DE88649C

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Publication number: DE88649C
Application number: DENDAT88649D
Authority: DE
Publication date: 1900-01-01

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21: Elektrische Apparate.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 8. Dezember 1895 ab.

Das Ende der Ladung oder Entladung einer Sammlerbatterie bestimmt man im Allgemeinen durch Messung der Klemmspannung. So lange die Stromstärken nicht allzusehr schwanken, reicht dieses Mittel in der Praxis aus, allein es versagt den Dienst, sobald sehr grofse, variable Stromstärken in Betracht kommen, da die Klemmspannung infolge des inneren Widerstandes und der gleichzeitig durch den Strom hervorgerufenen Polarisation viel zu bedeutende Aenderungen erfährt, um aus derselben allein auf den Ladezustand schliefsen zu können.

Es ist nun der Zweck des in dem Folgenden beschriebenen Apparates, die Zeit des Abfalls der elektromotorischen Kraft am Ende der Entladung sowie die Zeit des Anwachsens derselben am Ende der Ladung ohne Rücksicht auf die jeweilige Stromstärke dadurch zu bestimmen , dafs bei der Messung die das Instrument durchlaufenden Ströme in solcher Weise auf die Nadel einwirken, dafs der Einfiufs der Stromstärke auf die Klemmspannung eliminirt wird.

Eine Reihe von Versuchen an Secundärelementen hat nämlich gezeigt, dafs einmal der innere Widerstand sich in einem Bleisammler, so lange nicht eine bedeutende Entwickelung von Gasblasen an den Elektroden stattfindet, relativ wenig ändert, und ferner, dafs man die Polarisation im Allgemeinen der Stromstärke sehr nahe proportional setzen darf, so lange der Sammler nicht vollständig geladen oder entladen ist.

Ist e₀ diejenige elektromotorische Kraft, welche ein solches Element haben würde, wenn es im gleichen Ladungszustande längere.Zeit hindurch weder Strom empfangen noch abgegeben hätte, ist gleichzeitig w der innere Widerstand und ρ die Polarisation, so ergiebt sich die Klemmspannung k aus der Gleichung

k = e₀ -f i ■ w + p,

die

wobei i und ρ als positiv gelten, wenn
Richtung des Ladestromes besitzt. Setzt man ferner j> = i -f(tj, worin/(tj irgend eine Function der Zeit bedeutet, welche sich zwar unmittelbar nach einer Aenderung der Stromstärke schnell ändert, jedoch jedesmal nach wenigen Secunden wieder sehr nahe denselben constanten Werth c_p annimmt, so gilt mit Ausnahme sehr kurzer Zeiten unmittelbar nach der Stromänderung die Gleichung

k=e_o + i (n>+ c_p) e₀ = k — i (w + c_p).

Nach dieser Gleichung läfst sich die Gröfse e₀ durch die folgende Einrichtung jederzeit ermitteln. M₁ und M_n auf beiliegender Skizze seien die Magnetpole etwa eines Westonvoltmeters. Die Spule desselben besitze eine doppelte Wickelung S₁ und S_n. B ist die Batterie, D die Dynamo, von welcher dieselbe geladen wird, oder der Motor, welchen die Batterie speist. W₁ ist ein kleiner, in die Hauptleitung eingefügter Widerstand, von dessen Enden die zur Spule S₁ führenden Drähte abgezweigt sind, während W_n einen grofsen, vor S_n vorgeschalteten Widerstand bedeutet. W₁ wird so bemessen, dafs der Zeiger Z beim Durchgang beliebiger Ströme durch den Stromkreis BW₁ D B die einer Spannung von ca. 2 Volt pro Element entsprechende Stellung nach jeder

