. • -Mr ■ MATICA SLOVENSKA Elektrika, nje proizvajanje in uporaba. Spisal IVAN ŠUBIC. MATICA SLOVENSKA 1897. G ' ' -O ELEKTRIKA. nje proizvajanje in uporaba. —T-7^ Spisal ITTVATST ŠUBIC, c. kr. ravnatelj. Izdala in založila »Matica Slovenska«. V Ljubljani 1897. NATISNIL DRAGOTIN HRIBAR V CELJU. Predgovor. Poseben mik obdaja elektriko in kar je ž njo v zvezi. Mladeniča, ki prvikrat prodira v skrivnosti fizikalne vede, zanima najbolj poglavje o elektriki; a tudi odrasli mož, ki že pozablja, česar se je pred leti učil na šolskih klopeh, sledi z rastočo radovednostjo silni napredek elek¬ trične znanosti in nje triumfalno pot po svetu. Uporaba jakih električ¬ nih tokov se čudovito širi med izobraženimi narodi in prekoračila je tudi že skromne meje naše domovine. Razne večje tvornice in nekaj mest slovenskega ozemlja ima že električno razsvetljavo, in sedaj si gradi tudi stolno mesto Ljubljana svojo električno centralo. Vse to je napotilo podpisanega, da je začel sestavljati knjigo, katero sedaj izroča svojim rojakom. Knjiga je pisana za olikanega čitatelja, kateremu so osnovni pojmi o elektriki večinoma znani. Zato je prvi oddelek, ki se peča z osnov¬ nimi električnimi pojavi, razmerno malega obsega, dočim so ostala po¬ glavja, ki slikajo sedanje stanje elektrotehnike, osnovana na širši pod¬ lagi. Pisatelj je po svojih močeh skušal pisati popularno; to naj ima čitatelj-strokovnjak drage volje pred očmi, ko prebira knjigo, zasledujoč po njej strogih definicij in konsekventno uporabljenih pojmov. Glede strokovnih izrazov stoji pisatelj že od nekdaj odločno na stališču, da je posebno v tehnični vedi slovenjenje terminov, ki so da¬ nes skupna last vseh kulturnih jezikov na zemlji, ničevna in nepo¬ trebna muka za pisatelja in čitatelja, daje potrata, katere si niti veliki narodi ne privoščijo. Zato so v tej knjigi brez pomisleka spre¬ jeti in uporabljeni vsi oni tuji termini, ki imajo na električnem polju svetovljansko pravico. Literatura o električni vedi je danes tako razširjena, da pisatelju pač ni treba naštevati vseh virov, iz katerih je zajemal. V prvi vrsti mu je bila dobro došla zbirka: ; poleg te pa se je naslanjal na knjigi: . Iz zadnjega dela so večinoma vzete tudi slike, ki so natisnjene v knjigi. Pisatelj je moral preorati mnogo ledine, ko je zbiral podatke za slovensko knjigo o elektriki in jih sestavljal v skupino. Pomagal mu je z znano ljubeznivostjo gospod gimn. ravnatelj Andrej Senekovič s tem, da je pregledaval posamična poglavja s strokovnega stališča. Bodi mu za njegov trud iskrena zahvala! Slednjič še jedno opazko. Najlepši del naše domovine, njeno pri- rodno in kulturno središče, se nahaja že mnogo let v bojnem stanju. Bratomorna vojska hrumi po tej krasni slovenski zemlji in uresničuje pesnikove besede: «Ko divja zver brat brata goni, Ljubezni tu, domovja ni.* Kaljene in čestokrat strupene puščice letajo iz tabora v tabor ter se¬ kajo rane bojnikom in nebojnikom. Pisatelj ni četovodja niti prostak v tej žaloigri, a ker biva sredi vojnih ostrogov, mora le premnogokrat okušati bojno zlo in njega posledice. V takih trenotkih mu je bilo pe- čanje z elektrotehniško vedo prava tolažba in uteha. Pišoč svojo knjigo je saj za nekaj časa pozabil, da zunaj «brat brata goni»! Iz srca želim, da bi se tudi čitatelju jednako godilo, ko dobi v roke te listke. Ako najde v njih toliko zanimivega, da bode saj za nekaj hipov obrnil po¬ gled od tužnih prizorov domačega boja ter sedeč na vzvišeni stražnici vede spoznal njegovo praznost in brezmiselnost, — potem bode trud pisateljev obilno poplačan. V Ljubljani na dan sv. Jadvige, 1897. Pisatelj. Zigodovina človeštva je ob jednem zgodovina njegovega napredka. Odkar biva človek na zemlji, se trudi in dela, poti in žene. Tisočletja neprestanih naporov in vednega znoja so nas privedla na sedanjo stop¬ njo. A če gledamo nazaj v zgodovino človeškega roda, nazaj do onih meglenih dob, v katere ne prodere več noben žarek naše povest- nice, moramo reči, da se razvoj človeštva nikdar ni tako hitro, tako burno vršil, kakor v sedanjem stoletju. Z brzimi, poprej nenavadnimi ko¬ raki stopamo v napredku in razvitku dalje, in smelo trdimo, da bode devetnajsto stoletje vedno veljalo za nekak prekret v povestnici naši, za nekak mejnik, ki bode ločil minula tisočletja in kar je bilo ž njimi, od bodočih zornih dob. In tega prevrata v vseh razmerah človeštva niso provzročile silne vojne in krvavi lovori zmagovalcev, niso ga ro¬ dile velikanske nravnostne ideje, temveč nastal je vsled uspešnega in vedno napredujočega boja z naturnimi silami, katere ravno sedanja doba po vrsti kuje v sužni jarem s tolikim uspehom, toliko energijo in toliko hitrostjo, da se temu sijajnemu in strmoglavemu boju čudom čudimo. Zmaga sledi zmagi; dan za dnem postaja naša moč večja, ž njo pa orožje jačje, s katerim krotimo prirodne sile. Izmed vseh prirodnih sil, katere služijo danes človeku, sta pač najvažnejši para in elektrika. Ko je pričetkom stoletja parna mašina nastopila svojo triumfalno pot po širnem svetu, hipoma izpreminjajoča vse dotedanje odnošaje, šege in navade, ter tvoreča silne izpremembe v dejanju in nehanju človeškega roda, tedaj so strmeči zemljani jeli sedanje stoletje nazivati stoletje pare, meneči, da se kaj silovitejšega, epo- halnejšega ne more več pojaviti, kakor je parna sila In vendar so se motili! Na torišče je nepričakovano stopila nova sila — elek¬ trika, ki je skoraj že zatemnila oblast pare in stoletju svoj pečat vtisnila. S to novo silo se hočemo v tej knjigi podrobneje baviti; a naj¬ prej nam bodi dovoljeno, da s kratkimi potezami narišemo njen nastop in njeno zgodovino. Električne in ž njimi sorodne magnetične pojave so poznali že starodavniki. T ha le s (por. 1. 640. pr. Kr.), jeden izmed sedmerih modrcev starega veka, je vedel, kakor poročajo grški pisatelji, da privlačuje jantar lahka telesa, če se drgne ali tere s primerno tvarino. Grki so jantar imenovali elektron in od tod je dobila naša prirodna sila — dvetisoč let po Thalesu — ime elektrika. Tudi o prirodnem mag¬ netu nam že starodavni pisatelji pripovedujejo. Plini j mlajši celo ve, da ga je prvi opazoval špartanski pastir Magnes. Ko je hodil za svojo čredo po gorovju, so se mu z žreblji obiti opanki jeli prijemati tal. Mož je tej čudni prikazni sledil dalje ter našel rudo, ki je vlekla železo nase. Po pastirju Magnesu je dobila ruda ime magnet, označena sila pa ime magnetizem. To je bilo skromno znanje, in ker so bili Grki in Rimljani sploh dokaj večji filozofski špekulantje kakor prirodopisci, se ne smemo ču¬ diti, da ta neznatna kal v tedanjih časih ni pognala nikakih plodov. Po¬ zneje so prišli silni prevrati v politični in verski zgodovini.' Razširjenje rimskega svetovnega gospodstva, nova vera — kristjanstvo — in za njima ljudsko preseljevanje, vsi ti pojavi so dali človeštvu toliko posla, da sploh ni bilo misliti o uspešnem napredovanju prirodnih ved. To je trajalo do 16. stoletja. Stoprav tedaj je zdravnik angleške deviške kraljice Elizabete, William Gilbert iz Colchestra (por. leta 1540., umrl leta 1603.) močno razširil naše znanje o elektriki. S svojimi fundamentalnimi eksperimenti in raziski je Gilbert utemeljil sedanjo električno vedo ter pokazal, kako je treba zasledovati to naturno silo. Plod svojih študij je objavil leta 1600. v znameniti knjigi »Tractatus sive physiologia nova de magnete magneticisque corporibus etde magno magnete t e 11 u r e». V tej knjigi je prvi ločil svojstva magnetov in jantara, ter proglasil pojave na jantaru za samostojno in posebno vedo s slovečimi be¬ sedami: «Vim illam electricam nobis placet appellare> (Menimo, da bi se naj ta sila imenovala električna). Gilbert kakor tudi njegovi nasledniki pa so poznali vedno samo jedno vrsto elektrike, namreč ono, ki jo vzbujamo s trenjem, in zato so vsi dotični poskusi ostali jedino le znanstveno zanimivi, a rodili niso nikakega rezultata za praktično življenje. Torna elektrika nastopa sicer z veliko silo in ogrom¬ nim naponom, a njena množina je nezadostna, njen vir in tok sta ne¬ znatna, in težko jo je ujeti in krotiti. Uporabnost njena je torej minimalna, in brez širšega pomena za tehniko. Na stopnji Gilbertovega znanja o elektriki je stalo človeštvo do konca XVIII. stoletja. To stoletje pa se končuje z iznajdbo, kije hipoma predrugačila odnošaje v električni vedi in postala temelj sedanjemu znanju o njej. Leta 1789., tedaj v pričetku francoske revolucije, je bolonjski anatom in profesor L uigi Ga Ivani, ali kakor hoče vedeti povestnica, prav za prav njegova žena slučajno opazovala električne učinke, pri ka¬ terih ni bilo nikakega trenja. Njegovi žabji kraki so postali historijskega pomena za našo vedo, za vse človeštvo. Znano je, da se je proti Gal- vanijevi razlagi novega pojava odločno uprl professor Alessandro Volta v Paviji. Vnel se je ljut, a sloveč boj med obema učenjakoma o kakovosti nove električne sile, o galvanski ali voltovski elek¬ triki, ki ne teče tako skromno, kakor torna elektrika, temveč izdatno in trajno, katero dokaj laglje krotimo in prevajamo, in katera ima že mnogo pomena za praktično življenje. Od tega časa se prične še le pravi napredek. Sicer nova sila s početka tudi še ni bila sposobna za splošno uporabo, in sicer v prvi vrsti zategadelj ne, ker je bila pre¬ draga. Treba je bilo še dokaj drugih iznajdeb in novih potov, predenje elektrika mogla pričeti tekmovanje z drugimi prirodnimi silami. Na taka pota sta prva krenila Danec Hans Kristijan Oerstedin Anglež Mihael Faraday; prvi je odkril vpliv električnega toka na magnetno iglo, ter našel e 1 e k t r o m a g n e t i z e m (1. 1820.), drugi pa je učil (1. 1831.), kako proizvajati električne toke s pomočjo električnih tokov samih ali s pomočjo magnetov, tedaj s pomočjo takozvane indukcije. Izborna in konsekventna nomenklatura novih pojavov, delo Faraday-evo, je tudi vsestransko pospeševala njih proučevanje. Kmalu po Faradey-evi iznajdbi indukcijske elektrike jeli so graditi priprave, ki naj bi omogočile proizvajanje jakih električnih tokov. Že leta 1832. je konstruiral Pijcii stroj, ki je izpreminjal mehanično ener¬ gijo v električno. Za njim so se poskušali razni drugi izumitelji v gra¬ jenju takih magnetoele ktričnih strojev, a povoljnega uspeha v obče ni bilo še opazovati, če tudi so nekatere teh mašin že kmalu delovale stalno in pohvalno v majakih raznih francoskih pomorskih mest. Glavni nedostatek magnetoelektričnih strojev je imel svoj vzrok v tem, ker so bili navezani na drage, težke in premalo jake jeklene ma¬ gnete. Jeklene magnete je Wilde prvi nadomestil z elektromagneti, katerim je dovajal tok od posebne male magnetoelektrične mašine. Oba stroja, glavni z elektromagneti in pomožni z jeklenimi magneti, sta bila vprežena v skupni motor, ki je gnal njune induktorje s primerno hitro¬ stjo na okoli. Leta 1866. je Werner Siemens nastopil z novim strojem, pri katerem je bilo uporabljeno povsem novo načelo. Po tem slovečem principu, kateremu danes pravimo Siemensov dinamoelektrični princip, daje stroj sam potrebno električno silo za vzbujanje elektro¬ magnetov. Siemens je s svojo iznajdbo podrl zadnje zapreke za splošni razvoj elektrotehnike; od leta 1866. se začenja njena prava triumfalna pot krog našega planeta. S tem pa ni rečeno, da so bili Siemensovi stroji, — pravimo jim po nje¬ govem nasvetu dinamo-stroji, — že popolni. Imeli so še razne otročje bolezni, in še le ko je pariški mizar Zenobe Gramme leta 1871. iz- umel svoj «obroč» in inžener F. pl. Hefner-Alteneck svoj , sekunda pa je - j- del srednjega solnčnega dne. Absolutni merski sistem, pri katerem so centimeter, gram in sekunda temeljne jednote, se imenuje in piše: ~~—se takoj prijateljsko približata, ule- Z \ žeta se lepo drugo na drugo in«tako V \ Z /Z tesno sprimeta, da se celo skrčita. Zato se tudi pri jednem in istem ( T I ' magnetu skušajo združiti tipala jed- ' nega pola s tipali drugega pola; pri magnetni palici (sl. 13.) se torej za¬ sučejo posamične nitke krog pola nazaj, da se ujamejo s tipali na drugem koncu, ki so na isti način zasukane nazaj čez svoj pol. Naša tipala pa se ne raztegajo samo v prazni ali zračni prostor krog magneta, temveč prodirajo rada tudi skozi trdne tvarine, osobito pa skozi železo, ki jim je dokaj ugodnejša pot nego zrak. Ko to znamo, smemo sedanjo podobo nekoliko razširiti. Mislimo si, da gredo tipala tudi skozi magnetovo telo in sicer od južnega pola proti severnemu. Na tem polu prodero iz magneta ven in se razprostre v bližnji prostor, potem se pa vračajo nazaj proti južnemu polu, ki jih potegne in posrka zopet vase. Lahko bi te prikazni tudi tako tolmačili, da nepoznana sila tlači skozi magnet nekako tekočino ali fluidum, ki na severnem polu teče iz magneta v prostor, od koder ga južni pol posrkava nazaj v magnet. Ta pomisel seveda ne odgovarja istini, kajti v magnetu je opisano raz¬ merje stalno stanje in nema gibanja, kakor bi ga imel naš domnevni obtok. Vkljub temu bodemo govorili o magnetnem toku, ker nam ta izraz dobro služi za predstavljanje in slikanje dotičnih pojavov. 