F2a2b+2c+2a + 2b + 2c + 2a + 2b = Cu 2a+20 + 2c + 2a + 2b + 2 + 2a + 2b + 2c =3E. Ist dagegen das Kupfer nicht abgeleitet, so behält es die negativ Elektricität a und das erste Zink erhält nur +a; die auf dem Zink liegende feuchte Scheibe bewirkt, dafs das Zink-b, die feuchte Scheil +b erhält u. s. f., so dafs folgendes Schema den elektrischen Zustand der isolierten Säule angiebt, welche mit der soeben betrachteten die gleiche Plattenzahl hat: Wie man sieht, ist die elektrische Differenz der auf einander folgenden Platten ganz dieselbe, wie in dem vorigen Falle; da aber die negative Elektricität nicht abfliefst, kann die Dichtigkeit der positiven Elektricität an dem oberen Ende nur halb so grofs sein. Von der Richtigkeit dieser Schlüsse kann man sich leicht durch der Versuch überzeugen. Man baue, wie Fig. 109, auf einem isolierten Stativ zwischen drei Glassäulen eine Säule von 100 Plattenpaaren auf, Cu Zn F; Cu Zn F u. s. f., so dafs die Säule oben wieder mit der auf den letzten feuchten Leiter gelegten Kupferplatte endet, und befestige an den beiden die Säule begrenzenden Kupferplatten Drähte. Legt man dann an den Draht der oberen Platte ein Elektroskop an, so divergiert dasselbe mit positiver, legt man es an den unteren Draht, mit negativer Elektricität. Legt man das Elektroskop an einen der Drähte, während man den anderen ableitend berührt, so wird die Divergenz der Goldblättchen bedeutend stärker. Einer solchen Voltaschen Säule kann man sich als einer allerdings nur schwachen Elektrisiermaschine bedienen, und mit der von ihr geliefer ten Elektricität alle jene Erscheinungen hervorbringen, welche wir bei der Reibungselektricität kennen gelernt haben; so kann man mit derselben die elektrischen Anziehungen und Abstofsungen zeigen, einen Ladungsapparat laden u. s. f., so dal's man dadurch, wenn es dessen nach dem Vorigen noch bedürfte, den Beweis für die Identität der Reibungselektricität und Berührungselektricität liefern könnte. Verbindet man das obere Ende der Säule mit dem unteren durch einen Metalldraht, so cirkuliert durch den Draht und die Säule ein Strom, welcher von dem positiven oberen Pole zu dem negativen unteren durch den Draht geht und in der Säule von dem unteren zu dem oberen Pole geht. Die untere Kupferplatte ist hierbei elektromotorisch unwirksam, da nach dem Spannungsgesetze dieselbe elektromotorische Kraft auftritt, wenn wir die obere Kupferplatte direkt mit der unteren Zinkplatte durch einen Draht verbinden. Man kann sie daher fortnehmen und den Aufbau der Säule mit der Zinkplatte beginnen. Man erkennt dann sofort, dafs hier der Strom ganz in demselben Sinne cirkuliert, wie bei dem einfachen Elemente, von dem positiven Metalle durch die Säule zu dem negativen Endmetalle, aufserhalb aber von Fig. 109. dem negativen Endmetalle zu dem positiven. Nennen wir nun jenen Pol bei der Säule, und diese Benennung werden wir auch später beibehalten, den positiven, welcher isoliert positive Elektricität enthält, und von welchem aus der positive Strom durch den Verbindungsdraht geht, so wird das in der Spannungsreihe negativere Endmetall stets den positiven, das in der Reihe positivere Endmetall stets den negativen Pol bilden. Als Spannungsreihe gilt dann immer jene, welche die Metalle zeigen, wenn sie in der betreffenden Flüssigkeit stehen, mit welcher die Säule aufgebaut ist. §. 75. Trockne Säulen. Einer besonderen Art der Voltaschen Säulen, der Zambonischen oder trocknen Säulen müssen wir hier erwähnen, teils weil sie häufig als Beweis angesehen wurden, dafs es durchaus keiner Feuchtigkeit bei Erregung der Kontaktelektricität bedürfe, teils wegen ihrer Wichtigkeit für die Konstruktion der empfindlichen Elektroskope. Zur Herstellung solcher Säulen1) kann man unächtes Gold- und Silberpapier benutzen. Ersteres besteht aus Papier, welches auf der einen Seite mit einer dünnen Kupferschicht, letzteres aus solchem, welches auf der einen Seite mit einer dünnen Zinnschicht bedeckt ist. Man klebt zwei 1) Derartige Säulen wurden zuerst