgorde opgesteld. De gemeentelijke electriciteitsfabriek te 's-Gravenhage. Met Amsterdam behoort 's-Gravenhage tot de steden in ons land, die het eerst een electrisch centraalstation hadden, eveneens door een industrieele maatschappij opgericht en wel in Den Haag door de bekende firma Siemens & Halske. Deze centrale had een zeer gunstige ligging in het centrum der stad, evenals de oude centrale te Berlijn. Wegens het eindigen dor concessie der firma besloot de gemeente een eigen centrale te bouwen op het terrein van de asch-staal, tegenover de gasfabriek. Deze zeer moderne centrale is in 1905 gereed gekomen. By den touw is bijzonder naar oordeelkundige zuinigheid gestreeft, ten einde een matige rentelast en amortisatie te verkrijgen, waardoor de electriciteit zeor billijk geleverd zou kunnen worden. Dat men hierin geslaagd is, blijkt wel uit het volgende staatje, waarin de aanlegkosten van deze centrale en eenige Duitsche van ongeveer gelijken omvang zijn vermeld. Totale aaulegkosten. Aanlegkosten per k.w. f 570 . 720 „ 770 » 720 „ 940 , 780 's-Gravenhage Bremen Charlottenburg Düsseldorf Mannheim Mühlhausen i/E. f 2.380.000 „ 2.600.000 „ 3.650.000 „ 4.200.000 „ 1.900.000 „ 2.150.000 De eenheidsprijs voor licht bedraagt 20 ets. voor de eerste 520 verbruiks* uren per jaar en 8 ets. voor het verbruik daarboven (een „eenheid" =1 Kilowatt-uur), voor kracht 10 ets. voor de eerste 1020 verbruiksuren en 7 ets. daarboven. Tevens wordt aan de Haagsche Tramweg-Maatschappij gelijkstroom geleverd tegen een tarief van 7 tot 6 ets. per eenheid. De centrale bevat 5 machine eenheden van 700 KW. en één van 1500 KW., kort geleden in gebruik genomen. Van deze machines leveren er twee gelijkstroom met 600 V., twee draaistroom met 3X 3000 Volt, terwijl de vijfde en de nieuwe groote gecombineerde machines zijn, waarbij een gelijk- en een draaistroomdynamo aan de machine as gekoppeld zijn. Voor het vereenvoudigen der reserve is dit systeem zeer geschikt, ook met het oog op het drukke tramvervoer 's zomers (Scheveningen !) en het groote lichtverbruik in den winter. In het ketelhuis bevinden zich 10 Lancashire ketels van 75 MJ. en 2 pijpketels van 292 M!. verwarmend oppervlak, allen voorzien van oververhitters. De stoom wordt geleverd onder een druk van 11 atm. en tot c.a. 320° C. oververhit. Verder wordt het voedingwater voorgewarmd in economisers, systeem Green. Bü de machines zijn de hoog- en laagdrukcilinders in tandem geplaatst; het indicateurvermogen bedraagt voor vijf 1250 P.K. en voor de zesde 2600 P.K. Zeer eigenaardig is de condensatie inrichting; deze geschiedt door zgn. „Abfall-Condensatoren". Dit zijn als 't ware reusachtige barometers, met water gevuld. De afgewerkte stoom wordt in een gesloten bak geleid, die 11 M. boven het afvoerkanaal is geplaatst, waarin het condenswater door buizen van diezelfde lengte wegvloeit; daardoor konden de pompen, anders benoodigd voor den afvoer van dit water, bespaard worden. Door deze toestellen kan 14000 KG. stoom per uur gecondenseerd worden. Voor de trams is aanwezig een buffer-accumulatorenbatterij; voor de bekrachtiging der draaistroomdynamo's leveren motor-generatoren en een kleinere batterij den stroom. Het schakelbord is volgens het nieuwste systeem ingericht, nl. met schakelwagens; deze treden in de plaats van de vaste paneelen. Voor iedere dynamo is er een, bevattende een olieschakelaar, een voltmeter, een phasemeter, twee ampèremeters en een wattmeter met de daarbij behoorende stroom- en spanningstransformatoren. Achteraan deze schakelwagens zitten veerende contactstukken, die de stroomleidingen in de schakelwagens verbinden met de verzamelrails en met de verbindingskabels naar de dynamo's. Wordt een wagen vooruit gereden, dan is deze geheel spanningsvrij en dus gevaarloos; bovendien zijn de schakelwagens onderling verwisselbaar. Op deze wijze wordt de bedrijfszekerheid zeer verhoogd. Fig. 425 geeft een afbeelding van een dergel. schakelwagen. Door een aantal in de bekende zuilen geplaatste transformatoren wordt de hooggespannen draaistroom met lage spanning in het net gevoerd. Pit bevat * lg. 42o. behalve de drie hoofdleiders een nulleider, welke provisorisch aan aarde is gelegd. De spanning tusschen de hoofdleiders bedraagt 208 V., tusschen een daarvan en den nulleider 120 V.; aan deze spanning worden de lampen enz. in de huizen aangesloten. In 1906 z\jn afgeleverd ca. 3 millioen eenheden. Ketels en stoomwerktuigen zijn geleverd door Gebr. Stork te Hengelo, de gelijkstroomdynamo's, het draaistroom-kabelnet en verdere electrische inrichtingen door de A. E. G. te Berlijn, de draaistroomdynamo's door de Feite en Guilleaume-Lahmeyer Werke te Frankfort a/M. De electrische inrichtingen te Rotterdam. Den 15den Juni 1893 werd door den Gemeenteraad van Rotterdam besloten een stedelijk electrisch centraalstation voor electrische verlichting en krachtsoverbrengingop te richten en te exploiteeren. Te gelijker tijd met den van verschillende zijden geuiten wensch van particulieren, tot het verkrijgen van electrisch licht in hunne woningen, was de noodzakelijkheid op den voorgrond getreden, om de nieuwe uitbreidingen, die de havenwerken hadden ondergaan, behoorlijk te outilleeren. Nauwkeurige onderzoekingen en langdurige overleggingen leidden er toe, om in plaats van de gebruikelijke hydraulische of stoominstallatiën, de nieuw op te stellen kranen en overige werktuigen door electriciteit te doen bewegen. In hoofdzaak werd dit besluit gemotiveerd door de overwegingen, dat electriciteit gemakkelijker en economischer op grooten afstand te verdeelen is, dan zulks met water of stoom het geval is; dat bij gebruikmaking van eerstgenoemde kracht de mogelijkheid van verzamelen geopend is, zoodat de centrale machines niet behoeven te werken, indien er slechts enkele werktuigen arbeiden; dat in den weeken Rotterdamschen bodem de electrische leidingen minder gevaar voor breken aanbieden, dan de buizen der andere krachtsoverbrengingen; en dat eindelijk de zekerheid van het bedr\if in hooge mate bevorderd wordt, indien er geen gevaar voor bevriezen bestaat, zooals zulks des winters bij hydraulische leidingen het geval is. Toen het eenmaal vaststond, dat er voor de outillage der haven van electriciteit zou worden gebruik gemaakt, lag het voor de hand, om dezelfde centrale machines, die des avonds voor de verlichting zouden moeten zorgen, overdag stroom voor de krachtsoverbrenging naar het havenkwartier te doen zenden. Op doze wijze zou men met een minimum van centrale machines een maximum-arbeid kunnen verrichten. Als opstellingsplaats voor deze werktuigen werd het terrein van de Gemeentegasfabriek onder Kralingcn gekozen. Hier was een behoorlijk terrein beschikbaar, om het centraal-station te bouwen, terwijl deze plaats ongeveer even ver van het te maken verdeelingscentrum voor de verlichting als van dat voor de krachtsoverbrenging verwijderd is. Bovendien gold bij deze plaatsbepaling ook de overweging, dat het voornemen bestond de administratie der electrische inrichting onder één beheer met die der gasfabriek te brengen. Bij de keuze van het te bezigen stelsel was, indien men althans niet tot veelvuldige transformaties wenschte over te gaan, het gebruik van gewone wisselstroomen uitgesloten, daar deze voor motoren niet wel te bezigen zijn. De later zoo vaak toegepaste meerphasige wisselstroomen (draaistroomen) waren in den t\jd, dat de onderzoekingen naar het te Rotterdam te bezigen stelsel gehouden werden, nauwelijks bekend. Men was dus aangewezen op gelijk gerichten stroom. Uit den aard der zaak was het met het oog op de motoren gewenscht de spanning van den stroom op de gebruiksplaatsen niet te laag te doen z\jn. De motoren zouden gevoed worden met stroom van 440 Volt spanning; 28 overal waar licht verlangd wordt, zouden er tusschen de kabels met dit potentiaal verschil nog 3 andere gelegd worden, zoodat daar twee naast elkander gelegen leidingen een spanningsverschil van 110 Volt zouden hebben. Voor de verlichting heeft men dus het vijfleiderstelsel toegepast, dat bij het opmaken der Rotterdamsche plannen reeds toepassing gevonden had te Weenen, Parijs (secteur Clichy) en Tronte, en dat ongeveer te gelijk met Rotterdam in uitvoering gekomen is te Kaapstad. De oorspronkelijke aanleg te Rotterdam is gemaakt door de firma Siemens en Halske; in de eerste weken van 1895 kon de stroom geleverd worden. Na den oorspronkeiyken aanleg hebben er nog herhaaldelijk uitbreidingen plaats gehad. De volgende regels geven eene beschrijving van de electrische installatie in haar tegenwoordigen toestand. Behalve het eigenlijke centraal-station op het terrein der Gasfabriek, OostZeedijk, werden twee onder-stations opgericht, één te Feyenoord, aan de Wilhelminakade, en één in het centrum der stad, waar de electrische stroom door accumulatoren werd opgezameld en verdeeld. Het zal ons, na de wetenschap, die wü in do voorgaande bladzijden hebben opgedaan, niet moeilijk vallen te berekenen, hoeveel accumulatoren er in de onder-stations aanwezig moesten zijn en welke spanning de electrische stroom, door de dyamo's geleverd, zou moeten hebben. Opdat de spanning in het verdeelingsnet 110 Volt bedrage, moet bij toepassing van het vijfleiderstelsel de spanning tusschen de beide buitenste geleiders 440 Volt zijn, en daar er een verlies in het verdeelingsnet van 2X12 Volt was toegestaan, zouden de onderstations d. w. z. de accumulatoren, een stroom van 464 Volt moeten leveren. Bij de behandeling der accumulatoren hebben wij verder gezien, dat deze bij de ontlading eene minimum-spanning hebben van 1.85 Volt per cel; uit een en ander volgt dus, dat er in elk der beide onder-stations minstens 252 cellen aanwezig moesten zijn. De afmeting der cellen hangt af van de capaciteit, die men aan de batterij wil verleenen. In het onder-station A (het centrum der verlichting) was eene accumulatoren-batterij van 1515 Ampère-uren opgesteld met eene maximale ontlaadsterkte van 300 Ampère. In het andere onder-station (B) te Feyenoord, dat als centrum van de krachtsoverbrenging dient, waren twee dezer batterijen naast elkander opgesteld; daar had men dus de beschikking over 3030 Ampère-uren. Hier zijn twee leidingnetten, die geheel afgescheiden van elkander zijn; het eene dient voor de krachtsoverbrenging en heeft slechts twee draden met een spanningsverschil van 440 Volt; het andere is voor de verlichting en bevat nog 5 leidingen. De spanningsregeling dezer beide netten geschiedt geheel 'onafhankelijk van elkander door automatische inrichtingen. Eene accumulatoren-cel heeft, zooals wy op blz. 192 hebben gezien, om geladen te worden, eene spanning noodig van ruim 2.5 Volt, dus zou de geheele batterij ongeveer 630 Volt vereischen; daar er verder 70 Volt spanningsverlies in de toevoerkabels van het centraal-station naar de onder-stations was toegestaan, moesten de dynamo's een stroom kunnen leveren van 700 Volt. Evenals in andere steden heeft het vijfleiderstelsel getoond niet aan de verwachtingen te beantwoorden, daar het zeer gevoelig is voor ongelijke belasting der netgedeelten en de regeling der spanning moeilijk is. Men heeft daarom het net te Rotterdam thans zoo goed als geheel omgewerkt in een drieleidernet met 2 X 220 Volt, met den middelleider aan aarde. (Destijds was van lampen voor 220 Volt geen sprake en was dus een dergelijke oplossing onbestaanbaar). Het onder-station A (in het centrum der stad) is geheel gewijzigd. In een nieuw gebouw zijn boven het machinelokaal 254 accumulatoren van 2268 A. U. en een max. ontlaadstroom van 756 Amp. opgesteld, welke de benoodigde spanning van 2 X 225 Volt leveren. In het machinelokaal bevinden zich tevens 3 motor-generatoren, elk van 600—800 K.W., terwijl er binnenkort nog 2 dergelijke machines bijgeplaatst zullen worden. Elk aggregaat bestaat uit een synchrone draaistroommotor (zie hierna in het hoofdstuk over motoren), met 16 draaiende polen, welke, evenals die der dynamo's, met 440 Volt bekrachtigd worden; de stator is in sterschakeling en ontvangt hooggespannen draaistroom van de nieuwe centrale aan de Schiehaven. Deze motor is gekoppeld aan een gelijkstroomdynamo op dezelfde grondplaat, met 10 buitenpolen leverende 450 Volt parallel met de batterij. Het aantal omwentelingen bedraagt 375 p. min. In een ruime kelderverdieping bevinden zich diverse olie-schakelaars, smeltsluitingen enz. In de stad zelf en op Feyenoord bestaat nog een gedeelte van het vijfleiderstelsel met de oude aansluitingen op 110 Volt. In de electriciteitsfabriek Oost-Zeedijk bevinden zich thans vijf Willansstoommachines, waarover wij op blz. 303 reeds met een enkel woord hebben gesproken, en een Parsons' stoomturbine. Een dier machines, van 170 paardenkracht, is gekoppeld aan een binnenpool-dynamo van Siemens en Halske, de overige 4 zijn verbonden met dynamo's van Siemens Brothers; van deze laatste machines hebben 2 een vermogen van 193 K.W. en 2 een vermogen van 358 resp. 400/480 K.W., terwijl de turbo-dynamo van BrownBoveri-Parsons 350 K.W. kan leveren. Al deze dynamo's moeten, zooals wij gezien hebben, stroom leveren met eene maximale spanning van 700 Volts. De noodige stoom voor deze werktuigen wordt geleverd door 7 buizenketels, 2 met een verw. oppervlak van 220 M2. en 5 met een dito van 200 M2., die in een afzonderlijk lokaal naast de machinekamer zijn opgesteld. De stoom heeft, bij de machines aangekomen, eene spanning van 12 atmosferen. In den kelder onder het machinelokaal zijn 4 condensatiemachines, met oppervlak-condensors opgesteld. Het water uit eene nabijzijnde sloot, dat niet voor voeding der ketels geschikt is, wordt voor het circulatie-water dezer condensors gebruikt. De electrische stroom, door de dynamo's ontwikkeld, wordt nu eerst naar het schakelbord geleid; hierop bevinden zich de reguleer-weerstanden voor de shunt-wikkeling der dynamo's, waardoor de spanning tusschen zekere grenzen kan worden geregeld, de noodige smelt verbindingen, afsluiters, ampèreen voltmeters, benevens de koperen rails, waaraan de geleidingen, van de dynamo's komende, en de kabels naar de onder-stations zijn verbonden. Naar het onder-station A voeren thans vijf paar kabels, met eene gezamenlijke doorsnede van 2X1240 mM!., naar het onder-station B vier paar, met eene totale doorsnede van 2X1240 mM!. Bovendien is een derde onder-station C tegen het machinelokaal gebouwd; hierin is eveneens een batterij van 2268 A. U. en 756 Amp. max. ontlaadsterkte opgesteld. Dit station neemt een gedeelte van het station A over en houdt tevens de spanning in de uiterste deelen van het net van A constant. Het is verder bestemd voor stroomlevering aan eventueele nieuwe aansluitingen in het Oostelijk gedeelte der stad. Hierbij wordt uitsluitend het stelsel 2 X 220 Volt toegepast. Daar het toe te laten spanningsverlies in het drieleidernet tot 2X* Vo't en in de kabels van het centraal-station naar de onder-stations tot 20 Volt teruggebracht is, leveren de dynamo's thans stroom bij 630 Volt maximaal. Als eene bijzonderheid moeten wij er hier op wijzen, dat nergens zooveel rivierkabels voor eene electrische verlichting zijn gelegd als te Rotterdam; het aanbrengen dezer rivierkabels en hunne bevestiging aan de landkabels vereischten natuurlijk de meeste zorg. De rivierkabels liggen in eene geul, die van te voren gebaggerd is, en hebben eene extra-omkleeding van ijzerdraad ter beschutting tegen mechanische beschadigingen. In de onderstations A en C zijn voorts nog opgesteld zgn. vereffeningsmachines. Deze machines worden bij drieleiderstelsels dikwijls gebruikt, ten einde b\j ongelijke belasting der nethelften het verschil te vereffenen en de spanningen constant te houden. Zulk een toestel bestaat uit twee dynamo's, op eene zelfde as bevestigd. Ieder anker heeft eene poolspanning van 220 Volt en wanneer de belasting in de beide deelen van het net gelijk is, zullen de twee dynamo's als motoren werken, terwijl zij slechts zooveel electrischen arbeid zullen verbruiken als noodig is tot het overwinnen der wrijving, enz. Zoodra echter de belasting in eene der groepen kleiner wordt en daardoor de spanning stijgt, zal de betreffende motor meer arbeid opnemen, sneller gaan draaien en natuurlijk den anderen motor meenemen. Deze zal nu stroomgevend worden en stroom in het andere deel van het net leveren. De arbeid, dien de eene motor, ten gevolge van het uitdraaien van lampen in die helft, meer opneemt, wordt gelijkmatig over de andere helft van het net verdeeld, en er zal daardoor in iedere helft steeds eene spanning van 220 Volt behouden blijven. Te Rotterdam heeft men in de genoemde onder-stations zulk een toestel, opdat men het bedrijf zou kunnen gaande houden, wanneer de accumulatorenbatterij eens in het ongereeae geraakt. Tevens dient het ook voor het opladen der regelcellen der batterijen, welke achterlijk zijn. In de nieuwe electriciteitsfabriek aan de Schiehaven bevinden zich 4 turbo-dynamo's, systeem B. B. P., elk met een maximaal vermogen van 1500 K.W. bij 1000 omw. p. min. Één turbine drijft een gelijkstroomdynamo voor 550—650 Volt; twee zijn ieder gekoppeld aan een dito dynamo en een draaistroomgenerator voor 5000 — 5500 Volt en 50 perioden; de 4e ten slotte is alleen aan zoo'n draaistroommachine verbonden. Direct onder de turbines bevinden zich de oppervlakcondensors met bijbehoorende lucht- en centrifugaalpompen, door electromotoren gedreven. De draaistroomdynamo's leveren stroom voor het hoogspanningsnet voor I licht en kracht in de buitenwijken der gemeente en voor de besproken synchrone motor-generatoren in onder-station A. De gelijkstroomdynamo's leveren parallel met elkaar en met een bufferbatterij den stroom voor de trams en havenkranen. De bekrachtiging der magneten der diverse machines geschiedt door gelijkstroom van 110 Volt. De stoomturbines ontvangen stoom van 11,5 atm. en tot 250°C. oververhit, waarbij de dubbelaggregaten ± 2000 K.W. kunnen leveren. In het ketelhuis naast de machinekamer zijn 8 Babcock- en WiLcox-ketels opgesteld met kettingroosters, oververhitters en GREEN'sche economisers; elke ketel kan normaal 4500 K.G. stoom per uur leveren, bij een verw. oppervlak van 333 M!. Deze centrale is tot dusver de eenige in ons land, die uitsluitend stoomturbines bevat; voornamelijk heeft daartoe de overweging geleid, dat deze machines geheel olievrij eondenswater leveren, dat dus direct weer in de ketels gebracht kan worden. Zeer modern is ook de schakelaanleg, welke ijzeren schakeltafels in lessenaar vorm, systeem Brown Boveri bevat. De eigenlijke schakelaars bevinden zich in een afgesloten onderverdieping. Zooals wij reeds met een onke! woord mededeelden had het vijfleiderstelsel getoond aan verschillende bezwaren onderhevig te zijn. De enorme hoeveelheid kabels maakte het overzicht en de controle zeer moeilijk. Verder was het zeer bezwaarlijk het geheele net van de aarde geïsoleerd te houden; daardoor konden belangrijke verliesstroomen ontstaan en was er kans bij het aanraken van een der leidingen een schok door circa 440 Volt te krijgen, die niet van de aangenaamste is. Vandaar het omwerken van het vijfleider-stelsel in een drieleider van 2 X '220 Volts. Nieuwen abonnés werd geen spanning van 110 Volt meer verstrekt. Bovendien heeft men den midden- of neutralen leider voor altijd geleidend met de aarde verbonden, wat tot voordeel heeft dat aardlekken in eene der andere leidingen van eenige beteekenis zich spoedig verraden door het afsmelten der veiligheidsluitingen en men bij aanraking van een dier leiders nooit aan een hoogere spanning dan 220 Volt blootstaat. Aan de verschillende havens en handelsinrichtingen zijn tegenwoordig opgesteld: 1 kraan met een vermogen van 120 P.K. 16 kranen met een idem 58 „ 7 idem idem 50 „ 11 idem idem 38 „ 1 kraan idem 19,5 „ 1 kaapstander van 27 P.K. 3 kaapstanders „ 24 „ 2 idem „ 14 „ 1 kolentip van 254 „ In Fig. 426, Plaat V is een der groote poortkranen afgebeeld. Voor het heffen van den last als voor het draaien van een kraan is een afzonderlijke motor aangebracht. Voorts zijn de werktuigen zóó ingericht, dat de stroom uitgeschakeld wordt, wanneer men tracht een anderhalf maal grooteren last, dan dien, waarvoor de kraan gemaakt is, te heffen. Aan eenige kranen is tevens eene inrichting verbonden, om den last bij het heffen te wegen. Verder zijn eene menigte pakhuizen electrisch geoutilleerd. In deze zijn liften, hüschtoestellen, jacobladders, enz. opgesteld, welke alle langs electrischen weg bewogen worden. In de stad zelf waren op 1 Jan. 1907 709 motoren, met een gezamenlijk vermogen van ca. 5085 P.K. aangesloten. Het aantal aangesloten gloeilampen, op 16 N.K. berekend, bedroeg op 1 Jan. 1907 voor onder-station A 29363, voor B 6484. In het onderstation B (Feyenoord) worden nog 2 motorgeneratoren a 50 KW. met vliegwiel opgesteld ten einde stroom van het stelsel 440 Volt met geaarden middelleider om te zetten in 600 Volt met —pool aan aarde voor een tramlijn om de Maashaven. Het centraal-station te Utrecht. Tot oprichting dezer centrale werd in Dec. 1902 besloten, terwijl het bedrijf in October 1905 werd aangevangen. Ook hier is het drieleiderstelsel met 2 X 220 Volt toegepast; voor de trams wordt 550 Volt gelijkstroom geleverd. De stoom wordt verschaft door 3 ketels, gecombineerd CoRNWALL-systeem, met ieder 180 M2. verw. oppervlak; de stoomdruk bedraagt 10 atm., door overhitters wordt tot 280 — 300° C. oververhit. Het voedings- en condensatiewater wordt uit den Catharijne-Singel genomen, na door een reiniger gezuiverd te zijn. Uit het verschwaterbassin wordt het door Northingtonpompen naar een GREKN'schen economiser en de ketels geperst. In de machinezaal bevinden zich 3 liggende compound-tandemmachines, ieder van 400 eff. P.K. bü 125 omw. p. min., met injectie-condensatie. Met één der machines zijn twee dynamo's direct gekoppeld, elk met een vermogen van 135 K.W. bij 440—570 Volt spanning. De beide andere machines zijn ieder met één dynamo verbonden van 270 K.W. en dezelfde spanning. Voorts zijn voor het laden der batterijen en het compenseeren van een ongelijke belasting der nethelften twee motor-generatoren opgesteld, elk bestaande uit een dynamo voor 540 amp. en 75—100 Volt, gekoppeld aan een motor van 60 P.K. bij 250 Volt. De accumulatorenbatterij voor de verlichting bevindt zich op de eerste en tweede verdieping van het voorgebouw en bestaat uit 264 cellen, meteen capaciteit van 860 amp.-uren en een max. ontlaadstroom van 285 Amp. De bakken zijn echter berekend voor een toekomstige vergrooting der capaciteit tot 1640 amp.-uren, In de kelderverdieping is een bufferbatterij voor de trams opgesteld, bestaande uit 270 cellen, met een cap. van 170 amp.-uren bij snel-ontlading (1 uur). De cellenschakelaars worden door van af het schakelbord bestuurde electro-motoren bewogen (zie blz. 414). De ketels, machines, kabelkasten en -moffen enz. zijn van Nederlandsch fabrikaat, nl. resp. van Gebr. Stork te Hengelo, van de Nederl. Fabriek van Werktuigen enz. te Amsterdam, en van de Haarlemsche Machinefabriek. Gedurende het eerste bedrtffsjaar 1906 bedroeg het aantal nuttig afgegeven aantal K.W.-uren 520.000, Het aantal aansluitingen bedroeg op 1 Febr. 1907 voor licht 147, voor kracht 66 en wel 11000 gloeilampen a 16 N.K. en 91 motoren met een gez. vermogen van 220 F.K. Het trambedrijf bevatte 20 motoren van 23 P.K. De totaalwaarde der aansluitingen bedroeg dan ca. 1200 K.W. De financieele resultaten waren over het eerste jaar al reeds gunstig te noemen. De electrische centrale te Arnhem levert eveneens stroom volgens het drieleider-systeem met 2 X 220 Volt spanning. Zij is in het begin van den zomer van 1907 in werking gekomen, zoodat zij op één na de jongste in het land is. Er zijn twee gelijkstroom-dynamo's opgesteld, elk met een normaal vermogen van 250 K.W.; de eene is direct gekoppeld aan een cylinderstoommachine, systeem-LENz van 375 eff. P.K. bij 180 omw. p. min., de andere woidt gedreven door een Parson's stoomturbine, eveneens van 375 P.K. bij 3000 omw. De stoom wordt tot 250—280° C. oververhit en geleverd door 3 gecombineerde CoRNWALL-vlampypketels met 12 atm.; het verw. oppervlak van een ketel bedraagt 160 MJ. Verder is een accumulatorenbatterij opgesteld met een capaciteit van 1080 amp.-uren bij 3-urige ontlading. Op 1 Jan. 1908 waren aangesloten 182 perceelen met een gezamenlijk vermogen van 414 K.W. voor licht en 224 K.W. voor kracht, terwijl nog 53 nieuwe aansluitingen aangemeld waren. Eene uitbreiding der centrale met twee turbo-dynamo's is geprojecteerd. In tegenoverstelling met de meeste andere centralen van den laatsten tijd met 3-leider-systeem is de nulleider in het net en in de huizen van de aarde geïsoleerd, doch in de centrale zelf met tusschenvoeging van een ampèremeter aan de aarde gelegd. Het voordeel hiervan is, dat men desgewenscht het net geheel van de aarde kan isoleeren, bij eventueele belangrijke aardsluiting der buitenleiders de grootte van den lekstroom bepalen, terwijl men tevens kan constateeren of de -J- of — buitenleider aardsluiting heeft. Dit aanbevelenswaardig systeem vormt een oplossing tusschen die met geïsol. nulleider of geheel aan aarde liggenden nulleider, over welke systemen door de vóór- en tegenstanders veel gestreden is en wordt. Als nadeel van deze methode kan men aanvoeren, dat de besparing der kosten met een blanken nulleider nu niet verkregen wordt (zie blz. 382). Verder bestaan er o. a. oudere electrische centralen te Haarlem en Groningen, beiden met gelijkstroom, een draaistroom-centrale te Leiden, in het najaar van 1907 pas in werking getreden, terwijl er een te Nijmegen in wording is. Uit de hier gegeven beschrijvingen zal wel duidelijk gebleken zijn, dat de vroegere achterlijkheid van ons land op electrisch gebied meer en meer begint te verdwijnen en dat de reeds aanwezige en nieuwe centraal-stations op de hoogte van de huidige techniek gebracht worden door het invoeren van moderne spanningen, oververhitten stoom, turbines enz. De combinatie met de stroomlevering voor het trambedrijf bij het grootst gedeelte dier centralen <1raagt veel bij tot de rentabiliteit dier inrichtingen. C. Verlichtingsinstallaties tooi- bijzondere doeleinden. Het electrisch licht wordt niet zelden voor verschillende doeleinden toegepast, waarbij eene wijziging der tot nu toe beschreven inrichtingen of de aanwending van speciale toestanden noodzakelijk is. Het zal ons nu wel is waar niet mogelijk zijn, alle bijzondere toepassingen van het electrisch licht hier te behandelen, daar het aantal hiertoe reeds nu te groot is en nog dagelijks toeneemt, wy zullen echter trachten, de voornaamste op dit gebied te vermelden. De verlichting van schouwburgen. Het electrisch licht heeft twee groote voordeelen boven andere kunstmatige lichtbronnen, welke zijne toepassing in vele gevallen wenschelijk maken; in de eerste plaats biedt het eene groote zekerheid met het oog op brandgevaar en in de tweede plaats stralen de electrische lampen slechts weinig warmte uit en bezwangeren de atmosfeer niet met voor de gezondheid schadelijke verbrandingsproducten. Deze voordeelen doen zich in het bijzonder bij de verlichting van fabrieken, maar ook van schouwburgen gelden en het is dan ook niet te verwonderen dat reeds zeer vele theaters electrisch verlicht worden en dat dit aantal nog steeds toeneemt. De eerste stoot voor de invoering der electrische schouwburgverlichting werd gegeven door de electrische tentoonstelling te München in het jaar 1882. De toenmalige „Duitsche EDisoN-Maatschappü", tegenwoordig de „Allgemeine Elektricitatsgesellschaft", had er een electrisch verlicht proeftheater gebouwd en dit aan het oordeel eener vergadering van schouwburgdirecteuren onderworpen, die eenstemmig ten gunste van het electrisch licht uitspraak deden. Terwijl zij het aanvankelijk in twijfel hadden getrokken, of het electrisch licht wel aan alle gestelde eischen zou kunnen voldoen, zagen zij daar met verbazing, dat men met dit nieuwe licht niet alleen alle effecten kan teweegbrengen, die men anders met het gaslicht te voorschijn roept, maar dat het de laatstgenoemde lichtbron in dit opzicht zelfs verre overtreft. De tooneelverlichting onderscheidt zich daardoor van andere verlichtingen, dat zij, wat sterkte, kleur en richting betreft, voortdurend gewijzigd wordt, en deze wisselingen moeten voor eene willekeurige groep lampen of voor een willekeurig aantal van zulke groepen verkregen kunnen worden. Met het electrisch licht kan men nu juist alle gewenschte combinaties teweegbrengen en heeft hiertoe betrekkelijk eenvoudige toestellen noodig. Zoo kan men het op het tooneel langzamerhand donker maken door het inschakelen van weerstanden, die den stroom verzwakken en de lampen donkerder doen branden. Men moet nu echter naar willekeur ééne of meer lampengroepen geleidelijk kunnen verduisteren en hiertoe brengt men elke groep in eene afzonderlijke stroom vertakking aan, die men ieder van een veranderlijken weerstand voorziet. Voor de verwisseling der kleuren past men twee stelsels toe. Bij het eene worden langs mechanischen weg gekleurde glazen platen voor iedere lamp geschoven en later weggetrokken, wanneer de lamp weer met hare natuurlijke kleur moet branden. Bij het tweede stelsel brengt men, in de plaats van ieder lampje van het vorige systeem, drie lampen aan, de eene met een wit, de andere met een rood en de derde met een blauw gekleurd ballonnetje, en men kan nu naar willekeur den stroom door die verschillend gekleurde lampjes laten gaan, zoodat langs dezen weg verschillende lichteffecten te voorschijn geroepen kunnen worden. Men heeft nu echter, in plaats van twee, vier geleidingsdraden noodig, daar men met ééne terugleiding voor alle drie der lampen gezamenlijk kan volstaan. Ook moeten er nu voor iedere lampengroep twee weerstanden voorhanden zijn, zoodat het aantal van zulke regulateurs tamelijk groot wordt. Toch verdient het laatstgenoemde systeem de voorkeur, daar het de noodige wisselingen van een centraalpunt uit, met vermijding van mechanische geleidingen, die bij een groot aantal lampen tot moeilijkheden aanleiding geven, langs zuiver electrischen weg mogelijk maakt. Ten einde do gewenschte lichteffecten in het leven te kunnen roepen, is er op eene plaats, van waar men het geheele tooneel goed kan overzien, een bijzonder toestel aangebracht: de tooneel-lichtregulateur. Eene afbeelding van het bovenste deel van dit werktuig geeft Fig. 427; de daarbij behoorende weerstanden, Fig. 428, moet men zich in eene ruimte onder den regulateur denken. Deze bestaat uit een aantal handels, waarmede men lichtsterkte en kleur van iedere groep lampen veranderen kan. Voor iedere groep zijn twee zulke handels aanwezig, die de lichtsterkte iu twee klouren deigroep wijzigen; men kan op deze manier de eene kleur langzaam laten verdwijnen en de andere gaandeweg versterken. De beide rijen handels z\jn met kettingraderen vereenigd, waarover een ketting ligt, die met de contactslede van den rlieostaat (Fig. 428) s verbonden. Bij eene beweging ran een hefboom verplaatst ook ie contact-slede, waardoor weerstand in- of uitgeschakeld wordt. Dm de derde kleur te gebruiken, verwisselt men door middel van ien mechanisme de lampen van de iene kleur met die van de andere >n kan daardoor naar willekeur ille drie de kleuren laten schijnen. Daar het dikwijls noodig is, de wisseling snel achter elkaar te doen plaats hebben, zou het niet mogelijk zijn, de handels achter elkander om te zetten; men kan daarom een willekeurig aantal met elkander koppelen en dan de geheele rij door een handrad bewegen. Eene bijzondere inrichting maakt het mogelijk, willekeurige groepen aan te steken en onmiddellijk weer uit te dooven, en door dit nu eens bij deze, dan weer bij gene groep te doen, bootst men zeer treffend het plotseling opflikkerend en weer verdwijnend schijnsel van den bliksem na, vooral wanneer de donderplaat den indruk nog helpt versterken. In Fig. 429 geven wij schematisch een aanzicht van een tooneel-regulateur. De weerstandspiralen zijn onder den regulateur aangebracht en van haar uit voeren de talrijke draden raar de contactstukken der handels. Daar men van iederen by een handel behoorenden weerstand trapsgewijze verschillende deelen moet inschakelen, zoo heeft men voor iederen handel zooveel geleidingsdraden, als er deelen voorhanden zijn, vermeerderd met één, zoodat men zich van het aantal der naar beneden voerende draden, die alle goed geïsoleerd moeten zijn, eenigszins een begrip kan maken. Het aanbrengen der lampen bij het drielainpen-systeem geschiedt zeer eenvoudig, daar zij op eene rij naast elkaar geplaatst worden. De lampen van verschillende kleuren volgen op elkander, dus b. v. wit, rood, blauw, wit, rood, blauw, enz. Ze hebben eene gemeenschappelijke terugleiding, een blanken reep koper, die Fig. 429. onder de fittings ligt en waarmee dan de centrale contactstukken van de gloeilampen in verbinding komen (Fig. 430 Fig. 430. Fig. 431. en volgende). In de afzonderlijke toevoerleidingen zijn de daarbij behoorende veranderlijke weerstanden geschakeld. In Fig. 430 en 431, eene tooneelverlichting voorstellende, zijn de verschillende geleidingen zichtbaar. Beter nog zijn deze waar te nemen in Fig. 432, waarin vier verschillende toevoerleidingen met vier fittings zijn verbonden. Denkt men zich de rü van fittings verder voortgezet, en op dezelfde wijze met de vier geleidingen vereenigd, Fig. 432. dan is het duidelijk, dat de fittings 1, 5, 9 enz. tot een zelfden stroomkring behooren; zoo ook 2, 6, 10 enz. tot een ander. Het aanbrengen van lampen *ig- 4:«. Fig. 434. voor de sofitten- en coulissen-verlichting zal nu uit de Fig. 433, 434 en 435 duidelijk zijn. Behalve de vaste lampen heeft men op het tooneel ook lichten noodig, die willekeurig opgesteld kunnen worden, en tot dit doel zijn in den vloer en op andere plaatsen aansluitingscontacten aangebracht, waarmede men de buigzame geleidingen der verplaatsbare lampen verbindt. De electrische verlichting voldoet ook in dit opzicht veel beter aan de gestelde eischen dan andere lichtsoorten, daar de geleiding van den stroom zonder moeite op alle mogelijke plaatsen gebracht kan worden. Ook de talrijke andere lichtwerkingen, die op het tooneel worden gebruikt, kunnen met het electrisch licht verkregen worden. De reflector, die tot het verlichten van afzonderlijke groepen dienst moet doen en vóór twintig jaren de eenige toepassing van het electrisch licht op het tooneel was, is in I-'ig. 436 afgebeeld; met behulp der dynamo-machine en van den overal in de installatie voorhanden of gemakkelijk toe te voeren stroom is deze toepassing tegenwoordig veel uitgebreider. Ook de zon en de maan worden door electrische lampen nagebootst. Fig. 437 geeft een denkbeeld van de wijze, waarop de tooneelmaan in het leven wordt geroepen. Regenboog en bliksem worden door middel van het electrisch licht voorgesteld. Voor eerstgenoemd natuurverschijnsel wordt het door middel van eene lens geconcentreerde licht door eene gebogen spleet Voor de bliksemstralen laat men het licht door eene glazen plaat gaan, die met ondoorschijnend vernis bedekt is; in de vernislaag is de bliksemstraal gekrast, zoodat het beeld er van door het projectie-toestel op het achterscherm geworpen kan worden, waar de momentsluiting van het apparaat haar voor een oogenblik doet opflikkeren. Met hetzelfde projectie-toestel worden ook voorbijtrekkende wolken en andere beelden te voorschijn geroepen. Men gebruikt daarvoor een draagbaar projectie-apparaat, zooals in Fig. 439 is voorgosteld. Voor vele andere verrassende tooneeleffecten kan de electrische stroom nog dienst doen. De heilige Graal verschijnt als lichtende beker, doordat er in den glazen kelk een gloeilampje verborgen is. De balletten maakt men nog schitterender door in het haar en aan den gordel der danseressen gloeilampjes aan te brengen; in zulke gevallen is het meestal niet mogelijk den stroom door draden aan te voeren en de balleteuses dragen dan een kleinen accumulator of batterij bij zich, die de lampjes van stroom voorziet. Zoo zouden wij nog meer toepassingen van den electrischen stroom tot het gevoerd (Fig. 438). Het gaat dan door eene tweede lens en een glazen prisma, zoodat het witte licht wordt ontleend en de regenboog in zijne kleuren en vorm op een scherm te voorschijn komt. De lens tusschen despleet en het prisma vormt op het scherm een sterk vergroot en gekleurd beeld van de gebogen spleet, hetwelk dan den regenboog voorstolt. te voorschiin roepen van tooneeleffecten kunnen opnoemen en de vernuftige theater-machinist vindt hier een dankbaar veld, om nieuwe werkingen te bedenken. Over het gedeelte der schouwburgverlichting, dat buiten het tooneel ligt, is weinig te zeggen. Er valt hier echter nog op te merken, dat de electrische verlichting van het geheele gebouw van een centraal-punt uit geregeld kan worden, zoodat men het op alle plaatsen naar verkiezing licht en donker kan maken. Een enkel woord moeten wij nog zeggen over de noodverlichting. Deze moet zoodanig zijn ingericht, dat zij onafhankelijk van de hoofdverlichtingsinstallatie kan worden ontstoken, en in sommige gevallen heeft men voor dit doel eene accumulatoren-batterij opgesteld, die onafhankelijk van den machine-stroom de noodlampen voedt. Bij het aanleggen der geleidingen moet de grootste voorzichtigheid in acht genomen worden. Men gebruikt zeer goed geïsoleerde geleidingen, die van een onbrandbaar bekleedsel zijn voorzienMen legt tegenwoordig de geleidingen in schouwburgen in metalen buizen (zie blz. 340), zoodat by beschadiging geen vlamvatten van omringende voorwerpen kan plaats grijpen. Hoe uiterst voorzichtig men overigens bij den aanleg van schouwburgverlichtingen moet te werk gaan, blijkt uit het volgende voorval, dat op een Berlijnsch tooneel heeft plaats gehad. Eene danseres, wier kleed met klatergoud bezet was, kwam te dicht bij een aansluitingscontact; het ongeluk wilde, dat een reep metaal in het contact kwam, waardoor korte sluiting ontstond, de reep onmiddellijk gloeiend *'8- 439- werd en het kleed der danseres in brand geraakte. Naar aanleiding van dit ongeluk werden de aansluitingscontacten zoodanig gewijzigd, dat eene aanraking der polen van buiten af niet meer mogelijk is. Om het stukslaan der gloeilampen te voorkomen, worden zij door draadkorven omgeven (zie Fig. 279), niet alleen, opdat de lamp niet verloren ga, maar ook omdat eene gloeilamp op het oogenblik, dat zij breekt, nog licht brandbare stoffen zou kunnen doen ontvlammen. Op bijzonder gevaarlijke plaatsen brengt men om de lamp nog een schutglas aan. In de reeds vroeger vermelde „Veiligheidsvoorschriften" worden in een afzonderlijk hoofdstuk voorschriften betreffende den aanleg der geleiding, aanbrengen van apparaten enz. in schouwburgen gegeven. Het electrisch licht op schepen. Evenals in schouwburgen is het ook op schepen van het grootste belang, dat men kan beschikken over eene verlichtingsinstallatie, die weinig brandgevaar oplevert en bovendien van een centraalpunt uit bediend kan worden, zoodat het verzorgen van afzonderlijke lampen daardoor is vermeden. Daaruit laat het zich verklaren, waarom de allereerste gloeilicht-installatie op eene stoomboot werd aangebracht (zie blz. 271). Voor zeilschepen blijft deze lichtsoort wel is waar nog een onbereikbare wensch, op stooinbooten daarentegen leveren de aanleg en het bedrijf weinig bezwaar op, daar de geringe hoeveelheid kolen, die er voor noodig is, naast het verbruik van de geweldige stoommachines onzer tegenwoordige schepen geene beteekenis heeft. Daartegenover treden echter bij scheepsverlichtingen enkele voorwaarden op den voorgrond, die den aanleg eenigszins bemoeilijken en waarmede men in het bijzonder rekening moet houden. In de eerste plaats mag de installatie slechts weinig ruimte innemen, want deze is op schepen duur en ieder plaatsje moet zoo goed mogelijk gebruikt worden. Twee andere factoien, waarmede rekening moet worden gehouden, zijn het zeewater en de zeelucht, die schadelijk op de machines en apparaten inwerken. Ten slotte moet de installatie in alle deelen zeer zorgvuldig worden uitgevoerd, omdat de op slechte wegen geraakte stroom, die gedurende langen t\jd zonder iets van zich te laten merken zijn schadelijke werking uitoefent, de bedenkelijkste storingen en gevaren kan te voorschijn roepen; do bedrijfsspanning wordt dan ook zelden hooger dan 66 — 110 Volt genomen. De geringe plaatsruimte, welke voor de installatie ter beschikking is, maakt het noodzakelijk de stoom- en dynamo-machines zoo klein mogelijk te nemen en daarom gebruikt men voor scheepsverlichting hetzij snelloopende stoommachines met direct daaraan gekoppelde dynamo's, hetzij eene eenvoudige riemov erbrenging. Aan eerstgenoemde constructie wordt tegenwoordig de voorkeur gegeven, omdat men opzettelijk voor dit doel vervaardigde stoom-dynamo's kan toepassen. In Fig. 440 a en 440b is zulk een compact gebouwde stoomdynamo van de „Electrotechnische industrie" voorheen Willem Smit & Co. te Slikkerveer afgebeeld. Zü geeft 250 Ampères bij 80 Volt en maakt 350 slagen in de minuut. Fig. 440 a laat de machine open zien, Fig. 440 & met eene bijzondere bescherming voor het spatten van de olie. Twee losse schermen, van handvatten voorzien, geven voldoende opening, om de werking te kunnen nagaan. De twee-cylinder hoogedruk-machines ontwikkelen bij 7 atmosfeer stoomdruk 36 ind. P.K. De regulateur is zeer gevoelig en rechtstreeks aan de krukas bevestigd, werkende met een verticaal stangetje op de smoorklep, die boven aan den cylinder is aangebracht. Bij plotselinge verschillen van volle tot geene belasting vermeerdert het aantal slagen 2%. Uit de afbeelding blijkt voorts dat de krukas van contra-gewichten voorzien is, om rustig loopen te bevordteren. Een tachometer wijst het aantal omwentelingen voortdurend aan. De dynamo is van het 4-polige type uit gegoten staal; het anker heeft tanden, waartusschen de windingen liggen. De magneten zijn compound bewikkeld, zóó dat de spanning bij verschillende belasting niet meer dan 1 Volt verandert. Aan de smering is bijzondere zorg besteed, waardoor men zich op eene geregelde werking geruimen tijd kan verlaten. De olie wordt opgevangen in aangegoten verdiepingen, waarvan de beide kranen vóór aan de machine (zie Fig. 440 a-b) de uitlaten zijn. Men kan do olie dan weer filtreeren en meermalen gebruiken. De geleiding in het schip moet zeer goed aangelegd worden, daar anders Fig. 440 6. water en lucht het bekleedsel aantasten en de isolatie beschadigen Meestal 29 worden er loodkabels gebruikt, die ter beschutting tegen mechanische invloeden in houten groetlatten worden gelegd. Wanneer de schepen door tusschenschotten in waterdichte afdeelingen zijn verdeeld, voert men den kabel in pakkingbussen door deze wanden en maakt alle reten goed dicht. In sommige gevallen is de blanke loodkabel niet meer voldoende en moeten er kabels met een ijzeren pantser worden toegepast, vooral daar, waar zij vrij liggen en gevaar loopen beschadigd te worden. Veelal en voornamelijk vroeger heeft men den ijzeren romp van het schip als terugleiding voor den stroom gebruikt en daardoor de helft der geleiding gespaard. Tegenwoordig is men van deze handelwijze teruggekomen en brengt meestal weder afzonderlijke, eveneens goed geïsoleerde terugleidingen aan. Van de beide lichtsoorten wordt op schepen het meest gl oe il ich t gebruikt. Booglicht is wel is waar zeer geschikt voor de verlichting van het dek, het heeft echter de slechte eigenschap, dat zijne stralen de bestuurders van andere schepen kunnen verblinden, en daarom is de toepassing van het booglicht op schepen door wettelijke voorschriften belangrijk beperkt. Toch wordt het ook tegenwoordig nog veel gebruikt, vooral voor nachtelijke werkzaamheden, bij het laden en lossen, waardoor het bevrachten en ontladen van schepen, het innemen van kolen, enz. sneller kunnen geschieden. Voor de ruimte binnen het schip worden in hoofdzaak gloeilampen toegepast; op zijn hoogst krijgen de salons een paar booglampen. De passagiershutten worden van gloeilampen voorzien. In de ruimte, waarin de goederen zijn geladen, worden beweegbare en ook wel draagbare lampen (zie Fig. 282) aangebracht. Ook voor de topen boordlichten wordt electrisch licht gebruikt, hetgeen het voordeel heeft, dat het aansteken der lampen van het dek uit kan geschieden. Verwant aan deze toepassing dar gloeilamp is haar gebruik voor optische seintoestellen die vooral op oorlogsschepen dienst doen en waarmede men gedurende den nacht seinen en berichten kan geven. Bij een dezer apparaten zijn verschillende gloeilampen boven elkander aan eene ra opgeheschen en kunnen naar verkiezing afzonderlijk of in groepen door een op het dek staand schakeltoestel worden ontstoken. Door de verschillende combinaties, waarin men de lampen kan laten branden, is men in staat eene reeks van te voren vastgestelde teekens te geven en zich op deze wijze van schip tot schip verstaanbaar te maken. Het schakeltoestel veroorlooft een snelle wisseling der seinen, zoodat langere depeches in betrekkelijk korten tijd kunnen worden overgebracht. Men gebruikt ook het booglicht voor zulk eene telegrafie, maar dan voor veel grootere afstanden. Richt men namelijk het licht eener groote reflector-lamp schuin naar boven, liefst naar eene wolk, dan kan men tot op groote afstanden den zich aan den nachtelijken hemel scherp afteekenenden straal der lamp waarnemen. Door nu de straal gedurenden langeren of korteren tijd te laten opflikkeren, hetgeen door middel van een scherm geschiedt, dat men voor de lamp schuift en waarin op bepaalde plaatsen openingen zijn aangebracht, kan men teekens geven, op de wijze als bij het MoRSE-schrift, en zoodoende een telegram op vele kilometers afstand overbrengen. Het bedrijf van zulke scheepsverliehtingen is moeilyk, omdat het dag en nacht onafgebroken moet doorgaan, aangeeien een deel der lampen gedurende de reis niet uitgedoofd wordt. De groote stoomschepen zijn daarom van reserve-macliines voorzien, zoodat door een gebrek aan een dynamo de verlichting geene stoornis ondervindt. Als een voorbeeld van een moderne scheepsinstallatie volgt hier een korte beschrijving van die van het groote passagiersstoomschip „Deutschland" der Hamburg-Amerika-lijn. De installatie van dit reuzenschip, waarvan de grootste lengte, breedte en diepte resp. 208.5 M., 20,4 M. en 13,4 M. bedragen, omvat niet minder dan 2550 gloeilampen en 13 electromotoren. De electrische stroom wordt geleverd door 5 compound stoomdynamo's; drie daarvan hebben cylinders van 300 en 500 mm. middellijn en 255 mm. slag. Bij 250 omw. p. min. kan de dynamo 700 amp. bij 110 Volt leveren. De beide andere machines zijn wat kleiner en kunnen ieder 400 amp. geven. Fig. 441 geeft een kijkje in de machinekamer, geheel onder in het schip, alwaar de twee groote en de twee kleine machines zijn opgesteld, aldaar bevindt zich ook het hoofdschakelbord Fig. 442. De derde machine bevindt zich in een kleinere machine- kamer boven de waterlijn in het hootddek; in geval van storing door een lek of anderszins in de onderste machinekamer kan met die machine nog een voldoende verlichting verkregen worden. Het leidingsnet bestaat uit 3 deelen: het dienstnet, het algemeene net en het krachtnet. Aan het eerste zijn de lampen voor de seinen, veiligheid, machine- en ketelruimten, kooien der bemanning enz. aangesloten, aan het algemeene net de overige lampen en aan het krachtnet de electromotoren; het grootste gedeelte hiervan dient voor de ventilatie der onderste scheepsruimten. Ten einde by aanvaring of beschieting in oorlogstijd storingen zooveel mogelijk te voorkomen, wordt doorgaans, vooral tyj oorlogsschepen, het leidingsnet als ringleiding met voedingspunten ingericht, evenals bij stedelijke netten, hetzij dan met een ander doel. Daar bij oorlogsschepen de electrische installatie voor verlichting, bewegingsmotoren voor het geschut, ammunitieaanvoer enz. van het allergrootste belang is, zijn er in de verschillende, door waterdichte schotten verdeelde ruimten afzonderlijke electrische centrales aanwezig. Gemiddeld bezitten de moderne oorlogsschepen een geïnstalleerd vermogen van ca. 2 K.W. per 100 ton wat«rverplaatsing of 1 KW. per 100 P.K. der hoofdmacliines. Eene verdere toepassing van het electrisch licht op schepen, voornamelijk op oorlogsschepen, zijn de zoeklichten, die tot het verlichten van kuststreken en naderende vijandelijke schepen, zoo ook tot het tijdig ontdekken van de onder beschutting der nachtelijke duisternis naderbij sluipende torpedobooten, moeten dienst doen. In hoofdzaak is een zoeklicht eene zeer sterke booglamp, waarvan de stralen door parabolische spiegels tot een uiterst intensieven stralenbundel worden geconcentreerd en het vaarwater over een afstand van verscheidene kilometers voldoende verlichten, om te kunnen waarnemen, wat op het water of aan de kust voorvalt. De afbeelding in Fig. 443 zal een denkbeeld geven van deze toepassing van het electrisch licht. Voor de eerste maal werden deze zoeklichten in den Amerikaanschen oorlog gebruikt. Wel is waar moest men zich toen nog behelpen met galvanische batterijen tot het opwekken van den stroom, maar niet lang daarna kon men beschikken over magneto-electrische en daarna over dynamo-electrische machines, hetgeen het gebruik dezerlichtbronnen niet weinig vereenvoudigde. Tegenwoordig is ieder oorlogsschip van eenige beteekenis met zulke apparaten toegerust, terwijl zü ook bij het leger te lande veelvuldig in gebruik zijn. Vooral de firma Schuckert & Co., te Neurenberg, heeft zich in het bijzonder toegelegd op de verbetering dezer zoeklichten en hare pogingen zijn met een schitterend succes bekroond, want hare reflector-lampen hebben een hoogen graad van volmaaktheid verkregen. Genoemde firma is namelijk in het bezit van werktuigen, waarmede men zuiver parabolische spiegels kan slijpen, zoodat alle stralen, die door het licht worden uitgezonden, in een cylindervormigen stralenbundel uit de lamp te voorschijn komen. In Fig. 444 geven wij eene afbeelding van een zoeklicht dezer firma. De talrijke wieltjes en stangen, die wij er aan waarnemen, dienen in hoofdzaak tot het bewegen van de lamp, ten einde den stralenbundel op bepaalde punten te kunnen richten, en tot het in werking stellen van het mechanisme, waarmede men het licht beurtelings kan verduisteren en weer doen schijnen. Het electrisch gedeelte der lamp is tamelijk eenvoudig, daar de beweging der koolspitsen niet door een zelfwerkenden regulateur geschiedt, maar met de hand, door middel van een wieltje. Om een denkbeeld te geven van de grootte der zoeklichten, die tegen- woordig door de Neurenbergsche afdeeling der thans vereenigde „SiemensSchucker Werke" vervaardigd worden, kunnen de volgende cijfers dienen, betrekking hebbende op een der grootste typen. De glazen parabolische spiegel heeft een vrije middellijn van 2 M.; de booglamp voor 200 amP. heeft kolen met 49 en 35 m.m. middellijn. De lichtsterkte bedraagt op grooten afstand nog 316 millioen kaarsen. Eene vreedzame toepassing vindt het zoeklicht iederen nacht in het kanaal van Suez. De schepen mogen ook gedurende dennacht door het kanaal varen, wanneer zij van zoeklichten zijn voorzien, en daardoor zijn zij in staat de doorvaart in ongeveer 20 — 24 uren te volbrengen , terwijl zy hiertoe veel meer tijd zouden noodig hebben, wanneer er alleen overdag gevaren werd. Daar de kanaalgelden voor een groot schip per dag eene groote som uitmaken, kan men dus dooi¬ de toepassing der zoeklichten veel besparen. Het zou nu echter voor vele schepen, vooral die, welke niet regelmatig het kanaal passeeren, te kostbaar zijn, wanneer zij eene afzonderlijke verlichtingsinstallatie met zoeklichten voor dit doel moesten aanleggen, en om aan dit bezwaar te gemoet te komen, heeft zich eene Maatschappij gevormd, die aan de schepen de noodige toestellen gedurende de doorvaart verhuurt. Deze in hare soort eenige transportabele verlichtingsinstallaties zijn natuurlijk zoo eenvoudig mogelijk ingericht. Wil nu een schip gedurende de doorvaart van dit toestel gebruik maken, dan wordt de stoom-dynamo met kettingen op het schip geheschen en op het dek opgesteld. Eene spoedig aangebrachte stoomleiding voert den noodigen stoom toe. Aan den steven van het schip wordt eene kooi opgehangen, waarin zich het zoeklicht en de man, die het moet richten, bevinden (Fig. 445). ttAnfi tfiiofnnnvfirhindinf? tusschen de commandobrug en de kooi maakt het IjcIJÜ LUiClUU11V UI uiliuilip luoovuvii w*» den loods mogelijk, den voor het zoeklicht zittenden man te bevelen, naar welken kant hij den straal moet sturen. Eene tweede lamp wordt in den mast aangebracht, die men echter slechts dan branden laat, wanneer moeilijke gedeelten van het vaarwater of andere schepen gepasseerd moeten worden. Tegenwoordig bezitten de meeste groote schepen een eigen electrische installatie, zoodat zij deze toestellen niet meer behoeven te huren. Op deze toepassing kunnen wij het gebruik van het electrisch licht in vuurtorens onmiddellijk laten volgen. Daar de vuurtorens zoo ver mogelijk in zee moeten kunnen worden waargenomen, zijn de booglampen, wegens de groote hoeveelheid licht, die door haar worden uitgezonden, voor dit doel in het bijzonder geschikt. Wat het electrisch licht in dit opzicht vermag, kan men nagaan uit het feit, dat men den voor electrische verlichting ingerichten vuurtoren te Houstholm bij helder weer nog op een afstand van 35 Engelsche mijlen duidelijk gezien heeft. Yoor de toepassing van het electrisch licht op vuurtorens bestaat de moeilijkheid, dat men eene installatie tot het opwekken van den electrischen stroom in werking moet hebben en dat dus het bedrijf belangrijk ingewikkelder is dan met olielampen. Desniettemin zijn de voordeelen van het electrisch licht zóó groot, dat er reeds verscheidene vuurtorens van voorzien zijn, nadat eene commissie van deskundigen, door middel van nauwkeurige proeven, de overwegend goede eigenschappen der electrische verlichting boven andere in vuurtorens gebruikte lichtbronnen had aangetoond. Om eene voorstelling te geven van zulk een electrischen vuurtoren, zullen wij dien van St.-Catherine-Point, op het eiland Wight, hier in het kort beschrijven. Vroeger had deze toren een onbeweeglijk olie-licht eerste klasse. In het jaar 1888 werd de electrische verlichting ingevoerd, die om de twee minuten gedurende vijf seconden een straal uitzendt. Hiertoe is de lamp door een cylindervormig glazen huis omgeven, dat uit Fresnelsche lenzen is samengesteld en langzaam in 32 minuten éénmaal - om de lamp draait. Het aantal lenzen bedraagt 16 en door haar wordt het licht in even zoovele stralen geconcentreerd, die op een reusachtig rad met 16 spaken gelijken ; wanneer dit langzaam over het omliggende water draait, wordt iedere plaats om de twee minuten door een straal getroffen, die na vijf seconden van daar verdwijnt, om weer verder te gaan. Naast den toren staat het machinehuis, waarin ane stoommachines, ieder van 30 ind. P.K., zijn opgesteld; twee ervan drijven de stroomontwikkelaars. Dit zijn geene dynamo-machines, maar magneto-electrische machines, waaraan men, niettegen staande den hoogeren prijs, voor vuurtoren-verlichting de voorkeur heeft gegeven, daar men haar voor zekerder houdt. De stroom voor de booglamp kon door ééne machine geleverd worden, eene tweede dient als reserve, daar men, aangezien iedere storing in het bedrijf volkomen moet zijn buiten gesloten, van ieder deel der installatie een dubbel stel voorradig dient te hebben. De electrische lamp is eene uurwerklamp, eene wijziging der constructie van Serrin-Berjot, en heeft koolstaven van 60 mM. middellijn, welke eene lichtsterkte van 60,000 kaarsen ontwikkelen, die in de vardichte stralen nog grooter is. Het is duidelijk, dat aan zulke lampen, wat standvastigheid van het licht en onbeweeglijkheid van het lichtpunt betreft, hooge eischen gesteld worden en zü daarom uitstekend afgewerkt moeten zijn; zij behooren dan ook zonder twijfel tot de duurste der wereld. Een groot bezwaar voor de toepas¬ sing van het electrisch booglicht bij vuurtorens is de groote rijkdom van blauwe en violette stralen, tegenover de andere kleuren van het spectrum; dit zal ieder wel opvallen, die het booglicht vergelijkt met dat van andere lichtbronnen. Deze violette stralen worden door mist enz. sterk geabsorbeerd, zoodat de zichtbaarheid van het licht alsdan sterk afneemt. Dit is natuurlek bij vuurtorens een zeer groot inconvenient. Beter zou hiervoor eene booglamp systeem-BREMER (zie blz. 254) voldoen, daar het licht van deze, vanwege de in de kolen aanwezige metaalzouten, veel rijker aan roode stralen is, welke stralen veel beter door mist heendringen. Om den lezer er eene voorstelling van te geven, hoe de lantaarns dezer electrische vuurtorens zijn geconstrueerd, kunnen Fig. 446 a en b dienen, die eene afbeelding voorstellen van de lantaarn op den Eiffeltoren. In het midden staat de booglamp, die omgeven is door een glazen huis, samengesteld uit Fresnelsche lenzen. Deze lenzen concentreeren het licht der lamp in een lichtenden gordel, die zijne stralen in het gezichtsveld van den toren uitzendt. Om dit samenstel van lenzen beweegt zich eene trommel t, welke voor de verwisseling van het licht dient. Hiertoe bevat ieder quadrant ervan drie lenzen en een open gedeelte (zie de doorsnede in Fig. 446 6). Voor de eerste lens is een blauw, voor de derde een rood glas geplaatst, terwijl de middelste onbedekt blijft. Door een boven in de lantaarn geplaatsten kleinen electrischen inotor M wordt de trommel gedraaid en bewerkt daardoor de lichtwisseling, zoodat eerst een blauwe, dan een witte en daarna een roode straal — de Fransche kleuren — worden uitgezonden, waarop het licht van den toren gedurende eenigen tijd onveranderd blijft, totdat de volgende wisseling begint. Ten einde den lichtboog nauwkeurig in het brandpunt te kunnen stellen, is een schroefmechanisme aangebracht, dat door het handrad M bewogen wordt. Ook in het beeld van de Vrijheid, dat Frankrftk aan zijne zuster-republiek, de Vereenigde Staten, voor de haven van New-York heeft geschonken, was oorspronkelijk een dergelijke vuurtoren aangebracht. Het hoofd van het beeld was door een electrischen stralenkrans omgeven. De zeelieden zijn echter tegen deze verlichting in verzet gekomen en daarom heeft men haar ook weer moeten opgeven. Ten einde de haven van New-York ook bij nacht voor diepgaande schepen toegankelijk te maken, zijn er electrisch verlichte boeien aangebracht. De electrische verlichting van spoortreinen. De gedachte lag voor de hand, om de spoortreinen electrisch te verlichten en reeds sedert geruimen tijd zijn er dan ook in deze richting proeven genomen. De uitvoering van dit denkbeeld levert echter vele moeilijkheden op. Op het oog schijnt het eene zeer eenvoudige zaak te zijn, eene dynamo-machine in een goederenwagen te plaatsen en haar door middel van eene riemschijf, die op eene der wagenassen bevestigd is, te drijven; maar waar moet men den stroom vandaan krijgen, wanneer de trein stilstaat? Men dient daartoe öf eene afzonderlijke stoommachine op te stellen, die onafhankelijk van de beweging van den trein werkt, öf accumulatoren te hulp te nemen, welke gedurende rki:no'tru.esiaa™ "'o",e°'om- ™",ne,r ^ tn"° '«<«>*>■ «• '»»?» J!;rVZ 'iCh ïï Weder m"J,l|lkhe'1»" ™or, «ie haar oorsprong vers tusschen de spanningen bij het laden en bii het ontladen der accumulatoren. Er blijft dus niets anlrs over dan b« dag de ZoT aarden lade" Z°ndei' h"Ip der dy^o-machine van Z it h Pe" " 'eVeren of dubbele batteryen te gebruiken n welke de eene geladen wordt, terwijl de andere de lampen voedt en' door eerstgenoemde vervangen wordt, zoodra hare lading uitgeput is Men kan nu deze accumulatoren in denzelfden wagen plaatsen waarin de beTngrMk avereenSvaadt; !/' ^ ^ W°rdt de bedienin* der ^heel'e installatie lampen fn Z • *' ^ WOrdt d6Ze Wagen los^aakt, dan gaan alle ampen in de overige waggons uit, en dit bezwaar geldt natuurlijk ook Men'zTet dus dai""0 ^ afzonderiÜke stoommachine wordt gedreven! et dus, dat men, met het oog op de zekerheid van het bedrijf iederen d?gMLhTnafaSdeFrl"ke ****** g6Ven' Eene *«*elflke installatie heeft tusslen Halt L 4UrEN/en jaren geIeden voor ee» locaaltrein in Zit ? Stuttgart ingericht en gedurende geruimen tijd als proef n werkm,, Behoude„. Mere „agen bad twee batter(|(mi WMmn° de 1 , dynamo-machine geladen werd. terwjl naar ï ■ V°°r d® 'ampetl in den betreffenden waggon leverde. trein wta * ^ dynamo"machine overeenkomstig de snelheid van den d e de rZ ^ 660 Zelfwerkenden spanningsregulateur aangebracht, die de poolspanning constant hield. Deze verlichting liet niets te wenschen over en overtrof verre de olie- en Maar dlT 1 Z°°als zii te»en,«-oordig in de treinen worden toegepast- d e aan ZT beantwoordd™* geenen deeleaan deeischen, niet tot 1 T Ö g6St6ld m°eten WOrden' en daarom de proef niet tot eene algemeene invoering der electrische spoortrein-verlichting aan- ïïïïhZT- In EUg6^d 6n Am6rika h6bben -.schillende spoorwegeT ot P 6ireneer ? ,eIe('tnSChe verlichting harer treinen beproefd en rus TLa, l gr°° aanta' treinen' die met electrische lampen zijn uitgelicht od snoLt m ZwltSerland wordt veeJ ^bruik gemaakt van electrisch licht op spoortreinen voor personenwagens. in DmtschSd1'?^6 t06paSSing Van electrisch licht voor spoorwagens vindt men Duitsnho t g6V0 ge Va" h6t 'ngriJpen van den overleden leider van het Duitsche postwezen Von Stefhan, die de bezwaren van den moeilijken dienst ziiner ambtenaren in de treinen zooveel mogelijk wilde verminderen De vraag naar rustig, steeds voorhanden licht maakte het gebruik van accumulatoren noodzakelijk. Deze worden aan vaste stations geladen aan de voTJn? accumulator tyPe was niet gemakkelijk, daar de batterij aan de volgende eischen moest voldoen: geringe afmetingen, gering gewicht niet Taar TTooï' ^ beSChreven accumulatoren voldoen hieraan walton r008ter d® pIaten te zwaar ^aakt. Dientengevolge werden proeven met een ander soort platen genomen, zonder rooster maar alleen uit een looden raam bestaande, dat de laag actieve massa omsluit. Deze platen kenmerken zich door eene in verhouding tot haar gewicht groote capaciteit, maar moeten met zorg worden vervaardigd, daar de massa haar electrischen en mechanischen samenhang moet behouden, die door de lading en ontlading niet benadeeld mag worden. De postadministratie koos onder de in aanmerking komende typen na een zorgvuldig onderzoek dat van de firma W. A. Boese & Co. te Berlijn, wier accumulatoren ze reeds voor telegrafische doeleinden in gebruik had. Een postwagen, in 1893 met deze accumulatoren uitgerust, voldeed goed en zoo werden langzamerhand meerdere rijtuigen ingericht, zoodat omstreeks April 1899 van de 1900 reeds 1400 spoorweg-postwaggons electrisch verlicht waren. De bedoelde accumulator vertoont behalve de reeds genoemde constructieve eigenschap weinig verschil met de vroeger beschreven typen. Het loodoxydepoeder wordt volgens het patent-BoESE met eene oplossing van distillatie-iesten van teer in benzine of alcohol bevochtigd en dit deeg in de looden ramen gedrukt. Deze platen worden nu gedroogd, daarna in verdund zwavelzuur gebracht, waarin ze hard worden, en zijn dan gereed ter „formeering". Eene kleine afwijking met de andere typen vindt men in de kasten, waarvan ook een gering gewicht, weinig benoodigde ruimte en onbreekbaarheid wordt ver- eischt. Die kasten zijn van Fig. 447. dunne celluloïde-platen vervaardigd. In het deksel bevindt zich eene opening, die afgesloten kan worden, ter vulling en bijvulling van het element. Vier van deze cellen vormen een stel, dat geborgen is in een stevige houten kast (Fig. 447), met een deksel gesloten en van toeleidingsklemmen en handvatten voorzien. Het gewicht van een dergelijke kast met vier cellen is 40 kilogram; vier kasten, dus zestien cellen, zijn voor een wagen noodig. De capaciteit van de batterij bedraagt 130 Ampère-uren b\j een gemiddelden laad- en ontlaadstroom van 6 Ampères. De gebezigde lamp vereischt 0.66 Ampères bij 30 Volts en geeft 12 normaalkaarsen; de batterij kan dus deze lamp ongeveer 200 uren doen branden. De wagens hebben elf lampen, waarvan altijd slechts een deel brandt, zoodat ééne lading voldoende is voor de heen- en terugreis. Van een station, waar het laden der batterijen geschiedt, geeft Fig. 448 een afbeelding Op vier boven elkaar gelegen planken staan de batterijen, vier kasten, dus een waggonbatterjj in elke afdeeling. Voor elke twee batterijen is eene gemeenschappelijke geleiding aaüwezig, waarin ze achter elkaar worden geladen. In iedere geleiding staat een stroommeter, zoodat de laadstroom voortdurend waargenomen en door weerstanden geregeld kan worden. Een gemeenschappelijke Yolt-meter kan door middel van een serie-schakelaar aan iedere batterij worden gekoppeld. Het laden duurt voor een geheel ontladen batterjj 20 — 22 uren. Meestal zijn de batterijen echter slechts gedeeltelijk ontladen, waardoor 10—16 uren ter vulling voldoende zijn. Het gunstige resultaat, dat de Duitsche postadministratie economisch en ook met het oog op veiligheid met de electrische verlichting heeft verkregen, doet ons hopen, dat de spoorwegbesturen ook spoedig dit licht in de personenwagens meer algemeen zullen invoeren. Ieder is overtuigd, dat de tegenwoordige verlichting onvoldoende is, ieder heeft het tot zijn groot verdriet ondervonden, als het bij avond of nacht onmogelijk bleek, de verveling van eene lange spoorreis door lezen te verdrijven. Het bedrijf zou belangrijk eenvoudiger worden, wanneer de stroom niet door accumulatoren geleverd behoefde te worden, maar door eene geïsoleerde leiding, evenals bij de electrische trams kon worden aangevoerd. Maar zulk eene inrichting is wegens de hooge aanleg- en exploitatie-kosten niet uitvoerbaar. Een ander geval is het, wanneer de verlichting slechts over eenen kleinen afstand, bijv. in een tunnel, noodig is. De proeven, die men heeft genomen, om den stroom dan van buiten af aan te voeren, zijn met een goeden uitslag bekroond. Tusschen de rails legde men eene geïsoleerde koperen rail, waarover de sleepcontacten van de wagens gleden. Zoodra de trein in de tunnel kwam, raakten de contact-borstels de geleiding aan en de lampen in de wagens begonnen te gloeien, om bij het verlaten van de tunnel weder uit te gaan. Zooals reeds gezegd, is het groote bezwaar, om de lading der accumulatoren door een met een wagenas gekoppelde dynamo te doen geschieden, hierin gelegen, dat de snelheid niet constant is. Door verschillende, dikwijls vrij ingenieuze maar tevens zeor gecompliceerde, inrichtingen heeft men getracht dit bezwaar op te heffen. Daarbij wordt öf bij te groote snelheid de verbinding tusschen dynamo en batterij verbroken, öf door het inschakelen van weerstand de stroomsterkte binnen bepaalde grenzen gehouden. Geene van deze beide oplossingen is echter bevredigend. In het eerste geval zal er slechts tusschen twee dicht bij elkaar gelegen snelheidsgrenzen geladen worden, zoodat deze inrichting voor treinen met groote snelheidsverschillen niet te gebruiken is; in het tweede geval gaat er veel energie in der. weerstand verloren. Dat het geen gemakkelijk vraagstuk is, ziet men licht in, wanneer men in 't oog houdt, dat de lampen een constante spanning vereischen; de spanning van de dynamo is echter wegens de verschillende snelheden niet constant, evenmin die van de accumulatoren in het ladingsstadium, terwijl ten slotte nog het spanningsverschil bij den overgang van lading en ontlading (of omgekeerd) optreedt. Eene zeer vernuftige en vrij eenvoudige oplossing is eenige jaren geleden verkregen met het systeem Stone, hetwelk meer en meer toepassing vindt, zoodat wij dit systeem uitvoeriger zullen beschreven. Bij dit stelsel is elke wagen van de noodige apparaten voorzien; in hoofdzaak zijn dit de dynamo en twee accumulatorenbatterijen. De dynamo is, zooals ïig. 449 schematisch aangeeft, aan een horizontale as excentrisch opgehangen en wordt door een riem van uit de wagenas bewogen. Het gewicht van den dynamo zelve dient dus voor de riemspanning. Door contragewichten wordt die spanning nu zóó geregeld, dat de riem niet meer dan een bepaalden arbeid Fig. 449. kan overbrengen, daar hij anders slipt. Is de snelheid van de wagenas dus grooter dan het bepaalde bedrag, dan zou, zonder die inrichting, de dynamo ook te snel draaien en daardoor de batterij met een te sterken stroom laden. Daarbij is natuurlijk de door de dynamo geleverde energie ook grooter, hetwelk een grooter spanning van den riem zou vereischen dan de hier bepaalde, constante spanning door het gewicht van de dynamo zelf bedraagt; de riem moet dus slippen. Hoe goed dit eenvoudig systeem werkt, blijkt duidelijk uit onderstaande tabel. Troiimnolhfiid Aantal omwentelingen per min. van: irei ne eia ______ Stroomsterkte m dynamo, per uur. wagenas. dynamo. . indien de riem Ampère. _ I niet slipte. 19 100 500 | 500 0 29 150 750 750 6 34 175 870 j 875 16 37 195 900 | 975 18.5 43 225 915 112-5 20 53 275 915 1375 20 77 400 915 2000 20 115 600 915 3000 20 Van af het oogenblik, dat de slip begint, is de stroomsierkte, waarmede de dynamo de batterij laadt, dus constant, welke snelheid de trein ook hebben moge. De dynamo mag natuurlijk pas met de batterij verbonden worden, wanneer de snelheid zoodanig is geworden, dat de klemspanning een weinig grooter is dan die der batterij. Dit geschiedt door een op de as van de dynamo geplaatste centrifugaal-regulator. Tevens is hierbij een commutator aangebracht, waardoor de polariteit der dynamoklemmen dezelfde blijft, onverschillig of de wagen vóór of achteruit rijdt; eene inrichting, die absoluut noodzakelijk is. Zooals reeds gezegd is, zijn er twee batterijen. De schakeling hiervan met de dynamo en de lampen is in Pig. 450 aangegeven. Bij de schakeling in Fig. 450 a, die by den heen-rit gemaakt wordt, laadt de dynamo D de batterij B en levert hij ook een klein gedeelte van den lampenstroom, welke echter voor 't grootste gedeelte door de batterij A verschaft wordt. De weerstand R-)-r is zóó geregeld, dat bij het eind van den rit, wanneer batterij A grootendeels ontladen en B evenzoo geladen is, de stroom, gaande door de lampen en de dynamo, dus welke ook gaat door dien weerstand, eene bepaalde waarde niet overschrijdt. Rijdt de wagen nu terug, (waarbij dus, zooals vermeld, de polariteit der dynamo-klemmen onveranderd blijft) dan veranderen automatisch de verbindingen en worden als Fig. 450 b aangeeft. Thans wordt A geladen en voedt B in hoofdzaak de lampen. Ten einde de beide batterijen zooveel mogelijk in gelijken toestand te houden, wordt bij eiken stilstand automatisch de weerstand R kort gesloten, (zie Fig. 450 c) zoodat de batterijen met tusschenvoeging van den weerstand r parallel geschakeld z\jn ten einde de spanning te vereffenen; de dynamo is hierbij natuurlijk uitgeschakeld, zooals schakelaar b aangeeft, en welke schakelaar pas gesloten wordt, wanneer de dynamo voldoende snelheid heeft verkregen. Bij dit systeem heeft dus altijd lading der batterijen plaats, wanneer slechts de trein eene zekere minimum-snelheid overschreden heeft. In Engeland, Frankrijk, België en in ons land door de H. S.-M. wordt het veelvuldig toegepast, zoo ook door de Compagnie des "Waggonslits. Het systeem Stone heeft bewezen in de hierboven vermelde landen zeer bruikbaar te wezen; echter niet in streken, waar het klimaat droger en de lucht doorgaans met veel stof bezwangerd is, zooals bv. in Duitschland. De glijdende riem is alsdan onderhevig aan een buitengewone slijtage. Daarentegen vindt aldaar het systeem van de A. E. G. met de dynamo van Rosfnberg veel toepassing. Zooals uit de beschrijving dier belangwekkende machine op blz. 128 en vig. gebleken is, wordt met deze dynamo een nagenoeg constanten stroom verkregen, niettegenstaande de snelheid tusschen zeer ruime grenzen \aiieeten kan. Hierbij behoeft dus geen inrichting te hulp geroepen te worden, die een slippen van den riem mogelijk maakt, evenmin behoeven de polen b(j omgekeerde rij-richting omgewisseld te worden, daar de machine steeds dezelfde polariteit behoudt. Om te voorkomen, dat bij al te geringe snelheid of stilstand van den wagen de accumulatoren zich door de dynamo zouden ontladen, woiden in de keten zgn. aluminiumcellen geplaatst. Deze bevatten a s eleetroden een aluminiumplaat en een van lood of kool, de vloeistof kan zijn aluinoplossing of een van ammonium-, kalium- of natriumfosfaat; de cel heeft nu de merkwaardige eigenschap geen stroom door te laten, die van de aluminiumplaat naar de andere gaat, wegens de zich aan die plaat ontwikkelende zuurstof, wel daarentegen in omgekeerde richting. Wij hebben dus als t ware een stroom klep en door de toepassing hiervan in het bovengenoemde geval is er geen mechanische minimaal-uitschakelaar of iets \an dien aard noodig. Daar, zooals wij weten, de accumulatoren-spanning van den ladingstoestand afhangt, zouden de lampen niet altijd dezelfde spanning rijgen. Om dit bezwaar te verhelpen, worden de lampen van ijzeren voorschakelweerstandjes voorzien, geheel overeenkomende met die der Nernstlampen izie blz. 295). Op deze wijze blijft de lampenspanning vrij we! constant. Die inrichting brengt echter ook bezwaren mede: de ijzerdraadweerstandjes geven een vrij groot verlies en zij branden nogal eens door. Bij de I ruisische spoorwegen zijn o-a. Rosenberg'sc1i6 dynamo's voor de verlichting van een geheelen D-trein in gebruik; de dynamo is daarbij direct op een der assen van den bagagewagen aangebracht, zoodat de riem geheel vervalt. Er zijn 6 polen, de spanning bedraagt gem. 77 Volt en de stroomsterkte 200 amp. bij 165 — 530 omw. p. min. Dit groote vermogen wordt vereischt wegens de luxueuze verlichting in de D-treinen, daar ieder P en II6 kl -compartiment behalve 2 plafondlampen nog 4 leeslampen bevat. B\j het systeem Vicarino wordt door een differentiaal relais de dynamo met de batterij verbonden, zoodra de dynamo-spanning iets hooger is dan die van de batterij; tevens wordt alsdan in de lampenketen een weerstand geschakeld. Het relais bevat twee bewikkelingen; een van dunnen draad is met de klemmen van de dynamo verbonden, de andere wordt door den hoofdstroom doorloopen. De bewikkelingen werken alleen dan samen, indien de stroom van de dynamo naar de batterij gaat. Is de spanning van de eerste te gering, dan wordt lijj uitgeschakeld en daarbij gelijktijdig de genoemde lampenweerstand kort gesloten, zoodat de lampen alleen op de batterij branden met de ontlaadspanning van deze. De dynamo is voorts van een seriewikkeling voorzien, die de shuntbewikkeling tegenwerkt; daardoor wordt bij toename der snelheid de spannings- en stroomverhooging slechts gering, de spanning stijgt slechts van 31 op 31,8 Volt bij een toename van de treinsnelheid van 50 tot 100 K.M. Het onveranderd blijven van de polariteit der dynamoklemmen b(j het rijden in tegengestelde richting geschiedt daardoor, dat de borstelbril door wrijving medegenomen wordt tot zij tegen een aanslag stuit, een voor de hand liggende methode, die dan ook bij vele andere systemen toegepast wordt. Bij de Zwitsersche spoorwegen bezigt men voornamelijk het systeem „Aichele", geëxploiteerd door de bekende firma Brown Boveri & Co. Dit systeem is zeer vernuftig bedacht, vrij gecompliceerd, maar voldoet dan ook aan de hoogste eischen. Wij willen hier niet in de details van dit stelsel treden, maar alleen mededeelen, dat in hoofdzaak hierbij automatisch een shuntregulateur bewogen wordt, al naar gelang van de treinsnelheid, het aantal brandende lampen en den ladingstoestand van de batterij. Daardoor wordt bereikt, dat: de lampenspanning nagenoeg constant blijft, ook bij in of uitschakelen van lampen; de laadstroom onafhankelijk is van de treinsnelheid terwijl de lading ophoudt, indien de spanning van 2,5 Volt per cel bereikt is, zoodat geen overlading plaats heeft. Het geheele reguleerapparaat voor eiken wagen is besloten in een gemakkelijk verwisselbaar kastje van 35X65 cM. en 35-40 K.G. gewicht. Men heeft ook dikwijls beproefd, de olielampen vóór aan de locomotief door booglampen te vervangen. Hierbij moet men rekening houden met het stooten en schudden van de locomotief, omdat hierdoor de regeling der lamp bemoeilijkt wordt. Het is echter gelukt, booglampen te construeeren, die onder deze ongunstige omstandigheden zeker werken, zooals die van Sedlazek en Wikulill, waarvan het beginsel door Fig. 451 duidelijk wordt. Wij zien, dat de beide koolstaven ieder met een zuiger zijn verbonden, die in twee met glycerine gevulde communiceerende cylinders op en neer kunnen bewegen. De middellijnen der twee cylinders zijn verschillend en zoodanig berekend, dat de zuiger van de bovenste koolstaaf een tweemaal grooteren weg aflegt, wanneer de onderste zich naar boven of naar beneden beweegt. Door een voldoend overwicht, dat cp den zuiger der bovenste kool werkt, wordt deze naar beneden gedrukt, de zuiger van de onderste koolstaaf dus opgetild, en de beide kolen bewegen zich naar elkander toe, totdat er aanraking plaats heeft. Nu is aan het ondereinde van den rechtschen cylinder een cylindervormig stuk ingezet, waarin zich een kleine derde zuiger beweegt. In den stand, die door de Figuur wordt aangegeven, staan de beide cylinders met elkander in verbinding door eene in den zuiger aangebrachte boring. Raken nu de koolspitsen elkander aan en gaat de stroom door de lamp, dan wordt de ijzeren kern in den klos E getrokken en met haar beweegt zich dan de kleine zuiger k naar rechts. Bij deze beweging sluit hij echter de verbinding tusschen de beide cylinders af en zuigt bovendien een weinig glycerine uit den linker-cylinder, zoodat de zuiger der onderste koolspits daalt en de lichtboog ontstaat. Branden de koolspitsen af en wordt daardoor de stroomsterkte en dientengevolge ook de au aantrekkende werking van den klos op de ijzeren kern zwakker, dan drukt de veer f den zuiger k weer naar voren, zoodat er glycerine in den linkercylinder terugvloeit en de onderste koolspits stijgt. Is de uiterste stand van de ijzeren kern bereikt, dan staan de beide cyHnders opnieuw door de boring in k met elkander in verbinding, waardoor de kolen, evenals in het begin, naar elkander toe geschoven worden en de werking opnieuw begint. Voor de stooten der machine is deze locomotieflamp ongevoelig, maar er treedt een ander bezwaar op, n.1. de stroomontwikkeling. Plaatst men, zooals dit is beproefd, een afzonderlijke stoommachine tot het dr\jven van den dynamo op de locomotief, dan heeft de machinist, die met zijne machine reeds genoeg te doen heeft, nog op twee andere zorgvuldig te behandelen werktuigen acht te geven, en dit moet men zooveel mogelijk trachten te vermijden. De toepassing van accumulatoren oor dit doel heeft men nog niet beproefd, 'at de booglamp den weg uitstekend vercht, beter dan de olielampen, behoeft geen etoog, maar dit voordeel weegt niet op agen de moeilijkheden, die zich in de exploitatie voordoen. Wellicht werkt het sterke booglicht ook storend bij de bediening der sein-inrichtingen, daar de stationsbeambten er door verblind worden en dan gedurende eenige oogenblikken niet goed bunnen zien. In ieder geval heeft de booglamp zich nog geene blijvende plaats als locomotieflamp veroverd. Electriache verlichting van rijtuigen. In aansluiting met de electrische verlichting van spoortreinen mogen hier nog eenige woorden volgen over de toepassing van den electrischen stroom tot het verlichten van omnibussen en rijtuigen, hetgeen aanvankelijk meer als eene aardigheid werd beschouwd, nu echter door de verbetering der accumulatoren meer beteekenis heeft gekregen. In Engeland heeft men voor eenige jaren proeven genomen met de electrische verlichting van omnibussen door middel van galvanische elementen, die evenwel niet hebben voldaan. Daarentegen heeft eene Berlijnsche omnibus-maatschappij met het electrisch verlichten harer rijtuigen betere uitkomsten verkregen. Zij paste hiervoor CoRRENs-accumulatoren toe, die in eene kast or.der de zitplaatsen waren aangebracht. De firma Correns & Co. had ook, ten einde de bruikbaarheid harer accumulatoren te bewijzen, een reclame-wagen met twee harer batterijen toegerust, die twee binnen den wagen opgehangen booglampen van stroom voorzagen. Het licht scheen door de wanden van den wagen, die uit doek bestonden, zoodat men de daarop geschilderde advertenties kon lezen. Hoewel met de tegenwoordige verbeterde accumulatoren rijtuigen met voldoende zekerheid electrisch verlicht kunnen worden, zal men vooreerst, wegens de bezwaren en de kosten, welke er aan zijn verbonden, aan een algemeene toepassing nog wel niet kunnen denken. Meer gebruikelijk is de electrische verlichting b\j automobielen, daar deze toch meestal een batterij voor de ontsteking van den benzine-motor bevatten of wel geheel electrisch gedreven worden. Transportabele verlichtingsinstallaties. Niet zelden doet zich de behoefte gevoelen, gedurende korten tijd het electrisch licht toe te passen op eene plaats, waar men geene vaste installatie ter beschikking heeft, wanneer men bijv. 