23 Sedaj raztegnimo našo podobo še dalje, ter recimo: Po notrini ma¬ gneta se poganjajo tipala od južnega pola proti severnemu, zunaj pa od severnega pola proti južnemu. Ko zadenejo ta tipala v prostoru na kako magnetljivo telo, na pr. železo, je takoj proderd, in v telesu na¬ stanejo jednake razmere, kakor v magnetu, ki je razposlal svoja tipala. Nitke vstopijo na jednem koncu v telo, gredo po njem in izstopijo na drugem koncu iz njega. Po prejšnjem je oni konec, v katerega stopijo tipala, južni pol, drugi konec pa, kjer tipala telo zapuščajo, severni pol. To se pravi: Če približamo na pr. košček železa severnemu polu, se pomagneti ter dobi na onem koncu, ki je proti temu polu obrnjen, svoj južni pol (tu stopijo tipala, prihajajoča iz severnega pola, v železni košček), na drugem koncu pa dobimo severni pol. Rekli smo, da tipala napolnjujejo ves prostor krog magneta. Nepo¬ sredno pri magnetu so najbolj gosta, a čim dalje pridemo od magneta, tem redkejša so. Slikane razmere je najprvi proučil in opisal sloveči Faraday. Meri, v katerih se javlja vpliv magneta na njegovo obližje, je imenoval črte silokaznice — to so naša «■ tipala», — prostor, v katerem se na¬ hajajo silokaznice, pa magnetno polje. Vendar nam služi zadnji izraz običajno le za oni prostor, v katerem so silokazne črte še tako goste, da imajo za praktično porabo kaj pomena. Čim jačje je magne¬ tno polje, tem gosteje so silokaznice v njem sejane. Najbolj goste so sploh na polih; na podkovastih magnetih, pri katerih stojita pola drug drugemu nasproti, se pa v največji množini nahajajo med tema poloma, vežoče ju premočrtno. Sploh nam služi število silokaznih črt na ploskovni jednoti za merilo intenzitete magnetnega polja. Silokaznice ne vplivajo samo na železo, ampak tudi na druge ko¬ vine; tedaj pa njihovi učinki niso magnetni, temveč električni. Če se namreč kovinski prevodnik na primeren način giblje v prostoru, ki je napolnjen s silokaznicami, nastane v tem prevodniku elek¬ tričen tok. Pod vplivom silokaznih črt se torej izpremeni mehanična sila, ki je potrebna za gibanje prevodnika, v električno silo, v elek¬ tričen tok. Pogoji za postanek električnega toka so pa naslednji: Ako se sklenjen prevodnik — recimo da ima podobo obročka — tako giblje v magnetnem polju, da se izpreminja število silokaznih črt, katere seče gibajoči se obroček, nastane v njem elektromotorska sila, ki proizvaja električni tok; jakost toka je pri istih razmerah zavisna od števila pre¬ sekanih silokaznih črt. Zato moremo elektromotorsko silo povečati z ojačenjem magnetnega polja ali pa tudi s povečanjem hitrosti pre- vodnikove. 24 Mer električnega toka določimo z nastopnim pravilom: A ko gle¬ damo v meri silokaznic na obroček i n a k o ga premikamo tako, da se število sekanih silokaznih črt zmanjšuje na prevodniku, teče v njem inducirani električni tok kakor kazalec na uri; če pa število sekanih silokaznic narašča, teče inducirani tok obratno od kazalcev na uri. Poprej smo govorili o jednem samem kovinskem obročku, kate¬ rega pregibljemo v magnetnem polju. Mesto jednega samega obročka denemo sedaj več ali mnogo ovojev (sl. 14.), torej celo spiralo. Če te združene ovoje na opisani način premikamo v magnetnem polju, nastane v vsakem obročku električen tok; ker so pa obročki tako zvezani, ka¬ kor smo to opisali pri zaporednem stikanju elementov, se toki posamičnih obročkov sumirajo in končni rezultat je dokaj jačji električen tok, kakor pri jednem samem obročku. Ako naš spiralni ovoj na jednem samem mestu presekamo, dobimo dva pola, od katerih upeljemo dob¬ ljeno električno silo v druge kraje. Zdaj vemo dovolj, da zgradimo stroj, Slika 14. ki nam bode proizvajal električne toke. Vzemimo ovoj kovinske žice in ga natak¬ nimo na leseno tuljavo, katero zopet pritr¬ dimo na primerno vratilo z vitlom (sl. 15.) Nasproti žičnemu ovoju postavimo je¬ klen magnet, ki naj ima svoj severni pol n. pr. pri črki N. (V vseh naših slikah je severni pol označen s črko N, južni pa s črko S.) Če sedaj vitel zasučemo, se žična spi¬ rala začne oddaljevati od magnetnega pola; število sekanih silokaznic pojema, in v spirali nastane električen tok določene meri. Ko smo prekoračili polovico vrteža, se spirala zopet začne bližati magnetnemu polu, število sekanih silokaznih črt narašča in nastali električni tok ima ravno nasprotno mer, kakor v prvi polovici vrteža. V teku jed¬ nega vrteža smQ torej dobili dva električna toka, ki menjavata svojo mer, torej dva izmenična toka. Pri našem stroju pa leti spirala le malo časa v toliko jakem magnetnem polju, da smemo primeren učinek pričakovati, kajti na svojem potu se vendar le preveč oddali od pola, kjer so silokazne črte najbolj goste. Poskusimo odpomoči temu nedostatku. Mesto magnetne palice uporabimo podkovast magnet (sl. 15.) in izkoristimo še južni pol S, ki poprej ni prišel v poštev. Potem bode spirala tudi ob južnem polu dobila tokov impulz in ne bode več hodila zastonj po spodnji polovici pota, kakor v prvem slučaju. Zavrtimo! A kaj je to? Sedaj dobimo dokaj slabši električen tok, kakor pri prvem stroju! Pri pod- kovastem magnetu stojita oba pola prav blizu skupaj in sorodna tipala 25 imajo priliko, združiti se na najkrajši poti. Mesto da bi šla skozi spi¬ ralo, silijo skoraj premočrtno od pola do pola, torej pred spiralo; žica seka le malo silokaznic in učinek je neznaten. Vendar si lahko pomagamo; treba je le tipala primorati, da gredo skozi žično spi¬ ralo. To se zgodi, ako v tuljavo, ki je ovita z žico, vtaknemo kratko železno jedro, to pa pritrdimo na železno pločo. Ob jednem uporabimo rajše dve tuljavi, (sl. 16.), kateri postavimo na skrajnih točkah naše nove železne ploče. Magnetna tipala gredo — kakor smo že omenili — dokaj rajše skozi že¬ lezo, nego skozi zrak. Ploča jih odvrača od prvotne meri med obema poloma in jih spravlja na ( pot, ki vodi skozi tuljavi. Če se¬ daj vitel zavrtimo, dobi vsaka spirala električni tok, ki pri vsa¬ kem polu-vrtežu izpremeni svojo mer; rezultat so torej izmenični toki. Ti toki pa bivajo samo v spirali, za odvod in porabo njihovo pa nismo še ničesar ukrenili. Da se to zgodi, je treba zvezati najprvo obe spirali; po jeden žični ko¬ nec vsake spirale združimo tako, da sta zavoja zaporedno staknjena, ostala dva prosta konca tvorita pa pozitivni in negativni pol stroja. Končno je treba le še od obeh polov žice dalje napeljati v vnanji to¬ kov krog. Ker se vitel suče, se žica vnanjega tokovega kroga ne more neposredno pritrditi na spiralah, kajti pri vrtenju bi se žica namotala na Slika 16. vratilo ali na vitel. Zato moramo skrbeti, da zvežemo pole s prevod¬ niki samo električno, a ne tudi mehanično. Kako se to zgodi, kaže sl. 17. Na os vitla nataknemo dva izolirana kovinska obročka l in d, ter zvežemo jednega s prvim, ostalega pa z drugim polom na spiralah. Na ta način smo pola prav za prav prestavili v obročke. Z obročkov- polov posnamemo električni tok s pomočjo dveh elastičnih peres B in B’, ki dršeta vzmetno na obročkih, ter ga napeljemo v vnanji tokov krog c. Opisano pripravo za odpeljavo toka imenujemo drsalni kontakt. 26 Tok, ki se pretaka po vnanjem krogu, pa ni istomeren, kakor n. pr. tok galvanske baterije. Pri vsakem poluvrtežu izpremeni svojo mer in mi dobimo prav za prav le menjajoče se tokove udarce — iz¬ menične toke. V premnogih slučajih pa izmeničnih tokov ne moremo rabiti in želimo si istomernih tokovih impulzov. Istomerne toke do¬ bimo, če drsalne obroče tako razvrstimo, da vsako pero v istem tre- notku zamenja svoj obroč, ko električni tok izpremeni svojo mer. Ono pero, ki n. pr. pri jednem impulzu dobi dohajajoči tok, ne bode potem pri prihodnjem nasprotnem tokovem impulzu odvajalo odhajajočega toka, kakor se to zgodi pri sliki 17., temveč v tem hipu je pero za¬ menjalo svoj obroč in se uleglo na oni, ki sedaj oddaja dohajajoči tok. Jedno pero dobiva torej neprestano le dohajajoče, drugo pero pa odhajajoče toke. Slika 18. nam te razmere zadostno pojasnjuje. Vsak drsalni obroč je razrezan na dva poluobroča, ki sta nekoliko odmaknjena drug od druzega. Obe polovici pa nista več v električni zvezi, temveč poluobroča a in “dno tuljavo, poluobroča b in b’ pa zopet zase z drugo tuljavo. Peresi c in c sta toli široki, da lahko dršeta po jedni ali pa po drugi polovici vsacega poluobroča. Recimo, da v tem hipu biva v a in a’ odhajajoči, v b in b’ pa dohajajoči tok, potem je oči- vidno, da pero c sprejema iz a odhajajoči, iz b' pa dohaja¬ joči tok. Ko se vitel do polo¬ vice zavrti, 'se mer toka v spiralah obrne; poluobroča.«, in a’ dobitascdaj dohajajoče, poluobroča b in b’ pa^ocllraja- joče toke. V tem trenutku začne pero c drsati ob b, to¬ rej sprejema zopet odhajajoče toke, pero c pa se nasloni na a’ in nape¬ ljuje nanj dohajajoče toke. Vsako pero dobiva torej neprestano toke iste meri. Poluobroči pač vedno menjavajo svoje pole, peresi pa jih obdržita neizpremenjene; jedno pero je zmiraj pozitivni, drugo pa nega¬ tivni pol. Opisana priprava, ki torej mehaničnim potom pretvarja iz¬ menične toke v istomerne, se zove k o mu t a t or ali tokovo menjalo. Prvi, ki je po teh načelih zgradil stroj za proizvajanje električnih tokov, je bil Pixii. — L. 1832. se mu je na podlagi Faradajevih razisko¬ vanj o magnetnem polju in o silokaznih črtah posrečilo sestaviti stroj, Slika 18. 27 ki je danes lese častitljiv praded poznejšim d i na m o - st r oj e m v šir¬ šem pomenu, to je onim strojem, ki eneržjijo gibanja pre¬ tvarjajo v električno energijo. Stroji z jeklenimi magneti, Trakoršen je Pixiijev model, se imenujejo magnetoelektrični stroji. Razumljivo je, da je nova iznajdba obudila veliko senzacijo in da je kmalu jela vplivati na razvoj elektro¬ tehnike. Najprvo so se zanjo zanimale tvrdke, ki so galvanoplastično srebrile in zlatile razne kovinske izdelke. Vsled tega se je krog 1. 1854. osnovala v Parizu družba «Compagnie l’Alliance» ter uredila tvornico za grajenje magnetoelektričnih strojev. Mašine te družbe — cAlliance- strojb imenovane — so imele veliko jakost in kmalu jih nahajamo v različnih porabah, osobito pri obrežnih majakih, kjer so jim napajale obločne svetilnice. Slika 19. nam predstavlja Alliance-stroj v 1 / 1Q na- turne veličine. Postavili smo ga na to mesto samo iz historičnega inte¬ resa; v današnji elektrotehniki nema nobenega pomena več. 28 Pri tem stroju vidimo, da je uporabljenih mnogo podkovastih magnetov, oziroma magnetnih baterij, ki imajo pri N svoj severni, pri S svoj južni pol. Številu magnetnih polov odgovarja število tuljav z žičnimi spiralami. Velike magnetoelektrične mašine pa imajo izdatne nedostatke. Ker je učinek jeklenega magneta primeroma majhen, je treba mnogo velikih in težkih magnetov. S tem pa neprijetno narašča veličina ma¬ šine, njena teža in tedaj tudi cena. Poleg teh nedostatkov magneti kmalu oslabe, in razmerje med dobljeno električno energijo in neporab¬ ljeno gonilno silo postaje vedno neugodnejše. Treba je bilo torej naj¬ prej misliti, kako se otresti dragih, malouspešnih in nezanesljivih jeklenih magnetov. Zakaj bi mesto njih ne rabili elektromagnetov, ki so dokaj jačji in stalnejši, nego jekleni? Ta misel se je kmalu vrinila tehnikom, a nihče se je ni hotel prav poprijeti, ker so tedaj elektro¬ magnete vzbujali le z galvanskimi baterijami, katerih so se pa vsled slabih izkušenj ogibali, kjer so le mogli. Prvi korak dalje je storil H. Wilde v Manchestru 1. 