Beispiel: Netzspannung 110 Volt, Anzahl der Zellen 20, Ladestromstärke 15 Amper. Da die Spannung jeder Zelle bei Beginn der Ladung rund 2 Volt beträgt, so müssen in dem Vorschaltwiderstand 110 - 40 = 70 Volt erdrosselt werden. Der Spannungsabfall in einem Widerstande von w Ohm beträgt aber, wenn ein Strom von i Amper durch den Widerstand fließt, w · i Volt. Mithin muß der Vorschaltwiderstand 7015 = 4,7 Ohm haben. Ist er etwas kleiner, so schadet das weiter nichts, da die Gegenspannung jeder Zelle in ganz kurzer Zeit auf 2,1 Volt steigt. —
Will man mit konstanter Stromstärke laden, so muß man von Zeit zu Zeit einen Teil des Vorschaltwiderstandes abschalten[73].
Wenn nur wenige Zellen geladen werden sollen und die Netzspannung hoch ist, so kann man statt eines Kurbelrheostates Glühlampen als Vorschaltwiderstand benutzen (Lampenwiderstand). 16kerzige Lampen für 110 Volt verbrauchen rund 0,5 Amper, haben also bei normalem Stromdurchgang einen Widerstand von etwa 220 Ohm (der Widerstand des Kohlefadens nimmt mit steigender Temperatur ab). Schaltet man n solcher Lampen parallel, so entsprechen diese einem Widerstand von 220n Ohm; je größer man also n macht, um so stärker wird der Ladestrom. Das Schaltungsschema ist in [Fig. 9] dargestellt: L1 und L2 sind die Drähte der Starkstromleitung, L.W. ist der Lampenwiderstand, B die Batterie.
Fig. 9.
Handelt es sich um die Ladung einer kleinen Anzahl von Zellen, so ist die Stromentnahme aus einem Netze höherer Spannung nicht ökonomisch, da der größte Teil der entnommenen Energie in dem Vorschaltwiderstand nutzlos in Wärme umgesetzt wird.
b) Anschluß an ein Wechselstromnetz. Wechselstrom kann man für die Ladung einer Batterie nicht verwenden. Es muß also entweder eine Umformung in Gleichstrom erfolgen, oder es muß die eine Hälfte einer jeden Stromwelle unterdrückt bezw. stark geschwächt werden.
Die Umformung erfolgt entweder in einem Motorgenerator (Motordynamo) oder in einem Einanker-Umformer (auch rotierender Umformer genannt). Ersterer besteht aus einem Wechselstrommotor und einer von diesem angetriebenen Gleichstrommaschine, letzterer ist eine Dynamomaschine, deren Anker auf der einen Seite mit Schleifringen, auf der anderen mit einem Kommutator (Kollektor) versehen ist. Die Benutzung eines Motorgenerators gewährt den Vorteil, daß man die Spannung der Gleichstrommaschine in einfacher Weise regulieren kann, während eine Änderung der Gleichstromspannung bei einem rotierenden Umformer zwar möglich, aber ziemlich kompliziert ist. Es ist nämlich das Verhältnis zwischen der eingeleiteten Wechselspannung und der von den Bürsten abgenommenen Gleichstromspannung ein festes[74], und zwar geben theoretisch bei Einphasenstrom-Gleichstromumformern 100 Volt zugeführte (effektive) Spannung 141 Volt (100:√1⁄2) Gleichstromspannung und bei Drehstrom-Gleichstromumformern entsprechen 100 Volt Spannung zwischen zwei Schleifringen (Phasenstromspannung) 163 Volt (100:1⁄2√2⁄3) an den Bürsten.
Als „Gleichrichter‟ kann auch die Quecksilberdampflampe von Cooper Hewitt benutzt werden, die u. a. von der Firma Heräus in Hanau auf den Markt gebracht wird. Stellt man zwischen ungleichartigen Elektroden (z. B. zwischen Eisen und einer Dochtkohle) einen Wechselstromlichtbogen her, so geht der Strom leichter in dem einen Sinne (vom Eisen zur Kohle) über als im anderen Sinne[75]. Bei der Quecksilberdampflampe sind die Elektroden Eisen und Quecksilber. In der Physikal.-Techn. Reichsanstalt wurden eingehende Versuche und zwar durchaus zufriedenstellende mit diesem Gleichrichter angestellt, die sich auf Einphasen- und Drehstrom bezogen[76]. Es ergab sich, daß der Spannungsverlust bei 3 Amp. 18 Volt und bei 10,5 Amp. 15 Volt betrug. Beträgt also die Netzspannung 150 Volt, so beträgt der Energieverlust bei 10,5 Amp. Stromstärke 10%. Ein Vorzug des Quecksilber-Gleichrichters besteht auch darin, daß er ohne Beaufsichtigung (während der Nacht) im Betrieb bleiben kann.
Die elektrolytischen Umformer, welche die Umwandlung von Wechselstrom in pulsierenden Gleichstrom bezwecken, beruhen auf folgendem Prinzip. Bildet man aus einer Aluminium- und einer Blei- (oder Platin-)elektrode und verdünnter Schwefelsäure (oder einer Lösung der Sulfate der Alkalien oder des Alauns) einen elektrolytischen Apparat, so fließt bei Verwendung von Gleichstrom, falls die Spannung einen gewissen Betrag nicht übersteigt, nur dann Strom durch die Zelle, wenn Aluminium die negative Elektrode ist (unipolare Elektrode). Man nimmt an, daß sich bei der umgekehrten Richtung das SO4 mit Aluminium zu einer sehr dünnen unlöslichen Schicht von basischem Aluminiumsulfat verbindet, das den elektrischen Strom nicht leitet[77]. Nachdem also eine geringe Elektrizitätsmenge durch den Apparat geflossen ist, wird die Zelle zu einem Kondensator. Schaltet man eine hinreichend große Anzahl der Zellen hintereinander und verbindet die Endklemmen mit einem Wechselstromnetze, so wird von jeder Stromwelle die Hälfte unterdrückt und man erhält pulsierenden Gleichstrom[78].