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Länge oder Spannung der Saite continuirlich zu variiren und hiermit so lange fortzufahren, bis der beobachtete Lichtpunkt zu einer hellen Linie von maximaler Länge ausgezogen erscheint.

Ist andererseits die Periode des Wechselstroms gegeben, so dass der Eigenton des Instrumentes hiernach regulirt werden muss, so führt der folgende Weg am schnellsten und sichersten zum Ziel. Man bringt wieder das Instrument in die Nähe des Unterbrechermagneten und beobachtet das Spiegelbild des hellen Punktes, während der Unterbrecher arbeitet. Die Stellung der Klammern s und s1 wird so gewählt, dass die Länge der Saite möglichst gross ist, ferner sind die Magnete m und m, so weit als möglich dem System genähert. Man beginnt nun damit, den Eigenton des Instrumentes dadurch continuirlich zu erhöhen, dass man die Magnetpole durch Drehung der Schrauben q und q1 von dem System allmählich entfernt. Ist man bis zu einem Abstand von etwa 10 mm gelangt, so verkürzt man die Saite durch Verstellung der Metallklammern s und s um ca. 1/3 ihrer bisherigen Länge und beginnt die Operation von Neuem, bis man an dem Auftreten der Lichtlinie das Vorhandensein der Resonanz erkennt. Schliesslich kann man noch, falls man bei einem bestimmten Dämpfungsgrad der Schwingungen zu arbeiten wünscht, Veränderungen in dem Abstand der Telophonmagnete vornehmen und durch gleichwerthige Variationen in der Saitenlänge compensiren. Auch diese Art der Einstellung erfordert kaum mehr als 5 Minuten, und kann, wenn der Beobachter mit musikalischem Gehör begabt ist, noch erheblich schneller ausgeführt werden.

Beobachtungsmethode und Empfindlichkeit.

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Die Ablesung der Ausschläge geschieht am besten in der von Hrn. Wien angegebenen Weise, indem man einen Lichtspalt in dem Spiegel des Instrumentes mit Hülfe eines Fernrohres beobachtet, welches mit Oculartheilung versehen ist. Unter dem Einfluss des zu messenden Wechselstromes verwandelt sich dann das leuchtende Spaltbild infolge der Schwingungen des kleinen Spiegels in ein helles Rechteck, dessen Breite der Amplitude der Schwingungen proportional ist. Befindet sich das Ablesefernrohr in unmittelbarer Nähe des Spiegels, so ist die beobachtete Grösse des Ausschlages in

Theilen der Ocularskala von der Entfernung des Lichtspaltes nahezu unabhängig und ceteris paribus fast ausschliesslich durch die Vergrösserung des Fernrohres bedingt. Für die Genauigkeit der Ablesungen ist es jedoch vortheilhaft, bei möglichst grossem Abstand zwischen Spiegel und Spalt zu arbeiten, da bei grösserer Entfernung das Spaltbild unter Voraussetzung eines tadellosen Spiegels schmäler und schärfer erscheint.

Da das Instrument durch mechanische Erschütterungen und magnetische Störungen äusserst wenig beeinflusst wird, besitzt es eine vortreffliche Ruhelage, und es braucht bei der Benutzung desselben auf besondere Stabilität des Aufstellungsortes nicht gesehen zu werden. Auch wird es im Gegensatz zu dem optischen Telephon durch Schallschwingungen nicht merklich erschüttert, selbst wenn diese die Periode seines Eigentones besitzen. Hingegen muss man bei der Aufstellung des Instrumentes darauf Rücksicht nehmen, dass es in angemessener Entfernung von dem Elektromagneten des Saitenunterbrechers seinen Standort erhält, weil es sonst, infolge der direkten magnetischen Einwirkung, niemals ein scharfes Spaltbild liefert, selbst wenn kein Strom seine Rollen durchfliesst. Meiner Erfahrung nach ist eine Entfernung von 4 m zwischen Instrument und Unterbrecher zur Beseitigung der genannten Störung vollkommen ausreichend. Auch kann man unter Anwendung eines eisernen Schutzringes, welcher den Elektromagneten des Unterbrechers umgiebt, sowie durch geeignetes Drehen und Neigen desselben die nothwendige Entfernung auf 1 bis 2 m herabdrücken. 1)