1866. Za vzbujanje elektromagnetov ni vzel baterij, temveč posebno magnetoelektrično mašino. Wildejev stroj je bila velika magnetoindukcijska mašina, pri kateri so bili jekleni magneti nadomeščeni z elektromagneti. Ti so dobivali tok od malega stroja z jeklenimi magneti, katerega je vrtila ista os parne mašine, ka¬ kor veliki stroj. Tuljave z žičnimi spiralami in železnimi jedri vred se zovejo in- duktor (navodič), kotva ali armatura (oprema) stroja. Važen korak v napredku se je posrečil Nemcu Wernerju Sie¬ mensu, ki je dosedanjo okorno obliko tuljav in njihovih jeder izpre- menil v drugo, mehanično in električno bolje rabljivo obliko. Siemen¬ sova kotva je železen cilinder, ki ima na dveh straneh izrezana globoka utora, tako da kaže v počeznem prorezu podobo dvojnega T. Po izrezanih utorih je navita izolirana žica in sicer v toliki mno¬ žini, da utora popolnoma izpolni in da dobimo slednjič popolnoma va¬ ljasto telo. Cilinder se suče med magnetnimi poli, ki ga telesno objemajo. Wilde je porabil Siemensovo zboljšano armaturo in sestavil končno stroj, ki ga kaže sl. 20. Na tem stroju zapazimo dva ploska elektro¬ magneta E, E. Njuna pola nosita spodaj železna polarna čevlja K, K, ki puščata med seboj valjast kanal. V tem kanalu se suče Sie¬ mensova kotva; goni jo jermen, ki se vidi v zadnjem delu slike. Elektro¬ magneta vzbuja majhen magnetoelektričen stroj, stoječ vrh večje mašine. Njegovi jekleni magneti so M, M, ki imajo tudi svoje čevlje C, C, med katerimi se vrti Siemensova armatura, gnana od posebnega jermena. Pri dosedanjih strojih je treba torej jeklenih magnetov ali pa elektromagnetov, katerim vzbudimo magnetizem s posebnim magneto- 29 električnim strojem. Elektromagnetom moramo na vsak način od dru¬ god dovajati potrebne elektrike. To pa je nekako tako, kakor bi na pr. lastnik tvornice za olje posebej kupoval olja za mažo svoje stiskal¬ nice ali kakor bi zidar, ki zida tik vode, za apno dovažal potrebno močo od drugod. Naš stroj proizvaja velike množine elektrike in ven¬ dar iščemo za elektromagnete tujih električnih virov! Zakaj bi ne je¬ mali električne sile od svojega lastnega aparata — tako so se jeli tehniki popraševati, in s tem se bližamo novejši dobi v razvoju elektrotehnike. L. 1867. sta Anglež Charles W h e a t s t one in že ime¬ novani Werner Siemens v Berolinu istočasno, a ne- zavisno drug od druzega, razvila in uporabila princip, da naj stroj sam daje potrebno elektriko, ter mahoma predrugačila dote¬ danje obzorje glede gra¬ jenja električnih mašin. Wheatstone je svoje raziske objavil 14 dni pozneje nego Siemens in zato velja po¬ slednji — vsaj v Nemcih — za prvega izumitelja te že- nijalne ideje. Siemens se je v prvi vrsti opiral na dejstvo, da biva v vsakem kosu železa nekoliko magnetizma — ta- kozvanega remanentnega magnetizma. Vsak elektromagnet ima torej neznatno množino magnetizma v sebi, če tudi ne kroži po njegovih ovojih nikak električen tok. Mala trohica rema¬ nentnega magnetizma v železu pa zadošča, da inducira v sukajoči se armaturi nekoliko slabih tokov. Te inducirane toke napeljemo po primernih žicah krog elektromagneta, ki postane vsled tega jačji, nego je bil poprej. A če je elektromagnet postal močnejši, bode tudi močnejše toke induciral v armaturi. Iz armature gredo sedaj vnovič jačji toki krog magneta, ta pa takoj zopet močneje inducira armaturo itd.; to vzajemno ojačevanje se vrši, dokler ne doseže 30 železo vrhunec svoje magnetljivosti, oziroma dokler ne dospe do svo¬ jega sitišča. To je sloveči d i n a m o e lek t r i č n i princip, po katerem se danes gradijo vse električne mašine. Ker se pri teh strojih uporabljena sila ali delo (ouvapz;) takorekoč direktno pre¬ tvarja v električno energijo, je imenoval Siemensnove stroje dina- moelektrične, krajše tudi d i n a m o - s t roj e ali kar samo di¬ namo. Prvo, še jako nepopolno dinamoelektrično mašino je zgradil leta 1867. Anglež Ladd; sploh so imeli začetni poskusi, kakor to vidimo pri vsaki iznajdbi, še razne otročje bolezni. Posebno neprijetno je pa bilo, da se je železo vsled hitre menjave magnetične polaritete prehudo ogrelo. Molekuli železa se niso hoteli pri menjavi polov dovolj hitro sukati in zato je trebalo notranjega dela, ki se je pojavljalo v segre¬ vanju. Siemens je moral svoje stroje z vodo polivati, tako vroče so postale žice in železo. Sedaj je pomagal Belgijec Ze- nobe Theophile Gramme z novo iznajdbo. Gramme je bil mo¬ delni mizar pri «Compagnie TAlli- ance* v Parizu in se je kot priprost amater jel zanimati za elektriko. Konstruiral je 1. 1870. novo arma¬ turo v podobi kolobarja, takozvani Grammejev obroč, s katerim je elektrotehniko pripeljal do nepričakovane popolnosti. Uže 1. 1860. je dr. Antonio Pacinotti v Florenci zgradil električen stroj, ki je imel kotvo v podobi obroča. Njegovi stroji so se rabili po raznih kabinetih, a do večjega praktičnega pomena se niso povspeli. Isto idejo, katera je vodila Pacinottija pri sestavi njegovega obroča, porabil je Gramme, ne da bi poznal poskuse in dela Pacinotti- jeva. A mej tem ko laški fizik ni znal svoje znajdbe uporabiti in iz¬ koristiti, je Gramme s svojo samostojno novo iznajdbo otvoril elektro¬ tehniki nova, ogromna polja, sebe pa je postavil med prve elektro¬ tehnike vseh narodov. Da bodemo Grammejev obroč bolje razumeli, oglejmo si poprej sliko 21., ki nam predstavlja dva nasproti stoječa magnetna pola in sicer je N severni, S južni pol. Med obema poloma biva jedna- komerno magnetno polje; silokazne črte gredo zelo na gostem in premočrtno od severnega pola proti južnemu. V tem magnetnem polju se suče osem sklenjenih kovinskih obročkov, ki sede v jednaki daljavi na prečkah osrednjega vretena. Najvišji obroček zaznamenujmo s številko 31 1, druge pa štejmo v smislu gibanja urnega kazalca, torej na desno stran. Opazujmo najprej obročke štev. 1 do 5. Skozi obroč štev. 1 gre naj¬ več silokaznic, kajti on stoji pravokotno na teh črtah. Obroček štev. 2 objema že manj črt, ker je proti njim nagnjen, obroček štev. 3 pa ne ujame celo nobene silokazne črte, kajti on leži popolnoma v meri črt. Obroček štev. 4 objema zopet nekoliko črt, obroček štev. 5 pa jih obseza ravno toliko kot štev. 1, torej naj večje možno število. Če tedaj našo pripravo z obročki tako sučemo, da zavzame vsak obroček zaporedoma lego 1, 2, 3, 4 in 5, je naravno, da bode magnetno polje induciralo v vsakem obročku električne toke, ker se število sekanih si¬ lokaznic izpreminja. Kako mer pa bode imel nastali tok ? Po našem prejšnjem pravilu najdemo to mer, če gledamo v meri silokaznic, to je od severnega pola na obroček. V legah 1, 2, do 3 pojema šte¬ vilo sekanih črt, torej bode v . v . . . . .v , i Slika 22. prvi četrtini vrteza tokova mer slična z gibanjem urnih kazal¬ cev. V legah od 3 do 4 in 5 pa število sekanih silokaznih črt narašča, torej bode tokova mer obratna poti urnega ka¬ zalca — a pomniti je treba, da obroček v drugi četr¬ tini vrteža obrača drugo plat proti nam; obrat toka je torej le navidezen; ker vidi naše okovobrnjenem obročku toke drugače teči, je to dokaz, da gredo toki faktično sedaj še vedno v isti meri, kakor poprej, po obročku. Na vsej poti od 1 do 5 se giblje torej nastali električni tok v isti meri. Sedaj dalje k drugi polovici. Pri štev. 5 objema obroček maksimum silokaznih črt, potem pa vedno manj, dokler se pri štev. 7 ne uleže v mer črt, tako da nobene ne seče. Število črt, idočih skozi obroček, se je torej v tej tretji četrtini vrteža zmanjšalo in mer toka se je od 5 dalje izpremenila, postala je jednaka z gibanjem urnega kazalca. Ta izprememba je faktična v pri¬ meri s prejšnjo, ker nam kaže obroček še vedno isto plat. Od lege 7 dalje vnovič narašča število sekanih črt; električni tok dobi nasprotno mer, a ker opazovalčevemu očesu obrača od lege 7 dalje zopet nas¬ protno plat, ima tok faktično še vedno isto mer, kakor v legah od 5 do 7. Vsa druga polovica vrteža je označena s toki jednake meri; vendar pa imajo ti toki nasprotno mer s toki prve polovice, ker se je pri legi 5 menjala tokova mer. Pri štev. 1 se tok zopet obrne in stvar se zopet ponavlja. Slika 22. Pot silokaznic skozi železni obroč. 32 Naša priprava pa ne izkorišča magnetnega polja dovolj inten¬ zivno, kajti silokazne črte uhajajo v mnogem številu mtmo obročkov. Zato položimo v magnetno polje železen kolobar (sl. 22.); silokazne črte gredo dokaj rajše po železu, nego po zraku, zato hitro zapuste svoje dosedanje meri in se stlačijo v železni obroč, kjer zavzamejo lege, ka- koršne nam predstavlja naša slika. Vsak obroček objema potem črte na jednak način, kakor smo to pri prejšnji sliki opisali, a preseka jih dokaj več, nego tedaj, ko nemarno železnega kolobarja. V obče pa je postanek tokov ravno isti; v prvi polovici vrteža imajo jedno, v drugi polovici pa obratno mer obtoka. Naravno pa je, da silokazne črte ne izpremene svoje lege, če že¬ lezni obroč sučemo. Zato nam ni treba malih tokovodnih obročkov, katere smo poprej zaznamenovali s številkami 1—8, potiskati okoli po železnem kolobarju, temveč nataknemo jih nepre¬ mično nanj in jihsuče- mo z njim vred. Po posamičnih obroč¬ kih krožijo toki, a med obročki samimi nemarno še nobene zveze. In vendar bi bilo jako ugodno, ko bi jih mogli združiti k skupnemu delu. To se lahko zgodi, če ovijemo železni obroč z nepretrgano spiralo, njena konca pa skupaj zvežemo. Posamični ovoji spirale predstavljajo potem prejšnje obročke, ki niso bili v nikaki medsebojni zvezi, dočim je tu konec vsacega obročka sklenjen s pričetkom prihodnjega obročka. Namesto ločenih prevodnikov smo tedaj uporabili jednega samega, nepretrganega (slika 23.). Da železni obroč ne odvaja tokov, ki pri sukanju nastanejo v spiralah, smo obroč poprej ovili s kako izolirajočo tvarino, predno smo navili nanj žične spirale. Začnimo torej obroč sukati v meri naslikane puščice. V vsakem posamičnem zavoju spirale nastane električen tok, ki ima mer puščice na naši sliki. Očividno je, da so zavoji jedne, kakor tudi druge obročeve polovice zaporedno staknjeni, a desna polovica je v nasprotni meri staknjena nego leva. Desna stran vseh zavojev ima svoj skupni tok, leva ravno tako, a oba skupna toka tečeta drug proti drugemu kvišku, ter zadeneta na naj¬ višjem delu obroča skupaj — tu bode nastal pozitivni pol. Na sličen 33 način lahko rečemo, da oba toka na najvišjem spodnjem delu obroča skupno izvirata — tu je negativni pol. Vsak posamični zavoj moremo primerjati z galvanskim členom, vse zavoje jedne strani pa z galvansko baterijo. Obe bateriji sestojita po tem takem iz jednakega števila zaporedno staknjenih elementov (sl. 24.), a jedna baterija je v nasprotno mer staknjena z drugo ali pro- tistaknjena. Naravno je, da v tem položaju ne dobimo nikacega toka; to se še le zgodi, če zvežemo z žico oni dve, v sliki z znakom + in — zaznamovani točki, v katerih je jedna baterija v zvezi z drugo. Obe bateriji pošiljate potem svoje toke skupno v žico spojnico; pri znaku + teče tok v žico, pri znaku — pa se vrača tok v zavoje nazaj. To lahko napra¬ vimo pri bateriji, a kako bodemo odvajali toke pri našem obroču ? Če so ovoji od gole žice, je treba samo dve kovinski ščeti ali pa dve kovinski vzmetni peresi pritisniti na označena pola, kakor kaže slika 23.; tok vstopi potem v zgornjo ščet, teče po prevodniku in se vrača skozi spodnjo ščet v ovoje nazaj. Opisani obroč s spiral¬ nimi žičnimi ovoji je šema- tična podoba Grammeje- vega obroča. V praksi pa ta oblika še ni rabljiva. Jedna sama in redka lega žice nam¬ reč ne zadošča, treba je na¬ praviti mnogo