konstruiert von Behrens. Gilberts Ann. Bd. XXIII; sie werden Zambonische genannt, weil Zamboni sich vielfach mit denselben beschäftigte. Gilberts Annalen Bd. XLIX, Bd. LI, Bd. LX. solcher Bogen mit ihrer Rückseite auf einander, so dafs die eine Seite eines so kombinierten Bogens Zinn, die andere Kupfer ist. Mehrere solcher Bogen werden auf einander gelegt, so dafs die Zinn- und Kupferschichten sich berühren; dann zerteilt man sie mit einem Oblatenmesser in lauter Scheiben von etwa 2 cm Durchmesser. Derartiger Scheiben schichtet man in einer trocknen Glasröhre, deren eines Ende mit einer Messingkapsel verschlossen ist, etwa 2000 auf einander, wobei man dafür sorgt, dafs stets in derselben Reihefolge Kupfer, Zinn, Papier auf einander folgen. Man schliefst dann die Glasröhre, indem man auf das andere Ende ebenfalls eine Messingkapsel aufsetzt, von welcher ein mit einem Metallplättchen versehener Stift in die Röhre hineinragt, welcher den Zweck hat, die Papierscheiben gehörig zusammen zu pressen. Anstatt Zinn- und Kupferpapier kann man auch manche anderen Materialien anwenden; so bestrich Zamboni die Rückseite eines Zinnpapieres mit Mangansuperoxyd; es gelingt das am besten, wenn man möglichst fein gepulverten Braunstein mit etwas Gummiwasser anmacht, ihn dann mit einem Pinsel aufträgt und, um ihn recht gleichmässig zu verteilen, mit einem Korkpfropf verreibt. Wie man sieht, wird auch hier die Messingkapsel, an welcher die letzte Zinnschicht anliegt, den negativen, diejenige, an welcher die letzte Kupfer- oder Braunsteinschicht anliegt, den positiven Pol bilden, da diese Säule gerade so angeordnet ist, wie die zuletzt betrachtete Voltasche Säule. Die Dichtigkeit der freien Elektricität an den Messingkapseln kann bei sehr grofser Plattenzahl ziemlich beträchtlich sein, indes dauert es, wenn man die Pole einmal entladen hat, wegen der geringen Leitungsfähigkeit des lufttrocknen Papieres, immer einige Zeit, bis die elektrische Dichtigkeit der Pole wieder die frühere geworden ist. Deshalb zeigt sich auch bei Verbindung der beiden Pole nur ein äusserst schwacher Strom. Aus demselben Grunde hängt auch die Dichtigkeit der freien Elektricität an den Polen ab von dem Feuchtigkeitszustande der Luft; eine Säule kann, je nachdem das Papier mehr oder weniger trocken ist, in feuchte Luft gebracht, stärkere oder schwächere Spannung zeigen. Kann die Feuchtigkeit der Luft zu dem Papier dringen und dasselbe feuchter machen, so wird dadurch die Leitungsfähigkeit des Papieres verbessert, es kann mehr Elektricität zu den Polen fliefsen, und die Dichtigkeit der Elektricität kann dort gröfser werden. Da indes in feuchter Luft die Elektricität sich rascher zerstreut als in trockner Luft, so verlieren in gleichen Zeiten auch die Pole mehr Elektricität. Überwiegt der erste Umstand, so wird die Dichtigkeit der Elektricität an den Polen nach Herstellung des Gleichgewichtszustandes gröfser sein, überwiegt der zweite, so wird sie kleiner sein, denn der Gleichgewichtszustand ist immer dann erreicht, wenn in gleichen Zeiten die Pole aus der Säule immer so viel Elektricität erhalten, als sie an die Luft abgeben. Über die Verwendung der trocknen Säulen zu dem Behrensschen oder Bohnenbergerschen Elektroskope brauchen wir hier nichts hinzuzufügen, wir können in Bezug darauf auf den vorigen Abschnitt verweisen. Man hat, wie erwähnt, geglaubt, dafs diese Säulen bei Abwesenheit aller Feuchtigkeit elektromotorisch wirken, indem man glaubte, dafs die Elektricität nicht durch Leitung an die Pole käme, sondern dadurch, dafs die an den Berührungsstellen jedes Paares angesammelte Elektricität auf die folgenden influenzierend wirkte. Die Möglichkeit dieser Wirkungsweise mufs allerdings zugegeben werden, wie man leicht durch Erwägung der möglichen Influenzen ersieht'). Indes ist diese Anschauung nicht die richtige, wie sich unmittelbar daraus ergiebt, dafs die Säulen ihre Wirksamkeit vollständig verlieren, wenn man das Papier seiner hygroskopischen Feuchtigkeit beraubt, indem eine Säule nach und nach unwirksam wird, wenn man sie in einer Flasche neben Chlorkalcium aufbewahrt3). Die Säule liefert deshalb keinen direkten Beweis für die Elektricitätserregung durch den Kontakt der Metalle allein; indes ist selbstverständlich die Notwendigkeit der Gegenwart von Feuchtigkeit auch kein Beweis dagegen, da die Feuchtigkeit notwendig ist, damit das Papier leitet. §. 