Jetzt wollen wir noch sehen, wie wir die Stärken und Längen der Drähte für unsere Bewickelungen bestimmen können. Man beachte folgende Punkte:

1. Der Widerstand der Bewickelung des Feldmagneten soll stets etwas größer sein als der der Ankerwickelung (Feldmagnet = 35, Anker = 25). Der Widerstand eines Drahtes ist proportional seiner Länge und umgekehrt proportional seinem Querschnitte. Der Querschnitt q berechnet sich aus dem Durchmesser des Drahtes nach der Formel: q = π · (d2)², worin π = 3,14 ist. (Man benutze auch die Tabellen am Schlusse des Buches.)

2. Der Widerstand in einem Ringanker ist gleich ¼ des Widerstandes im ganzen Ankerdraht, da dem Strom zwei Wege, die nur halb so lang sind als die genannte Ankerwickelung, offenstehen.

3. Bauen wir einen Motor mit Rücksichtnahme auf eine bestimmte Stromquelle, so kann er um so größer ausgeführt werden, je mehr elektrische Energie uns zur Verfügung steht. Die Energie eines Stromes wird in Watt gemessen und ist gleich dem Produkt aus Spannung und Stromstärke. 1 Watt gleich 1 Volt mal 1 Ampere (siehe auch zweiter Vortrag [S. 84 u. f.]). Haben wir bei gegebener Energie verhältnismäßig hohe Spannung und geringe Stromstärke, so ist es nach dem Ohmschen Gesetze ([S. 86 u. f.]) vorteilhafter, längere und dünnere Drähte für die Bewickelung zu verwenden, als wenn wir eine geringe Spannung und eine große Stromstärke haben. Um einen Anhaltspunkt für die absoluten Maße zu geben, sei folgendes gesagt. Ist der Feldmagnet eines Motors an Größe dem Magnet einer mittelgroßen elektrischen Klingel gleich und steht uns eine Batterie von etwa 3 bis 6 Leclanché-Elementen zur Verfügung, so mag die Bewickelung des Feldmagneten gleich der der betreffenden elektrischen Klingel sein, also für jede Spule etwa 20 m eines 0,5 mm starken Kupferdrahtes.

4. Schalten wir die Magnet- und Ankerwickelung hintereinander (Hauptstrommaschine), das heißt so, daß der Strom zuerst die Magnetschenkel umkreist, dann durch den Ankerdraht fließt und schließlich wieder zur Stromquelle zurückkehrt (siehe auch [Abb. 125]), so ist der Gesamtwiderstand der Maschine größer, als wenn wir die beiden Wickelungen nebeneinander (Nebenschlußmaschine) schalten, also so, daß sich der Strom beim Eintritt in den Motor teilt und einerseits um den Feldmagnet, anderseits um den Anker fließt, um beim Austritt aus der Maschine sich wieder zu vereinigen und zur Stromquelle zurückzukehren ([Abb. 126]). Wollen wir einen Motor von vornherein als Nebenschlußmaschine bauen, so ist der Widerstand der Ankerdrähte eben so groß oder etwas kleiner zu wählen, als der der Drähte des Feldmagneten. Näheres über die Unterschiede dieser Schaltungsweisen ist bei der Beschreibung der Dynamomaschine ausgeführt ([S. 148]).

5. Um aus den hier gegebenen Anhaltspunkten die Drahtmaße für eine der hier beschriebenen Maschinen berechnen zu können, vergleichen wir zuerst den für den Motor zur Verfügung stehenden Strom mit dem, den die unter 3. erwähnten 3 bis 6 Leclanché-Elemente liefern. Den inneren Widerstand des oben erwähnten Motors berechnen wir mit Hilfe der Widerstandstabelle (im Anhang) und erhalten für die Bewickelung des Ankers 3,2 Ohm, dies sind 2⁄5 des gesamten Widerstandes: es kommen auf den Feldmagneten 3⁄5, also 4,8 Ohm, so daß wir im ganzen einen Widerstand von 8 Ohm erhalten. Haben wir einen Strom, der die doppelte Anzahl von Watt liefert wie die 3 bis 6 Elemente, so sind die Dimensionen des Motors etwa 1,5mal so groß auszuführen; der gesamte Widerstand (8 Ohm) hat aber gleich zu bleiben für den Fall, daß auch das Verhältnis von Spannung zu Stromstärke gleichgeblieben ist. Wollen wir dagegen den Motor für einen Strom bauen, der zwar dieselbe Energie besitzt wie die Leclanchébatterie, aber bei geringerer Stromstärke eine höhere Spannung hat, so ist der Gesamtwiderstand der Maschine dadurch größer zu machen, daß man mehr Windungen macht, also längeren und dünneren Draht verwendet.

6. Sind wir nun über die Dimensionen und die Drahtwiderstände der herzustellenden Maschine im klaren, so schätzen wir mit Hilfe der Widerstandstabelle Länge und Stärke des Drahtes, der auf eine Spule kommen soll, ungefähr ab. Um erkennen zu können, ob der Draht die gegebene Spule auch ausfüllt oder auf ihr hinreichend Platz findet, müssen wir den inneren Spulendurchmesser (also die Kerndicke) zu dem äußeren Spulendurchmesser addieren — die Maße sind immer in Millimetern auszudrücken — die Summe mit 2 dividieren und das Resultat mit π (π = 317) multiplizieren. Wir erhalten dadurch die mittlere Länge einer Windung. Um die Zahl der Windungen festzustellen, müssen wir die Dicke des Drahtes mit der Isolierung kennen.

Nehmen wir zum Beispiel an, der Kerndurchmesser sei 1 cm, der äußere Spulendurchmesser 3 cm, die Spulenlänge 5 cm, der Widerstand des Drahtes 1 bis 1,5 Ohm und die Drahtdicke hätten wir auf 0,5 mm, mit der Isolierung also auf 0,7 mm, geschätzt. Wir wollen nun die erforderliche Länge und den Widerstand berechnen.

Spulendurchmesser = 30 mm,
Kerndurchmesser = 10 mm,

somit mittlere Länge einer Windung