Die Ströme, die wir in unseren Induktoren erhalten, sind, wie wir gesehen haben, auch Wechselströme, das heißt Ströme, die fortwährend ihre Richtung ändern. Solche Ströme haben wir im vorigen Kapitel kennen gelernt. Die zweipolige magnetelektrische Maschine ([Seite 138 u. f.]) liefert uns einen einfachen Wechselstrom, dessen Verlauf in [Abb. 157] graphisch dargestellt ist. Stehen die Induktionsrollen des Ankers gerade vor den Magnetpolen, wenn wir beginnen, die Maschine in Rotation zu setzen, so steigt die elektromotorische Kraft und damit, wenn der Ankerdrahtkreis geschlossen ist, auch die Stromstärke von dem Wert 0 bei a bis zu ihrem höchsten Wert bei α, den sie nach einer Ankerdrehung von 90° erreicht hat; jetzt fällt die Spannung wieder, bis sie bei b nach einer Ankerdrehung von 180° wieder den Wert 0 erreicht hat. In diesem Augenblick ändert der Strom seine Richtung, was in der Figur daran zu sehen ist, daß die Kurve nicht mehr oberhalb der Linie ax verläuft, sondern unterhalb. Hier wiederholt sich der gleiche Vorgang bei umgekehrter Stromrichtung. Hat der Anker eine volle Drehung (360°) gemacht, so ist die Spannung im Punkte c wieder gleich 0, der Strom steigt und fällt wieder wie zu Anfang und so fort.
Abb. 157. Kurve eines einfachen Wechselstromes.
Abb. 158. Kurve eines Induktorstromes.
Betrachten wir nun die Wechselströme, die in einem einfachen Induktionsapparat entstehen, während der Unterbrecher in Tätigkeit ist. Der Verlauf eines solchen Stromes ist in [Abb. 158] versinnlicht: Wird der primäre Strom geschlossen, so erhalten wir im sekundären Draht einen Stromimpuls, der rasch ansteigt bis zu einem gewissen Maximalwert, der mit von der Geschwindigkeit, mit der der Strom geschlossen wird, abhängt, um sogleich wieder auf 0 herabzusinken (a in [Abb. 158]). Der Unterbrecher mag nun noch so rasch funktionieren, der Stromimpuls war so kurz, daß eine gewisse Zeit verstreicht, bevor der Strom wieder geöffnet wird. Diese Zeit ist in der Figur durch die Strecke xy dargestellt. Bei y tritt dann der Stromwechsel ein, und wir erhalten den anders gerichteten Öffnungsstrom (b), der noch viel rapider verläuft und einen höheren Maximalwert erreicht als der Schließungsstrom. Dann vergeht wieder eine gewisse Zeit (x₁, y₁), bis der Strom geschlossen wird und so fort.
Es fragt sich nun: Wie können wir Spannungen und Stromstärken von Wechselströmen messen? Wie wir im vorigen Kapitel schon sahen ([Seite 148]), reagiert z. B. unser Vertikalgalvanoskop aus den dort erwähnten Gründen nicht auf Wechselströme. Dagegen ließe sich denken, daß die Volt- und Amperemeter, bei denen weiche Eisenteile durch die magnetische Kraft einer Spule bewegt werden, auch auf Wechselströme reagieren, da ja, wenn der Elektromagnet seine Pole ändert, sich auch ebenso rasch die Pole des weichen Eisens ändern, dieses somit auf jeden Fall angezogen wird. Diese Überlegung ist wohl ganz richtig, doch wir würden zu sehr schlechten Resultaten kommen, wenn wir mit unseren Instrumenten Wechselströme messen wollten; denn erstens dürfen die verwendeten Eisenmassen nur sehr klein, zweitens muß das Eisen absolut weich sein, was eigentlich nur bei chemisch reinem Eisen der Fall ist, und drittens müssen die Instrumente für Wechselströme, und zwar für solche mit ganz bestimmten Perioden, geeicht sein.
Rudi hatte sich zur Demonstration in seinem Vortrag zwei Meßinstrumente für Wechselstrom gefertigt, deren Konstruktion am Schlusse dieses Kapitels beschrieben ist. Das eine, ein sogenanntes Hitzdrahtinstrument, benutzt die Stärke der Ausdehnung, die ein vom Strome durchflossener kurzer dünner Draht infolge der Erwärmung erfährt, als Maßstab für die Stromstärke. Das zweite ist ein Elektrodynamometer, ein Instrument, das sich nur dadurch von unserem Vertikalgalvanoskop unterscheidet, daß statt des Stahlmagneten eine Drahtrolle ohne Eisenkern verwendet wird. Wenn ein solches Instrument von einem Wechselstrom durchflossen wird, so ändert sich die Stromrichtung gleichzeitig in der äußeren und in der inneren Spule, weshalb die Ablenkung der letzteren immer nach der gleichen Seite erfolgt. Auch das im Anhang beschriebene [Universalinstrument] ist zur Messung von Wechselströmen geeignet.
Eine zweite Frage, die von vornherein nicht so begründet erscheinen mag, wie die erste, ist die, ob auch für Wechselströme das Ohmsche Gesetz ([Seite 84 u. f.]) gilt. Diese Frage ist nur bedingungsweise zu bejahen, nämlich dann, wenn der vom Strome durchflossene Leiter völlig frei ist von Selbstinduktion ([Seite 158]); ist dies nicht der Fall, so erhält das Ohmsche Gesetz Modifikationen, die von einer großen Anzahl einzelner Umstände abhängig sind.