's nachts aan een in aanbouw zijnd huis wil doorwerken of in den oorlog tot het verlichten van het slagveld, en men neemt dan zijne toevlucht tot transportabele installaties. Meestal is het in zulke gevallen noodzakelijk, dat de machines en lampen snel opgesteld en in werking gebracht kunnen worden; men heeft daartoe locomobielen geconstrueerd, waarop de dynamomachine staat. In Fig. 452 goven wij eene afbeelding van een zoodanigen machinewagen, door de firma Fein, te Stuttgart, vervaardigd, en waarin de lezer de verschillende deelen: ketel, stoommachine en dynamo, kan waarnemen. De ketel, die, ten einde gemakkelijk schoongemaakt te kunnen worden, zonder veel moeite van den wagen kan worden getilt, is voor een overdruk van zeven atmosferen geconstrueerd. Hij rust op een smeedijzeren onderstel, waarvan de wielen tamelijk breed zijn, zoodat de locomobiel ook op een ongunstig terrein niet te diep in den grond kan zakken. Onder den wagen zyn twee ijzeren kisten aangebracht, die door de achterste as van elkander gescheiden zijn en waarvan de eene dient tot berging van steenkolen, terwijl de andere den watervoorraad bevat, welke door den afgewerkten stoom reeds wordt verwarmd. Aan den linkerkant van den stoomketel bevindt zich de verticale stoommachine, die van een zeer gevoeligen regulateur is voorzien, zoodat het vliegwiel, hetzij de machine geen arbeid verricht, hetzij ze vol-belast is, hetzelfde aantal omwentelingen maakt. De dynamo-machine staat rechts van den stoomketel, waar zij van alle zijden gemakkelijk toegankelijk is, en wordt door een riem, die ook over het vliegwiel der stoommachine loopt, gedreven. Ten einde by hetzelfde aantal omwentelingen naar verkiezing stroomen van 65 Volt of 120 Volt spanning te kunnen ontwikkelen, is haar anker van twee afzonderlijke wikkelingen voorzien, die door een bijzonder geconstrueerd schakel-apparaat tegelijkertijd met hare electro-magneetwindingen parallel of achter elkander verbonden kunnen worden. Bij deze verplaatsbare stroomont- wikkelingsinstallatie behoort nu nog een tweede wagen, die de lampen, cle geleidingen, de meet- en regelingstoestellen en het noodige materiaal voor de opstelling van het geheel bevat. De verschillende deelen van de palen, waaraan de lampen en de geleidingen moeten worden opgehangen, zijn voor het transport in bijzonder gevormde dragers geschoven, die aan de linker- en rechterzijde van den wagen zijn bevestigd. Onder den bok bevindt zich eene door twee ijzeren deuren afgesloten kast met vijf laden, waarin de noodige gereedschappen, isolatoren, lamphouders, enz., benevens een groot aantal reserve-gloeilampen en kool- f'lg. 404. spitsen voor de booglampen, zijn geborgen. Achter de leuning van den bok heeft men eene open ruimte, welke bestemd is voor den man, die de retlectorIamp moet richten. Zes kleine booglampen zijn met hare lantaarns en reservestukken in twee houten raamwerken opgehangen, die aan de binnenwanden van den wagen zijn bevestigd. Onder deze raamwerken zijn in de wanden van den wagen acht houten kastjes gemaakt, waarvan de deuren naar buiten geopend kunnen worden. Hierin zijn de kabeltrommels geplaatst, waarop goed geïsoleerde, buigzame kabels, tot het maken der geleidingen, zijn gewikkeld. De masten tot het ophangen der booglampen zijn zoo licht mogelijk uit ijzeren buizen vervaardigd, en gemakkelijk uit elkander te nemen. Fig. 453 geeft eene afbeelding van zulk een mast na zijne opstelling. Op dezelfde wijze zijn ook de palen voor de geleidingen geconstrueerd. De volledige opstelling der beide wagens en liet aanmaken van den stoomketel vereischen maar weinig t\jd, zoodat reeds in tien tot vijftien minuten na aankomst der wagens stoom- en dynamo-machines in werking gesteld kunnen worden, terwijl men in dien tusschentijd ook de reflectorlamp op den hii WACTAn in ürörooHhoiH Kron J i neer dit noodig is, de kleine booglampen binnen weinige uren op verschillende punten van liet terrein worden opgesteld. Beide voertuigen worden op open goederenwagens per spoor verzonden tot aan een station, dat het dichtst by do plaats van bestemming is gelegen,en van daar uit door paarden of manschappen verder getrokken. Het is duidelijk, dat zulke verplaatsbare installaties somtijds onschatbare diensten kunnen bewijzen, wanneer het er op aankomt, gedurende den nacht werkzaamheden te verrichten, waarbij iedere minuut kostbaar is. Bij instortingen, overstroomingen en spoorwegongelukken hangt dikwijls het leven van vele menschen van eene tijdige hulp af, die door de aanbrekende duisternis wordt bemoeilijkt of onmogelijk gemaakt. Ook bij het mobiliseeren van legers en op het slagveld tot het opzoeken van gewonden kunnen zij van zeer veel nut zijn. Voor deze en dergelijke doeleinden dienen dan ook de installaties, die wij zooeven hebben beschreven. Ten einde nog spoediger over stroom te kunnen beschikken, heeft de firma Gebr. Körting een verplaatsbare gas-dynamo geconstrueerd, die in Fig. 454 is afgebeeld. Het benoodigde gas wordt in een kleinen gashouder meegevoerd of, wat nog beter is, de machine met behulp van benzine of petroleum gedreven. De verplaatsbare installaties maken eene meer uitgebreide toepassing van zoeklichten voor krijgskundige doeleinden mogelijk. Vroeger waren deze zoeklichten alleen op schepen, in vestingen of forten, dus bij eene vaste opstelling van de machine, die den stroom moet leveren, in gebruik. De locomobiledynamo geeft het middel aan de hand, overal stroom te leveren. Deze machine, op eene geschikte wijze voor den velddienst geconstrueerd en met een tweeden wagen, die het zoeklicht en kabels met toebehooren draagt, vereenigd, kan in den krijg goede diensten bewijzen. In Fig. 455 is een zoeklicht-wagen, volgens Mangin, afgebeeld die bij het Fransche leger in gebruik is. De verlichte fonteinen. Eene schoone en verrassende toepassing, die men van het electrisch licht heeft gemaakt, zijn de lichtende fonteinen, de „fontaines lumineuses", welke op eenige tentoonstellingen de bewondering van duizenden hebben gaande gemaakt. Het effect wordt daardoor teweeggebracht, dat het licht den waterstralen van binnen wordt toegevoerd, dat deze dus niet, de van buiten op haar vallende lichtstralen terugkaatsen, maar het licht uit haar binnenste in de ruimte dringt, en zij daardoor zelve licht schijnen te verspreiden. De middelen, waarmede men deze werking heeft weten te verkrijgen, zijn even zoo belangwekkend als het verschijnsel op zichzelf, en daar wij dit laatste ook niet bij be¬ nadering in beeld kunnen weergeven, zunen w\j ten mmsie mui «onigt) wuuiueu de inrichting dezer lichtende fonteinen beschrijven. Het denkbeeld, om het licht in het binnenste van den waterstraal te laten doordringen, is reeds 50 jaren oud en werd het eerst door Colladon geopperd. Deze Geneefsche natuurkundige bewees, dat een lichtstraal, die in de richting van de as van een horizontaal uittredenden waterstraal naar binnen valt, in dezen voor het grootste gedeelte gevangen blijft en eerst daar weder te voorschijn kan treden, waar zich de straal in droppels oplost, zoodat het licht van die plaats schijnt te komen. Om dit te begrijpen, bescliouwe de lezei onze schematische teekening (Fig. 456). De dooi' lenzen en spiegels geconcentieeide lichtstraal dringt door een mondstuk van passenden vorm axiaal in den waterstraal. Daar laatstgenoemde nu evenwel door de werking der zwaartekracht gebogen wordt, bereikt de lichtstraal spoedig de oppervlakte \an tien waterstraal, die hem echter niet naar buiten laat, maar, volgens eene bekende natuurkundige wet, evenals een spiegel terugkaatst. Hij woidt dus weer in de richting van den waterstraal gereflecteerd en kan ook op de nabijgelegen en verdere plaatsen niet naar buiten treden, daar hij steeds weder aan de wetten der terugkaatsing moet gehoor geven. Eerst waar de waterstraal zijn samenhang verliest, vindt het licht een uitweg en maakt nu deze plaats lichtend. De terugkaatsing aan het oppervlak van den waterstraal is echter niet volkomen; een deel van het licht kan overal, waar dit gereflecteerd wordt, naar buiten treden, en wanneer de lichtbron krachtig erenoeg is, schijnt, ten gevolge van dit naar buiten treden van lichtstralen op de vele plaatsen van terugkaatsing, de waterstraal licht te verspreiden. Daar wij bovendien geene lichtbron bemerken, maakt het den indruk alsof het licht door het water zelf werd uitgestraald. Stijgt de waterstraal loodrecht in de hoogte, dan kunnen er dergelijke reflexie-werkingen in worden te voorschijn geroepen, zoodat hij eveneens zelf-lichtend schijnt te wezen. Op dit beginsel berusten de „fontaines lumineuses", die vroeger reeds in het klein in Parijsche en andere schouwburgen waren vertoond, maar eerst door den Lngelschinan Galloway op grooto schaal zijn uitgevoerd, en een der aantrekkingspunten uitmaakten van de wereldtentoonstelling te Parijs in het ;,aar 1889. Men had er tot dit doel op verschillende hoogten twee groote bassins aangebracht, die door middel van een derde bassin met elkander in verbinding stonden; in het bovenste verhief zich een beeldengroep, in het andere eene uit vele verticale stralen bestaande fontein, in het verbindingsbassin bevond zich een waterval, die het water van het bovenste bassin naar 1 Fig. 460. den lichtstraal verschillend gekleurde glazen kon schuiven, Geheel op dezelfde het onderste voerde. In het geheel waren er 33 verticaal naar boven schietende en 14 horizontaal uitstroomende fonteinen, met tezamen duu mondstukken voorhanden. Fig. 457 geeft eene voorstelling van de wijze, waarop het licht in de horizontale waterstralen kon doordringen, terwijl Fig. 458 duidelijk maakt, hoe dit, bij de verticale stralen geschiedt. Uit eerstgenoemde figuur blijkt, dat de waterspuwende dolflijn, die hol en van onder open was, boven een onder het bassin aangebrachten kelder lag. In den kelder stond eene booglamp, waarvan de stralen door een parabolischen spiegel in den buik van het waterdier geworpen en door een tweeden snieeel in liet mondstuk van spiegel in het mondstuk van Fjg. 4.",y. den waterstraal teruggekaatst werden. Tusschen beide spiegels bevond zich een toestel, waardoor men in manier werden de verticale stralen verlicht. De inrichting hiertoe (Fig. 458) bestond uit eene booglamp, waarvan de stralen door een schuin geplaatsten verticalen spiegel in den krans van waterstralen werden geworpen; ook hier waren op den weg der gereflecteerde lichtstralen de verschillend gekleurde glazen platen aangebracht, die, evenals in het eerste geval, door middel van gespannen jjzerdraden konden verwisseld worden. Ter verduidelijking geven wjj in Fig. 459 nog eene afbeelding van de booglamp met het spiegelapparaat. Voor de beweging der gekleurde glazen was een toestel aangebracht, dat veel overeenkomst had met de apparaten, waarmede men op de spoorwegstations van één punt uit de wissels, die over het emplacement verdeeld zijn, kan verzetten. Fig. 460 geeft aan, hoe dit toestel was ingericht. In de nabijheid der fonteinen was een kleine kiosk geplaatst, van waar uit men een overzicht had over het geheel en telegrafisch bevelen kon geven aan de personen, die met het verwisselen der kleuren, enz. belast waren. Electrische projectie-apparaten. De sterke lichtbron, die ons het booglicht verschaft, maakt het voor projectie-toestellen bijzonder geschikt. Fig. 461 riy. tui. rig. WL geeft een dergelijk apparaat in een zeer eenvoudigen vorm voor doorzichtige beelden; het is eene verbeterde tooverlantaarn. De koolspitsen zjjn aan hellende armen bevestigd, die door liet draaien aan den knop B naar of van e'.kaar kunnen worden bewogen. De bovenste arm is door schroef C iets in z\jne richting te verplaatsen, en wel voor het volgende doel: De koolspitsen staan niet juist tegenover elkander, maar de onderste is een weinig ten opzichte van de bovenste verschoven: Dientengevolge brandt de bovenste, de positieve kool, schuin af en haar krater werpt het licht niet naar beneden, maar voornamelijk naar eene verzamellens. Door de schroef A kan de schuine stand van de koolspitsen worden gewijzigd. De regeling van den lichtboog geschiedt hier met de hand, dat geen bezwaren met zich brengt, daar toch de duur van projectie van een beeld gering is. Voor vele gevallen is het wenschelijk, dat de regeling automatisch plaats vindt, zooals bij de projectie apparaten voor wetenschappelijke en populaire voordrachten. Men past dan een apparaat toe, als in Fig. 462. De projectietoestellen van deze soort hebben eene zeer groote lichtsterke, geven scherpe beelden en worden daarom veel bij publieke vertooningen gebruikt De lezer kent ongetwijfeld de aardige nevelbeelden, waar op een dun gordijn een fraai, lichtend beeld verschijnt, hetgeen na verloop van eenigen tijd onduidelijk en wazig wordt, terwijl zich uit die onzekere omtrekken langzamerhand een ander beeld scherp ontwikkelt. De methode, om zulke beelden te voorschijn te brengen, is zeer eenvoudig. Door middel van een projectie-toestel laat men het eerste beeld op het gordijn ontstaan. Het tweede beeld wordt door een ander toestel op dezelfde plaats geprojecteerd. Wanneer men nu het licht van het eerste toestel langzamerhand Iaat verminderen, dat van het tweede apparaat daarentegen sterker doet worden, verdwijnt het eerste beeld en het andere komt op het gordijn te voorschijn, waar het in het begin met liet eerste vermengd is, maar hoe langer hoe duidelijker en eindelijk geheel scherp wordt. Nu schuift men eene nieuwe plaat in het eerste apparaat en door eene tegenovergestelde verschuiving van de lichtafsluitera verdwijnt het tweede beeld en een derde verschijnt. Een toestel met electrische lampen voor zulke nevenbeelden (dissolving vieuws) is in Fig. 463 voorgesteld. In beide lantaarns is eene booglamp met automatische regeling aanwezig. De schaarvormige lichtafsluiters voor de lenzen worden door getande raderen bewogen, die van hun kant door eene zelfde stang geregeerd worden en wel zóó, dat, wanneer zich de eene schaar sluit, de andere zich opent. Eene nieuwe behoefte aan zeer sterke projectie-lampen heeft zich doen gevoelen na de uitvinding van de cinematograaf. Ieder kent tegenwoordig dit oestel, dat „levende fotografieën" op het scherm te zien geeft. Het vormt een deel van hef. programma der meeste café-chantant-voorstellingen enz onder verschillende namen als: biograaf, bioscoop, mutoscoop enz. Een lang celluloïd-hnt bevat eene serie opeenvolgende momentfotografieën, welke achtereenvolgens met zeer groote snelheid op het scherm geprojecteerd worden, zoodat de lichtindruk op het oog van het eene beeld nog bestaat als het volgende al verschijnt. Die korte projectie-tijd verzwakt echter aanmerkelijk de verlichtingsintensiteit, gevoegd b« de reusachtige vergrooting zoodat men, ten einde een voldoend effect te verkrijgen, zich van een zoo intensief mogelijke lichtbron moet bedienen. Verschillende toepassingen van het electrisch licht. Er blijft ons nu nog over eenige kleinere toepassingen van het electrisch licht te behandelen. Wij behoeven, na hetgeen wij in de voorgaande bladzijden hebben gezegd niet meer te betoogen, dat het electrisch licht, ten gevolge zijner bijzondere eigenschappen, tot plaatsen kan doordringen, waarheen de vlam niet gaan kan, en dat daardoor voor het electrisch licht banen geopend zijn, die vroeger voor den toegang van het licht waren afgesloten. Zoo zien w« den duiker met de electrische lamp in de hand den bodem der zee verlichten. De stroom door de waterdicht geïsoleerde leiding opgesloten, volgt hem gewillig in de diepte, en de gloeilamp brandt in het water even goed als in de lucht. In Fig. 464 is een duikerhelm met gloeilamp afgebeeld. Verder is van beteekenis de electrische verlichting van lichaamsholten, waarvoor men vroeger slechts teruggekaatst licht kon gebruiken. egenwoordig dringt de lichtsonde van den geneeskundige tot diep in het ichaam door en veroorlooft eene nauwkeurige bezichtiging van de inwendige holten. Voor dit doel moet om de gloeilamp een beschuttend omhulsel worden aangebracht, niet voor haarzelve, maar voor het organisme, dat van de ontwikkelde warmte schadelijke gevolgen zou kunnen ondervinden. Het lampje is daarom door een glazen ballonnetje omgeven en in de ruimto tusschen de beide glazen wanden vloeit een waterstroom, die het toestelletje van buiten koel houdt, zonder de lichtuitstraling te verhinderen. We komen hierop later nog terug. Ook in de fotografie heeft men meermalen proeven met het electrisch licht genomen. De tot nu toe verkregen uitkomsten toonen echter aan, dat dit kunstlicht hier vooreerst het daglicht nog niet kan vervangen, hetgeen wellicht gedeeltelijk daardoor veroorzaakt wordt, dat de fotografen geene rekening houden met de verandering, die, ten gevolge van de bijzondere natuur van het electrisch licht, b\j de bewerking moet worden in acht genomen. Een gebrek van het booglicht, dat in hoofdzaak voor deze toepassing in aanmerking komt, bestaat hierin, dat het niet zoo verstrooid kan worden als het daglicht, en dat het daardoor sterke schaduwen veroorzaakt, terwijl zachte overgangen tusschen licht en donker ontbreken. Ten einde de verstrooiing in het leven te roepen, heeft men verschillende methoden toegepast; zoo heeft men byv. niet het directe licht gebruikt, maar de stralen van de lamp door een grooten hollen spiegel, die met krjjt wit was gemaakt, opgevangen en den terugge- ng- «>*• kaatsten breeden stralenbundel ter verlichting van het te fotografeeren voorwerp gebruikt. Zooals wij vroeger reeds hebben medegedeeld, wordt eene dergelijke methode ook toegepast ter verlichting van teekenzalen. Goede uitkomsten heeft men met de toepassing van het electrisch licht verkregen tot het maken van lichtdrukken, die men daardoor onafhankelyk van het weder kan vervaardigen. Voor illuminaties en reclame-verlichting is de electrische stroom in het bijzonder geschikt. Het aantal inrichtingen op dit gebied is dan ook zeer groot. Vooral wordt de aandacht van de wandelaars des avonds getrokken door het „electrisch reclame-schreven". Een naam wordt gevormd door letters, die bijv. gele en roode gloeilampen bevatten. Men ziet nu de gele lampjes kort na elkaar in volgorde oplichten, zoodat het is alsof de naam door eene onzichtbare hand geschreven wordt; daarna biyft de naam eenige seconden staan, dooft plotseling uit, om later weder in 't rood geschreven te worden. Hierbij is een contactschijf noodig met een groot aantal contacten, over welke zich een hefboom beweegt, die door een electromotor gedraaid wordt; er z\jn echter nog relais aangebracht, welke den stroom voor de eenmaal ontstoken lampen gesloten houden, wanneer de hefboom het correspondeerend contact verlaten heeft. Het is duidelijk, dat de groote hoeveelheid verbindings¬ draden de inrichting zeer gecompliceerd en kostbaar maakt. Om die reden heeft de A. E. G. destijds een nieuw systeem gepatenteerd, waarbij het aantal draden belangrijk verminderd wordt; er zijn dan voor n lampen slechts 2 y/n -f-1 leidingen noodig, dus voor 400 lampen bijvoorbeeld 2 X 20 -)- 1 =r 41 lei¬ dingen, wat eene besparing van ca. 90° 0 geeft. Wij willen dit interessant systeem hier in hoofdtrekken beschrijven. Nemen wi) eenvoudigheidshalve 5 groepen, ieder uit 5 lampen bestaande (zie Fig. 465); de lampen moeten nu kort na elkaar ontstoken worden in de volgorde I,, Ij, I3, I4, I5, II, enz. (men zij hierbij indachtig, dat de figuur de achterzijde der lampen aangeeft). Elke lamp heeft een eigen relais (electromagneet), rechts van de lampen aangegeven. Een electromotor M drijft eene as met een daaraan bevestigden hefboom, welke zich over een schijf met 5 contacten S beweegt; vanaf deze as wordt een tweede as met hefboom bewogen, die zich eveneens over een schijf met 5 contacten S' beweegt. De eerste as draait echter vijfmaal rond bij ééne omwenteling van de as S'. De assen, dus ook de hefboomen, zijn met de leidingen verbonden, die aan het net aansluiten. Met de contacten 1—5 van S zijn 5 leidingen verbonden, die bij elk der lampengroepen I—V verbindingen afgeven niet de lampenrelais. (Ten einde de talrijke boogjes te vermijden, welke de teekening niet duidelijker maken, zijn alle leidingen recht door geteekend; wanneer twee leidingen elkaar snijden, is er slechts verbinding, wanneer er zich eene stip bevindt). De lampen van iedere groep hebben gemeenschappelijke terugleiding, welke naar eene contactstift van een der vijf hoofdrelais R voert. Eene tweede contactstift is verbonden met den relaisdraad en met een der contacten I—Y van de schijf S'. Veronderstellen wij nu, dat de hefboomen bij beide schijven op de contacten 1 en I staan. Dé stroom gaat dan van de positieve leiding over contact I en leiding a naar het relais Ri, (waarbij men het anker opgelicht moet denken) doorloopt de windingen en keert door L naar de negatieve leiding terug. Het relais trekt onmiddellijk het anker Ax aan, zoodat dit thans op de stiften rust, gelijk de teekening aangeeft. In de eerste plaats kan nu de stroom van de -(-leiding door L' naar het relais blijven'.gaan, ook al wordt het contact bij St' verbroken; het anker A blijft dus aangetrokken. Verder gaat nu de stroom van L' door AI en b naar de lampen van groep I, doorloopt hier lamp en relais 1, gaat door c, naar contact 1 op S, vindt hier den hefboom en keert zoo naar de —leiding terug. Het lampenrelais trekt den hefboom h aan, dat daardoor met de er boven geplaatste stift contact maakt; daardoor kan de stroom door h en L" direct naar de — leidingterugkeeren. Lamp en relais I, blijven dus onder stroom, niettegenstaande het contact op schijf S verbroken wordt. Maakt de hefboom ny contact op S2, dan wordt evenzoo lamp I, ingeschakeld. Elke eenmaal ingeschakelde lamp blijft dus, dank zij de relais, branden. Branden alle lampen van groep I, d. w. z. fs de as S eenmaal rond geweest, dan is de hefboom van schijf S' op contact II gekomen, zoodat nu relais Rn in werking komt en daardoor groep II ingeschakeld wordt. In de figuur is het zóó geteekend, dat groep I geheel en van groep II de lampen 1 en 2 verbonden zijn, terwijl lamp 3 op het punt is van ingeschakeld te worden. Is alles aangesloten, dan wordt het contact bij k op eene of andere wijze verbroken, daardoor worden de lampen-relais en lampen stroomloos, zoodat alle lampen gelijktijdig uitgeschakeld worden. Het spel kan nu weer opnieuw beginnen. Door een kleine uitbreiding kan dit systeem voor twee of meer kleuren ingericht worden. Tegenover liet voordeel van liet geringer aantal leidingen staat natuurlek het nadeel der vele relais; dit kunnen echter kleine, betrekkelijk goed- koope toestelletjes zijn. De Nernstlampen bevatten toch ook een eigen relais. V1WVL1 lOVUOll stroom heeft gemaakt, n.1. het lokken van dieren naar eene bepaalde plaats. Zoo heeft men met goed gevolg het gloeilampje gebruikt, om de Zeer practisch is het zoogenaamde universaal reclame bord. Hierbij kan elke letter naar willekeur door losse velden gevormd worden. Fig. 466 geeft deze inrichting duidelijk aan. Eene toepassing, die aan de illuminatie verwant is, maar meer practische beteekenis heeft, is het verlichten van torenklokken, zoodat men ook des nachts zien kan, hoe laat het is. • Van groot nut kan het electrisch licht zijn op plaatsen, waar andere kunstmatige lichtbronnen, wegens het gevaar voor ontploffing, zjjn buiten gesloten. Als voorbeeld noemen wij het zuiverhuis en het scrubberlokaal van gasfabrieken, accumulatoren-lokalen enz. Aldaar zijn natuurlijk slechts gloeilampen geoorloofd, die bovendien van schutglazen voorzien moeten zijn, die een hermetische afsluiting met den lampenhouder moeten vormen. Wij willen nog eene eigenaardige toepassing van het electrisch licht vermelden als een bewijs, hoe uiterst veelzijdig het gebruik is, dat men van den electrischen visschen in het voor hen gespannen not te lokken en eveneens heeft het electrisch licht dienst gedaan tot het verdelgen van schadelijke insecten. Voor het laatstgenoemde doel werden de vlinders en torren door eene opening gelokt, die met een ventilator in verbinding stond, zoodat de insecten in eene trommel gezogen en vernietigd werden, of men omgaf de booglamp met een netweik van koperdraad, dat door den electrischen stroom zwak roodgloeiend werd gemaakt; vlogen de vlinders nu daar tegenaan, dan vielen zij dood ter aarde. Dat het electrisch licht uitnemend geschikt is tot het lokken van allerlei dieren, bewijzen de vuurtorens, waarvan de omgeving dikwijls met honderden vogels en insecten is bezaaid. 31 DE TECHNISCHE TOEPASSINGEN VAN DE WAEMTEWERKINGEN VAN DEN ELECTRISCHEN STROOM. Electrische verwarming. — Toepassingen van de electrische vonk en van de gloeiwerkingen van den stroom. — Het electrisch ontsteken van mijnen. — De electrische ontstekingsinrichtingen der explosiemotoren. — Het electrisch soldeeren, wellen en verwarmen van metalen. — Smelten door middel van den stroom. et voortbrengen van licht, dat wij in het vorige hoofdstuk hebben behandeld, is die warmte-werking van den stroom, welke de uitgebreidste toepassing heeft gevonden; de overige toepassingen van genoemde werking treden tegenover de eerstgenoemde ver op den achtergrond, niet omdat zij moeilijker in het gebruik zijn, maar om de eenvoudige, doch afdoende reden, dat men de electrisch ontwikkelde warmte voor veel te duur hield. In den laatsten tijd schijnt men evenwel van deze opvatting wat terug te komen; door cijfers toont men nl. aan, dat de electrische energie wel is waar veel duurder is dan de warmte-energie, welke door de verbranding van steenkolen wordt ontwikkeld, maar dat er bij de toepassing van de electriciteit voor verhittingsdoeleinden veel minder verliezen optreden dan bij de directe toepassing der verbrandingswarmte, en dit onder zekere omstandigheden tegen den lageren prijs der verbrandingswarmte opweegt. Naar hetgeen men tot nu toe heeft gevonden, schijnt het, dat de electriciteit niet met de verbrandingswarmte kan concurreeren, wanneer het er op aankomt, betrekkelijk lage temperaturen te voorschijn te roepen, dus bij de verwarming; daarentegen zijn de verliezen bij de verhitting tot op hoogere temperaturen zóó groot gebleken, dat men ernstig de vraag kan stellen, of electrische verhitting niet goedkooper is. Om bijv. eene ijzeren staaf in het smidsvuur op gloeihitte te brengen, heeft men volgens de laatste metingen de honderdvoudige hoeveelheid warmte noodig van die, welke de staaf voor zich alleen gebruikt. Denegenen negentig procent warmte-energie, die niet door de ijzeren staaf wordt opgenomen, gaat met de rookgassen, door uitstraling, enz. verloren. Bij de electrische verhitting daarentegen komt ongeveer tachtig procent der electrische energie, door de dynamo-machine ontwikkeld, als warmte in de te verhitten staaf weder te voorschijn. Past men nu zeer goed uitgevoerde installaties toe, dan kan men met behulp eerier stoom- en dynamo-machine ongeveer zes tot zeven procent der warmte, welke bij de verbranding der steenkolen vrij wordt, als electrisch ontwikkelde warmte in de ijzeren staaf terugkrijgen, dus ongeveer zesmaal zooveel als bij de onmiddellijke verhitting door de verbrandende steenkolen. Deze verhouding schijnt gunstig voor de electrische verwarming te zijn, maar men moet wel in aanmerking nemen, dat men hiervoor eene kostbare inrichting voor stroomopwekking noodig heeft, waarvan rente en aflossing de kosten zeer vermeerderen. Wanneer het eenmaal gelukt, de energie der steenkolen langs directen weg in electrisch arbeidsvermogen om te zetten, dan zal de electrische verwarming zeker voordeeliger zijn dan de gewone wijze van verhitting. Afgezien van economische voordeelen, komen evenwel in vele gevallen ook de grootere zekerheid en de sterkere werking der electrische verhitting in aanmerking; de volgende toepassingen zullen dan ook, vooral uit dit oogpunt beschouwd, van practisch belang zijn. Het spreekt van zelf, dat indien de electriciteit door het benuttigen bijv. van waterkracht zeer goedkoop wordt verkregen de electrische verwarming bepaald voor de hand ligt. Electrische verwarming. Het te voorschijn roepen van de warmtewerking van den electrischen stroom wordt, zooals wij reeds vroeger hebben gezien, op de denkbaar eenvoudigste wijze bewerkt, daar de stroom iederen geleider verwarmt, dien hij doorloopt. De hoeveelheid ontwikkelde warmte hangt volgens de wet van Joule (blz. 155) af van de stroomsterkte en van den weerstand der geleiding; hierdoor hebben wij het geheel in onze macht, om niet alleen iedere temperatuur in den verhitten geleider, maar ook eene willekeurige concentratie der warmtewerking te verkrijgen. Zooals wij reeds bij de behandeling van het electrisch licht hebben verklaard, is het hiertoe slechts noodig, dat men den weerstand van den geleider op de plaats, waar men de temperatuur tot eene belangrijke hoogte wil doen stijgen, zeer groot neme. Theoretisch zouden wij dus eene willekeurige hoeveelheid warmte in de denkbaar kleinste ruimte kunnen ontwikkelen, en zooals wij later zullen zien, is men in de practijk deze theoretische mogelijkheid tamelijk nabij gekomen. Toch zijn er aan de toepassing van geleiders van kleinen omvang en grooten weerstand practische bezwaren verbonden, want wij moeten er rekening mede houden, dat de overmatig verhitte geleider smelt of verbrandt. Wanneer men eene eenvoudige verwarming op het oog heeft, is het niet noodzakelijk de temperatuur van het voorwerp, dat zijn warmte weer aan de omgeving moet afgeven, al te hoog op te voeren, want „verwarmen"beteekent volgens ons spraakgebruik de verwarming tot op eene betrekkelijk lage temperatuur, zij het om de menschen, dieren en planten tegen de werking der koude te beschutten, zij het om voorwerpen of stoffen aan de werking eener hoogere temperatuur bloot te stellen, zooals het bij het koken en drogen wordt vereischt. Onder „electrische verwarming" zullen wij dus die verstaan, waarbij de temperatuur beneden 200° Celsius blijft. Bij eene zoodanige temperatuur wordt de geleider niet zóózeer verwarmd, dat zijn samenhang gevaar loopt, en het is ook niet noodig zijne doorsnede te klein te nemen; wy hebben er slechts zorg voor te dragen, dat hij den noodigen weerstand heeft en overigens in eene betrekkelijk kleine ruimte kan worden geborgen. Ten einde dit te verkrijgen, behoeven wtf slechts op het punt, waar de verwarming moet plaats hebben, een geleider van grooten weerstand in te schakelen, die, al naar de omstandigheden, grooter of kleiner zijn kan. In Fig. 467. speciale gevallen zal men aan den geleider bijzondere vormen moeten geven, en het gemakkelijkst, zal dit blijken, wanneer wij de tot nu toe geconstrueerde toestellen, die voor dit doel zijn vervaardigd, in het kort beschrijven. Wij beginnen met eene electrische kachel. Eene ruime kamer van ongeveer zes meters lengte, vijf meters breedte en vier meters hoogte heeft bij eene verwarming tot op 20° Celsius, wanneer de temperatuur van de buitenlucht —10° bedraagt, gemiddeld per minuut den toevoer van 60 calorieën noodig, d. w. z. van eene hoeveelheid warmte, waarmede men 60 liters water van 0° tot op lu Celsius kan brengen. Om deze hoeveelheid warmte door den stroom te laten ontwikkelen, zouden wij, bjj de gebruikelijke spanning van 110 Volt, eene stroomsterkte van 40 Ampère noodig hebben, waarmede men dus 80 gloeilampen van 16 kaarsen zou kunnen voeden. De 80 gloeilampen kunnen tegelijkertijd voor verlichting en voor verwarming dienstdoen, daar de in haar ontwikkelde warmte zonder verlies in de kamer gaat, zoodat men dus bij eene zoo rijke verlichting (in gewone omstandigheden kan men in eene kamer van genoemde afmetingen met vier tot vijf gloeilampen volstaan) de benoodigde warmte als bijproduct toe krijgt. Men ziet hier dus uit, dat de verwarming door middel van den stroom met zeer groote kosten gepaard gaat, maar toch heeft het niet aan pogingen ontbroken, haar practisch toe te passen. Zoo wordt bijv. in Tarasp, waar een waterval eene goedkoope drijfkracht levert, het bronwater door middel van een kooktoestel, dat wij later zullen beschrijven, verwarmd. In Amerika heeft men voorgesteld, de wagens van de electrische trams door don stroom te verwarmen, en ook in Frankrijk en andere landen heeft men de vraag opgeworpen, of deze verwarming in menig opzicht niet met voordeel in spoortreinen zou kunnen worden toegepast. Ten einde eene voorstelling er van te geven, hoe deze verwarmingstoestellen zijn geconstrueerd, is in Fig. 467 een aanzicht van een verwarmingsapparaat voor spoorwagens afgebeeld, waarin een aantal draadspiralen door den stroom verwarmd worden. Fig. 468 is eene electrische kachel. Een draad van betrekkelijk hoogen weerstand, zooals nieuw zilver of kruppine, waardoor de stroom wordt gevoerd, is spiraalsgewijze om asbest gelegd. Wanneer wij nu voor de verwarming van eene grootere kamer, zooals in het aangehaalde voorbeeld, eene electrische kachel wilden construeeren, dan zouden w\j den draad dikker en langer moeten nemen en hem, spiraalsgewijze gewonden, in een ijzeren mantel moeten aanbrengen. De in Fig. 467 afgebeelde wagenverwarmer, eenigszins vergroot tegen den wand of in eene vensternis aangebracht, zou voor dit doel kunnen dienen. Of wij zouden den draad, evenals de buizen eener stoomverwarming, in een kanaal kunnen leggen, dat onder den grond langs de vier muren loopt en ter beschutting met roostervormige platen is afgedekt. De electrische verwarming is in het Vaudeville-theater te Londen toegepast; in dergelijke gebouwen treden hare goede eigenschappen zeer op den voorgrond. In een theater is de verwarming slechts gedurende eenige uren noodig. Heeft men nu een stoom- of warm-waterinstallatie, dan wordt meestal het vuur dag en nacht onderhouden, om bij den aanvang van de voorstelling voldoende warmte te kunnen ontwikkelen. Bij toepassing van electriciteit heeft men slechts eenigen tijd tevoren stroom op te wekken. Voeg daarbij de plaats voor stookruimte, den afvoer van verbrandingsproducten, die bij warm-water- en stoomverwarming noodig zijn, voeg daarbij de meerdere gevaren in eene dicht bevolkte buurt, die deze systemen met zich brengen, dan is het begrijpelijk, dat de electrische verwarming in dit geval voordeelig kan zijn, te meer daar deze gemakkelijker te regelen is en eene minder bedorven atmosfeer veroorzaakt. De inrichting in het Vaudeville-theater is door de firma Crompton & Co gemaakt. De radiators zijn aan weerskanten tegen de lambrizeering en tegen het tusschenschot van het orkest aangebracht, terwijl nog enkele verplaatsbare o- -- 7 T —B v""v,v ' vii^icmiouaic radiators worden gebruikt. Ze bereiken de temperatuur van warm-waterbuizen en kunnen dan voldoende warmte geven. De kosten, om het theater gedurende 4 uren te verwarmen, zijn ongeveer f 7.20, en men schat, dat een geschikt warm-watersysteem met toezicht, warmteverlies, enz. evenveel zou vereischen. De onderhoudskosten van de electrische inrichting acht de firma Crompton & Co. geringer, terwijl de uitgaven voor installatie evenveel zouden bedragen. Volgens verklaring van den directeur voldoet het electrische systeem in alle opzichten uitstekend. Fig. 469 vertoont een electrische haard van de nieuwste constructie van de fabriek „Prometheus" te Frankfort a. M.; het eigenlijke verwarmingsapparaat kan er uitgeschoven worden. Zeer aantrekkelijk zijn de toestellen, die dienen tot het verwarmen van vloeistoffen en werktuigen. Op de electrische aiDeeiaing van zulk een toestel, dat door de „Allgemeine Elektricitütsgesellschaft" wordt vervaardigd. Wanneer het bezwaar van den hoogen prijs niet bestond, tentoonstelling te Weenen (1883) had M. Jüllig een electrischen theeketel ingezonden, waarbij de electrisch verwarmde draad in het water was gedompeld. Deze draad bestond uit platina en was in vele windingen om eene wijde, korte glazen buis gewikkeld. In dezen vorm werd hij in het vocht gebracht, door den stroom verhit en verwarmde zoodoende de vloeistof. Deze constructie heeft wel is waar het voordeel, dat alle ontwikkelde warmte door het water wordt opgenomen, maar zij voldoet niet aan de billijke eischen van reinheid. De nieuwere electrische theemachines zijn daarom zoodanig ingericht, dat de draad buiten om en onder den ketel ligt. Fig. 470 geeft eene dan zou deze gevaar- en reuklooze theeketel vele voordeelen opleveren, en daar, waar men den stroom door middel van waterkracht goedkoop kan te voorschijn roepen, zal men hem ook wel in toepassing brengen, al was het alleen maar, om hem wegens de curiositeit als reclame te gebruiken, evenals een Zwitsersch hotelhouder een electrisch gebraden biefstuk opdischte. Het eenvoudigste verwarmingslichaam is eene gloeilamp, die in de thee- en koffiekannen van Meppin en Webb is gebruikt (Fig. 471 en 472). De fabrikanten deelen mede, dat eene 50-normaalkaarslamp, Kii 1 AA 'U,»UU»D- Fig. 471. Fig. 472. veer 1,5 — 2 Ampères noodig heeft, een liter water in circa 20 minuten aan het koken brengt. Met eene 16-normaalkaarslamp kan men kokend water aan de kook houden en eene lamp van 8 normaalkaarsen is voldoende als koffie- en theewarmer. In Amerika wordt de electrische verwarming ook voor kooktoestellen aangewend. Men meent, dat een electrisch- evenals een gasfornuis voordeelig kan zijn, daar het dadelijk buiten werking gesteld kan worden, als het z\jn functie heeft volbracht; vervolgens waarborgt het eene groote zekerheid en zindelijkheid en bovendien komen ook de voordeelen, die we in het begin van dit hoofdstuk gaven, hier in aanmerking. Men heeft daar reeds kookscholen met electrische verwarming ingericht. Een oven voor bakken en braden ziet men in Fig. 473, eveneens van Prometheus. De sterkste verwarmingslichamen zijn in den bodem aangebracht, maar bovenin zün er ook eenige aangebracht, zooals de contactstiften aanduiden en die naar believen aangesloten kunnen worden. Zooals bü de meeste apparaten, systeem Prometheus, zün er telkens drie contactstiften; daardoor kan de warmte-toevoer geregeld worden. De einden der verwarmingslichamen zün met de buitenste stiften verbonden, terwijl het midden met de middelstift contact heeft. Laat men nu den stroom bü deze laatste binnenkomen en door de beide anderen teruggaan, dan zjin dus de helften parallel geschakeld en verkrijgt men de sterkste verwarming; schakelt men een buitenstift af, dan werkt slechts een helft, terwijl bjj het aansluiten van de buitenstiften aan-|-en — pool, de helften in serie doorloopen worden, waardoor de stroomsterkte 1 ( wordt van die in het le geval en dus de geringste verwarming wordt verkregen. By de kookapparaten enz. is deze schakeling voldoende om ze op temperatuur te houden. Een der draden van het geleidingsnoer heeft 2 takken, zoodat de verschillende schakelingen in een oogwenk te maken zün (zie Fig. 474). Dit figuur vertoont een keukentafel (een fornuis kan men het moeilük noemen) met diverse electrische kook- en baktoestellen van Prometheus, eene inrichting, waarvan menige huisvrouw zal watertanden! Fig. 475 stelt een draagbaar electrisch kooktoestel van een ander systeem voor, in vorm overeenkomende met de bekende gas-apparaten. De drie verwarmingsplaten kunnen ieder afzonderlük met de stroomgeleiding worden verbonden, hetgeen doelmatiger is, dan wanneer het toestel slechts van één buigzame geleiding is voorzien en de inschakeling van de enkele platen door uitschakelaars aan het werktuig moest geschieden. Ook het electrische strüküzer moeten w;j hier vermelden, dat in zün binnenste een door den stroom verhitten draad verbergt (Fig. 476). Dit toestel heeft wellicht meer recht van bestaan, daar het niet onmogelük is, dat de bezwaren, welke aan het verwarmen der bouten ot ijzers zijn verbonden, zwaarder wegen dan de meerdere kosten, die met de aanwending van den electrischen stroom gepaard gaan. In de waschinrichting van Göthel te Lauter bij Aue schijnt men er zoo over te denken; daar zijn een zestigtal electrische strijkijzers in gebruik. Ook „Prometheus" vervaardigt electrische strijken persijzers in groote verscheidenheid. Meer kans van slagen heeft voor het oogenblik een andere toepassing der electrische verwarming, namelijk het kunstmatig uitbroeden van eieren. Hiertoe is betrekkelijk slechts eene kleine hoeveelheid warmtenoodig en het voordeel, dat men de temperatuur bij de electrische verwarming zeer gemakkelijk en zeker kan regelen, treedt hier vooral op den voorgrond. Wy kunnen met behulp van een in de leiding geschakelden thermometer op zeer eenvoudige wijze den stroom sluiten, wanneer de temperatuur beneden een bepaald aantal graden daalt, en hem weer verbreken, wanneer z\j daarboven stijgt, zoodat er altijd slechts zooveel stroom wordt toegelaten, als tot het behouden van die bepaalde temperatuur noodig is. Wij laten geheel in het midden of het kunstmatig uitbroeden in het algemeen is aan te bevelen, maar wanneer men eenmaal tot deze kunstbewerking overgaat, dan is de electrische broedmachine de eenvoudigste en zekerste. Daar er maar weinig warmte toe noodig is, kan men met een betrekkelijk zwakken stroom 1000 — 2000 eieren tegelijkertijd uitbroeden en bovendien aan de kuikens gedurende de eerste dagen de benoodigde warmte verschaffen. De eerste, die do electriciteit voor dit doel heeft aangewend, was een Duitscher, Storbeck genaamd, in het jaar 1883. Zijn broedmachine, Fig. 477, bestond uit een grooten, vlakken korf, die met hooi en veeren in een nest was herschapen en met een deksel was afgesloten, waarin spiraalsgewijze de door den electrischen stroom verwarmde draad was aangebracht. Door het deksel stak de regelingsthermometer tot binnen in het nest en bewerkte automatisch het toelaten en afsluiten van den stroom. Deze inrichting had de uitvinder gekozen, ten einde de natuur zoo getrouw mogelijk na te bootsen. Storbeck heeft geen goeden uitslag met zijne uitvinding verkregen, hetgeen, afgezien van andere omstandigheden, vooral da;iraan te wijten was, dat hij ten gevolge zijner geringe middelen, elementen tot het ontwikkelen van den stroom moest gebruiken, en deze voor eene onafgebroken werkzaamheid gedurende 21 dagen niet bruikbaar bleken te z\jn. Op groote schaal is de werking van den electrischen stroom tot het uitbroeden van eieren door een Franschman, Lion, te Marseille, in toepassing gebracht, die evenwel de benoodigde warmte niet door den stroom liet ontwikkelen, maar deze uitsluitend gebruikte, om den watertoevoer te regelen. Zijn apparaat, waarmede tot 5000 eieren tegelijkertijd konden worden uitgebroed, werd door gas verwarmd, en de electriciteit regelde, door het automatisch verstellen van de gaskraan, den toevoer zoodanig, dat de temperatuur in het nest steeds tusschen 39 en 40° C. bleef. Er behoeft hier nauwelijks op gewezen te worden, dat deze regeling bij electrische verwarming door het openen en sluiten van den electrische stroom gemakkelijker en zekerder kan worden verkregen dan het regelen der gasvlam. Ten slotte zij hier nog een toestel vermeld, dat in de kleedkamers der schouwburgen goede diensten kan bewijzen, n.1. het electrische verwarmingstoestel voor plooi- en krulijzers, waarvan in Fig. 478 eene afbeelding is gegeven. In beginsel overeenkomende met andere electrische verwarmingstoestellen, bevat het in eene vlakke ijzeren kast een in spiralen gewikkelden draad; in de ruimte, die door de windingen wordt omsloten, steekt men de te verwarmen krulijzers, waartoe gaten in de kast zijn aangebracht. Het apparaat is in zooverre niet van belang ontbloot, dat men tegenwoordig uit de electrisch verlichte schouwburgen iedere vlam zooveel mogelijk wil verbannen, en het daarom aanbeveling verdient, ook voor dit doel het gas of den spiritus door den electrischen stroom te vervangen. Bü alle beschreven kook- en verwarmingstoestellen is het een metaaldraad, die door den stroom verwarmd wordt en deze warmte afgeeft. Die draad is in een der eenvoudigste vormen een platinadraad, op eene asbestlaag om het te verwarmen lichaam gelegd, of hij is in de asbest geweven, er doorheen genaaid, of, op eene andere wijze op eene dergelijke onderlaag bevestigd en om het lichaam gebracht. Zoo wordt de platinadraad in vuurvaste klei opgesloten, ook wel glazen koralen aan den draad geregen en op deze wijze geïsoleerd. No? eene methode bestaat in het gebruik van email en wel op de volgende wijze: eene laag email, dat een hoog smeltpunt heeft, wordt op eene ijzeren plaat gelegd. Hierop komt de verwarmingsdraad in zigzagvorm, die door eene laag email, dat weer gemakkelijk smelt, wordt vastgehouden. Aangezien het bezwaarlijk is, den draad met deze laag geheel te bedekken, zoodat zij nergens bloot komt, wordt er nog eme derde laag email overheen Fig. 478. gebracht. Nu zet de draad bij het warm worden zich niet op dezelfde wijze uit als email, waardoor het laatste spoedig brokkelig wordt en de draad met de ijzeren plaat in kortsluiting komt of blootgelegd wordt. Leonard heeft getracht aan dat gebrek te gemoet te komen, doordat hij een goed geëmailleerden draad met een geschikt metaal bekleedde en hem dus niet alleen goed beschutte, maar ook een stevig, de warmte goed geleidend lichaam verkreeg. Op blz. 322 hebben wij reeds vermeld, hoe op deze wijze ook practische regelweerstanden vervaardigd worden. De reeds zoo dikwijls genoemde fabriek „Prometheus" te Frankfort a, M.Bockenheim bezigt een zeer practische methode; in plaats van draden gebruikt zij zeer dunne, in isoleerende stoffen gebrande lagen van edele metalen, zooals goud en platina, evenals dit wel bij porselein-decoratie geschiedt. De dikten van deze lagen verschillen, naarmate het doel, dat men er mee wil bereiken, van tot 7(nhnr millimeter, waaruit bij behoorlijke breedte- afmetingen doorsneden worden verkregen, zóó gering, als meteen massieven draad nooit bereikt kunnen worden. Die doorsneden, welke dikwijls minder dan tïsV* vierkanten millimeter bedragen, kunnen een zeer krachtigen stroom ver¬ duren, daar ze niet als ronde draad, maar als een breed, dun band zóó innig met de onderlaag zyn vereenigd, dat de geheele electrische en in warmte omgezette energie dadelijk door de massa van het lichaam opgenomen en van hier door straling verwijderd wordt, zoodat eene verwarming van den eigenlijken weerstand tot eene gevaarlijke hoogte geheel buitengesloten is. Zoo heeft een laagje van 2,5 cM. breedte en 12 cM. lengte een weerstand van c.a. 140 Ohm. waarbij het 0,8 amp. kan verdragen; het neemt dus ongev. 90 Watt op on geeft per uur 77 calorieën warmte. Volgens de laatste constructie worden deze metaallaagjes op mica-reepen aangebracht, welke dan in een metalen schuifje gevat worden; aan de einden worden metalen strookjes voor den stroomtoevoer vastgeklemd. Deze verwarmingselementen kan men nu op verschillende wijzen in de apparaten aanbrengen. By een rond kookapparaat als bv. in Fig. 470 worden de reepen rond gebogen en er omheen geklemd; in Fig. 469 zijn zij in groot aantal naast elkaar geplaatst en parallel geschakeld. Ten slotte ziet men in Fig. 479 een distilleer-toestel afgebeeld; onder in zijn duidelijk de verticale waterbuizen zichtbaar, waar omheen de \erwarmingslichamen zijn aangebracht. Zoo zijn er ook vacuumpannen, vetsmeltketels, lijmpotten in cartonnage-fabrieken enz. met electrische verwarming in gebruik, voornamelijk wijl dan brandgevaar zoo goed als buitengesloten is. De constructie van deze toestellen is aan een toevallige ontdekking te wijten. Er was namelijk aan een schakelbord brand ontstaan en nu bleek bij onderzoek, dat een gesmolten veiligheidslniting een metalliek laagje op het marmer had achtergelaten, hetwelk den stroom geleidde; daardoor was daar ter plaatse een groote hitte ontstaan. Een eigenaardig systeem voor sterke verhitting door electriciteit is door de Kryptol-Gesellschaft te Berlijn ingevoerd. Hierbij wordt als weerstandsmateriaal een korrelige massa, Kryptol genaamd, gebruikt; de samenstelling en korrelgrootte wordt geregeld naar de te bereiken temperatuur en de beschikbare spanning. Voor den stroomaanvoer dienen twee koolplaten, tusschen welke zich dan de kryptollaag bevindt. De temperatuur kan desgewenscht tot boven 2000° C. stijgen. Daar er dus geen metaalweerstanden gebruikt worden, is er goen defect raken mogelijk; het kryptol zelf kan gemakkelijk vernieuwd worden, indien dit noodig mocht blijken. De ontwikkelde warmte blijft langen tijd behouden, zoodat men in vele gevallen volstaan kan met af en toe den stroom te sluiten. Voornamelijk worden met kryptolverhitting vervaardigd: verwarmingsplaten, moffel- en smeltovens, droogstoven, stereliseer-apparaten, verbrandingstoestellen voor chemische analyse enz. Do toepassingen va,n do ©loctrisch© vonk en do g'looiwopking'en van den stroom. Electrische mjjnontsteking. De uitgebreidste toepassing heeft de gloeiwerking van den stroom gevonden tot het doen springen van mijnen. Deze toepassing berust hierop, dat de mijn door een geleider, dien de stroom tot gloeien brengt, wordt ontstoken. Het voordeel van eene zoodanige ontbranding tegenover de vroegere methode met eene lont is in de eerste plaats hierin gelegen, dat men de mijn op het juiste oogenblik kan laten springen en daardoor de geheele bewerking veel minder gevaarlijk wordt; bovendien kan men door middel van de electrische ontbranding verschillende mijnen tegelijkertijd ontsteken, hetgeen in de practyk van geen gering belang is. B(j de electrische mijnontsteking worden twee verschillende methoden in toepassing gebracht; bij de eene wordt, evenals bij de verwarmingstoestellen, een dunne draad ot eene plaats van grooten weerstand door den stroom tot gloeiens toe verhit, waardoor het ontplofbaar mengsel ontbrandt; bij de tweede methode springen er electrische vonken tusschen twee spitsen over, die in de ontplofbare stof zijn aangebracht. In beginsel zijn beide methoden volkomen gelijk, maar uit een practisch oogpunt verschillen zij belangrijk, want bij de eerstgenoemde wijze van ontbranding moet een stroom van lage, bij de tweede daarentegen een van liooge spanning worden toegepast. De ontstekers, die op het gloeiend worden van een draad berusten, werden het eerst door Prof. Hare in het jaar 1831 aangewend; hij gebruikte daarbij den door hem gewijzigden calorie-motor van Offerhaus. In den tegenwoordigen vorm p;g 430 bestaan zij uit twee blanke geleidingsdraden, die in een kop, uit een isoleerende stof bestaande, zijn gestoken (Fig. 480) en tot in een metalen buisje reiken, dat op den kop is geschoven en het ontplofbare mengsel bevat. De in de patroon liggende draadeinden zijn nu door een fijnen draad verbonden, die door den stroom gloeiend wordt gemaakt en daardoor de ontplofbare stof doet ontbranden. Dezebestaat gewoonlijk uit een mengsel van chloorzure kali en zwavelantimonium of uit schietkatoen. Tot het ontwik kelen van den benoodigden stroom worden galvanische Fig. 481. batterijen weinig meer gebruikt; men bezigt liever accumulatoren of kleine magneto-of dynamoelectrische machines. Het toestel, dat door Siemens en Halske voor dat doel is vervaardigd, berust op het dynamo-electrische beginsel en bestaat uit eene eenvoudige serie-machine met dubbel T-anker; de :n het anker ontwikkelde stroom wordt eerst uitsluitend door de omwindingsdraden van de electro- magneten geleid en wanneer hy zijne grootste sterkte heeft bereikt, door den druk op een commutator door den gloeidraad in de patroon gezondenDeze machine, die 28 K.G. weegt, kan 36 centimeters dun platina-draad aan het gloeien brengen en is dus geschikt, om een groot aantal mijnen, waarvan de patronen achter elkander in de geleiding zijn geschakeld, te doen springen. Een dergelijke mijnontsteker, echter anders geconstrueerd, is in Fig. 481 afgebeeld. De dynamo heeft twee ankerwikkelingen. Een van deze is in verbinding met een commutator en geeft dus een gelijk gerichten stroom, die voor het magnetisch maken van de veldmagneten wordt gebruikt. De stroom van de tweede wikkeling blijft wisselstroom en dient voor de verwarming van den gloeidraad, waarvoor geen gelijk gerichte stroom noodig is. Door middel \an rondsel en rad kan aan het anker een 4000-tal omwentelingen per minuut worden gegeven, waarbij de wisselstroom automatisch op de geleiding, waarin de mijnen liggen, geschakeld wordt, en de patronen doet ontbranden. Eene grootsche toepassing dezer mijnontstekers heeft men in het jaar 1876 gemaaKi rot net doen springen der Hellgate-klippen, die den noordelijken toegang tot de haven van New-York versperden. Er moesten toen niet minder dan 3680 mijnen tegelijkertijd ontstoken worden en hiertoe waren 23 groote chroomzuurbatterijen opgesteld, waarvan ieder 160 patronen van den noodigen stroom moest voorzien. Iedere groep van 160 patronen was in acht rijen verdeeld, waarin telkens 20 ontstekers achter elkander waren geschakeld, terwijl de acht rijen parallel met de bijbehoorende batterij waren verbonden. Door middel van een bijzonderen commutator kon men alle 184 zijleidingen gelijktijdig met de batterij-polen verbinden. De proef slaagde volkomen en alle mijnen vlogen op hetzelfde oogenblik in de lucht. Negen jaren later herhaalde men dezelfde bewerking. Bij de tweede methode gebruikt men, zooals w\j reeds opmerkten, geen gloeienden draad, maar eene overspringende vonk, en moet dus in dit geval in plaats van den stroom eener batterii do Fig. 482. hoog gespannen electriciteit van eene electriseermachine of een inductietoestel toepassen. De vonk ontstaat, doordat de geleider, die dezen stroom van hooge spanning aanvoert, op eene plaats in het mengsel over een kleinen afstand is verbroken. De inrichting der patronen, die bij deze methode van mijnontsteking werden gebruikt, blijkt uit Fig. 482; eene nadere verklaring zal overbodig zijn, daar de werking uit de Figuur vanzelf duidelijk is. De stroom wordt geleverd door afzonderlijk voor dit doel vervaardigde electriseermachines of inductoren. Het Oostenrijksche leger gebruikt eene electriseermachine, zooals zij door generaal von Ebner, die zich in het bijzonder op het vervaardigen dezer apparaten heeft toegelegd, is geconstrueerd. Zij is geborgen in eene luchtdicht gesloten, door chloorcalcium droog gehouden kast en bestaat uit twee schijven van eboniet, die tusschen kussens zijn geklemd en daarlangs schuren, wanneer het toestel wordt rondgedraaid; de ontwikkelde electriciteit wordt door een bijzonder geconstrueerd apparaat verzameld, dat de lading bij het sluiten van den stroom door de geleiding naar de patronen zendt. De geleiding, die den stroom moet aanvoeren, bestaat uit goed geïsoleerde, waterdichte draden, dus met gutta-percha- of caoutchouc-bekleedsels; voor de terugleiding kan men blank draad of ook wel de aarde gebruiken. Een belangrijke toepassing van de electrische vonk voor het ontsteken van een explosief gasmengsel vinden wü tegenwoordig bij de gasmotoren en de benzinemotoreu van motorrijwielen en automobielfin. Het opgezogen en samengeperste mengsel van gas- of benzinedamp en lucht moet bij het begin van den werkzamen slag ontstoken worden (zie ook blz. 314); vroeger geschiedde dit door een gloeiend gehouden platina-buisje, welk systeem echter aan vele bezwaren onderhevig was en dan ook voor de zoo gemakkelijk reguleerbare electrische onsteking het veld heeft moeten ruimen. In den beginne kon de vonk niet anders verkregen worden dan met behulp van een inductieklos en eenige accumulatoren, zooals dit by vele motorrijwielen nog in gebruik is. Bij de stationnaire motoren werden deze laboratoriumapparaten echter maar noode geduld, zoodat al spoedig magnetoelectrische toestellen voor dit doel op de markt' gebracht en gretig aanvaard werden. In hoofdzaak wordt de vonk op driëerlei wijze verkregen: bij de hoogspannings-magneto's springt de vonk tusschen de zich in de cylinderruimte bevindende punten van de „bougie" over; bij de laagspanningsmagneto's wordt door den zgn. „afslag" eveneens binnen in den cylinder de verder steeds gesloten zijnde stroomketen verbroken en zoo een vonk „getrokken". Dit systeem werkt zekerder dan het eerste, maar heeft het nadeel, dat het een door den cylinderwand gaande draaibare stift vereischt en niet zoo gemakkelijk vervroeging of vertraging der ontsteking verkregen kan worden. Eenigszins als een combinatie der vorigen kan men de derde methode beschouwen, die berust op het gebruiken van een zgn. „electromagnetische bougie"; bij deze zijn de punten in contact, maar worden door een electroinagneetje van elkaar gebracht op 't oogenblik, dat de stroom maximum is, waarbij een krachtige en zekere vonk ontstaat. Men is dan niet zoo blootgesteld aan het wegblijven van de vonk door vervetting of aanslag der bougiepunten. Het aantal soorten van bougies, dat men ter vermijding van dit euvel geconstrueerd heeft, is legio; als een enkel voorbeeld geven wij in Fig. 483 een afbeelding van de Luthi-bougie. Het buitenstuk wordt in den cylinderdeksel geschroefd en staat dus in geleidende verbinding met de „massa"; de binnen- 32 stift is door een plug van porselein, speksteen of andere isoleerendeonbrand¬ bare stof hermetisch en geïsoleerd daarin bevestigd. De vonk kan nu ergens tusschen den scherpen kant van het deze bougie kenmerkend komvormig aanzetsel en het buitenstuk overspringen. Wegens de groote vlucht, die de automobielen-industrie in de laatste jaren genomen heeft, zijn ook de ontstekingsmagneto's meer en meer verbeterd en meesterstukjes van vernuft en constructie geworden. Eenige der meest bekende typen zijn die van Simms — Bosch en Eisemann. In principe berusten z;j vrijwel allen op de oude Siemensche magnetoelectrische machine met dubbel T-anker. Bij de BoscH-laagspanningsmagneto bevat het anker slechts de gewone bewikkeling; door het verbreken van den stroomloop door een opwippenden contactarm in den cylinder van den motor ontstaat de vonk, zooals wy reeds vermeldden. Benige automobiel¬ fabrieken, o. a. Lorraine-Dietrich, Brazier enz. blijven dit systeem getiouw. Het anker van de hoogspannings-magneto van Bosch bevat twee bewikkelingen, ieder met een einde met de „massa".verbonden. De primaire spoel 1 (Fig. 484) is normaal kortgesloten, slechts op het gewenschte oogenblik wordt docr een nokschtff C, op de zgn. secondaire motoras geplaatst, het contact tusschen L en F plotseling verbroken; daardoor wordt in de spoel 2 van dunnen draad een hooge spanning opgewekt, die van S naar de bougie wordt gezonden. Magneto en inductieklos z;jn hier dus als 't ware vereenigd. De condensator K dient voor het verminderen van de vonk bij L; bij de Ruhm—korfFsche inductieklossen Jiougw (blz. 159) wordt deze ook gebruikt. Het systeem Eisemann is in Fig-. 485 sche¬ matisch aangegeven; hierbij is een afzonderlijke inductieklos PS aanwezig, waarvan de primaire spoel P echter juist by het verbreken van het contact den stroom van de magneto A ontvangt, terwijl den overigen tijd A en P kort gesloten zijn. Bij de magneto's voor automobielen, die meestal motoren met vier cylinders hebben, is nog een zgn. distributeur aanwezig, welke den stroom achtereenvolgens naar dien cylinder zendt, waarin de ontploffing moet plaats hebben; daar in eiken cylinder éénmaal in de 2 omwentelingen een explosie kan plaats hebben (zie ook blz. 314) verkrijgt men met 4 cylinders eiken halven slag er een, zoodat de machine nu eenigszins overeenkomt met een ééncylinder-stoom werktuig. Voor gasmotoren blijkt het laagspannings-afslagsysteem het best te voldoen. Daarbij ontvangt dan het anker van de magneto (of de poolschoenen) geen ronddraaiende, maar een snel os cilleeren de beweging; het wordt door sterke veeren in den middenstand gehouden en telkens door een klink even uit dezen stand gebracht. Het voordeel van deze inrichting is o. a. dit, dat de snelheid der ankerbeweging onafhankelijk van die van den gasmotor is, zoodat b\j het aanzetten direct een krachtige vonk wordt verkregen. Men heeft de gloeiwerking van den stroom ook toegepast t"f ni*«»i/w»inn en het doen aanloopen van fijne horlogeveeren en draden. Door bij deze bewerking den electrischen stroom te gebruiken, kan men de vereischte temperatuur nauwkeurig regelen en de aanloopkleuren bij daglicht beschouwen. De veeren worden in de leidingen gespannen en vervolgens laat men den stroom er doorheen gaan; de fijne draden laat men over twee metalen rollen loopen, die met de polen van een stroomontwikkelaar in verbinding staan, zoodat de stroom van de eene rol naar de andere door den uit te gloeien draad zijn weg moet nemen en deze dus van stuk tot stuk aan de warmtewerking is blootgesteld. Wij moeten hier ook nog vermelden, dat de stroom eveneens wordt gebruikt tot het gloeiend maken van platina-draden in galvano-caustische instr urnen ton, waarmede de geneesheeren zieke deelen uitbranden. In het hoofdstuk, dat handelen zal over de toepassing van den electrischen stroom in ae geneeskunde, zullen wij hierop nog nader terugkomen. Eene niet onaardige toepassing van den electrischen stroom moge hier nog met enkele woorden besproken worden, n.1. de electrische sigarenaansteker. Deze bestaat uit een stukje asbestpapier, waar doorheen een dunne platina-draad genaaid is. Laat men door dezen draad een stroom gaan, dan begint h\j te gloeien en maakt ook een groot gedeelte van het asbestpapier gloeiend, zoodat men hieraan zijne sigaar of sigaret kan aansteken. Het gloeilichaam is aan een handvatsel bevestigd, terwijl men door middel van een stroombreker den stroom naar verkiezing al of niet zijne taak kan laten verrichten. B>j den in Fig. 486 afgebeelden sigarenaansteker van de „Allgemeine Elektricitatsgeeellschaft" is deze stroombreker in een kastje aan den muur verborgen en met een beweeglijken haak verbonden, waaraan de aansteker hangt. Zoodra men dezen laatste van den haak afneemt, wordt de stroom door den ontlasten stroombreker gesloten; wordt het toestelletje weer aan den haak gehangen, dan trekt het door zijn gewicht het koperen verbindingsstuk, dat de stroombaan had gesloten, raar beneden en verbreekt daardoor den toegang voor den stroom. De firma Rohrbeck en Grünwald, te Berly'n, brengt den stroombreker in het handvat aan, zoodat door een druk van den vinger op een knop de aansteker gaat gloeien, terwijl hij vanzelf weer uitgaat, wanneer men den vinger verwijdert; de werking van het toestel wint daardoor aan zekerheid. Uit Fig. 487 blijkt de constructie van dezen aansteker. Het gloeilichaain is in een gloeilampen-kraag systeem-EüisoN aangebracht en in den houder geschroefd, die op het handvatsel is bevestigd. Moet het gloeilichaam vernieuwd worden, dan kan men het zonder moeite losschroeven. Het stroomverbruik van zulke sigarenaanstekers is slechts zeer gering. Dat zij bijzondere voordeelen hebben tegenover de gewone aanstekers met een gasvlammetje, zullen wij hier echter niet beweren, ten einde er niet van verdacht te worden, dat wij alles, wat electrisch Fig. 487. jSj voor beter houden dan oudere toestellen zonder electriciteit. Hoogstens kunnen wij er op wijzen, dat de sigarettenfijnproevers, volgens een Oostersch grondbeginsel, beweren, dat men sigaretten niet aan eene vlam, maar uitsluitend aan een gloeiend lichaam mag aansteken, en voor deze zal de electrische aansteker dan ook eene welkome uitvinding zijn. Ten slotte moeten wij nog de electrische gasaanstekers vermelden, waarvan men twee soorten heeft; bij de eene wordt het gas door een gloeienden draad, bij de tweede door eene vonk aangestoken. Past mer eerstgenoemde soort toe, dan spant men boven de uitstroomingsopening van den brander een dunnen platina-draad, die in eene stroombaan geschakeld is, gloeiend wordt, wanneer de stroom doorgaat, en zoodoende het gas aansteekt. Schijnbaar is deze constructie zeer doelmatig, daar men op deze wijze een willekeurig aantal vlammen tegelijkertijd kan aansteken. Zij heeft echter in de eerste plaats de fout, niet onvoorwaardelijk zeker te werken, en dan kan het noodlottige gevolgen hebben, wanneer het gas onverbrand uit één of meer branders stroomt. Er komt nog bij, dat deze toestellen in aanleg niet bepaald goedkoop zijn en in het gebruik veel last veroorzaken. En eindelijk maken zij het noodzakelijk, dat men alle gaskranen van één punt uit kan openen; want wanneer men eerst van iederen brander het kraantje moet openzetten, kan men ook evengoed en nog veel eenvoudiger de vlam op de gewone wijze aansteken. Het laatstgenoemde nadeel is er ook de oorzaak van, dat men de straatlantaarns niet langs electrischen weg tegelijkertijd aansteekt, daar zij in dit geval aan eene afzonderlijke gasleiding zouden moeten zijn aangesloten. Men heeft wel is waar getracht het openen der gaskranen en het hieropvolgende aansteken door den electrischen stroom daardoor te verkrijgen, dat men plotseling de drukking van het gas liet toenemen, en Prof. Klinkerfues, te Göttingen, heeft naar dit beginsel zelfs een niet onpractischen electrischen gasaansteker geconstrueerd; maar eene toepassing op groote schaal heeft men noch van deze nóch van andere electrisclie aanstekers gemaakt. Eenige jaren geleden werden er een legio aantal toestelletjes door verschillende firma's in den handel gebracht, ten einde gaslampen met gloeikousjes door drukken op een ergens geplaatsten knop te ontsteken en weder te dooven. Daarbij werd de gas-toelaat door den stroom zelf bewerkstelligd. Sommige van deze dikwijls zeer ingenieus geconstrueerde apparaten werkten vrij voldoende; die echter, waarbij de ontsteking door een vonk of gloeidraadje geschiedde, bleken op den duur slecht te voldoen en veel stroom te verbruiken. Bewerker dezes heeft verscheidene van deze ontstekers aan een proef onderworpen; de resultaten waren echter niet zeer gunstig. Wij zullen die apparaten hier dan ook niet verder beschrijven; op enkele na zijn zij thans ook vrijwel van de markt verdwenen. In huizen, waar een eventueel weigeren van minder beteekenis is, kunnen zij bij Auerbranders met dagvlammetje toegepast worden; voor het ontsteken van straatlantaarns echter, waarbij absolute zekerheid gewenscht is, zijn zjj niet vertrouwbaar. Van de aanstekers, waarbij eene vonk het gas moet doen ontvlammen, heeft voornamelijk die van Clark eene groote verspreiding gevonden. Men gebruikt hem echter niet, om lantaarns op een afstand te ontsteken in den zin zooals wij dit bü de vorige constructie hebben vermeld; wel kan men aan dezen aansteker een langen steel maken, waardoor hij geschikt wordt, om moeilijk te bereiken lampen, bijv. in winkelkasten, aan te steken, maar zijne voornaamste deugd bestaat hierin, dat hjj geen brandgevaar oplevert, en daar hij bovendien zeker werkt, zal hij met voordeel de lucifers vervangen. Bij dezen aansteker bevindt zich in eene cylindervormige bus, die als handvatsel dient, een klein electriseermachinetje, hetwelk door den druk op een knop in werking wordt gebracht en electriciteit ontwikkelt. Deze wordt door een geisoleerden draad naar de punt van eene op de bus geplaatste metalen buis geleid en springt hier in den vorm van een vonkenstroom op de buis over, die als terugleiding dient. De kop van de metalen buis is open, zoodat de vonkenstroom vrij ligt. Houdt men nu de punt van de buis in het uitstroomende gas en drukt daarbij tegelijkertijd op den knop, die het electriseermachinetje in beweging brengt, dan springen de vonken over en steken het gas aan. Het aan elkander soldeeren, wellen en verwarmen van metalen. Eene zeer belangwekkende toepassing heeft men van de warmtewerking van den stroom gemaakt tot het aan elkander soldeeren en wellen van metalen, hetgeen men in den laatsten tijd meermalen beproefd en, wat de technische zijde van het vraagstuk betreft, ook reeds tot eene zekere volkomenheid gebracht heeft. Wat bü deze toepassing van den stroom als een bijzonder voordeel moet worden aangemerkt, is de mogelijkheid om stukken metaal zonder eenige tusschenstof, uitsluitend door hun eigen vloeibaar gemaakt materiaal, met elkander te verbinden, terwijl dit tot nu toe bij slechts enkele weinige' metalen, bijv. lood, kon geschieden. Deze bewerking berust op de eigenschap van den stroom, de metalen op de verbindingsplaatsen zóó sterk te kunnen verhitten, dat zij eenigszins vloeibaar worden, waardoor de verbinding onder aanwending van druk mogelijk wordt. In het vuur zou eene zoo sterke plaatselijke verhitting niet te bereiken zijn, daar het geheele stuk metaal, of in ieder geval een tamelijk groot gedeelte ervan, ten gevolge van de warmtegeleiding, tot de vereischte temperatuur en daardoor tot smelting zou worden gebracht. De mogelijkheid, om eene zeer hooge temperatuur te ontwikkelen en daarbij de warmte te lokaliseeren, verleent aan de electrische methode tot het aan elkander wellen van metalen eene zekere beteekenis, en al mogen de uitkomsten, welke men er mede heeft verkregen, wellicht nog niet geheel bevredigen, dan kunnen wij toch de tot nu toe genomen proefnemingen als een begin beschouwen, dat voor de toekomst veel belooft. Wy kennen tot nu toe twee methoden tot het aan elkander wellen van twee stukken metaal door middel van den stroom; bij de eene wordt de warmte door een lichtboog ontwikkeld, dien men op de te vereenigen punten laat werken, en deze methode kan electrisch soldeeren genoemd worden; bij de andere wordt de stroom van het eene stuk metaal door de plaats van aanraking naar het andere geleid en de betrekkelijk groote weerstand, dien hij daarbij op het punt van overgang tusschen de twee stukken ondervindt, veroorzaakt eene sterke warmte-ontwikkeling, die de aangrenzende metaaldeelen doet samensmelten. Beide methoden berusten dus op hetzelfde beginsel maar verschillen wat de bewerking zelve aangaat; in het eerste geval wordt de warmte van buiten af op de verbindingsplaats der beide metalen gericht, in het tweede geval ontwikkelt zü zich op die plaats zelve; maar zoowel by de eene als by de andere methode geschiedt de verbinding door het vloeibaar gemaakte metaal der beide te vereenigen stukken zelve, zoodat by de electrische soldeering geen soldeer behoeft te worden toegepast. Het denkbeeld, om door middel van den electrischen stroom te soldeeren, en de eerste proeven, welke men in die richting genomen heeft, dagteekenen reeds van vele jaren vroeger en waren het gevolg van de ondervinding, welke men al spoedig na de eerste toepassing van sterke stroomen opdeed, dat nameiyk by eene onvoorzichtige behandeling van den stroom tusschen twee metaaldeelen een lichtboog kan ontstaan, welke beide metalen aan elkander welt. Eene proef op uitgebreide schaal nam De Benardos, te St.-Petersburg, maar zyne methode kon niet beantwoorden aan de verwachtingen, die men er 11a de opgeschroefde berichten van koesterde. Hy liet tusschen de twee te vereenigen metaaldeelen en eene koolstaaf, die evenals een soldeerbout werd gehanteerd, een lichtboog ontstaan. De intensieve hitte van den lichtboog smolt dan de randen, waarmede de stukken metaal elkaar aanraakten, en vereenigde daardoor de twee metalen. Volgens deze methode behoeft men dus slechts beide of één der stukken metaal met de eene pool van den stroomontwikkelaar, en de koolstaaf met de andere te verbinden; raakt men dan met de spits van de koolstaaf het metaalstuk aan, hetwelk met de electriciteitsbron in contact is, en verwijdert men vervolgens de staaf eenige millimeters van het metaal, dan ontstaat er een lichtboog, dien men over alle aanrakingspunten kan heen bewegen. Fig. 488 geeft eeD duidelijke voorstelling van de eenvoudige behandeling dezer soldeerwerktuigen. Ten einde het werk zonder hinder voor de oogen te kunnen beschouwen, beschut men deze door een scherm van blauw glas, hetgeen den arbeid evenwel niet gemakkelijker maakt. Als stroomontwikkelaar kan men zich bij deze methode niet goed van eene gewone dynamo-machine bedienen, omdat de te leveren stroom zeer snel en tusschen ver uit elkander liggende grenzen schommelt; want bjj de aanraking van de kool-electrode met de stukken metaal is de stroom zeer sterk en blijft, zoolang de lichtboog bestaat, betrekkelijk krachtig, om dan bij het verwijderen van de electrode en het verdwijnen van den lichtboog plotseling tot nul te dalen. Zulke groote en plotselinge schommelingen zouden dynamoen stoommachine niet goed kunnen verdragen en daarom past men als stroomontwikkelaar eene accumulatoren-batterij toe, waarbij men evenwel moet zorg dragen, dat de korte sluiting tusschen kool en metaal tot een kort oogenblik beperkt blijft. Het gebruik van accumulatoren maakt de electrische soldeering echter duur en gecompliceerd en dit is reeds eene oorzaak, die eenealgemeene verspreiding dezer methode niet bevorderde. Wij hebben echter op blz. 129 reeds vermeld, dat de aldaar besproken nieuwe dynamo van Rosenbkrg ook bijzonder geschikt is voor stroomlevering voor het electrisch soldeeren en wellen, daar de stroom nagenoeg automatisch constant blijft, onafhankelijk van den uitwendigen weerstand. Door de vinding van deze machine zal dus deze toepassing der electriciteit wel meer ingang vinden. Er is echter nog een ander bezwaar. De lichtboog werkt namelijk slechts aan de oppervlakte en verbindt alleen de buitenste randen op de plaats van aanraking met elkander, terwijl de dieper in het metaal gelegen deelen door de tot stand gekomen vereeniging worden bedekt en dus niet aan de werking van den lichtboog zijn bloot gesteld om deze reden heeft men deze methode ook alleen nog maar tot het maken van verbindingsnaden tusschen dunne platen kunnen toepassen en zij wordt tegenwoordig tot het vervaardigen van metalen vaten in eene West faalsche fabriek aangewend. Eene uitgebreidere toepassing heeft zij, niettegenstaande er veel moeite en kosten voor proefnemingen aan zijn besteed, niet kunnen verkrijgen, en de schoone droom, dat men door de electrische soldeering het klinken bij stoomketels en ijzeren schepen zou kunnen vermijden, is in geenen deele werkelijkheid geworden. Er komt nog bij, dat de lichtboog het verhitte ijzer eene nadeelige verandering doet ondergaan, zoodat het metaal op de soldeerplaats zwakker wordt. In vele gevallen is dit feit van weinig belang en zoo heeft men bijv. niet zelden de looden verbindingsreepen der accumulatoren volgens de beschreven electrische methode aan elkander gesoldeerd, hetgeen vooral in zulke gevallen voordeel opleverde, Fig. 488. waarin men het soldeerapparaat met waterstofgas niet gebruiken kon of niet by de hand had en daarom den voorhanden stroom te hulp wilde nemen. Men heeft de zooeven behandelde methode nog eenigszins gewijzigd door den liehtboog niet tusschen het metaal en eene koolstaaf te doen ontstaan, maar hem tusschen twee koolspitsen te voorschijn te roepen. Het komt er dan echter op aan, den liehtboog op de soldeerplaats te laten werken. Hiertoe maakt men gebruik van een verschijnsel, hetwelk te voorschijn treedt, wanneer men den liehtboog aan de werking eener krachtige magneetpool blootstelt. Brengt men de pool pj 4^ van een magneet in de nabyneia van een liehtboog, dan wordt deze, wanneer men de proef inricht op de wijze, zooals door Fie. 489 wordt aan¬ gegeven, afgestooten en treedt als eene spitse vlam zijdelings te voorschijn, vormt dus eene steekvlam, evenals dit bij een spiritus-soldeerapparaat het geval is. Deze vlam kan men nu op de te vereenigen deelen richten, zoodat op deze wijze de liehtboog geheel onafhankelijk blijft van het metaal. Deze methode is door Coffin in Amerika toegepast, die hiertoe de in de Fig. 490 en 491 afgebeelde toestellen heeft geconstrueerd. Het eerste der beide afgebeelde werktuigen is voor lichtere stukken bestemd en voor het vervaardigen van wielbanden ingericht. De beide kool¬ spitsen, waartusschen de p;g 4gQ lip.hthnr-.cr wnrht nntwilf- keld, staan in hellende richting naast elkander. Rechts en links van het vlak der spitsen staan de twee electro-magneten, die de blaaswerking uitoefenen en eveneens te zamen eene V vormen. Door middel van een hefboom kan men de stiften naar beneden bewegen, terwijl dan tegelijkertijd de stroom wordt gesloten. Een eenvoudige regulateur houdt de koolspitsen op den juisten afstand en regelt den lichtboog. Het tweede werktuig (Fig. 491) dient voor de verbinding van zwaardere stukken. De noodige warmte wordt hierbij door twee koolspitsen geleverd. Zijn de stukken metaal genoegzaam verhit, dan trekt men de koolstaven door een bijzonder mechanisme terug, en de electrische hamer, dien wü in het midden opmerken, treedt dan in werking. Deze hamert nu met snel op Fig. 491. elkander volgende slagen op de verbindingsplaats en bevordert daardoor de innige' vereeniging der beide stukken. Een andere methode tot het aan elkander wellen van metalen is door Professor Elihu Thomson, te Lynn Mass., den mede-uitvinder van THOMsoN-tlousTON-dynamo-machine aangeven. Zü berust op het feit, dat twee stukken metaal, welke elkander onder druk aanraken, samensmelten, wanneer door de plaats van aanraking een voldoend sterke stroom wordt geleid. Wy laten het in 't midden, of bij de vereeniging van het metaal dit op de verbindingsplaats volkomen vloeibaar wordt, of dat er een „samenbakkon" in half vloeibaren toestand plaats heeft. Zichtbaar wordt het vloeibaar worden niet en daarom wordt de verbinding wellicht te voorschijn geroepen door eene werking, die verwant is aan hetgeen er geschiedt bij het aan elkander wellen van metalen. De uitdrukking „electrisch wellen" kan men dus als gerechtvaardigd beschouwen. Het onderscheid tusschen liet electrisch en het mechanisch wellen is hierin gelegen, dat bijna alle vaste metalen door middel van den stroom aan elkander geweld kunnen worden, ja, dat men ook stukken van verschillende metalen, waarvan de smeltpunten ver uit elkander liggen, kan vereenigen. Het wellen kan zoowel met gelijk- als met wisselstroom geschieden, daar de warmtewerkingen van den stroom niet van de richting van den stroom afhangen en dus ook bij wisselende richting kunnen optreden. Voor het aan elkander wellen van dunno stukken, waarvoor eene betrekkelijk kleine stroomsterkte noodig is, past men gelijkstroom toe; moeten er stukken met groote doorsneden geweld worden, waarbij het aantal Ampères tot in de duizenden en tienduizenden stiist. dan gaan met het ontwikkelen en het overbrengen van dezen sterken stroom te veel verliezen gepaard, wanneer de stroombaan niet zoo kort mogelijk gemaakt wordt; men bedient zich daarom van wisselstroom, dien men gemakkelijk kan transformeeren, dus een wisselstroom van hooge spanning en geringe stroomsterkte, die op de plaats, waar men de bewerking wil verrichten, in een zeer sterken stroom wordt omgezet. Hierop komen wn later nog terug. Eerst zullen wij eene t'ig. 492. machine besproken tot het aan elkander wellen van betrekkelijk dunne stukken metaal. Fig. 492 geeft eene afbeelding van een werktuig, dat geschikt is tot het wellen van ijzeren staven, niet dikker dan 12 millimeters. De machine bestaat uit een dynamo en eene op dezelfde grondplaat bevestigde tafel, waarop de schroeven staan tot het vastklemmen der staven. De dynamo-niachine is voor een zeer sterken stroom gebouwd; hare klemspanning behoeft niet groot te zijn, daar de te overwinnen weerstand slechts zeer klein is, zoodat dus reeds bij weinig Volts spanning de benoodigde groote stroomsterkte, die bij het wellen van 12 mM. dikke staven 2000 Ampère moet bedragen, ontstaat. De te vereenigen staven worden in de beide klemmen vastgeschroefd en nauwkeurig tegenover elkander gesteld. Een der klemmen kan door middel van eene schroef verschoven en daardoor de door haar vastgehouden staaf tegen de andere gedrukt worden. Laat men nu den stroom der machine, welker polen met de beide van elkander geïsoleerde klemmen verbonden zijn, door deze en dus door de aanrakingsplaats der staven gaan, dan wordt deze plaats, ten gevolge van den grooten weerstand bij den overgang van de eene staaf op de andere, gloeiend, en onder medewerking van den druk wellen de beide staven in weinige seconden aan elkander. De staven hechten nu niet, zooals b(] de electrische soldeering geschiedt, slechts op enkele punten aan elkander, maar ze zijn over hare geheele doorsneden goed vereenigd. Dit berust op eene merkwaardige eigenschap van het heete metaal ten opzichte van zijn weerstand. Neemt namelijk de temperatuur vfvii een metalen geleider toe, dan stijgt ook zijn weerstand. Wanneer nu op eene plaats, waar de staven elkander iets beter aanraken, een betrekkelijk grooter gedeelte van den stroom is doorgegaan dan door andere plaatsen met minder goede aanraking, dan is HO7D nlouto IIAAU. 