Zur Beurtheilung der Empfindlichkeit des Instrumentes sowie des Genauigkeitsgrades der Messungen ist die folgende

1) Auch das Wien'sche optische Telephon wird durch directe magnetische Einwirkung des Saitenunterbrechers auf die Membran merklich beeinflusst. Ich glaubte zuerst, dass die beobachteten Störungen lediglich akustischen Ursprungs seien und wählte daher den Aufstellungsort für den Saitenunterbrecher ausserhalb des Fensters in etwa 1,3 m Entfernung von dem Telephon. Es zeigte sich jedoch, dass hierdurch die Störungen nicht beseitigt waren, obwohl der Ton der Unterbrechersaite nicht mehr im Zimmer gehört werden konnte. Dagegen verschwanden die Störungen vollständig, als der Unterbrecher innerhalb des Arbeitszimmers, jedoch 4 mm Entfernung von dem Telephon aufgestellt wurde, während nunmehr der Ton der Saite wieder deutlich vernehmbar war.

Tabelle geeignet, welche eine Versuchsreihe mit unterbrochenem Gleichstrom enthält. In den Stromkreis eines Acumulators wurde ein Rheostat von 10000 2, ein geaichtes Galvanometer und ein Wien'scher Saitenunterbrecher eingeschaltet; letzterer wurde durch einen Hülfsstrom betrieben. Durch Abschalten von zwei benachbarten Contaktstöpseln des Rheostaten wurde ein zweiter Stromkreis gebildet, in welchem sich das Instrument und ein Ballastwiderstand von 840 Ohm befand. Man erhielt auf diesem Wege einen sehr schwachen periodisch unterbrochenen Gleichstrom von genau berechenbarer mittlerer Intensität. Der Versuch wurde durch Variation der Vorschaltwiderstände an dem Rheostaten mit verschiedener Stromstärke wiederholt. Die Tabelle gibt die Resultate dieser Messungen und zwar bedeutet i die mittlere Stärke des die Rollen des Instrumentes durchfliessenden Stromes in Mikroampère, a den beobachteten Ausschlag in Theilen der Ocularskala, R das Verhältnis a/i, d. h. den Ausschlag, welcher einem Milliontel Ampère entspricht; a, endlich ist der Aufschlag, welcher sich unter der Annahme R 8,60 für die betreffende Stromstärke

berechnet.

=

Die 4 Rollen des Instrumentes waren während des Versuches hinter einander geschaltet und hatten einen Widerstand von je 40, also zusammen 160 Ohm. Der zur Messung dienende Strom wurde ca. 100 Mal in der Secunde unterbrochen. Es bedarf ferner der Erwähnung, dass das von mir benutzte Fernrohr eine 25 fache Vergrösserung hatte, und die Theile der Ocularscala dem Auge wie Millimeter in der deutlichen Sehweite erschienen.

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Aus der Uebereinstimmung der Werthe für a und a1, welche in keinem Falle um mehr als 0,1 partes differiren, erkennt man, dass die Ausschläge des Instrumentes den mittleren Stromintensitäten proportional und etwa auf ein Hundertmilliontel Ampère genau sind. Was die absolute Grösse der erreichten Empfindlichkeit anlangt, so ist diese etwas höher, als sich aus der vorstehenden Tabelle ergiebt, da das Instrument nur auf reine Sinusschwingungen reagirt, mithin nur das erste Glied der Fourier'schen Reihe, welche den zeitlichen Verlauf des verwendeten Stromes darstellt, zur Wirkung gelangt. Für reine Sinusschwingungen von der Periode seines Eigentones würde das Instrument angenähert 7/2mal empfindlicher sein, wodurch die Constante R also den Werth 13,5 annimmt. 1)

Es ist ferner zu bemerken, dass man, wie bei dem optischen Telephon, ein Unscharfwerden des Spaltbildes bereits bemerkt, wenn die Verbreiterung desselben noch weit unterhalb der Messungsgrenze liegt, so dass man das Vorhandensein von Strömen in der Ordnung 3.10-9 Amp. unter günstigen Umständen noch wahrnimmt, ein Vortheil, der sich besonders bei Nullmethoden geltend macht.

