Wie man sich Rheostate herstellen kann.

RheostateoderRegulierwiderständesind beim Arbeiten mit stärkeren Strömen fast unentbehrlich. Es sei darum im folgenden die Herstellung von Rheostaten beschrieben.

Gewöhnlich verwendet man für Regulierwiderstände schlechtleitende Metalllegierungen wie Nickelin oder Konstantan. Diese sind jedoch ziemlich teuer, und es wird deshalb manchem jungen Physiker erwünscht sein, zu erfahren, wie man sich Widerstände aus billigerem Material herstellen kann.

Abb. 230. Graphitstäbe des Rheostaten mit ihren Drahtansätzen.

Wir verwenden den ziemlich schlecht leitenden Graphit, den wir in Form von Stäben der geringsten Sorte von Bleistiften entnehmen. Auf die Güte des Graphits und des Holzes zu Zeichenzwecken kommt es nicht an, es ist nur darauf zu sehen, daß die Graphitsäulen nicht schon von vornherein in der Holzfassung gebrochen sind. Das Holz entfernt man, indem man es abbrennt.

Wir brauchen für unseren Rheostat sechs Graphitstäbe; jeder einzelne Stab wird an beiden Enden mit dünnem, blankem Kupferdraht fest umwickelt, und die einzelnen Windungen dieser Umwicklung werden verlötet. Diese Drahtansätze sollen an den oberen Enden 5cm, an den unteren 10cmlang sein. Die kurzen Drähte von je zwei Stäben drehen wir mit einem weiteren Drahte, derum 15cmlänger als ein Graphitstab ist, zusammen und erhalten so drei Stabpaare, deren jedes unten drei Drahtenden (a,b,cinAbb. 230) aufweist. Diese drei Stabpaare werden auf einem quadratischen Brett von etwa 25cmSeitenlänge in Gips oder Zement eingebettet. Man streicht auf das Brett eine 1 bis 1,5cmhohe Gipsschicht; der Gips soll nicht zu dünnflüssig, aber doch gut plastisch sein. Nachdem man die auf den Brei gelegten Graphitstäbe mit einem ebenen Brette gleichmäßig eingedrückt hat, schlägt man an acht bis zehn Stellen je einen Nagel mit breitem Kopf so weit in das Brett ein, daß er noch etwa 5mmweit über die Gipsschicht herausragt, welche daraus reichlich mit Wasser übergossen und dann mit einer zweiten Gipsschicht von etwa 1cmDicke überdeckt wird. Oberfläche und Ränder des Gipsblockes werden nun noch glatt gestrichen und das Ganze läßt man dann in horizontaler Lage trocknen.

Abb. 231 Der fertige Graphitrheostat.

Darnach wird, wie ausAbb. 231hervorgeht, das Brett mit dem Gipsblock auf ein zweites größeres Brett aufgeschraubt, auf welchem auch der Schalthebel und die Klemmen angebracht werden.

Man schlägt um den PunktAeinen Kreisbogen mit dem Radiusbund markiert sich darauf sieben Punkte, mit gegenseitigen Abständen von etwa 2cm. In jedem dieser Punkte wird ein Ziernagel mit flachgewölbtem Messingkopf eingeschlagen, jedoch vorerst so, daß die Köpfe das Brett nicht berühren. Um die sieben Ziernägel werden die neun Drahtenden in folgender Weise herumgewickelt: Draht 1 um Nagel 1, Draht 2 um Nagel 2, Draht 3 und 4 um Nagel 3, Draht 5 um Nagel 4, Draht 6 und 7um Nagel 5, Draht 8 um Nagel 6, Draht 9 um Nagel 7, um welch letzteren man außerdem einen nachher zur KlemmeFzu führenden, dicken Kupferdraht schlingt. Darauf werden die Ziernägel vollständig eingeschlagen und die Drähte außerdem noch mit den Nagelköpfen verlötet.

Der KontakthebelCwird aus einem Streifen starken Kupfer- oder Messingblechs hergestellt, das beiAeine Bohrung erhält und dessen eines Ende mit einem Holzgriffaversehen wird. Die Befestigung des Kontakthebels geschieht in folgender Weise (Abb. 232).

Abb. 232. Befestigung des Kontakthebels.