1 J j; i 1 . ■ i . van dien der andere plaatsen grooter geworden; de stroom is nu sterker op de plaatsen, waar de aanraking het slechtst is, en verhit deze dus het meest. Hierdoor verdeelt zich de warmteontwikkeling in den loop der bewerking gelijkmatig over het geheele vlak van aanraking en worden de stukken over hunne geheele dikte aan elkander geweld. Er heeft hier dus eene eigenaardige regeling der stroomwerking plaats, die den lezer zal herinneren aan de vroeger beschreven methode, om bü de vervaardiging der gloeilampen den weerstand van den gloeidraad gelijkmatig te verdeelen. Gedurende het wellen heeft de werkman de verbindingsplaats onmiddellijk en goed verlicht voor zich en kan dus den loop van het proces zonder moeite nagaan, daar hij door de ontwikkelde warmte niet gehinderd wordt. Het krachtsverbruik by dit wellen is zeer groot; voor de in ons voorbeeld genoemde twaalf millimeters dikke ijzeren staven zijn 10 paarden- kracht noodig, maar slechts gedurende tien seconden, binnen welken tijd de bewerkiDg geschiedt. Rekenen wij vijftig seconden voor het .vastklemmen en verwijderen der staven, dan kan men met de machine per uur zestig paar staven aan elkander wellen, eene snelheid, die men met mechanisch wellen lang niet bereiken kan, nog afgezien van den beteren arbeid, welken men door de toepassing der electrische methode verkrijgt. Naar de laatste metingen is voor rondijzer van 25 millimeters middellijn een arbeid van 25 P.K. gedurende 45 seconden noodig. Moeten er dikkere stukken aan elkander geweld worden, dan wordt de vereisehte stroomsterkte te groot dan dat men haar met voordeel onmiddellijk door de dynamo zou kunnen ontwikkelen, omdat er öf te veel arbeidsvermogen in de machine zelve verloren zou gaan, öf men deze een te geringen weerstand zou moeten geven en haar daarom te groot zou moeten maken. Men past om die reden een hoog gespannen stroom toe, dien men onmiddellijk vóór het toestel door een transformator in een stroom van groote stroomsterkte verandert. Tot dit doel bedient Prof. Thomson zich van het in Fig. 493 afgebeelde apparaat, hetwelk uit een transformator en de onmiddellijk daarvóór gelegen klemmen bestaat. Deze zijn in beginsel op dezelfde wijze ingericht als die van het vorige Fig- 494. toestel; alleen zijn alle deelen, waardoor de buitengewoon sterke stroom moet gaan, veel dikker genomen. De verbinding van de klemmet met den transformator, waarvan de secundaire wikkeling uit eene enkele uit koperen bladen samengestelde winding bestaat, wordt door Fig. 494 aangegeven. In een der grootste tot nu toe gebruikte toestellen, dat op de laatste Parijsche tentoonstelling ter bezichtiging was gesteld, werd de stroom geleverd door eene wisselstroommachine, die bij eene spanning van 200 Volt eene stroomsterkte ontwikkelde van 120 Ampère. Deze stroom werd nu door den transformator omgezet in een anderen, van 24000 Ampère en slechts 1 Volt spanning. Met deze enorme stroomen kon men ijzeren stangen van 50 millimeters middellijn in eene minuut aan elkander wellen, terwijl gedurende dien tijd een arbeid van 40 tot 50 paardenkracht door de machine werd verbruikt. Eene van de meest interessante toepassingen van het THOMSONSche proces is in Fig. 495 voorgesteld. Zooals den lezer bekend is, worden de enkele rails bij onze spoorwegen door lasschen tot eene baan gevormd. Tusschen twee enkele rails blijft eene ruimte van eenige millimeters, opdat ze aan de uitzetting en inkrimping ten gevolge van temperatuursveranderingen gemakkelijk kunnen voldoen. In Amerika heeft men gemeend, dat die speelruimte niet noodig zou zijn en dat do rails zonder bezwaar eene onafgebroken baan kunnen vormen. Hiertoe heeft men het electrisch wellen toegepast. Eene proef heeft bewezen, dat de temperatuursveranderingen geen schadelijken invloed op da constructie hebben, dat het materiaal zich by verhooging van temperatuur instuikt en by verlaging voldoende uitrekt, zonder dat bochten of breuken het gevolg zijn. Men heeft toen toestellen voor het electrisch wellen van deze rails geconstrueerd, waarvan we hier eene afbeelding geven. In principe is het een werktuig volgens Thomson, alleen gewijzigd voor het bijzondere doel, waarvoor het moet worden gebruikt. Zooals wij later zullen zien, worden deze raillasschen ook veel toegepast bü electrische spoor- en tramwegen, daar het hierbij van groot belang is, dat de rails een goed geleidende terugweg voor den stroom vormen. Eene andere toepassing van den stroom bestaat in het ontladen van geharde pantserplaten, waarin gaten voor de schroefbouten, die ter bevestiging dienen, moeten worden aangebracht. Dit zacht maken moet zoo dicht mogelijk bij de plaatsen, waar de gaten zullen komen, begrensd blijven. In Fig. 496 zien we twee zware, door water afgekoelde koper-electroden dicht bü elkander op de pantserplaat gebracht, zoodat de sterke stroom van de eene electrode door de plaat naar de andere electrode kan gaan en op zijn door de pijlen aangegeven weg de plaat gloeiend en zacht maakt. Fig. 497 geeft dan de betrek¬ kelijk kleine oppervlakte aan, waar de plaat gloeiend wordt. Zeer eigenaardig is eene door Lagrange en Hoho, te Brussel, uitgevonden methode, die het verhitten van metaaldeelen in het smidsvuur moet vervangen, maar ook verder voor het smelten kan worden toegepast. Het verrassende bij dit proces bestaat hierin, dat het te verhitten stuk metaal in water wordt gedompeld, waarin het binnen weinige seconden witgloeiend wordt. Terwijl wij gewoon zijn, gloeiende metaaldeelen in water af te koelen, heeft hier het omgekeerde plaats: het koude metaal wordt in water heet. Dit geschiedt door de werking van den electrischen stroom, die, zooals w\j zullen zien, b{j dit proces eene dubbele rol vervult. Dompelt men eene ijzeren staaf, die mot Ha nnoratifive nool van een stroomontwikkelaar is verbonden, in een bak met aangezuurd water of beter, in eene oplossing van potasch, die door middel van eene in het vat staande looden plaat met de positieve pool in verbinding staat, dan ontwikkelt zich op het oogenblik, dat de ijzeren staaf met het water in aanraking komt, waterstof aan de staaf en deze blijft als een dunne laag om het ingedompeldeeindeklever., zoodat zij het als een mantel omgeeft en van het water scheidt. Dit omhulsel is natuurlijk uiterst dun, maar toch biedt het aan den stroom een zeer grooten weerstand. Daar nu de stroom op het oogenblik van het indompelen onmiddellijk zal doorgaan, e n overgang van metaal op water, zooals wij gezien hebben, zeer groot is, heeft hier een sterke warmte-ontwikkeling plaats, en deze is zóó intensief, dat zij, niettegenstaande de nabijheid van het afkoelende water, het ingedompelde einde van de ijzeren stang weldra tot gloeiens toe verhit. Fig. 498 maakt duidelijk, hoe men hierbij te werk gaat. Ten einde deze methode in toepassing te brengen, bedient men zich van een steenen of houten bak, ongeveer 1-| M. lang en J M. breed en diep. Op den oodem of tegen een zijwand bevindt zich de looden plaat, die met de positieve pool van een stroombron verbonden is. De stroom kan geleverd worden door een gelijkstroom-dynamo of door eene accumulatoren-batterij. Laatstgenoemde heeft het voordeel, dat zij niet gevoelig is voor de plotselinge be- en ontlastingen, zooa s zij b\j deze methode door het indompelen en uithalen van het metaal vooromen. Het te verhitten stuk metaal wordt met eene tang aangevat, die door middel van eene buigzame geleiding met de negatieve pool van den stroombron ver onden is. Het water in den bak bevat 10 — 20 °/0 potasch en is tot 70° esius verwarmd, bij welke temperatuur het energieverbruik het gunstigst is. De uitvinders hebben waargenomen, dat bü 150 Volt spanning en 6 Ampère per quadraat-centimeter oppervlakte van het ingedompelde metaal, dit in 8 seconden witgloeiend wordt, dus in zeer korten tijd. Het bii deze proef gebruikte stuk ijzer had een middellijn van 20 millimeters. Laat men zulk een stuk ijzer langer in het bad, dan gaat het smelten en druipt af evenals was, dat men in heet water dompelt. Men ziet gemakkelijk in, dat dit verhittingsbad in de plaats kan treden van het smidsvuur; het heeft in ieder geval boven dit laatste het onloochenbaar voordeel, dat de verhitting veel sneller geschiedt en er dus tijd aespaard wordt. Boven- . ï , u. vanwege net waterstofhuidje afgesloten van de oxydeerende uci , zoodat men geen weimiddel (b.v. borax) behoeft te gebruiken. Eene veiroeste staaf, even ingedompeld, komt blank uit het bad, hetgeen voor een toesc ouwei zeer frappant is. Dit en het feit, dat bij de open smidsvuren verreweg iet giootste gedeelte van de warmte, door de brandstof te voorsenjn geroepen, nutteloos door den schoorsteen verdwijnt; verder de last, dien men heeft van rook, roet en stralende warmte, doen het waarschijnlijk voorkomen, dat de beschreven methode niet alleen bruikbaar, maar ook voordeehg zal zijn. Wij zullen niet beweren, dat binnenkort iedere hoefsmid z(,n «zer electnsch zal smeden, maar voor groote smederijen, waar tegenwoordig talrijke smidsvuren in werking zijn, mag men do vraag wel overwegen of de electrische verhitting niet voordeeliger is. Fig. 499 geeft er eene voorstelling van, hoe dit electrisch verhitten wordt uitgevoerd. Wjj zullen later zien, hoe dit smeedproces eenige jaren geleden geleid heeft tot de zeer interessante ontdekking van Dr. Wehnelt: den electrolytischen interruptor. Smelten door middel van den stroom. De eerste, die de warmtewerking van den stroom voor dit doel toepaste, was Sir William Siemens. Hij gebruikte hiervoor een lichtboog, welken hij in een technisch eenigszins primitief toestel op stukken staal liet inwerken. Zijn fornuis bestond uit een smeltkroes, in welks bodem eene geleiding van platina of kool was bevestigd, die met de positieve pool der dynamo-machine verbonden was. De stukken staal werden in den kroes gedaan en kwamen daardoor met de positieve pool in aanraking. De andere pool was met eene koolstaaf verbonden, die loodrecht boven het staal hing en de stukken met de onderste spits aanraakte. Zoodra de stroom door het toestel ging, werd de koolstaaf door een zelfwerkenden regulateur eenige millimeters in de hoogte getild, zoodat de lichtboog ontstond, die ook gedurende het smelten van het staal door de werking van den regulateur bleef bestaan. In navolging van Sir William Siemens brachten de Gebroeders Cowles deze smeltingsmethode in een eenigszins gewijzigden en vereenvoudigden vorm in toepassing en op hen volgde Heroult, die bij zijne aluminiumfabricage eveneens de electrische smelting aanwendde. De beschrijving dezer beide methoden zullen wij tot het Hoofdstuk Electro-metallurgie bewaren, omdat zij daar beter op hare plaats is. Later heeft Taussig getracht, om door middel .van den electrischen stroom metalen in het luchtledige te smelten, ten einde ze op die wijze tegen de inwerking van zuurstof te beschutten. Hy gebruikt hiertoe niet den lichtboog voor de concentratie def warmte, maar vult den smeltkroes met kantige stukjes der te smelten stof; de electroden dringen door den wand van den smeltkroes naar binnen. In dit geval bestaat er op iedere plaats van aanraking tusschen twee stukjes een groote electrische weerstand, en de warmte zal zich dus op die plaatsen concentreeren, zoodat de verhitting er groot genoeg wordt, om de stof tot smelting te brengen. Wat zal er echter gebeuren, wanneer een gedeelte van de stof in den smeltkroes reeds gesmolten is en in vloeibaren toestand de beide electroden verbindt? Ontstaat er dan niet een weg van weinig weerstand, waarlangs de stroom gemakkelijk van de eene electrode naar de andere kan gaan, zoodat de warmte-concentratie in den kroes vermindert? Hier komt ons nu de reeds vroeger vermelde eigenschap der metalen te hulp, om n.1. bij stijgende temperatuur den stroom slechter te geleiden; de sterk verhitte vloeibare metaalmassa heeft dientengevolge een zoo grooten weerstand gekregen, dat, niettegenstaande zij een onafgebroken geleider vormt, toch de werking van den stroom in den kroes geconcentreerd en dus het grootste gedeelte van het door de dynamo-machine ontwikkelde arbeidsvermogen aldaar als warmte vrij wordt. Het is evenwel de vraag of de kosten, die met deze methode gepaard gaan, eene meer uitgebreide toepassing wel mogelijk maken, en wij moeten het zelfs zeer betwijfelen of dit bij metalen van geringe waarde het geval is. Bij edele metalen zal men eer aan deze wijze van smelting kunnen denken, die niet tot verontreiniging van het metaal aanleiding geeft en bovendien niets doet verloren gaan. Yan de hier even vermelde eigenschap, dat de weerstand van gesmolten 33 interetal? somman .mÏÏJvSÏ^ den TaaÏsten Z oP welhitte kunnen """» ■«•'» secondaire winding van den transformator in Fi* ]L d 6ln,en der enkele tusschenstnk met elkaar verbonden werden dan zou t"! T"" °e"18 toegevoerde energie geheel voor verwarming van h- Pnmaire gebruikt worden, een op het eerste gezicht- n> tt i '6 secondaire winding tin, Wanneer men nu'echter een ringvormige goot met vloeibaar mot,,i a"gen denkt door dat do electrifchf energie Ihans ' TnlZli '' f ^ Zij"' dat gesmolten metaal geconcentreerd wordt Het idTe^e^ ^"Ze ^ Warmte ln massa zelf de secondaire winding van eln tSÜf '+ gesmolten metaaloorspronkelijk afkomstig van den repd« ' orma or t<3 1)0611 vormen, is electrotechnicus Febbanti, die omstreeks 1887™ LT genoemden Engelschen hebbende, verwierf. Wegens de toenmalig • enten> hierop betrekking techniek was echter geen prlctLche' toeZ^ °DtMi^ del" eI^ro. zoodat het weer in het vergeetboek raak/^'T °h gI00te schaal mogelijk, de eer toe, het vraagstuk vele iartn laï ^ K™ beterd te hebben, zoodat h(j in 1899 in ^vsin^d h3nd f6n°men en ver" succes in bedrijf stelde. Het doel van de7« n • e ook verschillende goede constructies van electrische motoren aangewend en voornamelijk motoren voor groote krachten gebouwd Voor een vermogen van 250 P.K. en meer paste deze firma eene meer P° ge machine toe, die in Fig. 520 is afgebeeld. Bij de tegenwoordige constructie der electromotoren worden natuurlijk in besproken S * b« * 'r airmea. ,„°n' "s" m". 800 «!">> :'k uiteluitend gegroefde ankers .» ve an staande gelamelleerde poolschoenen (zie blz 120)' mYX "9 7rdt I0'>,e<,, ""<* «""*•»■ * ^oolborstels waren J motoren al ln ssbrnik, voordat 2e b(| de generatoren toegepast werden. Een belangrijke verbetering van den laatsten tijd is de toepassing der keerpolen. Zooals op blz. 126 al aangestipt werd, zijn die keerpolen bij motoren van veel nut, daar dan de borstels in de neutrale lijn kunnen staan, en toch niet elke draairichting een volkomen vonkvrye commutatie wordt verkregen. Het groote voordeel komt echter pas voor den dag, indien de motor met zeer verschillende snelheden dienst moet kunnen doon; ter verhooging van de snelheid moet namelijk, zooals wy hierna zullen zien, het magnetisch veld verzwakt worden en worden dus de gevallen 2 en 3, op blz. 125 genoemd, gecombineerd. Deze omstandigheid is zeer ongunstig voor de commutatie, zoodat men vóór de invoering der keerpolen die snelheid niet binnen genoegzaam wijde grenzen kon wijzigen, wilde men den kostbaren collector niet spoedig ten gronde richten. Bij een motor met keerpolen komt het er zeer op aan, dat de borstels zuiver in de neutrale lijn staan; ze mogen nooit verschoven worden, daar dit tot ompolen zou kunnen leiden. Verder zijn keerpolen onmisbaar bij motoren voor spanningen boven 600 Volt. Wat den uitwendigen bouw betreft, heeft de compacte ronde vorm de overhand; men onderscheidt open, geventileerd gekapselde en (geheel) gekapselde ■asiKf open motor van hetzelfde vermogen (L 's k ! ' ' ^ 66n geven van een -esloten mntnri. h ongeveer een denkbeeld type i. danZtS:.?ZZZL "" 8SVMtllcM Aanloopweerstanden. We moeten „„ melding ,„aken >a„ Mnehu|p. dfCm"°or' fn'tlL™" e",Cl",SCl"i °"°n«b.er]uk I,. Zeelang bereikt zal ajjne te(ren K m k e't °* f i'6 V°"0 snel,leid llog niet heelt wordt volgens de ï'1 „ , "" n0rma'otor bepaald weer,tand vanden motor"T*™' K' " d8elen «•» klemspanning worden verkCn to,7 dT'-ft leiding een weerstand te schakelen, den aan 1 oop\veers t an d, dien men bij toenemende snelheid langzamerhand vermindert en eindelijk uitschakelt. Aangezien de motor dikwijls door ongeoefende personen als pakhuisknechts, kraan wachters, liftjongens en in vele fabrieken zelfs door gewone sjouw ei lieden wordt bediend, is men er op bedacht, de bediening zoo eenvoudig mogelijk te maken en het werktuig van verschillende veiligheidsinrichtingen te vooizien. De aanloopweerstand nu is in de laatste jaren een onderwerp van giondige studie voor vele electro-technici geworden. We zullen hier een aanloopweerstand beschrijven, door de Haarlemsche machinefabriek, voorheen Gebr. 1 igee, Fig. 522. geconstrueerd voor een electrisch bewogen lift of lier, speciaal gebouwd voor liooge spanningen tot 500 Volt en motoren tot 25 P.K. Fig. 521 en 522 geven eene afbeelding in voor- en achteraanzicht. In eene gietijzeren kast, waarvan de buitenmaten zijn: 650 m.M. hoog, 625 m.M. breed en 340 m.M. diep, is het gelieele mechanisme geborgen en stofdicht afgesloten door ijzeren platen (in de afbeeldingen weggenomen). Tegen een der zijkanten van deze kast (Fig. 522 rechts) zijn de weerstandsspiralen geborgen, die met behulp van geïsoleerde leidingen zijn verbonden met de contact-lamellen, links in Fig 521 aangegeven. De hooidas van het apparaat loopt op stalen rollen en wordt gedragen dooi twee stoelen. Op deze as is aan den voorkant (zie Fig. 521) eene snaarschijf gemonteerd, terwijl Qen te^novergestelden kant (Fig. 422) eene hartvormige schijf is bevestigd voorzien van eene sleuf. In deze sleuf wordt „et een stalen roSeen dubtelhandel gedragen, aan welks uiteinden (Fig. 522) de borstel! ziin bevestigd die op de contacten rusten. Is de snaarschijf in den nulstind zoo wordt het dubbelhandel met de contactborstels in den hoogL stand' gehouden (F,g 522); wordt de as nu gedraaid, zoo verwijdt zich de sleuf het stalen lolletje wordt niet meer ondersteund, de contactborstels glijden langs de contactstukken naar omlaag en sluiten zoodoende een gedeelte van ,thtS°0pr:rSt™d kor'" te snel zakken wordt verhinderd dóór len chtbuffer, bestaande uit een zuigertje, dat naar omlaag gedreven wordt De luch g7 ,l 7" het haDdel e" d9 lucht in een comprimeert De lucht ontwekt door eene opening beneden in den cylinder; deze opening wordt door een klepje meer of minder gesloten naarmate de aanloopstroom s! tt ,r ,°0r W°rdt d6 snelheid' waarmede de borstels over de contact stukken gleden, geheel automatisch geregeld en wel zóó, dat deze snelheid evenredig ls met de tegen-electromotorische kracht, die de aanZe^e motor ontwikkelt, m. a. w. evenredig met de toename van het aantal toeren van en motor, waardoor aan den last, die door het windwerk wordt opgeheschen eene eenparig versnelde beweging wordt medegedeeld. Dit iaatslïsvooral vanTt ^ b°]ang' °m den SChok bü het in beweging komen van de kooi zooveel mogelijk te vermijden. BÜ het geheel of gedeeltelijk terugdraaien van de snaarschijf in den nul stand wordt door den onderkant van de ,!e„f het dnbbeie handel met de contactboretel, gedwongen naar omhoog te gaan en de weerstand in den stroomloop van den motor geschakeld. Het laatste heeft dus de bedienende persoon ge eel in zjjn macht door, wanneer de motor loopt, de snaarschiif me behulp van den stuurreep een weinig terug te draaien. Het versnellen van de beweging door weerstand kort te sluiten en dus uit den stroomloop van den motor te verderen (het zakken van de contactborstels over de contacT tukken) geschiedt, zooals wjj boven zagen, geheel automatisch. Terwijl dus de bediene.d0 persoon het geheel in de hand heeft, om de snelheid van den riL t t r u grenzen te var'eeren (b« volbelasten motor c.a. 70 %) lSC, V°°r overbelasting do°r te sterke aanloopstroomen mschakel®n van den motor voor links- of rechtsloop geschiedt met geplaatstVandieeede ieinfdStabfet WalSj6' ^ b°V6n °P de twee stoelen » g nl^thL ag6n: °P dit Walsje z«n de noodige koperen hfina nJ6S §;emonteerd' dle b« het omleggen van het walsje 5 hamertjes P P a e wyze met elkaar verbinden. Deze contacthamertjes zijn met het anker en de veldmagneten van den motor verbonden. De beweging™ * wa.sje geschiedt eveneens door het draaien van de onronde schijf (zie Jig 522 w d 7n9• ; ,"T ™ de " '™ meegelmen walsje opJstel!T ! r6CMS draait Een sterke ma^neet is naast het motor onS T> I lnductievonken> die b« het uitschakelen van den ™ . °Ptreden' Ult te dooven. Daar dit uitschakelen op 5 plaatsen gelijktijdig geschiedt, ls deze vonk zelfs bfl eene spanning van 500 Volt zeer Tering In den nulstand wordt liet walsje door eene sterke spiraalveer gehouden en zijn de hamertjes, die met het anker zijn verbonden, in dezen stand kortgesloten op een z.g. remweerstand. Het snel roteerende anker van den motor, dat by het uitschakelen niet direct tot stilstand komt, zal nu door deze kortsluiting als dynamo stroom leveren in den remweerstand. Hierdoor wordt echter bijna onmiddellijk de levende kracht van het draaiende anker uitgeput en komt dit dus na enkele omwentelingen tot rust. De regeling der electrische motoren. — De arbeid, door een electrischen motor verricht, zal afhangen van de stroomsterkte en van de door hem ontwikkelde tegen-E. M. K. Moet deze arbeid grooter of kleiner worden, dan zal ook het product dezer beide genoemde grootheden in overeenstemming hiermede moeten veranderen. Wij kunnen nu, wanneer de belasting grooter wordt, en de motor dus meer arbeid moet verrichten, öf de tegenE. M. K. öf de stroomsterkte óf beide grootheden te gelijker tijd vergrooten öf eindelijk de eene vergrooten en de andere verkleinen, echter zoodanig, dat het product van beide toeneemt. Vergrooten wij, ten einde den verrichten arbeid te doen toenemen, alleen de tegen-E. M. K. (terwijl de stroomsterkte onveranderd blijft), dan moet ook de klemspanning grooter worden, want de stroomsterkte hangt af van het verschil tusschen klemspanning en tegen-electromotorische kracht; stijgt deze dus, dan moet ook gene toenemen, opdat het -verschil en daardoor de stroomsterkte constant blijve. Bü de serie-schakeling van electrische motoren, die in Amerika veel wordt toegepast, moet de stroomsterkte constant blijven, maar de spanning aan de polen der motoren veranderlik z\jn. W\| zuuen nu eens nagaan, hoe men in dit geval de achter elkander geschakelde motoren bij veranderlijke belasting regelt. Wij kunnen ons hierbij bepalen tot het geval, dat de omwentelingssnelheid ongeveer constant moet gehouden worden; dit komt overeen met de eischen der practijk en laat eene betrekkelijk eenvoudige regeling toe. Daar de vergrooting der electromotorische kracht hierbij niet door vermeerdering van het aantal omwentelingen verkregen kan worden, moeten wij het middel toepassen, hetwelk ons reeds van de regeling der dynamo-machine bekend is, n.1. versterking van het magnetisch veld. Hiertoe kunnen .wij öf de stroomsterkte in de windingen der eiectro-magneten grooter maken, öf de magneetbewikkeling in verschillende afdeelingen splitsen en den stroom, al naar dit noodig blijkt te zijn, door meer of minder dezer achter elkander geschakelde afdeelingen laten gaan, waardoor de magneten sterker of zwakker gemagnetiseerd worden. Bü de electrische motoren gaan wij op dezelfde wijze te werk, door eene schakeling toe te passen, welke in Fig. 523 schematisch is voorgesteld. Wij zien, dat de stroom door een veranderlijken weerstand moet gaan. De eene-pool van den motor staat in vaste verbinding met het eene einde van dezen weerstand, de andere pool kan met eene der spiralen van den veranderleken weerstand in contact gebracht worden. De spanning aan de klemmen van den motor zal nu stagen lioe meer afdeelingen van den veranderleken weerstand zijn ingeschakeld, terwijl de stroomsterkte in de hoofdleidingen, die door de pijlen wordt aangegeven, niet behoeft te veranderen. Dit middel is echter niet zeer doelmatig. Veel beter is het alleen de stroomsterkle in de electro-magneetwindingen te wijzigen. Ongeveer hetzelfde bereiken wij, wanneer wij bij onveranderlijke stroomsterkte het aantal windingen, waardoor de stroom om de magneten gaat, grooter of kleiner maken. In Fig. 524 wordt een schematische voorstelling van deze schakeling gegeven. Zooals wij zien, is hier de motor met een snelheidsregulateur verbonden, die bij te snellen gang windingen uitschakelt, bij te kleine snelheid den stroom door meer windingen laat gaan. Wordt nu door vermeerderde belasting de gang van den inotor vertraagd, dan zal hij meer windingen inschakelen, en dienovereenkomstig zal de tegen-electromotorische kracht in overeenstemming met den meerderen arbeid, dien de motor moet verrichten, grooter worden. Yan de toepassing van deze constructie in de practijk geeft ons Fig. 525 eene voorstelling. De Figuur is eene afbeelding van een motor van Immisch voor serie-schakeling, dus met constante stroomsterkte. Op het linkereinde van de as is de regulateur bevestigd, die door middel van een hefboom een contact heen en weer kan schuiven. Al naaide snelheid van den motor zuller. er dus meer of minder windingen worden ingeschakeld. Een dergelijke regeling heeft ook plaats bü de in serie geschakelde motoren van het systeem van krachtsoverbrenging Thury, waarover wü op blz. 324 al reeds met een enkel woord spraken en waarop wü nog bü het bespreken deiverschillende systemen van electrische krachtsoverbrenging terug zullen komen. Veel eenvoudiger is de regeling bü electrische motoren, die aan geleidingen van constante spanning zijn aangesloten, omdat wü daarbij met onze toevlucht behoeven te nemen tot mechanische regulateurs, maar de regeling aan den stroom zeiven kunnen overlaten. B\j constante spanning aan de polen van den motor zal namelijk de stroomsterkte stijgen, wanneer de tegen-E. M. K. daalt, omdat daardoor het verschil tusschen klemspanning en tegen-E'. M. K. grooter wordt. Binnen zekere grenzen heeft echter dit stijgen der stroomsterkte, niettegenstaande de vermindering der tegen-E. M. K., eene vergrooting van het product dezer beide grootheden ten gevolge, zoodat de door den motor verrichte arbeid daarbij grooter wordt. Bij een sHUNT-motor is de magneetbewikkeling met de klemmen en dus met de constante netspanning verbonden, zoodat de stroom in die bewikkeling en dus ook het magnetisch veld als constant beschouwd kunnen worden. Wordt nu de motor sterker belast, dan vermindert zijn omwentehngssnelheid en daardoor ook zijn tegen-E. M. K.; de stroomsterkte in den motor zal dus stijgen en bü eene bepaalde vermindering der omwentehngssnelheid zal de stroomsterkte in overeenstemming zijn met den to verrichten mechanischen arbeid. Hij regelt dus automatisch door de omwentehngssnelheid te vörfliidörön. Daar deze verandering tusschen de grenzen van den onbelasten en den volbelasten toestand - b\i goede shunt-motoren is het aantal omwentelingen per minuut bü volbelasting 5 % minder dan wanneer de notor niet belast is - niet aan alle eiscnen v0 za, „ gaat de snelheidsrfl™li snelheld te« gevolge hebben. Op deze wijze meer dan 15»/ sn it gemakkelÜk en zonder verlies; wil men echter de motor van kee™iïldSVerandenng duurzaam kunnen verkrijgen, dan moet " oi Van KeerPolen voorzien z«n (vgl. blz. 533). het magnetisch'veTd0tnriet consïïnf bWft Tf™ eenv0Udig' daar 1111 afneemt Rn hoi constant bluft doch met den motorstroom toe- of strrrerkte toe»d—de het ^*• E.M.K. afneemt.-daar *S plaatS v,nden' doordat de tegen' dl"11! " KM1""" °Pd3t nU in dat «terkeTegveld o hetTt K' V6rnlindere' kan het "iet anders, het anker moet aanmerkelijk langzamer draaien sT Te8ZZ:\r b" 6en shunt-mo,or met het con' ontUstir I h T'aI Z°U Zi'n' 0mgekeerd zal bij ontlasting de snelheid zeer toenemen, daar nu het eld zeer zwak wordt, zoodat zelfs de motor er van ontlast^ gaan' ^ S6rie-motor mag dus nooit"geheel ontlast kunnen worden en is daarom voor vele toe- pass.ngen met geschikt. H« is daarentegen zeer op zyn plaats bn voertuigen — , , o-—» »»wjo Gii&.y vooral ook kregen 3wordfn. ^ bÜ het aa"Zetten een ^°'e ^kracht ver- in d^tZnVoXn"Serie"m0t0r b« wi.-I.troom Uit het bovenstaande bliikt Jlt " ® WlsseIstroommotoren leeren kennen, binnen nauwe grenzen te re^i W° k" St3at Z"n den electrischen motor constante spann^g worden Th " m°t0ren' die door str00men ™ en langs zuiver electrischen wL reve"> £esch'edt deze regeling automatisch aan zichzelven kan worden zoodat de motor ook by wisselende belasting gro», ,.0^ ™ Tn LSet «*"** <« »« wanneer hy minder arbeid mnPt ™°tor» want hierdoor wordt telkens, aan stroom gespaard Nepmt vernchten, al duurt dit ook nög zoo kort, zelden voortdurend met volle kraVt" aanmerking' dat arbeidmachines slechts W hetzij onbelast een motor, die de door haar Zal men be^r«Pen- dat zoodra hjj minder arbeid te verrechten ^ (f^ht 00eenb,ikk* vermindert, *«n, en in dit opzicht is ngen daarmede verkrijgt men de zonder nadere verkla • ^'ge aan te brengen die in Fig. 530 is aangegeven. " ^ VerkIaring duidelijke inrichting, motor van de GebI. Tan" m0t0r' 660 k°g6!" P..P , aangebracht. Wan„.„ door een anderen motor wordt gedreven, zal het spoedig blijken, hoe eenvoudig deze electrische werktuigen zijn. Vooral doet zich dit voordeel gevoelen, wanneer verschillende pompen, die niet onmiddellijk naast elkander liggen, in beweging moeten worden gebracht, zooals bij werken van waterbouwkundigen aard. Den stroom van een enkelen dynamo, die desnoods een heel eind ver kan zijn opgesteld, verdeelt men zonder moeite over verschillende motoren, en dit is vooral dan van belang, wanneer de pompen slechts tijdeiijk dienst moeten doen. Fig. 532 moge er een denkbeeld van geven, hoe gemakkelijk zulk een provisorische aanleg is ingericht. Een paar balken zijn spoedig neergelegd, hierop worden de motor encentniugaaipomp bevestigd en na verloop van een uur is alles tot werken gereed. Bij deze toepassing van den electrischen motor heeft men dan nog het voordeel, dat de omwentelingssnelheid van den motor en die der pompen voor vele constructies goed bh' elkander passen, zoodat motor en pomp direct aan elkander gekoppeld kunnen worden. •25 Eene toepassing, die aan de voorgaande verwant is, vinden wil in de electrische brandspuiten. Men kan deze toestellen natuurlek slechts daar invoeren, waar het geheele gebied, dat dooide spuit bediend moet worden, van electrische geleidingen is voorzien, dus in steden met electrische centraalstations, waar liet kabelnet zich in alle straten vertakt. In zooverre ligt de beteekenis dezer machine nog in de toekomst, maar wanneer de electrische centralen zich eenmaal meer hebben uitgebreid, zal ook deze toepassing van den electrischen stroom van grooter belang worden. Eene eenvoudiger brandspuit kan men zich bezwaarlik denken. De electrische brandspuit heeft vooral het groote voordeel, dat z\j veel lichter is dan de stoomspuit. Denken wij ons nu in het verlichtingsgebied. hetzü tegen de huizen hetzij in de straten, eenvoudige contacten aangebracht, waar men den buigzamen kabel ran de spuit kan aansluiten, dan hebben de >randweerlieden de geeiding, welke op eene trommel is gewikkeld, «wi>tc ,f(, ,,1 ^ irummei is gewiKkeia, af te rollen en te verbinden, om de spuit water te doen geven. In Fig. 533 is eene electrische brandspuit afgebeeld van de firma O. L. Kummer & Co , Dresden, die bu de proefnem.ngen uitstekend heeft voldaan en in de fabriek der firma te Niedersedlitz in gebruik is. Wy hebben van dit werktuig melding gemaakt, niet omdat het eene zoo belangrijke toepassing van den stroom is, maar om aan te toonen, hoe in de toekomst de electrische drijfkracht in steden, waar op alle punten stroom ter beschikking is, kan worden gebruikt. De eenvoudige behandeling en het gemak, waarmede de drijfkracht wordt verkregen, zullen aan den electrischen motor een groote verspreiding verschaffen, en wellicht beleven wij het nog, dat men bij bouwwerken tijdelijke installaties maakt, die door middel van den electrischen stroom de pompen in werking brengen, de steenen ophijschen, den metselaars in donkere uren licht bezorgen of boor- en klinkmachines in beweging brengen en den heipaal in den grond drijven. Eene andere toepassing van den electrischen motor, namelijk die voor het drijven van ventilatoren, is daarom zoo practisch, omdat het benoodigde arbeidsvermogen door de buigzame draden zonder bezwaar naar moeilijk te bereiken ventilatoren kan worden geleid en de snelheid van deze van den grond af kan worden geregeld. Bovendien past de electrische motor zeer goed in de ventilatorconstructies en is ook daarom voor dit doel zeer geschikt. in tig. o34 is een ventilator voor fabriekslokalen van Fein, te Stuttgart afgebeeld. Ook bij dit toestel is de groote omwentelingssnelheid van den' motor een belangrijk voordeel, daar deze met de snelronddraaiend* vleugels direct gekoppeld kan worden. Een kleine ventilator voor kamers en kleinere lokalen, in het bijzonder ook voor café's en restauraties, zien wjj in Fig. o3o; het is eene constructie der „Allgemeine Elektricitatssesellscliaft". ecoon Fig. 536 leert de verbinding van den motor met de windvleugels beter zien De motor is door drie ijzeren ribben met den concentrischen ijzeren ring, die ter bevestiging van het werktuig aan den muur dient, verbonden. Op tad^ ^-rije ruimte nafienbeigdepnnaHdige' 1°°" kam6,'S bestemde ventilator * de naar beneden hangende waaier (Fig. 53 7). De kleine motor bevindt zich in tifi.d °° 7?" ,6t toes|eIlet)e> waarmede het aan de zoldering wordt bevês- nnt T ' 200 g' 538 d0et Zien' uit eene vertica'e op kogels oopende as van een klein trommelanker, waar onderaan de windvleugels Fig. 536. klossen zijn gebracht en die de veldmagneten vormen; deze zijn in de figuren weggelaten; de windvleugels brengen een naar beneden gerichte luchtstrooming teweeg. In vergaderzalen, scheepssalons, enz. heeft dit toestel een vrij groote toepassing gevonden. Vooral voor dames interessant is de toepassing van den electrischen motor tot het in beweging brengen van naaimachines (Fig. 539). De motor is onder het blad van de tafel aangebracht. Tot het in werking stellen en regelen bevindt zich daarnaast een rheostaat, die in eene kast is besloten. Het inschakelen van meer of minder weerstand geschiedt door middel van een hefboom, die met den voet kan worden bewogen. Ofschoon deze electrische naaimachine, die een einde zou maken aan het zenuwachtige trappen, nu nog, wegens de bezwaren, welke aan hare toepassing z\jn verbonden — wij noemen hier slechts het verschaffen van den electrischen stroom — nog maar weinig zal worden toegepast, moeten wij haar toch niet geringschatten. Ook zij levert het bewijs, dat in de toekomst de electrische stroom bevestigd zijn. Het middendeel van het holle lichaam, dat om het anker ligt, vormt een ijzeren ring, met twee diametraal tegenover elkaar liggende nokken voorzien, waarover draad- ieteekeniÏÏf knn l6V6n 'T ^ me6St verschillende doeleinden van groote oeteeKems zal kunnen worden. Men mnpt- hü oi t electrischen motor niet vragen- re i ,l toepassingen van dell s • „v elk nut hebben z\j op dit oogenblik?" maar wel degelijk rekening houden met het nut, dat zij later kunnen hebben. Wanneer het te voorschijn roepen van den stroom in den loop der tijden met minder kosten gepaard gaat, zal de electrische motor eene belangrijke plaats innemen in onze geheele maatschappelijke samenleving. Zóó veelzijdig is het gebruik van den electrischen motor, dat men hem, hetgeen de lezer zeker niet zal hebben verwacht, zelfs in de kerk heeft aangewend. Behalve tot het luiden der klokken en het opwinden van de torenklok, heeft hij ook als orgeltrapper dienst gedaan. In Engeland en Amerika is men op het gelukkige denkbeeld gekomen. den bUa.balg van he, orgel „oor d.„ geruisen Ilee^.n To." "n beweging l„e„ brengen, en b» „oe, d„ b„.r d9 bos,e'e"rèppor. want hy laat den organist nooit in den steek en levert altijd juist zooveel wind als noodig is; niet méér. De blaasbalg is namelijk met eene inrichting verbonden, die den motor uitschakelt, zoodra de bovenste plaat van den balg een bepaalde hoogte heeft bereikt; daalt de bals. dan worrif Ha Flg- 54a motor weder te werk taf'Z,tThkef' "T """" met b,aMb»* 'bonden S'iX™ bovenstuk van ï L, t ,ta™n «»• "» »»» "« den motor ,i, bevest,ed' «" oanloopw.er.tand en schakelt den motor u.t, zoodra de vinger een uitersten stand bereikt. Fig. 541 stelt eene draaibank voor, die door een onder aan de bank vastgemaakten electrischen motor gedreven wordt. Een directe verbinding van de motoras met die van de draaibank is niet wenschelijk, omdat de snelheid van de laatstgenoemde zeer veranderlijk moet zijn, hetgeen voor een motoi niet goed te verkrijgen is. Nu zien we op de as van den motor, die links uitsteekt, een verschuifbare kleine wrijvingsschijf, die de groote horizontaal liggende schijf beweegt. Door middel van eene schroef, die door een handvat kan worden gedraaid, is het mogelijk, den afstand van de kleine schiif tot het middelpunt van de groote te wijzigen > en dientengevolge zal de groote ook met verschillende snelheden loopen, terwijl de motor op zijn meest gunstig omwentelingsaantal wordt gehouden. De groote schijf \^eikt dan met hare as door middel van eene overbrenging op de as van de draaibank. Bijzonder geschikt is de electrische motor tot het in beweging brengen van hefwerktuigen, daar de toevoering der benoodigde drijfkracht er zeer gemakkelijk door kan geschieden en geen andere motor zoo goed bij de constructie der hefwerktuigen past als juist de electrische, zoodat hij dan ook voor dit doel eene uitgebreide toepassing heeft gevonden. Een voorbeeld hiervan levert ons de loopkraan, die in Fig. 542 is afgebeeld. Deze kraan IT'ZZ? voorheen Vooraan ,ie, me„ den „i™3°0° K'0" voor de langsbeweeinc rin w ™ ) Brstanden' tandradoverbrengmg enz. ook niet electromotoren, voot de^taarsbeweging vanjen »e besturing gesc,„ed. va, v,„^„T. In Fig. 543 is een electrische kraan afgebeeld, die een draagvermogen van sSSSSjSjsa dienen 3 takels" waarvan' 2? ^ ** h»SChen va" den last •20 ton heffen kan n„ f ! , ,75 t0n ®n de derde' voor k|einere lasten — ,er« ^T-rsus: Lrr,Zd!nr «.maal over de Het gel.ee, staat „p een onderbouw ïa„ ,2 mirmolliik» . -i. , ^ »Vu9 ulo Ull lb stalen zuilen is gebouwd en op eene stevige fundeering rust. De bediening van deze reusachtige kraan geschiedt door een machinist, die in een klein huurhuisje de weinige hefboomen behandelt. Zooals reeds vroeger werd vermeld, z«n in Rotterdam en Amsterdam verscheidene electrisclie havenkranen opgesteld. (Zie Plaat V). Op het gebied van electrische hefwerktuigen heeft zich in het bflzonder -ciuiBiibieiijK gemaakt de Parjjsche „Société anonyme pour la transmission de force par 1 éloctricité". Van de talrijke door haar gemaakte constructies zullen wy hier den electrischen kaapstander beschrijven, die op het terrein van het station du Nord, te Parijs, dienst doet tot het in beweging brengen van eene draaischijf. De moeilijkheid, die hierbij overwonnen moest worden, was degroote vermindering der omwentelingssnelheid: op de volgende wijze is zy met goed gevolg opgelost. In de ruimte onder den grond, waarin het drijfwerk is aangebracht, bevindt zich een horizontaal tandlad R (Fig. 544), waarop twee conische aderen loopen. De assen van laatstgeïoemde zijn horizontaal en aan het inderste gedeelte van den kop bevestigd, Jie om eene verticale spil kan draaien. Iet elke as is het anker van een elecrischen motor verbonden, terwijl beide ïotoren in tegenovergestelde richting mwentelen, zoodat zy door het grijpen n de conische raderen in het horizontale ;ste rad R den kop van den kaapstander ..nddraaien, wanneer ?ii in "V "oncgxug komen. Met behulp van een Dedaal riat ooi eene verbindingsstang op een rheostaat en een stroombreker werkt 'kan de bewegingsrichting omgekeerd en Het toestel in of bnit.n werking giteM worden. Het bewegingsmechanisme is geheel bedekt en waterdicht afgesloten. Door dezelfde Maatschappij wordt eene door Güyenet geconstrueerde ver¬ plaatsbare electrische kraan vervaardigd, die in Fig. 545 is afgebeeld en in het bijzonder geschikt is tot het ophijschen van zakken graan of meel. nakS V L n T °P 0611 lagen Wage" ^P^atst, dien men door het pakhuis kan rijden. De beweging van den motor wordt door een riem op de lommei overgebracht en hjjscht daardoor den aan het touw hangenden zak ,°°g kraan 1S om eene SP" draaibaar, zoodat men aan den zak eene zgdelingsche beweging kan geven. De toevoer van den stroom geschiedt - eL ht d00r)m.lddel van een bui^amen kabel, bestaande uit twee in elkander gevlochten geleidingen, die men naar verkiezing aan de kraan kan aansluiten of er van kan verwijderen. - -«uimunen Fig. 546 laat een verplaatsbare electrische lier zien, die bestemd is om od de straat opgesteld te worden voor het ophyschen van balen en verdere koopmansgoederen. Daarvoor moet natuurlijk ergens in de buurt gelegenheid z«n tot aansluiting van den kabel. De hier afgebeelde inrichting is eveneens dam gebruTkt MaChinefabriek- Deze straatlieren worden o. a. te Rotter- Dergelijke electrische lieren heeft men in Amerika geconstrueerd tot het in beweging brengen van lifts voor personen of in mijnen tot het ophüschen der kolen of mi alen. Wat de personenlifts J zi,n n Amerika men Tr D,t hangt V°°ral hie™ede men daar veel liooger huizen bouwt, die tot in de nok toe magazijnen of ChTcaeo r b6ftatt6n' BekGnd Z"n d6 zoo^enaamde „hemelkrabbers" te icago, die v«ftien en meer verdiepingen hebben. Het is verklaarbaar dat lifts h" ff626 t0r®nhuizen met lan?s trappen naar boven wil klimmen maar ïfts heeft gemaakt, welke zoowel personen als goederen gemakkelijk en men 7ot k0™" °f °mgekeerd ^ansporteeren. Tot nu toe had hvl , u T ,bewe^lng brengen dezer lifts stoomkracht, somtijds ook in w t T toegepast. Toen evenwel de electrische centraal-stations n werking kwamen, zagen de Amerikanen in, dat de electrische stroom eene meer gemakkelijke beweegkracht levert, en de bekende speciaal-fabriek van Ons Brothers, te New-York, construeerde de electrische lift In Fig 547 is eene constructie aangegeven, waarbij de motor boven aan t e schacht is geplaatst. Twee staaldraden, aan de lift bevestigd en aan de andere einden met een gewicht bezwaard, loopen over eene trommel die door den motor gedreven of b« het dalen geremd wordt. Ter zijde in de schacht zien we twee deelen van een touw zonder einde, dat boven en 0^r over twee rollen loopt en door gaten in het dak en in den vloer van de lift door eze heengaat Dit touw zonder einde dient tot het in beweging brengen legelen en omkeeren van de draairichting van den motor, waartoe het doov ddel van de bovenste rol op een schakel-apparaat werkt; door dit apparaat gaat de stroom, in het begin met voor-schakeling van den totalen weerstand naar den motor. Met behulp van het touw zonder einde kannu deVeerstand va™ën rlr/"8 ^ VSrSterkt Worden' B« tegenovergestelde.! beweging an den reep kan weerstand bijgeschakeld worden, om den motor tot stilstand Inbrengen en daarna de beweging in tegenovergestelden zin te doen plaats In plaats van de bediening met behulp van een stuurreep wordt in den laatsten tijd wel een ander systeem gekozen. De bedienende persoon heeft dan in de kooi tegen een der zijwanden een klein kastje met een handel, waarmede de beweging van de lift wordt bestuurd. Ook is het mogelijk de bediening uit te voeren volgens het z.g. „drukknoppensysteem". Op elk der verdiepingen is dan bij de deur, die toegang tot de liftschacht verleent, een drukknop gemonteerd van het bekende model voor electrische schellen. Door op dezen knop te drukken, zet de kooi zich in beweging en begeeft zich naar de bepaalde verdieping, waar zij stopt. Is de kooi hier aangekomen, zoo opent zich de deur automatisch en heeft men gelegenheid in de kooi te stappen. Hier zijn tegen een der zijwanden evenveel drukknoppen gemonteerd als er verdiepingen zftn. Door op den bepaalden knop te drukken, zet de kooi zich in beweging en stopt op de verlangde verdieping. De deuren van de liftschacht kunnen alleen geopend worden, wanneer de kooi er voor staat; het is verder onmogelijk de kooi in beweging te brengen, wanneer niet alle deuren gesloten zijn. Eene dusdanige lift, voorzien van alle denkbare veiligheidsinrichtingen en waarbij de bediening tot een minimum van eenvoud is teruggebracht, is vooral geschikt voor hotels en particuliere woningen. Een liftjongen is hierbij niet noodig, iedereen is in staat zich naar eene bepaalde verdieping te doen brengen. Hetgeen in het klein voor woon- _ huizen in gebruik is, zullen we in het groot bij de toepassing van den motor in het mijnwezen terugvinden. Men heeft ook voorgesteld, Lm 'direct ^ StaaIdraden °P de Ji« te laten werken, maar dfi rrmïn a aa" te bren£en- Hiertoe zou het noodig zijn dat te b™e?genaaMe?eeetlederai;S ^ ™.d, om de lift omhoog schijnen als met df aV6n Z°U de construc^e wellicht niet zoo zekef project eeéeven ^tZ0°eVen schetste staaldraden. Schiemann heeft een ander voldoen Tn 7°r gr°°te lift6n en belan^ke opvoerhoogten goed kan aangehecht d7Jh f ^ ^ ™d een of »•«*» rails rustÏ 12,® °e °rmig omhoo&gaan. Eene lift van cylindrischen vorm Wanneer nu deTs'se "h °P 1)°nzontale assen z«n geplaatst, op deze rails, wanneer nu de assen door electrische motoren worden bewogen dan loocen de wielen op de spiraalvormige baan naar boven of naar beneden, waadde geheele lift om hare verticale as draaien zal. Voor vervoer van lasten zal deze caroussel-be weging niet schaden, maar voor personen moet het eene onaan doTTp öe M Te STT" ^ hb"m 16 g6m°et Wille" k°™n door op de lift, die de motoren en wielen draagt, eene tweede te -etten die zich op de eerste draaien kan. Dan zal de onderste kunnen draaien zonder de andere mede te nemen en deze, die door geleiders wordt gehouden S of daalt zonder ronddraaiende beweging geuouaen, st^gt De veiligheid van deze inrichting springt in het oog. De lift wordt door de schroefvormige ra.ls gedragen en kan niet naar beneden vallen en ook niet ^n JTe g6VaarlUke Snelh6id dal6n' t6rWÜ1 n0g S?emakkel«k remmen zyn aan te brengen, waarmede het toestel gestopt kan worden. De toepassing van te verderen zl TolVh°0rnameliik aanmerkin» w^r vele personen eren zun, ook b0 eene groote opvoerhoogte. De uitvinder heeft z«n systeem voornamelijk voor de moderne bergspoorwegen, waarin schachtbanen DODegliftsnvoorgm«nnen zullen w« een weinig later, in aansluiting met andere electrisch gedreven toestellen voor het mijnwezen, behandelen. Om de bruikbaarheid van den electrischen motor nog voor een andeie toepassing te toonen, geven we Fig. 548, waarin eene inrichting is afgebeeld die voor het lad^n en lossen van schepen kan dienst doen. Twee ijzeren binten kunnen om eene vaste as gedraaid worden. Het vr«e uiteinde wordt door een tegenwicht gebalanceerd en kan door een takel hooger of 'ager worden gesteld, naarmate het scheepsboord, of invloed van eb en vloed dit vereischt. Aan beide einden treft men trommels aan, waarover een ketting zonder einde loopt. Deze bestaat uit houten latten die evenwijdig aan elkaar gelegd endoor scharnieren verbonden z«n De aan de latten vastgemaakte stalen rollen loopen over rails. Een electnsche moto. aan het oevereinde van het werktuig drijft de daar aanwez.ge trommel en bewerkt aldus de beweging van den transportketting. De electrische motor wordt, zooals wij zagen, veel gebruikt voor het drijven van pompen. Het is dikwijls moeilijk, de drijfkracht voor eene pomp te verkrijgen, wanneer men niet eene afzonderlijke machine daarvoor wil opstellen. De electrisehe) krachtsoverbrenging met een electrischen motor komt hier te hulp. Na de kleine electrisehe pomp, die boven werd behandeld, geven we in Fig. 549 nog eene afbeelding van eene pomp voor hoogeren druk. De tweepolige motor werkt door getande raderen op de as, waaraan de drijfstangen der pompen zijn verbonden. In vergelijking met een pompwerktuig, dat door een stoommachine wordt gedreven, munt de inrichting van Fig. 550 wel door eenvoud en geringe afmetingen uit. Wy gaan nu over tot de beschrijving van eenige werktuigen, welke door middel van electriciteit in werking worden gesteld en die zich van de tot nu toe behandelde toestellen daardoor onderscheiden, dat de motor niet den vorm een er machine heelt, die eene ronddraaiende beweging levert, maar dikwijls zeer bijzondere vormen aanneemt, ten einde het benoodigde arbeidsvermogen op de beste wijze te ontwikkelen en zoo goed mogelijk in liet werktuig geplaatst te kunnen worden. Een voorbeeld hiervan levert de electrisehe hamer, die uiterlijk overeenkomst vertoont met den stoom- ^ ^ hamer (Fig. 550). Alleen Fig. 550. zijn hier de stoomcylinder en de zuiger vervangen door een ander heftoestel, n.1. door holle draadklossen, waarin zich loodrechte ijzeren kernen bewegen. Worden deze spoelen in de stroombaan geschake'.d, DE ELECTKISCHE KLINK- EN BOORMACHINES. 561 dan trekken zij de ijzeren kernen in hare holle ruimten, en daar de hamer met de kernen verbonden is, volgt hij de beweging en wordt in de. hoogte getild. De wikkeling der klossen is in verschillende afdeelingen verdeeld, waarvan men een willekeurig, aantal, van de ondorste te beginnen, kan inschakelen. Hoe grooter het aantal windingen is, waai duur ue sUooiü gaat, des te hooger de hamer wordt opgetild. Evenals bij den stoomhamer kan deze hoogte nauwkeurig geregeld worden, zoodat de hamer den stroom verbreekt, zoodra hij het gewenschte punt heeft bereikt. Daar nu de ijzeren kern niet meer aangetrokken wordt, valt de hamer naar beneden en slaat op het aanbeeld. In plaats van de zelfwerkende stroomverbreking kan men ook een handstroombreker aanwenden, hetgeen dit voordeel heeft, dat men den hamer geheel in zijne macht heeft, en de hoogte, waartoe h\j stijgt, dus ook de kracht der slagen, naar verkiezing onder het werken kan veranderen. Ook klink- en boormachines kan men met goed gevolg door den electrischen stroom in beweging brengen, vooral wanneer do machine naar het te bewerken stuk gebracht moet worden, hetzij dat dit te zwaar is, om verplaatst te worden, hetzij dat het zich reeds in het bouwwerk bevindt, als voorbeeld zij hier genoemd de bewerking der ijzeren scheepsdeelen, wanneer deze in het geraamte van het schip worden bevestigd. Bij de inrichting, door Fig. 551 afgebeeld, is de motor niet onmiddellijk met de boor verbonden, maar brengt eene buigzame as de draaiende beweging van den motor op het werktuig over. De motor is op eene ijzeren kar geplaatst en ontvangt den stroom door middel van een kabel. De werkman is daardoor veel vrijer in zijne bewegingen en kan, zonder een zwaren last mee te sleepen, eene tamelijk groote oppervlakte bewerken. Wanneer men in kleinere stukken moet boren, kan de boor onmiddellijk met den motor verbonden worden, en men heeft eene inrichting gemaakt, waarbij de op eene beweeglijke as gestoken motor met de boor op de te bewerken plaat kan worden neergelaten. Voor boren met vaste as kan de beweging op dezelfde wijze als bij gewone transmissies worden overgebracht; in dit opzicht biedt het electrisch drijven dezer machines geene bijzonderheid. De electrisehe) krachtsoverbrenging met een electrisclien motor komt hier te hulp. Na de kleine electrisehe pomp, die boven werd behandeld, geven we in Fig. 549 nog eene afbeelding van eene pomp voor hoogeren druk. De tweepolige motor werkt door getande raderen opdeas, waaraan de drijfstangen der pompen zyn verbonden. In vergelijking met een pompwerktuig, dat door een stoommachine wordt gedreven, munt de inrichting van Fig. 550 wel door eenvoud en geringe afmetingen uit. Wij gaan nu over tot de beschrijving van eenige werktuigen, welke door middel van electriciteit in werking worden gesteld en die zich van de tot nu toe behandelde toestellen daardoor onderscheiden, dat de motor niet den vorm eener machine heelt, die eene ronddraaiende beweging levert, maar dikwijls zeer bijzondere vormen aanneemt, ten einde het benoodigde arbeidsvermogen op de beste wyze te ontwikkelen en zoo goed mogelijk in het werktuig geplaatst te kunnen worden. Een voorbeeld hiervan levert de electrisehe hamer, die uiterlijk overeenkomst vertoont met den stoomhamer (Fig. 550). Alleen Fig. 550. zijn hier de stoomcylinder en de zuiger vervangen door een ander heftoestel, n.1. door holle draadklossen, waarin zich loodrechte ijzeren kernen bewegen. Worden deze spoelen in de stroombaan geschakeld, dan trekken zij de ijzeren kernen in hare holle ruimten, en daar de hamer met ie kernen verbonden is, volgt hij de beweging en wordt in de. hoogte getild. De wikkeling der klossen is in verschillende afdeelingen verdeeld, waarvan men een willekeurig, aantal, van de ondorste te beginnen, kan inschakelen. Hoe grooter het aantal windingen is, waardoor de stroom gaat, des te hooger de hamer vordt opgetild. Evenals btf den stoomhamer kan deze hoogte nauwkeurig geregeld worden, zoodat de hamer den stroom verbreekt, zoodra hij het gewenschte punt heeft bereikt. Daar nu de ijzeren kern niet meer aangetrokken wordt, valt de hamer naar beneden en slaat op het aanbeeld. In plaats van de zelfwerkende stroomverbreking kan men ook een handstroombreker aanwenden, hetgeen dit voordeel heeft, dat men den hamer geheel in zijne macht heeft, en de hoogte, waartoe hij stijgt, dus ook de kracht der •slagen, naar verkiozing onder het werken kan veranderen. Ook klink- en boormachines kan men met goed gevolg door den ölectrischen stroom in beweging brengen, vooral wanneer de machine naar het te bewerken stuk gebracht moet worden, hetzij dat dit te zw^ar is, om verplaatst te worden, hetzij dat het zich r6eds in h0t bouwwerk bevindt, als voorbeeld zy hier genoemd de bewerking der ijzeren scheepsdeelen, wanneer deze in het geraamte van het schip worden bevestigd. Bij de inrichting, door Fig. 551 afgebeeld, is de motor niet onmiddellijk met de boor verbonden, maar brengt eene buigzame as de draaiende beweging van den motor op het werktuig over. De motor is op eene ijzeren kar geplaatst en ontvangt den stroom door middel van een kabel- De werkman is daardoor veel vrijer in zijne bewegingen en kan, zonder een zwaren last mee te sleepen, eene tamelijk groote oppervlakte bewerken. Wanneer men in kleinere stukken moet boren, kan de boor onmiddellijk met den motor verbonden worden, en men heeft eene inrichting gemaakt, waarbij de op eene beweeglijke as gestoken motor met de boor op de te bewerken plaat kan worden neergelaten. Voor boren met vaste as kan de beweging op dezelfde wijze als bij gewone transmissies worden overgebracht; in dit opzicht biedt het electrisch drijven dezer machines geene bijzonderheid. Kleine electrische boormachines zijn voor tandartsen geconstrueerct (Fig. 552). Veel opheldering is hierbij niet van noode; de motor, de contacttrede, de geleiding en de buigzame as zijn in de figuur duidelijk waar te nemen. Fig. 553 stelt eene ponsmachine voor, die electrisch gedreven wordt. Gemakkelijk kunnen de in machinefabrieken zoo veelvuldig voor het slijpen gebruikte schijven door een motor worden bewogen. Die schijven hebben eene vrije belangrijke omwentelingssnelheid noodig en daar de motor ook voor een groot aantal toeren kan worden vervaardigd, heeft men de schijven slechts direct op de as van den motor aan tb brengen (Fig. 654). Als een voorbeeld van de toepassing der electromotoren bij het freezen is in Fig. 555 eene inrichting uit de fabriek van de A. G-. Feiten & GuilleaumeLahmeyer Werke te Frankfurt a. M. afgebeeld. Deze dient om de gleuven in de ankers van groote dynamo's te freezen. Men ziet drie gelijkwerkende freesmachines, ieder door een afzonderlijken electromotor gedreven. Daar de machines al naar gelang van de middellijn van het werkstuk in- of uitgeschoven moeten worden, zou een overbrenging van uit een gemeenschappelijke as groote bezwaren opleveren. Thans is elk freeswerktuig volkomen onafhankelijk. De vroegere transmissies in fabrieken en werkplaatsen met lange assen en ontzaglijk veel riemen worden al meer en meer door electromotoren vervangen. Er gaat daarbij veel minder energie verloren en de werkplaatsen verkrijgen een veel overzichtelijker en behaaglijker aanzien. Men onderscheidt in hoofdzaak twee systemen, nl. groepen-bedrijf en enkel-bedrijf. Bij het eerste worden een aantal werktuigen nog van uit een gemeenschappelijke as gedreven, die met een electromotor van het vereischte vermogen verbonden is; in het tweede geval heeft elk werktuig zijn eigen electromotor. De keuze van het systeem zal door den aard der te drijven werktuigen bepaald worden; men zal het doorgaans zóó trachten in te richten, dat elke motor zooveel mogelijk een weinig veranderlijke belasting verkrijgt zoodat het kapitaal, dat de motoren vertegenwoordigen, zoo rendeerend mogelijk gemaakt wordt. Als voorbeeld zullen wij hier een en ander omtrent de electrische outillage van eenige groote fabrieken mededeelen. In de beroemde fabrieken van geschut en pantserplaten van Vickers Sons en Maxim te Barrow, Sheffield en Erith bezigt men gelijkstroom met 220 Volt. Fig. 555. Het gezamenlijke aantal geïnstalleerde eff. P.K. van generatoren en motoren bedraagt '22500. De centrale bevat generatoren van groot vermogen, daar de belasting vrij W01 contant is. Do leidingen zijn hoofdzakelijk als luchtleidingen uitgevoerd. Het aantal motoren bedraagt ruim 1300, van het gevontileerd gekapselde en geheel gesloten type. Behalve de zeer kleine, zijn er motoren van 2,5 tot 75 eff. P.K., waarbij cie touren van 800 — 400 bedragen. Voor sommige doeleinden zijn er motoren van 5, 10 en 25 P.K. bij welke de touren van 300 tot 900 veranderd kunnen worden. Door deze geringe omwentelingssnelheid kunnen de transmissies zoo eenvoudig mogelijk gehouden worden. Men bezigt zoowel groepen- als enkel-bedrijf. Bij de groote schaaf- en steekbanken heeft men de tourenverandering zelfs zóó toegepast, dat het terugloopen van beitel of werkstuk met de drievoudige snelheid geschiedt, doordat de snelheid van den motor zelf verandert; gewoonlijk wordt dit anders met behulp van tandraderen of riemschijven van verschillende middellijn verkregen. In Sheffield heeft men ca. 110 van dergelijke variabele motoren. Voor het drijven van walsen, ponsmachines, schaven, machines voor hot afsnijden van balken enz. bezigt men seriemotoren, van zware vliegwielen voorzien; bü deze werktuigen moet telkens in een kort oogenblik een groote kracht uitgeoefend worden. De fabriek van luchtdrukremmen van de Westinghouse Co. bevatte vroeger 30 stoomwerktuigen van 5 — 200 P.K. Daarvan zijn er thans 23 vervangen door 3 PARSONs-turbines van 400 P.K.; gekoppeld aan draaistroomgeneratoren. Deze leveren den stroom voor 56 asynchrone motoren (zie hierna bij de wisselstroommotoren), samen 1000 P.K. vertegenwoordigende. Daar er zich twee van 250 P. K. samen voor het drijven van pompen enz. in de centrale zelf bevinden, blijft er dus ca. 800 P.K. voor de werkplaatsen over. Vroeger moesten de stoommachines hiervoor 1300 P.K. leveren. In hoofdzaak is het groepen-bedrijf toegepast. Daartoe zijn de vroegere transmissie-assen van 120 M. (!) lengte, in vieren verdeeld. Elk deel wordt door een electromotor gedreven, die aan de zoldering bevestigd is. Deze assen doen 110 — 170 omw. per min. Door de invoering der electrische transmissie heeft men 30 a 40 0 0 besparing in het kolen- en waterverbruik verkregen. De General Electric Co., een der grootste fabrieken van dynamo's en verdere electrische toestellen, bezigt een groepen-bedrijf, waarbij korte assen direct aan den motor gekoppeld zijn. De groote werktuigen zijn van een afzonderlijken motor voorzien. Het leidingsnet is als 3 leider met 2 X *25 Volt uitgevoerd; de motoren zfn normaal voor 250 Volt bewikkeld, maar door omschakelen op één nethelft kan de snelheid tot de helft gereduceerd worden. De snelheid der motoren is gering, zij bedraagt voor een motor van 4,5 P.K. 400 — 800 omw., voor een van 15 P.K. 130 — 260 omw. per min. Een eigenaardig electrisch werktuig is de hef magneet (Fig. 556), die tot het optillen van ijzeren platen, balken, staven enz. wordt gebruikt. Een korte, uit twee plaatvormige beenen samengestelde electro-magneet wordt aan den hijschketting bevestigd en houdt, zoolang de stroom doorgaat, het op t9 heffen ijzeren stuk aangetrokken. Breekt men den stroom af, dan houdt deaantrekking op en de magneet laat het iizer los. Op deze wijze verkrijgt men een gemakkelijk en eenvoudig te hanteeren grijpwerktuig, dat evenwel alleen voor stukken van ijzer of staal kan dienen. Fig. 557. Fig. 557 geeft aan, hoe door middel van eene electrische kraan een stuk ijzer met een hefmagneet gepakt en uit den wagen getild wordt. De toepassing van den electrischen motor in het mijnwezen zullen wij hier in haar geheel beschouwen, ofschoon wij sommige toestellen ook op andere plaatsen van dit werk zouden hebben kunnen behandelen. Wij gelooven evenwel, dat juist deze toepassing van den electrischen motor bijzonder van belang is, en daarom zullen wij de verschillende toepassingen hier samenvatten. De electrische stroom kan zoo hoogst nuttig zijn in den mijnbouw, omdat hÜ zoo gemakkelijk van de eene plaats naar de andere kan worden overgebracht en er in genoemde techniek een veelzijdig gebruik van kan worden gemaakt. Tot nu toe heeft men in het mijnwezen van de machinekracht nog niet zooveel partij kunnen trekken als wel wenschelijk zou geweest zijn, en dit was in de eerste plaats toe te schrijven aan de vele bezwaren, die gepaard gingen met het overbrengen en de omzetting van het benoodigde arbeidsvermogen. Het werken in de mijnen geschiedt veelal onder zeer moeilijke omstandigheden, waarvan gebrek aan ruimte en de te nemen voorzorgen tegen gevaar vooral genoemd moeten worden. Hier komt de electrische stroom ons nu te hulp. In de eerste plaats wordt hij zonder veel moeite te voorschijn geroepen. daar voor het geheele bedrijf reeds eene stoommachine voorhanden is of •dikwijls ook eene waterkracht kan worden benuttigd. Dit laatste zal vooral in bergstreken het geval zijn en hier kan somtijds de electrische motor van groote beteekenis worden, omdat hij het mogelijk maakt de voor de ontginning der mijnen benoodigde motorische kracht uit een ver verwijderden waterval te putten, wanneer plaatselijke omstandigheden het gebruik eener stoommachine onmogelijk maken. De geleiding van den stroom in de mijn levert tegenwoordig geene zwarigheden meer op. Men kan kabels toepassen, die zich met de nauwste wegen tevreden stellen en alle bochten en krommingen van deze volgen. Daardoor kan de stroom tot in de laatste uitloopers van de mijn gebracht worden, zoodat men de electrische drijfkracht op alle punten kan gebruiken. De behandeling der electrische werktuigen geeft geene aanleiding tot moeilijkheden, daar zij zoo eenvoudig mogelijk zijn geconstrueerd. Wij beginnen met een motor, zooals hij voor verschillende doeleinden in de mijnen gebruikt kan worden. Zijne constructie verschilt niet van die der andere electrische motoren; alleen is men er op bedacht geweest hem tegen het indringen van stof en water te beschutten en heeft hem daarom in eene goed sluitende kast opgesloten; dit is ook noodig, om het gevaar van ontploffingen te ontgaan, daar de aan den collector optredende vonkjes mogelijk aanwezig mijngas zouden kunnen ontsteken. Fig. 558 is eene afbeelding van een dergelijken motor van Siemens en Halske. Een zoodanige motor kan in de mijn op de meest verschillende wijzen gebruikt worden, hetzij tot het bewegen van lasten, hetzij tot het drijven van pompen en ventilatoren of andere werktuigen. Hij levert geen gevaar op voor het bedrijf en heeft boven den motor voor samengeperste lucht dit voordeel, dat de toevoer der benoodigde drijfkracht bij hem veel eenvoudiger en gemakkelijker geschiedt. Eene der oudste toepassingen van den electrischen motor is het in beweging brengen van spoorwagen tj es in de mijnen met behulp van den electrischen stroom; vroeger moest hiervoor menschen- of paardenkracht ^ of touwen, die op trommels werden gewikkeld- dë electr.slfh T u * .v«w„ g„e«oop,r . kan b».e„Ln het bespreken der electrische locomotieven zullen wij ook die voor de mynsporen behandelen. In den laatsten tijd is ook hot electrisch bewerken der gesteenten op den voorgrond getreden , nadat de Amerikanen de werktuigen hiertoe practisch bruikbaar hebben gemaakt. Tot nu toe hakte men den steen hoofdzakelijk met de hand en waar n machines toepaste, waren het druklucht-motoren; deze hebben in dén mèT\wdeërekanU wgded ^ ^ ^eleverd' dat machinekracht kan worden toegepast. De boren, door samengeperste lucht in beweging gebracht, vereischen evenwel eene moeilijk aan te brengen drukluchtleiding en bovendien kunnen zij in vele gevallen niet worden opgesteld. Die gebreken hebben de electrische steenboren niet, daar hare geleidingen overal met de menschen kunnen meekruipen en voor het aanbrengen van de boor een staande balk voldoende is, waaraan zij vastgeschroefd kan worden (Fig. 559). Bii «-» "tl Artll tredhendeafklbeeldehb00r W°rdt kem d°°r twee^seleid'in werking tredende klossen heen en weer bewogen, en daardoor oefent de met Te kern ei bonden boor snel op elkander volgende stooten op het gesteente uit. Deze door de „General-Electric-C°." geconstrueerde steenboor kan per minuut 600 slagen teweegbrengen en in dit tijdsverloop by een arbeidsverbruik van v\jf paardenkracht in hard gesteente een gat boren van 50 millimeters diepte en 40 millimeters middellijn. Het beginsel, dat tot het heen en weer bewegen van de boor j Fig. 560. Fig. 561. wordt toegepast, is het eerst door den Amerikaanschen electro-technicus Van Depoele aangegeven, wiens electrische steenboor (Fig. 560) door de rig. aoz. „Thomson-Houston-C°." wordt vervaardigd. In dit werktuig liggen drie draadklossen (Fig. 561) in eene as, waarin zich eene \jzeren kern beweegt. Door den middelsten klos gaat een gelijkgerichte stroom en geeft daardoor aan de ijzeren kern vaste polen, terwijl de beide andere klossen door een wisselstroom worden doorloopen. Bij eene bepaalde richting van den wisselstroom in de buitenste klossen wordt de ijzeren.kern door den ondersten klos aangetrokken en door den bovensten afgestooten, zoodat zij zich naar beneden beweegt; wisselt de stroom in de buitenste klossen op het volgend oogenblik van richting, dan hebben de aantrekkende en afstootende werkingen in tegen- Fig. 563. overgestelde richting plaats, zoodat de ijzeren kern met de daaraan verbonden boor met kracht van beneden naar boven wordt bewogen. By iedere strooniwisseling zal dus de ijzeren kern eene heen- en weergaande beweging maken, die zonder tusschenkomst van eene mechanische omschakeling wordt te voorschijn geroepen. Voor den gelijkstroom, die door den middelsten klos gaat, is eene afzonderlijke toevoerleiding noodig; de terugleiding kan samenvallen met de geleiding van den wisselstroom, zonder dat beide stroomen elkander storen. De boor Van Depoele is op een drievoet geplaatst en kan hierop in alle richtingen werken. Z\j beweegt zich bij iederen stoot 13S millimeters en doet per minuut 325 slagen. De boor kan door middel van eene krukeneene schroef zonder einde, wanneer zy dieper in het gesteente doordringt, %oor- uitgeschoven worden. Tot het snijden der steenkool uit breede schachten en tot het maken van gleuven onder de kooladers en ertslagen, bouwt de „Thomson-Houston-C . machines met verschillende naast elkander staande boren, zooals door Fig. 562 wordt aangegeven. Deze machine kan insnijdingen van 100 mM. hoogte, 900 mM. breedte en 1500 mM. lengte in het gebergte maken en bevat hiertoe negen horizontale boren, die door den op het ijzeren raamwerk geplaatsten motor in beweging worden gebracht. Yan de electrisclie machines tot het ophijschen van steenkolen of ertsen zü hier het in Fig. 563 afgebeelde werktuig derzelfde Maatschappij genoemd. Op de grondplaat van de lier staat een electrisclie motor, welks beweging op de kabeltrommel wordt overgebracht. Tot het inschakelen van den motor en het omkeeren der beweging, tot het remmen van de lier, enz. zyn handels aangebracht, die den werkman in staat stellen de electrische lier goheel te beheerschen en alle manipulaties te verrichten, die bij het ophijschen van lasten noodig zyn. Dit mechanisch gedeelte van het toestel kunnen w(j overslaan, daar het ons alleen or om te doen is, de verbinding van den motor met de lier en de betrekkelijk kleine ruimte, die de machine inneemt, aan te toonen. ten groote electrische mijnschacht-machine ziet men in Fig. 564 afgebeeld. De twee kolossale kabeltrommels, één voor de dalende en één voor de rijzende kooi, worden door groote electromotoren gedreven. De achteraan op een \erhooging staande machinist heeft door verschillende handels, remmen enz. de inrichting geheel in de macht. Het is natuurlijk, dat de electrische motor ook tot het in beweging brengen van niet in de mijnen aanwezige, maar op den beganen grond staande machines kan dienen, zoo bijvoorbeeld tot het verwerken van liet erts, voor pompen of voor andere doeleinden. Electrische motoren in het spoorwegwezen. De electrische motoren worden ook meer en meer toegepast tot het verrichten van verschillende werkzaamheden op de terreinen der spoorwegstations. Zoo is in Fig. 565 een toestel afgebeeld, dat in de remises dienst moet doen; uit de beschouwing ervan is het doel gemakkelijk te begrijpen. Op een platform, dat door een electrischen motor heen en weer kan worden gereden, liggen twee rails. In de remise staan de wagens in evenwijdige rijen; wil men nu een wagen van de eene rij naar eene andere verplaatsen, dan brengt men den rolwagen of de traverse vóór de rij, waarin zich de wagen bevindt, zoodat de rails tegen elkander sluiten, en rijdt vervolgens den betreffenden wagen op de traverse. Nu stelt men den motor weder in werking en deze brengt den wagen dan voor de rij, waarin men hem hebben wil. Zooals uit de Figuur blijkt, wordt de beweging van den motor door twee conische raderen overgebracht; het op de as van den motor geplaatste drijfrad kan men naar verkiezing in een der twee conische raderen laten grijpen, en de as, waarop de wielen van het toestel zjjn bevestigd, zal daardoor in de eene of in de andere richting worden rondgedraaid. De stroom wordt den motor toegevoerd door eene geïsoleerde koperen rail, terwijl hij door de rails, waarover het toestel zich beweegt, terugkeert. In de openlucht kan men ook eene bovengrondsche toevoerleiding en een stangcontact gebruiken. Dergelijke toestellen zijn reeds sedert eenige jaren in Amerika in gebruik. De in Fig. 565 afgebeelde rolwagen bevindt zich in het station Tempelhof, te Berlijn, en is door de machinefabriek „Esslingen" geleverd. De motor behoort tot het type van den in Fig. 94 en 95 afgebeelde dynamo. Somtijds wordt op deze toestellen ook nog een electrische motor geplaatst, die door middel van eene lier een kabel opwindt, waardoor de wagen op het platform wordt getrokken. De electrisch gedreven draaischijf hebben w« al naar aanleiding van Fig. 545 behandeld. Fig. 505. oDlevirfeiRelHCtHS,C!le r'ijfkl'aCht V°°r a' dergelÜke toestellen vele voordeelen ÏÏSon, ™ Üï' 6t te voorsch«n roepen van den stroom is in spoorweg. n eenige eteekenis tegenwoordig geen bezwaar meer. De behandeling electnschen motor leeren de werklieden gemakkelijk. Dat door middel 'h het,algemeen belangrijk grootere krachten kunnen uitgeoelend T 6rSi ('6t g6Val is' behoeft geen betoog, en tegelijkertijd spaart hT no, L6n "h "°°r; b« het gebruik VaD den electrischen motor moet één Dunt uit dn^ en °eg®voegd' dat het benoodigde arbeidsvermogen van . velschillende machines kan worden toegevoerd, al liggen zij ook nog zoo ver uit elkander. nggen z« Ulltal,-Üe^een Wy de VOrige bladzijden hebben besproken, zal men gemakkelijk kunnen begrijpen, dat de electrische motor eveneens kan worden toegepast tot het in beweging brengen van draai- of ophaalbruggen, enz WH 1T1'Ztnt "T 0P °mdat "» <»«•" "nTseTJ van! n,aar >">—» nul ■*—« richting Wanneer we nu de beide electro-magneten in den motor van Baily door zulke wisselstroomen voeden, waarvan, evenals b\j de waterbeweging in de Fig. 582. buizen, de phase '/t periode is verschoven, dan zal de eene magneet het sterkst zijn op het oogenblik dat de andere geen stroom ontvangt, omdat zijne machine dan juist de stroomrichting omkeert. Vervolgens zal de stroomsterkte bij den eersten electro-magneet af-, bij den anderen toenemen. We verkrijgen dus den toestand, die in Fig. 576 en volgende is geschetst. Wanneer de electro-magneet II het sterkst is, heeft I zijn magnetisme verloren, omdat bij de maximum-waarde van II de stroom van I juist zijne richting omkeert, zoodat de stroomsterkte daar nul is. Zoo gaat het spel voort overeenkomstig de Fig. 576—580. Het is niet moeilijk, twee dergelijke wisselstroomen, die 1li periode ten opzichte van elkaar verschoven zijn, te verkrijgen. Op een ijzeren ring zijn 4 spoelen A A' en B B' gewikkeld. die elk 90° van de aangrenzende af staan (Fig. 583). In den ring kan de magneet N S draaien. lederen keer, wanneer zijne polen a A' of BB' voorbijgaan, wekt hij in deze spoelen een stroom op. De verbinding van A en A' is nu zoodanig, dat de opgewekte stroomen dezelfde richting in hun stroomkring hebben. Ook B B' z«n op eene dergelijke wijze gekoppeld. Na eene halve omdraaiing ontstaat in A en A' een nieuwe stroom-impuls maar in omgekeerde richting. De rondloopende magneet N S wekt dus in A A wisselstroomen op evenals in BB'. Aangezien hfl echter in den overeenkomstigen stand bij B B' eerst geraakt na '/, cirkelomtrek gedraaid te zijn vanaf dien stand ten opzichte van A A', zoo zullen de stroomen in A A' eerder hunne stroomrichting omkeeren dan die in B B' en wel zooveel eerder dan de magneet noodig heeft om '/4 van eene geheele omdraaiing af te leggen. De wisselstroom van A A' is dus dien van B B' '/* periode vooruit. Voeren we nu deze beide wisselstroomen naar een toestel, dat geheel op dezelfde wijze is gemaakt zooals in de figuur is aangegeven, dan moet er, in den ijzeren ring daarvan een draaiend magnetisch veld ontstaan , waardoor het magnetische anker in dezelfde richting als het veld zal bewregen. Vervangen we het magnetische anker in den motor door eene dikke koperen schijf of een korten koperen cylinder, die zich binnen den ring kan draaien, dan roteert deze ten gevolge van het draaiend Fig. 583. magneetveld evenals de koperen schijf in den motor van Baily. We hebben dus door het gebruik van twee wisselstroomen, welker phasen '/4 periode zijn verschoven en die met eene enkele wisselstroommachine kunnen worden opgewekt, eene beweging verkregen van het anker, zonder dat hierdoor een stroom gaat, zoodat geen collector noch sleepcontacten noodig zijn, terwijl de deelen, waardoor de stroom gaat. vast zijn opgesteld. Men zal dadelijk het gewicht van eene dergelijke inrichting begrijpen, daar deze eene buitengewone vereenvoudiging in den bouw der motoren met zich brengt. Aan Nicola Tesla hebben we de vinding van dezen motor met toepassing van de beide in phase verschoven wisselstroomen te danken. We willen nu eerst aantoonen, dat van de 2X 2 geleidingen voor de beide afzonderlijke wisselstroomen, twee, namelijk van iederen kring één, tot eene enkele geleiding kunnen worden vereenigd. Wat verkrijgen we daarmede? Natuurlijk een meer eenvoudigen en een minder kostbare aanleg, want in plaats van vier hebben we n" rröioiHïnt*on rmndia nn7.fi water- pompen nemen we weer te baat, om de mogelijkheid van deze vereenvoudiging in het licht te stellen. In Fig. 584 zien we, dat door buis II het water van beide pompen wordt teruggevoerd, wanneer de beide zuigers naar beneden gaan. Gaat één zuiger naar boven en de andere naar beneden, dan zal voor het geval, dat de snelheden van de zuigers gelijk zijn, geen water door buis II terugvloeien, want beido pompen zijn nu achter elkaar geschakeld en de eene, b.v. I, perst evenveel water in buis I als III uit zijne buis zuigt. Deze toestand duurt echter maar een oogenblik en heerscht, wanneer de eene zuiger even ver boven den middenstand is als de andere er onder. In het algemeen kan de eene pomp niet zooveel water uit zijne buis nemen als de andere er in brengt en het verschil van die hoeveelheden moet door buis II teruggevoerd worden. Voor het geval, dat de beide pompen in denzelfden zin persen, geschiedt de geheele terugleiding door buis II en dit heeft plaats voor het oogenblik, waarin zich zuiger I van den middelsten naar den laagsten stand beweegt. Het volgende staatje zal dit duidelijk maken. Hierin stelt B den bovensten, M den middelsten en L den laagsten stand van de zuigers voor, terwij] de pijl de richting van de beweging aangeeft. Men zij indachtig, dat de zuiger II '/4 slag bij zuiger I achter is. Zuiger I. Zuiger II. De pompen werken: ^ ^ M M »—> B in tegengestelde richting M —> L B > M in dezelfde richting L 3»—>- M M *—>■ L in tegengestelde richting jj; ^ • y. b L —> M in dezelfde richting Aangezien de buis II soms den geheelen stroom uit de beide pompen moet afvoeren, zoo kan daarin eene grootere stroomsterkte heerschen dan in de buizen I en III, elk afzonderlijk beschouwd, voorkomt. In buis II is echter de stroomsterkte nooit tweemaal zoo groot als de maximale van I of III, want de sterkste terugstroom komt in II voor, als de eene zuiger even ver boven den middenstand is als de andere er onder, en aan heeft men in de buizen I en III niet den grootsten stroom. De schakeling van Tesla werd kort daarna door v. Dolivo-Dobrowolsky verbeterd, die in plaats van twee wisselstroomen er drie gebruikte. Bij deze drie wisselstroomen, die ook met ééne wisselstroommachine in drie afzonderlijke spoelen-combinaties worden opgewekt, zijn de phasen zoodanig verschoven, dat, wanneer de eene wisselstroom juist in de phase van wisseling treedt, de tweede stroom reeds 1/J en de derde !/j van zijne periode heeft doorloopen. Dit kunnen we met eene figuur duidelijk maken. Denken we ons op eene cirkelvormige schijf (Fig. 585), die om haar middelpunt draaiaaar is, drie punten I, II en III aangeteekend, Jie '/3 cirkelomtrek = 120° van elkaar liggen. 3ver het middelpunt brengen we loodrecht een ijnen draad, die niet van plaats verandert, doemen we nu het stuk van de schijf rechts ran den draad het positieve, dat links van den Iraad het negatieve deel. Wanneer een punt in Ie positieve helft ligt, zal de stroomrichting in le geleiding, die door dat punt wordt voorgesteld, in den eenen zin heerschen, en als het >unt in de negatieve helft ligt, zal de stroomichting de omgekeerde zijn. Steeds wanneer Fig. 585. een der drie punten onder den draad komt, keert de stroom in zijne geleiding om. Als de schijf zich met eene gelijkmatige snelheid beweegt, dan zullen de stroomrichtingen in de geleidingen, die door de punten worden voorgesteld en die we ons als geleiddraden, die in de punten door de schijf gestoken zijn, denker, kunnen, wisselen. Draait de schijf eenmaal per secunde in het rond, dan zal b.v. in I juist bij het begin van de volle secunde en dan na iedere halve secunde de stroom omkeeren, bjj II geschiedt dit | = f en £ secunde, bij II | = | en -J secunde na het begin van de volle secunde. Is nu de stroomsterkte in eiken geleider evenredig aan den loodrechten afstand van het punt, waardoor zij wordt voorgesteld, tot de door den draad aangegeven middellijn, een afstand, die door de gestippelde rechte lijnen wordt aangeduid, dan is naar eene mathematische wet de som van destroomsterkten van de beide op de eene (-)- of —) helft liggende geleiders gelijk aan de stroomsterkte in den geleider op de andere helft. Dat werkelijk op elk oogenblik de som van twee stroomen gelijk is aan den derden, blijkt duidelijk uit Fig. 586, waarin het beloop der drie stroomen met den tijd is aangegeven. De golflijnen zijn volkomen gelijk, maar telkens 120° verschoven. Trekt men ergens een verticale lijn, dan voldoen de stukken, van die lijn door de golflijnen en de as afgesneden, aan bovengenoemde voorwaarden. Een geleider zal dus steeds zóóveel stroom in de eene richting voeren als de beide andere te zamen in de tegenovergestelde richting. We kunnen hem dus als terugleider voor de beide andere met elkander parallel ge¬ schakelde benutten, zooals in Fig. 587 is aangegeven. Deze rol van terugleider gaat van de rü af op alle drie over. Eerst zijn I en II parallel, III voert den stroom terug; een oogenblik later is II op dezelfde zijde met III en nu werken II en III parallel en I is de gemeenschappelgke terugleiding. Vervolgens komt III op de andere zijde, waarop I zich nog bevindt, II voert den stroom terug, dien I en III te zamen aanbrengen; dan gaat I naar den anderen kant, waar op dit oogenblik II nog is, enz. Ten overvloede zullen we een en ander nog met onze pompen ophelderen. In Fig. 588 stellen I, II en III drie gelijke pompen voor, welker zuigers door ééne as, waarop drie krukken, die hoeken van 120° met elkaar maken, gedreven worden. Iedere nomn is zonder klep met eene duis veroonaen en ae Duizen i, z eu o zjju aan haar einde met elkaar in gemeenschap. Als nu de zuiger van I op- en neergaat, dan zal het water, waarmede het pompen- en buizenstelsel gevuld is, uit de buis I gezogen en daarna weder ingeperst worden; als ééne of twee pompen het water in hare buizen 38 drukken, zullen de beide andere of de andere het water tot zich nemen. Aangezien nu iedere pomp op hare beurt afwisselend perst en zuigt, zoo zal door iedere buis eene heen- en weergaande vloeistofkolom stroomen en het oogenblik, waarop de heengaande stroom in eene buis een teruggaande wordt, is by buis 2 een derde deel, by buis 3 twee derde deel van den duur van eene asomwenteling met betrekking tot het keerpunt bij buis 1 verschoven. De electrische s.troomen ontstaan door electromotorische krachten. Nu kunnen wij den zetel van deze drie electromotorische krachten in de drie zijden van een driehoek denken, d. w. z.: we brengen in de plaats van de zijden drie spoelen a, b en c (Fig. 589), waarin door de voorbijgaande noord- en zuidpolen van een magneet stroomen met een phaseverschii van 1/J periode worden opgewekt. We kunnen echter ons ook voorstellen, dat de electromotorische krachten ontstaan in de einden van de evenwijdige geleiders. Plaatsen we de spoelen daar, dan verkregen wij de schakeling, door Fig. 590 voorgesteld. De driehoek, die hier nog als geleidende verbinding van de drie links gelegen spoeleneinden dient, kan tot één punt worden teruggebracht. In het pompwerk is het mogelijk overeenkomstige schakelingen ter opheldering aan te geven, zooals in de Fig. 591 en 592 is geschied, waar slechts cylinder en zuiger zijn afgebeeld. Men ziet, dat de pompenverbin- ding van Fig. 588 tot de tweede soort behoort. Fig. 588. Deze verbindingen, waarvan de eerste de driehoek- en de andere de sterschakeling genoemd wordt en die wij in Fig. 593 en 594 nog schematisch voorstellen, kunnen naar verkiezing ook voor de motoren worden gebruikt; terwijl voor het opwekken van den stroom het eene systeem wordt toegepast, kan men voor de motoren het andere of ook wel hetzelfde stelsel kiezen. Hoewel de tweephasenstroom evengoed een draaiend magnetisch veld geeft als de driephasenstroom, heeft het laatste systeem in de practijk speciaal, in navolging van den Duitschen term, den onjuisten maar korten naam van draaistroom ontvangen. We zullen nu in het kort de werkingen van den driephasen- of draaistroom-motor verklaren, hoewel ze in hoofdzaak overeenkomen met die bij den tweephasen-motor met twee afzonderlijke stroomkringen, in de Fig. 576 tot 580 afgebeeld. Denken we ons de drie geleidingen in sterschakeling met een driepoli-gen electro-magneet verbonden (Fig. 595), dan zal op een zeker oogenblik pool 1 eene Fig. 589. Fig. 590. noordpool, zullen de polen 2 en 3 zuidpolen zijn; de magnetische as is verticaal. In het volgende oogenblik is de klos om 2 stroomloos en 1 eene noordpool, oogenblik later is 1 wel is waar nog noordpool, maar reeds zwakker; 2 wordt noordpool en 3 is zuidpool in volle kracht; de magnetische as gaat dus 3 eene zuidpool; de magnetische as is in de richting, waarin zich de wijzers van een uurwerk bewegen, gedraaid, want zij gaat nu van 1 naar 3; weder een van het midden tusschen 1 en 2 naar 3 en is derhalve weer een weinig verder bewogen. Vervolgens verliest 1 haar magnetisme, daar haar stroom door nul gaat; pool 2 nadert de maximumsterkte en pool 3, die nog zuidmagnetisch is, heeft hare volle sterkte reeds overschreden. De magnetische as is van 2 naar 3 gericht. Dat gaat zoo voort, de magnetische as draait in de richting van de wjjzers van een uurwerk. In de practük worden nu niet juist drie polen gebruikt, maar plaatst men op den krans voor de veldmagneten een zeker aantal van zulke driepolen. Daarbij wordt dan de stroom in de 1,4, 7 enz. pool door de geleiding I, in de 2, 5, 8 enz. pool door II, in de 3, 6, 9 enz. pool door III opgewekt. We brengen nog in herinnering, dat de wisseling van de stroomrichting in geleiding II een derde van de periode, bü geleiding III twee derde van de periode na de wisselingen in I geschiedt en dat de stroomen voortdurend sterker worden en verzwakken. Nu zullen we nagaan, hoe dit bü de veel-drie-polige magneten plaats heeft. Deze magneten stellen we eenvoudigheidshalve door een rechten kam voor. Naast den kam plaatsen we nog, overeenkomstig Fig. 585, het schema, dat nu voor stroomrichting en stroomsterkte geldt, en duiden de noordpool door eene gestippelde l\jn naar boven, de zuidpool door eene dergelijke naar beneden aan. Zijn twee naast elkaar liggende noord- of zuidpolen aanwezig, dan wordt dit door eene naar boven of naar beneden gerichte doorgetrokken langere lün, I 1 als zijnde de resultante d. w. z. de vereenigde Fig. 595. werking van beide polen, aangegeven. 1) De geleiding I is stroomloos, II en III voeren een gelijken maar tegengestelden stroom. De zuidpool ligt bij 2, bü 3 is dan eene noordpool (Fig. 596). 2) De geleiding I is op de positieve helft van de schü'f gekomen en heeft met geleiding III gelü'ke stroomsterkte en stroomrichting. De geleiding II heeft de vorige stroomrichting met de maximale stroomsterkte. We zien, dat de zuidpolen in kracht zün toegenomen en dat de eveneens sterker geworden noordpolen zich iets naar rechts hebben verschoven (Fig. 597). 3) De geleiding III is stroomloos geworden. De geleidingen I en II hebben de vorige stroomrichtingen bü gelüke stroomsterkte (Fig. 598). De zuidpolen, die in kracht zün afgenomen, liggen nog bü 2, 5, 8 enz., de noordpolen nu bü 1, 4, 7 enz. en hebben zich dus ten opzichte van Fig. 596 een tand verschoven. 