76. Verschiedene Formen der Voltaschen Säule. Die Voltasche Säule hat einige grofse Unbequemlichkeiten, welche ihren Gebrauch zur Herstellung dauernder und kräftiger galvanischer Ströme sehr beschränken. Infolge des starken Druckes, den die aufgehäuften Metallplatten auf die unteren feuchten Tuchscheiben ausüben, wird die Feuchtigkeit aus denselben herausgeprefst. Die an der Säule herablaufende Flüssigkeit dient dazu, der zu den Polenden abfliefsenden Elektricität eine Leitung darzubieten, in welcher sich die positive und negative wieder vereinigen; infolgedessen tritt eine Schwächung der an den Polen angesammelten Elektricität und dadurch auch eine Schwächung des Stromes ein, welcher den die Pole verbindenden Draht durchfliefst. Durch das Austrocknen der Tuchscheiben wird ferner die Leitungsfähigkeit der Säule vermindert; dasselbe geschieht dadurch, dafs das angesäuerte Wasser die Zinkplatten angreift, dafs sich schwefelsaures Zinkoxyd bildet, welches als krystallinischer Überzug die Oberfläche des Metalles bedeckt. Auch deshalb wird bei dieser Säule die elektrische Dichtigkeit an den Polen bald sehr klein. Um Schon Volta hat daher anstatt der vorhin beschriebenen andere Formen der Säule angewandt3). Zunächst baute er die Säulen zwischen horizontalen Glasträgern horizontal, wodurch das Auspressen der feuchten Tuchscheiben und somit das rasche Austrocknen vermindert wurde. die Bedeckung des Zinkes mit dem Salze und die Nebenschliefsungen von Pol zu Pol zu vermindern, konstruierte er die Tassen- und Bechersäule Fig. 110. Anstatt der runden Metallscheiben dienen zu derselben rektanguläre Metallstreifen a, b, c. Dieselben sind U-förmig gebogen, der eine vertikale Schenkel des U ist von Zink und an den horizontalen Teil des Kupferstreifens angelötet. In dem letzten Becher zur Rechten steht dem letzten Zinkstreifen gegenüber ein Kupferstreifen, welcher bei B eine Klemme zur Aufnahme des Drahtes trägt; ebenso steht in dem ersten Becher dem Kupfer gegenüber ein Zinkstreifen, welcher ebenfalls mit einer Klemmschraube versehen ist. 1) Jäger, Gilberts Annalen Bd. XLIX und LII. Man sehe auch Wiedemann, Elektricitätslehre Bd. I, §. 290 ff. 2) Erman, Gilberts Annalen Bd. XXV. 3) Volta, Gilberts Annalen Bd. VI. Wie man sieht, ist im übrigen die Anordnung dieses Apparates ganz die der Säule, es folgen sich Zn F Cu, Zn F Cu, u. s. f. Bei der Verbindung von A und B geht der positive Strom von B nach A, es ist also B der positive, A, das Zinkende, der negative Pol der Säule. Ist die Säule nicht geschlossen, so ist bei A freie negative, bei B freie positive Elektricität. Da die einzelnen Zink-Kupferpaare in verschiedenen Bechern stehen, so findet aufser durch den Verbindungsdraht keine leitende Verbindung von Pol zu Pol statt, und da die Metalle in den Flüssigkeiten selbst stehen, so kann ein Austrocknen der feuchten Leiter und ein Ansetzen des krystallinischen Salzes an den Zinkstreifen nicht stattfinden, die Leitung in der Säule wird mit der Zeit nicht allmählich schlechter. Der Aufbau einer Voltaschen, auch einer Tassensäule, von vielen Elementen ist immer eine langwierige Arbeit, besonders da man die einmal zusammengesetzten Säulen nach jedem längeren Gebrauche wieder auseinandernehmen mufs, weil sie auch in der letzten Form allmählich an Kraft verlieren, und weil sie sonst zu rasch verbraucht werden. Man hat deshalb die Apparate vielfach geändert, um sie so bequemer zum Gebrauche zu machen. Der Cruickshanksche Trogapparat1) (Fig. 111) braucht nicht nach dem Gebrauche auseinandergenommen zu werden, er wird aufser Thätigkeit 1) Cruickshank, Gilberts Annalen Bd. VII. |