w1 = 2,3 . 50.4 Wattstdn. = 460 Wattstdn.
Die Zelle wurde etwa 1⁄2 Stunde nach der Ladung mit 50 Amp. entladen; nach ungefähr 33⁄4 Stunden war die Spannung auf 1,8 Volt gesunken. Da die mittlere Spannung, wie die Messungen ergaben, jetzt rund 1,9 Volt betrug, so belief sich die vom Akkumulator abgegebene Leistung w2 auf
w2 = 50 . 3,75 . 1,9 Wattstdn. = 356,25 Wattstdn.
Mithin war in diesem Falle der Nutzeffekt gleich
w2w1 = 356,25460 = 0,77 oder 77%.
Im Laboratorium kann man, wenn man mit geringer Stromdichte lädt und entlädt, einen Nutzeffekt von 90% und noch mehr erzielen. Mit zunehmender Entladestromstärke nimmt der Quotient ab. In der Praxis rechnet man mit einem Nutzeffekte von 70-75%. [Auf die Rolle, die die zwischen Ladung und Entladung liegende Zeit spielt, ist schon aufmerksam gemacht worden.]
Man könnte der Ansicht sein, daß der Nutzeffekt deshalb mit wachsender Entladestromstärke sinkt, weil bei größerer Stromdichte der innere Widerstand des Akkumulators zunimmt. Daß sich dieser mit der Stromstärke und mit der Dauer der Zufuhr bezw. Entnahme von Elektrizität etwas ändert, soll später nachgewiesen werden. Einstweilen begnügen wir uns mit der Bemerkung, daß der innere Widerstand auch kleiner Zellen in den verschiedenen Stadien der Ladung und Entladung und daher auch der Spannungsverlust im Elemente (i · w) so klein ist, daß durch ihn der Nutzeffekt nur in geringem Maße beeinflußt wird. Die Gründe, weshalb der Nutzeffekt weit unter 100% liegt, sind schon früher dargelegt worden; diese sind die Konzentrationsänderungen und die Abhängigkeit der elektromotorischen Kraft von der Säuredichte.
Daß durch die Konzentrationsänderungen, die sich sowohl bei der Ladung wie bei der Entladung vollziehen, Arbeitsverluste verursacht werden, kann man sich auch folgendermaßen klar machen. Wenn man zwei Schwefelsäurelösungen verschiedener Konzentration mischt, so wird Wärme frei; sollen umgekehrt die beiden miteinander vermischten Säuren getrennt, soll also ein Konzentrationsunterschied hergestellt werden, so muß Arbeit aufgewendet werden. Da nun im Akkumulator durch den Strom ein Konzentrationsunterschied hergestellt und aufrecht erhalten wird, so muß hierfür elektrische Energie verbraucht werden. Dolezalek leitet eine Formel für die betreffenden Energieverluste ab, aus der sich ergibt, daß der Nutzeffekt abhängig ist von dem mechanischen Bau (Porosität) der Platten, von der Leitfähigkeit der Plattensäure, von der Stromstärke und von der Zeit. Beachtenswert ist, daß diese Energieverluste, ebenso wie die der Jouleschen Wärme entsprechenden der Leitfähigkeit der Säure umgekehrt proportional sind. Da nun Säure vom spezifischen Gewicht 1,22 (ca. 30% Schwefelsäure) das Maximum der Leitfähigkeit besitzt, so ist der Nutzeffekt bei dieser Säuredichte am größten.
Die Arbeitsverluste kann man graphisch bestimmen, wenn man die Lade- und Entladekurve aufgenommen hat. Wählt man nämlich für die beiden Kurven dieselben Koordinatenachsen (Zeiten als Abszissen, Spannungen als Ordinaten), so schließen dieselben eine Fläche ein, die ein Maß für die Energieverluste ist. Um dies zu beweisen, denken wir uns die Zeit in Abschnitte t1, t2 ... zerlegt, die so klein sind, daß man von der Änderung der Spannung während eines jeden Intervalls absehen kann. Nennen wir die zugehörigen Spannungen bei der Ladung E1, E2 ..., bei der Entladung e1, e2 ..., und bezeichnen wir die (konstante) Stromstärke, die bei der Ladung und Entladung die gleiche sein muß, mit J, so ist die
| Ladearbeit | während | der | Zeit | t1 | gleich | E1 · J · t1, |
| „ | „ | „ | „ | t2 | „ | E2 · J · t2 ... |
| Entladearbeit | „ | „ | „ | t1 | „ | e1 · J · t1, |
| „ | „ | „ | „ | t2 | „ | e2 · J · t2 ... |