4) De geleiding I heeft de maximale stroomsterkte, II en III gelüke stroomsterkte bü gelijke stroomrichting. De noordpolen liggen zooals te voren bii 1, 4, 7 enz., de zuidpolen zijn daarentegen een halven tand vooruitgegaan (Fig. 599). Vervolgen we deze beschouwingen door vergelijking van de plaats van de geleidingen met de opgewekte bijbehoorende polen, dan zien we de noord- en zuidpolen zich [ voortdurend naar rechts verplaatsen en bemerken, dat tusschen den toestand van Fig. 596, waar I van | de linker- op de rechterhelft van de schijf komt. tot dien van Fig. 600, waar nu II wisselt, de ' noordpolen van 3,6,9 enz. naar 4,7,10 enz.verplaatst zijn. Tusschen de stroomwisselingen in twee op ' elkaar volgende geleidin- 1 gen (hier dus I en II) ligt een derde periode, waarin zich de polen één tand < verder bewegen. In het > volgende derde deel zullen ze weer een tand verschuiven, dus de noord- » polen van 4 naar 5, 7 ' en 8 enz., hetgeen uit Fig. 604 bl\jkt. Tijdens de geheele periode be- * wegen zich de polen l dus 3 tanden verder, waardoor de toestand weder gelijk wordt aan > dien bij het begin van de 1 eerste periode, hetgeen ook zoo moet wezen, daar in de tweede periode juist dezelfde wijzigin- j gen met betrekking tot stroomsterkte en stroomrichting plaats vinden. Denken wij ons den rechten kam cirkelvormig gebogen, dan loopen de polen, bij elke nieuwe periode 3 tanden vooruitgaande in het rond en geven het draaiend magnetisch veld; dit komt overeen met hetgeen op blz. 582 gezegd is. Eene draaibare koperen schijf, midden op dit veld gebracht, zou evenals het toestel van Fig. 581 in beweging komen. We hebben dan een inductie-motor met driephasigen wisselstroom. Door de electrische stroomen, die in den koperen schijf geïnduceerd worden, zou deze zich sterk verhitten. Het arbeidsvermogen, dat voor het ontstaan van deze warmte.noodig is, gaat voor het motorische doel verloren en daar die warmte belangrijk kan zijn, zouden we van de electrische energie maar een klein deel als mechanische terug verkrijgen. Het is dus voordeelig, wanneer de warmteontwikkeling zeer gering is, hetgeen het geval zal zijn, als wij de geïnduceerde stroomen in de koperen schijf of in het lichaam, dat hiervoor in de plaats kan worden gesteld, zoo klein mogelijk maken, de aantrekkende en afstootende werking, die ten gevolge van de geïnduceerde stroomen tusschen draaiend veld en koperen schijf plaats heeft, daarentegen zoo groot mogelijk. Hiertoe zullen we ten eerste den geïnduceerden stroomen een weg voorschrijven, waarop zy de sterkste werking op de rondloopende pool uitoefenen, en ten tweede deze werking nog verder versterken, door het aantal van de door de stroomen opgewekte krachtenen zoo groot mogelijk te maken. Om een en ander op te helderen diene het volgende. In de Figuren 605 zij L een cirkelvormige geleider, die om de horizontale as a b draaien kan, evenals de beide polen N en Z, die diametraal tegenover elkander liggen. De krachtlijnen zijn van N naar Z gericht en zullen, afhangende van den stand van L, gedeeltelijk of geheel door den cirkel L gaan. Wanneer nu de polen met betrekking tot den cirkelvormigen geleider van stand I naar stand II bewegen, dan neemt het aantal krachtlijnen, dat door den cirkel gaat, toe en is bij stand II het grootst. Gaan de polen van II naar III, dan neemt het aantal krachtlijnen weder af en is bij III evenals bij I nul, daar hier de cirkelvlakte met de richting van de krachtlijnen samenvalt. Op bl. 23 hebben we vermeld, dat in een gesloten geleider een stroom ontstaat, wanneer het aantal van de door hem omsloten krachtlijnen toeneemt, en eveneens een stroom, maar een in tegengestelde richting als de vorige, wanneer het aantal kleiner wordt. Bij de beweging der polen van I naar II wordt dus in den geleider een stroom opgewekt, bij die van II naar III ook een, die echter eene tegengestelde richting heeft. Een geleider, waardoor een stroom gaat, verhoudt zich als een magneet (ook wanneer hü niet om eene ijzeren kern is gevoerd). Nu zal de stroomrichting bi) een toenemend aantal krachtlijnen zóó zijn, dat de polen, die aan beide zijden van den geleider ontstaan, dezelfde zijn als de polen (N of Z), die de magneet aan dien kant heeft. Hieruit volgt, dat tusschen de rondloopende polen en den draaibaren geleider L eene afstooting plaats heeft. Hoe zal die gericht zijn? Als de geleider in tegenovergestelde richting van de polenbeweging werd gedreven, dan zou hij het aantal van de toenemende krachtlijnen vermeerderen, den geïnduceerden stroom versterken en de afstooting dus vergrooten. De afstooting werkt echter niet zoodanig, dat zij zich wil vermeerderen, maar verkleinen, evenals een druk. die begint, en minder, maarniet grooter wil worden. De beweging van den geleider moet dus geschieden in dezelfde richting als die der polen. Nu verkrijgt de geleider misschien niet dezelfde snelheid als de polen, zoodat deze in stand II ten opzichte van den geleider kunnen komen. Dan begint de vermindering van het aantal krachtlijnen, die door den cirkel gaan, waardoor een stroom wordt opgewekt, zoodanig, dat aan beide zijden van de cirkelvlakte polen ontstaan, die tegengesteld ziin aan de naar haar toegekeerde magneetpolen. Tusschen deze en den geleider L heerscht dan een aantrekkende werking. Deze aantrekking wil kleiner worden, d. w. z.: tracht de vermindering van het aantal krachtlijnen tegen te gaan, en dit heeft plaats, wanneer de betrekkelijke stand tusschen L en de polen zich zoo min mogelijk verandert, of met andere woorden: wanneer de geleider de polen volgt. Dus: of de polen van I naar II of van II naar III bewegen, altijd trachten zij den geleider L mede te voeren, en deze toestand blijft ook bestaan wanneer de voorbijsnellende polen aan de andere zijde van den cirkel zijn gekomen. Nu is er echter nog een gebrek. De verandering van het aantal krachtlijnen en bijgevolg de werking van de polen op den geleider L is natuurlijk aanzienlijker, hoe grooter het aantal op zichzelf is, want de vermeerdering of vermindering is des te grooter, hoe meer er aanwezig zijn voor die veranderingen. Wij moeten dus het aantal krachtlijnen zoo groot mogelijk maken. In Pig. 605 moeten de krachtlijnen van pool tot pool door de lucht gaan, hetgeen een slechte weg is. Wü verstrekken haar nu een beteren, n.1. van ijzer, en brengen in herinnering hetgeen op blz. 76 daaromtrent werd behandeld (Fig. 606). Maar er is nog een bezwaar. Wanneer de polen zich in de nabijheid van stand II bevinden, is de verandering van het aantal krachtlijnen, zoowel b\j vermindering als bfl vermeerdering, niet groot en die langzame verandering geschiedt gedurende eene betrekkelijk groote hoekverplaatsing. Dientengevolge zouden onze polen hoofdzakelijk in de standen I en III motorisch werken zoodat wö moeten trachten, haar zooveel mogelijk in deze standen te houden! Aangezien nu de ijzeren schijf en de geleider met de polen medeloopt, maar misschien met zoo snel als deze, zoo zou het niet te vermijden zijn, dat stand II meermalen voorkwam. Maar daarin is gemakkelijk te voorzien. Wij leggen daartoe een tweeden gesloten geleider om de ijzeren schijf en wel recntnoekig op den eersten (Fig. 607). De polen werken zoowel op den eenen als op den anderen, hen in de bewegingsrichting drijvend, en zy vinden nu ook in den vroeger ongunstigen stand ten opzichte van den eersten geleider een tweeden aanwezig, waarop zij zoo gunstig mogelijk werken. Het aantal van de zich kruisende geleiders kunnen wij naar verkiezing vermeerderen, hetgeen wjj ook zullen doen, wanneer er in de plaats van twee, meerdere rondloopende polen zijn. Wij zullen nu de constructie en de wijze van werken van de inductie-motoren voldoende hebben begrepen, en gaan nu over tot de beschouwing van eenisre uitgevoerde tvnen. Db eerste practisch toegepaste inductie-motoren, die Tesla construeerde en waarvoor hij twee-phasen-stroom aanwendde, adden slechts vier polen en het anker was van twee kruiselings over elkaar gelegen wikkelingen voorzien (Fig. 608). Met de ontwikkeling van deze motoren kwam men tot meerpolige vormen en zoo zien wij in Fig. 609 een tesla-motor met twaalf polen, waarvan de onevene tot den eenen, en de evene tot den anderen stroomkring behooren; de polen wisselen natuurlijk ?! 6 k.6, ri' ver<^er af' zoodat 1, 5 en 9 b.v. noordpolen zijn, wanneer 3, 7 en 11 zuidpolariteit bezitten. Hetzelfde geldt voor de andere rij. Het anker bestaat, om Foucaultsche of verloren stroomen te ontgaan (zie blz. 90), uit dunne ijzeren platen, waartusschen eenedunne papierisolatie is aangebracht en wordt met eene centrale boring op de as geplaatst. (Over deze ankerkernen hebben wij reeds op blz. 101 een en ander medegedeeld.) De bewikkeling van het anker is gelijk aan die van het trommelanker, met dit onderscheid echter, dat de enkele opgewonden spoelen niet met elkaar verbonden, en evenals in Fig. 84 in serie geschakeld, maar in zichzelf gesloten zijn. Om eene stevige bevestiging van de spoelen te verkrijgen en om de ruimte tusschen anker en veldmagneetijzer te verminderen, heeft de trommel groeven, waarin de windingen worden gelegd. Daar het ook wisselstroomen zijn, die om de veldmagneten gaan, en dus hier eveneens Foucaultsche stroomen by toepassing van massieve ijzeren kernen ontstaan zullen, heeft men die magneten ook uit ijzeren platen vervaardigd. Brown wijzigde dezen motor door aan den omtrek van de ankerkern ronde kanalen aan te brengen en hierdoor de ^indingen te trekken (Fig. 610), terwijl hij bü de latere motoren deze inrichting nog eenvoudiger maakte, door in de kanalen geïsoleerde koperen staven te steken, die aan de beide einden door koperen ringen waren verbonden (Fig. 611). Wegens de overeenkomst met eene kooi (voornamelijk de radkooi, die wel als „amusement" voor eekhoorns wordt gebruikt) noemt men dit een kooianker; de Duitschers noemen het „kortsluitingsanker". Het onderscheidt zich door de bijzondere eenvoudigheid. Wy hebben ons tot heden den magneet met rondgaande polen als vaststaande, het deel van den motor, waarin stroomen geïnduceerd worden, draaibaar gedacht. Het is ook mogelijk, dezen toestand om te keeren; men kan het laatstgenoemde deel naar buiten brengen en de magneten als eene draaibare trommel construeeren. De TESLA-motor, Fig. 609, kon dus zoodanig vervormd worden, dat hü een uit ijzeren ringen samengestelden hollen cylinder vormde, die aan de binnen- zyae van Kanalen was voorzien, waarin geïsoleerde koperen staven, die door zijdelingsche ringen werden verbonden, zooals in Fig. 611. In de holle ruimte van dezen cylinder kon dan een spakenvormig anker loopen, waarvan de radiale magneten naar buiten uitstraalden, evenalsin de wisselstroommachine van Gramme (zie Fig. 126). Natuurlek zouden wü dan den tweephasigen wisselstroom naar het ronddraaiende deel van den motor moeten brengen, waarvoor wü op de as sleepringen, waartegen sleepcontacten rusten, noodig hebben. (Over sleepcontacten zie blz. 76.) Met het, ooc nn ' —o -r de mogelijkheid van het omkeeren van de deelen van den motor kan men het draaibare stuk niet meer anker, en het vaststaande veldmagneten noemen, zooals wü tot heden ten onrechte deden. Daarom geeft men aan het beweeglijke deel den naam „rotor" en aan het andere „stator", de Duitschers spreken veelal van „laufer" en „stander". T-V _ . _ " De constructie van de inductie-motoren voor driephasigen wisselstroom wijkt in hoofdzaak niet af van die voor tweephasenstroom; alleen moeten wij in de plaats van rijen van twee paar wisselpolen zulke rijen van drie polen hebben, die overeenkomstig de vroeger geschetste wijze magnetisch worden. De stroomont- .... . , wikkelaars voor twee- of driephasigen wisse.stroom komen ook in principe met de gewone machines voor éenphasigen wisselstroom overeen. Men zou zich kunnen voorstellen dat twee of drie van die machines in éen geheel vereenigd waren. Wü kunnen ons denken, dat twee eenphasige wisselstroommachines eene gemeenschappelijke as hebben en zoodanig loopen. dat de wisselingen bij de eene juist tusschen de voorgaande en volgende wisselingen van de andere plaats hebben, en dus ook omgekeerd voor de tweede machine. Wü zouden dan twee wisselstroomen verklagen, die /4 periode ten opzichte van elkaar waren verschoven, dus tweephasen-stroom. :Nemen wij op dezelfde wyze drie machines, waarbü de wisselingen van de eerste op het 1»<», 4de, 7de, enz., van de tweede op het 2de, 5de, 8ste, enz., en van de derde op het 3do, 6de, 9de, enz. tijdsdeel plaats hebben. 'dan geven de drie machines, die wij overeenkomstig het vroeger behandelde in ster- of in driehoekschakeling kunnen verbinden, den diiephasen-stroom of draaistroom. (De naam „draaistroom" heeft wegens de kortheid burgerrecht verkregen, maar is zeer onjuist. Beter is het, inplaa s van draaistroommotoren, te spreken van „motoren met draaiend magnetisc veld", maar dit is wel wat lang voor de technische spreektaal.) Het is echtei niet 'noodig, twee of drie afzonderlijke machines te gebruiken, maar wij brengen liever hare spoelen in ééne machine aan, met een gemeenschappelyken veldmagneet. Wanneer de lezer nog eens Fig. 126 opslaat, waarin de wisse stroommachine van Gramme is afgebeeld, dan zal hij daarbij beschreven vinden, dat het anker uit vele verschillende spoelenreeksen bestaat, ie afzonderlijke wisselstroomen geven. Nu gaan daar de polen van den veldmagneet in het eene oogenblik voorbij de draadspoelen van de eene reeks, in het volgende voorbij die van de tweede, in het derde tijdsdeel voorbij ie van de derde enz., en wanneer zij alle spoelen gepasseerd zjjn, komen zü weder aan de eerste reeks en zoo gaat het voort. Indien dus de draadspoelen op gelijken afstand van elkaar liggen, dan zal, wanneer wtf als in Fig. 12 vier reeksen hebben, de stroomwisseling bü reeks 1 klaarblijkelijk /„ ee van de periode eerder geschieden dan bij reeks 2, bü deze weer V8 periode eerder dan bij 3 enz. De machine geeft dus vier-phasen-stroom ). Brengen we inplaats van vier draadspoelenreeksen, twee of drie dergelijke aan dan zullen we twee- of driephasen-stroom verkrijgen. De twee- en drie phasenstroom-ontwikkelaar verschilt dan van den éénphasestroom-ontwikkelaar slechts daardoor, dat, terwijl bij den laatsten liet aantal spoelen en polen gelijk zijn bij den eersten het aantal spoelen twee- of driemaal grooter is dan dat der polen, waarbij natuurlijk verondersteld wordt, dat de spoelen op gelijken afstand op den omtrek verdeeld en de bij elkaar behoorende spoelen onderling verbonden zijn. Zoo ziet men een moderne driephasen-stator in Fig 136 afgebeeld; daarbij behooren telkens 2 opeenvolgende gleuven tot eenzelfde phase, zoodat b.v. 1, 2, 7 en 8 een tweevoudigen spoel vormen. Om tot de draaistroommotoren terug te keeren, hebben wij gezien, a het kooianker ons het middel geeft, een draaibaar gedeelte te hebben zonder eenige electrische verbinding, als collector óf sleepringen geven. Deze ankers of rotors zijn echter alleen voor kleine motoren geschikt, daar bij groote motoren er bij het inschakelen buitensporig sterke stroomen in dat anker zouden ontstaan, en daardoor eveneens sterke stroomen in de statorwikkeling; het geleidernet, waaraan deze is aangesloten, zou daardoor een niet toe te laten storing ondervinden. Bovendien gaat deze sterke stroom niet gepaard met eene groote trekkracht, deze is integendeel zeer klein; dereden n Destiids wist men natuurlijk die in phase verschoven stroomen n.et voor dit doel te benuttigen, daar het draaiend veld onbekend was; wél had Gramme al goed ingezien dat op deze wijze de geheele beschikbare wikkelruimte te gebru.ken was. hienan kunnen wij in dit boek niet verder uiteenzetten. Genoeg zjj het te weten, dat èn eene vermindering van den aanzetstroom èn eene verhooging van de trekkracht beide verkregen kunnen worden door het inschakelen van weerstand in de rotorbewikkeling. Dit kan natuurlijk bij een kooianker niet geschieden, maar moet daartoe de bewikkeling open zijn en in verbinding staan met sleepringen op de as, op welke borstels rusten, die met een weerstand verbonden zijn. Heeft echter de rotor zijne snelheid bereikt, dan zou die weerstand verder schadelijk werken en wordt hij daarom kort gesloten. Men heelt ook inrichtingen bedacht, waarbij de weerstand in den rotor zelf is aangebracht en door een hefboom, welke in eene op de as verschuifbare bus grijpt, kort gesloten kan worden, zoodat toch sleepringen vermeden worden. Een dergelijke inrichting is bijv. ook aangebracht bij den motor in Fig. 613, waartoo do knop aan het linker aseinde is aangebracht. Wanneer men de theoretische beschouwingen betreffende deze motoren goed nagaat, zal het duidelijk zijn dat de rotor het draaiend veld wel volgt, maar onmogelijk even snel als dit veld kan draaien. Immers, was dit het geval, dan zou het veld zich ten opzichte van den rotor niet verplaatsen, er zouden dus ook geene geïnduceerde stroomen in de rotorwikkeling ontstaan, ergo was er geene trekkracht. Deze ontstaat juist door het achterblijven van den rotor bij het veld, de slip. Hoe meer arbeid de motor moet verrichten, des te grooter wordt die slip, welke echter bij goede motoren niet meer dan hoogstens 10 % bedraagt. Men kan het vergelijken bij het glijden van een slap gespannen riem over de riemschijf. Daar dus niet, zooals bij de synchrone motoren, het aantal omwentelingen van het anker onvoorwaardelijk gebonden is aan dat van het veld, worden deze motoren asynchroon genoemd. Tegenover de eerste soort hebben zij het voordeel, dat zij vanzelf op gang komen en niet dan bij zeer sterke overbelasting uit de pas kunnen vallen; het nadeel, dat zij minder nuttig effect hebben en eene aanmerkelijke phaseverschuiving tusschen spanning en stroom teweegbrengen, iets wat in de wisselstroomtechniek „de zwarte man" is en steeds zooveel mogelijk vermeden moet worden. (Wij zagen op blz. 583, dat men bij de synchrone motoren de phase-verschuiving geheel in de macht heeft.) Bij sommige stedelijke netten is het dan ook verboden asynchrone motoren van groot vermogen aan te sluiten. Door Heyland is een asynchrone motor uitgevonden, waarbij die phaseverschuiving zoo goed als opgeheven is. Bij dezen motoi ontvangt de rotor ook stroom, die van een gedeelte van de statorwikkeling afgetakt wordt. Meer bijzonderheder ervan kunnen wij in dit boek niet vermelden. Deze Heyland motor schijnt in de practijk niet voldaan te hebben. In Fig. 612 is een driephasen-motor afgebeeld, van de Electrotechnische Industrie te Slikkerveer. Men ziet duidelijk, hoe de bewikkeling van het anker of den rotor in groeven is gelegd en op drie plaatsen met sleepringen verbonden is. De statorwikkeling laat den eigenaardigen vorm der spoelen zien: men kan door goed kijken 9 spoelen tellen, welke zich splitsen en zoo in 36 gleuven geborgen zijn. Het aantal polen, dat door die wikkeling ontstaat, is 9 X 2 = 6- Deze 8leuven morden bij deze motoren dikwijls toe- gepast. Men behoeft dan de draden niet door te steken, daar de gleuven aan de binnenzijde juist zoo wijd zijn, dat de draad er door kan; zij hebben verder een gerekten ovaalvorm. De speelruimte tusschen buitenmiddellijnrotor en binnenmiddellynstator is uiterst gering. Zij moet dit zijn ter verkrijging van oen goed nuttig effect en de zuiver afgedraaide cylinderoppervlakken gedoogen dit. I)e voorwand met kussenblok is weggenomen en op de teekening niet afgebeeld. & Ook Fig. 613 (Plaat VI) vertoont een dergelijken motor van dezelfde fabriek geheel uit elkaar genomen. Na het inschakelen kunnen de sleepringen door middel van den knop kortgesloten en de borstels opgelicht worden. Uit een oogpunt van eenvoudigheid en betrouwbaarheid verdient de draaistroommotor met kooianker wel de voorkeur boven alle andere motoren- wegens de afwezigheid van collector en sleepringen vereischt de motor zoo goed als geen onderhoud en toezicht. In vele bedrijven heeft hij dan ook met succes toepassing gevonden, vooral indien constante snelheid vereischt wordt zooals b. v. in de textiel-industrie. Ook voor het drijven van houtbewerkingsmachines u de draaistroommotor zeer aanbevelenswaardig wegens het zeer brandbare houtstof; daar er geen vonken aan eenig deel 'van den motcr kunnen optreden, kan daardoor geen brandgevaar ontstaan Dat de draaistroom motor ook toegepast wordt, indien juist snelheidsverandering gewenscht is, daarvan geeft het systeem Oerlikon voor het drijven van borduurmachines een aardig voorbeeld. Bij deze industrie moet de snelheid zeer geleidelijk en fijn geregeld kunnen worden, terwijl bovendien bij het festonneeren plotseling van de maximale op de halve snelheid overgegaan moet kunen worden. De machinefabriek Oerlikon gebruikt hiertoe zeer vernuftig een verstelbare snaarschijf, afgebeeld in Fig. 814; de linksche helft zit vast op de as, de rechtsche is verschuifbaar en wordt door de in elkaar "1 PLAAT VI. grijpende schuine armen van zelf medegenomen. Het zal wel duidelijk zijn, dat de middellijn van de snaargroef des te grooter wordt, naarmate de schijven in elkaar geschoven worden. In Fig. 615 ziet men den completen motor met schijf. Door het draaien van het handwiel wordt de schroefspil en daarmede de beweeglijke sohijfhelft verplaatst; wordt aan het koord bovenaan getrokken, dan wordt de uit 2 helften bestaande moer geopend, waardoor een veer de schroefspil terug doet springen. Alsdan zijn de helften van de snaarschijf weer zoo ver mogelijk nif allrnor r*oKfonV»f ari UIL oitvaai gvwinviii. oii is de snelheid van de snaar weer het kleinst. Het in gang zetten van den motor geschiedt door een in de statorleidingen geplaatste weerstand (rechts) die door een, in de figuur zichtbare, trede geleidelijk uitgeschakeldwordt. Een 10 yards-borduurmachine veraischt hoogstens 0,5 P. K. Het ligt voor de hand, dat het dikwijls van veel nut kan zijn gelijkstroom in wisselstroom om zetten en omgekeerd. Men kan dan bijv. de electrische energie, die in den vorm van wisselstroom aangevoerd wordt, in utjii vorm van geldstroom in accumulatoren opzamelen en op die wijze reserve ver- Fig. 615. krijgen. Hoewel deze omzetting nu verkregen kan worden door het mechanisch koppelen van een gelijk- en wisselstroomdynamo, waarvan een als motor loopt, heeft men hierbij in e^e machine een verlies, zoodat het nuttig effect niet groot is. Beter is het bij één dynamo het anker van eene dubbele bewikkeling te voorzien, zooals b. v. bij de machine van Lahmeyer (blz. 174). Het ware wordt echter pas bereikt, wanneer men slechts ééne bewikkeling heeft, die zoowel door gelijk- als door wisselstroom doorloopen wordt. Deze bijzonder interessante machines hebben in de laatste jaren zeer veel toepassing gevonden en zyn meer en meer volmaakt geworden. Zy worden aangeduid met den naam „roteerende convertors" of ook wel kortweg „convertors" (de Franschen noemen ze „commutatrices"). Wy zullen trachten van deze soort machines een idee te geven. Denken wii ons een «»AMME-ring (Fig. 616 CH <5 <5 nJ 0- PLAAT VII. Fig. f/9. Het belangrijkste deel van dit arbeidsvermogen wordt in de onmiddellijke nabijheid van de centrale verbruikt, waar zich spoedig eene uitgebreide en steeds grooter wordende industrie heeft gevestigd. De voornaamste afnemers zijn de nieuwe electro-chemische fabrieken, zooals die van de Carborundum C°.; de Pittsburg Reduction C0., die aluminium vervaardigt en die, daar zij gelijkstroom gebruikt, de tweephasen-stroom door een tweephasengelijkstroom-transformator in gelijkstroom van 160 Volt omzet; de Union Carbide C0., die calcium-carbide maakt en ca. 15000 P.K. verbruikt. Verder kunnen wij nog noemen de Mathieson Alkali C0., eene fabriek van alcaliën en bleekproducten, die den stroom in gelijkstroom van 225 Volt omzet. Bij deze groote afnemers komen nog drie electro-chemische fabrieken en de centrale van de stad Niagara. Eindelek worden nog ca. 30.000 P.K. naar Buffalo, Tonavvanda en Lockport geleid. Daar de stroom hiervoor eene hoogere spanning moet hebben, zoo wordt hy door transformatoren omgezet. De transformatoren verhoogen de spanning tot 11,000 Volts of bij achter-elkander-schakeling van twee transformatoren tot 22,000 Volts. Fig. 640 vertoont een dergelijk stel transformatoren. De naar Buffalo voerende geleiding bestaat uit hartgetrokken koperdraad dat aan houten palen bevestigd is. Als isolatoren gebruikt men klokken van porselein van den vorm als Fig. 641 aangeeft. Een merkwaardige krachtsoverbrenging aan de Niagara van den laatsten tijd is die van de Niagara Lockport and Ontario Power Cy. Deze Maatschappij belast zich alleen met het overbrengen en verkoopen der electrische energie, welke haar verschaft wordt door de hydro-electrische centrale der Ontario Power Cy., gelegen op den Canadeeschen oever. De grootste afstand van overbrenging bedraagt 290 K.M. (d. i. ongeveer de afstand Maastricht—Stavoren). Het over te brengen vermogen binnen de eerste jaren is begroot op 60,000 P.K., hetwelk men tot 180,000 P.K. wil uitbreiden. De spanning hierbij bedraagt 60000 Volt! De genoemde centrale levert draaistroom van 25 perioden en 12,000 V., welke in een Fig. 641. transformatorenstation tot 62,500 Volt op¬ gevoerd wordt. Het tot dusver geïnstalleerde vermogen bedraagt 30,000 P.K., hetwelk door 2 hoofdleidingsystemen (ieder dus uit 3 leidingen bestaande) overgebracht wordt; elk systeem is voor het volle vermogen toereikend. De leidingen loopen over Lockport, Mortimer, Syracuso en Lockport, Pittsford, Syracuse. De leidingen worden gedragen door staaltorens, van bijzondere stevige constructie, daar de spanwijdte normaal 167 M. en op sommige plaatsen zelfs 383 M. bedraagt. Op den weg van de West-Shore-Railroad zijn wegens plaatsgebrek houtmasten in A-vorm geplaatst; de spanwijdte bedraagt aldaar slechts 67 M. De leidingen zijn, zooals bij 3-phasen-leidingen gebruikelijk is, in gelijkz. driehoekvorm gespannen. Zij bestaan uit a 1 uminium-kabels, uitgez. op enkele lange gedeelten, waar men aan koper de voorkeur heeft gegeven. De kabels hebben aanvankelijk 19 draden met 325 m.M.' gezamenlijke doorsnede, welke later tot J/3 en '/, verminderd wordt. De staaltorens kunnen in alle richtingen denzelfden weerstand bieden; op bepaalde afstanden zijn zij nog extra versterkt en van dubbele isolatoren voorzien, ten einde bij eventueele breuk der leidingen aan den dan optredende enormen trek weerstand te kunnen bieden. De bovenste leiding is op verschillende plaatsen van hoornbliksemafleiders voorzien. De isolatoren zijn met het oog op de hooge spanning van speciale constructie (Fig. 642); de drie klokken zijn met cement in elkaar gevoegd. De hoogte van den rand van de onderste klok tot aan den top bedraagt 0.48 M.; de middellijn van de bovenste klok 0.37 M. Bij de verbinding der aftak- met de hoofdleidingen zijn smeltstukken aangebracht, bestaande uit dun koperdraad van 5 M. lengte, in rubberbuis; zij ziin op 7.5 M. afstand van elkaar geplaatst. Te Lockport, Gardenville en Baldwinsville zijn onderstations, de beide eersten voor 3000 K.W., welke capaciteit echter onbepaald uitgebreid kan worden. Voor het beschermen der apparaten in de onderstations zijn in elke leiding 3 bliksemafleiders aangebracht; de eerste werkt bij geringe over¬ spanning, en bevat in de aardleiding een grooten weerstand, de tweede is voor grootere overspanning en bevat minder weerstand, terwijl bij een bovenmatige overspanning (wanneer bijv. de leiding direct door de bliksem getroffen wordt) de derde in werking treedt, die een smeltstuk bevat. Na de eerste hevige ontlading smelt dit door en verbreekt zoo den vlamboog, waarna de beide andere afleiders nog in werking kunnen blijven. Hiermede zullen wü de beschrijving, waarin slechts hoofdzaken van dit reuzenwerk zijn vermeld, eindigen. De lezer zal overtuigd zijn, dat de Amerikanen een arbeid hebben verricht, die van zeer veel belang is, want zü hebben het eerst aangegeven, hoe een centrale moet worden ingericht, die groote hoeveelheden arbeidsvermogen op groote afstanden zal overbrengen. Dit overbrengen van energie heeft eene groote maatschappelijke beteekenis. Zoo staat het Niagara-werk aan het begin van een nieuw tijdperk van technische ontwikkeling, dat op de industriëele en economische verhoudingen van de 20ste eeuw een niet te berekenen invloed uitoefent en vergeleken kan worden met dien van telegraaf en spoorwegen in de 19de eeuw. In Europa was men langen tijd huiverig het voorbeeld van de Amerikanen te volgen en zulke hooge spanningen toe te passen. Door de grcote vlucht der electrotechniek kon men echter niet langer achterblijven, zoodat de krachtsoverbrengingen met hooge spanning nu geen zeldzaamheid in ons werelddeel meer zijn; het meest zijn ze toegepast in landen met de „witte steenkool". Als voorbeeld zullen wij er een in Italië beschrijven, nl. de krachtsoverbrenging Caffaro-Brescia. Deze is uitgevoerd door de bekende Machinefabriek „Oerlikon" b(j Zürich. Zij heeft tot doel het groote verval van de Caffaro-rivier te benuttigen voor het leveren van electrischen stroom aan een groote sodafabriek te Brescia en verder aan de plaatsen Brescia, Manerbio, Cremona en Porte Viggo. Het laatste gedeelte van de rivier vormt de grens tusschen Oostenrijk en Italië en mondt uit in het Idro-meer. Nabij Bagoiino is door het aanbrengen van stuwen het waterpeil verhoogd, vanwaar het water naar een reservoir geleid wordt, dat 250 M. boven de centrale gelegen is en naar welke laatste het door twee hoogdrukleidingen gevoerd wordt (zie Fig. 643). In de machinezaal der centrale zijn opgesteld 5 hydro-electrische aggregaten, benevens 2 kleinere voor de bekrachtiging. Ieder der hoofdaggregaten bestaat uit een PELTON-turbine (zie blz. 320), van 2500 P.K., bij een verbruik van 1 JR per sec. en 315 omw. per min., elastisch gekoppeld met een draaistroomgenerator, welke normaal 150 Amp. bij 9000 a 10500 Volt en 42 perioden levert; Fig. 644 geeft een afbeelding van zoo'n aggregaat. De gelijkstroomdynamo's voor de bekrachtiging zijn elk voldoende voor 4 generatoren; zij leveren normaal 800 Amp. en 125 V. by 600 omw. en worden gedreven door Pelton-turbmes van 150 P.K. Voorts is nog voor de verlichting der centrale en omstreken een apart aggregaat opgesteld van 60 P.K., dat draaistroom van 3600 Volt levert. De spanning der alternatoren wordt nu door transformatoren op 46000 V. gebracht; deze toestellen zijn in cellen geplaatst, uit welke zij op een rolwagen, loopende over een langsspoor, gereden en zoo naar een reparatielokaal gebracht kunnen wordep. Het zijn olie-transformatoren met waterkoeling (zie blz. 168). De kernen voor de drie phasen vormen met de zijstukken één magnetisch circuit, overeenkomstig de opmerking op blz. 612. De spoelen voor de laagste spanning bestaan uit blank, lioogkantig gebogen (een speciaal procédé van Oerlikon) koperband, waartusschen „Pressspan"-strooken geperst zijn; het hoogspanningsgedeelte bestaat uit 35 afzonderlijke spoelen. De transformatoren z\jn berekend voor 2720 Kilo-Volt-amp. en beproefd met 60.000 Volt; het totale gewicht bedraagt 22000 K.G., het rendement bleek bij proefneming c.a. 98,5%, terwijl de benoodigde hoeveelheid koelwater bij volle belasting voor 45° toe te laten temp.-verhooging 13 L. per min. bedraagt. Bij de schakelinstallatie zijn volgens de tegenwoordig gebruikelijke methode de hoogspannings-schakelaars, smeltstukken, bliksemafleiders enz. in cellen van gewapend beton geplaatst. Fig. 645 vertoont de bliksemafleiders met waterstraalweerstanden voor 40.000 Volt; deze laatsten vormen de aardverbinding en dienen voornamelijk bij het getroffen worden der leiding door bliksem. De leidingen naar Brescia bestaan uit twee driephasen-systemen van 3X^,5 mm., gedragen door isolatoren, volgens het type in Fig. 646. Zij zijn aangebracht op staaltorens, dubbele houtmasten in A-vorm en dragers van Mannesmann-buis. De afstand der transmissie bedraagt 57 K.M. Bij kruisingen van wegen of anderszins zijn vanginrichtingen aangebracht (Fig. 647). In Brescia komen de leidingen van een groot verdeel- en transformeerstation; aldaar wordt de stroom gedeeltelik getransformeerd en gedeeltelik verder geleid naar de bovenvermelde plaatsen. De transformatoren zijn gelijk, ook wat de opstelling betreft, aan die in Caffaro; zij brengen de spanning weer van 40.000 op 3600 Volt. Verder zijn aanwezig schakel- en veiligheidsapparaten, meettoestellen enz. voor 40.000 en 3600 Volt. Het grootst gedeelte der energie wordt na naar het omzettingsstation der sodafabriek gevoerd. Aldaar zijn de met 3600 Volt binnenkomende leidingen van tydrelais voorzien, door welke uitschakeling plaats heeft, indien een bepaald stroommaximum gedurende een bepaalden tijd overschreden wordt. Een transformator van 120 K.V.A. levert stroom van 220 Volt voor een draaistroom-geiykstroomomzetter voor de verlichting, waarvoor tevens een accumulatoren-reserve aanwezig is. In de machinezaal zijn 4 (later 5) motorgeneratoren opgesteld. Deze bestaan ieder uit een draaistroömmotor van 650 P.K. voor 3600 Volt en 310 omw., gekoppeld aan een geiijkstroomdynamo van 450 K.W., leverende 3000 amp. bij 150 Volt. Het aantal polen bedraagt 16, terwijl voor het afnemen van dien enormen stroom iedere borstelstift 13 borstels draagt. In Fig. 648 is een motor-generator afgebeeld; onder de collector is een opening, verbonden met een gemeenschappelijke ventilatieleiding in het sousterrain, die een kraclitigen luchtstroom van een electrisch gedreven ventilator ontvangt. In vele gevallen heeft de electrische krachtsoverbrenging tot doel het leveren van stroom aan spoor- en trambanen, hetzij afzonderlijk, hetzij gecombineerd met het gewone licht- en krachtsverbruik. Wegens de groote belangrijkheid en ontwikkeling, die de electrische tractie thans reeds verkregen hoeft, zullen wij deze voorname toepassing der electnciteit in het volgende afzonderlijke hoofdstuk behandelen. 41 de electrische tractie. De eerste electrische tram van de firma Siemens & Halske. - Electrische trams in Amerika. — De verschillende systemen voor den stroom-toevoer, — De ophanging van den arbeidsdraad, - De motoren en schakelinrichtingen. Het gebruik van accumulatoren. - De „Hochbahn" te Berlijn. - De hangende baan Elberfeld-Bannen. - De ondergrondsche banen. - Electrische mijnen fabriekslocomotieven. Electrische spoorwegen. — Amerikaansche locomotieven. — De electrische spoorweg door de Simplon-tunnel. — De Jungfrau-spoorweg. — De lijn Stansstadt - Engelberg. — De e'énphase-spoorweg Botterdam - Den HaagScheveningen, - Electrische omnibussen en automobielen, - Electrische booten en locomotieven voor het sleepen van vaartuigen. an alle toepassingen van den electrischen motor heeft er niet eene zoo groote beteekenis gekregen als die tot het voortbewegen van voertuigen en meer in het bijzonder van trams. De eerste electrische tram werd door de firma Siemexs en Halske in het jaar 1879 op de nyverheidstentoonstelling te Berliin a.an£?eWri. en ten eir.de zich de prioriteit der uitvinding te verzekeren, bouwde zij in het volgende jaar eene blijvende tramlijn van de cadettenschool te Lichterfelde, bij Berlijn, naar het Station, die zij ook sedert dien tijd onafgebroken heeft geëxploiteerd. Op deze lijn volgde eene tweede, van dezelfde firma, bjj Offenbach, eene derde te Mögling, bij A\ eenen, en nog verschillende electrische mijn-spcorwegen. Daarna hoorde men evenwel gedurende langen tijd niets meer van electrische trams, behalve van de te Hamburg en Brussel door accumulatoren voortbewogen tramwagens en van eene bij Portrush, in Engeland, in gebruik genomen lijn. Omstreeks het jaar 1885 namen' de Amerikanen het vraagstuk in studie en brachten vele technische verbeteringen aan, van welke in de eerste plaats genoemd moet worden het vervangen van den onzekeren toevoer van den stroom langs de rails door een bovengrondsch, zeer eenvoudig stelsel. Hunne pogingen werden met de schoonste uitkomsten bekroond en het aantal electrische trams steeg van jaar tot jaar. Nevenstaande kleine tabel levert hiervan het bewijs. Er waren op het einde van 1887 in de Vereenigde Staten 22 electrische trams in exploitatie 1888 „ „ n n 52 „ ,J „ n 1889 „ „ „ 1 110 I) n n V 1890 „ „ „ , 280 „ „ „ 1891 ongeveer „ „ 500 „ „ , „ Tegenwoordig is het aantal electrische trams in de Vereenigde Staten reeds tot bij de duizend gestegen. Deze gunstige resultaten werkten ook terug op Europa en men trachtte de constructies voor onze toestanden geschikt te maken. De bovengrondsche geleiding ondervond bij ons, voor zoover zij in de straten der steden moest worden aangebracht, eene groote tegenkanting, welke hierin hare oorzaak had, dat het overspannen der straten met draden noch mooi, noch uit het oogpunt van verkeer en veiligheid aan te bevelen was; de Amerikaan is in dit opzicht minder angstvallig, wanneer het eene zaak van practisch belang geldt. In Europa ging men daarom tot ondergrondsche toevoering over en de firma Siemens en Halske bouwde eene zoodanige electrische tram te Buda-Pest, die wy in de volgende bladzijden zullen beschrijven. Deze ondergrondsche stroomgeleidingen maken den aanleg evenwel belangrijk duurder en daarom trachtte men ook in de Oude "\\ ereld de bovengrondsche geleidingen in te voeren. Het gelukte aan de ,A11 geni ein e ElektricitütsGesellschaft" de vergunning tot den bouw van eene tram te Halle a. d. S. te verkrijgen, dien zy volgens het systeem met bovengrondschen toevoer heeft aangelegd. Gedurende de nijverheidstentoonstelling te Bremen exploiteerde de .jThomson-Houstox-I nternational Electric-Co.", die een Europeesch agentschap te Hamburg had, eene proeflijn tot verbinding van de stad met het tentoonstellingsterrein, waarbij eveneens bovengrondsche geleidingen waren toegepast. Wanneer wij nu overgaan tot de constructie der electrische trams, dan moeten wy in de eerste plaats twee verschillende typen onderscheiden. Bij de eerste soort wordt de stroom van een centraal-punt uit naar de wagens geleid, bij de andere wordt de noodige electrische drijfkracht in accumulatoren meegevoerd. Wat de tramlijnen met stroomtoevoer aangaat, deze moeten wij weer verdoelen in die, waarbij de stroom door de rails wordt aangevoerd, en in die met afzonderlijke toevoerleiding, terwijl eindelek bij laatstgenoemden de geleiding boven- of ondergrondsch kan worden aangebracht. Het gebruik der rails voor heen- en terugleiding is in aanleg de eenvoudigste en goedkoopste, maar ongelukkig ook minst bruikbare wijze van stroomtoevoer. Men heeft hierbij met een grooten vijand te kampen, nl. met de vochtigheid, die den stroom een zijweg tusschen de beide rails verschaft en bij eenigszins groote afstanden zoodanige verliezen veroorzaakt, dat men uit een technisch en uit een financieel oogpunt van de toepassing van dit systeem moet afzien. Bovendien belet ook het vochtige slijk der straten een goed con- tact tusschen de rails en de stroomafnemers, terwijl er zich nog andere bezwaren doen gelden, welke deze wijze van stroomtoevoering in de steden buitensluiten. Dat zy onder zekere omstandigheden wel toe te passen is, heeft de lijn te Lichterfelde bewezen, waarbij vroeger de stroom door de rails werd aangevoerd. Hier lagen echter de rails op een afzonderleken weg en in een betrekkelijk drogen bodem. Ook was er voor gezorgd, dat, wanneer er eene tram over de lijn reed, telkens maar een klein stuk van de rails met de geïsoleerd aangebrachte stroomtoevoerleiding verbonden was, en weer uitgeschakeld werd, wanneer de wagen in een volgend blok reed, dat nu eveneens door den wagen zeiven automatisch in- en later weder uitgeschakeld werd. Met deze inrichting, waarbij de geheele ljjn in een aantal blokken is verdeeld en altijd alleen dat blok met de afzonderlijk gevoerde stroomleiding is verbonden, waarin zich de tram beweegt, heeft men niet die stroomverliezen te vreezen, welke bij den eenvoudigen toevoer door de rails ontstaan. Maar aan den eenen kant blijven de bezwaren, welke door het slechte contact ten gevolge van het slijk veroorzaakt worden, aan den anderen kant is ook het aanbrengen van de dooi¬ den wagen in werking te stellen stroomsluiters moeilijk. Om hieraan te gemoet te komen, heeft Lineef een zeer vernuftig stelsel bedacht. Hij brengt tusschen de rails eene afzonderlijke toevoerleiding aan, die gelijk komt met het niveau van de straat. Deze toevoerleiding bestaat uit korte, een meter lange stukken, welke van elkander gescheiden, in asphalt zijn gelegd (Fig. 649). Naast deze stukken zijn iets kleinere T-vormige rails bevestigd, die met hare breede koppen naar beneden staan. Beide T-ijzers bedekken een kanaal, dat gevormd wordt door isoleerende tegels. Dit kanaal bevat den stroomgeleider, die uit twee als luchtieiding op isolatoren gelegde blanke koperdraden bestaat, waarop een 75 mll. breed buigzaam gegalvaniseerd bandijzer rust. Deze ijzeren band kan iets opgetild worden zoodat hij met de ondervlakken der T-ijzers in contact kan komen, terwijl hu' in gewone omstandigheden ongeveer 8 mM. van hen verwijderd is. Onder iederen wagen bevindt zich een krachtige magneet, die groote poolstukken heeft en door den toegevoerden stroom magnetisch gemaakt wordt. Door de magnetische werking wordt het bandijzer aangetrokken, dat dus op de plaats, waar de wagen zich bevindt, tegen de onderkanten der beide T-jjzers gedrukt zal worden en zoodoende een weg vormt voor den stroom, om van de toevoerleiding op den bodem van het kanaal, naar de ijzeren rail, en van hieruit door een aan den wagen bevestigden contact-borstel, die over den bovenkant van de rail wrijft, naar den motor te komen. Eene der groote rails, waarover de wielen van den wagen loopen, dient als terugleiding. Door dit stelsel heeft men dus het voordeel, dat de eigenlijke stroomtoevoerleiding in een geheel afgesloten kanaal ligt, terwijl alleen op het punt, waar de wagen zich bevindt, de stroom tot aan de oppervlakte van de straat komt. Eene practische beteekenis heeft het systeem Lineff niet, maar het is de voorganger geweest van eene reeks van constructies, die op hetzelfde principe berusten, dat namelijk de stroomtoevoer door korte in de bestrating gelegen contactrails geschiedt. Een dergelijke contactrail mag slechts met de geïsoleerde geleiding verbonden bleven, zoolang de wagen boven die rail is. Lineff heeft dit willen verkrijgen op de wijze, die boven is beschreven. Zijne navolgers verlieten veelal de magnetische koppeling en zochten hun doel te bereiken door eene electrische inrichting en wel zoo, dat de stroomtoevoer uit een contactstuk , het inschakelen van het voorwaarts gelegene en tegelijkertijd het uitschakelen van het achterwaarts gelegene reeds verlaten contactstuk bewerkte. Een dergelijk systeem verlangt echter samengestelde schakelapparaten en heeft tot heden nog niet tot eene blijvende toepassing kunnen leiden. Toch duren de proefnemingen voort, om den stroom door contacten, die in het niveau van de bestrating liggen, toe te voeren, daar men hoopt, hiermede de dikwijls voor storend en onooglijk gehouden bovengrondsche of de dure ondergrondsche leiding door een eenvoudig, zeker en goedkoop systeem te kunnen vervangen. Een groot bezwaar bestaat er tegen dit stelsel: dat namelijk spoedig storingen kunnen ontstaan ten gevolge van straatvuil op de contactrail. Zoo blijven dus vooreerst voor trams alleen de twee toeleidingsstelsels, het ondergrondsche en het bovengrondsche, over, terwijl de stroomtoevoer a niveau, door een derde geïsoleerde rail tot heden slechts bij lijnen met een eigen weg, voornamelijk bij bovengrondsche trams, toegepast is, zooals bij de bovengrondsche trams in Liverpool, Berlijn en Chicago en bij de ondergrondsche lijnen te Buda-Pest, Boston, Londen en eerlang te Berlijn. Bij de tramlijnen met ondergrondschen stroomtoevoer wordt eene blanke koperen geleiding ir. een kanaal langs de rails aangebracht en men laat nu een contact-toestelletje, dat aan den wagen bevestigd is, langs de geleiding sleepen. Men moet er hierbij evenwel op rekenen, dat het water van de straten door de sleuf, waardoor het contact-toestel de ondergrondsche geleiding bereikt, in het kanaal loopt en dit bij hevige stortbuien grootendeels vullen kan. Het zal daarom noodzakelijk zijn, om niet alleen voor een goeden afvoer van het indringende water te zorgen, maar het kanaal ook zóó ruim te maken, dat liet eene groote hoeveelheid water kan bevatten, zonder dat dit met de geleidingen in aanraking komt. Men ziet dus, dat een nauw kanaal niet aan de gestelde eischen kan voldoen, maar dat het tamelijk wijd moet zijn, en dit maakt den aanleg van den ondergrondschen stroomtoevoer zeer duur. Dit zal uit de afbeelding van de ondergrondsche geleiding, die voor de electrische tram te Buda-Pest in toepassing is gebracht, duidelijk blijken. Zooals door Fig. 650 wordt aangegeven, zijn in de straat op afstanden .van 1.2 Meter ijzeren ramen opgesteld, die eene der twee rails dragen en waaraan tevens de isolatoren der beide geleidingen zijn bevestigd. Deze geleidingen bestaan uit twee hoekijzers, welke tegenover elkander z\jn gelegen; zij worden door haken, die in de isolatoren zijn aangebracht, gedragen. De ijzeren ramen worden door gemetselde wanden verbonden, zoodat er een kanaal wordt gevormd, dat, tot op eene gleuf' na, door grootere steenen wordt afgedekt. Op deze wijze bevinden zich de geleidingen in een ruim kanaal, waarin het water slechts door eene nauwe sleuf kan binnendringen en dan voldoende gelegenheid heeft, om af te vloeien. Door de gleuf gaat een ijzeren plaat, dio aan den wagen bevestigd is; aan deze plaat zijn de contacten verbonden, welke langs de toevoerleidingen slepen, evenals de geleiding naar den motor onder den wagen, zoodat deze voortdurend met de stroombron in verbinding staat. Deze con¬ structie is zonder twijfel goed en zal weinig aanleiding geven tot storingen, maar zjj is over het algemeen te duur om veel toepassing te vinden. Daar, waar men zich niet zoo angstig behoeft af te vragen of het wel mooi staat en waar ook het verkeer het toelaat, zal men gaarne den ondergrondschen stroomtoevoer laten varen en den bovengrondse hen kiezen. Zoo eenvoudig de oplossing van het vraagstuk, der verbinding van de bovengrondsche geleiding met den wagen, nu ook schijnt te zijn, groote moeilijkheden heeft zij toch opgeleverd, en daarom zal men de buitengewoon eenvoudige en practische inrichting, de die Amerikanen in hun stangencontact hebben gegeven, des te meer waardeeren. De moeilijkheid, welke hierbij te overwinnen was, bestaat hierin: het beweegbare contact in goede aanraking met de geleiding te houden en daarbü toch zijne vrije beweging niet te storen. Men zal nu geneigd zijn, dit bezwaar op te lossen door eene rol over de luchtleiding te iaten loopen, maar dan ondervindt men weer moeilijkheden bij het passeeren der isolatoren, en bovendien is ook de aanraking tusschen de rol en den meestal met^stof en oxyde bedekten draad niet voldoende. Siemens en Halske hebben bij hunne eerste electrische trams proeven genomen met ijzeren buizen, waarin zich eene sleuf bevond en die op palen langs de lijn waren aangebracht; in deze buis liep een metalen schuitje, welks zijstukken tegen de wanden drukten. Dit contact werd aan een arm, die door de sleuf stak en waaraan de toevoerkabel was verbonden, door den wagen nagesleept. De binnenwanden bleven blank genoeg, vooral daar het schuitje, dat er langs schuurde, hiertoe veel bijdioeg. Het aanbrengen van deze buizen aan palen of andere steunpunten is niet zeer gemakkelijk en de buisleiding is zonder twijfel leelijk. Men kwam aldus weder tot de draadgeleiding terug en beproefde het contact dooi lollen te verkrijgen, die op de draden rusten. Fig. 651 kan een denkbeeld geven, hoe dergelijke rollen geconstrueerd werden. Een dergelijke inrichting is in Amerika op verscheidene lijnen in gebruik geweest. In het algemeen heeft men met laatstgenoemde constructie niet zulke goede uitkomsten verkregen als met het stang- of beugelcontact, gedeeltelijk omdat dit gemakkelijker weder in orde gebracht kan worden, wanneer de geleiding er uitspringt, gedeeltelijk ook, omdat bij de toepassing van het stangcontact de wissels en kruispunten eenvoudiger kunnen worden ingericht en minder aanleiding geven tot storingen dan b« de contactwagentjes. Wat dit laatste k lnT ,?/ me? ni6t V6rgeten' dat wanneer de rails wisselen of kruisen, d t ook het geval moet zijn met de bovengrondsche geleiding, en juist deze wissels, enz. hebben den constructeurs veel hoofdbrekens gekost Ten einde de bezwaren, die de stroomtoevoer door middel van een contact- centje oplevert, te vermijden, bedachten de Amerikanen een andere manier. " Plaatsten b°ven op den tramwagen eene stang, die van onderen in rtlle'nroSfetÏT';^' ^ ^ ,b°Veneind0 VaH de Stang bevindt een metalen rolletje, dat door eene geleiding met den motor onder den wagen in dkrolÜT8 7 tD°0r C'e W6rking Van 6ene Veer onder aan de stan& wordt dit lolletje onder tegen de bovengrondsche leiding aangedrukt, die natuurlijk oven ie midden tusschen de rails moet 'gespannen zijn. Fig. 652 geeft er r.a,T;TLri w° z"n- hrde op * verbonden T ***1 de Sta"g Hggende ^eIeidi«g "iet den motor vei bonden is, tegen den arbeid sd ra ad drukt. Van den motor is de stroom- weg naar de raderen en de rails, die de terugleiding naar den stroomontwikkelaar vormen. Eene schematische voorstelling van de contactstang geeft Fig. 653. De rol is in Fig. 654 afgebeeld, waar we bemerken, dat ze een diepe groef heeft, waarin de draad ligt. De veerende bevestiging van de stang op het dak van den wagen wordt nu door Fig. 655 duidelijk. Het onderste einde van de stang steekt in een stuk, dat beweegbaar is en een knievorm heeft. De tweede arm van den hefboom wordt door eene veer naar beneden getrokken en daardoor het bovenste einde van de stang naar boven tegen den draad gedrukt. Meestal ligt de draad, die den stroom toevoert, de arbeidsdraad, in het midden boven de rails, maar het gebruik van deze stangen laat ook een draad toe, die ter zijde boven de rails ligt, zooals in Fig. 656 is voorgesteld. Natuurlijk moet hier de rol dwars op de stang geplaatst zijn. Door een touw, dat aan het vrije einde van de veerende rolstang is bevestigd, kan de conducteur de stang omlaag trekken en daardoor de rol van den draad nemen of ook de rol tegen den draad leggen. De Amerikanen noemen de contactrol „trolley", een woord, dat ook bij ons algemeen gebruikt wordt. De firma Siemens en Halske heeft het eerst het stangcontact vervangen dooreen sleepcontact, dat door een op het dak van den wagen geplaatsten draad beugel wordt gevormd; Fig. 657 en 658 doen zien, hoe dit contact met den wagen en de geleiding in verbinding staat. Het voordeel dezer constructie is daarin gelegen, dat het contact breeder is en er dus minder gevaar bestaat dat de aanraking met de bovengrondsche geleiding verbroken wordt, hetgeen by eene rol gemakkelijk kan voorkomen. Die geleiding behoeft nu ook niet zorgvuldig boven het midden der rails te worden aangebracht, hetwelk in bochten een voordeel oplevert, aangezien daar dan minder steunpunten voor die geleiding noodig z}jn. De draad wordt juist in een zigzagvorm met zeer stompe hoeken gespannen, zoodat de aanrakingsplaats op den beugel zich verplaatst, hetgeen een gelijkmatige afslijting geeft. Daarbij kan men bijzondere wisselinrichtingen in da leiding ontberen; de draden worden eenvoudig met elkaar verbonden en de breede beugel glijdt onder de verbindingsplaats door van den eenen draad op den anderen zonder dat het contact wordt opgeheven. Deze eenvoud in constructie is een groot voordeel van het sleepcontact, waar ook niet, zooals bü eene rol, het gevaar van eene ontsporing te duchten is. In het begin bracht het gebruik van den beugel eene groote slijtage van de leiding met zich. De Berlijnsche firma is Fig. 656. er daarom toe overgegaan den beugel van aluminium te maken; hij heeft in doorsnede een U-vorm, de holte wordt met consistentvet gevuld. De slijtage van de leiding is daarbij tot een minimum beperkt. De beugel kan gemakkelijk en zonder groote kosten^worden vernieuwd. Dit systeem werd in ons land het eerst toegepast b« de electrische tram te Haarlem en later o. a. te Amsterdam, 's Gravenhage en Rotterdam. In de practyk kwamen nu nog andere moeilijkheden te voorschijn, die langzamerhand werden overwonnen; hierop komen we later nog terug. De onderbouw van de electrische trams is voor ons, in zoover hij als weg voor de wagens dient, niet belangrijk, aangezien de constructie met die van andere trams overeenkomt; wel verdient zö onze aandacht, wanneer we haar beschouwen als een deel van de stroomgeleiding. B\j de electrische trams met bovengrondschen draad wordt deze slechts geïsoleerd, en als terugleiding de rails aangewend, die hiervoor dan moeten worden geconstrueerd. Men kan namelijk de rails niet, zooals wel gemeend wordt, zonder meer als geleiding laten dienst doen, want de enkele rails, die door een stevig lasschen tot een doorgaanden ijzeren band worden vereenigd, bieden den stroom op die verbindingsplaatsen een te grooten overgangsweerstand. Hieruit volgt eene bedenkelijke zaak. De stroom n. 1. zal nu niet zijn weg alleen door den ijzeren band nemen, maar gebruikt daarvoor ook den omliggenden grond, of, als daartoe gelegenheid is, gelei¬ dende lichamen, die in de nabUneia en ongeveei mv, liggen. Deze gelegenheid zal er dikwijls te vinden zijn in de gas- en waterbuizen Nu kan het wellicht vele gebruikers van de electrische tram weinig interesseeren of deze hulpweg er is of niet; de eigenaars van de buizen denken daar geheel anders over, en wel om de volgende reden. Wanneer de stroom op zijn nevenpaden een metallischen geleider gebruikt, dan moet hij op de eene plaats in den geleider komen en op eene andere den geleider verlaten, want begin- en eindpunt van den stroom z«n bepaald. We zullen nu in het hoofdstuk over „electrochemie" zien, dat een stroom, door een vloeibaren geleider gevoerd, deze ontleedt en dat zich ter plaatse, waar de stroom uit den vasten in den vloeibaren geleider komt, zuurstof of zuren of ook chloor ontwikkelen, wanneer de vloeibare geleider uit water of uit waterige zoutoplossingen bestaat. Dit heeft nu in de aarde plaats. Waar de stroom b. v. een6 «zeren waterleiding gebruikte en haar verlaat ontwikkelen zich de gebuTJfn de ontleding van het vocht van den grond en tasten de buizen aan, waar de stroom deze verlaat Deze onaangename werkingen worden op de volgende wijze zooveel mogelijk maar'ook Bl r Th de railseind*n niet alleen mechanisch, maar ook electnsch door een dikken koperdraad, waarvan de einden in elk van ?aill terwm'T ra r°rde" vastgemaakt' Fi«- Dit geschiedt b« de beide e™ü' deze onder]ln? nog om het derde of vijfde stuk door een koper- Fig. 658. draad zijn vereenigd, en in de meeste gevallen ook nog met een van den stroom ontwikkelaar uitgaanden blanken koperdraad safn Eenekl°,nnStrUfHZal h6t/r00tste deel van stroom door de rails gaan Len klein gedeelte mag dezen metalen weg verlaten en zich over eene groote oppervlakte uitbreiden, maar zijne stroomsterkte is gering en niet st.oomVean "nd VtT f ï"iZennet; echter z"u deze va g abon d e er en de stioomen in de telefoon duidelijk waar te nemen. doJretaïrit rg T betGle verbinding te verkr«gen, heeft men de railseinden electnsch wellen vereenigd en zoodoende eene doorgaande geleiding ver- kregen. Hierover is reeds op blz. 509 het een en ander gezegd. Dit electrisch wellen is echter kostbaar en eenigszins omslachtig, zoodat de Amerikanen een ander middel toepassen, eene uitvinding van Falk. Hierbij worden de tegen elkaar gelegen einden van de rails met gietijzeren uit eenige stukken bestaande vormen omgeven, en deze uit een verplaatsbaren smeltoven met gesmolten ijzer volgegoten. Eene dergelijke verbindingsplaats ziet er dan uit als Fig. 660 aangeeft. By deze lasch, die ook eene uitnemende electnsehe verbinding geeft, liggen de railseinden vast aan elkaar, waardoor de oorzaak van het hinderlijke stooten van den wagen tevens wordt weggenomen. Dit systeem is o. a. te Rotterdam toegepast. Een ander gepatenteerd systeem bezigt de firma Brown Boveri & C°. Daarbij worden de gewone lasc-hplaten gebruikt, de elkaar rakende oppervlakken echter goed blank gemaakt en met een speciale pasta bestreken, welke het roesten verhindert en goed geleidend is. De geïsoleerde bovengrondsche draad, die boven het midden tusschen de beide rails ligt, bestaat uit een hardkoperdraad van 7 a 8 mM. middellijn en wordt aan dwarse staaldraden opgehangen, die aan masten of in straten aan huizen zijn vastgemaakt, soms ook door horizontale ijzeren armen worden gedragen, die aan zijdelings opgestelde masten zijn bevestigd. De schetsen van Fig. 661 zullen den lezer een denkbeeld van deze constructies geven. Waar de tramlijn eene bocht maakt moet de arbeidsdraad een dergelijken weg beschrijven, maar daar men hem eene horizontale bocht, die blijvend is, niet geven kan, wordt de draad in veelhoek gebogen, die zooveel mogelijk met de bocht overeenkomt. Hiertoe dienen spandraden, die op verschillende plaatsen aan den arbeidsdraad zijn verbonden. Fig. 662 geeft daarvan een bovenaanzicht. De dikke zwarte punt9n zijn de palen, waaraan de dwars- en spandraden zijn vastgemaakt. Deze, met 1 - 10 aangegeven, trekken den arbeidsdraad FF in de vereischte bocht. De bovengrondsche geleiding, de arbeids- of trolley-draad genoemd, noodie kin 1 T* ® gewoonI«k met elkaar z«n verbonden; zoo ®L; eeVtUk van het aan^renzende geïsoleerd worden. Langs de afl h fm, , ,° gr°ndSChe voedingskabel, die door vertakkingen met J ï 9 n Van d6n arbeidsdraad verbonden. Breekt de arbeidsan kan het «Veelte, waarin de breuk ligt, door isoleerine van d« Fig. GG1. aangrenzende deeien en van den voedingskabel uitgeschakeld worden, terwijl e overige met-beschadigde stuk van den arbeidsdraad ten behoeve van het verkeer dienst kan bleven doen. Bij het ophangen van den trolley-draad moet rnen voor de meest mogelijke isolatie zorgdragen. Daartoe wordt de arbeidsdraad van den staaldraad, die hem draagt, en deze ook weder van zijn bevestigingspunt, geïsoleerd. Van de vele inrichtingen, die hiervoor zijn gemaakt, zullen we in het kort die van Siemens en Halske beschrijven, die zeer goed voldoet. In het midden van den draagkabel (Fig. 663) hangt een isolator, die uit een metalen kop met zijdelingsche armen bestaat. De draagkabel loopt langs • j Ui T"\ 1 1 U«i- «nn den kop. In den kop bevindt zich de eigenlijke isolator van een stevige, niet hygroscopische stof, waarin een metalen stuk is bevestigd, dat met eene driehoekige plaat is verbonden, tegen wier basis de arbeidsdraad wordt gelegd. Over deze plaat wordt van onderen een gootvormig ijzerblad geschoven en met schroeven bevestigd. Men zal deze constructie gemakkelijker begrijpen, wanneer men bedenkt, dat de trolly-draad zoodanig moet worden aangebracht, dat het onderhem glijdende wagen contact een gladden weg behoudt. De draagkabel is aan zijne einden aan metalen stukken verbonden, die (Fig. 664) weder in isoleerende stukken z\jn geschroefd. Die stukken zijn in metalen koppen aangebracht, die aan het einde van een sterk oog zijn voor¬ zien. De draagkabel en het metalen oog zijn dus van elkaar geïsoleerd. Het oog wordt in een haak gebracht, die voor de bevestiging van den draagkabel aan masten door een band aan den mast is vastgemaakt (Fig. 665) of bij muurbevestiging aan eene in den muur liggende rozet (Fig. 666). De beugel van Siemens en Halske heeft de wisselinrichting in den arbeidsraad met noodig, daar hij, zooals gemakkelijk is in te zien, zonder meer op de nieuwe geleiding, die aan den hoofddraad is verbonden, glijdt; de wagen die door den wissel gaat, brengt den beugel dus op den rechten weg. Bij het gebruik van de contactrol is die zaak niet zoo eenvoudig; dan moet de rol op den draad gevoerd worden, die bij den ingeslagen weg behoort. De inrich¬ tingen daartoe zijn langzamerhand eenvoudiger geworden. We zullen hier eene constructie behandelen, die het gronddenkbeeld laat zien. In den arbeidsdraad is een metalen stuk gebracht, zooals Fig. 667 aangeeft. Komt nu de rol van den draad op den rug van het linkerdeel van het metalen stuk, dan zal ze, naarmate de wagen de eene of de andere richting neemt, op den eenen of den anderen rug van het rechterdeel geleid worden. Men ziet. dat de inrichting zoo is gemaakt, dat de rol niet van den wissel kan glijden. B}j kruisingen treft men dergelijke constructies aan. Wegens de groote voordeelen, die het beugelsysteem bezit tegenover de contactrol, krijgt dit eerste meer en meer de overhand. Meestal heeft daarbij da,n de arbeidsdraad een geprofileerden vorm, ongeveer als een 8; een dergelijke doorsnede is doelmatiger in de klemstukken te bevestigen en bezit een beter contactoppervlak voor den beugel. De wagen bestaat uit het onderstel met den motor, de wagenkast, welke PLAAT VIII. van die, bij paardentrams in gebruik, weinig verschilt,;uit de stroomtoevoerinrichting en de regelings¬ apparaten. Het onderstel is een ijzeren raam, dat veerend op de assen van den wagen rust. Het draagt weder een veerend deel, waarop de wagenkast is vastgemaakt, die dus door dubbele veerende bevestiging tegen stooten is gevrijwaard. Fig. 668 geeft een onderstel van een wagen met twee motoren(constructie Schuckert), terwijl Plaat VIII een wagen van de „Groszo Berliner Straszenbahn Geselschaft" voorstelt. De motor rust op de as, die hy in beweging brengt, en is tot het verkrijgen van een tweede steunpunt aan het onderstel van den wagen veerend opgehangen. Van de verbinding met de as geeft Fig. 669 een denkbeeld, eene Amerikaan sclie constructie van de „STEEL-Motor Co.'' te Jolinstown. De motor alleen is in Fig. 670 afgebeeld. We zien, dat de veldmagneten eene gesloten ijzeren kast vormen, waarvan de bovenhelft kan worden opengeslagen, ten einde het anker te kunnen uitnemen. De beide deelen van de kast vormen tevens de dragers van de motoras, die naar achteren uitsteekt en daar van een drijfrad is voor¬ zien. Dit grijpt in een grooter getand rad. dat in een ronde doos ligt en vast op de as van den wagen is bevestigd. Deze as gaat dus door de centrale boring van de doos. Wellicht zal Fig. 671, eene constructie van de „General Electric Co.", de zaak 42 ™'d!k"»ri gro°"'tandra lv iaim KoperaraaaDorstei, aai men van de kool een klein stuk gebruikt en dit bijna radiaal aanbrengt, terwijl de borstel van koperdraad meer volgens de raaklijn tegen den collector ligt. Pig. 672 vertoont een houder, die bij motoren voor trams goed voldaan heeft. Tot het regelen van den stroom, de snelheid en de bewegingsrichting dienen de apparaten, die op het voor- en achterbordes van den wagen zijn opgesteld. Zij bestaan uit een aantal schakelaars, die op eene gemeenschappelijke as ziin gemonteerd en naarmate de verplaatsing van de handels in of buiten werking worden gesteld. Wij kunnen deze samengestelde schakelwijzen natuurlijk niet volledig behandelen. Opdat de lezer echter een denkbeeld verkrijge van de wijze, waarop het toestel werkt, zullen wij het meest eenvoudige geval nader verklaren. Denken wij nu, dat een motor alleen maar geregeld moet worden, zoodat hö met twee verschillende snelheden, met halve en volle snelheid, loopt. Ten eerste is nu, zooals bebekend is, oen aanloopweerstand noodig. Op een door een kruk te bewegen cylinder van isoleerende stof bevinden zich contactstukken, die den vorm hebben van de deelen, die in Fig. 673 door arceering zijn aangegeven, waarbij de cylindermantel in een plat vlak ontrold gedacht moet worden. Op deze contacten I —VI slepen de contactveeren 1 — 10. Nu is 1 met de contactstang verbonden; tusschen 1 en 2 evenals tusschen 2 en 3 zijn weerstandsklossen o en b aangebracht. Tusschen de veeren 4 en 5 ligt de eene helft van de wikkeling der veldmagneten, tusschen 6 en 7 het andere deel. Tusschen 8 en 9 vindt men het anker en 10 staat met de aarde in verband. Het draaien van de wals en de elkaar volgende standen van de contacten met betrekking tot de veeren wordt in de Figuren door verschuiven in horizontale richting van de contacten duidelijk. Bjj Fig. 674 is het contactstuk I onder de veer 3 en 4 geschoven; zoo ook liggen de andere veeren op de contacten II, V en VI. De stroom moet van de contactrol eerst door de beide weerstanden a en b, vervolgens door de achter elkaar geschakelde wikkelingen van de veldmagneten en dan door het anker naar de aarde gaan. Bij Fig. 675 en 676 vindt men denzelfden stroomloop; alleen is by Fig. 675 de weerstand b en bü Fig. 676 ook nog weerstand a uitgeschakeld. Hieruit volgt, dat bü deze drie toestanden eene trapsgewijze vermeerdering van de snelheid moet plaats hebben ten gevolge van de vermindering van den aanloopweerstand en de daarmede gepaard gaande verhooging van de klemspanning van den motor. Bii Fier. 677 zijn de beide magneetwikkelingen uoiviü maguuvv m parallel geschakeld, zoodat ztf nu slechts ieder door de helft van den stroom doorloopen worden; dientengevolge wordt het magnetisch veld verzwakt en moet de motor sneller draaien om de noodige tegen-E.M.K. te ontwikkelen. De tram bereikt nu de grootste snelheid. In werkelijkheid is de schakelinrichting meer samengesteld, daar men meestal met twee in plaats van één motor te doen heeft en bovendien ook meerdere trappen van snelheid wil hebben. De lezer zal zich nu eenigszins een denkbeeld kunnen vormen, hoe dergelijke schakelapparaten zijn ingericht zooa Is l ig. 678 er een vertoont in opengeslagen stand; men ziet duidelijk de electromagneet voor het uitblazen der lichtbogen bü de contacten. Eene belangrijke inrichting b« electrische trams is, zooals trouwens b« alle snelle vervoermiddelen, de reminrichting. Op den vlakken weg kan de gewone handrem voldoende zijn, maar op heuvelachtige wegen is een zeer krachtige reminrichting noodzakelijk. Veel gebruikelijk zijn de luchtdrukremmen, welke echter eemge onvermijdelijke complicaties met zich brengen. Dikwijls sluit men ook den motor kort op een kleinen weerstand, zoodat deze als generator werkt en daarbij de bewegingsenergie verbruikt. Dikwijls is echter de adhaesie tusschen rails en wielen niet voldoende, zoodat de wielen slippen; alsdan is net maximum van remkracht natuurlijk bereikt. Om dit euvel op te heffen, is een zgn. railrem, systeem Westinghouse-Newell, in practijk gebracht. Op korten afstand bevindt zich boven de rail een krachtige e ectromagneet, aan sterke veeren opgehangen en van schuitvormige zachtremschoenen voorzien. Moet er geremd worden, dan wordt de motor met den electromagneet verbonden, met tusschenvoeging van een veranderU ren weerstand, die door den voerder geregeld wordt. De motor zendt dus stroom door de windingen van den electromagneet, die nu zichzelf met groote racht tegen de rail klemt. Daarbij worden tevens door een hefboommechanisme de remblokken tegen de wielen gedrukt. De remming is dus een drievoudige: door de railschoenen, de wielblokken en den tegenstand van den als generator werkenden'motor. Bovendien wordt door de spanning der veeren, welke den electromagneet dragen, het gewicht van den wagen vergroot, en daarmede ook de adhaesie. De proefritten hebben de superioriteit van deze reminrichting ten volle bewezen. Na de electrische trams, waarbij de stroom door boven- of ondergrondsche ge eidingen wordt toegevoerd, moeten wij nog melding maken van de trams, door accumulatoren gedreven. Eene groote verspreiding hebben zij niet gekregen, gedeeltelijk, omdat zij in de exploitatie omslachtiger en duurder zijn dan de tot nu toe behandelde stelsels, gedeeltelijk ook, omdat men er in het begin niet in kon slagen, den wagen eene voldoende hoeveelheid arbeidsvermogen voor een langen rit mee te geven. Toch heeft men het denkbeeld eener algemeene invoering dezer accumulatorentrams nog lang niet opgegeven, daar zij het mogelijk maken, de bestaande rails, zonder eenige verandering, onmiddellijk te gebruiken. Zoo heeft men in den laatsten tijd accumulatoren vervaardigd voor snelle ontladingen en ladingen met sterke stroomen, welke voor dit doel bijzonder geschikt zijn. Bij de accumulatorentrams, waarmede in Hamburg, Brussel en Parijs proeven op groote schaal zijn genomen, werd eene accumulatorenbatterij in en wagen geplaatst, welker stroom de electrische motoren drijft. Gewoonlijk werden de cellen in de ruimte onder de banken aangebracht. Ten einde de ontladen batterij door eene andere te vervangen, die zich in geladen toestand bevindt, werd de zijwand van den wagen van deuren voorzien, waardoor de batterij naar binnen kon worden geschoven. Tegenwoordig beginnen de accumulatoren weer toepassing te vinden bij buurtspoorwegen, waar veel halten voorkomen. Zoo loopen er een 5-tal accumulatoren-wagens in geregeld verkeer op de buurttrajecten MainzIngellieim, Mainz-Rüsselsheim en Mainz-Oppenheim. Wy verlaten nu de electrische trams en gaan over tot de electrische stadsspoorwegen, waarmede wij die door electriciteit bewogen voertuigen bedoelen, die voor het vorvoer van personen en goederen zijn ingericht en over een afzonderlijken weg beschikken. De electrische trams zijn, wat de snelheid betreft, aan voorwaarden gebonden, die de zekerheid van het straatverkeer voorschrijft, zoodat die snelheid niet zeer groot mag zün, gemiddeld ongeveer 12 kilometer in het uur. In de moderne groote steden met hare uitgestrekte voorsteden doet zich meer en meer de behoefte gevoelen, lange einden snel te kunnen afleggen en van het centrum naar de buitenwijken of van de eene voorstad naar de andere in betrekkelijk korten tijd te kunnen geraken. Voor een dergelijk verkeer, waar het afleggen van een afstand van '20 a 25 kilometer ongeveer 30 minuten duren mag, voldoen de trams in geenen deele. Alleen aan een vervoermiddel, dat over een eigen weg beschikt, kan de groote snelheid worden gegeven. Het is duidelijk, dat het dikwijls zeer moeilijk is, een eigen weg te verkrijgen. In de stad zelf is het meestal alleen mogelijk den weg boven de straten of ondergronds aan te leggen. Beide stelsels hebben hunne voorstanders. De aanhangers van het laatstgenoemde systeem noemen het voordeel, dat de ondergrondsche weg geen straten vernauwt of ontsiert. De verdedigers van het andere stelsel wijzen er op, dat de bovengrondsche weg gezonder en aangenamer is voor de reizigers, dat het minder kosten met zich brengt en dat daardoor spoediger tot den bouw van een dergelijken spoorweg of tot de uitbreiding van een bestaanden zal worden overgegaan. Bovendien vinden zij het ontsieren van de straten niet zoo erg als wel gezegd wordt. Eene electrische tram op viaducten door de straten van Berlijn wilde Werner von Siemens reeds in 1880 aanleggen, maar dit denkbeeld ontmoette zooveel tegenkanting, dat het project gedurende 10 jaar in portefeuille bleef. De firma Siemens en Halske had de zaak echter niet opgegeven en werkte nieuwe en meer grootsche plannen uit, waarmede zij in 1891 te voorschijn kwam. Na veel vertraging werd eindelijk in 1893 tot de oprichting van een electrischen spoorweg voor Berlijn besloten en weder na 3 jaar was men met contracten enz. zoo ver gevorderd, dat men met dit werk een begin kon maken. Thans is de baan gereed, hoewel niet op zoo'n groote schaal als de firma Siemens en Halske zich heeft voorgesteld. Zij had n.1. een uitgebreid net van stadsspoorwegen op viaducten en door tunnels geprojecteerd, maar de stad Berlijn had slechts eene lijn toegestaan van de Warschauer Brücke naar de Zoölogische Garten, die van het oosten naar het westen gaat, benevens eene zijlijn naar het Potsdammer Bahnhof, zooals de schets Fig. 679 aangeeft. In hoofdzaak is het een luchtspoorweg, op eene ijzeren viaduct met dubbel spoor van normale spoorwijdte, zoodat daarop ook eventueel de gewone spoorwagens kunnen rijden. Ihans is ook de „Hochbahn", hoewel als ondergrondsche baan, naar Char- ottenburg \erlengd; ook aan het oostelijk einde is eene verlenging tot stand gekomen, nu nog als gewone tramlijn, die later wellicht ook over een viaduct zal loopen. Het oorspronkelijk idee, de geheele stadsspoor als „Hochbahn" uit te voeren, is niet verwezenlijkt, daar vele gedeelten van centraal-Berlijn geen viaduct toe laten, zoodat daar de spoor ondergronds aangebracht moest worden. Voor het grootste deel is de viaduct over het midden van de straten geprojecteerd, hetgeen bij de meeste straten, die tot 50 meter breed zijn, zonder bezwaar kon geschieden. Bij het eindpunt aan de Warschauer-straat heeft men, in de plaats van ijzerconstructie, steenen bogen opgericht (Fig. 680), terwijl men wel bij het overschrijden van breede straten formeele bruggen aanlegde. Een eigenaardig bouwwerk is de Oberbaumbrücke, die over de Spree voert en ook voor voetgangers en wagens dient. Door den zijtak naar de Potsdamer Platz was een belangrijk werk noodzakelijk, waarvan wij nog met een enkel woord zullen reppen. Zooals reeds boven werd vermeld, is de weg voor dubbel spoor ingericht. Een trein, die van den Zoölogischen Garten naar het Potsdamer Bahnhofr{jdt, moet dus het tweede spoor, dat van de Wavschauer Brücke raar den Zoölogischen Fig. 680. G-arten voert, kruisen, evenals een trein, die van het Potsdamer Bahnhof naai¬ de Warschauer Brücke gaat, het spoor kruist, dat naar den Zoölogischen Garten voert. Er zijn drie van dergeltfke kruispunten zooals uit de schets Fig. 681. Fig. 682. Hier bevindt zich een uitklapvel Boek: Sign. van het origineel: 121b C11 Signatuur microvorm: 1o"5" 102. Moedernegatief opslagnummer: oo liOUS Uitklapvel: Aantal: 1 Moedernegatief opslagnummer: o k loo Positie in boek: rtx paauna. {Jdo CRgtsi) waarin een enkele lijn twee rails voorstelt, blijkt. Nu was het niet mogelijk die kruisingen a niveau te maken, want daar de treinen om de 2 minuten rijden, zou het gevaar veel te groot worden, dat een trein een anderen inloopt. Men maakte daarom van de kruisende lijnen de eene over de andere heen, zoodat een vrij samengesteld bouwwerk van ijzer en steen moest worden vervaal digd, de zgn. aansluitings-driehoek, waarvan Fig. 682 een afbeelding geeft. "Wegens de aanzienlijke hoogte van deze aansluitings-driehoek en den overgang van boven- in ondergrondsche baan verandert de hoogte van de baan aanmerkelijk; het verschil tusschen het hoogste en laagste punt bedraagt ca. 20 M. De treinen bestaan doorgaans uit 3 wagens, waarvan de eerste en dei de motorwagens zijn. Over de wagens valt weinig te vermelden. Zij staan aan beide einden op tweeassige trucks, op wier assen de motoren geplaatst zijn. Stroomtoe\oei heeft plaats door eene ijzeren rail, die geïsoleerd tusschen het spoor ligt. Doordat de eerste en laatste wagen beiden van stroomafnemers voorzien zijn, behoeft de stroomrail niet dóórloopend te zijn, hetgeen bü wissels en kruisingen veel vereenvoudiging teweegbrengt. De bedt'ijfsspanning bediaagt 750 Volt gelijkstroom; de spoorweg heeft een afzonderlijke centrale alwaar drie compound-stoommachines, ieder van 900 P.K. opgesteld zijn, gekoppeld met dynamo's van Siemens en Halske. De „Hochbahn" heeft getoond in een ware behoefte te voorzien; het eenige bezwaar is, dat er nog geen verbinding met het centrum van de stad is. Een ander systeem van electrische luchtspoorwegen is dat door Langen bedacht. Hier staat de wagen niet op de rails, maar hangt er aan met twee of vier raderen. Wij zullen het best eene voorstelling van dit stelsel verkrijgen bij het beschouwen van Plaat IX. Hier zien wij een electrischen spoorweg, die tusschen verschillende deelen van het uitgestrekte gebied Barmen-Elberfeld eene snelle verbinding tot stand brengt. Zooals bekend is, vloeit de Wupper door het smalle dal, waarin de beide industrieplaatsen gebouwd zijn, een riviertje, dat er gewoonl^k uitziet als eene gestremde inktachtige vloeistof, maar na regenbuien tot een breeden stroom aanzwelt. Deze omstandigheid maakt een rivierbed noodzakelijk, dat in den gewonen toestand veel te breed is, maar aan de beide steden eene ruime, vrije landstrook geeft, die de „Kontinentale Gesellschaft für electrische Unternehmen", welke met de Actien-Gesellschaft Schuckert en Co. nauw verwant was, gebruikte, om daarin eene hangende electrische tram aan te leggen. De bedoeling van den genialen ontwerper was eene inrichting te verkrijgen, waarbij de wagen in bochten geheel vrij is zich te plaatsen volgens de krachten, die er op werken. Door de middelpuntvliedende kracht neemt de wagen dan natuurlijk een schuinen stand aan. Bij de proefnemingen bleek zelfs eene uitwijking van 26° niet hinderlijk voor de in den wagen zittende personen te zijn. Bij de uitgevoerde baan is er echter op eene grootste uitwijking van slechts 15° gerekend, hetgeen eene snelheid van 50 K.M. per uur toelaat, welke zeer groot genoemd mag worden. Helaas heeft Langen zelf de verwezenlijking van z{jn grootsch idee niet mogen beleven; hij stierf nog vóór de proefbaan klaar was. Zooals de figuur doet zien, zijn over het rivierbed groote bokken van geconstrueerd ijzer geplaatst. Hieraan hangen twee doorloopende langsdragers, waarop de op dubbel T-dragers gelegen rails rusten. Voor den heen- en terugweg is een doorloopende weg aanwezig, waarop voor eiken wagen twee paar^achter elkaar geplaatste raderen loopen. Aan ieder paar raderen is een | vormig stuk bevestigd, waaraan de wagen hangt, zoodat het zwaartepunt onder de rails komt. De wagen zweeft alzoo op eene belangrijke hoogde boven het rivierbed. Tusschen Vohwinkel en Elberfeld loopt de baan over den straatweg en wordt daartoe door portaalbogen gesteund. De in den voorsten wagen geplaatste bestuurder regelt met de schakelapparaten eveneens den sti oomtoevoer voor de motoren van den bijwagen. Het remmen geschiedt met samengeperste lucht volgens het bekende systeem Wkstinghouse. De stroom wordt door smalle ijzeren rails aangevoerd, welke schuin geplaatst zijn; om de geleidbaarheid te vergrooten zijn er nog twee koperleidingen mede verbonden. Tegen deze rails slepen gietijzeren platen, van groeven voorzien, welke met vet en grafiet gevuld zijn. De wielen en de ijzerconstructie van' de viaduct dienen als terugleiding. Het zou ons te ver voeren, wanneer wij betreffende deze eigenaardige trambaan, die tot een der glanspunten van de hedendaagsche ingenieurskunde behoort, in uitvoeriger details wilden treden. Tijdens de in 1902 gehouden tentoonstelling te Dusseldcrf zullen velen een bezoek aan de „Schwebeban" niet verzuimd hebben. Ei is echter altijd „baas boven baas", zoo ook hier. In den laatsten tijd laat een nieuw monorail-systeem veel van zich spreken, nl. dat van den Engelsehen ingenieur Brennan. Daarbij bevindt de wagen zich boven de enkele rail, in evenwicht gehouden door zgn. gyroscopen, als 't ware een soort groote tollen, vóór en achteraan geplaatst. Van wege die zeer snel in het uchtledige draaiende schijven kan de wagen niet vallen, maar plaatst zich steeds hardnekkig zóó, dat de resultante van alle op de wagen werkende krachten door het steunpunt (de wielen) gaat; in bochten helt bv. de wagen naar binnen over! De electrisch bewogen gyroscopen schijnen bij stroomloosheid nog zeer lang te kunnen blijven draaien. Of dit uiterst origineele systeem practisch bruikbaar is, zal de tijd moeten leeren. Wij zullen nu nog een en ander mededeelen over de on dergrondsche banen. De eerste is te Londen gebouwd, waar in het 1891 een lijn tusschen de City en Southwark in gebruik is gesteld en sedert dien tijd uitnemende resultaten heeft opgeleverd. De gronden, die voor zulke spoorwegen pleiten, zijn hierin gelegen, dat zij het verkeer niet storen, en een vrije, overigens ongebruikte ruimte aan het vervoer van personen en goederen dienstbaar maken, terwijl electrische drijfkracht dan nog het voordeel aanbrengt, dat er in die onderaardsche tunnels geen rook of stoom wordt ontwikkeld. Zij hebben evenwel de volgende nadeelen: hun aanleg is niet goedkoop, het afdalen der passagiers naar de stations levert bezwaren op, en oinde.uk is een rit door een donker kanaal niet zeer aangenaam. De voornaamste moeilykheid bestaat echter in het aanleggen van zulk een spoorweg, want de bodem, waarop onze steden zijn gebouwd, bestaat veelal uit vochtig zand, waarin het uiterst moeilijk is eene tunnel te bouwen. Gaan wij de projecten voorbij, die voor electrische ondergrondsche lijnen in grooten getale z«n ontworpen, en staan wij slechts bfj uitgevoerde plannen stil dan kunnen wij eenige woorden wijden aan de baan in Budapest, waarbij w\j'dan de door Siemens en Halske, de constructeurs van het werk, gegeven beschrijving volgen. Het aanleggen van eene tram in de Andrassy-straat te Budapest was reeds sedert 1876 een steeds terugkeerend punt van bespreking bij het gemeentel^ bestuur. De bedoeling was door middel van dit vervoermiddel eene verbinding tot stand te brengen tusschen de genoemde straat en het aan het einde daarvan gelegen „Stadtwiildchen" met het midden der stad. Steeds bleven de verschillende aanvragen zonder resultaat, omdat de Andrassy-straat niet geschikt was, om daarin een tram aan te leggen. De lang gewenschte oplossing van deze moeilijkheid vond men in den aanleg van eene ondergrondsche lijn, die overeenkomstig het door de firma Siemens en Halske gemaakte ontwerp van de „Gisela-platz" naar het reeds genoemd© „Stadtwaldchen" voeren zou. Deze electrische ondergrondsche spoorweg is eigenlijk geen tunnelbaan zooals de stadsspoorwegen in Londen, maar direct onder de bestrating aangebracht. Hij volgt de richting der straten, is voor dubbel normaal spoor gebouwd en heeft op bepaalde plaatsen stations. De totale lengte bedraagt 3 75 kilometer, waarvan 3,22 kilometer ondergronds en 0,53 kilometer op den grond zijn aangelegd. De grootste helling van de baan is 1 op 50, haar kleinste kromtestraal 40 meter. ' Bij het ontwerpen diende in acht te worden genomen, dat de rails zoo weinig mogelijk beneden het straatniveau moesten liggen, waardoor met alleen de tunnel de kleinste toe te laten hoogte van 2,75 M. verkreeg, maar ook de bedekking, die de bestrating en de daarover te vervoeren lasten moest dragen, eene geringe hoogte werd toegedacht. Een gevolg van laatstgenoemde afmetingen was weder dit, dat de door de bovenbinten te overspannen ruimte zoo klein mogelijk moest zijn. Hiertoe werd tusschen de beide sporen eene zuilenrij geplaatst, zoodat men twee openingen verkreeg, waar de wagens met de noodige speelruimte konden doorgaan. De totale breedte van de tunne werd op 6 meter bepaald, terwijl de opening in de bochten zoowel in breedte als in hoogte ten gevolge van den schuinen stand van den wagen iets werd vergroot. De bovenbalken overspannen slechts eene opening van ongeveer 3 meter, waarbij eene hoogte van 0.70 meter bfl hout- en 0.80 meter bU steenbestrating voor de bovenbedekking voldoende is. Het hoogteverschil tusschen den bovenkant van den straat en den onderkant van de tunnel bedraagt 4,45 meter bij hout- en 4,55 meter bij steenbestrating. De tunnel, zoowel de bodem als de wanden, is van beton vervaardigd. De afdekking is op de volgende wijze verkregen: Over de zuilen, die op meter van elkander staan, zijn evenwijdig aan de lengteas van de tunnel twee I-vormige langsbalken gelegd, die bij houtbestrating 320 mM en bij steenbestrating 350 mM. hoogte verkregen. Dwars hierop werden dan de ragers geplaatst, die met hunne einden in de zijmuren liggen. Ook deze dragers hebben eene I-vormige doorsnede, zijn op 1 meter van elkaar verwijderd en hebben naargelang van de belasting 300, 320 of 350 mM. hoogte, usschen deze dwarsdragers is de afdekking van de tunnel zoodanig gemaakt Fig. G83. dat de 1 meter breede vakken met beton in tongewelfvorm zijn opgevuld Met eene laag magere beton over die gewelfjes heeft men vervolgens voor eene goede afwatering zorg gedragen. De machines van de electrische stadsspoorwegen in de „Gartner-strasse" 'everen den stroom voor het bedrijf. Twee voedingskabels gaan van daarnaar den ondergrondschen spoorweg. Bovenaan zijn in de tunnel boven elk spoor door muldol van isolatoren twee arbeidsdraden, één heen-en één terugleiding, aangebracht, waarvan de wagenmotoren den benoodigden stroom door middel van conarten, die aan het dak der wagens verbonden zijn, afnemen en wederterugvoeren. De motorwagens, die ten gevolge van de voornamelijk in de hoogte weinig ■ beschikbare ruimte van eene eenigszins bijzondere constructie zijn, kunnen elk 50 personen vervoeren. Bij de opening van