tesnih, drug na drugem ležečih ovojev. Umeje se, da moramo vsak ovoj izo- £ lirati od sosednjega, zgornja 4 lega pa bi morala biti na vrhu gola, da ostane v kovinski zvezi Slika 25. z drsalnim peresom. Ne glede na to, da je iz mehaničnih vzrokov težko posamične žice izolirati na spodaj in na stran, zgornjo plast pa obdržati golo, bi tudi pero kmalu zgornje žice razčesalo in preglodalo, zato bi se naša priprava za praktične na¬ mene ne dala z uspehom rabiti. Služila nam je dobro za razlago in razumevanje, sedaj pa jo je treba še dalje predrugačiti. Pred vsem skrbimo za primerno odvodno pripravo. Iz kovine iz¬ režemo toliko prog, kolikor ima obroč zavojev, potem pa zložimo proge 3 34 kakor sektorje cilindra skupaj, ali tako, kakor so na pr. zložene doge pri sodu, da tvorijo votel valj. Dobljeni valj nataknemo na os našega obroča. Počezni prorez tacega cilindra kaže sl. 25. Vsaka proga mora biti od sosednje, kakor tudi od osi skrbno izolirana, kar pa v naši šema- tični sliki ni označeno. Opisana priprava je kolektor stroja. Vsak žični ovoj na obroču zvežemo sedaj z jednim nabiralnikovim sektorjem, potem pa pritisnemo drsalni peresi tako na cilinder, da se vzmetno dotikata najvišje iri najnižje proge, kakor to jasno predočuje naša slika štev. 25. Ko se obroč vrti, se odtakata oba stranska toka v najvišji sektor, od koder gresta v zgornje pero in dalje v žico spojnico; po spodnjem pe¬ resu in najnižjem sektorju pa se vračata v obročeve ovoje nazaj. Pri tej pripravi smo torej pole obročeve prenesli na drugo telo, na cilinder, iz katerega lažje odvajamo toke. Sedaj smo se že močno približali dovršeni formi Grammejevega obroča. Treba je le še v železnem kolobarju napraviti nekatere var¬ nostne naredbe. Oglejmo si železni obroč nekoliko podrobneje. Pri na¬ šem modelu je obroč masiven in iz jednega kosa skovan. Ta obroč pa ni poraben za stroje, kajti pri vrtenju se tako silno ogreje, da se vna¬ mejo in pokvarijo izolirajoči ovitki žic. Vzrok tej prikazni je naslednji. Predstavljajmo si za jeden hip, da je obroč votel; potem lahko rečemo, da je sestavljen iz neštevilnih dotikajočih se obročkov, kakor so na pr. pri nekaterih puškah cevi zvarjene iz žične spirale. Ti obročki se obnašajo slično, kakor poprej opisani kovinski ovoji na kolobarju; ko se vrte skozi silokaznice, nastanejo v njih električni toki, takozvani vrtinčasti toki. Ko bi se sedaj odprtina sredi obročkov vedno bolj zmanjševala, prišli bi zopet do masivnega kolobarja, katerega torej lahko smatramo sestavljenega iz premnogih obročkov z neizrečeno malimi luknjicami. V železu Grammejevega obroča krožijo po tem takem ne- številni električni toki, a odvajati jih ne moremo, ker je obroč sam v sebi sklenjen. Vendar pa porabijo ti »izgubljeni* toki dokaj gonilne sile in ogrevajo obroč na nevaren način. Naloga naša je torej, da zabra- nimo postanek neljubih nam tokov, pri čemer seveda ne smemo obte¬ žiti silokaznim črtam njihove poti skozi obroč. Po kakih potih pa tekajo naši »nebodi jih treba»-toki? Vsak tok, ki nastane vsled se¬ kanja silokaznih črt, obkrožuje te črte in jih objema kakor obroč; rav¬ nina teh obročev pa stoji pravokotno na meri silokaznih črt. Ako tedaj železni obroč razdelimo v mnoge koncentrične, dobro izolirane pasove, potem nismo silokaznim črtam zagradili poti, pač pa smo pretrgali pot tokom, ki se hočejo gibati v ravninah, stoječih pra¬ vokotno na meri silokaznih črt, torej približno v počeznem prerezu ko¬ lobarja. Železni obroč najlažje tako razkosamo, da ga naredimo iz že¬ lezne žice, iz katere se navije obroč zahtevane debelosti in sicer prav 35 tako, kakoršni so na pr. kupljeni povezki železne žice. Izolacija se na¬ pravi s pokostom, s katerim se prevleče vsaka žična lega. Pokost steče med posamične žice in izolira vsak zavoj posebej. Ko je izolacija suha, se ves obroč popolnoma poveže z ozkimi platnenimi povoji, ki se kon¬ čno še s pokostom napoje, da je kolobar popolnoma izoliran nasproti žičnim ovojem. Omenili smo že, da ne zadošča jeden sam ovoj, kakor ga vidimo na sliki 25., temveč mesto vsake spirale postavimo tuljavo z mnogimi ovoji. Vsa vretena so tako med seboj zvezana, da se žica vedno v istem smislu vije krog obroča. Od vsake točke, kjer ste zve¬ zani dve sosednji tuljavi, je izpeljana žica odvodnica do pripadajočega sektorja na kolektorju. Pomnoženje ovojev ne predrugači opisanih do¬ godkov na obroču, pač pa postane napetost toka vsake polovice dokaj Slika 26. Jedro Grammejeve kotvice prerezano in z nataknjenimi žičnimi ovoji (tuljavami). večja, ker se je pomnožilo število zaporedno staknjenih spiral. Prerezan Grammejev obroč nam lepo kaže slika 26. Na njej vidimo iz žic se¬ stavljen, a zaradi lažjega razumevanja prerezan obroč, na katerega so tuljave nataknjene. Najprej opazimo jedno pričeto tuljavo; za to sledi več dovršenih tuljav, zgornji del slike pa kaže kompletno armaturo. Spirale so od bakrene žice, ki je skrbno s svilo omotana, da so ovoji proti obroču in jeden proti drugemu zanesljivo izolirani; konec vsake tuljave in pričetek sosednje sta skupno pritrjena in privarjena na bakreno, v ravnini obroča radijalno stoječo progo, ki se ob osi pravokotno in horizontalno upogne. Med obročem in temi horizontalnimi kraki je primeren lesen vložek, ki omogočuje stalno pritrditev obroča na osi (vratilu). Novejši stroji nimajo teh vložkov, temveč masivna zvezda od tombaka veže obroč z vratilom. Ravnokar imenovane horizontalne proge segajo do kolektorja, ozir, do njegovih posamičnih sektorjev. Uredbo kolektorja nam kaže slika 27. Njegove proge so navadno od bakra ali brona. Skrbno so ostružene in na desni strani imajo vzvišen rob z zarezami za vzprejem horizontalnih 3* 36 krakov, ki prihajajo od obroča. Posamične kolektorjeve proge so jedna proti drugi, kakor tudi proti osi izolirane s sljudo ali kako drugo pri¬ merno tvarino. Na kolektorju dršejo ščeti, ki jemljo tok iz njega. Prvotno so bile sestavljene iz več listov medene pločevine, ki so vzmetno drsali ob kolektorju; pozneje so jemali prožne bakrene žice, ležeče vzporedno in vštric. Take ščeti se lepo uležejo na kolektor in sigurno odvajajo toke. V novejšem času uporabljajo tudi tkanine od bakrene žice, ki se po¬ sebno dobro podajajo in na kolektor ulegajo, poleg tega pa ga jako malo obrabijo. Predno završimo popis Grammejevega obroča, nam je še neke posebnosti omeniti. Železni obroč se pod vplivom elektromagnetov po- magneti in dobi svoja pola, ki ležita ravno nasproti elektromagnetom. Ko bi v naši sliki 25. potegnili horizontalni premer skozi kolobar, bi bil na levem koncu premera severni, na desnem koncu pa južni pol. Pravokotno na ta premer, torej vertikalno, potegnimo še jeden premer. Ob njegovih koncih se nahajajo one točke, pri katerih izpeljujemo toke v vnanji tokov krog. Ta vertikalni premer zovemo nevtralno premo. Tako je v naši skici, a nekoliko drugače je stvar v istini. Poleg ma¬ gnetnega polja, ki nastane vsled vpliva elektromagnetov, se pojavi namreč še drugo magnetno polje. Ovoji armature magnetizirajo železni obroč tudi sami zase. Ko bi ne bilo prvega magnetnega polja, bi ovoji provzročili v obroču na zgornjem koncu nevtralne preme se¬ verni, na spodnjem pa južni pol. Silokaznice, katere bi nastale pod jedinim vplivom ovojev v obroču, bi torej imele pravokotno mer na silokaznice, katere provzročujejo poljski magneti sami zase. Ko stroj deluje, se pojavljata vedno obe magnetni polji skupaj in istočasno ter tvorita rezultujoče magnetno polje, čigar silokaznice so ne¬ koliko zasukane v meri vrtenja obroča. Pola obročeva, ki nastaneta od elektromagnetov, ne stojita več koncem horizontalnega premera, tem¬ več njun premer se je pod vplivom kotvinega pola nekoliko nagnil v meri sukajoče se armature. Ker je nevtralna črta zopet pravokotna na premeru teh rezultujočih polov, se je tudi ona za isto toliko nagnila. Zato moramo potem tudi ščeti nekoliko naprej potisniti. Kot, za ka- rerega se je nevtralna črta nagnila, zovemo premični kot. Njegova veličina je zavisna od '^gostote silokaznic, od množine železa in od hi¬ trosti vrtenja. Vendar ni nikdar večji nego 30°. Praktično ga najdemo, če ščeti toliko časa premikamo ob periferiji kolektorja, da preneha letenje isker. Grammejev obroč in v njem inducirane toke smo precej na drobno in široko opisali. Stvar je morebiti nekoliko dolgočasna in mučna, a ker je razumevanje tega obroča neobhodno potrebno za razumevanje 37 najvažnejših modernih dinamo-strojev, naš čas vsekako ni izgubljen. — Če se še jedenkrat ozremo nazaj na toke, ki se pojavljajo v obročevih spiralah, zapazimo takoj veliko razliko v primeri s prej opisanimi ar¬ maturami in njihovim delovanjem. Siemensova cilindrasta kotva dobiva posamične tokove impulze, katere smo morali mehaničnim potom s komutatorjem zravnati v isto mer če smo hoteli dobiti istomerne toke. Pri Grammejevem obroču pa je stvar povsem drugačna. Tudi tukaj se sicer mer tokov v vsaki spirali menjava, ko stopi spirala iz jedne polovice v drugo, a vendar vidimo, da vse spirale jedne strani nepre¬ stano pošiljajo toke na zgornji del obroča, od koder ga drsalna peresa vodijo dalje. Tok je torej v vnanjem tokovem krogu neprestano isto- meren in zibeži njegovi skoraj popolnoma izginejo. Gramme je s svojo iznajdbo prekosil stroje tvrdke Siemens & Hal s k e, ki je že tedaj slovela po vsem svetu, kajti njena mašina je bil prvi, praktično porabljivi dinamoelektrični stroj. Zato je razum¬ ljivo, da imenovana firma ni hotela zaostati. Pričelo se je blagodejno tekmovanje in rezultat tega je bila nova armatura, katero je inžener, voditelj tvrdke Siemens & Halske, pl. Hefner-Alteneck zgradil, porabivši Grammejev princip in prvotni Siemensov cilindrasti induktor. Tako je nastala bobnasta kotva, ki je danes poleg Grammejevega obroča najvažnejša armatura. Kakor si lahko mislimo, da je obročasta kotva z mnogimi tulja¬ vami nastala iz obroča, ki ima samo dve, diametralno nasproti stoječi spirali, tako si tudi lahko razlagamo, da izvira bobnasta kotva iz Sie¬ mensove cilindraste armature. Vsak podolžni presek železnega cilindra je pravokotnik; pri starem cilindrastem induktorju tvorijo vsi zavoji, če tudi so mnogobrojni, jedno samo pravokotniško žično tuljavo, ki pa ni namotana na polni cilinder, temveč v oba utora, podobo dvojnega T imajočega valja. Pri bobnastem induktorju pa niso zavoji naviti v je dne m samem podolžnem preseku, ampak žica je namotana krog mnogih podolžnih presekov cilindra. Prednost tega navijanja je v tem, da se zaporedne indukcije hitreje vrše, da je vsa oblika kompaktneja in da so zavoji bolje izkoriščeni. Kakor Grammejev obroč, tako hočemo tudi bobnasti induktor podrobneje opisati. Stvar pa je nekoliko težavnejša, ker se zavoji krog valja težko narišejo dovolj pregledno na dvodimenzijski ravnini papirja. Slika 28. nam kaže osem valjev, pri katerih so sprednji polukrogi kon¬ čnih ploskev narisani z nekoliko debelejšimi črtami. Okoli vsacega valja je položen jeden sam žični ovoj, ki je popolnoma v sebi sklenjen. Če cilinder vrtimo, pride ta ovoj sukcesivno v lege štev. I do VIII. Oglejmo si sedaj ono stran pravokotniškega ovoja, ki leži pri I vrh cilindra in ki je z močnejšo črto risana. Ta močnejša črta se s cilindrom vrti proti Ovoj osmerih na skupno os nataknjenih bobničev z jedno samo žico. 39 sprednji strani, potem se obrne na drugo, nevidno plat cilindra, kjer je označena z izprečrtkano črto. Recimo dalje, da stoji spodnja stran nas¬ proti severnemu polu magneta; zato jo bodemo nazivali severno po¬ lovico, dočim nam bode zadnja stran veljala za južno. Če hočemo določiti mer toka, moramo po našem pravilu gledati na ovoj v meri silokaznih črt, torej od severnega pola. Debelo risana polovica ovoja seka te črte in jih v prvi četrtini vrteža objema vedno manj, torej teče v njej tok kot kazalec na uri; to mer kaže tudi narisana puščica. Ko stopi naša polovica ovoja v drugo četrt vrteža, seka vedno več črt in tok teče obratno kot urni kazalec. A ker se je ovoj obrnil navzdol, nam