Aus den mitgetheilten Zahlen ist ersichtlich, dass das Instrument trotz seines erheblich kleinen Widerstandes (160 gegen 400 Ohm) das optische Telephon um das drei- bis vierfache an Empfindlichkeit übertrifft. 2) Die Constanz des Nullpunktes und Sicherheit der Einstellungen ist nach meinen Erfahrungen bei beiden Instrumenten die gleiche. Die Empfindlichkeit der anderen Wechselstromapparate erreicht, wię

1) Hierbei ist vorausgesetzt, dass die Dauer der Stromöffnung und Stromschliessung genau gleich ist, und ferner, dass der Strom beim Schliessen mit seiner vollen Stärke einsetzt und beim Unterbrechen momentan verschwindet. Infolge der Selbstinduction der vom Strom durchflossenen Leiter ist diese Voraussetzung jedenfalls nicht streng erfüllt und der Factor 7/2 kann daher nur als Schätzung gelten.

2) Herr Wien gibt als Empfindlichkeit seines Instrumentes 3,10-7 Amp. für einen Scalentheil; die Constante R würde mithin den Werth 3,3 annehmen. Es ist dies in guter Uebereinstimmung mit meinen Beobachtungen, welehe für das mir zur Verfügung stehende Exemplar bei Benutzung des erwähnten 25 fach vergrössernden Fernrohres die Grösse der Constanten R 3,5 ergaben.

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bereits zu Anfang hervorgehoben wurde, bei weitem nicht diejenige des optischen Telephons. Hingegen hat Lord Rayleigh neuerdings den Nachweis geliefert, dass das in der Technik gebrauchte Hörtelephon in den hohen Tonlagen eine Empfindlichkeit besitzt, welche mit derjenigen des optischen Telephons und selbst des vorstehend beschriebenen Vibrationsgalvanometers vergleichbar wird. 1) Nach Lord Rayleigh würde ein Telephon von ca. 70 Ohm Widerstand durch einen Sinusstrom von 640 Stromwechseln in der Secunde und nur 4,4 Hundertmilliontel Ampère mittlerer Intensität noch genügend erregt werden, um einen Ton zu liefern, welchen ein Beobachter ohne grosse Anstrengung an einem ruhigen Orte hören und nach wenigen Secunden hinsichtlich seiner Tonhöhe erkennen kann. Diesem Strom würde in dem Wien'schen Instrument ein Ausschlag von 0,15 mm, in dem Vibrationsgalvanometer von 0,59 mm entsprechen, unter der Voraussetzung, dass sich die Empfindlichkeit beider Instrumente mit der Tonhöhe nicht ändert. Ein Vergleich der Reizschwellen zwischen dem optischen Telephon und Vibrationsgalvanometer einerseits, dem Hörtelephon andererseits, ist hiernach noch nicht ohne weiteres möglich. Doch gibt es mehrere Umstände, welche der praktischen Ausnutzung der genannten hohen Telephonempfindlichkeit ausserordentlich hinderlich sind und dieselbe meist illusorisch machen. Einmal ist der scheinbare Widerstand des Telephons bei 600 bis 700 Stromwechseln in der Secunde bereits sehr gestiegen, oft mehr als verzehnfacht; zweitens aber ist es sehr viel schwieriger, Wechselströme von einigermassen beträchtlicher Stärke und constanter Periode bei hoher Frequenz zu erhalten, als bei geringer, da die Unterbrecher im letzteren Falle viel regelmässiger functioniren. Für Wechselströme von geringer Frequenz ist jedoch das von Lord Rayleigh untersuchte Telephon, welches als Typus der im Gebrauch befindlichen Formen betrachtet werden darf, bedeutend unempfindlicher, so dass es z. B. für Ströme, welche 128 mal in der Secunde ihre Richtung ändern, zur Erreichung des gleichen Toneffectes eine angenähert 700 mal grössere Stromintensität erfordert.

1) Lord Rayleigh, Phil. Mag. 38. p. 285. 1894.

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