de lijn waren er 21 van de?e wagens. De in exploitatie zijnde volgen in minder dan 5 minuten op elkaar bij eene maximale snelheid van 40 K.M. per uur. De stations zijn, overeenkomstig de meeste van de stadsspoorwegen te Londen, zóó gemaakt, dat zich in de tunnel buiten elk spoor een perron bevindt. Ieder perron dient evenals elk spoor voor slechts die reizigers, die zich in een bepaalde richting willen begeven. Van overdekte ruimten in de straat, die licht van boven en ter zijde ontvangen,- voeren trappen naaide perrons. Deze zijn met gloeilampen rijkelijk verlicht. Den 2den Mei 1896 werd deze ondergrondsche spoorweg geopend, een werk, dat buitengewoon succes heeft. In Fig. 683 en 684 zijn een tweetal afbeeldingen van den tunnelbouw gegeven; Fig. 683 is de tunnel in de „Götvösgasse"; Fig. 684 de constructie van de bedekking van de tunnel b;j het station „Opera . Als een voorbeeld van een baan in ondergrondsche tunnels noemen wij de London Central Railway. Deze vrij wel rechte lijn loopt van het centrum van de stad naar de voorstad. Zij bestaat uit 9 K.M. normaal spoor en heeft 13 halten. De centrale ligt aan het einde bij Shepherds Busli. ■ Er zijn 3 evenwijdige tunnels, cirkelvormig met 3,35 M. middellijn, welke op de aanzienlijke diepte van 24 M. onder de straten liggen. Een eigenaardigheid is verder dit, dat de rails bij elke halte oploopen, zoodat het stoppen en weer afrüden daardoor vergemakkelijkt wordt. De stopplaatsen staan door electnsche liften met de straten in verbinding. De tremen, die met tusschenpoozen van 2 minuten rijden, bestaan uit een ocomotief en , wagens, welke 336 personen kunnen bevatten De locomotief is van bijzondere en gedrongen bouw, wegens de geringe tunnelhoogte. Zij heeft 2 trucks, ieder met 2 assen, terwijl op iedere as een Fig. 685. motor van 11 ( 1 ,K. is aangebracht. De wagens zijn zeer comfortabel ingericht De nood,ge gelijkstroom van 500 Volt spanning wordt aangevoerd doo,: een 3 geïsoleerde rail en een onder de locomotief aangebrachte sleepschoen. ! J8rt draaistroom van ll0°ee spanning, die in ondergrondsche ansformatorstations eerst op lagere spanning gebracht en vervolgens door motoigeneratoren in gelijkstroom omgezet wordt. Een veelvuldige toepassing hebben de electrische mijn locomotie ven gevonden, in hoofdzaak voor het verplaatsen van lasten. De stroom wordt bij deze machines bijna uitsluitend door middel van eene bovengrondsche geleiding toegevoerd, die uit één of twee draden bestaat en aan het gewelf van de schacht of aan palen is bevestigd. De constructie dezer locomotieven levert, in vergelijking met het reeds behandelde, niet veel nieuws op. Het is licht te begrijpen, dat de motor in eene afzonderlijke locomotief gemakkelijker kan worden aangebracht, dan wanneer men tot de nauw begrensde ruimte onder een wagen beperkt is, en men kan dan ook bvl deze locomotieven een grooten motor toepassen, die voordeeliger en goedkooper is dan twee kleinere. Paar er ruimte genoeg voorhanden is, plaatst men den motor Fig. GSli. op het onderstel van de locomotief en brengt de beweging door middel van staaltouw of tandraderen over. Eene dicht sluitende kast bedekt den motor en beschut hem tegen de storende invloeden van water en stof. De in Fig. 685 en 686 afgebeelde mijnlocomotieven zijn gebouwd door de Elektrizitats-Actien-Gesellschaft voorheen Schuckert & Co., een firma, die zich veel met middelen ter krachtsoverbrenging heeft beziggehouden. De op een wagen staande motor drijft door wrijvings- en tandraderen de assen van den wagen. Voor den motor zijn de rheostaten en de schakelhandels geplaatst. De stroomtoevoer geschiedt door een contact, dat langs de leiding glijdt. De electrische spoorwegen tot het vervoeren van goederen zijn ook voor 43 andere doeleinden in toepassing gekomen, zoowel tot het verplaatsen van zware werkstukken enz. in fabrieken, als in den vorm van luchtspoorwegen, die op de -wijze der bekende kabeltreinen goederen over groote afstanden transporteeren. De fab ri ek ss p oor wegen onderscheiden zich maar weinig van de mijnspoorwegen. Eene electrische locomotief trekt een trein, bestaande uit grootere o eineie v. agens, voort. De constructie kan in zooverre eenvoudiger zijn, dat men geene rekening heeft te houden met de storingen, welke in de mijnen kunnen voorkomen. Men kan dus op zeer eenvoudige wijze voor dit doel eene electrische locomotief samenstellen, door op een lagen wagen een electrischen motor te plaatsen en de beweging van dezen door middel van een riem op de wielen over te brengen. Wanneer de fabriek electrisch verlicht is en groote stukken of groote hoeveelheden materiaal vervoerd moeten worden, zal men met voordeel dit eenvoudige en betrekke^ goedkoope transportmiddel kunnen toepassen. Fig. 68, geeft eene afbeelding van eene electrische baan, door de firma Schuckert & Co. gebouwd. De electrische spoorwegen. Bij de snelle toename der electrische trams en buurtsporen in de laatste jaren is het niet te verwonderen, dat de aandacht gevestigd werd op de invoering der electrische tractie op het zgn. grootspoor-bedrijf, de „Vollbahnen", zooals de Duitschers het noemen, in tegenstelling met de „Kleinbahnen", waaronder men de buurtsporen kan samenvatten. Het heeft dan ook niet aan proefnemingen ontbroken, ten doel hebbende demogelijkheid aan te toonen, de gewone stoomlocomotieven door electrische te vervangen. Hoewel deze proefnemingen gedeeltelijk met succes bekroond zijn en nog steeds voortgezet worden, zal een algeheele vervanging der stoomtractie door een electrische in de naaste toekomst nog wel niet plaats hebben, Fig. 688. vooral wegens de ontzaglijke kapitalen, die daarmede gemoeid zouden zijn. Een niet te loochenen feit is het echter, dat het electrisch grootspoor-bedrijf in wording is. In Zweden is zelfs door den Staat tot omwerken van het spoorbedrijf besloten; dit is niet te verwonderen, daar dit land zoo rijk met waterkracht bedeeld is. Ook Zwitserland zal wel mettertijd dit voorbeeld volgen; dergelijke landen zijn zonder twijfel in dit opzicht als baanbrekers aangewezen. Bekend zijn de proeven van Siemens en Halskb en de A. E. G. op een proeflijn Zossen —Marienfelde, waarbij een snelheid van 200 K.M. per uur werd bereikt. Tot dusver hebben echter de op dit korte traject verkregen resultaten nog geen practische toepassing verkregen. "\ oornamelijk is dit daaraan te wijten, dat voor treinen met een dusdanige enorme snelheid de weg en rails aan bijzondere eischen moeten voldoen, geen kruisingen a niveau i kunnen voorkomen en slechts zeer flauwe bochten aangebracht kunnen worden. In het land der vooruitgang bjj uitnemendheid, Amerika, breidt zich het electrische grootspoor-bedrjjf meer en meer uit, ook al wegens den beschikbaren onuitputtelijken voorraad water-arbeidsvermogen. In Fig. 688 en 689 geven wjj een afbeelding van een electrische locomotief der New-York Central & Hudson Iiailroad; men ziet. dat deze met recht dien naam mag dragen. De ankers z(jn direct op de wielassen aangebracht, zooals Fig. 690 aangeeft. Het stalen raam, waarop de wagen rust, vormt gelijktijdig het juk der 5 veldmagneten, zoodat de 4 drijfassen dicht bjj elkaar geplaatst konden worden met het oog op de te doorloopen bochten. Door den symmetrischen bouw kan de locomotief evengoed achteruit als vooruit ryden; de standplaats van den machinist is in het midden, het voor- en achtergedeelte bevatten de regelweerstanden enz. Bij 600 Volt spanning kan de locomotief ca. 3000 1 .K. ontwikkelen, de grootste snelheid bedraagt bjj een totaal treingewicht van 370 ton, ca. 105 K.M. per uur. De electrische spoorweg door de Simplon-tunnel. Nadat de doorboring van den Simplon, dat grootsclie werk van de laatste jaien, voltooid was, werd door de firma Brown Boveri & Cie. in het najaar 1905 aan de directie der Zwitsersche Bondsspoorwegen het voorstel gedaan het vervoer door de tunnel langs electrischen weg te doen geschieden, hetwelk aangenomen werd. De genoemde firma had voor de proeven beschikbaar 2 locomotieven van ca. 1000 P. K.met draaistroommotoren, die eigenlek bestemd waren voorde Valtellina-baan (een belangrijke hoogspannings-spoorweg -in Italië). Wegens de vele ryke ervaringen door de firma met draaistroom opgedaan, achtte z\j het draaistroom systeem voor dit doel het meest geschikt. Voor het verkrijgen van de benoodigde energie lag het voor de hand gebruik te maken van de bestaande hydroelectrische krachtstations te Brig en Iselle, welke het vereischte arbeidsvermogen voor de vele boortoestellen enz. geleverd hadden. Daar deze stations tamelijk verouderd z\jn en niet meer aan de moderne eischen beantwoorden, zal latei- een groote centrale opgericht worden. De 3-phasenstroom wordt geleveid met een spanning van 3300 Volt en lb perioden, by welke spanning de stroom direct zonder eenige transformatie in de motoren gevoerd wordt. , . , geschiedt door 2 eus ia en en de lails. Fig. 691 vertoont de ophanging der draden in le B r i g wordt i een draaistrooml dynamo gedreven j door 2 turbines, i ieder van 600 P.K., j van de bekende firma ICscher Wijss | & Cie. Daar deze j turbines niet van regulateuren voorzien zijn, laat men een gedeelte van den stroom dooreen waterweerstand gaan, die automatisch geregeld wordt. De dynamo is zoo altijd volbelast. Een dergelijke zonderlinge regeling zou men natuurlijk nooit toepassen. indien de waterkracht niet gratis beschikbaar was! De draaistroommachine te Iselle van 1500 P.K. daarentegen wordt gedreven door een tweelingturbine van Picard en Pictet te Génève, die van precisieregulatoren voorzien is, waarmede de snelheid binnen nauwe grenzen constant wordt gehouden. De stroomtoevoer de tunnel; deze ophanging is zoo eenvoudig en daardoor tevens zoo solide mogelijk uitgevoerd. De spanwijdte bedraagt by de rechte gedeelten 25 M., in bochten 12.5 M. Wegens de constante temperatuur in de tunnel konden de draden zeer strak gespannen worden. Ten einde het spanningsverlies in de tunnelleidingen te verminderen, z\jn er voor eike pnase 2 parallel geschakelde draden van 8 mM. dikte, hetgeen vele voordeelen heeft boven het gebruik van één dikkere. De isolatie wordt verkregen door combinatie van hardgummi en porseleinen isolatoren, zoodat de geheele isolatie tegen 40.000 Volt bestand is; voor het verkrijgen van een gelijkmatige slijtage der stroombeugels zijn de arbeidsdraden in zigzag gespannen. De railverbindingen zijn volgens het systeem Brown Boveri & Cie. (zie blz. 653) gemaakt, lig. 69_ vertoont het emplacement te Brig, terwijl Fig. 693 een locomotief laat zien. Deze bezit drie drijf- e'1 twee bijassen. De middenas ontvangt de drijfkracht van de beide motoren door middel van een drijfstang. Het totale gewicht bedraagt 62 ton, waarvan 42 ton als nuttige belasting op de drijfassen rust. Het maximaal vermogen der motoren samen bedraagt 2300 PK.; bij de normale snelheid van 6S K.M. per uur kan 3500 K.Cr. en bij 34 K.M. per uur maximaal 14000 K.ft. trekkracht ontwikkeld worden. De stator en rotor zijn in Fig. 694 en 695 afgebeeld. Door een ingenieuze omschakeling kan het aantal polen van den stator van 16 op 8 gebracht worden, waarbij dan de snelheid verdubbeld wordt, overeenkomstig de beschouwing op blz. 582 ook de rotor heeft daartoe tweëerlei bewikkeling. De aanloopweerstanden bevinden zich in de ruimten voor- en achteraan en •worden gekoeld door ventilatoren, gedreven door motoren van 3 P.K. Deze motoren zijn in den rotorstroomloop geschakeld, zoodat zij van zelf bij het inschakelen der weerstanden loopen en evenzoo automatisch stil staan indien ten slotte de rotor kortgesloten is. De verschillende hoogspanningsapparaten bevinden zich in een metalen kast, welke slechts geopend kan worden, indien de stroomafnemers neergelaten z\jn en dus alles spanningsloos is. Deze zijn, zie Fig. 693, zoodanig van geleidingen voorzien, dat de in de tunnel vereischte lage stand kan worden verkregen. De bediening ervan geschiedt pneumatisch. Een ander hoogst interessant reuzenwerk van den laatsten tijd is de J ungfrau-spoorweg, welks voltooiing nog eenige jaren zal duren. Het stoute plan, den 4166 M. boven den zeespiegel gelegen top van deJungfrau door een spoorbaan voor de reizigers toegankelijk te maken, is afkomstig van den ondernemenden Zwitser Adolf Guyer Zeller; helaas heeft hij de uitvoering van zijn plan nietmeermogen beleven. Het begin van dezen bergspoorweg is het hoogste punt van do Wengern alp-baan, de kleine Scheidegg, 2064 M. boven de zee gelegen. Vandaar stijgt , legen. Vandaar stijgt e baan over 2 K.M. reeds 260 M. tot aan het eerste station Eigergletscher, alwaar men een prachtig uitzicht op deze gletscher en verschillende gebergten van de Jungfrau-groep geniet. De spoorweg voert van hieruit in een tunnel van 10 K.M. lengte, 3.70 M. breed en 4.35 hoog, naar het eerste rotsstation Eigerwand en verder naar het station Eis meer (3162 M.), tot dusver het eindpunt van de baan. Hier geniet men reeds een indrukwekkenden blik over het gebied van de eeuwige sneeuw. Wanneer de werkzaamheden eenmaal zoover gevorderd zijn, loopt de baan van Eismeer naar Jungfrauj och, van waaruit zich vermoedelijk een levendig touristenverkeer met het Rhöne-dal zal ontwikkelen. Ten slotte zal langs een stjwjng van 25» 0 het eindstation Jungfrau (4093 M.) bereikt worden vanwaar men met een electrische lift van 73 M. hoogte naar den top gevoerd zal worden. Bfl het maken der plannen werd de belangrijke sanitaire vraag gesteld, o het betrekkelijk snelle vervoer van ongeoefende personen naar een z° zienlijke hoogte geen schade voor de gezondheid kan opleveren. Vol&e advies van verschillende deskundigen zou dit bezwaar niet te vreezen bü oen kort oponthoud en indien geen lichamelijke inspanning gev g worden. Tot dusver heeft de ervaring deze uitspraak als juist bevestigd. Ook bü dezen spoorweg wordt het draaistroomsysteem gebez.gd. Daartoe is te Lauterbrunnen een hydroelectrisch krachtstation in bedrijf, hetwelk 2650 P.K. aan de witte Lütschine ontleent. Het verval bedraagt c.a. 40 M., het water ' wordt door stalen buizen van 1.80 M. middellijn gevoerd naar 6 turbines van verschillende systemen. Vier generatoren, 2 van 500 en 2 van 800 P.K. leveren den benoodigden draaistroom van 7000 Volt en 38 perioden. De electrische inrichtingen der centrale zijn in der centrale zijn in hoofdzaak van de fabriek „Oerlikon" afkomstig. Wegens den onvoldoenden watertoevoer in den winter heeft men nog als reserve een zuiggas-installatie, systeem Deutz, van 125 P.K. opgesteld. Verder kan uitbreiding verkregen worden door het krachtstation Burglauenen, aan de zwarte Lutschine, alwaar bij 152 M. verval 9120 P.K. beschikbaar zijn. Op de verschillende stations langs de baan zijn transformatoren opgeste , die de spanning van 7000 op 500 Volt brengen, benevens eenige kleinere, die stroom van 200 Volt voor verlichting- en verwarmingsdoeleinden leveren. Betreffende den aanleg van den weg valt niet veel bijzonders mede te deelen: tusschen de rails is een getande staaf, systeem Strub, aangebrac , zooals dat bij bergbanen gebruikelijk is. Twee arbeidsdraden en de rails vormen de draaistroomketen. De treinsnelheid bedraagt bü 25 0 stijging 8,5 K.M. per uur. 0 De locomotieven zijn van verschillend type en gebouwd door de locomo- tievenfabriek Winterthür in verbinding met de Bkown Boveri A.-G. en de OKRLiKON-fabriek. Het gewicht bedraagt gemiddeld 14 ton. In Fig. 696 ziet men hoe van de beide draaistroommotoren door tandraderen de beweging zeer verlangzaamd op het tandstaafrad wordt overgebracht. Dehorizontale cylinder, die wel wat aan een „ketel" doet denken, bevat de verschillende weerstanden 7iin — natuurlijk verschillende betrouwbare reminrichtingen; bovendien leveren de draaistroommotoren b\j het Fig. 690. Fig. fi97. dalen, indien de snelheid grooter dan de synchrone wordt, energie aan het net terug, evenals een shuntmotor; voor het opnemen van deze energie zijn in Lauterbrunnen metaal- en waterweerstanden aanwezig. De locomotieven staan altijd dalwaarts, zoodat z\j den trein duwen. Deze bestaat normaal uit 2 wagens, één met de locomotief als een tender verbonden, de andere als bijwagen ('zie Fig. 697); zij kunnen 80 personen bevatten. Zooals te verwachten was, is het aantal personen, dat jaarlijks vervoerd wordt, niettegenstaande het uit den aard der zaak hooge tarief, zeei groot, zoodat ook uit een commercieel oogpunt de onderneming als volkomen geslaagd kan beschouwd worden. Een derde voorbeeld van een draaistroombaan is de lijn StansstadEngelberg. Hier¬ door wordt het hooggelegen berg-kuroord Engelberg in verbinding gebracht met de landingsplaats van de booten aan het Vierwaldstiittermeer te Stansstad. Het plan voor een dergelijke verbinding bestond reeds langen tijd en zou eerst volgens het gelijkstroomsysteem uitgevoerd worden; de groote ontwikkeling der draaistroomtechniek deed begrijpelijkerwijze dit systeem er voor in de plaats treden. Het electrische gedeelte is weer uitgevoerd door Brown Boveri & Cie. Van Stansstad beloop; dan begint _dku»jn Yan Stansstad tot Grafenort heeft de baan een vrijwel horizontaal beloop; dan begint een gedeelte met 5% stijging tot Obermatt, alwaar de centrale is gevestigd. Van hier gaat de baan met de aanzienlijke helling van 25% naar boven; aldaar is natuurlijk een getande staaf aangebracht. Bij de halte Grünenwald kruist de lijn den postweg. Verschillende omstandigheden, ook de aanwezigheid der vrij hooge tandstaaf, maakten het bezwaarlijk deze kruising ;"i niveau uit te voeren. De postweg gaat daarom over de baan heen, waartoe een klapbrug is aangebracht (zie Fig. 698). Is deze neergelaten, dan worden tevens de arbeidsdraden omhoog geheven, zoodat van 25 % geen aanraking daarvan door wagens enz. te vreezen is. Is de trein in aantocht, dan brengt de wachter de uit 2 rèchth. driehoeken bestaande brug omhoog, waarbij de genoemde draden weer op de normale hoogte zakken. Het van de gebergten stroomende water wordt in een reservoir van ca. 1000 M-1. inhoud verzameld en door 1634 M. lange buisleidingen van 30 c.M. middellijn naar het turbine-huis gevoerd; het verval bedraagt 415 M. De 5 hoogdrukturbines met horiz. as drijven 3 draaistroom-generatoren en 2 opwek-dynamo's. Wegens de onmiddellijke nabijheid van de baan geven de generatoren direct de hjnspanning, 750 Volt. hen gedeelte der energie wordt door transformatoren op 5300 Volt gebracht, gevoerd naar het station Dallenwyl, ongeveer in het midden van het vlakke gedeelte van de baan gelegen, en daar door transformatoren weer op 750 Volt gebracht. Te Obermatt bevindt zich ook de Fig. 699. belangrijke hydro-electrische centrale, die voor de verlichting van Luzern, Engelberg en nog eenige andere plaatsen is opgericht naar de plannen van de fabriek Oerlikon. Aldaar bevindt zich ook nog een bijzondere generator als reserve voor de baan. Het rollend materieel bestaat voornamelijk uit motorwagens en locomotieven. De eerste zijn 4-assige coupé-wagens van 14 M. lengte en 14 ton eigen gewicht (Fig. 699). Zij bevatten 2° en 3e klasse compartimenten, totaal 46 plaatsen. De voorste truck bevat 2 draaistroommotoren van 35 P.K. en 480 omw. per min., met enkelvoudige overbrenging; de achterste is van een tandrad-rem voorzien. De stroom wordt afgenomen met behulp van twee dubbele beugels. De max. snelheid bedraagt 20 K.M. per uur; door het invoegen van weerstanden kunnen de gewenschte geringere snelheden verkregen worden. De locomotieven dienen om op de groote helling de andere wagens met een snelheid van 5 K.M. per uur te duwen of al remmende te laten dalen; verder voor het goederenvervoer op het gedeelte Grafenort- Obermatt. Zij bevatten 2 draaistroommotoren van 75 P.K. Fig. 700 en 701 geven een langsen dwarsdoorsnede der locomotief. Op het gedeelte met tandstaaf z\jn de dnjf wielen uitgekoppeld, zoodat alleen het tandrad dravend werkt; op de gewone trajecten loopt het tandrad onbelast mede. Bij het dalen werken de motoren als generatoren, evenals dit bü de Jungfraubaan het geval is; in de centrale zijn daarvoor eveneens waterweerstanden ingeschakeld, voor zoover de andere treinen de energie niet opnemen. Voorts zijn nog eenige krachtige remmen aanwezig. Fig. 702 vertoont de samenstelling van een trein op het stijgende gedeelte. Vanaf Gherst, aan het einde der helling, tot Engelberg rijden de motorwagens weer alleen. Zooals men uit deze beschrijvingen zal bemerkt hebben, heeft het draaistroom-systeem bij de electrische tractie een dankbaar veld van toepassing ge\onden. Het was dan ook tot vóór eenige jaren het eenige bruikbare systeem, indien de benoodigde energie over grooten afstand aangevoerd moest worden. De aanleg der arbeidsdraden is echter niet eenvoudig; daar er minstens twee moeten zijn, met de rails als 3e phase, geven de wissels en kruisingen .tanleiding tot complicaties. Toen dan ook de éénphase-motoren, die wij in piincipe op blz. 613 en vgl. hebben leeren kennen, op den voorgrond traden, werd het éénphase-systeem weer gretig in studie genomen. Door de bekende en reeds moermalen genoemde groote fabrieken, als de Siemens-Schuckert ^erke, Feiten & Guilleaume Lahmeyer erke, Oeilikon, Brown Boveri & Cie., enz. worden thans goede collectormotoren van groot vermogen geconstrueerd. De fabriek Oerlikon o.a. heeft een proeflijn Seeb ach -Wet tin gen, (nabij Zürich) met éénphase-locomotieven ingericht, waarmede reeds zeer bevredigende resultaten \eikiegen zijn. Zoo zal ons land ook profiteeren van deze vorderingen der techniek; de lijn Rotterdam-den Haag-Scheveningen der ZuidHoll. Electrische Spoorweg M*j. nl. heeft ook het éénphase-stelsel geadopteeid. Wy zullen hier een beknopte beschrijving van deze belangrijke lijn laten volgen, waaruit blijken zal, dat ons land, na langen tijd in de achterhoede te zijn geweest, nu vrijwel aan de spits komt. Het ooispronkeüjke plan was, zooals dat in Amerika veel toegepast is, in de centrale draaistroom van hooge spanning op to wekken, deze in onderst, itions in gelijkstroom om te zetten en die den treinen toe te voeren. Daar de voorbereidende werkzaamheden en leverantiën al te .ver gevorderd waren om het draaistroomgedeelte geheel te laten vervallen, was men genoodzaa t te tiachten uit dit stroomstelsel op een of andere \vjjze den éénphasestioom te '(erkiijgen. De eenige rationeele methode hiervoor is: het transorineeien van den 3p ha se n stroom in 2phasenstroom door een eigenaardige schakeling, door Scott aangegeven, welke wij echter in dit boek moeilijk kunnen omschrijven. De lijn RotterdamScheveningen is nu in 2 doelen \euleeld, die ieder stroom van één der beide phasen ontvangen: de beide deolen moeten das absoluut van elkaar geïsoleerd zijn, welk isoleerend gedeelte van ca. 90 M. lengte by Berkel gelegen is. De centrale te Leidschendam bevat 2 horizontale compoundmachines van 900-1200 ind. P. K , bi) 100 omw. per min. direct gekoppeld met draaistroomgeneratoren van 5000 Volt; deze spanning wordt dan door de genoemde schakeling in 2-phasenstroom van 10.000 Volt omgezet. Verder is er een stoomturbine systeem Zoelly, vervaardigd door Gebk. Stork te Hengelo, zie biz 312) van 2600-3000 eff. P. K. en 1500 omw., met bpehoorende dynamo; voor een tweede aggregaat is ruimte beschikbaar. De machines werken met oververhitten stoom van 10 atm. en 300°. Voor de bekrachtiging der alternatoren zijn aanwezig: 2 motorgeneratoren a 140 P. K. en een accum. batterv, van 1060 amp.-uren en 141 amp. ontlading, allen voor 220 Volt; deze installatie dient ook voor licht en kracht in de centrale, werkplaatsen en remises. Voor eventueele stoornis is een permanente noodverlichting aanwezig, die direct door de batterij gevoed wordt. In het ketelhuis zijn 5 gecombineerde Lancashire-ketels opgesteld (eveneens van Gebr. Stork), ieder met 240 M2. en een oververhitter met 60 M-. verw. oppervlak. De schoorsteen is van gewapend beton en is de hoogste in Europa van dat systeem, nl. 65 meter, bij 2,5 M. inwendige middellijn. Verder zijn aanwezig automatische kolen- en aschtransportinrichtingen en een waterreiniger. Het stoken geschiedt op de gewone wijze. De condensatie geschiedt bij de cylindermachines door injectie, bij de turbine door een oppervlak condensor. De werkplaats is van de noodige werktuigen enz. voorzien en bevat ook een afdeeling voor ankerbewikkeling, alsmede een beproevingsinstallatie tot 20.000 Volt. . De lengte van de baan bedraagt van Rotterdam tot Scheveningen 28,o K.M., Rotterdam-den Haag 23,4 K.M. Het splitsingspunt ligt op ca. 20 K.M. van Rotterdam. Van af het station aldaar voert de lijn over 2 K.M. viaduct van gewapend beton, over de viaduct van de H.S.M. heen. Bfl Schiebroek en Voorburg zijn beweegbare bruggen, over welke de trein zonder stroom rijdt. Bij de laatste brug aan den Trekvliet worden de arbeidsdraden tot 24 M. boven het water gebracht, zoodat de schepen met mast en al er onderdoor kunnen. Deze arbeidsdraden hebben den 8-vorm en 100 mM*. doorsnede. De ophanging is op zeer bijzondere wijze geschied, daar ter voorkoming yan het terugslaan der stroombeugels bij de groote snelheid der treinen een zoo mogelijk rechte draad gewenscht is. Tusschen twee opvolgende palen is met den gebruikelijken doorhang een stalen draagkabel van 37 mW. doorsnede aangebracht, hieraan hangt met dwarsdraden van verschillende lengte een stalen hulpdraagdiaa en deze draagt eindelijk met stalen lussen den arbeids- of rij draad. De isolatie ten opzichte van de aarde is overal dubbel uitgevoerd. 0P deze gecompliceerde maar doelmatige wijze is verkregen, dat bij temperatuursverandering de arbeidsdraad toch recht blijft, daar de lussen lengteverschuiving toelaten en elke draadsectie door zware gewichten gespannen wordt. Deze secties z«n 1000 M. lang en uitscliakelbaar. Er zijn langs de lijn geen bliksemafleiders aanwezig, maar de drie eindpunten zijn van overspanning-beveilingen voorzien, bestaande uit hoorn-bliksemafleiders met waterweerstanden (zie blz. 640). De hoogte van de arbeidsdraden boven de rails bedraagt 5,50 M. De rail verbinding is volgens een nieuw Amerikaansch systeem geschied, ni. door aansoldeeren met de knalgasvlam van bundels uit -^.-vormige koperstrooken bestaande. Het rollend materieel bestaat uit motorwagens 2e en 3® kl., motorwagens 2e kl. en aanhangwagens. De lengte der motorwagens tusschen de buffers is 18.57 M., de breedte 3.15 M., de hoogte 4.23 M.; het gewicht zonder passagiers bedraagt 51 ton. Z(j kunnen 74 personen bevatten, de aanhangwagens 88. Elke motorwagen bevat twee gecompenseerde serie motoren, systeem SiemensSchuckekt, van 225 P. K. met kunstmatige ventilatie. De lynspanning wordt getransformeerd tot de motorspanning van 300 Volt. Elke wagen heeft 2 stroombeugels; de schakelaars enz. worden electrisch bewogen door middel van electromagneten en relais, welke bestuurd worden door de schakel wals of controller van den machinist op den voorsten wagen; die controller kan daardoor kleine afmetingen hebben en gemakkelijk bestuurbaar zijn. Als men nagaat, dat voor het aanzetten van een trein van 3 a 4 wagens 1200 a 1200 K. W. noodig is, waarbij elke motor meer dan 1000 amp. opneemt, dan is wel te begrijpen, dat alle schakelverrichtingen langs indirecten weg moeten geschieden. De normale snelheid bedraagt 75 K.M. per uur. Het remmen geschiedt door een A\ estinghouse-snelrem, waartoe electrisch gedreven compressors aanwezig zijn. Ook het aflichten enz. der beugels heeft door samengeperste lucht plaats. Het dak van de wagens is gedeeltelijk bekleed met verlood plaatijzer, gedeeltelijk met vangbeugels voorzien; deze bedekking, zoomede de ijzeren deelen van de zijwanden staan in geleidende verbinding met het onderstel. Aan de onderzijde van de wagens zijn alle kabels en draden in Peschelpüp (blz. 341) gelegd, aangebracht op platen „eterniet" (een soort gecomprimeerd asbest). Met uitzondering van de lijn Seebach-Wettingen (blz. 686), die met 15000 Volt werkt, is hier de lijnspanning de hoogste in Europa. Ook de snelheid wordt op andere electrische banen nog maar zelden aangetroffen. De voorkomende hellingen, allen 1 op 100, worden met de volle snelheid van 75 KM. per uur bereden. De electrische inrichtingen van centrale, baan en wagens zijn uitgevoerd door de Siemens-Schuckert Werke. Wat het berijden van straten aangaat zonder rails, met behulp der electrische drijfkracht, de proeven, in deze richting genomen, hebben nog niet het gebruik van de electrische automobiel op groote schaal ten gevolge gehad. Er zijn bjj deze inrichting vele bezwaren verbonden wegens het opzamelen van electrische energie, het vereischte medevoeren van het belangrijke gewicht van de accumulatoren en de afhankelijkheid van het aantal plaatsen, waar men de accumulatoren opnieuw kan laden. Bij de eerste electrische droschke, die indertijd te Berlijn voor het publiek verkeer in gebruik kwam, waren de twee motoren onder den bok aangebracht. Door middel van twee buigbare assen, en door kettingen en kettingwielen, wordt de beweging op de beide achterraderen overgebracht. Iedere motor is in staat den wagen te dryven, wanneer de andere defect mocht worden, maar natuurlek met verminderde snelheid. De ankers van de geheel gesloten motoren maken bij 85 Volt 1100 omwentelingen per minuut, waarbij elke moter, die 50 Kilo weegt, 2 paardenkracht geeft. De accumulatorenbatterij is in eene afzonderlijke kast onder den wagen geborgen, en kan in 2 a 3 minuten door eene andere kast met cellen worden vervangen. De batterij, uit 44 cellen bestaande, heeft eene capaciteit van 60 — 70 ampère uren, waarmede 30 — 40 K.M. kunnen worden afgelegd. In het voertuig bevinden zich de noodige weerstanden, terwijl het verder is uitgerust met eene stuurinrichting, eene electrische en eene mechanische rem, en een alarmsignaal. Het kan 5 personen bevatten en heeft eene maximale snelheid van 18 K.M. per uur. De firma Siemens en Halske heeft voor eenigen tijd een omnibus vervaardigd, die electrisch bewogen wordt. Behalve de vier gewone wielen, waarop vier motoren werken, heeft dit voertuig vooraan nog twee kleine raderen, die opgehaald of tusschen rails neergelaten kunnen worden, waardoor het mogelijk is niet alleen door straten zonder rails, maar ook over tramrails te loopen. De omnibus is voorzien van een SiEMENs-beugel en van eene accumulatorenbatterij van 200 cellen. Dit voertuig kan dan langs de kortste wegen alle stadsgedeelten verbinden. Tijdens den tocht over een electrischen tramweg 41 met bovengrondsche leiding doen de beide voorraderen en de SiEMENS-beugel dienst, terwijl nu ook de accumulatorenbatterij geladen wordt. Bjj het verlaten van deze baan loopt de omnibus als accumulatorenwagen over den gewonen weg of over de rails van eene paardentram. De batterij kan dus lichter zijn dan die van electrische automobielen, het stroomverbruik is kleiner wegens den geringen weerstand van de rails, waardoor ook het schokken minder en de snelheid grooter is, terwijl oponthoud voor het laden van de batterij aan de eindpunten is buitengesloten. Deze omnibus kan in die gevallen, waar eene bovengrondsche leiding wel, maar rails in de straten niet toegelaten is. in een gewijzigden vorm worden gebruikt. De batterij en de beide kleine voorraderen vervallen dan. Het voertuig krijgt dan den benoodigden stroom van de bovengrondsche leiding, die nu uit twee draden moet bestaan, voor heen- en terugleiding van den stroom, en is dan uitgerust met een beugel, die voor dergelijke dubbele geleidingen door Siemens en Halske is geconstrueerd. In Fig. 703 ziet men afgebeeld het systeem-ScHiEMAXN uit Dresden, waarbij verschillende vrachtwagens door een electromobiel gesleept kunnen worden. Verlaten wij nu het vasteland, dat dikwijls aan de voortbeweging zoovele hindernissen biedt, en begeven wij ons op het water, ten einde te onderzoeken of de electrische stroom ook met vrucht kan worden toegepast in booten en schepen! Voor de voortbeweging van booten door middel van den stroom z\jn de omstandigheden niet ongunstig, wanneer wij accumulatoren gebruiken. Het gewicht der batterij doet hier niet zooveel ter zake, daar de zware cellen als ballast kunnen dienen. De omwentelingssnelheid van de schroef, die aan de boot de beweging moet mededeelen, komt goed overeen met die van den motor en het is dus mogelijk, de schroef onmiddellijk op de as van den motor te bevestigen. De batterij kan in de boot geladen worden, wanneer ten minste de geleiddraden tot aan het water gebracht kunnen worden. De rustige gang van den motor, de afwezigheid van een vuurhaard, rook, enz. zijn even zoovele voordeelen, die de electrische boot heeft boven eene stoomboot; bovendien is de electrische boot, wanneer de accumulatorenbatterij geladen is, ten allen tijde gereed om te varen en heeft dan geene omslachtige bediening noodig. Vooreerst blijft evenwel het bezit van zulk eene boot eene weelde, daar aanschaffings- en bedrijfskosten hooger zijn dan bij een stoombootje van dezelfde kracht. Het vaderland der electrische booten is het klassieke land van de watersport: Engeland. Hier heeft zich vooral Reckenzaun, die zich ook op het gebied der electrische trams verdienstelijk heeft gemaakt, ijverig en met goed gevolg op de constructie van electrische booten toegelegd. In Fig. 704 geven wjj eene afbeelding van de door de firma L. Smit & Zoon te Kinderdijk gebouwde en door de „Electrotechnische Industrie" te Slikkerveer, electrisch ingerichte boot „Planté". Dit vaartuig is volgens de opgave van de constructeurs 16 meter lang en kan zelfs eene snelheid bereiken van 19 kilometers in het uur, waarbij echter de accumulatoren in één uur ontladen zijn. "Wordt de batterij in een langer tijdsverloop ontladen, dan kan men gedurende 7'/, uur eene snelheid van 12 kilometer behouden. De batterij bestaat uit 80 cellen in ebonieten kasten uit de accumulatorenfabriek te Hagen in Westfalen. De platen zijn van het systeem Planté, zonder opvulling, waardoor men sterke ontlaadstroomen kan toelaten, zonder gevaar dat de platen kromtrekken. By eene snelheid van 19 kilometer ontwikkelt de motor ruim 30 P.K., terwijl bij 12 kilometer vaart met 8 P.K. kan worden volstaan. Deze uiteenloopende krachtsontwikkeling wordt op eenvoudige wijze verkregen door in het eerste geval de batterij in serie te gebruiken, dus met eene spanning van 160 Volt en in het tweede geval in twee rijen, derhalve met 80 Volt. De motor, doet dan resp. 650 en 400 slagen. De batterij heeft bij eene ontlading van één uur eene capaciteit van 180 Ampère-uren, die bij eene ontlading van tien uren tot 360 Ampère-uren vermeerdert. Het totaal gewicht van de geheele batterij is 4800 kilogram. Behalve de noodige weerstanden, Volt- en Ampère-meters enz., behoort ook nog tot de uitrusting van de boot een automatische maximaal-uitschakelaar om in geval de motorstroom te sterk wordt door vastloopen van de schroef of door het te plotseling aanzetten, dien stroom te verbreken. Het vaartuig is natuurlijk electrisch verlicht. Fig. 705 vertoont den boot-electromotor, dien deze firma vervaardigt. In Fig. 70(3 is eene andere toepassing, mede van dezelfde firma afgebeeld, namelijk eene electrische stuurinrichting. B(j schepen van eenigen omvang wordt het roer altijd mechanisch bewogen, meestal door een stoom-stuurtoestel. Dit kan electrisch ook zeer goed geschieden. Het groote rondsel bovenaan grijpt in een getanden sector, op de roerspil bevestigd. In Zwitserland heeft de firma Escher Wyss & Co., te Zürich, eene electrische boot van aluminium gebouwd, die door de machinefabriek rOerlikon", in de nabijheid derzelfde stad gelegen, van accumulatoren en een electrischen motor werd voorzien en in het bezit kwam der „Allgemeine Elektricitats-gesellschaft". Laatstgenoemde Maatschappij heeft n.1. aan het Wannmeer een electrisch station gebouwd, dat ook voor het laden der accumula¬ toren in electrischen booten dient, zoodat dit middel van vervoer ook meer en meer in toepassing zal komen. In September 1898 werden door Siemens en Halske de proefnemingen begonnen met eene electrische sleeplocomotief langs het Finowkanaal bij Eberswalde. In Fig. 707 geven wij eene afbeelding, waarop eene dusdanige locomotief, wier geringe afmetingen nauwelijks dien naam rechtvaardigen. We zien twee rails aangebracht. Bij kanalen van geringe afmetingen, die een goed jaagpad hebben, kan men met ééne lichte rail volstaan, terwijl voor de stabiliteit breede weinig belaste nevenraderen direct op den grond loopen. Bij kanalen met druk verkeer kunnen sleepbooten noch jaagpaarden zoo voordeelig werken als de electrische locomotief. Het afvreten van de bermen, dat bij sleepbooten ten gevolge van de golfbeweging plaats heeft, komt bij onzen electrischen sleeper niet voor. Groote electrische centralen, die den stroom voor deze locomotieven leveren, kunnen dan tevens het bedienen van haven- en sluiswerken op zich nemen, terwijl de industrie langs het kanaal dan nog van de voorhanden electrische energie voordeel trekken kan. Tegenwoordig worden in verschillende landen dergelijke sleeplocomotieven met veel succes toegepast. In ons land wordt echter dit modern jaagpaardsurrogaat nog niet aangetroffen. Het galvanisch overtrekken van voorwerpen met metalen (galvanostegie). — Het bad en de eleotroden. — De stroomontwikkeling voor het gaivanoteohnisch bedrijf. — De geleidingen. — Het regelen van den stroom. — De bakken voor de baden. — De toebereiding der waren voor het bad. — Samenstelling en behandeling der baden. — Vernikkeling. — Verzilvering. — Vergulding. - Het overtrekken met platina, zink, tin, lood, koper. - Het cuivre poli. - Het overtrekken met ijzer. - Verschillende toepassingen. Galvanoplastiek, — Koper-galvanoplastiek. — De vervaardiging der gal vano's. — Het maken van galvaroplastische afdrukken van voorwerpen. — Verschillende toepassingen der galvanoplastiek. anneer men een electrischen stroom door een scheikundig samengestelde vloeistof leidt, wordt deze ontleed. Op blz. 40 hebben wij al gezien, dat water door den stroom in zijne bestanddeelen, zuurstof en waterstof, wordt gescheiden en het eerstgenoemde gas vrij wordt op de plaats, waar de stroom in do vloeistof treedt, aan de positieve pool, terwijl de waterstof aan de negatieve pool wordt ontwikkeld. Bestaat de vloeistof, waardoor de stroom gaat, uit de oplossing van een metaalzout, bijv. kopervitriool (kopersulfaat), dan worden aan de positieve pool de zuren van het zout en de zuurstof, aan de andere pool het metaal afgescheiden. Het afgescheiden metaal zet zich op het lichaam, dat den stroom uit de vloeistof afvoert, vast en de dikte van deze laag metaal neemt toe met de vermeerdering van het neerslag. Deze werking gebruikte nu voor het eerst -Jacobi in het jaar 1839, om met behulp van het aldus verkregen metaal-neerslag afgietsel van voorwerpen te vervaardigen; daartoe goot hij om het voorwerp eene hiervoor geschikte stof en kon aldus een hollen vorm verkrijgen, waarin het voorwerp nauwkeurig was afgedrukt; de binnenvlakte van deze matrjjs werd geleidend gemaakt en vervolgens de holle vorm in de kopervitriool-oplossing gebracht, waar hij met de negatieve pool verbonden bleef. Er scheidde zich nu een koperneerslag af dat door het lange inwerken van den stroom dik genoeg werd, om uit den vorm te kunnen worden verwijderd. Daar het koper bij zijne afscheiding ook tot in de fijnste verdiepingen doordrong, vertoonde het neerslag een nauwkeurig beeld van het voorwerp. Jacobi gebruikte aanvankelijk uitsluitend metalen matrozen, omdat hij den hollen vorm op geene andere wijze geleidend kon maken; maar reeds een jaar later toonde Murray aan, dat men ook holle vormen uit niet-geleidend materiaal kan aanwenden, door het oppervlak, waartegen het metaal moet neerslaan, met eene laag graphietpoeder geleidend te maken; deze methode was een belangrijke vooruitgang op het gebied der galvano-techniek. De uitvinding van Jacobi werd spoedig in de techniek opgenomen, in Engeland voornamelijk door Elkington Brothers, te Parijs door de Kuolz, een voormaligen kamerheer van Lodewijk XVIII, die door de revolutie genoodzaakt was in de nijverheid zijn brood te verdienen. Later ontwikkelde zich ook in de overige landen van Europa en in Amerika eene uitgebreide industrie, welke van de zooeven in het kort beschreven werking van den stroom in de meest verschillende toepassing gebruik maakt. Het te voorschijn roepen van metaal-neerslagen met behulp van den stroom duidt men aan met den naam van galvano-techniek en onderscheidt daarbij de galvanoplastiek en de galvanostegie. De galvanoplastiek heeft ten doel, zooals door den naam reeds wordt aangeduid, plastische afbeeldingen van lichamen te maken door middel van den electrischen stroom; de galvanostegie is de kunst, om voorwerpen met eene laag metaal te bedekken, waarbij dus het metaal-neerslag later niet van het voorwerp wordt losgemaakt, maar als een vast omkleedsel er aan gehecht blijft. Wü zullen eerst het laatstgenoemde deel der galvano-techniek behandelen, omdat daarbij de verschillende galvano-chemische bewerkingen beter verklaard kunnen worden. Het overtrekken van voorwerpen met eene laag metaal (galvanostegie). Ten einde een minderwaardig metaal uiterlijk het aanzien van een edeler metaal te geven, bedekt men het met een dun laagje van het edeler metaal en deze kunst is, voor zoover het de vergulding en verzilvering aangaat, al zeer oud. De methoden, waarvan men zich vroeger bijv. voor de vergulding bediende, bestonden daarin, dat men op het minderwaardige metaal een dun goudhuidje aanbracht en met het oppervlak van het onderliggende metaal door wrijven en drukken vereenigde, of dat men door het oplossen van goud in kwikzilver een goudamalgama vervaardigde en met deze massa het minderwaardige metaal bedekte, waarna het kwikzilver door verhitting verdampt werd en het goud in tamelijk innige verbinding met het daaronder gelegen metaal achterbleef. Beide methoden waren evenwel kostbaar en omslachtig; de laatstgenoemde was, wegens de daarbij optredende kwikdampen, ook schadelijk voor de gezondheid; bovendien lieten zij niet toe de dikte van de goudlaag naar verkiezing te veranderen. Het was dus een groote vooruitgang, toen men de werking van den electrischen stroom te baat nam tot het te voorschijn roepen van metaalbekleedsels, omdat hierdoor de arbeid belangrijk eenvoudiger en goedkooper en ook de mogelijkheid geboren werd de dikte van het bekleedsel, tot het fijnste laagje toe, geheel willekeurig te regelen. Bovendien maakt de toepassing van den stroom een fabriekmatig bedrijf mogelijk. hetgeen bij de vroegere methoden was buitengesloten, daar zij in hoofdzaak handenarbeid vereischten. Zoo zien wij dan als een natuurlijk gevolg dezei meer gunstige omstandigheden , dat met de toepassing van de galvano-technische methode het overtrekken van voorwerpen met metalen bekleedsels verbazend is toegenomen en men tegenwoordig ook niet-edele metalen op voorwerpen neerslaat, zooals ons de bekende en zeer verspreide vernikkeling bewijst. Het bad en de electroden. Voordat wij tot de bijzonderheden der galvanostegische techniek overgaan, zullen wij eerst een overzicht geven van de aangewende galvanische methode. Zooals wij reeds hebben opgemerkt, wordt eene oplossing van een metaalzout door den electrischen stroom ontleed en slaat het metaal daarbij op dat voorwerp neer, waardoor de stroom de vloeistof verlaat. Aangezien het neerslag op het te overtrekken voorwerp moet worden gebracht, moet dit met den draad, die van de negatieve pool van den stroomontwikkelaar komt, verbonden en in de vloeistof gedompeld worden. Daar wij vooreerst zullen veronderstellen, dat het te overtrekken voorwerp van metaal is, hetgeen trouwens meestal het geval is, zal de stroom uit de vloeistof door het voorwerp naar den draad gaan, die hem naar den stroomontwikkelaar terugvoert. Het komt er nu op aan, om den stroom in de vloeistof te brengen en dit doen wij door in de oplossing eene metalen plaat te hangen en deze met de positieve pool van den stroomontwikkelaar te verbinden. Zij mag evenwel het te overtrekken voorwerp niet aanraken, omdat anders het grootste gedeelte van den stroom den gemakkelijkon weg door de plaats van aanraking zou nemen en dan geene ontledende werking zou uitoefenen. De vaste geleiders, door welke de stroom in de vloeistof geraakt, noemt men de „el eet roden", en zij worden nog door bijzondere benamingen onderscheiden; men noemt de electrode, welke den stroom in de vloeistof brengt, de anode, de andere, waardoor hij uit de vloeistof treedt, de kathode; het te overtrekken voorwerp vormt dus de kathode. De vloeistof, waaruit het metaal wordt neergeslagen, noemen de galvanotechnici het bad. Terwijl nu op de kathode metaal wordt neergeslagen, ontstaan aan de anode producten, die de verdere bestanddeelen van het ontlede metaalzout uitmaken. Dit zijn, daar zij van metaal beroofd zijn, onverzadigde verbindingen, en zullen dus, wanneer de omstandigheden hiertoe gunstig zijn, de anode aantasten. Indien dit bij eene anode geschiedde, welke uit een ander metaal bestond dan datgene, dat op de kathode moet worden neergeslagen, dan zou het neergeslagen metaal langzamerhand vervangen worden door het van de anode opgeloste metaal en daardoor het bad van samenstelling veranderen; na eenigen tijd zou dan niet meer uitsluitend het oorspronkelijke metaal op de kathode neerslaan, maar gemengd met het metaal der anode. Dit zou een zeer ongewensclit verschijnsel zijn, waarvan wij de schadelijke werking evenwel door een eenvoudigen kunstgreep niet slechts opheffen, maar zelfs tot ons voordeel aanwenden, door namelijk de anode uit hetzelfde metaal te doen bestaan, dat op de „waren" moet worden neergeslagen. Het aan de anode optredende ontledingsproduct zal dus van deze electrode zooveel metaal oplossen, als uit de vloeistof op het te overtrekken voorwerp is neergeslagen; het bad blijft hierdoor dus onveranderd, zoodat het eindresultaat bij dit proces niets anders is dan oene overbrenging van het metaal der anode op de kathode. Bij deze methode wordt het bad niet armer en kan jarenlang gebruikt worden, terwijl men alleen de verbruikte anoden door nieuwe moet vervangen. De practijk komt hierin evenwel niet altijd overeen met de eenvoudige theorie, daar er storende nevenwerkingen optreden, die de samenstelling van het bad wijzigen en daardoor aanleiding geven tot minder goeden arbeid. In plaats van deze oplosbare anode kan men ook eene onoplosbare toe¬ passen, waarbij dan het bad, naarmate het langer in gebruik is, armer aan metaal en rijker aan de andere bestanddeelen wordt. Hiervoor kunnen in vele gevallen platinaplaten dienst doen; het gebruik van anoden uit kool, die in alle oplossingen onoplosbaar blijft, wordt door den bekenden galvano-technicus Dr. G. Langbein ontraden, omdat de kool door de werking van den stroom vernield wordt en de naar beneden vallende deeltjes het bad verontreinigen. Overigens worden de onoplosbare anoden slechts in zeer weinige gevallen met voordeel toegepast. Het beginsel, waarop de methode tot het overtrekken van voorwerpen met een laagje metaal berust, is dus zeer eenvoudig. Wjj zullen het met behulp van Fig. 708 nog nader uiteenzetten. Zij geeft de inrichting weer, waarvan de vergulders zich voor kleinere voorwerpen bedienen. Het bad bevindt zich in eene porseleinen schaal, die voor dit bijzondere doel verwarmd wordt, hetgeen maar bij weinige baden noodzakelijk is. Aan twee op den rand van de schaal rustende glazen staven hangt do goudanode en het voorwerp, dat verguld moet worden en als kathode dienst doet. De stroom wordt door twee blanke koperdraden aangevoerd, waarvan die der anode evenwel niet in aanraking mag zijn met de vloeistof, opdat het koper het bad niet verontreinige. De te overtrekken waren worden aan den geleidingsdraad geregen of er aan vastgebonden. De draden zijn, ten einde de aan hen opgehangen voorwerpen in den juisten stand te houden, met enkele slagen om de glazen staven gewikkeld en dan met de bijbehoorende polen van den stroomontwikkelaar, in dit geval eene batterij van twee BuNSEN-elementen, verbonden. Voor grootere galvano-technische installaties zou eene dergelijke primitieve methode niet geschikt zijn, daar men er in zulke gevallen naar moet streven het geheel handiger in te richten, vele voorwerpen gelijktijdig te kunnen overtrekken en de kosten zoo gering mogelijk te doen zijn; bovendien moet men, ten einde goed werk te verkrijgen, in aanmerking nemen, dat de electrische grootheden door de afwisselende hoeveelheid metaal, die uit de baden moet worden afgescheiden, eene wijziging ondergaan. Wij zullen nu me«r in bijzonderheden nagaan, hoe de galvano technische inrichtingen op grootere schaal zijn samengesteld. De stroomontwikkelaar voor het galvano-technisch bedrijf. De vorming der metaal-neerslagen vordert slechts eene geringe spanning aan de electroden, daarentegen moet er eene betrekkelijk groote stroomsterkte voor worden aangewend, die afhangt van de totale oppervlakte der gelijktijdig inde baden aanwezige voorwerpen. De stroom moet bovendien gedurende geruimen tijd inwerken en bij een regelmatig bedrijf wordt hij dagelijks, somtijds ook onafgebroken, gebruikt. Bij kleinere inrichting past men gewoonlijk galvanische elementen toe en tegenwoordig worden hiervoor bijna uitsluitend BuNSEN-elomenten aangewend. Voor grootere installaties kan men den batterijstroom niet goed toepassen, omdat het aantal elementen, waarvan de behandeling bij kleinere batterijen al niet zeer aangenaam is, te groot zou moeten zijn. De aan te wenden stroomsterkte moet namelijk evenredig met de oppervlakte der kathode ;toenemen, en de stroomsterkte per vlakte-eenheid, de zoogenaamde stroomdichtheid, mag niet te klein zijn, omdat er anders te veel tijd voor de vorming van het neerslag besteed zou worden. De uitvinding der dynamo-machine heeft deze moeilijkheid opgelost en bij de vele voordeelen, die zij boven de galvanische elementen oplevert, is het niet te verwonderen, dat zij al spoedig ingang vond in de galvano-technische industrie. Daar de baden maar een stroom van lage spanning noodig hebben, verschilt de dynamo-machine voor galvano-technische doeleinden met betrekking tot de poolspanning van die voor electrische verlichting, en terwijl laatstgenoemde gewoonlijk stroomen van 100 Volt, somtijds van 65 Volt, en bij achter-elkanderschakeling van lampen stroomen van veel liooger spanning moet leveren, vereischen de baden slechts eenige Volts, en daaruit laat het zich verklaren, waarom dezelfde dynamo-machine niet gelijktijdig dienst kan doen in de galvano-technische en in de verlichtingsinstallatie. Met betrekking tot het laatstgenoemde punt zou men wellicht van meening kunnen zijn, dat men door middel van transformatoren tot het doel kan geraken, maar hiertegen bestaat een ander bezwaar. Wisselstroomen kan men in de galvano-techniek niet gebruiken, aan¬ gezien de stroomrichting in de baden niet mag veranderen; wjj zijn dus niet in staat de zeer eenvoudige omzetting der spanning door wisselstroom-transformatoren in de galvano-techniek toe te passen. Met behulp van gelijkstroom- transformatoren zou de spanning wel gereduceerd kunnen worden, maar de aanleg- en de bedrijfskosten dezer toestellen zyn hooger en hunne behandeling geeft aanleiding tot meer bezwaren dan wanneer wij eene afzonderlijke dynamomachine opstellen. Wij zouden nog een ander hulpmiddel te baat kunnen nemen, door namelijk eene batterij accumulatoren in serieschakeling met den stroom der electrische verlichting te laden en de batterij 'n parallelschakeling stroom te laten levoren, ten einde op deze wijze eene geringere spanning te verkrijgen; maar ook hier staan de kosten en de vele bezwaren, die aan deze methode verbonden zijn, de toepassing in den weg. Als laatste redmiddel zouden wij nu nog een aantal baden achter elkander kunnen schakelen, zoodat de som der spanningen, door alle baden afzonderlijk benoodigd, gelijk was aan de spanning van den verlichtingsstroom; maar daardoor zouden wij de verschillende baden op eene bedenkelijke wijze afhankelijk van elkander hebben gemaakt, hetgeen maar bij uitzondering geoorloofd is. De voor galvano-technische doeleinden geconstrueerde dynamo-machines hebben in overeenstemming met de te leveren groote stroomsterkte betrekkelijk dikke draden op haar anker, maar wegens de geringe spanning van den te ontwikkelen stroom slechts weinig windingen. Vanwege de groote stroomsterkte is er een groot aantal borstels noodig; collector en borstels vormen hierbij een zeer voornaam deel van de machine. Fig. 709 laat een dergelijken dynamo van de A. G. voorheen W. Lahmeyee & Co. te Frankfort zien. De machine heeft twee collectoren en kan een stroom van 5000 Ampère bij 5 Volt leveren. Daar de ontleding der baden aanleiding geeft tot eene dergelijke werking als wij bij de accumulatoren hebben besproken en die wij p o 1 a r i s a t i e hebben genoemd (vergel. ook blz. 178), moet er voor gezorgd worden, dat, wanneer de machine door de eene of andere oorzaak langzamer gaat loopen, de tegengesteldgerichte stroom den dynamo niet kan ompolariseeren, want anders zou zich het onaangename verschijnsel voordoen, dat de stroom in de baden omkeert, waardoor de kathode tot anode wordt en dus aan hare oppervlakte zou worden aangetast. Men bouwt daarom deze machines öf als shunt-machine, die, zooals wij op bl. 147 hebben aangetoond, door een stroom in de verkeerde richting niet wordt omgepolariseerd, öf men brengt twee afzonderlijke wikkelingen op het anker aan, die ieder met een collector zijn verbonden, zoodat de machine twee stroomen te voorschijn roept; de eene moet de electro-magneten magnetiseeren, terwijl de andere als arbeidsstroom naar de baden gezonden wordt. De geleidingen heeft de galvano-technicus voor zijn doel gewijzigd. Daar de spanning in de geleidingen maar klein is, gebruikt hi;, ten minste in het lokaal, waarin de baden zijn opgesteld, blanke leidingen, die hij door stukken hout of porselein isoleert. De toevoerleiding van de machine naar bovengenoemd lokaal moet uit bekleede draden bestaan, ten einde kortsluitingen zooveel mogelijk te voorkomen. Wegens de groote stroomsterkte moeten de leidingen dik genomen worden en daarom worden in het werklokaal massieve koperen stangen toegepast, die langs den muur zijn aangebracht, zooals uit Fig. 710 blijkt. Deze wijze van monteeren der geleiding stelt den galvano-technicus in staat overal in het lokaal door middel van klemschroeven geleidingen naar de baden af te takken. Voor de geleiding van den stroom naar de electroden worden over de bakken konfii-fin stanffPin s^Wd. wolk-a door middel van klemschroeven en geleidings- draden met de langs de baden aangebrachte hoofdleidingen z\in verbonden. Aan deze stangen hangt men met behulp van haakvormig gebogen draden het te overtrekken voorwerp of de als anode dienende plaat, en heeft zoodoende een eenvoudig en voldoend contact, waarbij het vervangen der voorwerpen geen moeilijkheden oplevert. Uit Fig. 711 blijkt, hoe de anode door een haak aan de koperen staaf wordt opgehangen, en op dezelfde wijze gaat men niet de voorwerpen te werk, voor zoover hun vorm dit toelaat. De regeling van den stroom. Ten einde een goed neerslag te verkrijgen, moet men aan den stroom eene bepaalde sterkte geven, zoodat het aantal Ampères per vlakte-eenheid der kathode eene constante waarde heeft. Daar nu evenwel de oppervlakte van de kathode door het inhangen of wegnemen van voorwerpen dikwijls verandert, zou het voor de arbeiders te moeilijk zijn de juiste sterkte van den stroom voortdurend te bepalen. Men helpt zich nu hierin op eene zeer eenvoudige en practisclie wijze, door namelijk de s p ann ing aan de electroden op eene bepaalde hoogte te houden. Verandert nu de oppervlakte van de in de vloeistof hangende voorwerpen, dan verandert ook, ongeveer in omgekeerde reden tot hunne oppervlakte, de weerstand van het bad en b\j dezelfde spanning zal dus ook de stroomdichtheid, d. w. z. het aantal Ampères per vlakte-eenheid der kathode, ongeveer constant blijven. Heeft men voor een bad de juiste spanning door proeven bepaald, dan houdt men deze door de regeling op dezelfde hoogte en bewerkt daardoor, dat in het bad altijd die stroomsterkte heerscht, waarbij het metaal-neerslag het beste is. Voor deze regeling bedienen zich de galvano-technici van een veranderlijken weerstand, die in eene der toevoerleidingen van het bad is ingeschakeld. In Fig. 709 z\jn twee van zulke rheostaten aangegeven, waarvan de constructie overeenkomt met de regelingsweerstanden voor dynamo's, in Fig. 306 afgebeeld. Voor elk in de Figuur voorkomend Fig. 711. bad is zulk een weerstand aangebracht. Ten einde de spanning aan de electroden te kunnen bepalen, is een spanningsmeter (in de Fig. tusschen de beide rheostaten) aanwezig, die door middel van een omschakelaar met de verschillende baden in verbinding kan worden gebracht, zoodat men in staat is, om in weinige oogenblikken de spanningen aan een groot aantal baden te bepalen. De bakken voor de baden. De bakken, welke de vloeistof en de electroden bevatten, worden op schragen geplaatst en zijn van hout, aardewerk of geëmailleerd ijzer vervaardigd; bij de keus van het materiaal moet men rekening houden met de samenstelling van het bad, daar sommige baden het hout aantasten. Voor zeer groote baden worden de reservoirs uit baksteenen en cement gemetseld en aan de binnenzijde met cement bestreken. Opdat de voorwerpen aan alle zijden gelijkmatig met neerslag bedekt worden, is het noodzakelijk, dat aan beide zijden van hen anoden hangen. Men brengt daarom eene kathoden-toevoerstang tusschen twee anodenstangen aan, zoodat ieder bad van de laatste één meer heeft dan van de eerste. De voorwerpen worden, zooals reeds is medegedeeld, aan haken van koperdraad aan de toevoerstang opgehangen, die, natuurlijk, voor zoover zij in de vloeistof zijn gedompeld, eveneens door het afgescheiden metaal bedekt worden. Bij de anode moet men haken van hetzelfde materiaal nemen, omdat er anders vreemd metaal in de vloeistof zou komen. De toebereiding der waren voor het bad. Voordat het voorwerp in het bad met een laagje metaal wordt overdekt, moet zijn oppervlak hiertoe geschikt gemaakt worden, en al naarmate het neerslag gepolijst, mat, enz. moet z\jn, op eene bijzondere wijze voorbereid worden. Eerst moet men het oppervlak reinigen en daarna, al naar de beoogde werking, slijpen of polijsten. De reiniging geschiedt door een harden borstel en een grof slijpmiddel, bijv. zand, zoodat het voorwerp een blank metalen oppervlak krijgt. In het klein wordt dit met de hand gedaan, in grootere galvano-technisclie inrichtingen gebruikt men hiervoor mechanische borstels. Dit zijn cirkelvormige borstels van staaldraad, die op de as van eene draaibank of eene polijstmachine zijn bevestigd en snel worden rondgedraaid; de arbeider houdt het af te krabben voorwerp tegen den ronddraaienden borstel en laat het door draaien en wenden in alle deelen door den borstel reinigen. In vele groote inrichtingen bedient men zich ook van eene machine, die de zandkorrels met kracht tegen het metalen oppervlak blaast en dit zoodoende reinigt. Kleinere voorwerpen worden in zoogenaamde „schuiertrommels" schoongemaakt. Na deze bewerking worden de voorwerpen geslepen, ten einde hun eene gladde oppervlakte te geven. Men bedient zich hiervoor van snel rondwentelende houten schijven, waarvan de rand met leder is overtrokken; op het leer wordt door middel van lijm een gekorreld slijpmiddel bevestigd, dat nu de aangedrukte deelen der voorwerpen gladstrijkt. Er behoort eene zekere mate van handig¬ heid toe, om door middel van deze Fjg. 712, schijven ieder deel van de onregelmatige oppervlakken dier voorwerpen te bewerken, en het is dikwijls merkwaardig om te zien, hoe de slijpers ook de moeilijkste hoekjes der voorwerpen met de schijf in aanraking brengen. By de eerste slijping worden van het voorwerp slechts de grove oneffenheden verwijderd, en men slijpt het daarom voor de tweede en derde maal, telkens met een fijner slijpmiddel, ten einde het een volkomen glad oppervlak te geven. Het tweede slijpen heeft ten doel de krassen weg te nemen, die bij den eersten keer zijn ontstaan; de derde slijping moet dan weder de fijnere krasjes van de tweede verwijderen. Voor de laatste slijping bedient men zich van cirkelvormige borstels van varkenshaar, die op eene ronddraaiende as zijn bevestigd. Als slijpmiddel gebruikt men dan amaril en olie. In Fig. 712 is zulk een mechanische borstel afgebeeld; in den bok kan men naar verkiezing andere assen met slüprollen, enz. aanbrengen. De zooeven beschreven slijpmethode wordt in haar vollen omvang alleen 45 bü harde materialen toegepast. Bij weekere metalen is borstelen en daarna polijsten voldoende. Na het slapen worden de voorwerpen gepolijst. Hiertoe bedienen de fabrieken zich van polijstschijven, welke op assen zijn bevestigd en doorvoetof handbeweging snel worden rondgedraaid. De polijstschijven worden van vilt vervaardigd of zijn uit lappen doek samengesteld. Laatstgenoemde schijven maakt men, door reepen doek zoodanig op eene spil te steken, dat iedere reep ten opzichte van den vorigen een bepaalden hoek gedraaid is. Er ontstaat zoodoende eene ronde schijf, die door eene op de spil geschroefde kleine ijzeren plaat samengedrukt wordt. Fig. 713 geeft eene uit lappen samengestelde schijf. Het te polijsten voorwerp wordt nu, evenals bij het slijpen, tegen de met groote snelheid rondwentelende poliistschijf gedrukt en verkrijgt daardoor, onder aanwending van een geschikt polijstmiddel, zooals Weener kalk of ijzeroxyde, de gewenschte gladde oppervlakte. In sommige gevallen wordt ook nog het polyststaal en -steen toegepast, zoo bijv. bij edele metalen, omdat door de vorige wijze van polijsten edel metaal zou verloren gaan. De aldus mechanisch behandelde voorwerpen verkrijgen bij de beschreven bewerkingen onreine oppervlakten, omdat vet en vuil er blijven kleven, welke eerst verwijderd moeten worden, wil men een mooi neerslag krijgen, dat zich goed aan het voorwerp hecht. Hiertoe worden zij ontvet en van roest bevrijd. Ook reeds vóór het polijsten worden de voorwerpen meestal aan een scheikundige behandeling onderworpen, welke ten doel heeft, de op hen ontstane oxydelaag te verwijderen of de harde giethuid week en voor het slijpen geschikt te maken. Hiertoe dienen de bijtmiddelen, die, al naar de natuur van het te behandelen metaal, verschillend zijn samengesteld. Voor ijzerwaren bedient men zich van verdund zwavelzuur, waaraan in sommige gevallen nog salpeterzuur is toegevoegd. Na het afbijten moeten de voorwerpen goed afgespoeld en snel gedroogd worden, en de galvanotechnici nemen eene evenzoo eenvoudige als practische methode te baat, om de waren spoedig te drogen. De met het bijtmiddel behandelde voorwerpen worden namelijk eerst in koud water gedompeld en goed daarin afgespoeld; dan steekt men hen in heet water, waaruit het stuk metaal genoeg warmte opneemt, om, nadat het uit het water verwijderd is, het grootste gedeelte van de vloeistof, die er nog aan is blijven hangen, te doen verdampen. Daarna worden zij nog met zaagsel bestrooid, dat de rest van het water uit het voorwerp opzuigt. Het ontvetten der geslepen en gepolijste waren geschiedt door haar met benzino te wasschen of door indompeling in kaliloog, hetwelk het vet verzeept. De waren worden dan weder afgespoeld en nu wordt het laatst overge- bleven vet door afborstelen met eene brij van bijtende kalk en krijt verwijderd. Daar de voorwerpen na het ontvetten niet meer mogen worden aangevat omdat anders de vingers op de plaats van aanraking een vethuidje zouden achterlaten, worden zij vóór het ontvetten reeds aan den draad gebonden, waaraan zij in het bad worden opgehangen. By deze bewerking is nu op de voorwerpen een dunne oxydelaag ontstaan, die vóór het ophangen in het bad door het decapeeren verwijderd moet worden. Hiertoe worden de waren in een zwak bijtmiddel gebracht, afgespoeld en dan snel in het bad gehangen. Men ziet uit deze korte beschrijving, dat de in beginsel zoo eenvoudige galvano-techniek door de vereischte zorgvuldige voorbereiding en behandeling der waren tamelijk ingewikkeld wordt en eene kunst is, waarbij de nauwgezetheid en de geoefendheid van den galvaniseur van het grootste belang zijn. De samenstelling en de behandeling der baden. Behalve de hoofdwerking van den stroom, waardoor het metaal wordt afgescheiden, ontstaan er nog verschillende nevenwerkingen, die invloed op het tot stand komen en de hoedanigheid van het neerslag uitoefenen. Het is hier niet de plaats, om op dit onderwerp nader in te gaan, daar wij ons dan geheel op scheikundig gebied zouden moeten begeven. In de practijk gaat men tegenwoordig meestal zoodanig te werk, dat men de baden of hunne bestanddeelen geheel gereed van speciale firma's betrekt en de baden dan volgens de voorschriften dezer fabrikanten samenstelt en behandelt. Deze firma's, die zich speciaal op dit fabrikaat toeleggen, hebben door veelvuldige proefnemingen eene groote ondervinding opgedaan, welke den voor den handel fabriceerenden galvano-technicus ontbreekt, en zij hebben de scheikunde te hulp genomen, waardoor ztf in staat zijn de werkingen in het bad na te gaan en te bevoordeelen. Zulk eene uitgebreide en systematische kennis mag men bij den practischen galvano-technicus niet veronderstellen. Dit sluit evenwel niet uit, dat ook hij door zorgvuldige waarneming van het bad zijn ondervinding kan uitbreiden. Voor de samenstelling der baden zjjn in den loop der tijden tallooze recepten ontstaan. De overvloed van deze recepten wordt nu niet alleen daardoor veroorzaakt, dat men hetzelfde doel langs verschillende wegen kan bereiken of meent te kunnen bereiken, — in elke receptenkunst speelt de subjectiviteit eene groote rol — maar ook door de omstandigheid, dat de neerslagen, met het oog op het uiterlijk aanzien, de kleur, enz., op verschillende wijzen kunnen en moeten ontstaan. Deze rijkdom alleen zou ons beletten, alle samenstellingen ieder afzonderlijk te behandelen, en wij zullen dan ook, ten einde de grenzen van dit werk niet te overschrijden, later slechts de voornaamste beginselen kunnen aangeven, welke door de galvano-technici bij de vervaardiging der baden voor de verschillende metaalneerslagen worden gevolgd. Terwijl de practische galvano-technicus de samenstelling van het bad aan de specialiteiten moet overlaten, is de behandeling van het bad aan zijne zorg toevertrouwd. Elk bad vertegenwoordigt een zekere waarde en het is daarom uit een financieel oogpunt volstrekt niet onverschillig, of het na eenige maanden al moet worden vernieuwd of jaren achter elkander in werking kan blijven, en dit is alleen door eene juiste behandeling te bereiken. Een eerste ver.eischte voor deze juiste behandeling is het met de pijnlijkste zorg schoonhouden van het bad, waarin noch door de te overtrekken voorwerpen, nóch door vreemde lichamen, welke er in vallen, andere bestanddeclen mogen gebracht worden. "Verder kan evenwel ook de stroom de samenstelling wijzigen, daar zich door de ontleding producten kunnen vormen, die de scheikundige verhoudingen van het bad veranderen. De galvano-technicus is daarom genoodzaakt het bad van tijd tot tijd te onderzoeken en de ondervinding leert hem, aan zekere uiterlijke kenteekenen te weten te komon of het in orde is of niet, waarbij hem in de eerste plaats het door het bad geleverde werk tot richtsnoer dient. Hij wordt er zoodoende toe gebracht, zijn bad als een wezen te beschouwen, dat zijne eigenaardigheden heeft, waarmede rekening moet worden gehouden, en deze ondervinding, gevoegd bij de voorschriften van den fabrikant, stelt hem in staat, aan de storende veranderingen van het bad tegemoet te komen. Om met een klein voorbeeld aan te toonen, hoe noodzakelijk het voortdurend controleeren van het bad is en lioe dit op eenvoudige wijze kan geschieden, beschouwen wij een oogenblik het nikkelbad. De meeste dezer baden werken met een zwak zuurgehalte, ten einde een rein wit neerslag te geven. Is er te veel zuur in het bad, dan bladert het neerslag af; is er te weinig in, of is het bad neutraal of alkalisch, dan wordt het neerslag te donker. Met behulp van het bekende reagens-(lakmoes)papier kan de galvano-technicus ieder oogenblik zeer snel bepalen of het bad nog het gewenschte zuurgehalte heeft. Vernikkeling. Van alle galvanische metaalbekleedsels heeft in den laatsten tijd geen enkel eene zoo groote verspreiding verkregen als het nikkelbekleedsel. De eerste, die zulke neerslagen te voorschijn riep, was Prof. Böttger, te Frankfort a. d. M., wien het in 1842 gelukte, het nikkel uit een dubbelzout met behulp van den stroom af te scheiden. Het in Duitschland geboren kind werd evenwel in Amerika grootgebracht; omstreeks 1860 pasten de Amerikanen de vernikkeling het eerst voor industriëele doeleinden toe en de goede resultaten, welke zij verkregen, noopten ook de Europeesche galvano-technici zich met deze bekleedsels bezig te houden. Tegenwoordig is het nikkelkleed algemeen verspreid en heeft niet alleen vele andere bekleedsels verdrongen, maar ook talloozen voorwerpen, welke vroeger naakt door de wereld gingen, een fraai omhulsel bezorgd. "Wat het nikkelbekleedsel vooral zoo gezocht maakt, is de frissche zilverachtige kleur van het gepolijste nikkel, zijn weerstandsvermogen tegen oxydatie en de schoone glans, welken het aanneemt. Zeer bevorderlijk voor zijne verspreiding was ook de omstandigheid, dat het niet zeldzame en niet zeer dure metaal vroeger uitsluitend voor de vervaardiging van nieuwzilver werd gebruikt; de nikkel-producenten waren dus niet weinig in hun schik, toen door de invoering der vernikkeling er meer vraag kwam naar hun fabrikaat, en daar Amerika rijk is aan nikkelertsen en bijv. in 1882 ongeveer een miilioen kilogrammen van het metaal heeft voortgebracht, hetgeen ongeveer overeenkomt met een vierde gedeelte der totale productie, is het niet te verwonderen, dat juist van Amerika de eerste stoot uitging, om de vernikkeling in het groot toe te passen. Als uitgangspunt voor de vervaardiging der nikkelbaden wordt meestal nikkelsulfaat of een dubbelzout, nikkel-ammonium-sulfaat, gebruikt, aan welks oplossing men ter verhooging van het geleidingsvermogen een ander daartoe geschikt zout, ammonium-sulfaat, chloor-ammonium, enz., somtijds rok een zwak zuur (citroenzuur, boorzuur), toevoegt. Het bijgevoegde zuur hoeft ten doel, aan het bad eene zekere hoeveelheid vrij zuur te geven, dat, zooals boven reeds is opgemerkt, aan de nikkelafscheiding eene wittere kleur geeft. Behalve het zwavelzure zout wordt somtijds ook chloornikkel gebruikt, dat evenwel tot het overtrekken van ijzeren voorwerpen niet kan worden toegepast. Het laatstgenoemde zout werd oorspronkelijk voor het vernikkelen aangewend en men noemt daarom het daaruit samengestelde bad ook wel „Amerikaansch nikkelbad". Het bestaat uit een 15 — 20 percents oplossing van chloor-ammonium (salmiak) en bevat dus oorspronkelijk geen nikkel. Om met dit bad neerslagen te verkrijgen, hangt men de anoden uit nikkel en stukken van willekeurig metaal als kathode in het bad en laat er dan den stroom doorgaan. Door de ontledende werking van den stroom wordt aan de anode chloor vrij, dat met nikkel verbindt en als chloornikkel wordt opgelost. Na verloop van eenige uren is het bad voldoende met de nikkelverbinding verzadigd en geeft dan aan de kathode metaal af. Voor vernikkeling levert zulk een bad maar slecht en goedkoop werk; daar echter eene dergelijke methode ook tot het overtrekken van voorwerpen met ijzer wordt toegepast, hebben wij er hier melding van gemaakt. De toepassing der vernikkeling heeft eene verbazende uitbreiding gekregen. Bijna alle kleinere metalen voorwerpen, welke een fraai uiterlijk moeten hebben, worden tegenwoordig vernikkeld, en ook machinedeelen worden niet zelden met nikkel bekleed, hetgeen hun wel is waar een eenigszins opgesmukt uiterlijk geeft, maar ontegenzeglijk het groote voordeel meebrengt, dat het schoonhouden der genoemde deelen er gemakkelijk door wordt gemaakt. Op uitgebreide schaal wordt het nikkelbekleedsel ook bij instrumenten toegepast en heeft hierbij het vernis voor het grootste gedeelte verdrongen. Wij moeten nu nog eene bijzondere vernikkelingsindustrie vermelden, die een half fabrikaat, vernikkelde metalen platen, vervaardigt; zulke platen worden in groote hoeveelheid gebruikt tot het fabriceeren van allerlei kramerijen, welke zoo goedkoop mogelijk in den handel moeten komen en met het oog op de te groote kosten dus niet geheel gereed gepolijst en vernikkeld kunnen worden. Men vervaardigt haar daarom van platen, die al vernikkeld en gepolijst zijn, en bedient zich meestal van vernikkelde zink-, maar ook van ijzer- of staalplaten. De bakermat dezer industrie is, voor zoover ons bekend is, Leipzig, waar zich een aantal van zulke fabrieken heeft gevestigd; in den laatsten tijd zijn ook op andere plaatsen dergelijke ondernemingen ontstaan, daar het verbruik van vernikkelde platen steeds toeneemt. De te vernikkelen zinken plaat wordt eerst geslepen en gepolijst. Hiertoe dienen groote schijven, uit lappen samengesteld (vergel. Fig. 718), die op snel rondwentelende assen zijn bevestigd. De slijper zou nu de groote dunne plaat niet met de hand kunnen besturen; hy legt haar daarom op eene houten plank, die hy op zijne knieën houdt, en drukt haar zoodoende tegen deschijf (Fig. 714). Door haar te verschuiven, brengt hy alle deelen van de plaat met de schijf in aanraking, waardoor zij over hare geheele oppervlakte geslepen wordt. Als siypmiddelen dienen hierbij Weener kalk en olie; de laatstgenoemde brengt hy in een breeden streek op de plaat, terwijl hij de Weener kalk op de schijf doet door er een groot stuk tegen te houden. Na het slijpen of voórpolijsten worden de platen met droge Weener kalk gepoetst, waardoor zij eene gladde, glanzende oppervlakte krijgen. Het ligt voor de hand dezen tamelijk eenvoudigen arbeid door eene machine te laten verrichten, hetgeen bij de eenvoudige gedaante van het te slijpen voorwerp gemakkelijk kan geschieden en bovendien goedkooper is. Eene slijpmachine voor platen, door Raüber, te Elbing, vervaardigd, is in Fig. 715 afgebeeld. Bij deze machine wordt de te polijsten Dlaat onder eene Rr>h«f » die 2000 — 3000 maal per minuut ronddraait, doorgetrokken, te gelijker tijd ook loodrecht op de richting der beweging heen en weer bewogen, zoodat er geene j krassen op de plaat ontstaan. Hiertoe wordt de plaat door eene tang vastgehouden; deze is aan een koord bevestigd, dat op eene trommel wordt gewonden en daardoor de tang en de plaat voorttrekt. De te polijsten schijf beweegt zich in tegenovergestelde richting, zoodat de plaat altijd gespannen en recht blijft. Door eene mechanische inrichting kan de snelheid, waarmede zich de plaat beweegt, veranderd en ook de trommel losgekoppeld worden, waardoor dan de schijf de plaat terugschuift; men kan dus de plaat, zonder haar uit de klem los te maken, een willekeurig aantal malen door de polijstmachine laten gaan. Na het polijsten worden de platen ontvet, door haar eerst met zeer fijne droge en daarna met natte Weener kalk af te wrijven; na deze bewerking wordt de plaat met water afgespoeld. Daar meestal slechts ééne zijde der plaat vernikkeld moet worden, worden zij twee aan twee met de niet-gepolijste zijden tegen elkander gelegd, aan de bovenste hoeken met klemschroeven bevestigd en met reepen koper, die zich aan de klemmen bevinden, in het bad gehangen. Hiertoe dienen groote, rechthoekige troggen, aan welker langste zijden de anoden hangen. Het nikkelbekleedsel kan onmiddellijk op de zinken plaat gebracht worden, of men slaat er eerst langs galvanischen weg een dun rood- of geelkoper laagje op neer; in het laatstgenoemde geval wordt de plaat witter van kleur. Wanneer de platen vernikkeld zijn, worden zij in heet water gedompeld en in fijn zaagsel gedroogd. Ten slotte krijgen zij door middel van de uit lappen bestaande schijf den noodigen glans en zijn dan gereed. Voorwerpen van ijzer of staal worden vóór de vernikkeling dikwijls eerst met een laagje koper bedekt. Verzilveren. Na het vernikkelen wordt het galvanisch verzilveren in de industrie het meest toegepast, en vroeger speelde het zelfs in de galvanotechniek de voornaamste rol. Hoe groot het gebruik van dit edele metaal tot het overtrekken van voorwerpen is, blijkt uit de volgende opgaven, welke wij aan het handboek van Dr. Langbein ontleenen. De bekende firma Chbistofle & Co., te Parijs, gebruikt jaarlijks 6000 K.G-. zilver voor het genoemde doel, en heeft in de 50 jaren, sedert hare stichting in 1842, ongeveer 200,000 K.G-. zilver neergeslagen. Even groote hoeveelheden verbruikten Elkington Brothers, te Birmingham, en andere groote firma's, en in het geheel kan men rekenen, dat jaarlijks 110-120,000 K.G. zilver voor galvanische neerslagen worden gebruikt. Tot het oplossen van het zilver in het galvanische bad kan men geen zuur gebruiken; men stelt het bad samen door cyaan- of salpeterzuur-zilver bij een oplossing van cyaankalium te voegen. Als anoden dienen platina- of nog beter zilverplaten, die het zilvergehalte van het bad op dezelfde hoogte houden. Evenals men bij de vernikkelingsbaden op het juiste zuurgehalte heeft te letten, moet men er bij deze baden voor zorgen, dat het gehalte aan cyaankalium constant blijft. Daar cyaankalium een hevig vergift is, moet met deze baden zeer voorzichtig omgegaan worden. De baden moeten ook afgedekt worden, daar het koolzuur uit de lucht het cyaankalium ontleedt en het vergiftigste van alle gassen, het blauwzuur, doet ontstaan. Bü het overtrekken met edele metalen is het, met het oog op den prijs, van belang, dat men ieder oogenblik te weten kan komen, hoeveel metaal er reeds op het voorwerp is neergeslagen. Hiertoe berekent men het gewicht van het neerslag naar den tijd, gedurende welken de stroom heeft gewerkt en moet daarvoor nauwkeurig de hoeveelheid kennen, die per tijdseenheid wordt afgescheiden, of men hangt de voorwerpen aan een der armen van eene balans op, terwijl men op de schaal aan den anderen arm zooveel gewichten legt, tot er evenwicht is; men moet hierbij natuurlijk rekening houden met het gewichtsverlies van het metaal in de vloeistof. Door Brandkley is ook een zelfwerkend weegtoestel geconstrueerd, dat een door het bad gaanden stroom verbreekt, zoodra het neerslag op het voorwerp het gewenschte gewicht heeft. Het overtrekken met goud en platina. Het galvanisch vergulden heeft veel overeenkomst met het verzilveren. Voor de samenstelling van het bad bedient men zich eveneens van cyaankalium als oplossingsmiddel of gebruikt hiervoor ook geel-bloedloogzout (Ferro-cyaankalium), dat in zooverre boven cyaankalium is te verkiezen, dat het niet vergiftig is. Men onderscheidt goudbaden voor koude en voor warme vergulding; b« de laatste kan het goudgehalte geringer zijn, waardoor deze methode tot het vergulden van kleine voorwerpen wordt verkozen. Voor groote voorwerpen zou de verwarming van het bad te omslachtig zijn, en daarom past men hierbij de kcude vergulding toe. Bij het galvanisch vergulden heeft men het in zijne hand het bekleedsel wat toon en kleur betreft, te wijzigen. Door toepassing van kleinere of grootere stroomsterkten kan men het neerslag van matgeel tot goudgeel en verder zelfs tot eene donkergele kleur veranderen. Door toevoeging van zilver en koper aan het bad verkrijgt men groene, roode en zelfs rose nuances. Deze verschillende kleuren worden door de goudwarenfabrieken dikwijls bij het vervaardigen van sieraden toegepast. Door het bedekken van een matten ondergrond verkrijgt men het zoo gezochte matte verguldsel. Interessant is het vergulden van draden, waarvan tressen, enz. worden vervaardigd. Men laat hiertoe den draad van zijne spoel over rollen gaan die hem door het goudbad trekken. De beweging van den draad is zoodanig geregeld, dat ieder ingedompeld stuk lang genoeg aan de werking van den stroom blijft blootgesteld, en door den draad langzamer of sneller door het bad te trekken is men in staat, de dikte van het goudbekleedsel naar verkiezing te wijzigen. De stroom wordt door eene der rollen, waarover de uraad loopt, aangevoerd. Van de andere edele metalen worden ook platina en palladium tot het bekleeden van voorwerpen toegepast. Het vervaardigen van platina-bekleedsels is met zonder beteekenis, daar men er door in staat zou worden gesteld, de Kostbare groote bakken van platina, die men bijv. bfl de zwavelzuur-fabricage noodig heeft, te vervangen door reservoirs van goedkooper metaal, welker binnenwanden met eene beschuttende platina-laag bedekt zijn. Tot nu toe is men er evenwel nog niet in geslaagd, aan het bekleedsel van platina eene voldoende dichtheid te geven. De baden worden uit chloriden van platina en ammonium samengesteld, moeten heet gebruikt worden en vereischen verge- leken met de baden der vroeger gemelde neerslagen, eene hoogere spanning (vijf tot zes Volt). De als anoden dienende platina-platen lossen in de baden niet op, zoodat het bad langzamerhand armer wordt en het afgescheiden metaal door nieuw vervangen moet worden. De pal 1 adiu m be k 1 ee ds e 1 s, die op eene dergelijke wijze kunnen worden te voorschijn geroepen, hebben eene beperkte toepassing gevonden in de verzilveringsindustrie. Palladium heeft uiterlijk veel overeenkomst met zilver, heeft evenwel boven dit metaal het voordeel, dat het niet door zwavelwaterstof wordt aangetast, maar het nadeel dat het verbazend kostbaar is. Ten einde nu de verzilverde waren tegen deze inwerking, die, zooals bekend is, het zilver zwartmaakt, te beschutten, heeft men haar met een zeer dun huidje palladium overtrokken; vooral bij spiegels is deze toepassing van veel belang. Het overtrekken met zink, tin en lood. Het overtrekken van voorwerpen met zink wordt, zooals bekend is, op uitgebreide schaal toegepast, om ijzeren deelen tegen roesten te beveiligen. Men verkrijgt deze zinkbekleedsels evenwel niet langs galvanischen weg, maar door indompeling der schoongebeten ijzeren deelen in gesmolten zink; deze bewerking noemt men galvaniseeren en spreekt dan ook van gegalvaniseerd ijzer, ofschoon zy met de gal van o-techniek niets te maken heeft. Op dezelfde wijze kan men het Üzer ook met tin en lood bekleeden en het vertinde ijzer of staal heeft onder den naam van blik eene uitgebreide toepassing. Het denkbeeld lag nu voor de hand, ook voor dit doel den electrischen strocm te hulp te nemen, maar tot nu toe heeft men nog geene gunstige resultaten in deze richting kunnen verkrijgen. Bij het galvanisch neerslaan van zink heeft men het bezwaar, dat het metaal zich op de plaatsen der grootste stroomdichtheid afscheidt, dus aan de hoeken en kanten van het als kathode dienende voorwerp, daarentegen de groote vlakken bijna onbedekt laat. Tot betere resultaten komt men bij platen, die men gelijkmatig met zink kan overtrekken. Volgens Dr. Langbein zijn deze bekleedsels, wanneer zij naar de regelen der kunst worden vervaardigd, minstens even goed als die, welke volgens de galvaniseeiingsmethode zijn te voorschijn geroepen, kunnen evenwel, wat den prijs betreft, niet met deze concurreeren, daar de stroom zeer langzaam moet inwerken, ten einde goedhechteDde bekleedsels te verkrijgen. Tinbekleedsels kunnen langs galvanischen weg op bevredigende wijze worden vervaardigd; zij worden tot het overtrekken van ijzeren en rood- of geelkoperen voorwerpen toegepast. Slechts zelden worden andere metalen met eene beschuttende laag lood bedekt. Daarentegen wordt het lood b\j eene andere galvano-technische bewerking gebruikt, n.1. bij het zoogenaamde iriseeren van metalen voorwerpen. Het lood scheidt zich uit sommige oplossingen aan de positieve pool, de anode, als loodsuperoxyde af, en de dunne lagen schitteren, al naar hare dikte, in de prachtigste kleuren. Men heeft het nu, door op het juiste oogenblik den stroom te verbreken, in zijne hand, uit de op elkander volgende kleuischakeeringen de gewenschte kleur op het voorwerp te behouden. Verkopering. Cuivre poli. In de galvano-techniek worden de voorwerpen dikwijls verkoperd, ten einde aan het later er op neer te slaan metaal eene geschikte onderlaag te verschaffen. Zoo moeten ijzer, nikkel, enz. vóór het verzilveren eerst bedekt worden met een laagje rood- of geelkoper en wij hebben b\j de behandeling van de methode tot het vervaardigen der vernikkelde platen ook vermeld, dat men het nikkelbekleedsel somtijds niet onmiddellijk op de zinken plaat laat neerslaan, maar eerst eene onderlaag van rood- of geelkoper aanbrengt. Voor de bereiding der koperbaden, voor zoover zij by galvanostegische en niet-galvanoplastische bewerkingen dienst moeten doen, bedient men zich meestal van cyaankalium als oplossingsmiddel, maar er worden ook baden zonder cyaankalium toegepast, die voor sommige doeleinden deugdelijk zijn bevonden. Eene eigenaardige toepassing van de galvanische verkopering is het verkoperen van de buitenhuid van ijzeren schepen, hetgeen men in Amerika heeft uitgevoerd. Tegen de ijzeren schepen, die ter bescherming tegen het invreten van het zeewater geschilderd worden, zetten zich de schelpdieren af, zoodat de huid van de schepen niet meer glad blijft, maar eene ruwe oppervlakte verkrijgt, waardoor de vaartsnelheid na eenige reizen belangrijk wordt verminderd. De houten schepen, die, voor zoover zij in het water kwamen, door eene bekleeding van koperen platen waren beschermd, bleven van dat onaangename aangroeien verschoond, daar door het voortdurende, hoewel geringe oplossen van het koper in het zeewater eene laag om het schip ontstaat, die voor de kleine zeedieren en -planten vergiftig is. Men heeft nu in Amerika beproefd ijzeren schepen galvanisch met eene koperen bekleeding te bedekken, voor zoover zij in het zeewater zullen komen. Nadat het schip daartoe in het droogdok is gebracht, wordt tegen den scheepswand eene vlakke kast geplaatst, die van boven en naar de zijde van het schip open is. (Pig. 716). Door electromagneten, die met deze kast verbonden zijn, wordt deze tegen de huid vastgehouden en de naden tusschen kast en schip door gummikussens dichtgemaakt. De kast, die nu ongeveer 2 a 3 vierkanten meter van de huid bedekt, wordt dan met eene koperoplossing gevuld, eene in die oplossing gebrachte koperplaat met de positieve en de scheepswand met de negatieve pool van een stroomontwikkelaar verbonden. Dan vormt zich een neerslag van koper, welken men de gewenschte dikte, meestal 3 tot 5 millimeter geeft. Is die bedekte plaats gereed, dan schuift men de kast een eind verder, zoodat de oude plaats nog een of twee centimeter wordt bedekt en werkt zoo voort tot de geheele wand is verkoperd. Eenvoudiger zou het zijn, wanneer het schip in een verkoperingsdok werd gebracht, dat met eene geschikte vloeistof was gevuld en met koperen platen was bekleed. Bij de eerste proefnemingen moest men echter wegens de groote kosten, die eene dergelijke inrichting met zich brengt, van het laatstgenoemde systeem afzien. Ook ter versiering van vele metalen voorwerpen wordt de verkopering aangewend. Zoo worden bij vele kunstvoorwerpen gepolijste koperen vlakken aangebracht, die evenwel niet met het cuivre poli verwisseld moeten worden, want met cuivre wordt hier niet rood-, maar geelkooper bedoeld. Het streven, om deze voortbrengselen der kunstnijverheid goedkoop te maken, heeft, zooals bekend is, eene uitgebreide industrie in het leven geroepen, welke voorwerpen uit ijzer en zink vervaardigt en het minderwaardige metaal met een mantel uit betere stoffen liefdevol omkleedt, en zoo is ook het koperbekleedsel toegepast, om aan beelden, vazen, enz. den schijn te geven als waren zjj van massief koper. Het bekleeden met geelkoper is daardoor interessant, dat bij deze bewerking eene legeering wordt neergeslagen, die, door de gelijktijdige aanwezigheid van koper en zink, de twee bestanddeelen van geelkoper, in het bad ontstaat. Bij deze baden is men door wijziging der stroomsterkte in staat, het eene of het andere metaal in het neerslag te doen overheerschen en op die wijze de meest verschillende kleurschakeeringen te voorschijn te roepen. De kunstnijverheid maakt van deze methode tot het vervaardigen van tal van voorwerpen, welke het uiterlijk aanzien hebben van geelkoper en gedurende langen tijd onder den naam van cuivre poli zeer gezocht waren, een groot gebruik. De overproductie en het voortwoekeren eener industrie, die goedkoope en slechte waar voortbracht, hebben deze voorwerpen in de schatting van het publiek zeer doen dalen en de galvano-technici moeten nu nieuwe effecten bedenken, welke het cuivre poli kunnen vervangen. Dit komt de gal van o-techniek in zooverre ten goede, dat zij tot verdere ontwikkeling wordt aangespoord; de kunstnijverheid ondervindt er evenwel slechte gevolgen van, want deze techniek dient meer valsche goden dan echte kunst. Het overtrekken met jjzer. Bekleedsels van ijzer worden dikwuls toegepast, om aan de kopergalvano's der houtsneden een beschuttenden mantel te geven, welke hunne oppervlakten niet verandert, hen tegen afslijting beveiligt en, voor het geval hij mocht zijn versleten, gemakkelijk verwijderd en vernieuwd kan worden Dr. Langbein wijst er evenwel op, dat men ditzelfde doel even goed door nikkel- en kobaltbekleedsels kan bereiken, die bovendien het voordeel hebben van niet te oxydeeren. Als oplossingsmiddel voor de ijzerbaden dient chloor Men stelt het bad samen uit eene oplossing van chloor-ammonium (salmiak), waaraan men öf een «zerzout (ijzervitriool) toevoegt, öf liet ijzer op de vroeger beschreven wijze in de oplossing brengt, door n.1. den stroom eenige uren door het van ijzer-anoden en willekeurige kathoden voor- ziene bad te leiden, waarbij door oplossing van het ijzer der anode het bad geformeerd wordt. Behalve de ijzerbekleedsels zijn ook galvanoplastische voortbrengselen uit ijzer vervaardigd, welke voornamelijk door de staatsdrukkerij teSt.