obrača svojo drugo plat; obrat toka je torej le navidezen in faktično teče tok še vedno tako, kot kaže puščica pri valju IV. Pri legi V stopi ovojeva polovica na južno stran, ne da bi nam pokazala druge ploskve. Ker sedaj število sekanih črt zopet pojema, dobi tok mer kazalca na uri; tok se je torej faktično obrnil v nasprotno mer. To mer obdrži pri vrtenju v legah VI, VII in VIII, in sicer iz istih vzrokov, kakor poprej na severni strani. Te razmere veljajo za debelo, oziroma izprečrtkano risano polovico celega pravokotniškega ovoja. Ravno tako lahko si na podlagi našega pravila predočujemo, da teče tok v drugi, tenko risani pravokotniški polovici zmiraj nasprotno, kakor tok v debeli polovici. Ker sta pa obe polovici zvezani v skupen pravokotnik, rekše, ker sta obe polovici zaporedno staknjeni, ima ves ovoj istomerni tok, kakor jasno priča slika št. 31. Sedaj velja ovoje tako skleniti, da nastaneta v njih dva nasprotna toka, kakor pri Grammejevem obroču. Naših osem valjev nataknimo na jedno skupno os in ovijmo vsak valj z jednim ovojem, kakor pri sliki 28. Levo stranico vsacega pravo¬ kotnika pa izpustimo in jo nadomestimo z žico, ki sega neposredno k nasprotnemu ovoju. Na sliki 29., v kateri so cilindri izpuščeni, je to šematično označeno. Prosti konec tenko risane stranice je s pikčasto črto zvezan z debelo stranico prihodnjega ovoja. Tokove puščice nas sedaj prepričajo, da so prvi štirje ovoji I do IV zaporedno staknjeni in isto velja za ovoje V do VIII. A prva skupina je drugi protistak- njena, kajti med IV in V se tok obrne; iz tenke stranice IV teče tok nasproti toku v debeli stranici V. Z znakom + označeno vezišče obeh mest je ona točka, proti kateri gredo toki iz obeh skupin. Če slednjič zvežemo prosta konca prvega in zadnjega ovoja z žico (v naši sliki s pikčasto črto), potem vidimo, da iz vezišča — oba toka izvirata. Točka + je torej pozitivni, točka — negativni pol obeh protistaknjenihskupin. 40 Ko bi sedaj naše cilindre še dalje vrtili, bi se pri IV in VIII tok obrnil, ker stopijo pravokotnikove stranice v drugo polovico vrteža. Potem bi cilindri VIII, I, II, III tvorili jedno skupino, cilindri IV, V, VI in VII pa drugo skupino. Vselej pa bi ostal pozitivni pol na najnižji debeli stranici, negativni pol pa na naj višji debeli stranici. Kakor pri Gram- mejevem obroču, lahko tudi tukaj napravimo dve prožni peresi, segajoči mimo vseh osem valjev, da dršeta po najvišji, oziroma na najnižji stra¬ nici cilindra. (Slika 30.) Če so one stranice, ki so v naših slikah risane debelo, tudi iz debelejše žice, potem bodeta peresi zmiraj drsali samo po najvišji, ozi¬ roma najnižji žici, tedaj po oni, kjer se družita protistaknjena toka. Slika 30. nam more torej veljati za slično šematično podobo tokovih razmer pri bobnastem induktorju kakor slika 23. pri Grammejevem obroču. Končno nam še preostaje, da po¬ kažemo, kako se ovoji naših osmerih valjev navijejo na jeden sam cilinder. V ta namen ne potegnemo žice, ki jo predstavlja pikčasta črta, po najkraj¬ šem potu od ovoja do ovoja, kakor smo to storili v sliki 29., temveč po¬ tegnemo jo na levo krožno ploskev cilindra, odtod pa po cilindrovem plašču vzporedno z debelo stranico (sl. 30). Po¬ tisnimo sedaj vseh osem valjev v jednega samega skupaj in predočujmo si pikčaste črte na cilindrovih plaščih Slika 33. kot elastične, ki se pri tej proceduri popolnoma skrči- j o, potem dobimo jeden sam cilinder z osmimi ovoji, a po¬ leg jedne debele žice leži zme¬ raj po jedna tenka, kakor kaže slika 32. Bobnasta kotvica. V praksi seveda navadno ne ostanemo pri osmih ovojih, ampak njih število je dokaj večje. Slika 33. nam kaže dovršen Hefner- Alteneckov bobnast induktor. Skozi njega gre vratilo: šest obročev drži ovoje skupaj. Kolektor se vidi na levi strani slike. Ovoji na tej kotvi so sicer jako priprosti, a vendar jih je na prvi hip težje razumeti, nego prozorne in priproste svitke na Grammejevej kotvi. Zato je mogla firma Siemens & Halske nekaj časa varovati svojo iznajdbo kakor tajno. No danes je bobnasta armatura skupno blago vseh električnih tvrdek, ki jo uporabljajo poleg Grammejevega ob¬ roča pri zgradbi svojih strojev. 41 Tudi pri bobnastem induktorju bi se železni valj ogrel, ko bi bil iz masivnega železa. Treba ga je, kakor pri obročasti kotvi, razčesati na posamične dele. S početka so delali cilinder iz žice, katero so toliko časa navijali krog lesene duše, da so dobili podobo valja. V novejši dobi pa je Amerikanec W e s t o n izumel jedro iz tenkih železnih pločic. Vsaka ploča je krožna ploskev, ki ima v središču luknjo, da se potisne na valj. Posamične železne pločice so izolirane druga od druge s tenkim papirjem, ki se vtakne med nje. Dve močni končni ploči, katere na¬ tegnemo z vijaki, drže vse skupaj na valju. Slika 34. veljaj za zgled starejše mašine z bobnastim induktorjem, kakor jo je gradila tvrdka Siemens & Halske. Stroj ima dva plo- časta elektromagneta, ki tesno objemata na sredi sto¬ ječo bobnasto kotvo. Na desni strani vidimo kolektor z zgornjo in spodnjo plo- často ščetjo. A merikanec Thomas AlwaEdisonjezgradil di- namoelektričen stroj, ki je v mehaničnem kakor tudi v električnem oziru nadkrilje- val dotedanje evropske mo¬ dele. Njegov stroj se vidi na sliki 35. Bobnasti induk- tor se nahaja pri tej mašini jako nizko, da tem sigur- nejše leži in teče. Vertikalna elektromagneta imata močne polarne čevlje, njuna zgornja konca pa veže krepek jarem. Ta stroj ima mnogo več železa v sebi, kakor prejšnje mašine. S tem je Edison vpeljal nov princip v grajenje dinamoelektričnih strojev. Iz prejšnjega vemo, da gredo silokazne črte dokaj rajše po železu, nego po zraku. Čim boljšo pot damo tem črtam, tem več črt se poda nanjo, tem jačje bode magnetno polje in tem sil- nejša bode indukcija. Ker je Edison povečal prerez železnega jedra in polarnih čevljev, in ob jednem do skrajne meje skrčil zračni prostor med bobnom in čevlji, je dosegel nepričakovan uspeh, ob jednem pa vzbudil evropske elektrotehnike na novo tekmovanje. Bobnasti stroj tvrdke Siemens & Halske s stoječimi magneti in osrednjim induktorjem. 42 Edisonov princip sta teoretično utemeljila Angleža brata Hop¬ kins on. Od sedaj je veljala parola: Le veliko železa, pa malo bakra! Vsak konstrukter se je trudil, da priskrbi silokaznim črtam čim širšo in kolikor možno kratko pot. Mesto kovnega železa za elektromagnete so posegli po litem železu, ki sicer ne vodi silokaznih črt tako lahko, kakor kovno železo, a zato dobiva večje dimenzije, in mogoče je uliti Slika 35. jedra in stojalo iz jednega samega kosa, kar neizrečeno povečuje trdnost in trajnost stroja. Vse novejše mašine kažejo vsled tega bolj stisnjeno in čokato podobo nego prvotni stroji. Izmed mnogobrojnih novejših tipov, ki skušajo te nove nazore na različne načine uporabiti, naštejemo tu nekatere glavne zastopnike. V podrobno opisovanje se ne moremo spuščati, ker bi s tem prekora¬ čili tesne meje, ki so nam stavljene v naši knjigi. 43 Siemens & Halske, kakor tudi G ra m ni e, sta gradila stroje, ki kažejo obratno Edisonovo konstrukcijo (slika 36). Elektromagneta stojita na močni veliki ploči; njuni jedri sta ž njo vred ulita iz jednega kosa. Oba sta zelo debela a kratka. Polarna čevlja objemata boben, Slika 36. Dinamo-stroj tvrdke Siemens & Halske z zgornjim induktorjem. čegar vratilo nosi na levem koncu kolo za jermen, na desnem pa znani kolektor s ščetini. Jako razširjeni so tudi stroji tvrdke M a t he r & P 1 a 11 v Man¬ chestru; po tem zgledu zgrajene mašine se zovejo odtod »Manche- 44 sterski tip«' (slika 37). Pri teh strojih stojita jedri elektromagnetov na močni železni temeljni ploči, na vrhu ju pa veže krepek jarem. Spodnja ploča tvori jeden, zgornja pa drugi polarni čevelj, oziroma pol. Silo- kaznice imajo torej jako kratko, ugodno pot, in ker je bobnasta kotva na nizkih blazinah, je tudi stojnost stroja razmerno velika in ugodna. Slika 37. Dinamo-stroj tvornicc »Maschinenfabrik Esslingen«. Manchesterski tip. Do sedaj opisani dinamoelektrični stroji imajo po dva pola. V raznih slučajih pa se z uspehom uporablja tudi več polov, in tedaj do¬ bimo tako zvane multipolarne ali mnogopolarne stroje. Pri Grammejevej armaturi smo dokazali, da pošilja vsaka obročeva polovica, ki leži nasproti jednemu polu elektromagneta, svoj tok k skupnemu od- vodišču. V kotvi nastaneta torej dve protistaknjeni tokovi veji. Ce je 45 pa vec polov seveda zmiraj v sodem številu, torej štiri, šest, osem *• d- — potem nastane vselej v onem delu obroča, ki je ravno na¬ sproti vsakaterega pola, delni tok. Njegova jakost je jednaka četrtini, šestini, osmini i. t. d. jakosti celega stroja in zato je možno tudi tanjšo žico uporabljati za ovoje. Vsak delni tok se izliva v bližnje odvodišče, ležeče med njegovim in prihodnjim polom. Kolikor je polov, toliko je odvodišč, tedaj tudi toliko ščetij na kolektorju; stroj s štirimi poli ima na pr. štiri ščeti, ki pošiljajo po dva toka v vnanji tokov krog. Da te Slika 38. tokove veje združimo, treba ščeti pozitivnih polov in istotako ščeti ne¬ gativnih polov z žico zvezati, to je paralelno stakniti. Včasih - in tu odločuje namen stroja - so ščeti tudi zaporedno staknjene. Pri manj¬ ših mašinah je čestokrat to stikanje že v obroču izpeljano, tako, da se končno ne glede na število polov rabita vedno samo dve ščeti. Slika 38. kaže šti ri polarno maš ino ki je zgrajena na pod¬ lagi opisapih razmer. Močni vnanji obroč nosi štiri elektromagnete, med katerimi se vrti bobnasta armatura. 46 Kedar gre za proizvajanje večjih električnih sil, vzamemo še več elektromagnetov. Zato v takih slučajih rajše uporabljamo Gramme- jev obroč. Damo mu jako velik premer, elektromagnete pa postavimo noter v njegovo sredo. Magnetni poli ne stoje torej več na periferiji kotve, temveč znotraj nje in zato se zovejo ti stroji m asi ne z no- t r an j i m i poli. Stroji z notranjimi poli imajo razne prednosti, osobito kar se tiče hitrosti vrtenja. Inducirani električni toki so pri jednakih razmerah tem jačji, čim več silokaznic sekajo ovoji v istem času; elektromotorska sila stroja se torej povečuje s hitrejšim vrtenjem. Silo bi tudi lahko po¬ večali s pomnoženjem žičnih ovojev, a s tem bi narasli troški in izguba v stroju bi postala večja. Treba je torej večje hitrosti vrtenja, a stop¬ njevanje v hitrosti ima svoje meje, katere iz mehaničnih vzrokov ne smemo prekoračiti. Čim hitreje se kotvina os vrti, tem hitreje beže žične tuljave skozi magnetna polja; hitrost tuljav je torej merodajna za naše razmere. Očividno pa moremo hitrost premikanja žičnih ovojev tudi pomnožiti, če povečamo premer obroča. Na večjem obroču ima vsaka točka periferije tudi večjo hitrost, in tedaj ni treba, da bi se os tako hitro sukala kakor pri kotvah z malim premerom. Čim večji pa je obroč, tem dalje bi morali iti z elektromagneti, ko bi jih 47 po dosedanji navadi postavili zunaj armature. Vsa mašina bi postala dokaj razsežnejša in okornejsa. A teg - a ni treba, saj imajo pri večjem obroču elektromagneti prostor v obroču samem; tako dobimo stroje z notranjimi poli. Notranjepolarno mašino predstavlja slika 39. Uredbo posamičnih delov pojasnjuje slika 40. Tu vidimo, da stoje štirje elektromagneti, katerih jedra tvorijo jednakokrak križ, kakor prečke kolesa na skupnem pestu. Pesto je pritrjeno na železnem skupnem stojalu, ter je prevrtano. Skozi njegovo luknjo gre vratilo armature. Na vratilu je s klini pritrjeno kolo, ki nosi ob platišču horizontalne igle; na teh iglah je pritrjen obroč, ki torej sega črez križ elektro¬ magnetov, kakor pokrovec črez škatlo. Od posamičnih tuljav Grammejevega obroča vodijo žice do kolektorja. Pri velikih modelih teh strojev zapazimo še neko drugo uprostitev. Veliki obroč ni ovit z mnogimi žičnimi spira¬ lami, temveč obdaja ga samo jeden ovoj, ki pa ne sestoji več iz žice, ampak iz debelih bakrenih šin. Vsaka šina je proti sosednji in proti obroču skrbno izolirana, na vnanjo stran pa gola. Vnanji obod obroča je natanko ostružen in tedaj leže