Eine kreisrunde Scheibebaus dickem Kupfer- oder Messingblech wird in der Mitte mit einem Loche versehen und dann mittels zweier Schrauben mit versenkten Köpfen auf dem Holzeabefestigt; darauf legen wir den Kontakthebelcso auf die Scheibeb, daß seine Durchbohrung auf deren Mitte liegt, bedecken diese Bohrung mit einer kleinen Spiralfederdund stecken durch diese, durch den Hebel und durch die Scheibe die Schraubee, die inaeingeschraubt wird. An der Scheibebwird ein Kupferdrahtfangelötet, der zu der KlemmeE(Abb. 231) führt.

Steht der Kontakthebel so wie inAbb. 231, so ist kein Widerstand eingeschaltet. Wird er aber nach links gedreht, so muß der Strom seinen Weg zuerst durcheinen, dann durch zwei und schließlich durch alle sechs Graphitstäbe nehmen.

Die Graphitstäbe könnte man auch freistehend oder liegend befestigen; da sie jedoch sehr zerbrechlich sind, so ist das angegebene Verfahren vorzuziehen. Auch ist dann, wenn die Stäbe durch starke Ströme glühend werden, eine Gefahr ausgeschlossen.

Haben die Graphitstäbe einen Querschnitt von 3qmm, so ertragen sie eine Stromstärke von 20 bis 25 Ampere.Soll ein solcher Rheostat auch größeren Stromstärken standhalten, so müssen dickere Graphitstäbe gebraucht oder jeweils zwei nebeneinander geschaltet werden.

Will man die Stromstärken feiner regulieren können, als es das jeweilige Ein- oder Ausschalten eines ganzen Graphitstabes erlaubt, so macht man das Grundbrett des oben beschriebenen Rheostaten etwas größer und bringt noch einen zweiten Drehhebel an, der auch über eine bogenförmige Reihe von Nagelköpfen schleift. Diese Nagelköpfe sind, wie ausAbb. 233hervorgeht, alle mit einem einzigen, ebenfalls in den Gipsblock einzubettenden Graphitstab verbunden. Die Drähte, mit deren Zahl die Feinheit der Regulierbarkeit wächst, sind in gleichen Abständen voneinander um den Graphitstab herumzuwinden.

Abb. 233. Widerstand für feine Regulierung.

Um schlechte Kontaktstellen zu vermeiden — an solchen könnten bei starken Strömen schädliche Lichtbogen auftreten — stelle man die Verbindung der Drähte mit dem Graphitstab folgendermaßen her. Man windet einen mit Glaspapier gereinigten etwa 0,6mmstarken,weichenKupferdraht an der betreffenden Stelle in fünf regelmäßigen Windungenfestum den Graphitstab herum und dreht dann den Anfang und das Ende dieses Drahtstückchens fest zusammen. Auf diese Umwickelung wird dann ein starker (1 bis 1,5mm) Kupferdraht aufgelötet, der zu den Kontaktköpfen führt.

Dieser Sonderrheostat wird zwischen dem siebten Kontaktkopf und der KlemmeFeingeschaltet.

Da der eben beschriebene Apparat wohl allen Anforderungen des jungen Lesers genügt, so will ich mit der Beschreibung anderer Konstruktionen keine Zeit verlieren; sie seien nur der Vollkommenheit wegen kurz erwähnt:

Der Rheostat mit Nickelin oder Konstantandrähten ist im Prinzip genau so konstruiert wie der Graphitrheostat. Die Drähte werden aber nicht in Gips eingelegt, sondern zu Spiralen gedreht, die in Holzrahmen ausgespannt werden.Abb. 234zeigt eine derartige Einrichtung.

Abb. 234. Nickelinrheostat.

Abb. 235. Glühlampenrheostat.

Abb. 235zeigt einen Glühlampenrheostat. Je mehr Glühlampennebeneinanderin einen Stromkreis eingeschaltet werden, desto geringer wird der Widerstand. Mit derZahl derhintereinandereingeschalteten Lampen wächst der Widerstand. Bei dem inAbb. 235gezeichneten Apparat können 1 bis 20 Lampen nebeneinander in einen Stromkreis eingeschaltet werden.

Es ist vorteilhaft, wenn die Widerstände, mit denen man arbeitet,geeichtsind. Über das Messen von Widerständen sieheSeite 109.

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