Stromä'nderung sehr schnell immer wieder einnimmt. Nach den vom Erfinder angestellten Versuchen erreicht derselbe diese feste Stellung nach etwa 2 Secunden stets fast vollständig, so dafs für die Praxis von den Schwankungen derselben völlig abgesehen werden kann. Gegen Schlufs der Entladung nimmt jedoch c_p schnell einen relativ grofsen Werth an, ebenso addirt sich am Schlufs der Ladung zur Zeit der Gasentwickelung zu der gewöhnlichen Polarisation die Gaspolarisation, so dafs der Zeiger zu dieser Zeit schnell zu fallen bezw. zu steigen beginnt. Besonders auffallend ist der Anstieg bei der Ladung. Derselbe beträgt, gleichgültig, ob die Stromstärke die dreifache oder nur ein Zehntel des gebräuchlichen Ladestromes ist, ca. Y₂ Volt; und zwar wird dieser Betrag in wenigen Minuten erreicht, so dafs der Augenblick der vollständigen Ladung sehr scharf beobachtet werden kann. Anstatt der zweiten Spule aus dünnem Draht kann natürlich auch eine solche aus dickem Draht bei geeigneten Voltmetern gewählt werden, welche dann der volle Hauptstrom durchfliefsen würde.

Die beschriebene Einrichtung besteht demnach in der Verwendung eines nach Art der Differentialgalvanometer mit doppeltem Stromkreis gebauten Instrumentes, dessen eine Spule wie die Spule eines Voltmessers unter Verwendung eines entsprechenden Vorschaltwiderstandes direct mit den Endpolklemmen der Batterie verbunden wird, während die andere Spule (wie zur Messung der Stromstärke) parallel zu einem Widerstände im Hauptstromkreis geschaltet wird.

Die letzte Spule mufs so an den betreffenden Widerstand angeschlossen sein, dafs sie in gleichem Sinne vom Strom durchflossen wird wie die andere Spule, sobald ein Entladestrom die Hauptstromleitung durchfliefst.

Der Einflufs beider Spulen auf den Zeiger summirt sich in diesem Falle. Es ist dies erforderlich, da die Klemmspannung hier kleiner ist als die E. M. K.

Durchläuft bei derselben Schaltung die Hauptstromleitung ein Ladestrom, so ist die Stromrichtung in den Spulen die entgegengesetzte und der Einflufs der mit den Klemmen der Batterie verbundenen Spule auf den Zeiger wird durch denjenigen der zweiten geschwächt. Es ist dies erforderlich, da die Klemmspannung in diesem Falle gröfser ist als die zu messende E. M. K. ·

Um das richtige Verhältnifs der Widerstände zu bestimmen, verfährt man in der Praxis am bequemsten so, dafs man vorläufig alle Verbindungen unter Verwendung eines mehr als ausreichenden Widerstandes W₁ herstellt und zunächst bei geöffnetem Hauptstrom die Zeigerstellung abliest. Schliefst man dann den Hauptstromkreis, so dafs derselbe von einem Entladestrom durchflossen wird, so wird jetzt der Zeiger in eine höhere Stellung übergehen, da wegen des zu grofsen Widerstandes W₁ die Mefseinrichtung übercompoundirt ist. Man rückt dann die Abzweigepunkte der vom Widerstand W₁ abzweigenden Drähte so weit zusammen (schaltet Widerstand aus), bis der Zeiger in seine ursprüngliche Stellung zurückgegangen ist, worauf sämmtliche Verbindungen definitiv befestigt werden.

Bei Anwendung dieser Mefsmethode zeigt der Zeiger durch plötzliches Steigen oder Fallen die Vollendung der Ladung oder Entladung der Batterie an, während er in der übrigen Zeit ohne Rücksicht auf den Strom im Hauptstromkreis eine nahezu constante Stellung innehält.

Claims

Patent-Anspruch:

Eine Einrichtung zur Bestimmung der elektromotorischen Kraft einer Sammelbatterie, gekennzeichnet durch ein Galvanometer mit doppelter Spule, von denen die eine von einem der Klemmspannung der Batterie proportionalen Strome, die andere von einem dem Hauptstrom proportionalen oder von dem ganzen Hauptstrom so durchflossen wird, dafs der Einflufs des inneren Widerstandes und der Polarisation der Batterie nahe compensirt wird, zu dem Zwecke, das Ende der Ladung oder Entladung der Batterie, d. h. denjenigen Augenblick in einfacher Art zu bestimmen, in welchem die elektromotorische Kraft einen vom gewöhnlichen stark abweichenden Werth annimmt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.