vzmetneščeti takoj na obroču, kjer ne¬ posredno jemljejo toke iz ovo¬ jev — kar smo že videli pri naši šematični sliki 23. Slika 40. Obrazec stroja z notranjimi poli. Do sedaj opisani električni stroji dajo istomerne toke, bodi-si s po¬ močjo posebnega komutatorja, ali direktno, ako je kotva Grammejev obroč ali pa Hefner-Alteneckov boben. A elektrotehniki so že zgodaj spoznali, da je za nekatere razmere izmenični tok celo ugodnejši, nego istomerni. Odkar pa so jeli izmenični tok z velikim uspehom uporabljati za napeljave v daljavo in odkar znamo na jako priprost način pretvarjati visoko napete njegove toke v toke nizke napetosti in obratno, je grajenje dinamoelektricnih strojev za izmenične toke postalo važna naloga elektrotehnike. Sprva so delali take stroje, ker so bili poleg onih z istomernimi toki tudi porabni v nekatere svrhe, 48 pozneje so jih konstruirali, ker so za razne namene celo nadkriljevali stroje za istomerne toke, sedaj pa jih gradijo, ker so s temi popolnoma istovrstni. Prva potreba strojev za izmenične toke je nastala, ko je mladi ruski častnik Pavel Jabloškov L 1878. prvi srečno rešil dolgo iskani problem o »deljenju električnega toka«. Njegova »sveča«, o kateri bo¬ demo še pozneje govorili, je zahtevala izmenične toke in Gramme se je takoj lotil konstrukcije takih strojev. Njegovo mašino kaže slika 41. Spominja nas na ravnokar opisane stroje z notranjimi poli. Elektro- Slika 41. Grammejev stroj za izmenične toke. magnetov je osem, oni stoje radialno kakor prečke v kolesu in njih poli se zaporedoma menjavajo. Na periferiji jih objema obročasta arma¬ tura. Prva razlika je pri vrtenju. Kotva je namreč nepremično pritrjena, elektromagneti pa se sučejo. Poleg tega je obroč drugače ovit z žico, kakor pri Grammejevi armaturi, kajti zaporedne tuljave gredo istočasno mimo raznoimenskih polov. Zato je treba tuljave premenjema navijati v jedno in potem v obratno mer, nadalje pa konec vsake tuljave stak¬ niti s pričetkom prihodnje; tudi bi se lahko navile vse tuljave v isti meri, a potem se mora pri posamičnih tuljavah, recimo pri drugi, njen 49 začetek stakniti z začetkom prejšnje (prve) in njen konec s koncem sle¬ deče (tretje) tuljave, tedaj v obče pričetki skupaj in konci po dva in dva skupaj. Induktor Grammejevega stroja, kakoršnega kaže naša slika, ima 32 popolnoma ločenih žičnih tuljav, ki so razdeljene v 8 skupin; vsaka skupina se v določenem času nahaja ravno nasproti jednemu elek¬ tromagnetnemu polu. Ko stoji n. pr. jedna skupina tuljav nasproti severnemu polu, se na obeh straneh te skupine nahajata skupini, ki imata južna pola nasproti. Končne žice vsake tuljave vodijo do sepa¬ ratnih pritiskalnih vijakov na stojalu stroja; zato moremo iz mašine od¬ peljati pri vsakem vrtežu 32 izmeničnih posamičnih tokov, ali pa Slika 42. Stroj za izmenične toke tvrdke Siemens & Halske. Na levi strani majhen dinamo za isto- merne toke, ki vzbujajo elektromagnete glavnega stroja. tudi toke stakniti vzporedno, oziroma zaporedno. Elektromagneti dobivajo svoje toke od posebne male mašine za istomerne toke, kajti izmenični tok ne more proizvajati polaritete. Od te pomožne mašine, katere pa v sliki ne vidimo, gre tok po drsalnih obročih do magnetov. Ker je Gramme zgradil stroj za izmenične toke, je seveda tudi tvrdka Siemens & Galske takoj jela misliti na konstrukcijo boljše mastne 50 te vrste. Zgradila je stroj, ki se od Gratnmejevega jako razločuje. Slika 42. kaže stroj imenovane tvrdke. Dva venca premih elektromagnetov sta na primeren način utrjena v krepko in močno stojalo. V vsakem vencu so magneti tako postavljeni, da se njih poli menjavajo, oba venca pa sta tako drug proti drugemu obrnjena, da stoje severni poli jednega venca nasproti južnim polom druzega venca. V ozkem vmesnem prostoru med obema vencema nastanejo tedaj magnetna polja velike jakosti a menjajoče se meri. V njem se giblje venec ploskih tuljav, katerih število je jednako številu magnetnih polj. Tuljave nemajo železnega jedra. Med seboj so tako zvezane, kakor kaže šematična slika 43. Tu vidimo, da so zaporedne tuljave zaporedno staknjene. Njih veličina je tako umer¬ jena, da, ko se jedna polovica tuljave nahaja v jednem magnetnem polju, je druga že na primernem mestu prihodnjega polja; vsled te zveze dobe posamični toki isto mer v vsaki tuljavi. Slika 43. Zveza tuljav v stroju za izmenične toke tvrdke Siemens & Halske. Sedaj lahko staknemo vse tuljave v jeden tokov krog, ali pa jih staknemo v skupine, da nam dajo več tokov. Treba je tedaj le pozitivne ali pa ne¬ gativne pole vsake skupine izpeljati do posebnih drsalnih obročev, ostali poli pa se zve¬ žejo z j e dni m samim drsalnim obročem, kot skupnim povra- tiščem tokov. Elektromagnete vzbudimo s posebnim strojem za isto- merne toke, katerega zapa¬ zimo pri sliki 42. poleg velike mašine. V novejšem času je buda- peštanska firma Ga n z & C o. jako razširila polje za izmenične toke; ona gradi stroje, ki reprezentirajo višino sedanje tehnike v tej stroki. Inžener tvrdke, Madjar Zipernowsky, porojen Slovak, je 1. 1882. nastopil s strojem, pri katerem ni bilo posebne mašine za polarizacijo elektromagnetov. V to svrho potrebni tok je vzel od stroja samega in sicer je odcepil tok nekaterih ovojev, obrnil ga je s komutatorjem v istomeren tok in to tokovo vejo je izpeljal v elektromagnete. To so takozvane »samobudne mašine* tvrdke Ganz & Co. Slika 44. kaže, da ima ta stroj obročasto, stalno pritrjeno armaturo; posamične tuljave mole radijalno proti središču obroča. Votlina vsake tuljave ima železno, tudi iz ploč sestavljeno jedro in vnanji konci vseh jeder so 51 z železnimi pločastimi progami med seboj v magnetni zvezi. Na vra- tilu sede, kakor prečke v kolesu, navajajoči elektromagneti. Jedra so jim tudi sestavljena iz listov železne pločevine. Prosti vnanji konci elektromagnetov stoje ravno nasproti prostim jedrom induciranih tuljav. Na vratilu je poleg elektromagnetov nabit tudi komutator, ki dobiva jedno vejo izmeničnega toka, da jo naravnava v istomeren tok, katerega potem pošilja v elektromagnete. V Ameriki je tvrdka Wes ti n g h o us e Company jako povzdig¬ nila grajenje strojev za izmenične toke. Njen inžener Stanley je se¬ stavil mašino, pri kateri se vrti kotva, a elektromagneti so stalno pri- Slika 44. trjeni, torej ravno obratno kakor pri strojih ogrske firme. Ker se inducirane tuljave sučejo, treba je toke odvajati od njih z drsalnimi obroči — kar ima pri jakih tokih dokaj neprilik in nedostatkov. Ame¬ riška tvrdka Brush Electric C o. je vsled tega zopet posegla po onem sistemu, pri katerem se sučejo elektromagneti, a kotvice so ne¬ premično pritrjene. Doticne .Brushove masine za izmenične toke, se odlikujejo tudi s tem, da se posamične tuljave lahko jemljo iz stroja, kar je za poprave priporočilno in prijetno. Tuljave isto tako 4* 52 nemajo železnih jeder, kakor poprej navedeni sorodni stroji firme Siemens & Halske. Navedli smo nekatere karakteristične tipe dinamo-strojev za isto- merne in izmenične toke, a morali smo se omejiti na glavne zastopnike, kajti število tvrdek, ki danes gradijo dinamo-mašine, je jako veliko in vsaka ima svoje posebnosti, s katerimi dela reklamo. Za naš namen take podrobnosti nemajo pravega pomena; le pri opisovanju uporabe električnih tokov bodemo tam pa tam še opozarjali čitatelja na jeden ali drugi zgoraj ne našteti sistem, ki je izumljen v posebne, speci- jalne svrhe. Sedaj je umestno, da si še jedenkrat ogledamo pojave in pona¬ šanje obeh vrst tokov, namreč istomernega in izmeničnega toka. V ta namen si hočemo tok predstaviti z grafično sliko. Mislimo si naj¬ prej, da se vrti samo jedna tuljava, oziroma samo jeden, diametralno si nasproti stoječ tuljavni par memo dveh magnetnih polov, kakor nam to n. pr. kažeta sliki 15. in 16. na strani 25. Ko se tuljava jedenkrat na okoli zasuče, napravi pot 360 stopinj. Te stopinje zaznamenujemo na Slika 45. horizontalni premi (slika 45.). V dobljenih točkah postavimo pravokot- nice, ki nam kažejo veličino elektromotorske sile, pojavljajoče se v tuljavi na dotični stopinji vrteža. S početka je eletromotorska sila jednaka ničli; ko se tuljava bliža magnetnemu polu, pa sila hitro narašča. Pri 45° vrteža ima že izdatno veličino, a ko je tuljava ravno nasproti magnetnemu polu, je jakost toka največja; od tod dalje zopet pojema, in ko je tuljava napravila pot 180°, je njen tok vnovič jednak ničli. Ako zvežemo krajišča pravokotnic s črto, dobimo krivuljo, ki je natančen izraz indukcijskih postopkov v dotični tuljavi. Krivulja je takozvana sinusova krivulja, ki pa v naši sliki ni dovolj strogo narisana. Od 180° dalje, torej v drugi polovici vrteža, pa nastane bistvena razlika, če delamo z istomernim ali pa izmeničnim tokom. Pri istomernem toku začne njegova jakost zopet naraščati, a naraščaj se vrši v isto mer, torej na isti strani horizontalne preme. Tok narašča, pride pri 270° v svoj maksimum in potem zopet pojema do 360°. Za izraz toka v drugi polovici vrteža dobimo tedaj jednako in na isti plati horizontalne 53 preme ležečo krivuljo, kakor za tok v prvi polovici vrteža; kaže nam jo pikičasta črta v naši sliki. Čas, katerega traja jeden popoln vrtež, zovemo perijodo vr¬ teža. Ko je dovršen prvi vrtež, se prične drugi, in tudi za tega velja jednaka krivulja. Iste razmere se pojavljajo pri vsakem sledečem vrtežu in tedaj nastane pri trajnem sukanju tuljave v njej tok, katerega pred¬ stavljajo pri istomernem toku zaporedoma sledeči si loki na isti strani horizontalne preme. Drugačne razmere pa se kažejo pri izmeničnem toku, ko stopi tuljava v drugo polovico vrteža. Tudi tu jame tok naraščati, a ker teče v nasprotno mer, je treba v naši sliki izmenjati stran in stopiti pod horizontalno premo. Krivulja se torej pri 180’ obrne na spodnjo plat horizontalne preme; jakost toka tu zopet narašča, kakor v prvi polo¬ vici vrteža, samo mer mu je nasprotna. Pri 270° dobi svoj maksimum, potem pa se vrača proti ničli nazaj, katero doseže pri 360°, tedaj koncem svojega vrteža. Te razmere se ponavljajo pri vsakem prihod¬ njem vrtežu, in ako se to sukanje nepretrgano vrši, dobimo trajno in nepretrgano valjavico. Slika 46. Ako zvežemo tuljavna konca z vnanjim tokovim krogom, pretaka se tudi po tem krogu tok, katerega moremo na popolnoma jednak način grafično narisati, kakor smo to ravnokar storili s toki v jedni, oziroma v dveh tuljavah. Naše krivulje kažejo, da tokova jakost v jedni perijodi zelo oma¬ huje. Tako je n. pr. istomerni tok najprej jednak ničli, potem doseže svoj maksimum in pade zopet na ničlo. Od tod, torej od 180° dalje, tok vnovič narašča, dobi pri 270° največjo jakost in izgine pri 360». Ti veliki zibeži pa nastanejo samo tedaj, če uporabljamo le jedno tuljavo ali pa samo jeden tuljavni par. A znano nam je že, da se to v praksi nikdar ne zgodi. Na obroč natikujemo vedno več tuljav in tedaj se nam posreči, da premagamo omenjeno omahovanje toka. Slika 46. nam te nove razmere jasno predočuje za istomerne toke. Mesto jednega para nataknili smo na obroč dva para tuljav, ki sta pritrjena na krajiščih dveh pravokotno drug na drugem stoječih obročevih preme¬ rov, torej križema. Tuljave so potemtakem za 90° narazen postavljene. 