Fig. 10.
Sollen die beiden halben Wellen des Wechselstromes ausgenutzt werden, so wendet man die in [Fig. 10] angegebene Schaltung an. Ist die Klemme K1 der Wechselstrommaschine die positive, so geht der Strom durch die Zelle 2, durch die zu ladende Batterie B, durch die Zelle 3 zur Maschine zurück; ist K2 positiv, so geht der Strom durch die Zellen 4 und 1. Für 110 Volt Wechselstrom genügen 4 Zellen.
Fig. 11.
c) Laden mittels einer Gleichstrommaschine. Am besten eignet sich die Nebenschlußmaschine. Eine solche (mit 2 Polen) ist in [Fig. 11] schematisch dargestellt. Der im Anker A erzeugte Strom teilt sich hinter der positiven Bürste; ein kleiner Teil (i) fließt durch die zahlreichen Windungen des linken Elektromagnetschenkels, durch den Regulierwiderstand R, die Windungen auf der rechten Seite und endlich durch die Bürste B2 zum Anker zurück. Der Hauptstrom J fließt durch die Akkumulatorenbatterie, deren positiver Pol mit der positiven Bürste verbunden sein muß.
Verringert man bei einer bestimmten Klemmenspannung den Widerstand in R (durch Drehen der Kurbel), so wächst i, der Erregerstrom, und es wird, falls die Feldmagnete nicht schon vorher gesättigt waren, das magnetische Feld verstärkt, so daß die elektromotorische Kraft der Maschine steigt. Umgekehrt kann man durch Vergrößerung von R die elektromotorische Kraft verringern. Da man mit Hilfe des Rheostates die Spannung regulieren kann, so nennt man ihn Regulator. Die Spannungsregulierung kann in ziemlich weiten Grenzen vorgenommen werden.
Wir wollen annehmen, daß die Tourenzahl der Maschine, wie es meistens zutrifft, nicht verändert werden kann. Man kann dann nur durch Verstärkung des Erregerstromes die Spannung steigern, natürlich nur so lange, bis die Elektromagnete gesättigt sind. Im allgemeinen wird nun die Maschine so gebaut, daß ihre Feldmagnete bei der normalen Spannung (z. B. 110 Volt) nahezu gesättigt sind. Soll eine Nebenschlußmaschine also zeitweise eine wesentlich höhere Spannung, als man sie gewöhnlich von ihr verlangt, liefern, so muß der Magnetismus der Feldmagnete bei der normalen Spannung noch ziemlich weit vom Maximum entfernt sein, d. h. das Material (das Eisen) wird nur zeitweise vollständig ausgenutzt, die Maschine ist also verhältnismäßig teuer.
Die Gründe, weshalb sich die Nebenschlußmaschine für die Ladung von Akkumulatoren besonders eignet, sind folgende. Da die Klemmenspannung eines Akkumulators während der Ladung um 30-40% steigt[79], so muß, wenn man nicht durch einen Vorschaltwiderstand den Strom zuerst abschwächen will, die elektromotorische Kraft der Lademaschine allmählich erhöht werden, was, wie schon gezeigt, bei der Nebenschlußmaschine, ohne daß man die Tourenzahl ändert, leicht geschehen kann. Nehmen wir ferner an, daß die elektromotorische Kraft der Maschine aus irgend einem Grunde, etwa infolge Gleitens des Riemens, plötzlich so stark sinkt, daß sie kleiner wird als die Spannung der Batterie, die geladen wird; es schickt dann die Batterie Strom in die Maschine[80]. Man erkennt nun leicht, wenn man die [Fig. 11] betrachtet, daß der durch die Elektromagnetwickelung fließende Akkumulatorenstrom dieselbe Richtung hat wie der von der Maschine selbst vor Eintritt der Störung in den Nebenschluß geschickte Strom. Die Feldmagnete ändern also ihre Polarität nicht, sie werden nicht umpolarisiert[81], und es behält daher auch die im Anker induzierte elektromotorische Kraft ihre Richtung bei; sie ist mithin stets der elektromotorischen Kraft der Batterie entgegengesetzt gerichtet. Hört die Störung auf, so wächst die induzierte elektromotorische Kraft, und die Maschine schickt wieder Strom in die Batterie.
Wie sich die Ladung gestaltet, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Es soll nur ein bestimmter, in der Praxis häufig vorkommender Fall besprochen werden. Es handle sich um eine Anlage mit 110 Volt; die Anzahl der Zellen sei 60, die Spannung der Nebenschlußmaschine möge bis zu 150 Volt erhöht werden können. Die Steigerung der Spannung um 40 Volt wird nun nicht allein durch Vergrößerung der Feldstärke des Magnetsystems, sondern auch durch Verringerung der Ankerrückwirkung bewirkt. Da aber die Ankerreaktion von der Ankerstromstärke abhängig ist, so ist man gegen Ende der Ladung, um die letzte Spannungserhöhung zu erzielen, gezwungen, den Strom zu verringern. — Bevor man die Dynamo auf die Batterie schaltet, mißt man die Klemmenspannung der Batterie, diese sei E. Dann erregt man die leer laufende Dynamo (mittels des Nebenschlußregulators) so, daß ihre Spannung um einige Volt höher ist als E und verbindet (durch Drehen des Schalters) die Dynamo mit der Batterie; unter Beobachtung des Ampermeters wird die elektromotorische Kraft der Maschine derartig reguliert, daß der gewünschte Ladestrom zustande kommt. Im Verlaufe der Ladung muß von Zeit zu Zeit eine Nachregulierung erfolgen.