-Petersburg in onovertroffen schoonheid zijn gemaakt. Op de electrische tentoonstelling te Weenen had de staatsdrukkerij eenige van zulke galvanoplastische kunstgewrochten van ijzer ingezonden, die zich door hun wondervollen maften metaalglans onderscheiden. Ongelukkigerwijze zijn de methoden tot het te voorschijn roepen van zulke dikke ijzerneerslagen zeer omslachtig en het voorwerp moet, wanneer het gereed is, zorgvuldig tegen de inwerking van zuurstof worden beschut. Verschillende toepassingen. In den laatsten tijd zijn bekleedsels toegepast, welke eene donkergrauwe tot blauwzwarte kleur hebben, en, wanneer zij gepolijst zijn, aan het voorwerp een zeer fraai uiterlijk geven. De galvanotechnici verkrijgen deze kleuren door aanwending van arsenicum, dat alleen of in verbinding met andere metalen op de onderlaag gebracht wordt. Ook glas, porselein en aardewerk worden galvanisch met metalen bedekt. Na geëmailleerd te zijn wordt de teekening met polijstgoud er op gebracht en ingebrand. Daarna komt het voorwerp in een koper- en eindelijk in een goudof zil verbad. Door de galvanostegie kan men ook fraaie nabootsingen maken van allerlei ingelegde voorwerpen. Hiertoe wordt het als onderlaag dienende metalen voorwerp eerst van de teekening voorzien der in te leggen ljjnen, die men er met eene oplosbare verf op brengt. Vervolgens worden de onbedekt gelaten plaatsen met vernis overtrokken en het voorwerp wordt daarop met een bijtmiddel in aanraking gebracht, dat de oplosbare verf wegneemt en de teekening in het metaal etst, de met vernis bedekte plaatsen evenwel niet aantast. Wanneer de teekening er in geëtst is, brengt men het voorwerp in een zilverbad, enz. en vult de geëtste lijnen met het neerslaande metaal op. Ten slotte wordt het vernis met benzine afgewasschen en het voorwerp geslepen en gepolijst. Op eene dergelijke wijze worden ook niello-voorwerpen nagebootst, door de geëtste lijnen niet met metaal op te vullen, maar haar in een bad van zwavelammonium zwart te maken. Langs dezen weg kan men ook goedkoop namaak van het bekende tula-werk vervaardigen. Eene eigenaardige toepassing is nog het justeeren van munten. De munten van edele metalen mogen onderling niet veel in gewicht verschillen. Door afschaven of afvijlen der te zware plaatjes gaat veel verloren. In Bombay en Calcutta is nu eene electrolytrische justeermethode in gebruik, waarbij de te zware zilveren of gouden plaatjes vóór het munten in rollen geplaatst en door middel van den electrischen stroom, dien een dynamo levert, van metaal worden beroofd, den te lichten plaatjes daarentegen metaal wordt toegevoerd. Dit verkrijgt men door de eerste aan de positieve, de laatste aan de negatieve pool te verbinden en in een bad te brengen. Deze methode is van veel belang en geeft tegenover de oude wijze van werken eene aanzienlijke besparing. Galvanoplastiek. Koper-galvanoplastiek. Zooals wfl in het begin van dit hoofdstuk hebben gezegd, heeft de galvanoplastiek ten doel: lichamelijke afbeeldingen van voorwerpen te maken. Zij onderscheidt zich dus in zooverre technisch van de galvanostegie, dat er dikkere neerslagen b« te voorschijn moeten worden geroepen, die van de onderlaag losgemaakt worden. Hoofdzakelijk gebiuikt men hiertoe koper-neerslagen, omdat het door den stroom afgescheiden koper taai en zuiver is en zulke neerslagen het gemakkelijkst te verkregen zijn. In sommige gevallen worden ook andere metalen in de galvanoplastiek toegepast. . , , Tot het te voorschijn roepen der koper-neerslagen kan men zich zoowel van de galvanische batterij als van de dynamo-machine bedienen en in het eerste geval batterij en bad tot één apparaat vereenigen. Wij hebben reeds de bespreking der DANiELL-elementen (blz. 41) vermeld, dat zich uit de kopervitnooloplossing aan de koper-electrode koper afscheidt, en kunnen dus zulk een element in een eenigszins gewijzigden vorm onmiddellijk voor het vervaardigen van galvanoplastische afbeeldingen gebruiken. Het is hiervoor voldoende, om in het koperbad poreuze potten te plaatsen, welke met verdund zwavelzuur gevuld zijn, en hierin zinkcylinders aan te brengen, die dan met de in het koperbad gehangen kathode verbonden worden; het zink speelt hierbij dan de rol van anode en wordt, naargelang er koper wordt neergeslagen, door het zwavelzuur opgelost. Daar als koperzout voor dit doel kopervitriool wordt gebruikt, houdt men het bad, door het in de vloeistof plaatsen van doorboorde kistjes, die met kopervitriool gevuld z^n, ot bn kleinere apparaten door er een zakje met kopervitriool in te hangen, geconcentreerd. De dilettant, die op kleine schaal galvanoplastische afbeeldingen wil vervaardigen, kan zelf een goedkoop toestel hiervoor samenstellen door een poreuzen pot, waaruit de zinkcylinder een eind te voorschijn komt, in een ruim glas te plaatsen en op dezen cylinder een draadkruis te leggen, welks einden door een ring koperdraad met elkander zijn verbonden. Aan dezen ring hangt h« aan koperdraden de vormen op, die met het neerslag bedekt moeten worden- Op grootere schaal, maar volgens hetzelfde beginsel gebouwde apparaten, worden nog dikwijls in de galvanoplastiek gebruikt; een aantal van zulke poreuze potten wordt dan met de zinkcylinders in een trog van voldoende grootte naast elkander geplaatst, en de zinkcylinders worden door geleidende staven met de kathodenstang verbonden. Een doelmatig apparaat van deze constructie, waarbij rechthoekige potten zijn toegepast, om zooveel mogeltfk van de ruimte partij te trekken, is in Fig. 717 afgebeeld. Hoe eenvoudig deze toestellen ook zijn verdient het toch aanbeveling stroomontwikkelaar en bad te scheiden, omdat men in dit geval beter in staat is de stroomsterkte in overeenstemming met de soort en de vordering van den arbeid door middel van rheostaten te veranderen. Men gebruikt dan dezelfde apparaten, die w« bij de galvanostegie hebben leeren kennen. De vervaardiging van galvano'e. De uitgebreidste toepassing heeft de galvanoplastiek gevonden tot het vervaardigen van kopieën der houtsneden en andere typographische drukvormen. Zij stelt ons in staat van de houtsnede eene volkomen afbeelding in koper te maken, welker afdruk nauwelijks van het origineel verschilt. Het is niet meer noodig de houtsnede zelve af te drukken, maar in hare plaats treedt de galvanische kopie, kortweg de gal v an o genoemd, waarvan, zonder aan de houtsnede te schaden, een willekeurig aantal kan worden vervaardigd en die door zijne tusschenkomst eene onbegrensde hoeveelheid afdrukken mogelijk maakt. Dit is des te meer van belang daar de levensduur van een houtsneeblok niet alleen door het verslijten gedurende den druk, maar bijna nog meer door het dikwijls voorkomende springen van het blok onder de pers begrensd is. Tot het galvano-plastisch kopiëeren van eene houtsnede wordt er eerst een matrijs of moedervorm van gemaakt, waartoe het houtsneeblok in gutta- percha of was wordt afgedrukt. Bij het maken van een afdruksel in guttapercha wordt deze massa, die men zeer zuiver moet nemen, door verwarmen in heet water weekgemaakt en in eene plaat uitgestrekt, die men op het met een ijzeren raamwerk omgeven blok legt. Door eene hand- of bij grootere houtsneden door eene hydraulische pers wordt de weeke massa op het houtsneeblok gedrukt en vult nu alle gleuven in het hout, tot zelfs de fijnste lijnen. Ten einde de gutta-percha weer los te kunnen maken, is het blok zoowel als de gutta-percha-oppervlakte met grafietpoeder ingewreven. Na het koud worden der gutta-percha tilt men den vorm op en nu heeft men een volkomen afdruk van de houtsnede verkregen. In plaats van gutta-percha wordt ook dikwijls was gebruikt, waaraan een weinig stearine is toegevoegd, om de massa minder bros te maken. Het aldus verkregen materiaal wordt in een metalen vorm tot platen gegoten, die men nog lauw-warm met den vorm op het houtsneeblok brengt, en op de zooeven beschreven wijze wordt dan door middel van de pers een afdruksel gemaakt. De aldus vervaardigde afdruksels, waarop nu koper moet worden neergeslagen, geleiden den stroom evenwel niet, en het komt 01' dus op aan, en stroom de gelegenheid te verschaffen, alle deelen van den afdruk te bereiken^ Hiertoe wordt op den te overtrekken vorm grafietpoeder gebracht, dat men door middel van een zachten, langharigen borstel er op wrvjft, totdat de geheele oppervlakte den bekenden potloodglans vertoont. Daar de galvano s tegenwoordig meestal door eene afzonderde industrie worden vervaardig , die er zooveel mogelijk naar streeft goedkoop te werken, heeft men e machine geconstrueerd, die laatstgenoemde bewerking snel en goed verricht. Eene dergelijke grafiteermachine is in Fig. 718 afgebeeld. De te grafiteeren vorm wordt in een raamwerk gezet, dat door het mechanisme van het werktuig in gleuven heen en weer bewogen wordt. Boven dit raamwerk bevindt zich over de geheele breedte een kameelharen bezem, die dooi de machine in üünO en fiilfi slinserende beweging XIX VVÜW O- wordt gebracht, zoodat de haren over de plaat heen en weer streken. Door de beweging van het raamwerk wordt nu de vorm langzaam onder den bezem door gevoerd, waarbij deze het er op gestrooide grafietpoeder inwrijft; het overtollige grafiet verzamelt zich in een onder de tafel aangebracht reservoir. Ten einde de stofwolken, die bij deze bewerking ontstaan, tegen te houden, wordt de machine in eene kast besloten. De met grafiet ingewreven vormen worden dan met een blaasbalg afgeblazen en vervolgens van geleidingsdraden voorzien. Bij gutta- percha-vormen is de matrijs aan den rand doorboord en door Lee koperdraden gestoken; men draait de draden te zamen, zoodat z« de daartusschen gelegen massa goed omsluiten, en g®bu"^ ^wijTde6 beide draden om den vorm aan de kathodenstaaf op te hangen, terw^l de beide andere einden omgebogen en met hunne spitsen veerend op e - graflet bedekte oppervlak geplaatst worden. Bij de wasvorme. j d n de o g der metalen kastjes, waarin zich de wasvorm bevindt, tot het aanbrengen dVa™17h,b.rtope,M.r»lag in het bad de v.r.ischte dikte heeft ongeveer 1/ dan wordt het voorzichtig van den vorm losgemaakt, en ver\o g .('. r-Sd. leed op gegoten, waaraan een weinig «»»»—» is toegevoegd. De galvano vormt dan eene ongeveer drie millimeters dikke solide plaat waarvan de randen glad en rechthoekig worden afgeknipt, e achterzijde wordt daarna op de draaibank gladgedraaid of op eene schaafmachine afgeschaafd. Ten slotte wordt de galvano op eene dikke houten plaat gespijkerd of geschroefd en is dan voor het gebruik gereed. Het maken van galvanoplastische afgietsels van voorwerpen verschilt, wat het galvanotechnisch gedeelte betreft, maar weinig van de reeds beschreven methode; daarentegen wijkt de vervaardiging der vormen in vele opzichten af van het eenvoudige proces, dat wy bij den galvano hebben leeren kennen. Moeten er eenvoudige reliëfs of kopieën van munten en medailles gemaakt worden, dan kan men evenals bij de vervaardiging van den galvanovorm te werk gaan, of ook een afgietsel van eene gemakkelijk smeltbare metaallegeering maar beter nog van gips gebruiken, dat men door drenking in heete stearine of door eene vernislaag ondoordringbaar voor vloeistoffen heeft gemaakt, waarop dan de vorm, zooals wij vroeger beschreven hebben, met grafiet wordt ingewreven. By grootere kunstvoorwerpen kan men den vorm alleen in gedeelten maken, die naderhand in elkander gezet worden, wanneer men er ten minste niet de voorkeur aan geeft, ieder deel afzonderlijk in het bad te kopiëeren en daarna de metalen kopieën aan elkander te soldeeren. Verschillende toepassingen van de galvanoplastiek. De galvanoplastiek stelt ons in staat, vele teedere voortbrengselen van natuur en kunst te „metalliseeren", d. w. z. met metaal te overtrekken. Zoo worden in den laatsten tijd gemetalliseerde bloemen, bladeren en kevers in den handel gebiacht, waartoe de natuurlijke bloemen, bladeren en kevers als onderlaag hebben gediend. Eerst wordt op het voorwerp een dun zilverhuidje aangebracht; dit doet men door het in eene oplossing van salpeterzuur-zilver te dompelen en vervolgens aan het licht bloot te stellen; door de inwerking van het licht wordt het zilver in zeer fijn verdeelden toestand afgescheiden en maakt daardoor de geheele oppervlakte geleidend. Het aldus geprepareerde voorwerp wordt dan in een koperbad met eene laag koper bedekt en vertoont dan den oorspronkelijken vorm van de bloem of den kever. Op dezelfde wijze kan men ook kanten en weefsels metalliseeren en in dezen toestand verder gebruiken. Eene belangrijke toepassing der galvanoplastiek is het vervaardigen van platen voor het afdrukken van landkaarten, teekeningen of kunstwerken, die door heliogravure vermenigvuldigd moeten worden. Deze methode bezit alle voordeelen van de kopergravure, maar mist de nadeelen. Van het origineel wordt een fotografisch negatief liefst op kleinere schaal gemaakt, omdat dan eene meer nauwkeurige en duidelijke reproductie mogelijk is. Met dit negatief vervaardigt men een gelatine-reliëf. Hiertoe wordt een met een gelatinelaag bedekt papier met eene oplossing van dubbel chroomzure kali behandeld, waardoor de gelatine-massa slechts op die plaatsen in water oplosbaar is, die niet aan de inwerking van licht zijn blootgesteld, terwijl die deelen, die belicht worden, onoplosbaar in water zijn. Het met dubbel chroomzure kali behandelde gelatinepapier wordt dan achter het fotografisch negatief aan het licht blootgesteld. De ontwikkeling geschiedt nu in eene donkere ruimte door de laag met de zijde, waarop het reliëf moet komen, onder water op eene verzilverde koperen plaat te leggen. Nadat de dubbelchroomzure kali van de niet-verlichte plaatsen door indom- peling in water verwijderd is, wordt de niet-verlichte gelatinemassa in water van 30 a 35° Réaumur opgelost, waarby ook het papier afgetrokken kan worden. Na meermalen met water behandeld te zijn, om alle onreinheden te doen verdwjjnen, laat het gelatine-reliëfteeld van de verzilverde plaat los en wordt, na 10 a 12 uren drogen, staalhard. Men brengt het nu, na met grafiet geleidend gemaakt te zijn, op de bekende wijze in een koperbad, waaruit men eerst snel, daarna langzaam koper laat neerslaan. De koperplaat, die men zoodoende verkrijgt, wordt nu nog bijgewerkt en is dan voor den druk gereed. Dikwijls wordt de plaat, om het afslijten bij het drukken te voorkomen, nog galvanoplastisch met een huidje van ijzer bedekt. Deze wijze van werken kan in veel korter tijd geschieden dan het graveeren van koperplaten. Ook wanneer eene correctie in de koperplaat noodig is, kan dit met behulp der galvanoplastiek geschieden, hetgeen van belang is. wanneer b.v. op een deel der plaat, door het omleggen van straten of door grenswijziging, eene geheele verandering moet worden aangebracht. Men reinigt het geheel eerst goed van vet en inkt door uitkoken in eene potasch-oplossirig, waaina de plaat door het inwrijven met eene oplossing van cyaanzilver in cyaankalium wordt verzilverd. Nu steekt de graveur het koper weg waar de verbeteringen noodig zijn. De plaat, als kathode in een koperbad gebracht, totdat op d« uitgestoken plaats het koper even boven het vlak van de plaat uitkomt, woidt daarna gereinigd en het overvloedige koper daar weggeschaafd. Het laagje koper, dat op de verzilverde oppervlakte ligt, wordt gemakkelijk weggenomen, terwijl het op de plaats van correctie aan de eigenlijke koperen plaat blijft hechten Na polijsten kan de graveur nu de veranderingen aanbrengen. Eene andere gewichtige zaak is de reproductie van gegraveerde koperplaten, waardoor het mogelijk is, kopergravures van groote waarde in een onbegrensd aantal te vermenigvuldigen, terwijl het origineel behouden blijft. Men maakt daartoe eerst een afdruk van de plaat in lood, gips, was of langs galvanischen weg. Wil men dit laatste verrichten, dan wordt de plaat eerst verzilverd, dan door eene zeer verdundejodiumoplossingin alcohol gehaald en aan het licht blootgesteld. Er ontstaat dan eene uiterst dunne laag joodzilver, die het loslaten van het op te brengen koperneerslag zeer vergemakkelijkt. Er dient op gelet te worden, dat de gravure van dien aard is, dat de insnijdingen naar onder toe nauwer worden; anders zou dit losnemen niet mogelijk zijn. Met den op de eene of andere wijze verkregen afdruk kan men dan op de bekende wijze galvanoplastisch een voor den druk geschikt stuk verkrijgen, dat nog verstaald kan worden, door er galvanoplastisch een ijzerhuidje op neer te slaan. Mocht het origineel eene staalplaat zijn, dan moet men, als een galvanoplastische afdruk wenschelijk is, geen kopersulfaat-oplossing gebruiken, daar dan op het staal reeds zonder stroomdoorgang koper neerslaan en het staal oplossen zou. Men neemt dan zijne toevlucht tot eene oplossing van cvaankoper in cyaankalium. 4 tl Onder de toepassingen der galvanoplastiek moet nog genoemd worden het vervaardigen van letters voor de boekdrukkersen. Houten voorwerpen worden somtijds langs galvanoplastischen weg met een koperbekleedsel bedekt, dat men er, na het overtrekken van het hout met een ondoordringbaar vernis, gemakkelijk kan opbrengen. Zelfs in de Egyptische graven heeft men hout gevonden, dat met een dun koperhuidje was overtrokken, en men heeft daaruit de gevolgtrekking gemaakt, dat de oude Egyptische priesters de galvanoplastiek reeds hebben gekend. Eene eigenaardige toepassing der galvanoplastiek heeft nog Ei-more in Engeland beproefd, namelijk tot het vervaardigen van koperen buizen.Hiertoe laat htf eene ijzeren rol, waarvan de dikte overeenkomt met de wijdte der te maken buis, langzaam in een bak draaien; deze is zóó ver met eene oplossing van kopervitriool gevuld, dat het bovenste gedeelte der rol uit de vloeistof te voorschijn komt. Onder of naast de rol bevinden zich de koperanoden. De negatieve pool van den stroomontwikkelaar wordt nu met de rol verbonden en er scheidt zich hierop koper af. Boven loopt over de rol een schijfje, dat langs de as van de rol langzaam heen en weer gaat en ten doel heeft, het neergeslagen koper, hetwelk eene kristallijnen structuur heeft, samen te drukken en het, behalve eene groote dichtheid, ook meer stevigheid en taaiheid te geven. VERDERE TOEPASSINGEN VAN DE SCHEIKUNDIGE WERKINGEN VAN DEN STROOM. Inleiding. — Afscheiding van metalen direct uit de ertsen. — Eeinigen van metalen. — Electrolytisch koper. — Bereiding van magnesium, aluminium en zink. — Het carborundum. — Het calciumcarbide. — Ozon en waterzuivering. — De bereiding van salpeterzuur uit lucht. — Toepassingen van den stroom tot het omzetten van alkali-verbindingen. — De practische toepassing van de electrolyse van water. ehalve de toepassingen van de scheikundige werking van den stroom tot het opzamelen van electrische energie en die van de zooeven besproken galvano-techniek, moeten wij nog van andere scheikundige bewerkingen melding maken, waarbij de electrische stroom de hoofdrol speelt en deze toepassingen krijgen van jaar tot jaar eene grootere uitbreiding, zoodat wij tegenwoordig reeds van eene electro-chemische techniek, ja zelfs van eene zoodanige industrie kunnen spreken, die het beste bewijs levert, dat wij op dit gebied niet meer uitsluitend met proefnemingen te doen hebben, maar dat de electro-chemie een met voordeel te exploiteeren tak der electro-techniek is geworden. Het gebied, waarin de stroom tot het fabriekmatig bereiden van verschillende stoffen langs den scheikundigen weg wordt gebruikt, breidt zich van jaar tot jaar uit, en al zijn ook vele toepassingen, hetzij uit een technisch, hetzij uit een financieel oogpunt, nog niet geheel rijp, deze ontwikkeling bewijst toch in ieder geval, dat er door het te hulp roepen van de scheikundige werkingen van den stroom eene omwenteling in onze chemische technologie wordt teweeggebracht. Deze ontwikkelingstoestand, waarin zich de nieuwe techniek bevindt,maakt het ons moeilijk, om reeds nu de waarde te beoordeelen der vele voorgeslagen methoden, daar zij nog lang niet alle de vuurproef der practijk hebben doorstaan. Haar daarom van onze beschouwingen buiten te sluiten, gaat niet aan; want geheel afgescheiden van het feit, dat zij op zichzelven somtijds van belang zijn, zal de eene of de andere dezer methoden wellicht binnenkort practische beteekenis krijgen, terwijl daarentegen andere, welke aanvankelijk veel beloofden, den wedloop met oudere of nieuwere zuiver scheikundige methoden zullen moeten opgeven. Het is niet altijd mogelijk uit de berichten te besluiten of z\j overdreven zijn of niet, want niet zelden is het oordeel van den berichtgever te sterk uitgesproken onder den invloed van subjectieve opvattingen. Ook bedriegerijen zijn op dit gebied vele te tellen. Een zeer sprekend voorbeeld deed zich een paar jaar geleden voor; eene vereeniging van bedriegers beweerde eene electrische methode tot het reinigen van suikei te hebben uitgevonden, en als bewijs lieten zij het toestel in volle werking zien. Bij de genomen proeven bleek dan ook werkelijk, dat de in het apparaat gebrachte ongeraffineerde suiker er binnen verrassend korten tijd op uitstekende wijze gezuiverd weer uit te voorschijn kwam. Toen men evenwel de zaak wat meer van nabij bekeek en de machine, die tot nu toe hermetisch gesloten was gehouden, uit elkander nam, bleek het, dat er een dubbelen bodem aanwezig was en de quasi geraffineerde suiker reeds vroeger op de gewone wijze gezuiverd en in het apparaat met de ruwe suiker verwisseld werd. De oudste en meest ontwikkelde toepassing van den electrischen stroom voor scheikundige doeleinden is na do galvano-techniek de aan haar verwante Electro-metallurgie, die wij in twee onderafdeelingen kunnen splitsen. In de eerste werkt de stroom in oplossingen, bij de andere ontstaat de te ontleden vloeistof door smelting van het betreffende materiaal; bij de laatste methode zullen wij bovendien zien, dat de stroom somtijds op eene meer secundaire wijze werkt door de ontleding mogelijk te maken, terwijl de eigenlijke ontleding door de reduceerende werking van kool tot stand komt; een typisch voorbeeld hiervan leveren ons de CowLEs-methode en hare toepassingen in verschillende processen. Afscheiding van metalen direct uit hunne ertsen en zuivering van metalen. Ofschoon het afscheiden der metalen uit hunne ertsen door middel der electrolyse reeds voor tientallen van jaren in het laboratorium was beproefd, begint de industrieele toepassing dezer methode met de electrische koperzuivering, waaraan natuurlijk eerst na de uitvinding der dynamomachine kon gedacht worden. Wat vóór dien tijd op dit gebied ontstaan is, kan men gerust buiten beschouwing laten, daar dit zonder industrieel belang is. Toch verdient het de aandacht, dat Elkington reeds omstreeks het jaar 1865 eene methode voor het zuiveren van koper heeft uitgewerkt en toegepast, welke in beginsel overeenkomst vertoont met de tegenwoordige handelwijzen. Elkington kon evenwel toenmaals nog maar over de machine van Wilde (verg. blz. 81) beschikken, en men kan nauwelijks aannemen, dat hij met deze onvolkomen machine financieel goede resultaten zal hebben verkregen. De eerste welgeslaagde inrichting voor koperzuivering werd in 18*8 dooi Siemens & Halske op de „Kommunion Hiittenwerke" opgesteld, waar zij nog heden in werking is. In hoofdzaak past men daar dezelfde methode toe, welke wij bij de kopergalvanoplastiek hebben leeren kennen. Het te zuiveren ruwe koper wordt in den vorm eener plaat als anode in een bad gebracht en op eene als kathode dienende plaat zuiver koper neergeslagen. Bij deze overbrenging van het koper van de eene electrode naar de andere door middel van den electrischen stroom vallen de vreemde bestanddeelen voor het grootste gedeelte naar beneden en men vei krijgt op de kathode een neerslag met een gehalte aan zuiver koper van 99,5 %. Het bad bestaat uit eene ko.pervitriool-oplossing, die langzamerhand door de onzuiverheden van het ruwe koper wordt verontreinigd en daarom van tijd tot tijd vernieuwd moet worden. Over de apparaten, bij deze installatie in gebruik, is weinig te zeggen, daar de baden de eenvoudige vormen hebben, welke wy reeds in het vorige hoofdstuk hebben leeren kennen. Daarentegen moeten wij de dynamo-machine, die te Ocker in gebruik is, met enkele woorden bespreken. Ofschoon deze machines slechts ongeveer zes P.K. in electrisch arbeidsvermogen omzetten, zijn zij toch in zooverre van belang, dat zij 1000 Ampère moeten leveren, hetgeen voor het tijdstip, waarop zy gebouwd zijn, eene buitengewoon groote stroomsterkte was. De electromotorische kracht dezer machines is natuurlijk zeer gering en bedraagt slechts 3,5 Volt, hetgeen de isolatie der windingen gemak- lrrvliilr i-nool't r» ^ Y-> iA. ~ ~ TT*<7 1 O i« « f ~ ,-wl-1 .t-w ï ™ r, l» rv4- An/Jnro type van Siemens & Halske gebouwd en heeft dus een trommelanker. De windingen bestaan uit dikke koperen staven, die door isoleerende tussehenlagen van asbest van elkander en van de ijzeren kern van liet anker gescheiden zijn. Het aantal windingen, die in niet meer dan ééne laag op elkander liggen, bedraagt slechts 14. Zooals uit de Figuur blijkt, zijn ook de collector en de borstels tot het afvoeren van zeer sterke stroomen berekend. Tot het magnetiseeren der electro-magneten zijn om hunne ijzeren kernen zeven windingen gelegd, bestaande uit dikke koperen staven. Iedere machine bedient twaalf achter elkander geschakelde baden en slaat dagelijks 250 — 300 K.G. koper neer, zoodat per jaar 500—600 ton koper in Ocker door middel van den stroom gezuiverd kunnen worden. In de hierboven beschreven inrichting wordt in hoofdzaak koper verwerkt, dat al tamelijk nuiver is, en in dit geval is de benoodigde poolspanning eene zeer kleine (circa ]/4 Volt), zoodat dus ook het arbeidsverbruik gering is. Zoodra men evenwel onzuiver materiaal verwerkt, stijgt de benoodigde scanning aan de baden en liet krachtsverbruik, terwijl bovendien het gelieele proces des te moeilijker tot stand komt, hoe armer het anode-materiaal aan koper is. Het is evenwel zeer verleidelijk, om ook de onzuivere voortbrengselen der mijnen te verwerken en zonder verdere raftineering door den stroom in zuiver koper om te zetten. Zulk eene methode heelt Marchese gegeven en in verschillende installaties ook ten uitvoer gebracht. Het kopererts wordt hierbij eerst gesmolten en vervolgens in platen gegoten, die als anoden moeten dienst doen. De uit de geroosterde en uitgeloogde ertsen, onder toevoeging van zwavelzuur, samengestelde oplossing, die als bad dient, tast onder inwerking van den stroom het zwavelmetaal der anoden aan en er vormen zich ijzerzouten en zwavelzuur, terwijl het koper zich in zuiveren toestand aan de kathode afscheidt. Wegens de moeieliikheid het ijzer te beletten zich eveneens aan de kathode af te zetten, heeft de methode niet veel toepassing gevonden. Marchese heeft gedurende langen tijd eene installatie, volgens zijne methode ingericht, te Sestri Levante in werking gehad. Fig. 720 geeft eene afbeelding van het fabriekslokaal, waarop wij ook de baden en de kanalen voor den toevoer der oplossingen waarnemen. Eene dergelijke inrichting heeft Marchese te Stolberg (Rijnprovincie) aangelegd, waar een betrekkelijk arm materiaal werd verwerkt. Deze fabriek is echter ten gevolge van minder goede resultaten opgeheven. Eene tamelijk omvangrijke installatie tot het afscheiden van zuiver kopei is ook op „Stephanshütte" in het Zipsche Komitaat (Hongarije) in werking. Hot te voorschijn roepen van den stroom geschiedt door waterkracht. De vloeistof wordt door oplossing van koperkorrels in warm verdund zwavelzuur onder toetreding van lucht gevormd. De inrichting en de behandeling der baden verschillen niet van de vroeger beschrevene. Uit het kopererts worden anoden van onzuiver koper gemaakt, die na ongeveer drie maanden verbruikt en als zuiver koper op de kathoden neergeslagen zijn, waarbij de overige bestanddeelen, antimonium, lood, bismuth, arsenicum, evenals het in het erts aanwezige goud en zilver, in het slib overgaan en hieruit later weei kunnen worden afgescheiden. De beteekems van deze methode, die op de Stephanshütte" sedert het voorjaar van 1890 wordt toegepast, bestaat voor de fabriek daarin, dat de zilverhoudende ertsen met belangrijke tijdbesparing tot zuiver koper verwerkt worden. B\j deze ertsen is de afscheiding van het zilver eene noodzakelijkheid, minder omdat men daardoor het edel metaal verkrijgt, dan wel omdat het uit het koper, welks goede eigenschappen er door worden benadeeld, verwijderd moet worden. Hiertoe gebruikte men bij de vroegere metallurgische methoden viermaal zooveel tijd als men voor de electrolytische zuivering noodig heeft, en verkreeg dan nog een metaal, dat niet volkomen zilvervj-Jj was. De electrische methode heeft verder nog het voordeel, dat het edel metaal, in de koperertsen voorhanden, door de electrolyse gemakkelijker afgescheiden wordt, zoodat ook voor dit metaal de bereidingskosten geringer zijn. Eene belangrijke verbetering is door Thofehrn ingevoerd, waarbij een luchtstroom in het bad wordt geblazen, welke het ijzer en andere onzuiverheden oxydeert. Verder combineert Cooper Coles hiermede nog een verwarming :ot 35° C., terwijl hy roteerende kathoden gebruikt. Daardoor komen deze steeds met versche oplossing in aanraking, zoodat een zeer samenhangend neerslag met groote stroomdichtheid, ca. 20 Amp per d.M.- verkregen wordt. Voor het verkrijgen van zuiver nikkel heeft men ook in 't groot de electrolyse toegepast. Hoewel het vernikkelen zoo algemeen verspreid is en het bedekken van metaaldeelen met een dun mkkelhuidje geen noemenswaardige moeieUikheden oplevert, stuit men op verschillende bezwaren, indien men langs dezen weg dikke neerslagen op de kathode wil verkrijgen, ten einde zoo het nikkel van de bijgemengde onzuiverheden te scheiden Toch is de bereiding van platen zuiver nikkel voor de anoden der vernikkelbaden van groot belang; door verschillende, min of meer geheime procédé's heeft men de bezwaren dan ook grootendeels weten te overwinnen. De bekende metallurgische firma Basse en Selve in "VVestfalen gaat als volgt te werk. Bij de onzuivere nikkelzout-oplossing wordt wijnsteenzuur gevoegd, waardoor verhinderd wordt, dat door de noodige daarna plaats hebbende bijvoeging van soda of potasch, voor het verkrijgen van een alcalisch bad, de metaaloxyden geprecipiteerd worden. De vloeistof wordt nu ontleed met een stroomdichtheid van 0.3 a 1 Amp. per d.M'-. Alsnu worden ijzer, cobalt en zink aan de kathode neergeslagen, terwijl het nikkel in oplossing blijft. Daarna wordt in een nieuw bad ammoniumcarbonaat bijgevoegd en weer de stroom er door geleid, welke nu op de kathode zuiver nikkel afzet. Zooals bekend is, worden de goudhoudende ertsen door machines in kleine stukken gebroken en daarna met kwikzilver behandeld. Dit lost de fijne gouddeeltjes op, die zich in het erts bevinden, zoodat een goudamalgama ontstaat, waaruit het goud door distillatie van het kwik wordt verkregen. Deze handelwijze heeft het nadeel, dat 80 a 40 percent van het goud in het kwarts achterblijft, zoodat men reeds lang pogingen in het werk stelde ook het kostbare overschot te verkrijgen. Reeds vroeger was het bekend, dat men het in de resten der amalgamatoren, de zoogenaamde „tailings", overgebleven goud met behulp van eene cyaankalium-oplossing, waarin het goud oplost, kon verkrijgen. Om nu hieruit weder het goud te onttrekken, bediende men zich van het primitieve middel, reepen zink in de goudoplössing te brengen, waarbij door de uitwisseling van het goud tegenover het zink, dat nu opgelost werd, het edele metaal op de stukken zink werd neergeslagen. Door afwrijven en afborstelen werd dan het goud van het zink verwijderd en gewonnen. Deze methode was omslachtig en onzeker. Eerst toen Siemens & Halske eene galvanische handelwijze gebruikten, kreeg de wijze van werken een practischen vorm, die nu in Zuid Afrika en in andere gouddistricten op groote schaal wordt toegepast. Siemens & Halske brengen de goud-cyaan-oplossing in houten kasten, waarin afwisselend stukken ijzerblik en op houten ramen bevestigde dunne loodplaten parallel op geringen afstand van elkaar zijn gebracht. De met elkaar verbonden dunne ijzeren platen worden dan de anoden, de verbonden loodplaten , waarop het goud moet neerslaan, de kathoden. Wanneer het neerslag voldoende dik is, worden de looden stukken uit het bad genomen en door nieuwe vervangen. De met goud bedekte loodplaten smelt mon dan, waarna het lood overeenkomstig de bekende metallurgische handelwijze verwijderd wordt en het goud achterblijft. De vloeistof, nu van het goud bevrijd, geleidt men opnieuw over de goudhoudende ertsen, zoodat het uitloogen en het neerslaan onafgebroken kan plaats hebben. Men past de werking van den stroom ook toe bij de zuivering van het goud van platina, enz., door het te reinigen goud in platen te gieten en deze als anoden in een bad, bestaande uit eene goudchloride-oplossing, op te hangen. Het goud wordt daarbij op eene kathode van zuiver goud neergeslagen, terwijl het vrijwordende platina, osmium, enz. in de vloeistof terugblijven. Bereiding van magnesium. Wij komen nu tot de electro-metallurgische methode, waarbij de te ontleden stof haar vloeibaren vorm niet door oplossing in eene koude vloeistof verkrijgt, maar door smelten , waarbij de vereischte temperatuur öf door van buiten toegevoerde warmte wordt verkregen, öf door de onmiddellijke inwerking van den electrischen stroom, die dus in het laatste geval zoowel als verwarmer als ontleder is. Wanneer de zouten der alkali-metalen in gesmolten toestand aan de inwerking van den electrischén stroom worden blootgesteld, dan scheiden zich de metalen aan de negatieve pool af, en door middel van eene dergelijke methode heeft Davy in het jaar 1808 het kalium en het natrium ontdekt. In 1851 gelukte het nu aan Bunsen magnesiumchloride met behulp van den stroom in magnesium en chloor te ontleden, en langs dezen weg wordt dit metaal tegenwoordig door de „Aluminium- en Magnesiumfabriek Bremen", te Hemelingen, op groote schaal bereid; dit electrisch afgescheiden metaal begint langzamerhand het Engelsche fabrikaat, dat op chemische wijze bereid is, te verdringen. Het gebruik van magnesium is evenwel tamelijk beperkt en bepaalt zich tot de toepassing van dit metaal tot het te voorschijn roepen van sterk licht. Als materiaal voor technische voorwerpen heeft het geene verspreiding kunnen vinden en op dit gebied heeft het in het aluminium een machtigen concurrent gekregen. Het toestel, hetwelk de fabriek te Hemelingen voor de electrolyse der magnesiumverbindingen gebruikt, is in Fig. 721 afgebeeld. Het bestaat uit een smeltkroes van gietstaal A, *'8- 7-1- die te gelijker tijd als kathode dient. Deze smeltkroes wordt in een fornuis geplaatst, waardoor het materiaal in A smelt. Door het deksel van den kroes, eveneens uit gietstaal vervaardigd, gaat een cylinder van vuurvasten steen, die de anode bevat, welke uit kool bestaat. De cylinder heeft geen bodem, zoodat hij met den smeltkroes in verbinding staat. Van boven is de vuurvaste cylinder afgesloten en met eene buis verbonden, waardoor het zich ontwikkelende chloorgas ontwijkt. In den smeltkroes brengt men magnesiumchloride, dat voor zijne ontleding zes tot acht Volt spanning noodig heeft, en men krijgt per P.K. ongeveer 40 — 45 gram zuiver metaal. De bereiding van aluminium. Van alle electro-metallurgische methoden tot het winnen van metalen heeft in den laatsten tijd geen enkele zóó groot opzien gebaard en eene zóó groote beteekenis gekregen als de electrische bereiding van aluminium, waardoor dit belangrijke metaal op uitgebreide schaal en tot prijzen kan worden vervaardigd, die veel lager zijn dan bij de vroegere bereidingswijzen. Daardoor werd dit materiaal, hetwelk een aantal goede eigenschappen in zich vereenigt, bijna plotseling van eene zeldzaamheid waarbij het slechts zeer weinig kon worden toegepast, tot een nuttig metaal, dat in weinige jaren eene uitgebreide toepassing in de techniek heeft gekregen en, naar het zich laat aanzien, in de toekomst in nog meer takken van nijverheid zal worden gebruikt. De verwachtingen, die men zich ip den beginne van dit motaal heeft voorgespiegeld, dat het bijv. het ijzer en het koper weldra geheel zal verdringen, zullen om meer dan ééne reden wel nimmer vervuld worden, maar toch zal het nieuwe metaal in vele gevallen met vrucht andere metalen vervangen. Het aluminium is ons sedert het jaar 1827 bekend, toen Wöhler het ontdekte, ofschoon hij het toen nog niet als een samenhangend metaal, maar als een grauw poeder kon vervaardigen. Hij verkreeg het metaal door de inwerking van kalium op chloor-aluminium, dus langs zuiver scheikundigen weg, en deze methode bleef in onveranderden vorm langen tijd de eenige, waardoor het aluminium bereid kon worden. Omstreeks twintig jaren later hield ook de Fransche scheikundige Dkville zich met de bereiding van zuiver aluminium bezig, waarbij hij later op vorstelijke wijze door Napoleon III ondersteund werd. Door de pogingen van Deville ontstonden toen in Frankrijk twee aluminium-fabrieken, die gedurende tientallen van jaren het monopolie der aluminium-bereiding hadden, aangezien bij den hoogen prijs van het metaal, waarvan in 1856 het kilo 1200, later evenwel nog maar 300 franken kostte, eene uitgebreide toepassing en dus een winstgevende fabricage er van onmogelijk was. De scheikundigen spanden zich in, om verbeterde methoden ter bereiding van het metaal te vinden en vooral waren het Castner, Netto e. a., die in deze richting goede uitkomsten verkregen. Maar al deze resultaten verdwenen, toen de electriciteit in dezen tak van nijverheid hare intrede deed en den priis van het aluminium in weinige jaren op ongeveer f 1,20 voor het kilo (1899) terugbracht. De toepassing van den electrischen stroom tot het bereiden van dit metaal werd reeds spoedig na de uitvinding der dynamo-machine beproefd, maar er verliep nog een tiental jaren, voordat zij practisch bruikbaar was. Gedurende langen tyd hoopte men het metaal door electrolyse uit oplossingen op andere metalen te kunnen neerslaan, maar niettegenstaande alle pogingen heeft men in deze richting nog geene goede resultaten gekregen en de talrijke recepten tot het te voorschijn roepen van aluminiumneerslagen bleken tot nu toe waardeloos te zijn, daar het aluminium zich by het electrolytische proces niet als metaal afscheidt, maar dadelijk bij het vrijworden uit de waterige oplossing oxydeert en als aluinaarde wordt neergeslagen. Veel gelukkiger was men evenwel, toen men de electrolyse van gesm ol t en aluminiumverbindingen ondernam, waaruit men op dezelfde wijze als wij straks voor de bereiding van magnesium hebben verklaard, het metaal in zuiveren toestand kan verkrijgen. Volgens deze methode heeft de fabriek te Hemelingen vroeger aluminium vervaardigd, maar voor eenige jaren de fabricage moeten opgeven, daar ondertusschen andere bereidingswijzen waren gevonden, die eene goedkoopere bereiding van het metaal mogelijk maakten. De uitvinders van deze nieuwe methoden zijn twee Amerikanen, de Gebroeders Cowles, wier nieuw uitgevonden proces later nog verbeterd werd. De Gebroeders Cowles gebruiken den stroom niet, om aluminiumverbindingen te ontleden, maar ter verhitting van een mengsel van zulke verbindingen met kool, tot eene temperatuur, waarbij d® 'co°' reduceerend (zuurstofontrekkend) werkt en het metaal aluminium afgescheiden wordt. Hunne methode bestaat daarin, dat zij een mengsel van klei, koperkorrels en kool door den lichtboog verhitten. De buitengewoon hooge temperatuur, die tusschen de koolspitsen wordt ontwikkeld, is voldoende, um de reductie van hp* aluminium-oxyde, dat in de klei aanwezig is, door de kool te verkrijgen en bet vrijwordende aluminium smelt met het eveneens vloeibaar geworden koper samen tot eene legeering, het zoogenaamde aluminium-brons. Het electrische fornuis, waarin het proces plaats heeft, is in Fig. 722 afgebeeld. De aluminium-afscheiding geschiedt in een haard uit vuurvast materiaal, waarin van ter zijde in schuine richting twee dikke koolstaven uitkomen. De spitsen dezer beide staven zijn niet zóó dicht b\j elkander, dat tusschen haar een lichtboog ontstaat, maar de warmteconcentratie heeft plaats in het slecht geleidende materiaal, dat een weg vormt voor den stroom van de eene spits naar de andere. Hiertoe wordt de bodem van het fornuis met houtskool bedekt en op deze onderlaag worden de spitsen der electroden geplaatst, die uit zeven tot negen evenwijdige koolstaven, ieder van 65 milli¬ meters middellijn, zijn samengesteld. De haard wordt dan met een mengsel van klei, fijn koper en houtskool gevuld en* vervolgens door een deksel van gietijzer gesloten, dat voor de ontstane gassen afvoeropeningen heeft. Nu laat men den stroom inwerken, die het mengsel verhit, waardoor de aluminiumoxyden van de klei door de kool gereduceerd worden. De in een zoodanig fornuis toegepaste stroomsterkte stijgt tot -5000 Ampères en wordt door eene dynamo-machine van 600 P.K. ontwikkeld. Na één tot twee uren is de reductie beëindigd en laat men het gesmolten metaal door eene aftapopening uit het toestel stroomen. In dien tusschentjjd is een nieuw fornuis gereedgemaakt, dat nu in werking wordt gesteld, terwijl men het eerste laat afkoelen, waarop het dan geledigd en met oen nieuw mengsel gevuld wordt. Op deze wijze worden de fornuizen, die zijn opgesteld, zooals in Fig. 723 is afgebeeld, van da rij af in gebruik genomen, zoodat de fabricage onafgebroken kan doorgaan. Ofschoon het CowLES-fornuis, zooals het in Fig. 722 in zijne oorspronke- lijke gedaante is afgebeeld, bij de aluminiumbereiding reeds lang door eene meer doelmatige inrichting is vervangen, zoo gebruikt de carborundumfabrikant het nog steeds in nagenoeg onveranderden vorm. Het aluminium-brons onderscheidt zich door zijne vastheid, zijne taaiheid en z\jn weerstandsvermogen tegen chemische invloeden. Het brons met een aluminiumgehalte van 10°/0 is sterker dan gietstaal; zelfs het brons met een geringer gehalte komt in dit opzicht het gietstaal nabij en overtreft alle andere legeeringen, zooals het phosphor-brons, het delta-metaal, enz. Bij het bewerken verschilt het weinig van ander brons; het laat zich eveneens gieten, met gereedschappen bearbeiden, enz. De kleur is bij het brons niet een gering aluminiumgehalte (5° „) fraai goudachtig, by een hooger gehalte wordt zy lichter. Aan geelkoper toegevoegd, verbetert het aluminium de physische en chemische eigenschappen dezer legeering op merkbare wijze. Hoewel de OowLEs-methode niet de bereiding van zuiver aluminium, maar slechts van zijne legeeringen mogelijk maakt, zoo moet zij toch als een belangrijke vooruitgang op het gebied der aluminium-bereiding worden aangemerkt, omdat zij voor het eerst de afscheiding van dit metaal op groote schaal en met behulp van den electrischen stroom mogelijk maakte. Ook theoretisch is deze methode van groot belang, omdat bij haar voor het eerst de electrische warmtewerking in het groot tot het tot stand brengen van metallurgische processen is toegepast, en zonder twijfel zal z;j ook bij de verdere ontwikkeling van dezen tak der electro-techniek nog eene belang- rjjke rol spelen. De scheikundigen zijn van meening, dat kool iedere verbinding van een metaal met zuurstof reduceert, wanneer de temperatuur bij deze werking slechts hoog genoeg is, en daar deze temperatuur bij sommige metalen buitengewoon hoog moet zijn, heeft men in de warmte-werking van den stroom, die een zeer hoogen graad van concentratie toelaat, het beste middel, om aan de voorwaar den voor genoemde reductit te voldoen. Eene andere methode, die door Héroult is uitgevon den, past de „AluminiumIndustrie-Aktiengesell schaft" te Neuhausen (Zwit seriand) toe. Hierbij word de electrische stroom zoowe gebruikt, om eene zeer hoog* temperatuur tot stand t< brengen, als om dedaardoo: gesmolten massa te ontleden Het ontledingsapparaat, da bij deze methode wordt toe gepast, is in Fig. 724 afge beeld. Eene rechthoekig! ijzeren kist A is inwendig met dikke koolplaten 1 bekleed, die als negatievi electroden dienst doen en door middel van de klemschroeven C en de daaraan vastgemaakte geleiding met de dynamo-machine zijn verbonden. De positieve electrode bestaat uit een bundel evenwijdige koolplaten, die geleidend met elkander zijn vereenigd; door middel van een mechanisme kan zij tot de gewenschte diepte in A worden neergelaten. Wanneer men nu met behulp van dit toestel aluminium-brons wil bereiden, dan wordt de bodem van het fornuis met stukken koper bedekt en de positieve electrode zóó ver naar beneden gelaten, dat zij deze laag koper aanraakt. De sterke stroom brengt het koper tot smelten en er wordt nu door de openingen J klei in het fornuis gebracht. Door de positieve electrode een weinig te doen rijzen, ontstaat er een sterke lichtboog tusschen het vloeibaar koper en de positieve electrode, die de klei doet smelten. In gesmolten toestand geleidt klei den stroom en z\j wordt dus nu door den stroom doorloopen en daarbij ontleed. Het vrij wordende aluminium gaat met het koper eene legeering aan en de zuurstof, die aan de positieve pool ontwikkelt, verbrandt de positieve koolelectrode onder vorming van kooloxvde, dat ontwijkt. Naarmate de massa vermindert, worden klei en koper bijgevoegd, zoodat het proces onafgebroken voortgaat. Het gesmolten metaal wordt door de aftap-opening D in den gietvorm L verzameld. De „A1 um i n i u m -1 n du s t r i e- A k t i e n gese 11 s cha ft" past nu wel is waar een verbeterd apparaat toe, doch wijl het er hier evenwel meer op aankomt de lezers met de grondbeginselen, waarop de methode van Héroult berust, bekend te maken, en bovendien de fabriek te Neuhausen de bijzonderheden der fabricage geheim houdt, kunnen wij met nader in details treden. Alleen zij opgemerkt, dat men te Neuhausen ook zuiver aluminium bereidt met behulp van een oven als in Fig. 725 is aangegeven. Als kathode doet nu niet de geheele koolwand dienst , maar een laag potlood of grafiet, die door den bodem van het toestel met de negatieve pool verbonden is. De positieve electrode bestaat uit kool. Het mineraal is kryoliet of sneeuwsteen. Uit de gegeven beschrijving bl\jkt, dat de methode van ng. /zo. Héroult, die door den voor- maligen directeur der fabriek te Neuhausen, Dr. Kiliani, verbeterd is, met de methode van Cowles wel is waar verwant is, maar toch in vele opzichten belangrijk van haar verschilt. By beide wordt de warmtewerking van den stroom toegepast; terwijl Cowles haar evenwel gebruikt tot het te voorschijn roepen van de benoodigde temperatuur, om de kool reduceerend op de aluminium-oxyden te laten werken, wordt zij in de methode van Héroult aangewend, om de stof, die door den stroom ontleed moet worden, te smelten. Uit een constructief oogpunt bestaat er tusschen beide een belangrijk verschil, en men moet zonder twijfel aan het fornuis van Héroult de voorkeur geven boven het apparaat van Cowles. De „Schweizerische Metallurgische Gesellschaft" stelde zich aanvankelijk voor, aluminium te bereiden met behulp van de waterkracht van den Rijn door aan den waterval bij Schaffhausen 15000 P.K. te ontnemen. Zij stiet hierbij op eene onverwachte moeilijkheid, daar zich stemmen tegen dit gebruik van den beroemden waterval verhieven, die uitdrukking gaven aan de vrees, dat de schoonheid van dit prachtig natuurtooneel, door het onttrekken van eene zoo groote hoeveelheid water, zou worden geschaad. De ondernemers lieten daarom hun oorspronkelijk plan varen, verwierven de patenten van Hékollt, waardoor zij met geringere waterkracht konden volstaan, en vereenigden zich met de „Allgemeine Electricitatsgesellschaft", welker schei kundige Dr. Kiliani zich eveneens met de aluminiumbereiding beziggehouden en eene eigen methode uitgevonden had. Er werd nu eene Maatschappij, de „Alumini um-Industrie-Aktiengesellschaft" met een kapitaal van 10 millioen franken, opgericht, waarin de „Schweizerische Metallurgische Gesellschaft" met de door haar verworven patenten van Héroult werd opgenomen. De nieuwe Maatschappij kreeg nu concessie, om aan den waterval per seconde 20 kubieke meters water te ontnemen en kon daardoor bij eene valhoogte van '20 meter over eene meer dan voldoende waterkracht, ongeveer 3000 P.K., beschikken. Daardoor was het vraagstuk der goedkoope stroomontwikkeling opgelost en de Maatschappij ging nu onverwijld aan het inrichten harer groote fabriek, die binnen een jaar gereed was en in het begin van 1890 in werking kwam. Door het uitstekende technische en economische beheer is het der fabriek te Neuhausen gelukt, het aluminium meer en meer bekend te maken, zoodat het voor vele doeleinden wordt gebruikt. Een tijdlang was het alleen deze onderneming, die aan de groote vraag naar aluminium had te voldoen, totdat ook in Amerika eene andere, de „Pittsburg Aluminium Reduction CV, in het leven werd geroepen, die na het gereedkomen van de electrische centrale pan de Niagara-watervallen naar deze krachtbron verhuisde en van deze 8000 P.K. verbruikt. Maar ook de inrichting te Neuhausen is te klein geworden, zoodat eene nevenfabriek bij Rheinfelden werd gesticht, die aan de daar aanwezige waterkrachtwerken (later uitgebreid met stoomturbines) vele duizenden P.K. ontleent. Het aantal aluminiumfabrieken heeft zich thans aanmerkelijk uitgebreid. Met de dalende aluminiumprijzen wordt voor dit metaal een nieuw gebruiksveld geopend, namelijk voor electrische geleidingen. Wel is waar is het geleidingsvermogen van aluminium slechts de helft van dat van koper, zoodat men tot het verkrijgen van een gelijken weerstand den aluminiumdraad een tweemaal zoo groote doorsnede moet geven dan den koperdraad, en dus ook tweemaal zooveel volume metaal verbruikt. Nu is het specifiek gewicht van aluminium weinig meer dan een vierde van dat van koper, zoodat de dubbele hoeveelheid aluminium maar de helft weegt van de overeenkomstige hoeveelheid koper. Kost nu per gewichtseenheid het aluminium het dubbele van koper, dan zou de waarde van de beide metalen voor geleidingen gelijk staan, maar bij gebruik van aluminium heeft men nog het voordeel, dat het door zijn geringer gewicht de dragers van de geleiding minder belast of met andere woorden, dat dezelfde dragers met aluminiumdraad voor grootere krachtsoverbrengingen dienst kunnen doen. Daalt de prijs van aluminium nog meer, hetgeen wel waarschijnlijk is, dan wordt het gebruik van dit metaal nog voordeeliger. Natuurlijk is het aluminium voor geïsoleerde geleiders minder aangewezen, daar door de grootere doorsnede de kosten van de isoleerende omhulsels belangrijk hooger zijn. De Amerikanen hebben het reeds voor verscheidene krachtsoverbrengingen aangewend, o. a. bij die van de op blz. 638 beschreven Ontario Power Co. Ook bi) de metallurgie van het zink heeft men de electrolyse met succes ingevoerd. Dit metaal vergt wegens zijn vluchtigheid een nauwlettende behandeling in de ovens, zoodat een dergelijke bereidingswijze van veel belang is. De moeielijkheden, waarmede men aanvankelijkheid te kampen had, was o. a. deze, dat het zink zich als een sponsachtig, onbruikbaar neerslag aan de kathode afzet. Door regeling van de stroomdichtheid, zuurgehalte en temperatuur van het bad enz. heeft men. dit bezwaar kunnen overwinnen. Van de vele procédé's, die aangegeven zijn, noemen wij hier dat van Hoepfner. Daarbij bezigt men als grondstof de resten van de zwavelhoudende metaalertsen (pyrieten) welke voor de bereiding van zwavelzuur gediend hebben. Zij bevatten in hoofdzaak ijzeroXyd, zinkoxyd, zinksulfide en zinksulfaat. Voor de ijzerbereiding kunnen zij wegens de aanwezigheid van het zink niet dienen, zoodat men ze, door het zink er uit te halen, daarvoor dan nog wél kan gebruiken. Door oxydatie bereidt men een pyrietasch die geen zwavel meer bevat, maar 10 a 12°/o zink- Door roosten met keukenzout verkrijgt men diverse chloorverbindingen; ook is er natriumsulfaat aanwezig, dat men laat uitkristalliseeren bij -5°. IJzer en mangaan worden afgescheiden door bijvoeging van marmer (calcium carbonaat) en chloorkalk; de meer positieve metalen worden door bijvoeging van zink vanzelf verdreven. Zoo verkrijgt men ten slotte eene oplossing, die 20% chloorzink en 22 % chloornatrium bevat. Door electrolyse met bijvoeging van zoutzuur wordt hieruit nu het zink afgescheiden; de stroomdichtheid bedraagt ca. 1 amp. per dM.2 kathoden oppervl. Het zich aan de anode ontwikkelende chloor wordt op chloorkalk verwerkt. Juist deze stof draagt veel tot de rentabiliteit der methode bij, daar men van zulke zinkarme mineralen uitgaat, wat evenwel het interessante van het procédé is. Swinburne en Ashcroft hebben nog eene methode aangegeven, waarbij het zinkhoudend erts eveneens met chloor behandeld en waarna het verkregen chloorzink in gesmolten toestand geëlectrolyseerd wordt. Bet chloor kan dan telkens weer opnieuw gebruikt worden. Het carborundum. Het zoo eenvoudige fornuis van Cowles mocht zich in de bijzondere belangstelling van vele onderzoekers verheugen. Toen men vond, dat de door den stroom verhitte koolstof eene groote neiging had, om zich met de zuurstof uit zijne verbindingen met andere stoffen te vereenigen en daarbij deze stoffen vrij te maken, wilde men dit fornuis ook toepassen, om deze stoffen te bereiden, en wel die, welke in de natuur niet in zuiveren toestand voorkomen en chemisch moeilijk te verkrijgen zijn. Bij de pogingen, die men in het werk stelde, zijn nu twee vergissingen interessant geworden, daar zij onverwacht tot nieuwe uitkomsten leidden, namelijk de ontdekking van carborundum en van calcium-carbide. In beide gevallen was het doel van de zoekers, eene grondstof zuiver te bereiden, terwijl zij echter eene koolstofverbinding van hot bedoelde element verkregen. De Amerikaansche electro-technicus Acheson wilde silicium uit kwartszand bereiden, door dit, met kool vermengd, in het fornuis van Cowles te brengen. Tot zijne verbazing vond hij echter geen silicium, maar een groenachtig poeder, dat uit kleine platte kristallen bestond. De analyse toonde aan, dat deze stof eene verbinding van silicium met kool, een silicium-carbid was, welke door Achesoa de naam van carborundum werd gegeven, eene samentrekking van carbo en korund (eene stof, die zich door hare hardheid onderscheidt). Dit carborundum bleek zeer hard te zijn, waardoor het als slypmiddel uitnemend geschikt werd bevonden. Maar niet alleen om zijne hardheid voldoet dit slijpmiddel zoozeer, ook bezit carborundum nog eene andere eigenschap, die amaril niet heeft. De kleine carborundum-kristallen hebben namelijk scherpe kanten en behouden deze ook tijdens het gebruik, terwijl ,de amaril-korrels gedurende het slijpen hare scherpe kanten verliezen. Alleen in den prijs kan het carborundum niet met amaril wedijveren ; waar echter zooals bij glas, steenen enz. eene groote slijpende kracht vereischt wordt en de kosten eerst in de tweede plaats in aanmerking komen, daar is het carborundum ver boven amaril te verkiezen. Evenals dit laatste kan ook carborundum met behulp van een bindmiddel en onder hoogen druk in den vorm van schijven, staven enz. geleverd worden. Het carborundum wordt tegenwoordig op groote schaal in de nieuwe fabriek der Carborundum C°. vervaardigd. De fabriek is in de nabijheid van den Niagara-waterval gelegen en verkrijgt de noodige electrische energie uit de groote installatie daar ter plaatse. De maatschappij heeft 3500 K.W. ter beschikking, waarmede dag en nacht carborundum wordt gemaakt. Ter vervaardiging van carborundum neemt men cokes, zand, zouten zaagsel, die in bepaalde gewichtshoeveelheden worden vermengd. Dit mengsel wordtin een fornuis gebracht (Fig. 726), dat zonder bindmiddel vrij ruw uit tegels is opgetrokken. De afmetingen zijn ongeveer 5 meter lengte, ruim 2 meter hoogte en breedte. Aan de beide einden bevinden zich bronzen platen, die de naar binnen wijzende kolen-electroden dragen. Dit zijn koolstaven van 75 millimeter doorsnede en van ongeveer 60 centimeter lengte. Op iedere plaat, waarmede de toevoergeleidingen door zware koperdraden zijn verbonden, zijn 60 koolstaven aangebracht. In het fornuis wordt nu het bovengenoemde mengsel gereedgemaakt en wel niet minder dan 10000 kilogram voor iedere lading. Midden in de massa 47 wordt eene cylindrische kern van stukjes cokes gelegd, die de kolen-electroden, van beide zijden komende, met elkander verbinden. Dan wordt de stroom van hooge spanning, in lage spanning omgezet, toegevoerd. Het fornuis heeft 1000 electrische P.K. noodig gedurende 24 uren, zoodat voor iedere lading 24000 electrische P.K.-uren verbruikt worden. Ongeveer twee uren na het begin van den stroomtoevoer stijgen uit de spleten en kieren van het fornuis gassen naar boven, die aangestoken worden en met eene blauwe vlam branden. Langzamerhand beginnen bij voortgang van de verhitting de wanden van het fornuis warm te worden, de bovenbedekking is na 12 uren roodgloeiend. Als na verloop van 24 uren het proces afgeloopen is, schakelt men den stroom uit dit fornuis en naar een ander, dat gereedgemaakt is. Een zeer interessanten aanblik vertoont het na afkoeling geopende fornuis. De kolenkern is onveranderd; alleen zijn alle verontreinigingen door verdamping verwijderd, zoodat de massa daardoor ongeveer een vierde van haar gewicht verloren heeft. Bij meer nauwkeurig onderzoek blijkt de massa met graphietkorrels bezaaid, waaruit blijkt, dat de temperatuur zeer hoog moet zijn geweest. Om de koolkern heen ligt concentrisch een cylinder van kristallen aard, wiens kristallen tot eene van binnen vaste en naar buiten meer losse massa aan elkaar zijn gebakken. De wanden van dezen cylinder zijn ongeveer 40 centimeter dik. Hierop volgt opnieuw eene concentrische laag, ter dikte van 5 centimeter, bestaande uit eene amorphe, witgrauwe stof en eindelijk eene zwarte brokkelige massa, die uit het oorspronkelijke mengsel bestaat en door het gesmolten zout aan elkaar is gebakken. De kristallijne stof is, evenals de amorphe witgrauwe massa, het carborun- dum, waarvan het fornuis nu ongeveer 2000 K.G. bevat. Het wordt er dan uitgenomen, gemalen, met water en met zuren gewasschen en daarna ter verzending verpakt. Calcium-carbid. Op dezelfde wijze als bij silicium-carbid werd eene andere koolstofverbinding gevonden, die in de laatste jaren veel van zich deed spreken. De Amerikaan Willson wilde het metaal calcium door reductie van kalk bereiden en bracht daartoe een mengsel van kalk en kool in een electrisch fornuis. In de plaats van calcium verkreeg hij echter eene verbinding van deze stof met kool, het calcium-carbid. Ongeveer te gelijker tijd (1892) had ook Moissan de bereiding van calcium-carbid in het electrische fornuis ontdekt, maar eerst in 1894 een en ander daarvan bekendgemaakt. Dit heeft aanleiding gegeven tot beperking van de patentrechten van Willson, maar het mag niet ontkend worden, dat men voornamelijk na de ontdekking van Willson doordrongen werd van de groote waarde van deze bereidingswijze. Het calcium-carbide bezit eene hoogst merkwaardige eigenschap, den scheikundigen, die de verbinding langs anderen weg hadden verkregen, reeds bekend. Brengt men n.1. de stof in water, dan ontleedt zij dit. De zuurstof verbindt zich met het calcium tot kalk en de vrijwordende waterstof vormt met de koolstof eene koolwaterstof, het acetyleen [Ca C2 + 2 H2 O = C2 H„ + Ca (O H)2]. Dit acetyleengas heeft nu reeds in de techniek een weg gevonden. Wjj komen hierop dadelijk terug, maar willen eerst nog op de groote beteekenis van de ontdekking wijzen. uet is den lezer bekend, dat de chemie voortdurend bezig is te trachten de groote verscheidenheid van organische verbindingen direct uit de grondstoffen samen te stellen. Men wil zich van de onzekere bereiding door de organismen, planten en dieren vrijmaken. Gedeeltelijk is dit door onderzoekers ook gelukt, maar de bereidingswijzen waren laboratoriumproeven en niet voor de practijk geschikt. Met het calcium-carbide is nu een lichaam ge'vonden, dat ons een zeer belangrijk punt van uitgang, eene koolwaterstof, heeft bezorgd. Hieruit zijn talrijke andere verbindingen te verkrijgen, bijv. alcohol. Wij zijn echter nog niet zóó ver, dat wij op eene eenvoudige manier acetyleengas in alcohol kunnen omzetten, daar de nu daarvoor bekende wijze vrij samengesteld en niet economisch is, maar toch — en dit is een punt van belang — het begin is gedaan, en de ontwikkeling van de wetenschap en de techniek zal ons over de nog bestaande moeilijkheden helpen. Wij voegen hieraan toe, dat in den laatsten tijd nog andere verbindingen van calcium ontdekt zijn, die, met water in aanraking komende, dit ontleden, terwijl zich de vrijwordende waterstof met het andere bestanddeel van de verbinding vereenigt, zooals calcium-nitride. Dit wordt, in water gebracht, ontleed, waarbij ammonia vrij komt. Het acetyleengas wordt voor verlichting gebruikt. Het groote koolstofgehalte geeft aan zijne vlam een groote lichtkracht, en deze omstandigheid, in verband met de eenvoudige bereidingswijze van het gas, dat, zooals werd vermeld, ontstaat, wanneer calcium-carbide met water in aanraking komt, deed algemeen verwachten, dat de gasfabricage door gebruik van carbide belangrijk vereenvoudigd zou kunnen worden. Deze verwachtingen zijn slechts gedeeltelijk vervuld. Ten eerste is de prijs van het carbide nog te hoog, om, trots de veel grootere lichtkracht van het acetyleen, met het gewone steenkolengas te kunnen concurreeren. Vervolgens heeft het acetyleen getoond gevaarlijke eigenschappen te bezitten. Mer. meende, dat het, in stalen reservoirs gecomprimeerd, zeer geschikt en zonder bezwaar zoude kunnen worden vervoerd, om zoodoende de toestellen ter bereiding op plaatsen met een gering verbruik te kunnen ontberen. In gecomprimeerden toestand is het acetyleen echter gemakkelijk ontplofbaar, zoodat genomen proeven helaas vele ongelukken ten gevolge hadden. Men heeft nu van het gebruik van het gas in samengedrukten toestand afgezien; men bezigt het alleen onder normalen druk, zoodat men genoodzaakt is het ter plaatse in een waterapparaat te bereiden. Bovendien vertoont het eene bedenkelijke neiging, om met koper en koperlegeeringen ontplofbare verbindingen aan te gaan, zoodat het gebruik van het acetyleen eene groote mate van voorzichtigheid en vele voorzorgen vereischt, opdat het niet met het genoemde metaal in aanraking kome. Een gevolg van een en ander is het feit, dat het acetyleengas voor verlichtingsdoeleinden nog geene groote toepassing heeft gevonden. Eene belangrijke verbetering is echter later verkregen door de uitvinding van het opgelost acetyleen. De Fransche ingenieurs Claude en Hess hadden reeds vroeger met succes beproefd het acetyleen in eene vloeistof op te lossen onder hoogen druk, evenals het koolzuur in spuitwater. Het best bleek aceton hiervoor geschikt te zijn, daar deze vloeistof met duur18 e™11 vluchtig en niet bevriest. Een liter aceton lost bij eene drukking van ^ atmosferen ongeveer 240 liter acetyleen op, waarbij het volumen slechts 40 /„ toeneemt. De vloeistof is niet ontplofbaar, wat natuurlek eendeer groot voo, echter, dat de ontwikkeling van het gas vrij onregelmatig plaats had en bovendien is de vloeistof toch altijd brandbaar, wat het voor vele toepassingen ongeschikt maakt. Door de „Compagnie franQaise de 1'acétylène dissous" is een verbeterde methode toegepast. Het aceton laat men eerst opslorpen door eene soort poreuse steen, zoodat de ijzeren cvlinders geen vrije vloeistof bevatten. De ontwikkeling van het gas heeft nu ook zeer regelmatig plaats. Deze methode doet erg denken aan het vera1^®" van het onhandelbare nitro-glycerine in dynamiet, de groote vinding van Nobel, waarbij eveneens het eerste door eene poreuse aarde wordt 0PHeSt0isPtgebleken, dat deze acetyleenbevattende stof zelfs bjj 25 atmosferen onontplofbaar is; bij de in den handel gebrachte toestellen wordt echter noo een druk van 10 atm. overschreden. De maatschappij levert de oplossingen in reservoirs van resp 2, 12, 100 en 250 Liter inhoud, bevattende 200, 1200, 10000 en 25000 Liter acetyleen. In het bijzonder is deze wijze van verlichting aangewezen voor spoor-, tram- en andere rijtuigen, feestverlichtingen enz. Het acetyleen wordt voorts nog gebruikt tot het verkrijgen van een zéér hooge temperatuur (± 3600=) door het met zuurstof te verbranden, waarbjj gemakkelijk ijzer en staal geweld kunnen worden. Deze methode isin ons land o. a ingevoerd door de Maatschappij „Oxygenium te c 16 am' Ter bereiding van calcium-carbide bedient men zich niet van e ou constructie van het CowLES-fornuis, zooals we dit ook nog b« de fabricage van carborundum aantreffen, maar van een fornuis, waarbij zoowe e vu en als het leegmaken eenvoudiger kan plaats hebben, en ook de rege ing van de stroomsterkte door verandering van den afstand der electroden toelaat. Wij zullen hier het fornuis van de „Acetylene Light, Heat & Powek C°." te Philadelphia beschreven, die in 1896 aan den Niagara-val, eene calcium-carbidfabriek oprichtte. Het fornuis, waarvan Fig. 727 een aanzicht geeft, bestaat uit eene vierhoekige gietijzeren kast, die ruim 1 meter lang, 70 centimeter breed en 80 centimeter hoog is en eene wanddikte van 25 millimeter heeft. Deze vormt den bodem van de eigenlijke verwarmingsruimte en is daartoe in een haard gemetseld (zie Fig. 728). Daar de ijzeren bodem als electrode dienst doet, zoo is hij, ter bescherming tegen den lichtboog, met eene laag kolenstof ter dikte van ongeveer 30 centimeter bedekt. De tweede electrode wordt gevormd door een rechthoekig koolblok, uit platen samengesteld, die van boven door een ijzeren stuk, waaraan eene ijzeren stang is bevestigd, bij elkaar worden gehouden. De stang hangt aan een ketting, die over eene rol loopt, en kan met het koollichaam ongeveer 4 meter rijzen of dalen. De verbinding van het koolblok met de pool van den dynamo geschiedt door een buigzamen koperdraad, die aan de ijzeren stang is vastgemaakt. Wanneer nu het fornuis in gebruik komt, wordt eerst het koolblok omlaaggebracht, tot het met den bodem in aanraking komt, en daarna dadelijk een weinig omhooggetrokken, zoodat tusschen het blok en den bodem een lichtboog ontstaat. Nu wordt het mengsel uit fijn verdeelde cokes en gebrande kalk ongeveer in verhouding van 8 tot 10 door de zijdelingsche trechters gestort, dit valt in den lichtboog, die het in carbid omzet. Langzamerhand wordt bet koolblok omhooggebracht en nieuwe grondstoffen toegevoerd. Daarbij vormt zich in 1 a 3 uur tusschen den bodem en het blok eene steeds grooter wordende zuil van carbid, die men l/3 a 2 meter hoog laat worden, waarna de stroom wordt afgebroken en het fornuis 1 a 2 uur ter afkoeling bluft staan. Dan neemt men het carbid er uit, laat dit verder afkoelen en eindelek verpakken. Het fornuis wordt dan weder op dezelfde wijze in gebruik genomen en zoo gaat het bedrijf onafgebroken voort. :.j„_ De spanning, waarmede men doorgaans werkt, is 65 Volt. *ingez fornuis, waarvan er steeds twee te gelijker tijd onder stroom staan, 0 PK. verbruikt, is de stroomsterkte ongeveer 5000 Ampère. De opbrengst per dag wordt voor één fornuis opgegeven 2500 kilogram carbid te bedragen. Over de kosten loopen de berichten nog uit elkaar. De Amerikaansche fabriek vermeldt, dat de bereiding van 1000 kilogram ongeveer 55 gulde,n Een nieuwere fabriek bfl de Niagara is de Union Carbide CV., die met 72 ovens werkt en daarvoor 10.000 Kilowatt verbruikt. .... • • v. Eene interessante fabriek voor de bereiding van calcium-carbid bevindt zich te St.-Marcel d'Aoste in Italië. Aldaar wordt namelijk driephasen-stroom gebruikt. De ovens bevatten drie kcolstaven, tusschen welke drie lichtbogen ontstaan. Dit heeft het voordeel, dat als een der bogen soms verbroken wordt, de beide andere nog blijven; daardoor worden de sterke schokken voor de machine voorkomen. Eigenaardig is ook dat er geen cokes worden gebruikt maar de noodige koolstof voor het carbid in den vorm van houtskQQlbrikette^n wordt gebezigd. De welige bosschen aan den voet der Alpen leveren hiervoor nkelu h6Zooals "reeds op blz. 738 met een enkel woord is gezegd zijn er nog andere verbindingen van calcium langs dezen weg te ve^rugen °. j het calciumnitride of kalkstikstof. Dit heeft een be angrvjke waarde als kunstmest, daar het, in den grond gebracht, stikstofmden^mvan ammonia doet vrijkomen. In Dalmatië bestaan eenige fab"eken' ^arhid stof bereiden, waarbij zuivere stikstof over in retorten verhit calciumcarbid W Doo^hÏ gebruik maken van de reduceerende werking van kool is het ook gelukt verschillende metalen in den electrischen oven af te sche.den welke anders niet of langs omslachtigen weg te verkrijgen waren, bv. Chromium, Mangaan, Molybdenium, Wolframium en Uranium. Als een verdere toepassing der electriciteit voor chemische doe'elnde" moetan wij de bereiding van ozon, dat in den laatsten t«d b„ verschillende bewerkingen wordt gebruikt, vermelden. Tegenover de vroegere van den stroom onderscheidt zich de laatstgenoemde daardoor, dat de ozoniseering wordt bewerkt door den stroom door zuurstofgas te leiden en men daarom, wegens den buitengewoon grooten weerstand der gassen slechts hoog gespannen stroomen, zooals zij door de electriseermachines en de inductors worden geleverd, kan gebruiken. Hoe de electriciteit hierb« op de zuurstof werkt, is voorloopig even zoo onbekend als de natuur van het ozon zelve; wij weten alleen, dat op de beschreven w*)ze ozon bereid kan worden en dat deze stof bijzondere eigenschappen bezit , waardoor z« zich van de gewone zuurstof onderscheidt, voornamelijk daardoor, dat z« andere lichamen veel krachtiger oxydeert dan het laatstgenoemde gas. De verandering van zuurstof in ozon, die trouwens altijd slechts voor een deel kan geschieden, - wordt op twee manieren bewerkt, namelijk door een vonkenstroom door het gas te laten gaan of door de langzame vereffening, zoogenaamde stille ontladingen tusschen puntige geleiders, die eene tegenovergestelde lading hebben. De ozoniseerende werking is in het laatste geval sterker dan door den vonkenstroom en wordt daarom bij de technische toepassing van het ozon tegenwoordig hoofdzakelijk toegepast, terwijl men zooveel mogelijk de nog optredende vonkontlading tracht te ontgaan. Men kan deze langzame vereffening, die in zekeren zin met den onafgebroken stroom te vergelijken is, daardoor tot stand brengen, dat men de electriciteit tusschen spitsen door de te ozoniseeren zuurstof laat overgaan of een apparaat gebruikt waarbij de overgang dei electriciteit door inductie werkingen wordt veroor zaakt en dat wij straks met een enkel woorc zullen beschrijven. Daar ook de bekend* ïxiuuciiü-eibcliisbör-niaciii _ nes de haar omringende ^ ~ lucht sterk ozonhoudend ^ig. maken, kan men zulke machines ook onmiddellijk tot het bereiden van ozon gebruiken, door haar in eene glazen kast te plaatsen en hierdoor met behulp van een ventilator een luchtstroom te laten strijken, eene methode, die ook reeds tot het ontsmetton van de lucht in ziekenzalen is toegepast. In den eenvoudigsten vorm bestaat de inductie-ozonisator (oorspronkelijk van von Babo) uit eene glazen buis, die aan beide einden gesloten is en eene centraal liggende metalen buis bevat, zoodat tussehen den binnenwand van de glazen buis en de metalen buis een kanaal overblijft, waardoor de te ozonizeeren zuurstof strijkt. In de deksels, welke de glazen buis afsluiten, zijn eene toevoer- en eene afvoerbuis aangebracht (Fig. 729), waardoor de zuurstof door het toestel wordt geleid. De buitenzijde van het glas is met bladtin bekleed, dat met eene der polen van een inductor van Rühmkorff is verbonden, terwijl de centrale metalen buis met de andere pool in verbinding staat. Door den inductor worden nu beide geleiders, het stanniolbekleedsel en de centrale buis, met electriciteit geladen, en deze tegengestelde ladingen wisselen, in overeenstemming met de voortbrenging van tegengesteld gerichte stroomstooten door den inductor, snel op elkander. Dit heeft ten gevolge, dat tusschen beide geleiders eene electrische vereffening plaats heeft, die eene strooming van electriciteit door de zuurstof veroorzaakt en deze ozoniseert. Een grooter toestel voor hetzelfde doel is door de Gebroeders Brin geconstrueerd en tot het kunstmatig verouderen van brandewijn toegepast. De werking van het toestel is dezelfde als bi) den zooeven beschreven kleineren ozonisator. "Wat het gebruik der ozonhoudende zuurstof betreft, zoo bezigt men haar in de techniek op verschillende wijzen, bijv. om, zooals wü reeds hebben opgemerkt, brandewijn kunstmatig oud te maken, door er de etherische oliën mede te oxydeeren, verder tot het ontfoezelen van spiritus en tot het bereiden van ozonwater, dat, volgens de verzekering der fabrikanten, bij uitnemendheid de eigenschap bezit ontsmettend en bacillen-doodend te werken. Door de firma Siemens & Halske zijn te Wiesbaden en te Paderborn fabrieken opgericht voor het steriliseeren van water door ozon. Daarbij bezigt men een wisselspanning van 12000 Volt. Ten einde een innige aanraking tusschen het water en de geozoniseerde lucht te verkrijgen, bezigt men torens, zgn. scrubbers, met kiezelsteenen gevuld. Het water druipt van boven door de steenlaag naar beneden en ontmoet zoo overal de opstijgende ozon bevattende lucht. Ook te St.