54 Vsak tuljavni par provzroča tok, ki je označen z znano nam krivuljo, imajočo svoj maksimum in svoj minimum. A ker sta tuljavna para za 90° narazen, sta tudi njuni krivulji na horizontalni premi za 90« pre¬ maknjeni druga proti drugi. Tok jednega, recimo, prvega tuljavnega para je pri 0° jednak ničli, dočim ima tok drugega para v istem trenotku svoj maksimum; tok prvega para narašča in doseže pri 90« svoj maksimum, a tok dru- zega para je padel v tej točki na ničlo itd. Elektromotorski sili obeh tokov sta nekako vznasad položeni in se tedaj sumirata. To sumiranje elektromotorskih sil v posamičnih momentih vrteža je na naši sliki grafično izvršeno. Iz obeh krivulj izvira nova, nad prvotnima ležeča krivulja, ki je izraz za vsoto prvotnih tokov v obeh tuljavnih par h, torej tudi v vnanjem tokovem krogu. Slika kaže, da so loki nove kri¬ vulje že bolj izploščeni, nego loki posamičnih prvotnih krivulj. Zibeži re- zultirajočega toka so torej manjši, kakor pri jednem samem tuljavnem paru. Ako vzamemo več nego 4 tuljave, ako torej ovijemo obroč s mnogimi ovoji, predstavlja tok krivulja, ki je sestavljena iz mnogih posamičnih še bolj izploščenih lokov. Končno moremo število tuljav tako povečati, da se rezultirajoča krivulja zelo približa premi črti, rekše, tok tako malo omahuje, da zibeže komaj zaznavamo z najfine- jimi aparati. V praksi pravimo potem, da imajo istomerni toki stalno ali konstantno jakost. Pri izmeničnem toku pa ne nahajamo konstantne tokove jakosti v istem pomenu, kakor pri istomernih tokih, kajti krivulja se od svojega maksimuma vselej nagne do horizontalne preme ter stopi na njeno drugo stran. Prava tokova jakost ima torej v vsakem trenotku drugo vrednost, in zato ne moremo kar kratko in malo govoriti o splošni tokovi jakosti. Ko rabimo pri izmeničnem toku izraz: tokova jakost, razumevamo s temle povprečno jakost za časa jedne perijode, tedaj ne maksimum in tudi ne minimum, temveč srednjo vrednost iz vseh posamičnih jakostij. Dva istomerna, v skupno žico poslana toka se sumirata, kakor smo to opazovali na sliki 46. Tam sta imela oba toka isto jakost in isto mer. Možni so pa tudi slučaji, da se družita dva toka, ki sta različne jakosti; tudi taki toki se sumirajo, čeravno ne tako jednostavno, kakor pri našem zgledu. Slednjič pa se lahko celo pripeti, da imata toka nasprotne meri; tedaj je rezultujoči tok jednak diferenci obeh prvotnih tokov. V obče se torej lahko trdi, da je v slučaju, če tečeta istočasno po skupni žici dva istomerna toka, jakost toka v žici jednaka vsoti ali pa diferenci obeh posamičnih tokov ali obeh tokovih vej. Vsa drugačna pa je stvar pri dveh izmeničnih tokih. Dva izme¬ nična toka se lahko razločujeta v treh stvareh. Prvič je morebiti njuna 55 jakost različna, kakor pri istomernih tokih, drugič sta lahko različni njuni p e rij odi; jeden ima na pr. perijodo i/ 100 sekunde, tovariš pa penjodo 1 ; 500 sekunde. A če sta tudi perijodi jednaki, se tretjič pripeti, da oba toka ne dosegata v istem času svoj maksimum in tudi ne svoj minimum, da torej ne menjavata v istem času svoje meri. To razliko zaznamenujemo s tem, da pravimo, izmenična toka imata različni fazi. Slika 47. riše dva izmenična toka, zaznamenovana z I in II, pri katerih sta fazi za 90° različni. Vsak tok teče tu po svoji lastni žici. Ako izpeljemo toka I in II v skupno prevodno žico, dobimo sliko 48. Jakosti obeh tokov se adirata in iz obeh izvira krivulja III, ki je na podobi z debelejšo črto označena. Slika nas tudi uči, da je maksimalna tokova jakost v rezultanti večja, nego maksimalna tokova jakost v vsakem posamičnem toku, a vendar manjša, kakor vsota obeh. Tudi perijoda rezultante je ravno tolika, kakor perijoda vsacega posamičnega toka. Faza rezultante pa je različna in drugačna, nego je pri tokih I m II, kajti rezul- 56 tanta ne Seče horizontalne preme v istih točkah, kakor krivulji I in II, ona torej nema istodobno svojega minimuma in isto tako ne svojega maksimuma kakor prvotna dva toka. V obče nas uči ta zgled: Ako spustimo dva izmenična toka iste perijode a različnih faz v žico, ima rezultirajoči izmenični tok drugo fazo, kakor jo ima vsak posamični izmenični tok; faza se premakne. Faza, oziroma fazna razlika je nov, velevažen moment, na katerega se moramo pri izmeničnih tokih ozirati. Čestokrat je ta dife¬ renca vzrok neljubim komplikacijam, a na drugi strani je uporaba fazne razlike postala velikega praktičnega pomena v moderni elektrotehniki in nas privede do nove, jako zanimive vrste dinamo-strojev. Slika 49. Mislimo si jednakoramen križ, ki nosi na koncu vsake rame jedno žično tuljavo tako da imamo dva tuljavna para, katera se vrtita pred poloma podkovastega magneta in proizvajata dva izmenična toka. Ker stojita tuljavna para za 90° narazen, imata tudi nastala toka za 00° različni fazi. Polarni žici, kateri vodita od prvega tuljavnega para, ho¬ čemo zaznamenovati z I, I, polarni žici druzega tuljavnega para pa z II, II. Te žice ovijemo krog železnega, nepremičnega obroča (slika 49.), in sicer žici I, I na dveh diametralno nasprotnih mestih obroča ob njego¬ vem horizontalnem premeru, žici II, II pa istotako ob njegovem verti¬ kalnem premeru, kakor je narisano na sliki. Obroč nosi sedaj četvero ovojev, ki so po 90° oddaljeni drug od druzega. Vsa naprava kaže torej dva popolnoma ločena tokova kroga in potrebuje štiri prevodne žice. 57 Ako se križ s tuljavami vrti, se tvorijo v njih toki, ki teko po prevodnih žicah in končno po ovojih obročevih. Ovoj pomagneti obroč in tvorita se v obroču severni in južni pol. Pri vrtenju tuljav se to magnečenje neprestano izpreminja; slika 49. nam bode dotične pro¬ cese pojasnila. Isti obroč je šestkrat naslikan, da se razmere v njeni lažje pregledajo. Oglejmo si najprej prvi obroč. Male puščice v žici njegovi nam značijo, da kroži tok po tuljavah I, I, ležečih ob horizontalnem obro- čevem premeru, dočim je drugi par II, II ravno brez toka. V tem hipu je tok prvih dveh tuljav dosegel svoj maksimum. Tuljavi proizvajata v obroču navzgor severne pole, ki tvorijo na najvišjem delu obroča skupni severni pol; ravno tako nastane na najnižjem delu obroča južni pol, o čemer se lahko prepričamo s pomočjo Ampere-ovega plavarskega pra¬ vila. V sredi obroča stoji magnetna igla, ki je v naši sliki označena s puščico. Severni pol obroča pritegne nase južni pol igle, južni obro¬ čev pol pa severni pol igle, tako da se magnetna igla — ost puščice predstavlja njen severni pol — postavi navpično na premer, ki nosi naši tuljavi I, I. Kmalu po tem (glej drugi obroč) začne v tuljavah I, I, tok po¬ jemati, a v tuljavah II, II v isti meri naraščati. Sedaj imata oba tu- Ijavna para nekaj toka. Prvi par hoče obdržati svoja pola, a drugi par hoče tvoriti za-se severni in južni pol. Zgornja tuljava na pr. tvori po Ampere-ovem pravilu (mer toka je zopet z malimi puščicami zaznameno- vana) na levo stran južni pol, ki uničuje stari severni pol leve tuljave; na desno stran pa tvori zgornja tuljava severni pol, ki se s severnim polom desne tuljave sestavlja v skupni severni pol. Na sredi med obema zad¬ njima tuljavama nastane torej severni pol, ali severni pol, ki je prej ležal na najvišjem delu obroča, se je premaknil v zmislu gibanja urnega kazalca za 1 / e kroga dalje. Ž njim ob jednem se je tudi magnetna igla za ’/ 8 kroga zasukala, kakor je razvidno na drugem obroču naše slike. Za temi dogodki izgubita tuljavi I, I svoj tok popolnoma (glej tretji obroč), a v tuljavah II, II dobi tok največjo jakost. Zato se pola za 1 / 8 kroga dalje pomakneta; severni in južni pol imata isto lego, kakor na urni cifrenici številki III in IN. Ravno tako se zasuče ma¬ gnetna igla. V prihodnjem času (glej četrti obroč) pojema tok II, II, a tok I, I začne naraščati v nasprotno mer. Severna pola obeh tokov se združita v skupni severni pol, ki ima lego med številkama IV in V urne cifrenice. Njemu sledi seveda magnetna igla. Pri petem in šestem obroču se je severni pol še dalje premaknil v zmislu gibanja urnih kazalcev in ž njim vred magnetna igla, ki je končno 58 napravila cel vrtež 360°. Rezultat naših obeh raznofaznih izmeničnih tokov, ki sta izpeljana po nepremičnih ovojih krog nepremičnega želez¬ nega obroča, je torej tak, da se magnetna igla v sredi obroča nepre¬ stano vrti. Magnetno iglo lahko nadomestimo s kosom nemagnetnega železa, Železo se vsled magnetne indukcije pomagneti in začne se isto tako sukati, kakor magnetna igla. Celo druge, nemagnetne kovine se začno v obroču vrteti, kajti v njih nastanejo Foucaultovi toki in te toke, rekše njih nositelje, privlačujejo potujoči obročevi poli k sebi. Izmenični toki z različnimi fazami tvorijo torej vrtenje, in to gibanje se lahko izpremeni v delo. Taki skupaj delujoči izmenični toki so postali velikega pomena; dali so jim posebno ime: Vrtilni ali mnogofazni toki. Ako imamo dva tuljavna para, pri katerih je fazna diferenca 180° 90°= — ali pri katerih so vali premaknjeni za 1 / i cele valove dol¬ žine, nastanejo dvofazni toki; troje tuljavnih parov, katerih fazna raz- 180° lika znaša 60° = ’ (ali pri katerih sta vala druzega toka za 1 / g , oziroma za 3 / s cele valove dolžine premaknjena nasproti valu prvega toka) tvorijo trofazne toke; če¬ tvero tuljavnih parov s fazno razliko 180° 45° ali— bi dalo cetverofazne 4 toke itd. V vsakem slučaju pro- vzročijo mnogofazni toki, ako jih na primeren način izpeljemo krog želez¬ nega obroča, premikanje ali poto¬ vanje pola okrog obroča in vrtenje železa ali kovine, gibčno pritrjene sredi obroča. Mnogofazne toke moremo proiz¬ vajati z navadnimi dinamo-stroji, ako Slika ovojev Grammejevega obroča za . . iv i „ . . . t c , pri Grammeievem obroču na poseben proizvajanje trofaznega toka. 1 J r način staknemo posamične tuljave. Slika 50. nam kaže dotično uredbo za trofazne toke. V sliki vidimo navadni Grammejev obroč, ki se na običajen način suče med dvema magnetnima poloma N in S. Na osi obroča so pritrjeni trije drsalni obročki 1, 2, 3. Na treh mestih, ki leže Slika 50. po */ 8 kroga narazen, se odcepijo od obročevih ovojev žice ter gredo posamič do jednega drsalnega obročka. Znano nam je, da nasta¬ nejo v ovojih Grammejevega obroča izmenični toki; po vsaki tretjini 59 obroča krožijo torej tudi izmenični toki. Ker pa obročeve tretjine druga za drugo hite metno polov, je postanek in tek v njih nastalih tokov časovno različen in vselej za 1 / s vrtilnega časa premaknjen. Dobljene trofazne toke lahko pretvorimo s pomočjo transformatorjev, katere hočemo pozneje podrobneje opisati, v trofazne toke z višjo ali pa tudi z nižjo napetostjo; treba je le posamične toke spustiti v navadne transformatorje, a iz njih prihajajoče toke vnovič primerno združiti v trofazni tok. Za zvezo takih sekundarnih trofaznih tokov poznamo dvoje vrst stikanja, namreč zvezdasto stikanje (slika 51.) in trikot¬ ni ško stikanje (slika 52.). Spirale I, II, III pomenijo žične tuljave. Čitatelj koj izprevidi, da so stroji Grammejevega obroča na sliki 50. trikotniško staknjeni. Lahko bi jih seveda tudi staknili zvezdasto, a prvi način je navadno tudi pripravnejši. Stroji, kateri proizvajajo vrtilne toke, se torej bistveno ne raz¬ ločujejo od navadnih dinamo-strojev, samo odvažanje tokov, ki nasta¬ jajo v obročevih tuljavah, je različno in posebno. Pozneje, ko bodemo opisovali električne motorje, se boaemo se podrobneje pečali z vrtilnimi toki in njih učinki. Preden zapustimo opisovanje dinamo-strojev, hočemo predstaviti še dva dinama, ki sta v zvezi z gonilnim motorjem. Slika 53. kaže di¬ namo, katerega žene parna mašina s pomočjo jermena, slika 54. pa predočuje slučaj, v katerem sta dinamo in parni motor neposredno zve¬ zana. Zamašnjak parnega stroja in dinamo imata jedno in isto vratilo. Taka zveza je dokaj sigurnejša, kakor zveza z jermeni, pri katerih se lažje pojavljajo neprilike in motenje v delovršbi, kakor pri direktni zvezi. 60 Stikanje d i n a m o-s t r o j e v. Na strani 29. smo se seznanili s Siemensovim dinamo-električnim principom, ki pravi, da je nepotrebno pri dinamo-električnih strojih dovajati elektromagnetom toke od drugod, ker mašina sama lahko daje električne toke za vzbujanje poljskih ma¬ gnetov; treba je le induktor in elektromagnete na primeren način zve¬ zati, ali kakor pravijo elektrotehniki, stakniti. Pravilno stikanje teh dveh strojnih delov je odločilnega pomena za uspešno uporabo dinarno- strojev, in zato je hočemo podrobneje opisati. Jeden način stikanja nam kaže že slika 25. na str. 33. Od zgornje kolektorjeve drsalne vzmeti je izpeljana žica krog obeh elektromagnetov. Tok pride torej iz obroča, leti okoli elektromagnetov in se povrne zopet po spodnji kolektorjevi vzmeti v obroč nazaj. Slika 53. Parni stroj in dinamo-stroj, zvezana z jermenom. Pri tem stikanju kroži torej ves tok, kolikor ga stroj proizvaja, okoli elektromagnetov. Poljski magneti dobivajo isti glavni tok, kakor ga dobiva vnanji tokov krog z vsemi svojimi aparati, svetilni- cami, motorji itd. Ker se v tem slučaju uporablja ves glavni tok za vzbu¬ janje elektromagnetov, se to stikanje zove « stikanje v glavni tok»> in mašine te vrste so «dinamo-stroji z glavnim tokom«. Druga vrsta stikanja ne uporablja vsega toka za vzbujanje elektro¬ magnetov, ampak od glavnega toka odcepi postranski tok, in tega izpelje okoli poljskih magnetov. Slika 54. Parni in dinamo-stroj, neposredno zvezana. 