Daß man mit einem solchen Drehstrom sehr einfache Elektromotoren bauen kann, leuchtet nach den angestellten Experimenten mit dem Drehfeld ([Abb. 162]) ein. Ein weiterer noch viel wichtigerer Vorteil, den auch die einphasigen Wechselströme mit den Drehströmen teilen, ist die Fähigkeit, sich durch einfache Apparate auf andere Spannungen transformieren zu lassen. Solche Apparate sind im wesentlichen unseren Induktoren gleich, nur daß diese für Gleichströme, die durch eine besondere Vorrichtung periodisch unterbrochen werden müssen, eingerichtet sind, während jene einfach aus zwei getrennten, auf einen Eisenkern aufgewickelten Spulen bestehen, bei denen die Unterbrechung durch die periodische Richtungsänderung ersetzt wird.
Was für einen Vorteil hat es aber im Großbetriebe, die Spannung eines Stromes transformieren zu können? Wir wissen, daß bei gegebener Drahtdicke der Widerstand einer Leitung um so größer wird, je länger wir sie machen. Wenn z. B. für die Beleuchtung einer Stadt die Wasserkräfte in einem weit entlegenen Gebirgstal ausgenützt werden sollen, so würde ein Strom mit normaler Spannung (110 Volt) entweder in der langen Leitung sehr große Verluste erleiden, oder man müßte, um das zu vermeiden, die Leitung aus ungeheuer dicken Drähten herstellen. Im ersten Falle tritt also ein Energieverlust ein, im zweiten würden die Kosten für die Leitung allein so groß werden, daß sich eine derartige Anlage niemals lohnen könnte. Nun geht aber aus dem Ohmschen Gesetz ([Seite 84 u. f.]) hervor, daß ein Strom mit einer gewissen Anzahl von Watt, sagen wir 1000, mit viel geringeren Verlusten durch eine Leitung fließt, wenn er hohe Spannung und geringe Stromstärke hat, als wenn die gleichen 1000 Watt mit geringer Spannung und großer Stromstärke durch dieselbe Leitung fließen müssen. Also ein Strom mit 1000 Volt und 1 Ampere (gleich 1000 Watt) ist leichter in die Ferne zu leiten, als ein solcher mit nur 100 Volt und 10 Ampere (ebenfalls gleich 1000 Watt). Da sich nun aber Ströme mit sehr hohen Spannungen für den Betrieb von Lampen, Motoren u. s. w. schlecht eignen und außerdem für die mit den Leitungen in Berührung kommenden Personen lebensgefährlich sein können, so werden sie vor den Verbrauchsstellen auf niedere Spannung umgeformt, transformiert. In solchen Transformatoren bestehen die primären Wickelungen aus vielen Windungen eines dünnen Drahtes, die sekundären aus wenig Windungen eines dicken Drahtes. Von dem Verhältnis der primären zur sekundären Spannung hängt auch das Verhältnis der Drahtmaße der Bewickelung ab.
Soviel etwa sprach Rudi über die Transformatoren; ein besonderes Experiment führte er dabei nicht vor, obgleich es nicht schwer gewesen wäre, sich einen kleinen Transformator herzustellen. Wie eine Maschine, die Drehstrom liefert, herzustellen ist, haben wir auf [Seite 194] gesehen. Speziell für diesen Versuch ist es von Vorteil, wenn die Bewickelung der sechs Ankerspulen aus recht dünnem Draht besteht (etwa 0,3 mm stark). Den Transformator können wir als sogenannten Ringtransformator auf folgende Weise konstruieren. Wir stellen aus etwa 0,5 bis 0,6 mm starkem Eisendraht, den wir in einer Bunsenflamme — nicht etwa im Kohlenfeuer — tüchtig durchgeglüht haben, einen Ring her, ähnlich dem, den wir für das magnetische Drehfeld anfertigten, und teilen ihn auf seinem Umfange in drei gleiche Teile ein, die wir durch drei um den Ring gebundene Bindfäden bezeichnen. Jetzt wickeln wir um jedes Drittel vier Lagen eines 0,3 mm starken, isolierten Kupferdrahtes; das sind also drei einzelne Wickelungen, zwischen denen etwa 5 mm frei bleiben sollen. Die sechs Drahtenden werden mit Seidenfäden festgebunden, das Ganze mit Schellacklösung überstrichen und mit einem in Schellack getränkten Papierstreifen umgeben. Darauf werden auf jede dieser Wickelungen zwei Lagen eines 1 mm starken Kupferdrahtes aufgewickelt. Dieser Ring, der sechs dicke und sechs dünne Drahtenden hat, wird auf einem Brett befestigt, und die Drähte werden zu Klemmen geführt.
Wir haben jetzt einen Drehstromgenerator und einen Drehstromtransformator, es fehlt uns nur noch der Drehstrommotor. Letzterer ist ebenfalls sehr einfach herzustellen. Wir versehen einen Eisendrahtring wie den des Transformators mit drei Spulenpaaren. Der Ring soll einen inneren Durchmesser von 4 cm, einen äußeren von 5 cm haben. Jede Spule soll aus drei Lagen mit je 10 Windungen eines 0,5 mm starken Drahtes bestehen. Die Verbindungsdrähte der einzelnen Spulen dürfen nicht durch die Mitte des Ringes gehen, sondern müssen auf dessen Außenseite verlaufen.
Der Anker dieses Motors ist ebenfalls sehr einfach herzustellen. Wir biegen aus einem 1 bis 2 mm dicken und 1 cm breiten Eisenblechstreifen einen Ring, der mit 3 mm Spielraum in den bewickelten Drahtring hineinpaßt. Die zusammenstoßenden Enden des Blechstreifens werden verlötet, und der ganze Blechring wird mit einem nicht isolierten, 1 mm starken Kupferdraht so umwunden, wie aus [Abb. 168] hervorgeht. Zwischen je zwei Windungen sei ein Zwischenraum von 3 bis 4 mm. Die Enden des Drahtes werden zusammen- und die Windungen an den Blechring angelötet Dieser Reif ist in [Abb. 168] dargestellt. Wir schieben ihn auf ein Holzscheibchen, das gerade so hineinpaßt, daß er fest sitzt. In der Holzscheibe wird eine Achse befestigt.
Abb. 168. Kurzschlußanker.
Abb. 169. Schaltungsschema eines Transformators.
Der Ring, der das magnetische Drehfeld erzeugt, wird senkrecht auf einem Brettchen montiert; rechts und links werden die Lagerträger, die wir aus Messingblech verfertigen, angebracht. Der Anker muß sich spielend leicht und ohne zu streifen in dem Magnetringe drehen lassen, dessen sechs Drahtenden wir zu drei Klemmen führen, wie aus dem Schema [Abb. 169] zu erkennen ist.