-Maur, bij Parijs, bestaat een ozon-installatie volgens het stelsel Otto, alwaar per uur 150—200 M3. water gezuiverd kan worden. De aldaar gebruikte spanning bedraagt 40.000 Volt. De ozonisator bestaat uit een bak van D-vormige doorsnede, welke door een watermantel is omgeven en waarin de halfcirkelvormige electroden zijn geplaatst. De bak vormt de andere pool, zoodat tusschen bak en platen pluimontladingen ontstaan en de daar doorheen strijkende lucht geozoniseerd wordt. Het gefiltreerde water van de Marne vereischt ca. I gram ozon per M".; voor het steriliseeren van 100 M . water per uur wordt ca. 4.8 P.K. verbruikt. Het is echter nog niet gelukt meer dan een bepaald bedrag van de zuurstof der lucht in ozon te veranderen, zoodat daardoor groote hoeveelheden lucht door welke z« b« het telegrafeeren toelaat, heeft men haar spoedig weder buiten dienst gesteld. Als eene geniale poging tot het oplossen van een zeer interessant vraagstuk is de uitvinding van den Franschen abt ook nu nog van beteekenis daar het beginsel ervan in uitvindingen van den laatsten tijd, beoogende het telegrafisch overbrengen ?an fotogi afieen, nog ten deele bewaard gebleven is. In lateren tijd zijn er meermalen pogingen aangewend, om de kopieer- e egra en e vei e eren, met goed gevolg voornamelijk door een Franschen telegrafist Meijer, die de scheikundige werking van den stroom door eene mechanische drukinrichting verving. Ook dit apparaat is practisch beproefd zonder dat het evenwel aan de voorwaarden heeft kunnen voldoen, die voor eene algemeene invoering noodzakelijk zijn. Eene eigenaardige schrijftelegraaf is door Elisha Gbay uitgevonden; bn dit apparaat schrijft men op het zendende station mot eene stift op eene' strook papier en op het ontvangende • station volgt eene pen nauwkeurig dezelfde bewegingen, zoodat zij ook op hare papierstrook dezelfde schriftteekens als de stift neerschrijft. Bjj dit apparaat is er dus geene bijzondere oefening noodig, om een telegram te zenden of te lezen, en bovendien wordt de eigenaardigheid van het handschrift met voldoende nauwkeurigheid weergegeven, om het schrift van den afzender te kunnen herkennen. Een practische toepassing heeft dit toestel echter niet verkregen. Meer succes is door Prof. Korn te München bereikt met zijne methode voor het telegrafisch overbrengen van fotografieën. Al sinds vele jaren was deze met proeven daarover bezig; allengs is het systeem zoodanig verbeterd, dat het resultaat werkelijk zeer bevredigend is te noemen. In hoofdzaak berust de methode op de bekende eigenschap van het selenium bij belichting een aanmerkelijk geringeren weerstand te bezitten dan in het duister, waarover wij op blz. 66 al met een enkel woord melding maakten. De selenmm-cel is zoodanig ingericht, dat deze weerstandsverandering zoo groot mogelijk is, hetgeen bereikt wordt door het selenium een zoo uitgebreid mogelijk oppervlak te geven. Daartoe worden op een leiplaatje twee platinadraden evenwijdig aan elkaar opgewonden, zoodat tusschen de windingen een zeer geringe, constante tusschenruimte blijft, welke vervolgens met een dun laagje selenium gevuld wordt. Dit wordt daarna op bijzondere wijze geprepareerd. Yoor de Korn'sche proeven bleek het voldoende, indien de weerstand van de cel in het diffuse daglicht de helft bedroeg van dien in het duister. De over te seinen foto (als transparant film) wordt nu om een glazen cylinder gewikkeld, zoodat de randen juiat tegen elkaar sluiten. Het licht van een lichtbron (Korn gebruikt daarvoor een Nernstlamp, die voor dergelijke verlichtingen wegens de groote helderheid bjj uitstek geschikt is) wordt door een lens op een klein oppervlakje van de film geconcentreerd en valt na dit gepasseerd te hebben op de seleencel, binnen in den cylinder geplaatst. De cylinder is aan een as bevestigd, waarop een fijne schroefdraad gesneden is en die in een overeenkomstige vaste moer loopt. Daardoor verkrijgt bij draaiing de cylinder tevens een verplaatsing volgens de as, zoodat elk punt van de film achtereenvolgens het focus van de lichtbundel passeert. Op deze wijze correspondeert dus de belichting van de soleencel met de achtereenvolgende lichte en donkere deelen van de film. Is nu een keten gevormd, bestaande uit een batterij, de seleencel en een galvanometer, dan zal op ieder moment de uitwijking van den galvanometer overeenkomen met den graad van doorzichtigheid van de film op de plek, die zich in de lichtbundel bevindt: hoe helderder die plek, hoe geringer de weerstand van de cel is, des te sterker dus de stroom en de uitwijking van den galvanometer. Aan het beweeglijk systeem van dit instrument is nu een klein rechthoekig plaatje bevestigd, dat als een schermpje het licht van een tweede lichtbron (Nernstlamp) onderschept, waartoe weder door een lens het licht op dat schermpje geconcentreerd wordt. Draait echter door den stroom het schermpje, dan kan het licht langs de randen meer of minder passeeren en valt op een tweede lens, die de stralen tot een lichtpuntje samenbrengt op een lichtgevoelig papier, dat eveneens op een cylinder gespannen is, geheel overeenkomende, ook wat de beweging betreft, met den eerstgenoemden cylinder. Is de beweging van beiden volkomen synchroon, dan zal het duidelijk zijn, dat elk oppervlakje van het gevoelig papier belicht wordt met een intensiteit, die correspondeert met de helderheid van een overeenkomstig punt van de over te seinen film. Het station van afzending bevat de trommel met film, seleencel en batterij, het ontvangstation die met het gevoelig papier en den galvanometer; de stations zijn door twee gewone lijnen verbonden, waarvan de weerstand zeer groot kan zijn, daar die van de seleencel zeer aanmerkelijk is (soms 12000 Ohm in het donker). Het spreekt van zelf, dat zich hierbij dezelfde moeilijkheid voordoet als bij de telegrafen van Hughes, Baudot, Rowlanu enz., nl. het bewaren van den synchronen gang der cylinders op de beide stations. Korn bereikt dit op de volgende wijze. De cylinder op l et ontvangstation draait iets sneller dan die van het zend- •station, maar wordt eens per omwenteling door een hefboompje en nok even tegengehouden, totdat een overeenkomstige nok van den filmcylinder op het luiste oogenblik een stroomloop sluit, waardoor een electromagneet het hefoompje aflicht; alsdan kan de ontvang-cylinder weer meedraaien. Zijn stand wordt dus bfl elke omwenteling gecorrigeerd. Die correctie-stroom gaat door de gewone lijnen, zoodat op dat korte oogenblikje deze niet voor de reproductie disponibel zün; door een inrichting wordt dan ook de galvanometer even uitgeschakeld. Het gelukte aanvankelijk niet, het „telegrafisch portret" geheel naarwensch e krijgen; het vertoonde strepen en was onscherp, hetgeen te wijten was aan de „traagheid ' van de seleencel, waardoor bij deze zich steeds nog de invloed van het voorafgaand belichtingsstadium deed gevoelen. Thans is het echter gelukt dien invloed te ontgaan door een vernuftig bedachte compensatie-inrichting, waarbij op het ontvangstation eveneens een seleencel is aangebracht, die met behulp van een tweeden, met den eersten in serie geschakelden galvanometer, wordt belicht in gelijke mate als het gevoelige papier. Deze cel bevindt zich in een stroomketen, die een batterij bevat en de tak der galvanometers met de hoofdketen gemeenschappelijk heeft. Deze galvanometers worden door het verschil der stroomen, door de seleencellen gaande, doorloopen en daarbij is het mogelijk, door een juiste regeling de gewenschte compensatie te verkrijgen; een verder ingaan op dit detail zou ons te ver voeren. Dat de inrichting goede resul¬ taten geeft, daarvan kan men zich bij het beschouwen van fig. 777 overtuigen. Op de internationale telegraaflijnen hebben des nachts, wanneer zij vrij zijn, tusschen Berlijn—Parijs en Parijs—Londen proefnemingen plaats gehad, waarbij het systeem goed voldaan heeft. Het bekende tijdschrift „l'Illustration" heeft de telefotografie in gebruik genomen met apparaten, die volgens het systeem Korn door de firma Carpentier te Parijs geconstrueerd zijn. De tijd voor het brengen van een foto 13X24cM., bedraagt bij een arceering van 0.5 mm., 12 minuten; door verdere volmaking zal dit tijdverloop nog wel verminderen. De seleencellen, die Korn bij zijne proeven gebruikte, zijn voornamelijk afkomstig van onzen landgenoot J. W. Giltay, opvolger der firma P. J. Kipp & Zonen te Delft. De foto in Fig. 777 is tusschen Parijs en Londen met behulp van een seleencel van deze firma overgeseind. Nieuwere telegrafen. Door het ontzaglijke drukke telegrafisch verkeer is de behoefte steeds dringender geworden langs dezelfde lyn een zeker aantal telegrammen gelijktijdig te kunnen wisselen; dit is de multiplex-telegrafio. Baudot heeft eene inrichting bedacht, waarbij tot zes telegrammen gelijktijdig langs eene lijn overgeseind kunnen worden en in drukletters, evenals b\j de Huuhes, weergegeven worden. Wij zullen het toestel van Baudot, dat ook op eenige kantoren in ons land is ingevoerd, hier niet beschrijven, daar het zeer ingewikkeld is. Wij willen slechts vermelden, dat de seingever 5 toetsen bevat; met deze kunnen 31 combinaties gemaakt worden. Vier van deze seingevers zijn met den zgn. verdeeler verbonden. Deze bestaat uit een krans van contacten, voor eiken toets één. Over die contacten glijdt met groote snelheid een hefboom, met de lijn verbonden, zoodat elk contactblokje een kort oogenblik met deze in verbinding staat. Op het ontvangstation is een dergelijke verdeeler aanwezig, die de stroomstooten naar correspondeerende electromagneten voort, welke door hunne combinatie de teekens weer samenstellen. Eene andere inrichting van jongen datum is de telegraaf van Rowland, die op de Parijsche tentoonstelling van 1900 groot opzien verwekte. Daarbij wordt bij het seinen van een wisselstroom gebruik gemaakt, van welken een zeker aantal halve golven (zie blz. 31) dcor verbreking onderdrukt worden. Voor elk toeken wordt de stroom gedurende twee van 11 halve perioden verbroken, echter zóó, dat nooit twee verbrekingen onmiddellijk op elkaar volgen, w\jl daardoor de synchrone gang der toestellen niet behouden zou blijven, hetgeen door den wisselstroom zeiven geschiedt. Daar men uit 11 nummers, twee aan twee genomen, 45 verschillende combinatiën kan vormen, kunnen 45 teekens verkregen worden; er worden echter slechts 39 gebruikt en 3 combinaties dienen voor de papierbeweging. Het telegram wordt namelijk niet op een strook zonder eind afgedrukt, maar op een blad, evenals bij eene schrijfmachine: het telegram is dus in eens kant en klaar! Elk station bevat vier seingevers 1, 2, 3, 4 elk uit een klavier bestaande, en vier sein-ontvangers I, II, III, IV. Seingever 1 werkt slechts op ontvanger I, 2 op II enz. Beide stations hebben daartoe evenals bij het baudot-toestel een verdeeler, ook weer in hoofdzaak uit een hefboom bestaande, die met constante snelheid over een krans van 48 contacten beweegt. Elke seingever correspondeert met 11 contacten, de vier overblijvende dienen slechts voor de scheiding. Op het ontvangstation correspondeert eveneens elke overeenkomstige groep van 11 contacten met 11 gepolariseerde relais. De inrichting is zóó, dat bij elke halve golf de hefboomen der verdeelers één contact verspringen; daardoor krijgen de 11 relais, als er geen teeken geseind wordt, steeds stroom in dezelfde richting en blijven de ankers tegen het rustcontact liggen. Wordt er echter geseind, d. w. z. wordt op een gegeven moment gedurende eene halve golf de stroom verbroken, dan ontvangt het relais in verbinding met het contact, waarop de hefboom zich op dat oogenblik bevindt, geen stroom, waardoor het anker omslaat; voor elk teeken is dit met twee der relais het geval, omdat, zooals gezegd, twee halve golven onderdrukt worden. Uit de beweging van de twee ankers wordt nu het opheffen van het papier tegen het typenrad verkregen, juist op het moment dat de bedoelde letter onder is. Meer bijzonderheden z\jn zonder de zeer ingewikkelde teekeningen van liet toestel niet te geven. I itvoeriger zullen wij ons bezighouden met de zeer vernuftige en hoogst eigenaardige sneltelegraaf van Pollak en Virag. De sneltelegraaf van Pollak en Virag. Zooals dit systeem volgens de laatste verbeteringen ingericht is, overtreft het alle andere, wat het aantal woorden betreft, dat per minuut overgeseind kan worden. De hoofdpunten van dit stelsel zijn als volgt: Het telegram wordt langs fotograflschen weg verkregen. Het wordt in schrijfletters weergegeven. De seingever werkt door middel van geperforeerde papierstrooken. Het hoofdbestanddeel van den seinoiitvanger is in Fig. 778 aangegeven. De trilplaten van twee groote telefonen T, en Ts zijn naast elkaar geplaatst. Op eenigen afstand bevindt zich een staalmagneet M, aan wiens midden en uiteinden stalen veeren A, B en C zijn bevestigd; deze veeren eindigen in omgebogen punten, welke zich in een zelfde vlak bevinden, waarbij de punt van C juist verticaal onder die van A, en in dezelfde horizontale lijn met die van B gelegen is. Tegen de punten liet een ijzeren plaatje, aan de voorzijde van een hol spiegeltje voorzien. Het is nu gemakkelijk te begrijpen, dat eene beweging van veer A het plaatje om eene horizontale as, eene beweging van veer B hetzelve om eene verticale as zal draaien. De veeren A en B zijn nu door staafjes met de trilplaten verbonden. Nu laat men een lichtstraal op het spiegeltje vallen, hetwelk dezen terugkaatst op een lichtgevoelig papier, zoodat daarop een lichtpunt ontstaat. Gaat er nu een stroom door de telefoon T,, dan beweegt de veer A en verplaatst het lichtpunt zich dus naar boven of beneden, terwijl een stroom in telefoon T2 eene verplaatsing naar links of rechts doet ontstaan. Ten einde nu deze verplaatsingen regelsgewijze op het papier gefotografeerd te krijgen,, moeten wü öf het papier öf het lichtpunt, vanwaar de stralen uitgaan, eene horizontale gelijkmatige beweging geven. Dit laatste nu geschiedt. Daartoe wordt eene cylindrische gloeilamp met rechten kooldraad gebruikt, omgeven door een ondoorschijnenden cylinder, voorzien van eene spiraalvormige gleuf, zooals Fig. 779 bij L aangeeft. (In deze figuur staat het spiegeltje slechts met één telefoon in verbinding, zooals bij de oude constructie het geval was). Deze cylinder draait nu regelmatig met groote snelheid rond. Het licht van den kooldraad kan slechts op één punt door de gleuf den spiegel bereiken, welk punt door de draaiing bv. van links naar rechts gaat; daar het begin en het eind van de sleuf op dezelfde beschrijvende lijn van den cylinder liggen zal het lichtpunt aan het eind van een regel in eens naar het begin van den volgenden verspringen, evenals wtj bij het schreven doen. Geven wij nu nog het papier eene rijzende beweging, dan komen daardoor ook de regels onder elkaar te liggen. Wel is waar verkrijgt men hier vanwege de geleidelijke papierbeweging eene schuine richting der regels, maar dit hindert overigens niet; men zou anders, evenals bij eene schrijfmachine, eene sprongsgewijze papierverplaatsing moeten hebben, hetwelk in dit geval vrij lastig te verkrijgen zou zijn. Fig. 779 geeft nu duidelijk aan, hoe het gevoelig papier van eene rol afwikkelt, de belichtingsplaats passeert, met behulp van rollen en bandendoor het ontwikkelbad gevoerd, daarna nog eens omlaag gebracht wordt in het fixeerbad en zoo kant en klaar door eene gleuf in de kast, die dit geheele samenstel lichtdicht omsluit, naar buiten wordt gevoerd. In die kast is eveneens aan de voorzijde eene smalle gleuf voor het doorlaten van den fotografeerenden lichtstraal. De eerste bedoeling van de uitvinders was nu slechts om, evenals bij den later te beschrijven siphon-recorder, door zigzaglijntjes de punten en strepen van het MoRSE-alfabet aan te geven; daartoe had het spiegeltje slechts eene draaiing om eene horizontale as te ondergaan en was slechts ééne trilplaat BI noodig. Later hebben zij echter het zeer vernuftige idee gekregen, om door horizontale en verticale bewegingen de schrijfletters zelf te verkrijgen t Fig. 780 a geeft dit voor eenige eenvoudige letters aan. De letter m wordt verkregen door den lichtstraal tweemaal kort en eenmaal wat langer naar beneden te bewegen, de v door eene lange en eene uiterst korte daling, de p dooreene korte daling van de dubbele lengte en eene daling als bij de laatste haal van de m, enz. Dit wordt dus verkregen door stroomstooten in de telefoon T,j de andere telefoon had bij deze eenvoudige letters nog geen dienst te doen. Fig. 780 b. Om alle letters te kunnen vormen, zijn de volgende verschillende soorten van stroomstooten noodig: I. Een stroom van eene zekere sterkte, die telefoon T, doorloopt. II. „ „ „ dezelfde sterkte', doch tegengestelde richting voor T,. III. „ „ „ de dubbele sterkte, en richting als bij II, eveneens voorT,. IV. „ „ „ zekere sterkte, die telefoon T, doorloopt. V. „ „ „ nagenoeg gelijke sterkte maar omgekeerde richting voor T.„ Om dit te verkrijgen, bestaat de seingever in hoofdzaak uit vijf evenwijdige geïsoleerde metaalstrooken (evenals by notenbalken dus); op de drie eerste rust een breede draadborstel en evenzoo een smallere dito op de twee laatste. De eerste borstel is met telefoon T,, de tweede met telefoon T„ verbonden. Tusschen strooken en borstels wordt nu met groote snelheid eene vooraf geperforeerde papierstrook, evenwijdig aan de richting der strooken, gevoerd. De strooken zijn zoodanig met batterijen verbonden, dat, wanneer een gat tusschen strook I en den borstel komt, de stroom, als hierboven onder I genoemd, ontstaat, enz. De papierstrook zal dus 5 rijen gaten bevatten en dus veel van muziekschrift hebben, met dien verstande, dat de duur der contacten hier verkregen wordt door gaten van verschillende grootte; men moet zich dus een notenschrift voorstellen, waarbij b.v. eene heele noot een cirkeltje van viermaal zoo groote middellijn is als eene kwartnoot. Door dien verschillenden contactduur kunnen de diverse kleinere halen der letters verkregen worden, zooals uit Fig. 780 6 blijkt, waar de openingen boven de letters zijn aangegeven. Men heeft nu slechts eenmaal de perforeering voor elke letter vast te stellen; door een afzonderlijk toestel met toetsen worden dan door b.v. op den toets m te drukken, de gaten voor die letter ineens uitgeslagen, zoodat de papierstrook vooraf door deze perforeer-schrijfmachine klaar gemaakt wordt. Hoe lang dit duurt, is van ondergeschikt belang, het is er maar om te doen dat de telegraaflijn bij het overseinen zelve zoo kort mogelijk in gebruik is. In Fig. 781 is de schakeling aangegeven. Men ziet daaruit, hoe slechts twee lijnen met eene aardverbinding noodig zijn. De batterij P, dient voor de verticale beweging, dus geeft alleen stroom voor telefoon T,; men ziet dat het midden ervan door een der lijnen met die telefoon verbonden is, de tweede lijn verbindt die telefoon met den borstel B,. Van die batterij gaan verder nog drie draden naar de reepen I, II en III. Dat het aantal elementen tusschen I en II niet in gelijke helften verdeeld is, vindt zijn oorzaak daarin, dat het bovenstuk der kopletters langer moet zijn dan de hoogte der gewone letters a, e, enz. De batterij P2 levert evenzoo den stroom voor telefoon T2. Vanwege de genoemde voortdurende rechtsche beweging van het lichtpunt is ook deze batterij in ongelijke helften verdeeld. Doordat de borstel B2 verbonden is met het midden van een weerstand lt, waarvan de einden met de lijnen in gemeenschap zijn, splitst de stroom van B2 zich in dat midden en loopt door beide lijnen in denzelfden zin; de stroomen komen b*j T2 weer te zamen en keeren door de aarde terug. De verdere in de teekening aangegeven toestellen, zooals de condensatoren c, en c2, zijn van ondergeschikt belang en zullen wij de beteekenis daarvan hier buiten bespreking laten. Het systeem heeft by proefneming goede resultaten gegeven. By een leidingsweeistand van 2000 Ohm konden 60.000 woorden per uur overgeseind worden. waarbij de leesbaarheid van het schrift niets te wenschen overliet. Ten slotte geven wij hier een overzicht van de seinsnelheid der verschillende stelsels. STELSEL. "Woorden j per minuut. Morse j- Hughes 25 Hughes tweevoudig .... 5(j Baudot viervoudig joq Baudot zesvoudig jg0 Rowland achtvoudig 240 Wheatstone Pollak en Virag. . 1000 De onderzeesche telegrafie. De telegraaftoestellen, welke wij tot nu toe hebben leeren kennen, dienen hoofdzakelijk voor de telegrafie op landlijnen; zij kunnen wel is waar ook op korte onderzeesche of ondergrondsche leidingen gebruikt worden, maar zijn niet geschikt voor de lange zeekabels, die de continenten met elkander verbinden. Voor den dienst op deze lijnen moeten zij door andere, veel gevoeliger apparaten vervangen worden. Doch niet alleen de telegraaf-toostellen zijn bü de onderaardsche telegrafie verschillend van die der landlijnen, ook de geleidingen moeten geheel anders geconstrueerd zijn; en daarom zullen wij de onderzeesche telegrafie in een afzonderlijk hoofdstuk behandelen. Dat de onderzeesche telegrafische verbindingen voor ons maatschappelijk verkeer van het grootste belang zijn, zullen wij wel niet nader behoeven te betoogen; de ontzaglijke voordeelen, welke zij opleveren, loopen daartoe te zeer in het oog, zoodat ieder zich van de groote beteekenis der onderzeesche telegrafie wel bewust zal zijn. Het eerste denkbeeld eener onderzeesche telegrafie ging van Wheatstone uit, die reeds in 1837, kort nadat hjj zich met Cooke verbonden had, het plan opvatte, Engeland en Frankrijk telegrafisch te verbinden. Hij wilde hiervoor een kabel gebruiken, die uit zeven in elkander gewikkelde en met geteerden hennep omsponnen koperdraden bestond, en deed in 1844 vele proeven, om zich zekerheid te verschaften omtrent de uitvoerbaarheid van dit denkbeeld. Op dezelfde gedachte kwam een ander uitvinder, Morse, die in het jaar 1843 aan het departement van financiën der Vereenigde Staten het voorstel deed, eene telegrafische verbinding tusschen Engeland en Amerika tot stand te brengen. De toenmalige isolatie middelen waren evenwel nog niet voldoende, om een in het water liggenden kabel doorloopend te isoleeren, en eerst toen het caoutchouc en de gutta-percha in Europa werden ingevoerd, beschikte men over stoffen, waaruit een vertrouwbaar bekleedsel voor in het water liggende geleidingen kan worden vervaardigd. De voortreffelijke electrische eigenschappen dezer harsen werden al spoedig ontdekt, en het was Werner Siemens, die het eerst op de bruikbaarheid der gutta-percha als isolatie-middel opmerkzaam maakte en machines construeerde, om isoleerende bekleedsels van deze stof om geleidingsdraden aan te brengen. In het jaar 1848 legde hij zelf geleidingen, die met gutta-percha waren geïsoleerd, in de haven van Kiel, waar zjj tot het ontsteken van mijnen moesten dienen. Een dergelijke proef met onder water aangebrachte geleidingen werd in hetzelfde jaar door Armstrong in Amerika genomen, en wel met zulk een goeden uitslag, dat hij onmiddellijk voorstelde eene telegrafische verbinding tusschen Amerika en Europa te maken. Een jaar vroeger had John W. Brett van de Fransche regeering concessie gekregen tot het aanleggen eener telegraaflijn tusschen Frankrijk en Engeland, doch zij werd weder ingetrokken, omdat h\j op den vastgestelden tijd niet met den aanleg gereed was; in 1849 werd zij hem opnieuw verleend, evenwel onder voorwaarde, dat de verbinding op den lsten September 1850 voltooid moest zijn. Er vormde zich nu de „Compagnie du télégraphe sous-inarin de la Manche", die een kabel voor de onderzeesche lijn liet vervaardigen. Deze bestond uit een twee millimeters dikken koperdraad, waar omheen men een dik gutta-percha omhulsel van 12.5 millimeter uitwendige middellijn had aangebracht. De techniek der gutta-percha bekleedsels was toen nog zeer gebrekkig en men moest den kabel uit stukken van honderd meters samenstellen, welke men op het kabelschip tot één geheel vereenigde. De methoden tot het meten der isolatie waren nog zeer primitief en daarom had de eerste onderzeesche kabel al zeer weinig kans van slagen. Zijne grootste fout was evenwel, dat het isoleerende omhulsel geen bekleedsel had, dat het tegen mechanische beschadiging beschutte, en aan dit gebrek ging hij ook spoedig ten gronde. Hierdoor was men evenwel eene ervaring rijker geworden, waarvan men later partij zou trekken. Op den 23sten Augustus 1850 ging een klein eskader bij Dover in zee, de „O-oliath", die den kabel bevatte, en eene stoomboot, om het kabelschip te sleepen; vooraan voer het oorlogsschip „Wigdeon", dat den van te voren nauwkeurig bepaalden weg moest aanwijzen. Voordat de zon ter kimme neigde, was reeds de „Goliath" aan de boei te Calais aangekomen, die het einde van den reeds gelegden kustkabel droeg. Van het schip uit seinde men nog 's avonds naar de Engelsche kust en verbond den volgenden morgen de beide kabels, om daarna de verbinding met eene naald-telegraaf te beproeven. Maar helaas kreeg men van de Engelsche zijde geen antwoord en er bleef geen twijfel meer bestaan, of de kabel was onbruikbaar geworden, nog voordat hij in werking was gesteld. Het gelukte aan Brett eene nieuwe concessie te verkrijgen, maar bijna was ook deze nutteloos gebleven, daar hij de noodige gelden voor zijne onderneming niet by elkander kon krijgen; toen kwam hem evenwel een energiek man te hulp, Crampton, die niet alleen het kapitaal verschafte, maar ook aan den nieuwen kabel eene constructie gaf, die voor alle latere kabels als voorbeeld heeft gediend. Op den 25sten September 1851 werd de kabel gelegd en hij is nog heden in werking, ofschoon er sedert dien tijd menige reparatie aan noodig is geweest. Zooals uit Fig. I op Plaat X blijkt, bestaat de kabel, die dezelfde middellijn heeft als in de Figuur, uit vier koperdraden, waarvan elk met een ongeveer zes millimeters dik gutta-percha bekleedsel is omgeven. Deze vier aderen zijn met vijf ronde, geteerde hennepsnoeren tot een kabel in elkander gedraaid, die met een geteerd henneptouw is omwikkeld. Om dit touw is nog eene laag hennep aangebracht en het geheel met tien gegalvaniseerde ijzerdraden, elk van zeven millimeters middellijn, omstrengeld. De goede uitslag, waarmede deze poging, om eene telegrafische verbinding tusschen Engeland en Frankrijk tot stand te brengen, was bekroond, gaf aanleiding tot verdere ondernemingen, en er ontstonden nu spoedig nieuwe verbindingen, zooals tusschen Engeland en Ierland, tusschen Engeland en Nederland, Zweden en Noorwegen, tusschen Italië, Sardinië en Corsica. Wij kunnen alle deze voor de ontwikkeling der onderzeesche telegrafie zeer beteekenisvolle telegraaflijnen niet ieder afzonderlijk behandelen en zullen daarom overgaan tot de bespreking van de belangrijkste onderneming, de transatlantische verbinding, die ons gelegenheid zal geven het leggen der kabels met de hiervoor benoodigde inrichtingen en de te overwinnen moeilijkheden te leeren kennen. Dat deze verbinding, niettegenstaande alle wederwaardigheden en mislukkingen, toch tot stand gekomen is, heeft de menschheid te danken aan de energie en de bekwaamheid van een Amerikaan, Cyrus Field, die zich door alle tegenspoeden, welke de trans-atlantische telegrafie in hare kindsheid heeft moeten ondervinden, niet liet afschrikken of ontmoedigen, en die zich door eene mislukte noging er niet van liet terugbrengen de zaak telkens opnieuw ter hand te nemen en de handigheid had de angstige kapitalisten voor zijne onderneming te winnen. Cyrus Field had de concessie voor de telegrafische verbinding tusschen Amerika en New-Foundland van z}jn voorganger overgenomen, die haar bij gebrek aan geldmiddelen moest overdoen; deze verbinding had Cyrus Field in het jaar 1855 voltooid. Hij begaf zich nu in het volgend jaar naar Engeland en vond daar bij Brett en anderen ondersteuning voor zijn grootsch plan: Ierland en New-Foundland te verbinden. B\i de voorloopige proeven, die voor de onderneming door Whitehouse werden genomen, bemerkte men voor het eerst de vertraging in het overseinen der teekens, een verschijnsel, dat men toen nog niet kon verklaren; te geiyker tijd nam Whitehouse ook waar, dat deze vertraging minder werd, wanneer men wisselstroomen toepaste. Met dit feit, hetwelk door de lading van den kabel wordt veroorzaakt, werd eerst later in de onderzeesche telegrafie rekening gehouden. De trans-atlantische verbinding. In Februari van het jaar 1857 begon men met de vervaardiging van den kabel, die uit eene koperen kern, bestaande uit zeven draden, met een gutta-percha bekleedsel van ongeveer vijftien millimeters, was samengesteld; hier omheen was een mantel van geteerden hennep aangebracht en deze kabel ten slotte met achttien snoeren ijzerdraad, die elk uit zeven draden bestonden, omsponnen (Fig. II, Plaat X). De einden, die b\j de kust lagen, had men nog meer tegen mechanische beschadigingen beveiligd. De vervaardiging van den kabel ging ongelukkigerwijze te overhaast; in vier maanden was hij geheel gereed, zoodat er gebrekkige plaatsen in ontstonden, welke later den kabel ten verderve zouden voeren. Voor het leggen van den kabel was eene groote hoogvlakte in de zee uitgekozen, die ziek tusschen Ierland en New-Foundland uitstrekt en tegenwoordig, als rustplaats van vele kabels, de telegrafen-hoogvlakte wordt genoemd. De bodem bestaat daar uit grauw zand, dat een goed bed voor de kabels uitmaakt en zeer bevorderlijk is voor hun behoud. Op den 6den Augustus 1857 stak de kleine vloot, die den kabel zou leggen, uit de haven van Valentia, in Ierland, in zee; zij bestond uit twee schepen, die elk eene helft van den kabel bevatten, een schip, dat den weg moest aangeven, eene Amerikaansche en eene Engelsche korvet, en twee kleinere stoombootjes voor ondiep water. De kustkabel was reeds daags te voren gelegd en werd nu met den zeekabel verbonden, waarop het uitrollen van den kabel met eene snelheid van twee zeemijlen per uur begon. Na drie kwartier sprong de kabel uit de geleidingsrol, waardoor hij brak, en eerst des avonds van den volgenden dag waren de gebroken einden weder met elkander verbonden. De reis ging nu gedurende eenige dagen zonder tegenspoed verder, maar op den llden Augustus werd de zee onstuimig en de onhandige besturing van de rem in het uitrol-toestel door een werkman had eene breuk van den kabel ten gevolge, waarvan reeds meer dan 300 mijlen waren gelegd. Daar men er niet in slaagde het afgebroken einde op te visschen, keerden de schepen terug, en de kabels werden er weder uitgenomen, ten einde nagezien te worden. De gebrekkige plaatsen werden weggesneden en een nieuw stuk van 750 mijlen werd er bij gemaakt. In het voorjaar van 1858 begaven de beide kabelschepen zich naar het midden van den Oceaan, vereenigden hunne kabeleinden en begonnen nu, het eene in de richting van New-Foundland, het andere naar Engeland toe, den kabel uit te rollen. Drie malen mislukte de onderneming door kabelbreuk, en eerst toen de kabels voor de vierde maal op den Oceaan verbonden waren, gelukte het aan beide schepen op den 5den Augustus de einden tot aan de kusten der oude en nieuwe wereld te brengen. Weldra vlogen de gelukwenschen der koningin van Engeland en van den president der Vereenigde Staten van land tot land, de groote steden illumineerden en Amerika zwom in vreugde. Maar terwijl de geestdrift over het gelukken der onderneming steeds klom, begon de kabel den dienst te weigeren, en het gelukte wel is waar de verbinding nog gedurende eenige dagen in stand te houden, doch reeds op den 1 sten September was de kabel geheel stom. Hij heeft in het geheel slechts twintig dagen gewerkt en is niet eens ten dienste van het algemeen verkeer in gebruik gesteld. De belangrijkste daad, welke hij volbracht heeft, is het overbrengen van een telegram geweest van de Engelsche aan de Cana'deesche regeering, om een bevel tot terugkeering van twee regimenten bijtijds te hei roepen, waardoor hij aan Engeland eene noodelooze uitgaaf van een paar millioen heeft bespaard. Door welke oorzaak de kabel onbruikbaar geworden is, heeft men niet kunnen ontdekken. Het gelukte niet, hem weder op te halen, en zoo rust hij dan werkeloos, maar historisch beroemd op den bodem der zee; want een onschatbaren dienst heeft deze kabel der menschheid bewezen door het bewijs te leveren, dat men van Engeland door den Oceaan naar Amerika kon telegrafeeren, en dit gaf den koenen ondernemers weder moed het werk opnieuw ter hand te nemen en het ten slotte tot een gelukkig einde te brengen. Deze mislukte poging, om eene trans-atlantische verbinding tot stand te biengen, werd spoedig in 1857 door eene tweede gevolgd bij het leggen van den kabel tusschen Suez en Indië, die eene totale lengte had van 3000 zeemijlen. Ook daar was men genoodzaakt den kabel reeds na verloop van korten tijd als verloren te beschouwen. Beide ondernemingen, de transatlantische en de Indische, hadden meer dan 14 millioen gulden verslonden, waarvan zoo goed als niets gered was, behalve de kostbare ondervinding, die men bij deze mislukte pogingen had opgedaan. Nu was in deze verliezen de Engelsche regeering met groote sommen betrokken, omdat zij een zekeren interest van het kapitaal had gegarandeerd, en zij besloot daarom eerst de uitvoerbaarheid der onderzeesche telegrafie door eene commissie van deskundigen grondig te doen onderzoeken, alvorens nieuwe concessies te verleenen. Door de handelskamer (Board of Trade) en de „Trans-atlantische Telegraaf-Maatschappij" werden vier leden voor deze commissie gekozen, die, na uitvoerige beraadslagingen en door het raadplegen van autoriteiten op het gebied der telegrafie en der electriciteitsleer, de grondbeginselen vaststelde, waarop de aanleg van dergelijke telegraaflijnen moet bei usten. Eene reeks proefnemingen werd door de commissie en door andere geleerden en deskundigen op dit gebied genomen, ten einde alle invloeden, waarmede bij de onderzeesche kabels rekening moet worden gehouden, vast te stellen, en zoo kon de commissie, de resultaten, door al deze onderzoekingen verkregen, samenvattende, in haar rapport van April 1861 verklaren, dat volgens hare overtuiging het mislukken der verschillende ondernemingen moest woiden toegeschreven aan fouten, welke men had kunnen vermijden, en dat Kabel - Constructies. PI.AAT X. men dus met volle zekerheid van slagen onderzeesche kabels kon leggen en in gebruik nemen. Dit grootsche werk is de grondsteen geweest, waarop de tegenwoordige onderzeesche telegrafie is opgebouwd. De onverschrokken Cyrus Field toog nu opnieuw aan den arbeid en daar de onderzoekingen van de genoemde commissie de theoretische mogelijkheid van de trans-atlantische telegrafische verbinding hadden aangetoond, en bovendien de welgelukte uitvoering van verschillende kleinere verbindingen dit nog had bevestigd, werd het groote werk opnieuw ondernomen, nadat men door een nauwkeurig onderzoek van den bodem der zee de beste lijn voor den kabel had vastgesteld. De nieuwe kabel bestond uit een koord van zeven in elkander gedraaide koperdraden, die door vier lagen guttapercha geïsoleerd was (Fig. III, Plaat X); tusschen den draad en het binnenste gutta percha omhulsel, evenals tusschen de verschillende gutta percha bekleedsels zelve, was eene laag Chatterton compound aangebracht, die den diaad en de omhulsels innig met elkander verbond en het ontstaan van luchtblazen belette. De koperen kern zelve was in vergelijking met de kabels van 1858 dikker en van beter materiaal vervaardigd, zoodat de weerstand van den nieuwen kabel belangrijk minder was dan van die der oudere kabels. Om het gutta percha bekleedsel was eene laag geteerde hennep gelegd en hier omheen waren tien staaldraden gevlochten, die ter eigen beschutting met geteerden manilla-hennep waren omsponnen. De totale middellijn van den kabel was 27 millimeters; voor de einden bij de kust was de kabel nog van eene tweede omspinning, bestaande uit twaalf ijzerdraadsnoeren, voorzien, waarvan elk drie draden van 6,5 millmeter middellijn bevatte. De vroegere bezwaren, die uit het aanwenden van twee schepen waren voortgevloeid, noopten de ondernemers ditmaal den kabel van één schip af uit te rollen en hiervoor werd het reuzenschip „Great Eastern" aangewezen. Op den 223ton Juli 1865 begon het leggen van den kustkabel, hetgeen zonder eenig ongeval gelukkig \^n stapel liep, en des anderen daags verbond de „Great Eastern", waarop kapitein Anderson het commando voerde, zijn grooten kabel met het reeds gelegde stuk bij de kust, om daarna den tocht te aanvaarden en zijn kostbare last aan de zee toe te vertrouwen. Twee schepen der Engelsche marine, de „Sphinx en de ,Terrible", begeleidden haar. De werkzaamheden voor het leggen van den kabel werden bestuurd doorCANNiNG, terwijl Lord Kelvin, toenmaals nog William Thomson, en F. Varley als electriciens den tocht meemaakten. Reeds den volgenden dag vertoonde de kabel eene fout en was men genoodzaakt meer dan tien mijlen er van weer op te winden, ten einde de fout te ontdekken, die daardoor was ontstaan, dat een stuk draad den kabel doorboord en de koperen kern met het ijzeren bekleedsel in contact gebracht had. Het beschadigde stuk werd weggesneden, de einden werden weder te zamen gesplitst en de „Great Eastern" stoomde verder. Na vijf dagen, nadat er reeds 716 mijlen kabel waren gelegd, ontdekte men opnieuw eene fout; alweder moest de kabel opgewonden en de fout, die volkomen gelijk was aan de eerste, hersteld worden. Dit opvallende verschijnsel van twee geheel gelijksoortige fouten veroorzaakte bij de belarghebbenden eene levendige en verklaarbare ongerustheid en men sprak reeds van gehuurde kabelmoordenaars, die als arbeiders toegang tot het schip hadden weten te krijgen. Hoeveel moeite het opzoeken van zulk eene fout veroorzaakt, zal men eerst recht beseffen, wanneer men verneemt, dat daartoe vele mijlen kabel duim voor duim moeten worden nagezien, zooals dit door Fig. 782 aanschouwelijk wordt voorgesteld. Op den 2. gemakkelijk is, zal de lezer zich kunnen voorstellen, wanneer hij bedenkt, dat de lichtstreep niet met scherp afgescheiden bewegingen naar rechts en links gaat, maar trillend heen en weer schommelt en de teekens onafgebroken en snel op elkander volgen. Er zijn daarom eene groote mate van oefening en eene scherpe en aanhoudende opmeikzaamheid toe noodig, om deze onzeker flikkerende teekens op hetzelfde oogenblik af te lezen. De inrichting van het toestel blijkt uit de Fig. 786 en 787. Wy zien hier den spiegel-galvanometer, dien wij straks nader zullen beschrijven, tegenover de lamp geplaatst, die haar licht in een door eene lens geconcentreerden straal op den spiegel van het apparaat werpt. Deze kaatst haar op de verdeelde schaal terug, waar zij als eene lichtstreep zichtbaar wordt. Opdat de licht- oviiaai vv acvi teekens duidelijk waar te nemen zijn, bevindt de telegrafist zich met zijn apparaat in eene donkere kamer. De galvanometer is in Fig. 788 afgebeeld. Hü bestaat uit een draadklos, die uit meer dan duizend windingen van een zeer fijnen omsponnen draad is samengesteld. In de holte van den klos wordt eene koperen buis geschoven (Fig. 788), aan welker ééne einde de spiegel en de magneetnaald zijn bevestigd. Deze spiegel, die in Fig. 788 (boven) afzonderlijk is afgebeeld, is met twee korte cocondraden aan de buis bevestigd en kan zich dus in het midden van de buis naar beide zijden een weinig draaien. Tegen de achter zijde van den spiegel is een klein stukje staal, dat magnetisch is, gekleefd, en op deze wijze zijn spiegel en magneet tot één geheel vereenigd. Wanneer nu de magneet onder den invloed van den electrischen stroom eene afwijking heeft ondergaan, dan zal hij, nadat de stroom reeds heeft opgehouden te werken, nog geruimen t\jd heen en weer slingeren en de telegrafist zal daardoor in de onzekerheid verkeeren of deze bewegingen teekens moeten voor¬ stellen of niet. Ten einde deze slingeringen zooveel mogelijk te dempen, heeft de Firma Siemens Brothers, te Londen, de koperen buis R (Fig. 789) met verdunde glycerine gevuld, waardoor de naald zeer spoedig tot rust komt en het apparaat een nieuw teeken kan geven. Deze glvcerine-vulling belet het doorgaan van defl lichtstraal niet. De stroomen van verschillende richting, die de teekens in het sein-ontvangende station moeten te voorschijn roepen, worden door middel van twee sleutels in de ljjn gezonden, waarvan de eene de lichtstreep in het verwijderde station naar links, de andere naar rechts doet afwijken. Fig. 790 eeeft eene afbeel¬ ding van zulk een dubbelen sleutel voor de onderzeesche telegrafie. Deze kan ook gebruikt worden, om de afgezonden teekens gelijktijdig in eene tweede stroombaan, waarin een schrijfapparaat is geschakeld, dat in het seingevende station is opgesteld, te laten gaan, zoodat men kan controleeren of de overgeseinde depêche juist is. In Fig. 791 is eene afbeelding gegeven van een telegraafkantoor voor eeno onderzeesche lijn. De verbinding der beide stations en hunne apparaten blijkt uit Fig. 792. De omschakeling der leiding van den sein-ontvanger op den seingever geschiedt door de toestellen I, en I2, waarvan de krukken met de hand worden omgezet. In het schema (Fig. 792) zijn de seingever M van het linksche en de seinontvanger G van het rechtsche station met de telegraaflijn verbonden. Het zal den lezer nu opvallen, dat beide stations op de plaatsen C, en C» van den kabel gescheiden zijn, en hij zal zich afvragen: hoe kan men den stroom door zulk eene afgebroken leiding zenden ? Ter verklaring dezer inrichting herinneren wü den lezer aan de Leidsclie flesch. Wanneer wij het eene bekleedsel van dit toestel met de positieve pool eener batterü verbinden, dan zal het met positieve electriciteit geladen worden, terwijl zich op het andere bekleedsel negatieve electriciteit opgehoopt heeft en daarentegen positieve afgostooten wordt. Stellen wü ons nu de twee inrichtingen C, en C, als twee Leidsche tlesschen voor, welker binnenbekleedsels door den kabel vereenigd zijn, terwijl de buitenste bekleedsels met den zender in het eene en met den ontvanger in liet andere station verbonden worden. Wanneer het links gelegen station door een druk op den betreffenden sleutel het buitenste bekleedsel van zijne Leidsche flesch met positieve electriciteit laadt, dan zal zich op het binnenste bekleedsel negatieve electriciteit ophoopen; de positieve electriciteit wordt daarentegen afgestooten, gaat door den kabel naar het andere station en iaadt het binnenste bekleedsel der aldaar opgestelde Leidsche flesch. Van het buitenste bekleedsel dezer flesch wordt evenwel op analoge wijze positieve electriciteit afgestooten, die nu door den sein-ontvanger naar de aarde gaat en zich zoodoende met de in het andere station eveneens naar de aarde afgeleide negatieve electriciteit vereenigen kan. Wü zien dus, dat de Leidsche flesschen de verschillende stroomstooten voortleiden, en daar de verschillende telegrafeerstroomen der kabel-telegrafie uit zulke afzonderlijke stroomstooten en niet uit langer aanhoudende stroomen bestaan, belet de inschakeling der Leidsche flesschen de overbrenging deiafgezonden stroomen niet. Welk voordeel bereiken wij nu door deze inrichting? Wij hebben er reeds vroeger op gewezen, dat een kabel eene electrische lading opneemt. Wanneer wij hem nu onmiddellijk met eene pool der batterij verbonden, dan zou de geheele kabel met de electriciteit der pool geladen worden. Bij de zooeven beschreven inrichting zijn de einden der kabels daar- entegen niet tegengestelde electriciteit geladen. Wanneer wij nu onze Leidsche flesch op het seingevende station ontladen, zal zoowel bij deze als bij de andere flesch de vastgehouden lading vrijgelaten worden; deze tegengestelde ladingen vereffenen zich snel en wjj behoeven dus niet eerst, zooals bij de directe verbinding van den kabel met het toestel, de geheele lading van den kabel te laten afvloeien of door eene tegengestelde lading te doen vernietigen, maar de vereffening geschiedt vanzelf in den kabel. De toepassing der Leidsche flesschen bespoedigt dus de vernietiging der lading en vergroot daardoor de snelheid, waarmede men kan telegrafeeren, hetgeen dan ook het doel is van deze inrichting; bovendien heeft zij echter nog het voordeel, dat zij bij een langeren druk op den sleutel geen aanhoudenden stroom, doch slechts een korten stroomstoot geeft, zoodat de naald, wanneer zij door dezen impuls afwijkt, onmiddellijk tot het nulpunt terugkeert. Men past nu niet, zooals wij tot nu toe ter verduidelijking hebben verondersteld, Leidsche flesschen toe, maar opzamelingstoestellen, welke eene veel grootere lading kunnen opnemen, de zoogenaamde condensatoren, wier constructie wij reeds op blz. 33 hebben leeren kennen. Er moet hier nog opgemerkt worden, dat de toepassing der condensatoren nog een ander belangrijk voordeel oplevert. De aarde zelve is ook electrisch geladen en de spanning is er niet op alle plaatsen dezelfde; daardoor ontstaan de zoogenaamde aardstroomen, die de oppervlakte der aarde doortrekken en het best met de bewegingen van de atmosfeer, met de winden, kunnen worden vergeleken, die ook door drukverschillen, namelijk in de lucht, veroorzaakt worden. Nu komt het voor, dat de electrische druk in Amerika belangrijk grooter of kleiner is dan in Engeland en in zulke gevallen zou de electriciteit bij hare vereffening den voor haar uiterst gemakkelijken weg door den kabel nemen, wanneer deze weg niet door de condensatoren versperd was; zij zou dan de magneetnaalden van de spiegel-galvanometers in beweging brengen en de getelegrafeerde teekens onduidelijk maken. Deze onbevoegde inmenging is hun nu, zooals ook behoort, door de beschreven inrichting belet. Schrgf-telegraaf voor onderzeesche kabels. Het gebruik van den spiegelgalvanometer voor het overbrengen der teekens is niet alleen zeer vermoeiend voor de beambten, maar brengt ook alle nadeelen met zich mede, welke den telegraaftoestellen met vergankelijke teekens aankleven. Men streefde er daarom naar de overgeseinde teekens door den stroom te laton opschrijven, hetgeen, de uiterst zwakke werking in aanmerking nemende, een zeer moeilijk vraagstuk was. Den genialen Engelschen natuurkundige thomson, later Lord kelvin (in 1908 overleden), wien de onderzeesche telegrafie zooveel verschuldigd is, gelukte het een vernuftig toestel te construeeren, dat het in Amerika opgegeven telegram in Engeland opschrijft, zoodat de beambte het op zijn gemak aflezen en in gewoon schrift overbrengen kan. Het is de hevelschrijver (syphon-recorder), aldus genoemd naar een zijner deelen, waarmede wjj de beschrijving van het apparaat zullen beginnen. Op eene strook papier, die, evenals bij het MoRSE-toestel, door een uurwerk voortgeschoven wordt, ligt op zeer geringen afstand het eene einde van een uiterst fijn glazen buisje t (Fig. 793), hetwelk als een hevel gebogen is en met zijn kortste been in een bakje met blauwe verf (aniline-oplossing) steekt. Wanneer nu de hevel loodrecht op de bewegingsrichting van het papier wordt bewogen en er eene voldoende hoeveelheid blauwe verf uit het buisje vloeit, dan ontstaat er op het papier eene gegolfde lijn. Laten wij hem zoodanig bewegen, dat hij door een uit den kabel komenden stroomstoot van de eene rich.ting naar rechts, door een anderen van de tegenovergestelde richting naar links uitwijkt, dat zullen er uit de bewegingen van den hevel op dezelfde wijze teekens kunnen worden samengesteld als door middel van de bewegingen deimagneetnaald in den spiegelgalvanometer, met dit verschil alleen, dat de hevel zijne bewegingen opteekent en men dus uit de verschillende golven der lijn tot de overgeseinde teekens kan besluiten. Het komt er nu op aan, om de uiterst zwakke stroomstooten, die uit den kabel komen, ter beweging van den hevel te gebruiken, en ten tweede om de blauwe verf door het nauwe buisje te brengen, want vrijwillig gaat zij niet door dat fijne haarbuisje. Door de volgende inrichting, waarvan wij het principe al hebben leeren kennen bij de beschrijving der meetinstrumenten op blz. 359, wordt de beweging van den hevel door de zwakke stroomen uit den kabel te voorschijn geroepen. Tusschen de polen van een zeer krachtigen magneet (Fig. 794) hangt een rechthoekig raamwerk, waarop in vele windingen een zeer fijne draad is gewikkeld. Daar het aan een fijnen zijden draad is opgehangen, kan het gemakkelijk draaien; twee van onderen aangebrachte draden, waaraan kleine gewichten hangen, brengen het in zijn evenwichtsstand terug. In de holle ruimte van den draadklos is eene ijzeren kern gestoken, die niet met het raamwerk verbonden is en ten doel heeft aan de krachtlijnen, welke van pool tot pool gaan, een beteren weg te verschaffen. Wordt er nu door de windingen van den draadklos een stroom geleid, dan zal de klos zelf als een magneet werken en naar gelang van de stroomrichting zijne voorzijde naar de eene of naar de andere pool, zijne achterzijde naar de tegengestelde pool trachten toe te keeren, waardoor hot raamwerk eene draaiende beweging zal uitvoeren. Nu is de draadklos in de leiding geschakeld, waartoe de beide boven aan het raamwerk zichtbare toevoerleidingen dienen. Iedere uit den kabel komende stroomstoot zal dus aan het raamwerk eene afwijking mededeelen en de inrichting is gevoelig genoeg, dat de zwakke stroomwerkingen, zooals zü door den kabel worden overgebracht, eene voldoende beweging van den draadklos kunnen te voorschijn roepen. Wy zullen nu eens nagaan, hoe de beweging van den klos op den hevel wordt overgebracht. Hiertoe is deze in een zadel Q (Fig. 793 en 795) van aluminium gelegd, die aan een horizontaal gespannen metaaldraadje ii hangt. Door nu dezen draad ii met behulp van den knop r een weinig te draaien, geeft men aan den hevel eene afwijking naar de eene zijde; hij komt dan steeds in dezen stand terug, wanneer hy naar de andere zijde bewogen was en weer vrijgelaten wordt. Aan het beweeglijke raamwerk is nu een zijden draadje b bevestigd, dat aan den kleinen, om een metaaldraadje draaibaren hefboom j gebonden is. Van dezen hefboom gaat een tweede draad c naar den hevel. Draait nu de draadklos naar de eene zijde, dan wordt de draad b aangetrokken en daardoor de spits van den hevel op het papier verschoven. Houdt de trekking aan den draad op, dan wordt de spits van den hevel door de veerende werking van den draad i i naar de andere zijde van de strook papier gebracht. Opdat nu, wanneer het raamwerk in rust is, de spits van den hevel zich in het midden van het papier bevinde, werkt op den draadklos oen zeer fijn veertje q, waarvan de werking gelijk en tegengesteld is aan de veerkracht van den draad i i. Door deze constructie, waarbij alle deelen zich met zoo weinig mogelijk wrijving bewegen, is het mogelijk, door de zwakke stroomwerking eene mechanische werking op den hevel uit te oefenen en aan dezen eene afwijking naar rechts of links mede te deelen. Het komt er ten slotte nog op aan, om het tweede vraagstuk optelossen: de vloeibare verf uit het haarbuisje te doen vloeien, en deze moeilijkheid heeft Thomson op zeer geniale wijze overwonnen. Hiertoe is het verfbakje met de eene pool eener kleine electriseermachine verbonden, en doordat nu de electriciteit hiervan door de vloeistof in den hevel naar het papier en verder naar Fig. 796. de andere pool der electriseermachine gaat, drijft zij volgens een bekend verschijnsel de vloeistof door het buisje. De electriseermachine is een inductie-machinetje van bijzondere constructie, die wij hier niet verder kunnen beschrijven. Zy wordt door een kleinen electrischen motor gedreven, en motor en electriseermachine zijn op zeer handige wijze tot één werktuig vereenigd. De motor doet ook dienst voor de beweging van het papier. In Fig. 796, waarin de hevelschrijver in zijn geheel is afgebeeld, zien wij de inrichting boven in het toestel staan. Ter verdere verklaring van de Figuur merken wij nog op. dat de met MM aangeduide cylinder den electro-magneet bevat en tusschen de polen liet raamwerk (Zie Fig. 794) met de windingen is aangebracht. In Fig. 797 geven wij nog eene afbeelding van het golvend schrift van dit toestel, waaruit men de verschillende letters van het alphabet kan leeren kennen. De bochten naar boven zijn de punten, die naar beneden de strepen van het MoRSE-alphabet. Door Armstrong en Obling is een ander systeem bedacht, waarbij gebruik gemaakt wordt van den capillair-electrometer van LippmanN- Deze bestaat in principe uit een met kwik gevuld haarbuisje, dat in verdund zwavelzuur gedompeld is. Gaat er nu een stroom doorheen, dan wordt daardoor de oppervlakte-spanning van den kwikmeniscus veranderd, waardoor deze zich verplaatst en wel evenredig met de aangelegde electrische spanning. Deze behoeft slechts uiterst zwak te zijn, daar het apparaat zeer gevoelig is. De kwik-meniscus wordt nu vergroot op een bewegende bandfilrn gefotografeerd, zoodat daarop ie telegrafische stroom- stooten zichtbaar worden. Volgens mededeeling werkt het toestel tweemaal zoo snel als de hevelschrijver, met veel zwakkere stroomen. Zelfwerkende telegrafen. Voor telegraaflijnen, waarbij het er op aan komt, zooveel mogelijk van den tijd party te trekken, heeft men toestellen geconstrueerd, welke de opgegeven telegrammen automatisch afzenden en op deze wijze veel sneller berichten overseinen dan met handenarbeid mogelijk is. Natuurlijk moet de depêche eerst in een anderen vorm gebracht worden, opdat het toestel haar in rhvthmisctie stroomstooten kan omzetten. Hoe dit wordt bereikt, zullen wij straks verklaren, nadat wij het sein-ontvangende apparaat hebben beschreven, waarvoor wij den undulator van Laüritsen kiezen. Dit toestel wordt door de „Groote Noorsche Telegraaf-Maatschappij" gebruikt, die kabels van Scandinavië naar Engeland en Denemarken en uitgestrekte lijnen naar Oost-Azië bezit. Op de onderzeesche kabels werkt de undulator tot op 1300 kilometers lengte, dus op niet zulke groote afstanden als de hevelschrijver, maar overtreft dezen op lijnen van gemiddelde lengte wat eenvoudigheid en snelheid van overseinen betreft. Zooals uit Fig. 798 en 799 blijkt, bestaat de undulator uit een uurwerk, hetwelk, evenals in het MoRSE-toestel, eene papierstrook vooitbeweegt. Op deze strook schrijft nu een verfbuisje, dat zich loodrecht op de bewegings¬ richting van de papierstrook over deze heen en weer beweegt, eene golvende lijn, die een soortgelijk schrift vormt als de svnhonrecorder en met hare ricnung van ue papiurtsuuuK. lijn, die een soortgelijk schrift ' golven naar de ééne zijde de punten, met die naar de andere zijde de strepen van het Morsealphabet voorstelt. Het schrijftoestel is nu zoodanig ingericht, dat het bij stroomstooten der eene richting het schrijfhuisje naar de eene, bij die der andere stroomrichting naar de andere zijde doet afwijken, zoodat door den seingever voor ieder punt van het MoRSE-alphabet een stroomstoot in de eene richting, voor iedere streep een stroomstoot in de andere richting moet worden Fig. 799. afgezonden. De verschillende afwijkingen van het schrijibuisje worden nu op de volgende wijze te voorschijn geroepen. Op eene koperen plaat staan in een \ieihoek vier electro-magneten , waartussclien zich een gepolariseerd anker kan bewegen. Dit bestaat uit twee gebogen en tot een X-vormig lichaam verbonden staal plaatjes, die sterk gemagnetiseerd zijn en van onderen gelijke polen hebben. De polariteit der electro-magneten is zoodanig gekozen, dat bijvoorbeeld by eene stroomrichting de links staande electro-magneet (Fig. 799 en 801) het bybehoorende staalplaatje aantrekt, terwijl de achter hem staande, in de Figuur niet zichtbare electro-magneet dat plaatje afstoot. Op dezelfde wijze wordt het tweede staalplaatje door zijne electro-magneten zoodanig bewogen, dat het naar achteren gaat, dus gelijke draairichting heeft met het eerste plaatje. Alle acht polen der electro-magneten werken dus op het gepolariseerde anker in dezelfde richting. Dit anker is aan eene verticale as verbonden, waarop het schrijfhuisje is bevestigd (Fig. 800 en 801). Dit laatste staat met het verfbakje in verbinding en brengt den aniline-inkt op de papierstrook. Aan de punt van het buisje komt de verf in den vorm van een half bolletje te voorschijn en wordt door aanraking met de strook op het papier gebracht. Men zal nu ffemakkeliik betrriinen, dat, wanneer er stroomen van verschil¬ lende richtingen uit den kabel komen, de electro-magneten telkens van polariteit zullen veranderen, daardoor het schrijfhuisje nu eens naar de eene en dan weer naar de andere richting zal afwijken, en op de papierstrook dus het golvende schrift zal ontstaan, waaruit wjj de woorden van het telegram kunnen vormen. Gaan wij nu eens na, hoe de verschillend gerichte stroomstooten worden afgezonden! Hiertoe laat men eene papierstrook door een uurwerk bewegen, evenals in het HoRSE-toestel. De strook bevat twee rijen gaatjes en voor ieder gat der eene rij zendt het toestel een stroom in de eene richting, voor ieder gat der andere rij een stroom in tegenovergestelde richting uit. Hiertoe liggen op de strook twee contacthefboomen; voor elk der beide rijen gaatjes één. Komt nu by de voortbeweging van de papierstrook door het uurwerk een gat van eene der rijen voor de punt van den betreft'enden contact-hefboom, dan gaat deze door het gat en sluit daardoor den stroom. De verbinding der beide hefboomen met de batterij is nu zoodanig gekozen, dat de eene contacthefboom een stroom van de eene richting en de andere een stroom van tegenovergestelde richting in de leiding zendt. In Fig. 802 geven wij eene afbeelding van zulk een zelfwerkenden seingever van het met den undulator verwante toestel van Wheatstone, vervaardigd door de bekende Enyelsche firma Elliot Brothers. Ten einde dus de verschillend gerichte stroomstooten, welke met de punten en de strepen van het MoRSE-alphabet overeenkomen, te voorschijn te roepen, moeten wij slechts de gaten in de volgorde en in den stand, zooals de opeenvolging der teekens dit aangeeft, in de papierstrook uitslaan en deze aldus voorbereide strooken in den seingever brengen, die dan, het papier door zijn uur- v4uui 6^)11 werk voortschuivend, de stroomstooten in de gewenschte volgorde afzendt. Daar deze afzending zeer veel snenei geschiedt dan met de hand en de seinontvanger in staat is deze snelle wisseling te volgen, zal door de toepassing van dit apparaat het overseinen worden bespoedigd Nu moeten wel is waar de gaatjes in de papierstrook met de hand geslagen worden, en men zou dus kunnen meenen, dat deze arbeid evenveel tijd in beslag neemt als de beweging van den MoRSE-sleutel. Dit is ook zonder twijfel het geval, maar daar de automatische telegraaf veel sneller werkt dan de telegraaf-toestellen, welke met de hand bewogen worden, kan zij in een zekeren tijd de teekens, door de gaatjes in de papierstrooken gevormd en door twee, vier, zes en meer telegrafisten gelijktijdig geslagen, gedurende denzelfden tijd overseinen. Terwijl dus bij het overseinen met de hand het werk van slechts één telegrafist door den kabel zou kunnen worden overgebracht, wordt nu 111 denzelfden tijd het werk van verschillende beambten overgeseind en daardoor de snelheid van telegrafeeren vergroot. Het apparaat tot liet slaan der gaatjes zien wij in Fig. 803 afgebeeld, zooals het door Eli.iot Brothers voor de automatische telegraaf van A\ heatstoxe wordt vervaardigd. Een slag op den linker- of op den rechterknop maakt een gat in de eene of in de andere rij van de papierstrook. De middelste knop dient tot het slaan van eene doorloopende rij gaatjes, waardoor de papierstrook b\j hare voortbeweging in de goede richting wordt gehouden. Bij korte landlijnen zou dit toestel niet zooveel voordeel opleveren, omdat men in dat geval verschillende leidingen naast elkander heeft, waarlangs te gelijker tijd getelegrafeerd kan worden. Bji lange verbindingen, vooral bij onderzeesche kabels, verkeert men niet in die gunstige omstandigheid en is dus genoodzaakt door vergrooting van de snelheid van telegrafeeren hetzelfde doel te bereiken. B« den undulator wordt door tusschenkomst van den seingever van Wheatstone, waarop wy straks nog zullen terugkomen, niet het golvende schrift van den hevelschrijver te voorschijn geroepen, maar men doet er langere of kortere golven naar ééne richting door ontstaan, die de strepen en de punten van het MoRsE-alphabet voorstellen, terwijl de daartusschen gelegen bochten naar de andere zijde de ruimten tusschen de verschillende teekens aangeven. Dit schrift komt overeen met de eigenaardige constructie van den W heatston'SChen seingever, welken wü tegelijkertijd met den automatischen seinontvanger met eenige woorden zullen behandelen, ofschoon wij op de talrijke bijzonderheden der constructie niet nader kunnen ingaan. Het zelfwerkende apparaat van Wheatstone (Fig. 804) schrijft de teekens in gekleurde stiepen op het papier; hiertoe is een schrijfwieltje aangebracht, dat door tusschenkomst van een gepolariseerd anker door een aankomenden positieven stioom tegen de afrollende papierstrook wordt gedrukt, terwijl een stroom \an tegenovergestelde richting het van het papier'verwijdert. De bewegende deelen van dezen sein ontvanger zijn zeer fijn en zuiver afgewerkt, zoodat zij de zeer snel op elkander volgende stroomstooten volgen en het apparaat daardoor in staat is tot 400 (Engelsche) woorden per minuut weer te geven. De automatische seingever zendt nu zulke positieve stroomstooten van langeren of korteren duur met daaropvolgende stroomstooten van tegenovergestelde richting naar het apparaat toe en bewerkt daardoor, dat het schrijfwieltje gedurende langeren of korteren tijd tegen het papier gedrukt en door den onmiddellijk daarop volgenden tegengesteld gerichten stroomstoot er van verwijderd wordt, zoodat er strepen, punten en tusscnenruimten op het papier ontstaan. Dit afzenden d«' verschillende stroomstooten geschiedt met behulp van den seingever, waarvan de papierstrook, zooals wij reeds hebben oFgemerkt, van verschillende gaatjes is voorzien. Drukt men op den linkerknop van het in Fig. 803 afgebeelde toestel, clan ontstaan er in het papier drie gaten, in de volgorde, die door vier snöa wnrdt aane-eeeven. terwijl een druk op den rechter- knop vier gaatjes doet ontstaan, waarvan de stand uit Fig. 805b blijkt. Drukt men op den middelsten knop, dan wordt er slechts één gat in de middelste r\j geslagen. De automatische seingever (Fig. 802) zendt nu, wanneer eene rü gaatjes als in Fig. 805 a aan zijne contact hefhoomen voorbijgaat, kort op elkander volgend een positieven en een negatieven stroomstoot van korten duur in de leiding en brengt dus in den sein-ontvanger een punt teweeg. Daarentegen zal Fig. 805ö een positieven stroomstoot te voorschijn roepen, die pas na een langere tusschenpoos — in overeenstemming met de verschuiving van liet onderste gat — door een negatieven stroomstoot gevolgd zal worden, en dit bewerkt in den sein-ontvanger het ontstaan van eene streep. Door nu het papier van den stroomgever van de noodige gaatjes te voorzien, overeenkomende met de over te seinen letters, kan men naar den seinontvanger stroomstooten van verschillenden duur zenden, welke dan in dit toestel het schrift, in Morse teekens, te voorschijn roepen. Het leggen der zeekabels. Ofschoon de „Great Eastern" hare taak als kabelschip naar behooren had vervuld, was men toch tot de overtuiging gekomen, dat het leggen der kabels bijzondere inrichtingen vereischte, die moeilijk in reeds bestaande schepen konden worden aangebracht. Men bouwde daarom stoomschepen, die uitsluitend ten doel hadden kabels te leggen of te herstellen, en van deze was het door Hooper & C° vervaardigde schip „Hooper van 5000 ton het eerste. In het jaar 1874 lieten Siemens Brothers een nieuw kabelschip bouwen, dat zij, ter eere van den grooten natuurkundige, „Faraday ' doopten. Dit schip heeft sedert dien tijd eene menigte kabels gelegd en geldt nog heden als eon modelschip voor dit doel. De „Faraday" is 120 M. lang, 17 M. breed en heeft eene diepte van 12 M. Het schip bevat drie groote kabelruimten van 13 Meter middellijn en 9 M. diepte, waarvan er twee in het voorste en één in het achterste gedeelte van het schip liggen. Voor zijne beweging dienen twee stoommachines, die elk eene schroef drijven, en ter besturing is aan beide einden van het schip een roer aangebracht. Dit kabelschip heeft aan den voor- en achtersteven voor uitlaten en oprollen van den kabel schijven, die aan eene brug zijn bevestigd, welke een eind buiten de stevens uitsteken (Fig. 808). Voor deze beide bewerkingen bevinden zich op het voor- en achterschip de kabelmachines, waarvan in Fig. 807 die van het voorschip is afgebeeld. De kabelruimten (zie Fig. 806) zijn groote, uit plaatijzer samengestelde cylinders met bollen bodem, waarin de kabel spiraalsgewijze wordt gelegd, zoodat de platte spoelen boven elkander komen te liggen. Ten einde te voorkomen, dat bü het uitrollen van den kabel meer dan één ring te gelijk kan worden opgenomen, hetgeen door het aan elkander kleven van den geteerden buitenkant gemakkelijk zou kunnen voorkomen en £ot gevaarlijke verwikkelingen aanleiding zou geven, en opdat hij bij de snelle beweging niet heen en weer slingere, is om de conische kern van de kabelruimte eene geleidingsinrichting gelegd, welke, naarmate de kabel afgerold is. anders gesteld kan worden. Bij het aanbrengen van den kabel in de kabelruimte wordt h\j over 63 lollen in het schip geleid en er wordt nu eerst een vijftig tot zestig nieters lang einde langs den binnenwand van de te vullen ruimte naar ooven getrokken, ten einde later een stuk kabel voor de beproeving en de communicatie met het vasteland ter beschikking te hebben. Vervolgens wordt de kabel in dicht naast elkander liggende windingen op den bodem van den cylinder gelegd, waarbij men van den wand naar het midden gaat. Is er eene laag gelegd, dan wordt de kabel met een recht stuk weer naar den wand gebracht en men legt nu de tweede laag op de eerste; op deze w\jze voortgaande, vult men de ruimte tot aan den rand. Over de tweede laag van onderen af wordt nog een linnen dekkleed gelegd, dat later bij het afrollen zal waarschuwen, dat de ruimte spoedig leeg is en men de noodige maatregelen moet nemen tot het aansluiten van den kabel aan dien van de volgende ruimte. Bij het inbrengen van den kabel wordt de ruimte langzamerhand met water gevuld en het niveau steeds tot aan de bovenste laag gehouden. Zoodra nu bü het leggen van den kabel het verschijnen van het linnen dekkleed aantoont, dat de ruimte weldra leeg zal zijn, vertraagt men den gang van het schip en begint met de verbinding van het einde van den kabel met het begin van den kabel der volgende ruimte. Te gelijker tijd wordt de rem een weinig losser gezet, zoodat de trekkende kracht, op den kabel uitgeoefend vermindert. Is de laatste laag bereikt, dan wordt er gestopt, en wanneer men aan de laatste windingen van de kabelruimte gekomen is, wordt de kabel vastgeremd en het schip achterwaarts bewogen. Het nog in de geledigde ruimte aanwezige stuk kabel wordt nu uit de geleidingsinrichting genomen en met zijne laatste windingen in de nieuwe ruimte gelegd, een arbeid, welke eene zekere mate van voorzichtigheid en handigheid vereischt, opdat de verbindingsplaats niet beschadigd worde. Vervolgens wordt het afrollen van den kabel voortgezet, waarbij men langzaam begint en de snelheid van liet schip zeer geieiaenjK iaat toenemen. Bij dit uitrollen van den kabel zonder eene overeenkomstige voortbeweging van het schip wordt hy niet strak gelegd, zooals bij volle vaart, maar wordt er meer kabel uitgeoracht dan strikt noodig is, en men verliest daardoor bij het verwisselen van kabelruimte verschillende kilometers kabel, hetgeen evenwel wegens de noodzakelijke voorzorgsmaatregelen niet te vermijden is. De uit de kabelruimte opstijgende kabel wordt door middel van eene geleidingsrol op zijn horizontalen weg dooi¬ de uitrolmachine gevoerd. Fig. 809. Eerst gaat hij door eene inrichting, welke hem tegenhoudt, zoodat hij strak gespannen op de afroltrommel komt. Genoemde inrichting bestond op de „Great Eastern" uit zes raderen, welke met remmen en toestellen tot het aandrukken van den kabel aan de raderen waren voorzien. Later heeft men deze inrichting door eene andere vervangen, waarbij verschillende gebreken zijn vermeden. Bij dit in Fig. 809 afgebeeld toestel gaat de kabel tusschen twee rijen rembekken door, die door eene schroef ter vermeerdering of vermindering van de remming kunnen worden gesteld. De kabel gaat nu verder op de in Fig. 810 afgebeelde trommel, die van plaatijzer is vervaardigd en eene middellijn van ongeveer twee meters heeft. Hij loopt in drie tot vier windingen om de trommel. Met de trommel is eene rem van Appold verbonden, die den trek van den afrollenden kabel regelt. Van de trommel gaat de kabel naar een dynamo-meter, waarmede men op ieder oogenblik de op den kabel werkende trekkende kracht kar. meten. Deze bestaat uit twee geleidingsrollen, waarover de kabel loopt (Fig. 811 en 812), en eene derde rol, waar de kabel onderdoor gaat. Zooals uit de Figuur blijkt, wordt hü door een gewicht y naar beneden getrokken. Onderaan de stang, waaraan dit gewicht hangt, is een zuiger bevestigd, die zich in een met glycerine gevulden cylinder beweegt. Tusschen zuiger en cylinderwand is slechts eene geringe speelruimte, zoodat de vloeistof niet dan langzaam boven en onder den zuiger kan komen; door de glycerine-rem, die wij overigens reeds bij de booglampen (blz. 232) hebben leeren kennen, worden de schokkende bewegingen van den dynamo-meterwijzer, die aan de beweeglijke rol is bevestigd en langs eene verdeelde schaal loopt, verhinderd. De beweeglijke rol wordt nu naarmate van de aan den kabel werkende trekkende kracht opgetild of naar beneden getrokken en wijst daardoor die kracht aan, welke door middel van de rem geregeld kan worden, hetgeen voor het goede afrollen van den kabel noodzakelijk is. De kabelmachines hebben natuurlijk vele veranderingen en verbeteringen ondergaan, waarover wij niet verder zullen uitweiden; alleen zij in Fig. 813 nog eene afbeelding gegeven van eene nieuwe machine, namelijk die van het kabelschip „John Pender". In het midden van het schip onder de ijzeren loopbrug is eene krachtige stoommachine opgesteld, die de kabeltrommel beweegt: een dergelijke trommel ligt aan de andere zijde en kan onafhankelijk van de eerste door eene stoommachine worden gedreven. Naast de trommel onder de brug zijn de remmen aangebracht, die evenals de andere deelen door hefboomen van de brug uit kunnen geregeerd worden. Van den dynamo-meter bereikt de kabel de uitrolschijf, waarvan de inrichting en de werking door Fig. 814 worden aangegeven, en gaat hij ten slotte in de zee. Ontstaat er in den kabel eene fout, dan kan men de plaats, waar zij zich bevindt, van de kust uit door electrische metingen bepalen. Men moet nu echter, wanneer men deze bepaling tot het opzoeken en herstellen van eene fout wil uit¬ voeren, nauwKeurig weten, waar het stuk, waarin zich de fout bevindt, in de zee ligt, en hiertoe wordt de kabel van mijl tot mijl van merkteekens voorzien en opgeteekend op welken tijd ieder merkteeken in de zee afdaalt. Daar men nu uit het scheepsjournaal weet, welken weg het schip heeft genomen en op welk punt van den weg het op een bepaalden tijd was, is men in staat, later aan te wijzen, op welke plaats van de zee zich een kabelstuk bevindt, dat van de kust een bepaald aantal mijlen verwijderd is. Op deze wijze kan men later de niet zelden voorkomende fouten der kabels herstellen, voor welk doel eene vloot van meer dan dertig afzonderlijk daarvoor ingerichte schepen op alle zeeën werkzaam is. De meting der kabels. De kabels worden zoowel gedurende hunne vervaardiging, alsook nadat zij reeds in gebruik zijn genomen, aan geregelde metingen onderworpen, ten einde al hunne veranderingen, welke tot storingen aanleiding zouden kunnen geven of reeds gegeven hebben, te leeren kennen en hunne plaats aan te geven. Bij deze metingen worden drie grootheden bepaald; de weerstand der koperen geleiding, die van het isoleerend omhulsel en het ladingsvermogen, d.w.z. de hoeveelheid electriciteit, welke de kabel bij een bepaalden druk opneemt. Met deze bepalingen wordt reeds een aanvang gemaakt, zoodra met de vervaardiging van den kabel is begonnen, en van ieder stuk, waaruit de groote kabel wordt samengesteld, bepaalt men nauwkeurig de drie genoemde grootheden, ten einde aan den eenen kant van ieder deel van den in het water liggenden kabel juiste gegevens te hebben, aan den anderen kant gebrekkige stukken bijtijds te ontdekken en hen niet in den kabel te voegen. Blijkt het bijvoorbeeld, dat de weerstand van een stuk kabel grooter is dan hij volgens berekening zijn moet, dan zou dit opvallende verschijnsel onmiddellijk op eene fout in de vervaardiging wijzen, hetzij nu, dat er toevallig een stuk slechter geleidend koper in den kabel gekomen is, hetzij er eene breuk in de koperen ader is ontstaan. Hadden de isolatie-metingen tot resultaat opgeleverd, dat de weerstand van het isoleerend bekleedsel te klein is, dan zou men eveneens dat stuk kabel ter zijde moeten leggen en voor het geval, dat deze weerstand opvallend klein wordt gevonden, kan men aannemen, dat de isolatie op eene plaats is doorgebroken, waarvan men de ligging door middel van electrische metingen kan bepalen. Hoe deze zeer nauwkeurige metingen worden uitgevoerd, kunnen wij hier niet verder verklaren, daar ons dit ver buiten de grenzen van dit werk zou voeren, en wy zullen ons dus moeten tevredenstellen met enkele ophelderende woorden. Tot het meten van weerstanden vergelekt men deze met bekende weerstanden , die men in eene weerstandsbank bij de hand heeft. Als grondslag voor zulk een weerstandsbank dient eene kolom kwikzilver van één millimeter doorsnede en 106,3 centimeters lengte, waarvan men den weerstand als eenheid aangenomen en „Ohm" genoemd heeft. Door vergelijking met deze maat worden nu weerstanden van onderdeelen en veelvouden van Ohms vervaardigd, van metaaldraden, die de vereischte lengte hebben. Deze draden worden tot klossen gewikkeld en in een kastje Fig. 814. naast elkander geplaatst. Door eene eenvoudige inrichting kan men van deze klossen een willekeurig aantal inschakelen, zoodat men met behulp van de weerstandsbank verschillende weerstanden ter vergelijking kan samenstellen. Het meten van een weerstand geschiedt nu met de brug van Wheatstone. Daartoe maakt men de volgens Fig. 815 aangegeven verbinding; daarbij zijn «■,, it2 en ic3 bekende weerstanden uit de bank, wi de te meten weerstand, hier dus de kabel. G is een gevoelige spiegelgalvanometer, E eene batterij en S een sleutel. Men kan nu de weerstanden zóó regelen, dat bij het neerdrukken van den sleutel de galvanometer niet uitwijkt. Alsdan bestaan tusschen de weerstanden de betrekking m'i X w-i — w-i X dus iv^ = M' ^ De waarnemer in Fig. 816 zal dus in zijne bank de weerstanden zóó lang veranderen, totdat hij in zijn kijker ziet, dat de naald van den galvanometer in rust blijft, wanneer hij door de draadcombinatie een stroom laat gaan. Hij telt dan op, hoeveel weerstand er in zijne weerstandsbank is ingeschakeld, en kan dan door middel van de bekende verhouding berekenen, hoe groot de weerstand van den te meten geleider is. Deze waarde schrijft hij in een boek op; bij latere metingen kan men dus steeds zien of het bedrag veranderd is of niet. Eveneens meet men den weerstand der isolatie. Hiertoe wordt de kabel in het water gelegd, waarin hij gedurende eenige dagen blijft liggen, ten einde aan het water gelegenheid te geven in de voorhanden gaatjes en scheuren van het bekleedsel binnen te dringen. Alsdan meet men den weerstand tusschen de koperen kern en het water, die tevens de weerstand van het daartusschen gelegen omhulsel moet zijn. Daar deze weerstand verbazend groot is, wanneer er ten minste geen defect is, is de methode van de brug van "VVheatstone hiervoor minder geschikt. Men verbindt nu de eene pool van een krachtige batterij met de koperkern , de andere pool met een der klemmen van den galvanometer en de andere klem met het water. Men krijgt nu een uitslag van den galvanometer, die omgekeerd evenredig is met den weerstand van de keten, d. i. in hoofdzaak de te meten isolatie-weerstand. Daarna vervangt men den kabel door een anderen bekenden grooten weerstand en leest nu den uitslac af. Hier¬ uit vindt men dan door eene eenvoudige evenredigheid den isolatie weerstand. Voor de meting der capaciteit dient een condensator van bekende capaciteit. Ook bij deze bepaling wordt de spiegelgalvanometer tot het vergelijken van beide capaciteiten gebruikt. Voor deze metingen, welke een zeer groote nauwkeurigheid vereischen, zijn de instrumenten in een afzonderlijk lokaal opgesteld, waar zij voor storende invloeden zijn gevrijwaard. Zooals uit Fig. 816 blijkt, staan de apparaten op steenen tafels, die op afzonderlijke fundamenten rusten; dit heeft ten doel den zeer gevoeligen spiegelgalvanometer voor schokken te beveiligen, welke zijne magneetnaald onmiddellijk in beweging zouden brengen, en ook den kijker op de tafel van den waarnemer voor alle mogelijke stooten te vrijwaren. De te meten kabels, die zich buiten het meetlokaal bevinden, worden door geleidingen met de instrumenten verbonden, hetgeen volgens aanwijzing van den waarnemer door geoefende werklieden geschiedt. Evenals bij de vervaardiging, wordt de kabel ook gedurende het leggen in de zee geregeld door middel van electrische metingen onderzocht, en iedere opvallende verandering geeft aanleiding, om na te zien of er en waar eene fout Fig. 816. is ontstaan. Is de kabel eenmaal in gebruik genomen, dan wordt hij af en toe eveneens onderzocht, en wanneer hij den dienst weigert ot minder goed blijkt te zijn, dan wordt van de kust uit door electrische metingen bepaald, op welke plaats in den kabel de fout is ontstaan. Daar van alle deelen van den kabel de electrische grootheden bekend zijn, kan men uit deze metingen de plaats van de fout op weinig honderd meters na nauwkeurig aangeven Bij ondergrondsche kabels, die aan dergelijke voorwaarden moeten voldoen als de zeekabels, kan men de plaats van de fout dikwijls op weinig meters na bepalen, daar men hier weet, waar iedere meter van den kabel ligt; bij zeekabels is zulk eene nauwkeurigheid niet te bereiken, omdat men de ligging van den kabel slechts uit astronomische plaatsbepalingen kent en de grenzen, waartusschen de fout zich kan bevinden, veel verder uit elkander liggen. Toch zal het den leek verwonderlijk toeschijnen, dat men op grond van electrische metingen den kapitein van het reparatie-schip het gedeelte van de zee kan aanwijzen, waar hij den kabel moet opvisschen, en dat dan in de meeste gevallen ook werkelijk de fout met verrassende snelheid wordt gevonden. Ten slotte nog de beschrijving van een nieuwen kabel, die tusschen Brest en NewYork gebruikt en door de „Société Industrielle des Téléphones" ver- F'S- vaardigd is. De door¬ sneden zijn in Fig. 817 op ware grootte gegeven. De meest beschermde deelen A zijn de einden van den kabel, die het meest te verduren hebben. De stukken, die voor diep-zeekabel zullen dienen, zien er uit als D aangeeft. Hier heeft men alleen eene bescherming met dunne staaldraden. Bij C treft men 15 dikkere staaldraden aan, terwijl B het kabelstuk voorstelt, dat op de kust gelegd wordt en er uitziet als D, maar voorzien is van 15 zware staaldraden, waarom zich weder eene sterke jutelaag bevindt. De koperdraden bestaan uit een middendraad van 3,04 millimeter middellijn en 12 draden van 1,06 millimoter dikte, die er rondomheen liggen. Hierover komt eene bedekking van gutta-percha ter dikte van 3,5 millimeter en daarover de binnenste jutebekleeding. De totale lengte van den kabel bedraagt 5700 kilometer met een gewicht van bi'na 10.000 ton, waarvan 5.500.000 kilo voor de ijzer- of staaldraden, 930.000 kilo voor de koperdraden en 560.000 kilo voor gutta-percha. De schakeling dep telegraaf-apparaten. De telegraaf toestellen, die w\j hebben leeren kennen, roepen de telegrafische teekens te voorschijn, doordat een onderdeel van hen van den eenen in den anderen stand overgaat, en deze wisseling heeft plaats, wanneer in de leiding een stroom ontstaat, of de richting van den stroom omkeert, of zoowel het eene als het andere geschiedt. Zoo zal de magneetnaald in de naald-telegraaf van Cooke en Wheatstone bijvoorbeeld uit den toestand van rust afwijken, wanneer in de leiding een stroom begint te werken, en naar den anderen kant uitslaan, wanneer de stroom van richting verandert, om ten slotte wedei tot den toestand van rust terug te keeren, wanneer de leiding stroomloos wordt, zoodat dit oudste toestel een voorbeeld is van het derde der genoemde gevallen. Bij het MoRSE-toestel brengt de hefboom met de schrijfstift een teeken teweeg, wanneer hij aangetrokken wordt on er dus een stroom door de lijn gaat. Schakelen wij een relais in (zie blz. 784), dan kan dit den stroom op twee manieren sluiten door óf het anker van zijn magneet aan te trekken öf het los te laten. In het eerste geval zal het schrijftoestel in werking treden, zooals wij vroeger hebben beschreven, wanneer er door de leiding een stioom gaat; in het tweede geval wordt het daarentegen door het relais met de locaal-batterij verbonden, wanneer de leiding stroomloos wordt, zoodat wij dus, ten einde een teeken te voorschijn te roepen, den lijnstroom moeten verbreken. Wij kunnen dus op drie verschillende manieren de telegraaf-toestellen in werking brengen: ten eerste door in de Hju een stroomstoot te zenden, waardoor dan in het sein-ontvangende toestel het teeken ontstaat; wij zeggen dan, dat het apparaat met arbeidstroom werkt; ten tweede kan men het zoodanig inrichten, dat er geen teeken wordt te voorschijn geroepen, zoolang er door de lijn een stroom gaat en het teeken door eene verbreking van de leiding ontstaat; wij spreken dan van ruststroom, omdat, wanneer de stroom doorgaat, het schrijftoestel in rust is; ten derde kan men den wisselstroom toepassen zooals bij de naald-telegraaf, de magneet inductie-telegiaaf van Siemens en Halske, den hevelschrijver, don undulator van Lauritzen en anderen. De wisselstroom-schakeling kan in zeker opzicht onder een dei beide andere gevallen gerangschikt worden, daar bij haar de telegrafische teekens öf door den stroomstoot öf door het verbreken der geleiding ontstaan; wij hebben evenwel de wisselstroom-schakeling afzonderlijk genomen, omdat wij de arbeids- en de niststroom-schakeling alleen bij gelijkstroom willen behandelen. Behalve deze gevallen, zijn er nog andere, die evenwel slechts zelden worden toegepast en later bij het overseinen van verschillende telegrammen langs denzelfden draad nog ter sprake zullen komen. De arbeidstroom-schakeling hebben wij reeds vroeger bij de beschrijving der verschillende telegraaf toestellen leeren kennen. Zij wordt vooi het MoRSE-apparaat door Fig. 761 duidelijk gemaakt. Deze schakeling woidt \ooi lange lijnen en voor bepaalde toestellen, zooals de tvpendruktelegraaf \an Hughes, toegepast. Bij de ruststroomschakeling kan een aantal stations in dezelfde lijn geschakeld zijn en de verbreking van de geleiding op een der stations zal een teeken op al de andere stations te voorschijn roepen; dit wordt evenwel slechts door dit station opgenomen, hetwelk door het seingevende station wordt aangeroepen, hetgeen de telegrafist uit het kloppen van zijn toestel verneemt. Deze schakeling is veelal op korte lijnen, zoogenaamde omnibusHjnen, in gebruik. In Fig. 818 is een schema van laatstgenoemde schakeling afgebeeld. Wy zien hier den stroom uit de gemeenschappelijke batterij achtereenvolgens door de verschillende stations en de hen verbindende leidingen gaan en van het laatste station door de aarde naar de batterij terugkeeren. In de doorgaande leiding is op ieder station een relais of ook direct een schrijftoestel aangebracht, dat het teeken te voorschijn, roept, zoodra de stroom der batterij verbroken wordt. Drukt dus een station den sleutel naar beneden en verbreekt het daardoor den stroom, dan worden op alle stations de schrijfstiften of de schrijfwieltjes tegen de papierstrook gedrukt. Elk station kan dus het doorgaande telegram opnemen. De inrichting van het relais voor deze ruststroom-schaKeling volgt onmiddellijk uit Fig. 764; het anker moet in dat geval tegen de contact-schroef drukken, wanneer de electro-magneet stroomloos wordt en dus zijn anker loslaat. Wordt evenwel de ruststroom onmiddellijk door het schiijftoestel geleid, dan blijft het anker van den electro-magneet aangetrokken, zoolang er geen teeken gegeven wordt, en moet het teeken dus te voorschijn roepen» wanneer het door den electro-magneet wordt losgelaten; het apparaat werkt dus op omgekeerde wijze als de vroeger beschreven MoRSE-toestellen. Dit kan men nu eenvoudig daardoor bereiken, dat men de schrijfstift op denzelfden hefboomsarm aanbrengt als het anker, of dat men den electromagneet boven het anker plaatst. Bij de kleurschrijvers heeft men evenwel voor dit doel eene andere inrichting aangebracht; het schrijfwieltje is namelijk niet op den anker-hefboom bevestigd, maar op een tweeden, die door den eersten naar boven getild of naar beneden getrokken wordt, en de hefboomen zijn zoodanig verbonden, dat het schrijfwieltje opgetild wordt, wanneer het anker in de hoogte gaat, dus door den electro-magneet wordt losgelaten; een eenvoudig mechanisme, dat men gemakkelijk zal begrijpen. Bij het in Fig. 818 afgebeelde schema voor ruststroomschakeling hadden wij eene batterij aangenomen, die voor alle stations dienst moest doen. Hoe voordeelig eene zoodanige centraliseering der lijnbattei'ij nu ook moge schijnen, zoo brengt zij toch verschillende bezwaren mede, welke hare toepassing niet aanbevelenswaardig maken. De van de batterij uitgaande stroom vindt namelijk zelfs in de best geïsolaerde leiding nog uitwogen naar de aarde en het aantal van deze stroomovergangen zal stijgen hoe grooter de afstand van de batterij wordt. Dientengevolge krijgt het tweede station al niet den vollen, door het eerste uitgezonden stroom, want een klein gedeelte gaat van te voren door afleidingen naar de aarde en zoo naar de batterij terug. Dit verlies wordt b\j het derde, vierde en de ver¬ dere stations steeds grooter en zoo wordt de stroom voortdurend zwakker, hoe verder hij zich van de batterij verwijdert. "Wordt nu op een verwijderd station de leiding verbroken, dan kan het gebeuren, dat op de leiding tusschen dit station en de batterij door de onvermijdelijke aardverbindingen zooveel stroom overgaat, dat de magneten der tusschenliggende stations nog genoegzaam magnetisch blijven, om het anker van het relais of het schrijftoestel aangetrokken te houden, zoodat er dan geen teeken ontstaat. Ten einde dit bezwaar te vermijden, stelt men de lijnbatterij niet in één station op, maar verdeelt haar zooveel mogelijk over alle stations, zooals door Fig. 819 wordt aangegeven. De stroomsterkte zal nu in alle deelen der geleiding tamelijk gelijkmatig zijn en bij verbreking van de stroombaan zullen alle apparaten in werking treden. Natuurlijk moeten hierbij de verschillende batterijen achter elkander geschakeld zijn. Bij zeer lange arbeidstroomlijnen, waarop de stroom een grooten weerstand moet overwinnen, zal men, ten einde eene voldoende stroomwerking op het sein-ontvangende station te verkrijgen, eene zeer sterke batterij moeten gebruiken en zelfs dan nog zal men niet altijd duidelijke teekens kunnen te voorschijn roepen, omdat de verliezen door de aardverbindingen met de lengte der geleiding toenemen. Om hieraan te gemoet te komen, verdeelt men de lijn in afdeelingen en stelt voor ieder eene afzonderlijke batterij °P- De van de eerste batterij uitgaande stroom sluit bij de tweede batterij een stroomsleutel, zoodat laatstgenoemde batterij nu haar stroom door de tweede afdeeling van de lijn naar de derde batterij zendt, hier door een stroomsleutel deze derde batterij verbindt en zoo voort; de stroomwerkingen der verschillende batterijen planten zich dus van afdeeling tot afdeeling voort, om ten slotte het eindstation te bereiken. Zooals wij zien, hebben wü hier met eene zelfde inrichting te doen als bij het relais; alleen wordt de stroom nu niet naar een schrijftoestel, maar in eene nieuwe leiding naar een volgend relais gezonden, zoodat de werking zich op deze wijze over de geheele lijn voortplant. De schakeling zal na deze uiteenzetting en door het beschouwen van Fig. 820 gemakkelijk te begrijpen zijn. Het seinen van verschillende telegrammen langs denzelfden draad. Ten einde het aantal telegraaflijnen zooveel mogelijk te beperken en daarbij toch geene afbreuk te doen aan de snelheid van telegrafeeren, heeft men methoden bedacht, waardoor men in staat gesteld wordt gelijktijdig meer dan één telegram langs dezelfde lijn in de eene of andere richting over te seinen; dit zal natuurlijk van veel waarde zijn bij zeer lange en dure lijnen. Voor deze multiplex-telegrafie kan men nu twee methoden toepassen. Bij de eerste verbindt men de leiding gedurende korten tijd achtereenvolgens met de verschillende seingevers en te gelijker tijd aan het andere einde met de bijbehoorende sein-ontvangers, zoodat iedere seingever gedurende eene korte poos met zijn ontvanger verbonden is, daarop er van geïsoleerd, en zoodra de beurt weer aan hem komt, weder verbonden wordt, en men dus gedurende den verbindingstijd den stroom als gewoonlijk overbrengt. Gedurende den tijd, dat de verbinding plaats heeft, seint nu het telegrafeerende station zijn teeken naar het met hem verbonden sein-onvangende apparaat. Deze methode ligt ook feitelijk ten grondslag, zooals wij gezien hobben, aan de multiplextelegraaftoestellen van Baudot, Rowland, enz. Men kan deze op elkander volgende verbindingen nog op eene andere wijze voor het overseinen toepassen. Zijn namelijk de perioden, gedurende welke de leiding achtereenvolgens met de verschillende seingevers en de bijbehoorende ontvangers verbonden is, zeer kort, dan zal, wanneer een seingever stroom uitzendt, door zijn ontvanger wel is waar geen onafgebroken stroom gaan, maar de snel op elkander volgende stroomstooten werken toch als zoodanig; het neerdrukken van een sleutel in het seingevende station zal het aantrekken van het anker in den sein-ontvanger, die daarmede correspondeert, ten gevolge hebben, omdat het magnetisme der magneten, dat niet plotseling verdwijnt, door de snel op elkander volgende stroomstooten zal blijven bestaan. Op deze wijze worden de stroomstooten, welke door de reeks seingevers uitgezonden worden, gescheiden door de leiding gezonden en in het sein-ontvangende station eveneens gescheiden den bijbehoorenden ontvangers toegevoerd. Dit vraagstuk is op zeer vernuftige wijze door Delany opgelost. De tweede methode bestaat daarin, dat de seingevers gelijktijdig op de lijn werken en de door deze gemeenschappelijke werkingen te voorschijn geroepen toestand der leiding zich bij de sein-ontvangers in twee werkingen splitst, overeenkomende met die, welke door de seingevers zijn uitgezonden. De eerste methode noemt men de intermitteerende, de tweede de gelijktijdige multiplex-telegrafie. Bij laatstgenoemde is men er nog niet in geslaagd meer dan vier telegrammen gelijktijdig over te seinen, terwijl men bij de intermitteerende methode reeds verder is gegaan. Wy zullen hiei alleen d9 gelijktijdige multiplex-telografie behandelen, omdat zij de oudste is en ook het meest wordt toegepast. Men onderscheidt drie gevallen: de telegrammen kunnen in dezelfde richting gaan (diplex) of elkander in de leiding kruisen (duplex) of beide bewegingen kunnen mogelijk zijn (quadruplex-telegrafle). Wij zullen eerst het geval behandelen, dat twee telegrammen in tegenovergestelde richting langs denzelfden draad moeten worden overgeseind. Hiertoe is het nu blijkbaar noodzakelijk, dat de stroomstoot, die door het station A wordt uitgezonden, den electro magneet van het schrijftoestel in B magnetiseert, maar niet door de windingen van den electro-magneet in Agaat, en op dezelfde wijze, bij eene stroomzending van uit B, de electro-magneet van A in werking treedt, terwijl die in B niet-magnetisch blijft; dat verder, wanneer A en B gelijktijdig stroom afzenden, de electro-magneten van beide stations magnetisch worden. Ten einde dit te verkrijgen, heeft men verschillende methoden toegepast, waarvan wij de oudste, van Gintj., den uitvinder van het gelijktijdig telegrafeeren in beide richtingen langs denzelfden draad, en eene vereenvoudiging van haar, zullen verklaren. In beginsel komen de beide methoden hierop neer, dat het seingevende station door den electromagneet van zijn eigtn schrijftoestel twee stroomen zendt, die in tegenovergestelde richtingen door de windingen gaan, zoodat zij elkander opheffen en de electro-magneet dus niet magnetisch wordt. Één van deze stroomen wordt door de leiding naar het verwijderde station gezonden, waar hy den electromagneet van den seinontvanger magnetisch maakt. Zenden beide stations gelijktijdig stroom uit, dan heffen de twee toegezonden stroomen elkander op, dientengevolge oefent op elk station slechts een der beide stroomen, welke door de windingen van den eigen electro-magneet gaan, eene werking uit, en daar deze werking nu niet door den tweeden tegengesteld-gerichten stroom geneutraliseerd wordt, zullen de electro magneten op beide stations gemagnetiseerd worden. Laat ons nu eens zien, hoe dit wordt verkregen. Iedere magneet heeft daartoe eene dubbele bewikkeling, die op de schematische teekening (Fig. 821) als twee afzonderlijke klossen op eene gemeenschappelijke ijzeren kern zijn aangegeven. In werkelijkheid wikkelt men de beide draden samen op één klos, maar ter wille van de duidelijkheid hebben wij beide bewikkelingen gescheiden. Bij de methode van Gintl worden nu door den druk op een sleutel twee batterijen ingeschakeld, waarvan BA haar stroom door den bovensten klos en verder in de leiding, de andere batterij b a daarentegen uitsluitend een stroom door den ondersten klos van E zendt. Stroomsterkte, stroomrichting en het aantal windingen der klossen zijn nu zoodanig gekozen, dat de magnetiseerende werking van den bovensten klos door die van den ondersten wordt opgeheven. Zendt dus een station stroom uit, dan wordt de electro-magneet van het eigen schrijftoestel niet gemagnetiseerd. De door A uitgezonden stroom doorloopt in B evenwel alleen den bovensten klos; de onderste is stroomloos; hier wordt dus de electro- magneet gemagnetiseerd en wij zijn er alzoo in geslaagd, dat A op B kan werken, zonder zijn eigen electro-magneet in werking te doen treden. Natuurlek heeft hetzelfde plaats, wanneer B een stroom naar A zendt. Wat zal er evenwel gebeuren, wanneer beide stations te gelijker tijd stroom afzenden ? In dit geval komt er geen stroom in de leiding tot stand, omdat de t-nee batterijen BA in A en B gelijke, maar tegengesteld-gerichte stroomen in de leiding zenden. Dientengevolge kunnen de bovenste klossen geen magnetiseerende werkingen uitoefenen. Daar evenwel beide stations hunne sleutels hebben neergedrukt, zijn de batterijen ba met de onderste klossen der electromagneten verbonden, en deze zullen dus nu, daar hunne werking niet geneutraliseerd wordt, de electro-magneten magnetiseeren; bü gelijktijdige stroom- zending uit A en B treden dus de magneten van beide stations in wersing en dat wel onder den invloed van den stroom der eigen batterijen b a. Deze methode, de zoogenaamde compensatie-methode, maakt dus de toepassing van twee batterijen en bovendien van een dubbelen sleutel, die de beide stroombanen van BA en ba moet sluiten, noodzakelijk. In de schematische Fig. 821 hebben wij dezen dubbelen sleutel laten bestaan uiteen gewonen sleutel, aan welks eenen arm een geïsoleerd metaalstuk - in de teekening is dat deel gearceerd en door een zwart stuk, eboniet voorstellende, van het overige gedeelte van den sleutel gescheiden - is bevestigd, en die bij het neerdrukken de beide contacten van de stroombaan der batterij b a verbindt; de werkelijke constructie is natuurlijk eenigszins anders, maar het beginsel is hetzelfde. Niet lang nadat Gintl zijne methode had openbaar gemaakt, toonden gelyktijdig Frischen en Siemens en Halske aan, dat het gebruik van twee batterijen op elk station volstrekt geene noodzakelijkheid was, en men met ééne kon volstaan. Hiertoe wordt de stroom in twee takken verdeeld, waarvan de eene door den bovensten, de andere door den ondersten klos van den electromagneet in het eigen station gaat, van waar de laatstgenoemde naar de batterij terugkeert. Opdat de tegengestelde werkingen der beide stroomtakken in den magneet juist even groot zijn, wordt er in de stroombaan van den tweeden tak een veranderlijke weerstand geschakeld, de zoogenaamde kunstmatige leiding, waarmede men, door hem kleiner of grooter te maken, de stroomsterkte in dien tak zoodanig kan regelen, dat een door A of B afgezonden stroom den electro-magneet in het schrijftoestel van dat station niet magnetiseert. De werking dezer in Fig. 822 afgebeelde schakeling komt nu overeen met die, welke wy zooeven beschreven hebben. De beide stroomtakken van het seingovende station magnetiseeren den electro-magneet van dit station niet; daarentegen zal de door de leiding naar den magneet van het verwijderde •station gezonden stroom dezen magneet wel in werking doen treden, daar hij hier niet door een stroom in den ondersten klos wordt opgeheven. Zenden beide stations gelijktijdig stroom uit, dan heffen de stroomwerkingen in de leiding elkander op; deze en de bovenste klossen zijn dan stroomloos. Daarentegen gaan er door de onderste klossen stroomen en de beide electro-magneten worden dus gemagnetiseerd. Wij moeten nu evenwel in aanmerking nemen, dat het bovenvermelde alleen dan plaats heeft, wanneer de sleutels öf geheel neergedrukt zijn öf zich in den toestand van rust bevinden; hebben zij daarentegen een tusschengelegen stand, waarbij zij met geen der beide hefboomsarmen contact maken, dan is de leiding verbroken en er zou, wanneer A zijn sleutel had neergedrukt en die van B zich in den tusschenstand bevond, geen stroom van A naar B kunnen komen. Er zou dan echter wel een stroom door den ondersten klos van den mugneet in A gaan, zoodat in dit geval alleen de magneet van 54 het seingevende station in werking zou treden, terwijl het verwijderde station B geene seinen zou ontvangen. Ten einde deze stoornis zooveel mogelijk te ontgaan, had reeds Gintl de beweging van den sleutel zeer klein gemaakt, zonder dat dit hulpmiddel de storingen echter geheel kon opheffen. Het bezwaar wordt vermeden door het gebruik van een specialen sleutel, die zóó ingericht is, dat de sleutel het werkcontact aanraakt, vóórdat hij het rustcontact verlaten heeft; daardoor kunnen geen verkeerde teekens ontstaan. Veel toepassing vinden ook methoden voor duplex-telegrafie, die op het beginsel van de brug van Wheatstone berusten. Denken wij ons in de hier nog eens herhaalde Figuur 823 van de Wheatstone brug, dat in plaats van den galvanometer Gr een Morse apparaat geplaatst en w, vervangen wordt door de telegraafleidingen met het andere station aan hst eind. Worden nu de weerstanden wt, ic3 en wk weder zóó afgeregeld, dat w, . w3 = tvt. wi (waarbij dus wt de weerstand van de leidingen en van de apparaten op het andere station is), dan zal het duidelijk z\jn, dat bij neerdrukken van den sleutel S het eigen Morse toestel in de diagonaaltak niet, het toestel op het andere station daarentegen wel aanspreekt. Het andere station is op dezelfde wijze ingericht; wordt daar de sleutel neergedrukt, dan blijft het toestel daar in rust, terwijl nu het apparaat hier werkt. Bij neerdrukken van beide sleutels bewegen ook de beide ontvangers. De wederzijdsche telegrammen storen elkaar in het geheel niet, terwijl er geen bij¬ zondere sleutels voor noodig zijn. In de practijk wordt echter de schakeling iets meer gecompliceerd wegens de zelf inductie der electromagneten en de capaciteit der leidingen. De aangegeven eenvoudige betrekking tusschen de weerstanden van de brugtakken namelijk is niet voldoende voor evenwicht op het o ogen blik van sluiten en openen van den stroom, indien een of meer dier takken een zelf-inductie of capaciteit bevatten, aangezien dan, gelijk wij vroeger besproken hebben, de wet van Ohm in zijn gewonen vorm niet meer doorgaat. Wij zullen nu overgaan tot het ge*al, waarin twee telegrammen gelijktijdig langs denzelfden draad en in dezelfde richting moeten worden overgeseind. Hiertoe dient het volgende vraagstuk te worden opgelost. Op het station I moet alleen de magneet 1 gemagnetiseerd worden, wanneer op station II de sleutel 1 naar beneden wordt gedrukt; daarentegen moet magneet 2 in werking treden, wanneer sleutel 2 wordt neergedrukt. Dit bereikt men daar- door, dat men voor de verschillende gevallen de stroomsterkte trapsgewtfze versterkt, zoodat bijvoorbeeld sleutel 1 eene stroomsterkte = 1 —dt sleutel 2 een stroom = 2 en beide gezamenlijk een stroom = 3. Brongen^ nu in I drie relais in serie-schakeling aan, waarvan b« stroomsterkte 1 alleen het eerste in werking treedt, terwijl bij deze kleine stroomsterkte de beide anderen niet voldoende gemagnetiseerd worden; bv) stroomsterkte 2 daarentegen ook het tweede, bij stroomsterkte 3 ook het derde, zoodat dus n het tweede geval twee en in het derde drie relais beginnen te werken Nu kunnen wij deze verschillende stroomwerkingen aanwenden om den stroom eener locaal-batterii in het eerste geval door den magneet van het eerste schr«ftoestel in het tweede door dien van den tweeden MoRSE-schrv,ver in het derde 'door beide te laten gaan. Deze schakeling zullen wft met behulp van drie eenvoudige stroomwisselaars van de soort, welke in Fig. 342 is afgebeeld, verklaren, terwijl w\i er aan herinneren, dat een relais gemakkelijk in zulk een stroomwisselaar voor twee stroombanen kan worden veranderd. Wij zien in Fig. 824 A, dat de kruk van den eersten der drie stroomschakelaars met de stroomleiding verbonden is; het bovenste contactstuk van dezen stroomsluiter is met de kruk van den tweeden schakelaar en het bovenste contactstuk van dezen op dezelfde wijze met de kruk van den derden stroomwisselaar verbonden. Bij den tweeden schakelaar zien wij den magneet 1 met het onderste, den magneet 2 met het bovenste contactstuk in verbinding staan. Nu plaatsen wij de kruk van den eersten stroomschakelaar naar boven, hetgeen dus overeenkomt met het in werking treden van het eerste relais (Fig.824 B). De stroom der batterij wordt nu van den eersten naar den tweeden schakelaar en van den tweeden schakelaar en van hier naar het onderste contactstu* geieia; gaat dus naar den magneet 1. Vervolgens plaatsen wij (Fig. 824 C) ook de kruk van den tweeden schakelaar naar Doven, uv »uwm uu — magneet, terwijl de leiding naar den eersten verbroken is. Eindelijk plaatsen wy ook de kruk van den derden schakelaar naar boven (Fig. 822 D), waardoor ^tijdig om de beide magneten geleid wordt, doordat hij zich b\j het verlaten van den tweeden schakelaar vertakt en door den derden schakelaar een zijweg vindt naar den magneet 1. De ingeschakelde electro magneten zijn in de Figuur met doorgaande Innen gearceerd en met E aangeduid; de electro-magneten, waar de stroom niet doorheen gaat, zijn met stippellijnen gearceerd en e genoemd. Wij zullen dus het overseinen van twee telegrammen langs denzelfden draad en in dezelfde richting gemakkelijk kunnen ten uitvoer brengen, door op de beschreven wijze drie relais aan te brengen en deze, zooals wM zooeven hebben verklaard, met de locaalbattery, de beide schrijftoestellen en on er ing te verbinden. Fig. 825 geeft eene schematische voorstelling dezer sc a e ing. In de piactijk zal de inrichting wel is waar ingewikkelder zijn. omaat er nog hulptoestellen bijkomen. Wij zullen hierop evenwel niet verder doorgaan, omdat het uitsluitend ons doel is, den niet-deskundigen lezer de mogelijkheid aan te toonen van het overseinen van twee telegrammen langs denzelfden draad. Er blijft ons nu nog over te verklaren, hoe men de stroomsterkten 1, 2 en 3, waardoor de drie als stroomschakelaars dienstdoende relais in werking treden, te voorschijn roept. Hiertoe zijn de beide stroomsleutels met drie achter elkander geschakelde elementen verbonden, zooals door Fig. 826 wordt aangegeven Drukken wij den eersten sleutel naar beneden (Fig. 826 A), dan is één element in de leiding geschakeld. Wordt de tweede sleutel neergedrukt (Fig. 826 B)? dan zijn er twee elementen ingeschakeld, de electromotorische kracht der stroomgevende batterij is dus tweemaal zoo groot en dientengevolge de stroomsterkte ook ongeveer verdubbeld. Drukken wij beide sleutels naar beneden (Fig. 826 C), dan geven alle drie de elementen stroom, zoodat nu de stroomsterkte driemaal zoo groot is als in het eerste geval. Natuurlek past men in de werkelijkheid, in plaats van drie elementen, drie batterijen toe, die in serie zyn geschakeld. Ook gebruikt men in de practijk nog wel eene andere methode; het kwam er voor ons echter slechts op aan te verklaren, hoe men door middel van twee sleutels drie verschillende stroomsterkten kan te voorschijn roepen. Door eene combinatie der beschreven methoden kan men het nu ook zóó inrichten, dat er twee twee telegrammen van A naar B en te gelijker tijd twee van B naar A langs denzelfden draad kunnen worden overgeseind. Men noemt dit de quadruplex-telegrafie. Bij deze methode moeten er zeer ingewikkelde schakelingen worden aangewend en wij zullen er ons dan ook, nadat wij de mogelijkheid van het overseinen van twee telegrammen langs denzelfden draad in dezelfde of in tegengestelde richting hebben aangetoond, mede vergenoegen de quadruplex-telegrafie hier slechts te vermelden. Over het telegrafeeren zonder draad zal later gehandeld worden. ELECTRISCHE SCHELLEN, SEINWEZEN EN TIJDAANWIJZING. De galvanische elementen voor de electrische schellen. — De electrische schel. — De stroomsluiters. — Het nummerbord. — De geleiding en hare montage. — De schakelwijzen voor electrische schellen. — Spoorweg-telegrafie. — De lijn-afstand en bloksignalen. — Apparaten tot het controleeren van de snelheid van spoortreinen. — De brandweer-telegrafen. — De electrische tijdaanwijzing. — Electrische uurwerken. — De inrichting der hoofdklokken. — Electrische regeling van klokken. — De electrische stemmenteller. Ü moeten nu overgaan tot een onderdeel der electro-techniek, dat wel is waar in vergelijking met de verkeerstelegrafie, waardoor steden, landen en werelddeelen met elkander in verbinding worden gesteld, aan zeer bescheiden eischen voldoet, maar toch tot het gebied der telegrafie moet gerang¬ schikt worden. Wy bedoelen de electrische schei-inrichtingen, die ook seinen naar verwijderde plaatsen overbrengen en de gewone trekschel moeten vervangen. Wanneer het aantal den doorslag gaf by de beslissing der vraag welk onderdeel der electro-techniek van het meeste belang is, dan zouden de electrische schellen vooraan staan in de rij van de toepassingen van den electrischen stroom, want het aantal dezer apparaten, dat dagelijks inwerking is, gaat in de millioenen, en jaarlijks worden er honderdduizenden van vervaardigd. Neemt men hierbij in aanmerking, dat er voor zulke installaties elementen, drukknoppen, nummerborden, enz. noodig zijn, dan zal men beseffen, dat in deze industrie veel wordt geproduceerd en er jaarlijks voor millioenen guldens in wordt omgezet. Het aanleggen van electrische schellen is geen moeilijk werkje en kan gemakkelijk door leeken geschieden. Ongelukkig echter meenen velen, dat zij nu evengoed electrische lichtleidingen, waarbij zooveel hooger spanningen voorkomen, kunnen behandelen. Op deze wijze ontstaan er zoogen. electrische monteurs, wien het in den regel echter aan voldoende kennis ontbreekt om dergelijke montages naar de eischen van degelijkheid en veiligheid te kunnen uitvoeren. Over de geschiedkundige ontwikkeling der electrische schellen kunnen wij kort zijn. Het in werking stellen van eene schel door middel van den electrischen stroom is een zeer eenvoudig vraagstuk, want men heeft slechts een klepel, die door een electro-magneet wordt aangetrokken, tegen eene bel te laten slaan en kan dan door het openen en sluiten van den stroom in de verte een sein geven. Door deze eenvoudige constructie hebben wij evenwel nog niet voldaan aan de eischen, welke aan eene electrische schei-inrichting moeten worden gesteld, want het zou voor ons veel te lastig zijn, wanneer wy tot het geven van een sein vele malen achter elkander den stroom moesten sluiten en weer verbreken. Door eene eenvoudige constructie kunnen wij het evenwel aan den stroom zelven overlaten dit werk te verrichten, zoodat de schel, wanneer er ergens in de leiding contact gemaakt wordt, niet één enkelen slag, maar het bekende ratelende geluid geeft. Met de invoering dezer ratelschellen begint de geschiedenis der electrische schei-inrichting. Wie is de uitvinder der ratelschel geweest? Zooals wij op blz. 771 hebben gezien, had Werneb Siemens reeds in zijne wijzer-telegrafen de zelfverbreking, waarop de ratelschel berust, toegepast, maar deze inrichting was alleen voor de telegrafie bestemd. De eerste, die de ratelschel gebruikte ter vervanging der oude trekschel in onze woningen, was J. Miraud, te Rouaan; in 1853 kwam hij op het gelukkige denkbeeld deze schellen voor het genoemde doel toe te passen. Naarmate deze electrische schei-inrichtingen ingang vonden, bracht men in de verschillende onderdeelen verbeteringen aan, welke voortsproten uit de behoeften, die men langzamerhand leerde kennen. Zoo ontstonden de eenvoudige drukknop en het nummerbord of tableau. Wie deze apparaten heeft uitgevonden, kan niet worden aangegeven en wü kunnen dus niet aan bepaalde personen hulde brengen voor de eenvoudige, hoogst practische inrichting van genoemde toestellen. De electrische schellen worden tegenwoordig op uitgebreide schaal toegepast en z\jn in de meest uiteenloopende gevallen van veel nut; men denke slechts aan de vele toepassingen, die men in het dageiyksch leven van haar heeft gemaakt. De galvanische elementen voor de electrische schellen. Daar bij de meeste electrische schei-inrichtingen de schel in werking treedt, wanneer er een stroom doorheen gezonden wordt en men slechts zelden de schakeling zoodanig maakt, dat zij een signaal geeft, wanneer de stroom, welke doorloopend door de leiding gaat, verbroken wordt; daar bovendien de stroom slechts gedurende korten tijd en met lange tusschenpoozen gebruikt wordt, is het leclanché-element in zijne verschillende vormen zeer geschikt. Vroeger gebruikte men meestal den in Fig. 31 afgebeelden oudsten vorm, maar past tegenwoordig meer het bruinsteen-cylinder-element of dat van Barbier (Fig. 32 en 34) toe. Eene groote verspreiding hebben ook de droge elementen gevonden, welke het nazien en bijvullen der elementen onnoodig maken en, wanneer zij van eene solide firma zijn betrokken en er niet al te veel van hen gevergd wordt, vele jaren dienst kunnen doen. Behalve deze elementen komen somtijds ook nog zink-koper-elementen in toepassing, zooals Meidinger- en callaud-elementen, en wel. in die gevallen, waarin de stroom gedurende langen tijd onafgebroken moet doorgaan. De LEcLANCHÉ-elementen vereischen eenige behandeling; zij moeten op bepaalde tijden schoongemaakt en opnieuw gevuld worden. De contactschroeven moeten op de plaatsen van aanraking goed blank zijn en stevig worden aangedraaid. De elementen moeten onderling zoodanig tot eene batterij vereenigd worden r dat deze by den gegeven weerstand de grootste stroomsterkte levert. Daar nu de installateurs van electrische schellen in het algemeen niet in de gelegenheid of niet in staat zijn de weerstanden te meten, zullen zij in het algemeen zoodanig te werk gaan, dat zü by korte leidingen twee elementen, bij langere, boven de veertig meters totale lengte, drie, bij zestig meters vier elementen achter elkander schakelen. Wordt er eene grootere stroomsterkte vereischt — het geval kan zich in hotels voordoen, waar niet zelden verschillende geleidingen gelijktijdig met de batterij in verbindig gebracht worden —, dan moet deze grootere stroomsterkte door parallel-schakeling eener tweede even groote batterij de eerste worden verkregen. Wij kunnen op dit onderwerp hier niet verder doorgaan, daarliet niet onze taak is eene handleiding voor het aanleggen van electrische schei-inrichtingen te schrijven, maar wil veel meer een algemeen overzicht van dit gebied wenschen te geven. Bovendien bestaan er juist over dit onderwerp verschillende goede en gemakkelijk te begrijpen handboeken, die den lezer met de bijzonderheden der genoemde installaties bekendmaken. De electrische schel. Het eenvoudigste mechanisme voor eene electrische schel is in Fig. 827 afgebeeld. Een klepel m is verticaal aan eene bladveer opgehangen en draagt aan zijn boveneinde een anker A, dat door den electromagneet E wordt aangetrokken, wanneer door dezen een electrische stroom gaat. Door het aantrekken van het anker slaat de hamer van den klepel tegen de schel en zoo heeft dus iedere aankomende stroomstoot een slag ten gevolge. Ten einde den afstand van het anker tot den electro-magneet te kunnen regelenr is er eene stelschroef aangebracht. Het gedeelte van den klepel, hetwelk tusschen het anker en den hamer ligt, is veerend, waardoor deze na iederen slag terugspringt en dus het geluid van de schel niet dempt. Bij deze schellen, waarbij iedere stroomsluiting slechts één slag doet ontstaan, heeft men dus het bezwaar, dat, wanneer men de schel eene poos wil laten doorschellen, het contact gedurende dien tijd achtereenvolgens gesloten en weer geopend moet worden. Men geeft daarom aan de schel eene zoodanige inrichting, dat zij, zoolang in den stroomsluiter contact wordt gemaakt, den stroom automatisch opent en sluit en daardoor eene reeks van snel op elkander volgende slagen te voorschijn roept, zoodat z{j een onafgebroken ratelend geluid voortbrengt. Het beginsel van deze inrichting hebben wij reeds in Fig. 502 leeren kennen en moeten dit dus slechts op ons geval toepassen. De constructie dezer schellen blijkt uit Fig. 828, waaruit tevens duidelijk wordt, hoe de schel met de batterij en den stroomsluiter is verbonden. De stroom van de batterij gaat, wanneer bij P contact gemaakt wordt, door de windingen van den electro-magneet en maakt dezen dus magnetischr door de contactveer, die aan het anker bevestigd is naar de schroef C en van daar terug naar de batterij. Zoodra nu de stroom doorgaat en daardoor I de electro-magneet magnetisch wordt, trekt deze het anker aan en de klepel H slaat tegen de bel; maar te gelijker tijd verlaat de aan het anker bevestigde contactveer de schroef C, de stroombaan is dan verbroken, de electro magneet oefent dan geene aantrekkende werking meer uit op het anker en dit wordt door de veer, waaraan het opgehangen is, van den magneet afgetrokken; zoodra dit het geval is, wordt er bij C weer contact gemaakt, het anker weer aangetrokken en dit gaat zoo voort, totdat bij P het contact verbroken wordt. Door deze constructie van de schel verkrijgt men dus, zoolang men de stroombaan sluit, een onafgebroken ratelend geluid. Zooals uit de Figuur blijkt, wordt er by C niet onmiddellijk contact gemaakt tusschen het anker en de schroef, maar door tusschenkomst van eene veer; dit geschiedt om de volgende reden. Wanneer de stroombaan gesloten wordt en de magneet het anker aantrekt, dan zal door deze constructie de stroom niet onmiddellijk verbroken worden, omdat de veer een weinig meegeeft en daardoor nog een korten tijd met C in aanraking zal blijven, en eerst wanneer het anker tot dicht bjj den magneet genaderd is, van de schroef afgetrokken wordt. Dientengevolge werkt de aantrekking niet momentaan, maar gedurende een zeker tijdsverloop, en kan dus aan den klepel genoeg arbeidsvermogen van beweging mededeelen, om dezen krachtig tegen de bel te doen aanslaan. De constructie der tegenwoordige ratelschellen is zeer verschillend. Daar zij in het groot worden gemaakt, tracht men haar zoodanig in te richten, dat de vervaardiging gemakkelijk geschiedt en toch eene goede werking verzekerd is. Men bevestigt de verschillende deelen van de schel op eene grondplaat, die dus te gelijker tijd de bel, den magneet en den klepel draagt. Fig. 829 geeft aan, dat op de houten grondplaat een gietijzeren stuk is geschroefd, waaraan een rechtopstaand hoekijzer is bevestigd. Aan dit laatste zijn de kernen der electro-magneten geschroefd en over deze de draadklossen geschoven. Aan het korte been van boven is de blariveer van het anker bevestigd, die, zooals uit de Figuur blijkt, tevens als contactveer dienst doet. In den ondersten der beide _ _ evenwijdige armen is de contactschroef met een •WV.VWIVIIU wuuju "igumioii. i/o nvuiavioiJii uvuui schroef bestaat uit platina en eveneens is de plaats van de bladveer, waar deze de contactstift aanraakt, met een daarop gesoldeerd platinaplaatje uitgerust, daar elk ander metaal door de werking der ontstaande vonken zou oxydeeren en dientengevolge het contact slechter en zelfs geheel opgeheven zou kunnen worden. De bel is aan een steel bevestigd, die aan den naar beneden gaanden arm van het stuk ijzer is geschroefd. De klepel verkrijgt by deze constructie een schuinen stand. Dit heeft ten doel den electromagneet verticaal boven de bel te kunnen aanbrengen, zonder aan den klepel eeneonvoordeelige kromming te geven. De klepel ondersteunt nu ook met z\jn gewicht de aantrekking van den electromagneet. Contactveer en contactstift zijn bij sommige constructies verwisseld, zoodat laatstgenoemde op het anker, de veer daarentegen op de grondplaat bevestigd is en dus niet aan de beweging van het anker deelneemt. In Fig. 830 zien wij de electrische schel geheel gereed voor ons. Wij moeten hier evenwel op eene kleine afwijking opmerkzaam maken; de bel heeft namelijk niet den gewonen ronden vorm, maar is trechtervormig, waardoor zij een anderen klank geeft. Deze zoogenaamde schalmeischellen worden dikwijls toegepast, om haar geluid te kunnen onderscheiden van dat van andere schellen, somtijds ook omdat zij een minder schrillen klank hebben dan de gewone schellen. Naar uit Fig. 831 blijkt, heeft men ook wel klankveeren toegepast, zooals men in klokken aantreft. De schelle klank is niet voor iedereen even aangenaam. Men heeft daarom kleine instrumenten vervaardigd, waarbij de klepel en de bel weggelaten zijn en het anker door eene platte veer is vervangen. De afbrekingsmethode is dezelfde als bij de gewone schellen. Door de werking van den stroom wordt de stalen veer in snelle heen en weer gaande beweging gebracht en laat daardoor een dof rammelend geluid hooren, dat in de nabijheid duidelijk is waar te nemen. Een dergelijke brommer is in Fig. 832 nagenoeg in ware grootte afgebeeld. Behalve de bovenbeschreven schakeling, kan in de electrische schel ook nog eene anaere woruon aaiigewenu, waarbij de stroom niet verbroken, maar afwisselend door den electro-magneet en over een zijweg geleid wordt, zoodat ook hier de magneet het anker achtereenvolgens zal aantrekken en weer loslaten. De mechanische inrichting is dezelfde als die der zooeven beschreven schel, alleen de schakeling is anders. De beide einden der magneet-bewikkeling zijn in vaste verbinding met de klemschroeven der schel (Fig. 833), zoodat de magneet, wanneer de stroombaan niet verbroken is, in voort¬ durend contact met de stroombron blijft. De klepel is met de eene klemscnroef verbonden en komt, wanneer zijn anker wordt aangetrokken, met eene contactschroef in aanraking, welke met de andere klemschroef in verbinding staat. Zoolang deze aanraking nog niet is tot stand gekomen, gaat de stroom door den electro-magneet en deze trekt het anker aan. Daardoor wordt de klepel tegen de contactschroef gebracht, de stroom gaat nu over dezen beteren verbindingsweg en nog slechts voor een zeer klein gedeelte om den electro-magneet, zoodat het magnetisme bijna geheel verdwijnt en de magneet het anker loslaat. De klepel springt terug en de zijweg wordt weer verbroken, de stroom gaat opnieuw met zijne volle sterkte door den electro-magneet, deze trekt het anker aan en dit gaat zoo voort, terwijl de klepel daardoor eene snel heen en weer gaande beweging verkrijgt. De gebruikelijke vorm der electrische schellen, door de Fig. 829 en 830 aangegeven, is wel is waar practisch, maar niet heel mooi; men heeft daarom getracht andere vormen toe te passen. Bij deze constructies, het zjj hier dadelijk opgemerkt, is de werking zwakker of het stroomverbruik grooter. Van deze typen heeft de „torenklok" of JENSEN-Schel de grootste verspreiding gevonden; zij is in Fig. 834 afgebeeld, terwijl hare constructie uit Fig. 835 genoegzaam blijkt. Op eene dergelijke wijze tracht men aan de schel een aangenamer uiterlijk te geven, door wel den platten, ronden klokvorm te behouden, maar het mechanisme er onder aan te brengen en dan het geheel op eene ronde grondplaat te bevestigen. Men verkrijgt dan schellen van den in Fig. 836 en 837 aangegeven voim, die somtijds als tafelschellen worden toegepast. Dikwijls doet zich de behoefte gevoelen aan een schel, waarvan het electrische gedeelte voor vocht of gassen geheel afgesloten is, bv. voor buitenschellen, mijnsignalen enz. In mijnen zou nl. het vonkje bij de contactschroef aanleiding tot ontploffing kunnen geven. Een dergelijke schel is door Siemens en Halske onder den naam „Membraanschei" in den handel gebracht. Daarbij is eenvoudig de electro-magneet enz. in een ijzeren kastje geplaatst, hetwelk door een dunne metalen membraan hermetisch gesloten is. Aan de binnenzijde draagt de membraan het anker, aan de buitenzede de klepel; dit elastische tusschenschot kan de beweging van deze deelen volkomen v 0 Fig. 836. Fig. 837. kast, de kast met membraan en daarop bevestigde klepel en het binnengedeelte met den electro-magneet. Van de tot nu toe beschreven electrische schellen, die met gelijkstroom worden gebruikt, wijken de schellen voor wisselstroom in zooverre af, dat Fig. 838. by laatstgenoemden de beweging van den klepel door de stroomwisseling wordt bewerkt en zij dus een mechanisme tot het verbreken of omschakelen van den stroom kunnen ontberen. Schellen van deze soort treffen wij veelal in seintoestellen, vooral bij telegraaf- en telefoon-inrichtingen, aan, en zullen haar hier beschrijven, omdat wij haar later nog dikwijls zullen untmoeten. In Fig. 839 is eene wisselstroomscliel afgebeeld. Twee kleine hoefmagneten van staal zijn zoodanig naast elkander op de grondplaat bevestigd, dat gelijknamige polen der beide magneten op de grondplaat liggen. Aan de bovenste, eveneens gelijke polen zijn verticaal naar beneden gaande ijzeren kernen bevestigd, waarop draadklossen zijn geschoven, welke zoodanig met elkander verbonden zijn, dat z\j aan de vrije einden van de ijzeren kernen verschillende polen doen ontstaan, wanneer door hunne windingen een electrische stroom gaat. Zijn nu de bovenste polen der staalmagneten noordpolen, dan zullen door de magnetische werking ook de vrije einden van de ijzeren kernen noordpolen worden. Zenden wij nu een stroom door de draadklossen, van eene zoodanige richting, dat hij aan het onderste vrije einde van de rechts liggende ijzeren kern eene noordpool te voorschijn roept, dan zal de andere ijzeren kern aan haar vrije einde zuid-magnetisch worden. Het magnetiseeren van de rechtsliggende ijzeren kern door den draadklos heeft dus in denzelfden zin plaats als door den b\jbehoorenden staalmagneet; het magnetisme van deze kern zal dus versterkt * 'B' worden. Bij de links gelegen kern werkt evenwel de magnetiseering van den klos dio van den overeenkomstigen staalmagneet tegen; hier wordt dus het magnetisme in de ijzeren kern geheel of gedeeltelijk opgeheven en de magnetische werking van de pool aan het vrije einde van de ijzeren kern dus vernietigd of verminderd. Wordt de stroom omgekeerd, dan zal het magnetisme in de linker ijzeren kern versterkt, in de rechter daarentegen verzwakt of opgeheven worden, en wij zien dus, dat de vrije einden der beide ijzeren kernen afwisselend magnetisch worden, wanneer hare klossen door een wisselstroom worden doorloopen. Nu ligt tusschen de einden van de ijzeren kernen en de onderste polen van de staalmagneten een klein week-ijzeren staafje, dat om eene as in het midden kan draaien en met een klepel is verbonden, zooals door de figuur wordt aangegeven. Gaat nu door de klossen een stroom, welke de rechts gelegen ijzeren kern sterker magnetiseert en te gelijker tijd de linker-kern ontmagnetiseert, dan zal de rechterarm van het ijzeren hefboompje krachtiger naar boven getrokken worden dan de linkerarm, en dientengevolge zal de klepel tegen de links staande bel slaan. Bjj den volgenden stroomstoot heeft de werking op den linkerarm de overhand en de klepel slaat dan tegen de rechts staande bel. Op deze wijze wordt dus aan den klepel eene snel heen en weer gaande beweging medegedeeld, waardoor hij afwisselend tegen de eene en tegen de andere schel slaat en dus het bekende ratelende geluid ^ wordt te voorschijn geroepen. In aansluiting aan dit mechanisme zullen wij ook de stroom- ontwikkelaars voor deze wisselstroom schellen beschrijven. Men bedient zich hiervoor van kleine magneetinductie-machines zonder commutator, die met de hand gedraaid worden. Een zoodanig toestelletje, dat evenwel van een commutator is voorzien en dus — ...» — — --r.- en 841 afgebeeld. Twee ijzeren poolstukken CC zijn op de grondplaat geschroefd en door middel van een verbindingsstuk uit zink of geelkoper tot één lichaam vereenigd. In de overgebleven holle ruimte draait de armatuur, een dubbel T anker (Zie blz. 82). Aan de poolstukken zijn de hoefijzervormige staalmagneten A door middel van doorgaande schroefbouten bevestigd. Denken wij ons nu in plaats van w=mr^=reM" ™ ■— —• Voor het gebruik met wisselstroom-schellen geeft men aan deze «»«,««♦ inductoren den vorm, die uit Fig. 842 en 843 blijkt; deze zijn op '/ -« der ware grootte geteekend. De overbrenging van de beweging van de* kruk op de as geschiedt hier door tandraderen. P w"*i8r dTindïclop'™?™1" d00rea"" h««" » ' IJ' T' ^I8S 'rooin-schel vereenigd en het geheel in kastje geplaatst, zooals uit Fig. 842 en 843 blijkt; wij zien hier het apparaat op eene console aan den muur bevestigd. Op elk der in verbinding gebrachte plaatsen is een zoodanig apparaat opgesteld, zoodat men van de eene naar de andere kan schellen. ' Het voordeel der wisselstroom-schellen in verbinding met de magneet indur toren is hierin gelegen, dat zij geen batterijen vereischer, «n dan'bhTe TJT °mSlaCht?en 6n me6r zekeren *an worden verkregen dan bV de toepassing van de gewone gelijkstroom-schellen in^rif.Sh r°dr8lUiterSV00rde 6l6CtriSChe SCh6l!en kunnen zeer eenvoudig zijn ngencht, daar z« in eene eenvoudige stroombaan met zwakke stroomen dienst moeten doen en in de meeste gevallen niet aan de inwerking vanToch^Ï sluiting, maar ook eene stroomwisseling worden verkregen, hetgeen met weinige uitzonderingen „p zeer eenvoudige wp. k,„ geeehf.dén S.ï de Zoï «I ter tegen vecht beschut „rde„, bijvoorbeeld wannee, hj in £ oZ luch wordt aangebracht, dan levert dit geen technische moeilijkheden on zooals wU straks nog nader zullen uiteenzetten «sneden op, «pi. "zeisr°r;8h^:^r~irdrat • ton ïig ?1Ó e„ sraTn " °""" """ e"""m Plaatjes liggen (Fig. 845 en 846). Dez, veerende plaatjes hebben den vorm van korte spiralen en hunne einden bevinden zich in het midden boven elkander, doch raken elkander niet aan, zoolang de door het deksel gaande knop, welke op de bovenste veer rust, niet naar binnen gedrukt wordt. De andere einden der veeren zyn op de grondplaat geschroefd en ieder in aanraking met een der geleidingsdraden, welke in geleidende verbinding met elkander moeten worden gebracht. Zoodra er nu op het knopje gedrukt wordt, zal de bovenste veer de onderste aanraken en de stroombaan, die hier verbroken was, is dan gesloten. Zooals de lezer ziet, is dit toestelletje hoogst eenvoudig, en dit moet het ook zijn, wil het zoo goedkoop mogelijk vervaardigd kunnen worden; bovendien kan het zeer gemakkelijk worden aangebracht en het waarborgt eene goede werking. Bij nadere beschouwing komt men nog meer tot de overtuiging, dat het een uiterst practisch apparaat is. De plaatjes zijn zoodanig gebogen, dat zij op zeer eenvoudige wijze machinaal kunnen worden vervaardigd; door hun eigenaardigen vorm worden zij gemakkelijk met elkander in aanraking gebracht en verwijderen zich onmiddellijk weer van elkander, zoodra de druk op den knop ophoudt. De beide veertjes kunnen ook zeer snel op de grondplaat worden bevestigd door middel van twee schroeven, waarvan er ééne tevens dient om het tot een oog gebogen einde van den geleidingsdraad tegen het plaatje te klemmen; wanneer zij met elkander in aanraking worden gebracht, dan schuurt het eene een weinig over het andere, zoodat er geen oxydehuidje gevormd kan worden en zij steeds blank blijven. De los in de boring van het deksel aangebrachte knop rust op de bovenste veer en wordt door haar gedragen; de breede kop van de kan uitwijken; de boring houdt hem in de goede richting en de verbreeding aan zijn voet belet het uitvallen. De bevestiging van het deksel op de grondplaat door middel van een schroefdraad met grooten spoed maakt het mogelijk, het deksel gemakkelijk te kunnen opzetten en afnemen, en wanneer wij dan ten slotte daarenboven zien, dat de constructie nog plaats genoeg overlaat voor twee gaten in de grondplaat, waardoor de ter bevestiging dienende houtschroeven worden gestoken, zoowel als voor twee gaten tot het insteken der twee geleidingsdraden, dan zal men moeten toegeven, dat dit zoo eenvoudige toestel uit een technisch oogpunt zeer volkomen is. Ter vergelijking geven wij in Pig. 847 de afbeelding van eene oudere constructie, waaruit men zal kunnen besluiten, dat de vervaardiging van dezen 55 drukknop belangrijk duurder zal moeten zijn dan die van den vorigen, zonder dat hy daarom beter was. De zooeven beschreven inrichting kan nu eene menigte uiterlijke vormen aannemen. In vele gevallen wenscht men het contact niet vast aan te brengen, maar het te kunubii vei plaatsen, en geeft het dan somtijds den vorm van een p r e s s epapier (Fig. 848). In andere gevallen is het weer wenschelijk, het contact naast of boven zich te hebben en hiervoor dient de in Fig. 849 afgebeelde peer vorm, welke niet zelden meer dan één contact bevat tot het schellen naar verschillende plaatsen. Dit contact heeft ook het voordeel, dat het beweeglijk is en bijvoorbeeld door den aan het bed gekluisterden zieke gemakkelijk bereikt kan worden. Een verwante vorm is het knijpcontact (Fig. 850), dat uit een rond staafje bestaat, waarin tot op ongeveer twee derden zijner lengte eene in snijding is gemaakt; de hierdoor gevormde beenen zijn aan do binnenzijde van metaalplaatjes voorzien, welke men by het samen¬ knijpen der beide beenen met elkander in aanraking brengt en daardoor de leiding, welker einden aan de plaatjes bevestigd zijn, sluit. Terwijl wij tot nu toe slechts drukcontacten hebben beschreven, zullen wij ook nog met eenige trek-contacten kennis maken, die dus met een eenvoudig schelle¬ koord in werking kunnen worden gesteld. Fig- Bij het in Fig. S51 afgebeelde toestelletje wordt een metalen verbindingsstuk dat aan eene veer bevestigd is, door het trekker, aan een koord met de twee contactstukken, waaraan de einden der geleidingsdraden zijn bevestigd in aanraking gebracht. Wordt het koord losgelaten, dan drukt de veer het verbindingsstuk weer terug en verbreekt daardoor de geleiding. Eene grootere toepassing dan het vorige trek contact heeft de in Fig. 852 afgebeelde trekknop, die, zooals zijn uiterlijke vorm reeds aanduidt, voor huisdeuren bestemd is en op hetzelfde beginsel berust. De aan het einde geïsoleerd aangebrachte metalen schijf komt, wanneer er aan den knop getrokken wordt, tusschen de beide contactveeren en brengt daardoor de stroomsluiting tot stand. Laat men den knop los, dan drukt de veer de trekstang weer terug en de contactveeren komen dan op den isoleerenden cylinder van eboniet te rusten. Daar deze contacten meer aan de vochtige lucht zijn blootgesteld dan de tot nu toe vermelde stroomsluiters, welke meer voor binnenshuis bestemd waren, is het een voordeel, dat het metalen schijfje over een tamelijk grooten afstand langs de contactveeren schuurt en deze daardoor blank blijven. Bovendien kan men het contact in eene goed gesloten cylindervormige bus steken, welke door den vooruitspringenden breeden rand van de rozet geheel afgesloten is. Behalve deze „hand-contacten", ziin er ook voet-contacten in gebruik, welke door den voet in werking worden gesteld en dikwijls in eetzalen worden toegepast, ten einde de bedienden op eene weinig in het oog vallende wijze te roepen. Deze contacten kunnen beweeglijk of in den vloer ingelaten zijn. In het eerste 'ë' geval is een drukknop der vroeger beschreven soort voldoende; alleen moet dan de grondplaat zwaarder zijn, daar zij anders gemakkelijk zou verschuiven. Bij de vaste contacten wordt eene kleine, schuin opstaande plaat in den vloer aangebracht, waartegen van onderen eene veer drukt. De verbinding tusschen de veer en deze plaat, waar men met den voet op trapt, is niet vast, maar kan op eenvoudige wijze verbroken wnrHsn de schuinstaande plaat in hare opening kan leggen, waardoor zij gelijk met den vloer komt en het contact goed afsluit; dit heeft ten doel het toestel naar verkiezing buiten werking te stellen en hef contact bij het schoonmaken van den vloer tegen het indringen van vuil en water te kunnen beschutten. In vele gevallen moet de stroom niet met de hand of den voet gesloten worden, maar wordt het contact in verbinding gebracht met eene andere mechanische inrichting. Een voorbeeld hiervan is het deurcontact, dat den stroom sluit, zoodra de deur geopend wordt, en vooral bü winkeldeuren dikwijls wordt toegepast. Hiertoe dient een eenvoudig toestelletje, dat in het deurkozijn wordt ingelaten (Fig. 853). Het smalle metalen plaatje, dat met het hout gelijk komt, is met het eene einde der geleiding verbonden, terwijl het andere einde met de aan de achterzijde bevestigde veer, die door een stukje eboniet van het metalen plaatje geïsoleerd is, in verbinding staat. Aan het einde der veer bevindt zich een drukknop, die bij het neerdrukken de veer van de metalen plaat verwijdert. Zoolang de deur gesloten is, zal de druk, welken zij uitoefent, de contactveer van het metalen plaatje gescheiden houden. Wordt evenwel de deur geopend, dan legt de veer zich tegsn de plaat, de stroombaan wordt gesloten en de schel treedt in werking. Daar er hier tusschen de vlakken van aanraking geene wrijving wordt uitgeoefend, zal men die plaatsen bij voorkeur uit plaatjes of stiften van platina laten bestaan, welk nietaal niet oxydeert. Niet zelden wenscht men, dat het openen van de deur geen onafgebroken schellen veroorzaakt, maar de bel slechts even doet aanslaan. Dan bedient men zich van het strjjk-contact, dat in Fig. 854 is afgebeeld. Bij dit toestelletje zijn twee veeren aangebracht, die door druk met elkander in aanraking komen. Deze wordt door de deur uitgeoefend, doordat zij bij het openen met haar bovenkant langs het ronde stuk eboniet strijkt, hetwelk aan de eene veer is bevestigd. Deze raam- en deur-contacten worden op groote schaal toegepast als veiligheidsinrichtingen tegen dieven en inbrekers. De nummerborden. Wanneer men van uit verschillende plaatsen eene zelfde schel in werking kan brengen, is het noodzakelijk aan de schel eene inrichting te verbinden, die aangeeft van welke plaats het sein komt. Vroeger bediende men zich veelal van een toestel van Breguet, dat in Fig. 855 is afgebeeld. Hierbij is voor iedere plaats, van waaruit gescheld kan worden, eene schijf aangebracht, die uit hare gleuf in de kast naar buiten valt, zoodra er een stroom van de betreffende plaats door het apparaat naar de schel gaat. Zoodra men gezien heeft, welke plaats geroepen heeft, drukt men de schijf weer in de gleuf terug en het toestel staat dan weer voor een volgenden keer gereed. Het electro-mechanisme van dit toestel blijkt uit Fig. 856. Wordt aan een der drukknoppen, welke door het gebouw verdeeld zijn, contact gemaakt, dan gaat de stroom door den electro-magneet M, die daardoor het door eene veer van hem afgedrukte anker A aantrekt. Het einde van den ankerhefboom draagt eene nok, die in de overeenkomstige nok n van de nummerschijf haakt. Beweegt het anker zich naar den magneet toe, dan gaan de nokken uit elkander en daardoor valt de schijf, die van onderen draaibaar bevestigd is, door haar overwicht naar voren. Wanneer na het ophouden van den stroom de schijf weer teruggedrukt wordt, dan schuift hare nok over die van het anker heen en beide haken nu weder in elkander. Natuurlijk moeten er dus zooveel electro-magneten in het nummerbord aanwezig zijn, als er stroomsluiters voor dezelfde schel in het gebouw verdeeld zijn, en moet iedere electro-magneet slechts in die stroombaan gelegen zijn waartoe de betreffende stroomsluiter behoort. Hiertoe is het evenwel niet noodzakelijk, dat iedere drukknop zijne eigene afzonderlijke stroombaan heeft, dit moet alleen het geval zijn voor dat gedeelte van de geleiding, hetwelk van den drukknop naar het nummerbord gaat. Achter laatstgenoemd apparaat vereenigen zich de gescheiden leidingen en gaan dan als eene enkele leiding door de schel naar de batterij. Uit Fig. 868 blijkt, dat de stroomgeleiding van de batterij tot bij de drukknopper uit een enkelen draad bestaat Van hier uit gaat over iederer drukknop eene afzonderlijke lei ding naar het nummerbord Daarna vereenigen zij zich weei tot ééne leiding en deze koml dan door de schel naar debattere terug. Wanneer er dus op eer der knoppen gedrukt wordt, gaal de stroom door zijne geleiding naar het nummerbord, laathiei de overeenkomstige schijf valler en brengt te gelijker tijd de ge meenschappelijke schel in wer king. Het zooeven beschreven toestel heeft het nadeel, dat men niet van verre kan onderschei den welke nummerschijf er uit gevallen is, en bovendien kar er door de gleuven stof in het toestel dringen. Men heeft daarom eene andereconstructie bedacht. waarbij het nummer achter Fig. 857. een klein venster te voorschijn komt. Fig. 857 geeft eene afbeelding van zulk een apparaat, dat twaalf zulke kleine vensters voor een even groot aantal nummers bevat; voor twee vensters zijn de nummers verschenen. Aan de rechterzijde ziet men uit het toestel eene stang met eene knop te voorschijn komen; deze dient om de nummers weer te doen verdwijnen en de in werking getreden signaalinrichting weer in haar vorigen stand terug te brengen, zoodat zij voor een volgenden keer gereed is. Hoe dit geschiedt, zullen wij straks zien. Gaan wij eerst na, hoe de nummers voor de venstertjes te voorschijn kunnen komen! Uit Fig. 858 en 859 zal men het hiertoe dienende mechanisme gemakkelijk begrijpen. Het nummer is op eene rechthoekige schijf aangebracht, die door de werking van den stroom uit den stand van Fig. 858 in dien van Fig. 859 valt, waarin zij zich juist voor het venster bevindt, terwijl zij van to voren onzichtbaar achter het ondoorschijnend gedeelte van de voorplaat was verborgen. Op de ijzeren plaat, die tegen den achterwand van het kastje is geschroefd, is nu een kleine electro magneet bevestigd. Deze magneet trekt, wanneer er een stroom doorheen gaat. het anker aan, dat den vorm heeft van een rechten hoek en draaibaar aan de ijzeren plaat is bevestigd. Aan het vrije einde van dit anker bevindt zich eene nok, waarover de arm van de nummerschijf heenglijdt en dezen in verticalen stand vasthoudt (Fig. 858). Trekt de electro-magneet nu evenwel zijn anker aan, dan beweegt de nok zich naar den magneet toe, zij laat den arm van de nummerschijf vrij, waardoor deze naar beneden vallen en voor het venster verschijnen kan. Nu zien wij, dat er met de as, waarom de arm van de nummerschijf draait, nog een tweede naar beneden] wijzende hefboomsarm verbonden is; deze dient, om de schijf, nadat zij naar beneden gevallen is, weer in den stand van Figuur 858 terug te brengen. Hiertoe zijn onder elk der drie rijen schijven beweegbare stangen aangebracht, welke onderling door dwarsstangen verbonden zijn en door den knop aan de rechterzijde van het kastje (Fig. 857) van rechts naar links kunnen worden geschoven. Op de genoemde stangen zijn nokken aangebracht, voor iedere schijf ééne, die de rechterzijden van de zooeven vermelde naar beneden wijzende armen aanraken en deze bij de verschuiving der stangen uit den stand van Fig. 859 in dien van Fig. 858 brengen, waarin de schijf door het anker van den magneet wordt vastgehouden. Een druk op den knop is dus voldoende, om a'Ie schijven, welke naar beneden mochten zijn gevallen, weder in den verticalen stand terug te brengen. Wordt de knop losgelaten, dan schuift eene veer de stangen met de nokken terug, zoodat de meer gemelde naar beneden wijzende armen zich vrij bewegen en de schijven, zoodra er door de overeenkomstige electromagneten een stroom gaat, voor hunne venstertjes kunnen vallen. Eene eenigszins andere inrichting hebben de gepolariseerde nummer kleppen, waarvan wij in Fig. 860 eene afbeelding geven. Wij zien hier in plaats van één, twee electro-magneten op de ijzeren plaat bevestigd; zij trekken een anker aan, dat gevormd wordt door een lichten hoefmagneet. De windingen van een der electro-magneten, bijv. van den rechtschen, zijn nu verbonden met de leiding, die van den drukkop komt; maakt deze contact, dan gaat er een stroom van bepaalde richting doo laatstgenoemden electro-magneet ei wel van eene zoodanige richting, da deze het gepolariseerde anker aan trekt. Daardoor wordt de met he anker verbonden nummerschijf uit dei stand, dien zij in Fig. 860 heeft, ge draaid, totdat de hoefmagneet tegei den rechtsgelegen aantrekkenden elec tromagneet stuit; het nummer ver schijnt nu voor het venstertje. Moe de schijf weer in haar vorigen stani teruggebracht worden, dan zendt mei door middel van eene ter zijde aai het toestel aangebrachte contact-in richting (drukknop) een stroom doo den links gelegen electro-magneet die daardoor zoodanig gemagnetiseerd wordt, dat hij het gepolariseerde anker aantrekt en het nummer dus weer in den stand van Fig. 860 brengt. Ook hierbij worden alle voor de venstertjes verschenen nummers te gelijker tijd weer onzichtbaar gemaakt, doordat de drukknop op zij van het tableau den strotfm door alle linksche electro-magneten der verschillende nummers zendt. De geleiding. Wat de geleidingen betreft, stellen de electrische scheiinrichtingen niet zeer hooge eischen, daar men hierbij slechts met zwakke stroomen te doen heeft en zij doorgaans binnenshuis moeten worden aangebracht. Toch moet men niet in de meening verkeeren, dat alle voorzichtigheid overbodig is en men den draad slechts behoeft te bevestigen, om de leiding voor altijd zeker aan te leggen. Zulk eene zorgeloosheid zou spoedig door onaangename ervaringen gestraft worden. Tegenover de geleidingen voor sterke stroomen hebben de schei-leidingen het voordeel, dat men slechts voor eene onafgebroken stroombaan en isolatie heeft te zorgen; daarentegen ontstaan er daardoor moeilijkheden, dat de talrijke [ingeschakelde apparaten het aanbrengen van een groot aantal draden noodzakelijk maakt, en deze draden zorg- vuldig van elkander onderscheiden en op de juiste wijze verbonden moeten w-orden, ten einde eene heillooze verwarring te voorkomen. Het eerste punt, dat by deze installatie in aanmerking komt is de isolatie. De zwakke stroomen en de lage spanningen der electrische schei-inrichtingen verlangen in dit opzicht niet veel. Wanneer de geleiding niet door vocht bedreigd wordt, is een omsponnen draad voldoende en de dunste omspinning zal reeds toereikend zijn, zoolang zij onbeschadigd blijft. Daar deze dunne bekleedsels evenwel reeds bij de montage door mechanische invloeden beschadigd kunnen worden, verdient het aanbeveling een sterker omsponnen leiding toe te passen. Komt er vochtigheid in het spel, dan is eene eenvoudige omspinning niet meer voldoende; op weinig vochtige wanden, bijv. in kamers, waar zelden gestookt wordt, enz., gebruikt men meestal eene omsponnen en met was gedrenkte leiding. Het was beschut den draad niet alleen tegen vocht, maar levert ook het voordeel, de windingen der omspinningen bij elkaar te houden. Beter is het echter draden te gebruiken, die met gutta percha bekleedsel beschut zijn. Nu is gutta-percha een goed isoleermiddel, maar het heeft dit gebrek, dat het in droge lucht barst en brokkelig wordt, zoodat eene geleiding, die afwisselend vochtig en droog is, met een gutta percha bekleedsel niet geheel beschermd is. Men moet dus het gutta-percha weer beveiligen door er eene laag katoen of geteerden hennep omheen te spinnen. Op zeer natte plaatsen moet men draden met loodmantel gebruiken, bijv. tegen den buitenmuur van het huis, voor de ondergrondsche geleiding van het tuindeur-contact naar het huis, enz. In de huizen wenscht men niet zelden de draden zooveel mogelijk aan het oog te onttrekken en gebruikt daarom, wanneer zij op het behangsel gelegd worden, eene omspinning van dezelfde kleur als het papier. Minder aanbeveling verdient het, om de leiding in den muur te laten en daar overheen te behangen, aangezien men bij het ontstaan eener fout de leiding moeilijk bereiken kan en dan ten slotte wellicht toch genoodzaakt is den draad op het behang te leggen. Ter bevestiging der geleiding gebruikt men meestal kleine gegalvaniseerd of verkoperd stalen krammetjes; de meest deugdelijke, maar erg in het oog vallende methode is die met hoüten blokjes, van schuine zaagsneden voorzien ; in die zaagsneden wordt de draad van zelf vastgeklemd en wordt daarbij de isoleering niet in het minst beschadigd, hetgeen van krammen enz niet gezegd kan worden. Ook het systeem Peschel zie (blz. 339) is zeer goed, maar eveneens in het oog vallend, Moet men eene vertakking maken, dan ontdoet men den hoofddraad van zijn isoleerend bekleedsel en wikkelt om het koperdraad het eveneens blank gemaakte einde van den tweeden draad, waarop men de verbindingsplaats soldeert en ten slotte met dun caoutchoucband goed isoleert. De luchtleidingen voor electrische schei-inrichtingen verschillen niet van die der telegrafie en zijn reeds vroeger (zie blz. 197 e. v.) beschreven. Wij moeten alleen nog vermelden, hoe de binnenleiding met de luchtleiding verbonden wordt. Hiertoe wordt de buiten gespannen draad op de plaats, waar de ver- binding moet gemaakt worden, aan een in den muur bevestigden isolator verbonden en boven dezen isolator in den muur een invoerbuisje aangebracht (Fig. 861). Hierdoor wordt de binnenleiding ge¬ trokken, buiten om den blanken draad gewikkeld en de verbindingspiaai.» ten slotte gesoldeerd. De omgekeerde trechter aan het einde der invoerbuis belet het water binnen te dringen en verhindert daardoor den stroomovergang naar de aarde. De stroomloop in de electrische scheiinrichtingen. Ofschoon het niet ons doel is, den lezer eene handleiding te geven tot het aanleggen van electrische schei-inrichtingen, willen wy toch in een kort overzicht de verschillende schakelingen nagaan, waardoor de gelijktijdige en op elkander volgende stroomwerkingen, zooals z\j by de electrische schellen noodig zijn, worden te voorschijn geroepen. Wy zullen ons hierbij tot de meest typische en de gebruikelijkste schakelingen moeten bepalen. Bij de rangschikking van de verschillende soorten van schakeling gaan wij het best van het doel uit. hetwelk men er mede beoogt, door ons de vraag te stellen: „Wat kan er verlangd worden?" Uit dit oogpunt kunnen de verschillende gevallen in de eerste plaats in twee hoofdgroepen verdeeld worden: tot de eene behooren die, waarin men uitsluitend van de eene plaats naar de andere schellen kan; onder de tweede groep dienen die gevallen gerangschikt te worden, waarin men heen en weer moet kunnen schellen. Wat de eerste groep betreft, deze zullen wij weder verdeelen naar het aantal der plaatsen, die opgebeld en van waar uit gescheld moet kunnen worden; wij kunnen dan de volgende gevallen onderscheiden: 1°. er moet gescheld kunnen worden van ééne plaats naar ééne andere; 2°. „ „ „ „ „ „ ééne plaats naar verschillende andere; S'. „ „ „ „ n n verschillende plaatsen naar ééne andere; 4". „ „ „ „ „ „ „ verschillende andere. Het eerste geval, het eenvoudigste, hebben wü als den grondvorm der electrische schei-inrichtingen reeds in Fig. 828 leeren kennen. Wij geven de hier aangewende schakeling in Fig. 862 weer, om den lezer duidelijk te maken, hoe men deze schakelingen op eenvoudige wijze voorstelt. In laatstgenoemde Figuur beteekent B de batterij, G de schel, K de drukknop, I en L. de geleidingen. Wordt het contact bij K gesloten, dan kan de stroom doorgaan en de schel begint te luiden. Het is gemakkelijk in te zien, dat de batterij op iedere plaats der geleiding kan worden ingeschakeld, hetzij in de nabijheid van den drukknop, hetzij dichter bij de schel, of tusschen beide in. Voor het tweede geval moeten wij een onderscheid maken of de plaats, van waar uit gescheld kan worden, naar verkiezing eene der andere plaatsen of alle gelijktijdig moet kunnen opbellen. De eerstgenoemde dezer twee schakelingen is in hoofdzaak eene uitbreiding van het zooeven behandelde geval, wanneer wij ons voorstellen, dat het contact naar verkiezing met eene der verschillende stroombanen kan worden verbonden. Wij zouden dan evenwel voor iedere stroombaan eene batterij noodig hebben en dit willen wij vermijden, daar het blijkbaar mogelijk is, ééne batterij voor alle stroombanen te gebruiken. Wij geven daartoe aan alle stroombanen afzonderlijke toevoerleidingen, maar eene gemeenschappelijke terugleiding en in deze laatste schakelen wij de batterij. Zooals uit Fig. 863 blijkt, gaat er van iedere schel eene leiding naar het toestel, dat ons in staat stelt den drukknop naar verkiezing met eene der leidingen te verbinden, naar den stroom wisselaar; verder staan de schellen in verbinding m«t !■■■ staan de schellen in verbinding met de ge- Fig. 862. meenschappelijke leiding, waarin ook de bat¬ terij is gelegen. De stroom wisselaar kan ver;hillende vormen hebben; in zijne eenvoudigste constructie komt hij overeen met het in Fig. 342 afgebeelde toestel. dat rlonr beelde toestel, dat door het aanbrengen van meer contacten voor verschillende stroombanen kan worden ingericht. Wordt het aantal leidingen zeer groot, dan past men een apparaat toe, dat wij later in de telefoonstations naderzullen leeren kennen. Eenvoudiger dan het gebruik van een stroomwisselaar is de toepassing van een afzonderlijken drukknop voor iedere leiding, hetgeen bij een klein aantal stroombanen aanbeveling verdient. Wij moe¬ ten dan de linkerzijde van Fig. 863 volgens Fig. 864 wijzigen, zoodat er in elk der drie leidingen een contact komt. Voor het geval, dat de verschillende schellen van eene plaats gelijktijdig in werking moeten worden gesteld, hebben wij slechts alle schellen in ééne leiding aan te brengen, waarin zich ook de batterij en de drukknop bevinden. Hierbij stuiten wij evenwel op eene kleine moeilijkheid, wanneer wij de gewone electrische schel willen toepassen. Schakelen wü namelijk meer van zulke schellen achter elkander in eene stroombaan, zooals door Fig. 865 wordt aangegeven, dan zal de eene de andere storen; want wanneer eene schel gedurende hare werking den stroom verbreekt, dan kan het voorkomen, dat op dit oogenblik de tweede of de derde haar klepel juist aantrekt; door de stroomverbreking in de eerste schel kan de laatste haar klepel niet doen aanslaan en moet wachten, totdat de stroom weer gesloten is. Daar de schellen zich nu onmogelijk volkomen gelijkmatig kunnen bewegen, zal iedere Fig. 865. Fig. 866. stroomverbreking in de eene storend op de andere werken, en daarom kan bij serie schakeling de ratelschel met zelfverbreking niet toegepast worden. Wij hebben evenwel in Fig 838 eene electrische schel leeren kennen, waarbij de stroom nooit verbroken is, maar slechts afwisselend langs twee verschillende stroomwegen geleid wordt, en hier zal dus de beweging van den klepel niet eene stroomverbreking, maar, door buitensluiting der electro-magneet-windingen, eene stroom versterking ten gevolge hebben. Deze schellen zullen wij dus wel achter elkander in de leiding kunnen aanbrengen en dit is dan ook hoofdzakelijk haar doel. Wy hebben echter nog een ander middel, om de serie schakeling te kunnen toepassen. WJj brengen namelijk slechts ééne ratelschel met zelfverbreking aan en nemen voor de overige schellen, die, welke bij iederen stroomstoot slechts één slag geven, waarvan het type in Fig. 827 afgebeeld is. De ratelschel zal nu achtereenvolgens den stroom openen en sluiten en daardoor den anderen schellen afgebroken stroomstooten toevoeren, zoodat zij bij iedere stroomsluiting in de ratelschel een slag geven en dus evenals deze zullen ratelen. Maar ook de gewone ratelschel met zelfverbreking kan men gebruiken in het geval, dat men van één punt uit naar verschillende plaatsen wil schellen; wij moeten haar dan slechts eenigszins anders in de leiding aanbrengen en wel zoodanig, dat ieder uit den aankomenden stroom een afzonderlijken stroomtak voor zich in beslag neemt; met andere woorden: wy moeten haar niet in serie, maar parallel schakelen; zooals uit het schema in Fig. 866 blijkt. Men moet hierbij in het oog houden, dat b\j de serie-schakeling een grootere weerstand moet worden overwonnen dan bij de parallel schakeling en dat daarom in het eerste geval de batterij eene grootere spanning, in het tweede daarentegen een kleineren inwendigen weerstand moet hebben; voor dit onderwerp verwijzen wij naar hetgeen )D bl7.. 66 e. v. is behandeld. Wjj komen nu tot het derde ?eval van de eerste hoofdgroep, lat er namelijk van verschillende >unten naar ééne plaats gescheld noet kunnen worden. Dit geval ;omt zeer dikwijls voor en wij ïerinneren slechts aan de elecrische schei-inrichtingen in hotels, vaar men van uit iedere kamer lezelfde schel in werking kan rengen. Wij moeten hierbij onderscheiden of er alleen gescheld moet worden of dat er tevens door een nummerbord moet worden aangegeven, van welke plaats het sein gegeven is. In het eerste geval is de geleiding veel eenvoudiger, want wij behoeven slechts, zooals in Fig. 867 wordt aangegeven, eene doorgaande dubbele leiding voorbij de verschillende contacten te leggen en deze door korte vertakkingen met genoemde leiding te verbinden. Eenigszins ingewikkelder wordt de zaak, wanneer er een nummerbord moet worden aangebracht. In dat geval dient, zooals wij gezien hebben, de door een contact uitgezonden stroom den met dit contact correspondeerenden electromagneet van het nummerbord te doorloopen en dus door eene afzonderlijke leiding naar het nummerbord gevoerd te worden. Dit bereiken wij door de in Fig. 868 afgebeelde schakeling: Wordt een der contacten gesloten, dan gaat de stroom uit de batterij door de gemeenschappelijke toevoerleiding L der contacten naar den betreffenden drukknop en dan door de afzonderlijke leiding /,, /, of /3 van dien drukknop naar het nummerbord; hier doorloopt hij den overeenkomstigen electro-magneet, doet de signaalschijf naar beneden vallen en gaat vervolgens door de gemeenschappelijke le gemeenschappelijke leiuing, waarin ue suuei is aaugouiauiu, naai uo batterij terug. Het vierde geval, dat men van verschillende plaatsen naar verschillende andere plaatsen moet kunnen schellen, is vooral van belang, wanneer men van uit elk der eerst¬ genoemde plaatsen elk der laatstgenoemde moet kunnen opbellen. Bü een klein aantal schellen en contacten kan men dit op eenvoudige wijze slechts daardoor bereiken, dat men elk contact met alle schellen door geleidingen verbindt. Bü een groot aantal is dit niet meer mogelijk en men moet dan eene andere methode toepassen, die wel is waar voor de eenvoudige electrische schei-inrichtingen niet zeer geschikt is, maar bij de centrale telefoonstations op uitgebreide schaal wordt gebruikt. Men spant van elk der te verbinden plaatsen twee geleidingen naar een centraal-station, waar men, zoodra hiervan bericht ontvangen is, alle plaatsen paarsgewijze met elkander in verbinding kan brengen en aldus eene tijdelijke schakeling op de wyze van Fig. 862 in het leven roept. nasenng nün"JaH 6lk der«fin«evende P^atsen gelijktijdig alle sein-ontvangende plaatsen worden opgebeld, dan hebben w« eene combinatie van de gevallen - en 3, die geene nadere verklaring vereischt Wü komen nu aan de tweede hoofdgroep, dat men namelijk heen en beere?ken°eLfnne? Sche,,en-zouden «eer gemakkelijk daardoor kunnen bereiken, dat Wfl twee installaties volgens Fig. 862 naast elkander legden en S:i W6ln,g nad6nken n00dig z«n- JIaar ^nnen deze dubbele installatie eemgszins vereenvoudigen, door van de vier leidingen er twee tot eene gemeenschappelijke te vereenigen en de twee batterijen door ééne te keliiknSn'n ? ,dan h6t 8Ch6ma Va" Fig" 869" Zooals de lezer ^emak- schef in werk i' § gel6Ren C°ntaCt biJ stroo™luiting de linker¬ schei in werking brengen en omgekeerd. Bö grootere afstanden zou deze schakeling wegens de dure leiding onvoor- batIriiT' men St! dat g6VaI daar°ln °P i6dere plaats eene Wonderlijke vroeJer h.hh" T MoRSE-Sleutel toe, waarvan wij de werking reeds vroegei hebben leeren kennen. De MonsE-sleutel zal al naar zijn stand de is de Srf Tl de rf61 °f met dÖ batt6r" verbinden- Is *8 in rust, dan van dén 1 *7 l ! VerbondeR' zoodat d« stroom, door het neerdrukken Ieder station Ï 'V' V(erw«derde statioii afgezonden, door de schel kan gaan. zenden en k ♦ T! ^ batter" 66n stroom naar het andere station Ook hn Tei' ! Z6lf "iet SCh6lt' door het andere opgebeld worden. F.Ï 870 n t6 1H „aIS retourleidine bezigen; deze schakeling, die in Fig. 8/0 is afgebeeld, zullen w« b« de telefooninrichtingen terugvinden. Spoorweg1-telegrafie. toegepast'^ot*'het h 1S dö electnsche stroom in het spoorwegwezen der statLï h be™]lSen var' personen en goederen. Voor het verkeer welke eene wn Hrrï di6nen de 6erSte plaats telegraaftoestellen, gebruikt men h «verseimng der berichten mogelijk maken, en hiertoe de naald wlÏ ^ ^ lnADultSchland meestal h«t MoRSE-toestel, in Engeland de naald-telegi afie en in Amerika den klopper. Dit gedeelte der spoorwe^- vooTdeVerke '! T" h0d op ïe:' de centrale kiok in üeweging^ « b , "£££2. ving aansluiten aan, d,, der w»»-t l. t „«„„stoeten de wpers va» apparaten gaaien, dat de op elkander vo.g, ^ de TJÜZ.™™ * — ~lw met getande raderen nog met de as van een uurwijzer verbonden; dan kragen wij onmiddellijk een denkbeeld van het beginsel, waarop eene electrische klok kan berusten en dat ook meermalen in toepassing is gebracht. Btf de wyzer telegrafen wordt een anker door een electromagneet aangetrokken, en deze beweging wordt op een getand rad overgebracht, dat daardoor een tand verder wordt gedraaid. Deze constructie vinden wij ook btf de vroegere electrische klokken terug, waarvan de eenvoudigste die van Siemens en Halske is. In dit apparaat (Fig. 887) trekt een electro-magneet een één-armigen hefboom aan, die bij het loslaten door eene veer van den magneet wordt afgetrokken. Aan den hefboom is van boven een pal c bevestigd, die, wanneer de hefboom wordt aangetrokken, het palrad een tand verder draait. Ten einde te beletten, dat het palrad meer dan één tand verder draait, is er bij b nog eene stift aan den hefboomsarm bevestigd, die in de tanden van het rad giijpt, zoodra dit door den pal een tand is verschoven, en het dus in dien stand vasthoudt. Hoe het palrad verder met den minuut- en den uurwijzer verbonden is, behoeven wij niet te beschruv«n, daar dit gedeelte van het mechanisme overeenkomt met dat van andere klokken. De in regelmatige tusschenpoozenaankomende stroomstooten zullen nu het palrad en de wijzers in overeenstemming met den voortgang van den tijd verder bewegen, en op deze wijze zal de electrische klok in synchronen gang met de centrale klok blijven. Eene meer doelmatige inrichting heeft de klok van Th. Tiede, te Berlijn, welke op de sterrenwacht aldaar, in vereeniging met eene astronomische hoofdklok. astronomische hoofdklok, den tijd aangeeft. Het mechanisme tot het oveibrengen der beweging van het anker op het palrad, komt hier overeen met dat, hetwelk wij bij de magneet-inductie-telegraaf van Siemens & Halske hebben leeren kennen, en eene zoodanige telegraaf kan ook zonder meer tot het overseinen van den tijd gebruikt worden, wanneer men, zooals wij stiaks zullen zien, wisselstroom toepast. Tiede gebruikt echter in plaats van den wisselstroom een .wisselmagneet", d.w.z.: hij plaatst aan beide zijden \an den hefboomsarm een electro-magneet (Fig. 888) en laat de stroomstooten afwisselend door den eenen en door den anderen gaan, zoodat de electro-magneten den hefboom heen en weer bewegen en op deze wyze het palrad ronddraaien. Natuurlek moet hy ook twee stroombanen aanwenden en de afgaande stroomstooten afwüóeiend door de eene of door de andere leiden. Voor deze twee stroombanen heeft hy twee heen- en eene gemeenschappelyke terugleiding noodig en voor uitgestrekte installaties zou dit een nadeel zyn. By kleinere inrichtingen komt dit gebruik van een weinig meer draad er niet op aan en dan verdient de constructie van Tiede aanbeveling, daar zy dezelfde voordeelen biedt als de straks te behandelen wisselstroomklokken, maar by haar bovendien het contact, waarover wy later nog zullen spreken, eenvoudiger is dan by laatstgenoemde klokken. Bü de klokken, welke met stroomstooten van dezelfde richting werken, is het mogelijk, dat er bü eene stroomsluiting, ten gevolge van onvolmaaktheden van het contact, twee stooten in plaats van één ontstaan en dus de w\jzer twee standen verder verschoven wordt, terwijl hij maar één stand verder moest draaien. Dit gebrek is bij de klok van Tiede vermeden, want gesteld al, dat één der magneten twee of meermalen achter elkander het anker aantrekt, dan veroorzaken deze meervoudige stroomstooten toch slechts ééne beweging van het anker, dat door den eersten stroomstoot naar den betreffenden electro-magneet toe wordt getrokken en by de daarop volgende impulsen zich reeds in den stand bevindt, dien laatstgenoemden het kunnen geven. Eerst dan wanneer er een stroomstoot door den anderen magneet gegaan is en deze het anker naar zich toe heeft getrokken, kan de magnetiseering van den eersten electro-magneet eene nieuwe ankerbeweging ten gevolge hebben. By lange luchtleidingen bestaat verder de mogeiykheid, dat hierin door de werking der dampkrings-electriciteit stroomen ontstaan, welke het anker in beweging brengen en daardoor de klok onjuist doen aanwyzen. Ook dit nadeel bestaat by het stelsel met wissel-magneten van Tiede niet, want de binnen¬ dringende dampkrings-electriciteit zal öf het anker niet bewegen, omdat het reeds tegen den electro-magneet, waardoor de stroom gaat, ligt, öf zy zal het wel bewegen. In het laatste geval vervroegt de dampkringselectriciteit de beweging van het anker; wanneer dan evenwel de volgende stroomstoot aankomt, dan vindt hy het anker reeds aangetrokken, verandert dus aan den stand van de wyzers niets, die derhalve nu weer een juisten stand hebben. Dezelfde voordeelen kan men ook met twee leidingen bereiken, wanneer men wisselstroom toepast, en hierop werd reeds door Steinheil gewezen, die in 1839 op het denkbeeld eener electrische tydaanwy'zing kwam. De eerste, die den wisselstroom practisch tot het in beweging brengen van electrische klokken toepaste, was E. Stöhrer, die aan zyne klok de in Fig. 889 afgebeelde inrichting gaf. Een staalmagneet s magnetiseert het draaibare deel o d van week yzer, zoodat dit aan zyn vry einde o dezelfde pool krijgt als het einde s van den staalmagneet, dat naar hem is toegekeerd. Dit stuk o d staat onder den invloed van de polen N N van een electro-magneet. Is nn "«'«imatnio mot « Han ia tegengestelde pool, en o d zal dan in den stand getrokken worden, die ln de Figuur is aangegeven. Wisselt de stroom in den electro-magneet, dan wisselen ook de polen N en N' en het stuk o d wordt in den tegenovergestelden stand gebracht. Bij deze schommeling van o d zal het daaraan verbonden anker L eene heen en weer gaande beweging aannemen en het rad R telkens een tand verder draaien. Beter is de constructie van Hipp, wiens electrische klokken eene groote verspreiding hebben gevonden. Hij past evenals Stöhker een gepolariseerd anker toe, maar de vereeniging van het anker, den polariseerenden magneet en den electro-magneet tot een uurwerk is anders; Fig. 890 en 891 geven afbeeldingen van de voornaamste deelen dezer klok. De hoefijzervormige electro-magneet is met zijn juk P aan de pool van een krachtigen staalmagneet M bevestigd. De beide vrije einden van den electro-magneet zullen dus dezelfde polariteit hebben als de met het juk verbonden pool van den staalmagneet. liaat er nu een stroom aoor de windingen van den electro-magneet, dan zal hij aan de eeno pool dezelfde polariteit te voorschijn roepen, welke door den staalmagneet wordt geïnduceerd ; hier zal het magnetisme dus versterkt worden; aan de andere pool zal de stroom evenwel eene tegenovergestelde polariteit trachten te ontwikkelen en het door den staalmagneet te voorschijn geroepen magnetisme verminderen of opheffen. Keert de richting van den stroom in de windingen om, dan heeft de versterking aan laatstgenoemde pool plaats, terwijl de zooeven versterkte pool nu verzwakt wordt, zoodat bij toepassing van een wisselstroom afwisselend de eene en de andere pool de sterkste werking zal uitoefenen. Eene dergelijke inrichting hebben wij bij de wisselstroom-schel (Fig. 839) leeren kennen. De staaimagneet heeft een tweede, langer been, welks einde tegenover het horizontaal draaibare anker A ligt. De vorm van dit anker blijkt uit Fig. 891. Onder den invloed van de magneetpool zal H aan zijn uiterste einde de tegenovergestelde polariteit hebben als de electro-magneecpolen en door deze beide even sterk worden aangetrokken, wanneer er geen stroom door de windingen gaat. Is dit echter w< l het geval, dan zal de aantrekking van eene dei electro-magneetpolen de overhand hebben en de arm van het draaibare anker door deze pool worden aangetrokken. Bij de volgende wisseling der stroomrichting zal de werking van de andere electro-magneetpool het sterkst zijn en de arm dus naar den anderen kant gaan, zoodat de wisselstroom eene heen en weer gaande beweging van het anker teweegbrengt. De beide vleugels aan den arm van het anker hebben tot taak de werking van de aantrekkende pool gedurende de geheele draaiende beweging zoo gelijkmatig mogelijk te doen zijn. Met het anker is eene spil verbonden, die bij iedere heen en weer gaande beweging het rad een tand verder schuift en daardoor de wijzers doet ronddraaien. By de beschreven constructies brengt de stroom, zooals wjj gezien hebben, een anker in eene heen en weer gaande beweging, die op het rad, hetwelk dé wijzers van stand doet veranderen, wordt overgebracht. Men heeft nu evenwel eene constructie weten te vinden, waarbij aan het anker eene draaiende beweging wordt gegeven, zoodat het door middel van tandraderen onmiddellijk met de as van den minuutwijzer kan worden verbonden. Dit beginsel werd o. a. door Grau, te Kassei, in zijne wisselstroomklok toegepast, welke later door C. Th. Wagnek, te Wiesbaden verbeterd werd. De inrichting dezer klok blijkt uit de Figuren 892 en 893. Door de pooleinden van een hoefijzervormigen staaimagneet M gaat eene as, waarop twee eigenaai dig gevormde ankers z\jn bevestigd, elk bestaande uit twee diametraal tegenover elkander gelegen armen met zijdelingsche verlengstukken aan de einden (Zie A b Fig. 892). De beide ankers kruisen elkander onder een rechten hoek en zijn door een geelkoperen stuk d gescheiden. Zü bevinden zich ieder dicht voor eene pool van den staaimagneet, zooals uit Fig. 893 blijkt, en worden door dezen zoodanig gepolariseerd, dat zü aan de vrije einden de polariteit van de betreffende magneetpool verkrijgen. De electro-magneten zijn nu van poolstukken /,. en ,j voorzien, welke een zoodanigen stand hebben, dat, wanneer een der poolstukken tegenover een arm van het eene anker ligt, het andere poolstuk tegenover een arm van het andere anker is gelegen. De randen van de neusvormige verlengstukken aan de armen der ankers zijn nu geen cirkelbogen, maar van het einde van den arm naar de punt \ai. den neus meer naar binnen gekromd, hetgeen men uit de Figuur niet kan waarnemen. Veronderstellen wij, dat het been f van den staaimagneet de zuidpool is, dan zyn de einden van het ankerdeel b zuid-magnetisch en die van het ankerdeel a noord-magnetisch. Zoodra nu een electrische stroom door de normaalkolk wordt afgezonden en door den electro magneet E gaat, waardoor de poolstukken h en " o°rapronkeluken stand t.rng zal fT waan Hier d.T"fel. onmiddellijk een verschil voor met de vroege, laten gaa . H'