62 Kolektorjevi vzmeti sta neposredno zvezani z glavnim tokovim krogom. Od tega kroga pa je odcepljena stranska veja tanjše žice, ki je navita okoli elektromagnetovih tuljav. Poljski magneti torej ne dobe vse vzbujene električne sile; po njih ne teče glavni tok, temveč le stranska veja. To je »stikanje v stranski tok«; mašine, imajoče tako ovite elektromagnete, so «dinamo-stroji s stranskim tokom*. Opi¬ sano stikanje je uporabljal že vrstnik Siemensov in prav za prav prvi izumitelj dinamo-električnega principa, Wheatstone, pri svojih dinamih. Oglejmo si sedaj razlike obeh stikalnih metod. Pri strojih z glavnim tokom teče jeden in isti tok skozi kotvo, poljske magnete in vnanji tokov krog. Naredimo najprvo upor v vnanjem tokovem krogu jako majhen; to se na pr. zgodi, če zvežemo pola mašine s kratko in debelo žico, rekše, če napravimo takozvani kratki stik. Skupni upor, ki ga tvorijo potem vsi deli naše naprave, to je upor kotve, elektromagnetov in vnanjega tokovega kroga, postane sedaj tako majhen, kakor je sploh le mogoče; upor je dosegel svoj minimum. Če pa je upor najmanjši, je tokova jakost največja — prišla je na svoj maksimum. Ker teče ves glavni tok krog poljskih magnetov, dobe ti svojo največjo jakost; s to največjo jakostjo inducirajo zopet toke maksimalne jakosti v kotvi. Elektromotorska sila je torej hitro narasla in dospela do svojega vrhunca. V tem slučaju lahko nastane nevarnost za stroj. — Pri malem uporu v vnanjem tokovem krogu proizvaja potemtakem mašina z glavnim tokom zelo močne toke. Drugače pa je stvar, ako upor v vnanjem krogu narašča. Če je upor večji, je glavni tok slabši; v poljskih magnetih vzbujeni magnetizem je slabši in zato je tudi proizvajana elektromotorska sila manjša. Poskusimo sedaj z našim strojem napajati nekoliko sve- tilnic; od teh zahtevamo, da gore vedno jednakomerno, naj jih bode več ali manj vdjanih v tokov krog. Pri zaporedno staknjenih svetilnicah narašča vnanji upor, kedar je v njem vtaknjenih več svetilnic, a zmanj¬ šuje se, kedar nekaj svetilnic izločimo. V prvem slučaju, ko potre¬ bujemo več svetilnic, je poraba toka večja — a naša mašina daje manj toka; v drugem slučaju, ko gori manj lučij, je potreba toka manjša, a stroj proizvaja sedaj večjo elektromotorsko silo — torej ravno narobe svet. Poleg tega nedostatka imajo stroji z glavnim tokom še drugo neugodnost. Vsled velike občutljivosti za izpremembe upora v vnanjem tokovem krogu se namreč pri teh mašinah tudi lahko pripeti, da poljski magneti zamenjajo svoje pole, ali kakor pravimo, da se prepolari- zirajo. V vnanjem tokovem krogu so čestokrat staknjeni aparati, ki razpošiljajo od sebe toke nasprotne meri, kakor jo imajo toki, priha¬ jajoči iz stroja. To je na pr. mogoče pri akumulatorjih, katere bodemo v prihodnjem poglavju opisali, a tudi še pri nekaterih drugih pripravah, do katerih vodimo električne toke. Dokler je elektromotorska sila 63 tacega protitoka slab s a, kakor elektromotorska sila dinamo-stroja, zmaguje dinamo in tok ima ves čas zahtevano normalno mer. Če pa mašina za jeden trenotek iz katerega koli vzroka obstane, ali pa ako jame tako počasi teči, da je njen tok slabši, nego sovražni tok, potem zmaga ta protitok; po tokovem krogu, torej tudi po mašini, začne krožiti tok v nasprotnem smislu. Vsled tega zamenjajo elektromagneti svoja pola; v istem trenotku pa izpremeni tudi stroj sam mer svojega toka in požene v vnanji tokov krog toke iste meri, kakor jo je imel protitok — kar je čestokrat pogubonosno za vtaknjene priprave. Ker teče pri mašini z glavnim tokom ves tok skozi poljske ma¬ gnete, dočim morata obe obročevi polovici vsled vzporednega stika njunih žičnih ovojev vzdržati vsaka le polovico tokove jakosti, se upo¬ rablja za te ovoje tanjša žica, nego za ovoje krog poljskih magnetov. Ti zahtevajo razmerno malo, če tudi debelejše žice. Vsled manjše upo¬ rabe žice so mašine z glavnim tokom cenejše, kakor druge. Gradijo jih posebno za napajanje, zaporedno staknjenih obločnic in za prenašanje sil v daljne kraje. Pri strojih s stranskim tokom pa so razmere povsem dru¬ gačne, nego pri ravnokar opisanih mašinah. Da te razmere prav spo¬ znamo, hočemo si najprej ogledati, kake jakosti toka nahajamo v glav¬ nem in postranskem prevodniku. Slika 55. nas bode o tem poučila. A W //// Slika 55. Po glavnem prevodniku AB teče električni tok; v točkah a in b je priklopljen stranski prevodnik. Jakost toka v tem stranskem prevodniku je zavisna po Ohmovem zakonu od upora prevodnikovega in od na- ponskih razlik v točkah a in b. Ta naponska diferenca pa je zopet zavisna od jakosti glavnega toka v AB in od upora, ki ga tvori da¬ ljica ab. Čim večji je upor daljice ab — jakost glavnega toka naj ostane pri našem poskusu neizpremenjena — tem večja je naponska razlika v točkah a in b, tem večja je torej tudi jakost toka v stranski žici. Ako je torej glavni tok vedno isti, potem narašča in pojema ja¬ kost stranskega toka, kakor narašča in pojema upor daljice ab. Upo¬ rabimo sedaj te podatke pri mašini s stranskim tokom. Naponska diferenca na obeh koncih magnetnih ovojev je zavisna od upora v vnanjem tokovem krogu; ž njim narašča, ž njim pojema. Če torej svoj 64 stroj na kratko staknemo, rekše, če postane upor vnanjega to- kovega kroga med onima dvema točkama, pri katerih se odcepljujejo zavoji poljskih magnetov, neznaten, potem je tudi naponska razlika obeh toček malenkostna. Po stranski žici,* ki je ovita krog magnetov, kroži slab, za omagnečenje malo uspešen tok. Inducirajoči učinek polj¬ skih magnetov na kotvo izgine skoraj popolnoma; lahko se reče, da v tem slučaju stroj ne daje nikakega toka. Porabimo sedaj naš stroj za napajanje zaporedno staknjenih sve- tilnic, kakor smo to storili pri stroju z glavnim tokom; če gori več lučij, je upor v glavnem krogu večji; zato naraste tudi naponska raz¬ lika med točkama a in b, ob jednem pa se poveča jakost toka v stranski žici, ali kar je jedno in isto, jakost magnetnega polja. Če nekaj svetilnic izločimo, se upor zmanjša, ž njim vred se zmanjša tokova jakost v stranski žici, rekše jakost magnetnega polja. Slika 56. stranski tok Stroj Jakost toka v glavnem tokovem krogu torej narašča, če narašča število priklopljenih svetilnic; čepa število svetilnic pada, pada tudi jakost toka. To se pravi, stroj s stranskim tokom se do gotove meje sam regulira. Tudi nevarnost prepolariziranja je pri takih strojih odstranjena, kajti okoli poljskih magnetov kroži tok vedno v istem smislu, naj bode mer toka v vnanjem tokovem krogu ta ali ona; o tem nas pre¬ priča pogled na šematično sliko 56. Slika kaže, da prihaja tok iz stroja po debeli, vertikalni žici v meri pridejane puščice. Pri točki A se od njega na levo odcepljuje žica 65 stranskega, poljskim magnetom namenjenega toka; puščica označuje njegovo mer. Če se sedaj v vnanjem tokovem krogu. torej pri naši sliki v vertikalni žici, mer toka obrne, je očividno, da bode po stranski žici imel tok še vedno isto mer. Polariteta magnetov ostane torej ne- izpremenjena, stroj se ne more prepolarizirati. Ker je treba za ovoje poljskih magnetov pri strojih te vrste mnogo tenke žice, je mašina s stranskim tokom vedno dražja, nego stroj z glavnim tokom. Iz opisanih črtic smo razvideli, da je elektromotorska sila vsakega dinama zavisna od upora v vnanjem tokovem krogu; pri strojih z glavnim tokom narašča ta sila, ako se upor zmanjšuje, pri mašinah s stranskim tokom pa pojema, ako vnanji upor narašča. Ker pa zahte¬ vajo skoraj vse priprave, katere imamo vprežene v vnanji tokov krog, stalno napetost električnih tokov, bi bili naši stroji, čeravno se deloma sami regulirajo, v obče vendar samo tedaj uporabni, kedar ima ves vnanji tokov krog stalen upor, ali pa tedaj, kadar s po¬ sebnimi pripravami skrbimo za to, da ostane upor neizpremenjen. Priprav za umetni upor imamo dovolj, in najbolj jednostavna bi bila stvar, ko bi jih vtaknili v glavni tokov krog ter z njihovo pomočjo vzdrževali skupni upor na stalni višini. To bi bilo sicer priprosto, vendar pa jako drago sredstvo. Vtakjneni upor použije dokaj energije, in parni stroj, ki goni dinamo, bi velik del svoje moči potratil na ljubo našemu umetnemu uporu. Zato je treba na drug, bolj ekono¬ mičen način vzdržavati napetost na stalni višini. Ker se upor v stroju samem ne izpreminja, treba je računati le z uporom v vnanjem krogu. Če hočemo, da dobivajo njegovi aparati, svetilnice i. t. d. vedno jednako napet tok, moramo v prvi vrsti skrbeti, da biva na pričetku vnanje tokove poti, torej na polarnih vijakih, stalna na¬ petost. Naša naloga je torej, da vzdržimo na polarnih vijakih konstantno tokovo napetost, to je, stalno elektromotorsko silo. Recimo, da smo z načinom, katerega hočemo nekaj vrst nižje opisati, to zahtevano stalno napetost na polarnih vijakih dognali, potem je očitno, da vsaka izprememba upora v vnanjem tokovem krogu vpliva na jakost toka, kajti po Ohmovem zakonu so količine: jakost, napetost, oziroma elektromotorska sila, in upor v tesni, medsebojno zavisni zvezi. Če se pa jakost toka v vnanjem tokovem krogu izpremeni, se izpremeni se¬ veda tudi jakost toka v notranjem tokovem krogu, rekše v kotvici stroja. A ker ima kotvica stalen upor, ki se ne izpreminja, se mora v kotvici ob jednem izpremeniti elektromotorska sila. Vsa stvar se torej suče okoli vprašanja, kako izpreminjati elektro¬ motorsko silo kotvice, oziroma, kako jo vzdržavati na stalni višini. 5 66 Regulacijo elektromorske sile v kotvici, rekše stalne napetosti na polarnih vijakih, moremo uprizarjati na dva načina, namreč z bolj ali manj hitrim vrtenjem kotvice ali pa z ojačevanjem, oziroma oslabljevanjem poljskih magnetov. Če hočemo, da se dinamo urneje suče, treba je bolj pognati parno mašino. A ker je iz mehaničnih ozirov skoraj nemogoče, parni stroj tako občutljivo urediti, da bi se dovolj urno prilagojeval vsem hipnim izpremembam upora v vnanjem tokovem krogu, rajše po¬ sežemo po drugem navedenem sredstvu in izpreminjamo magnetne učinke poljskih magnetov. Te učinke pa zopet lahko izpremenimo na dva načina. Pri prvem skrbimo za to, da moremo poljubno povečavati ali zmanjšavati število delavnih ovojev krog elektromagnetov, pri drugem pa pustimo šte¬ vilo delavnih ovojev neizpremenjeno, a zato izpremenimo jakost toka, ki kroži po ovojih. Prva metoda se rabi večinoma le pri električnih mo¬ torjih, druga pa je v splošni navadi. Ako hočemo označeno drugo metodo uporabiti pri strojih z glavnim tokom, pri katerih leže ovoji poljskih magnetov v vnanjem tokovem krogu, moramo pomisliti, da bi nam umetni upor požrl — kakor smo že omenili — dokaj gonilne sile; naš dinamo bi delal neekono¬ mično in z veliko izgubo. Da se tej izgubi izognemo, ne izpeljemo pri teh mašinah vsega glavnega toka krog poljskih magnetov, temveč jeden del toka Odcepimo in ga s posebno žico napeljemo memo elektroma¬ gnetov. V to stransko vejo vtaknemo potem regulacijski upor. Tok se sedaj razcepi na dva dela. Glavni del gre krog elektromagneta, mali, stranski del pa kroži po tenki stranski žici in po vdejanem uporu. Čim jačji je ta upor, tem manjša je jakost toka v njem, tem večja pa v glavni žici krog magnetov, in tem večji njen inducirajoči učinek. S pri¬ merno izpremembo regulacijskega upora moremo potemtakem napetost na polarnih vijakih vzdržati na stalni stopnji. Bolj jednostavne so razmere na strojih s stranskim tokom. V stransko žico vtaknemo izpremenljiv upor, katerega z roko ali s samodejno pripravo tako izpreminjamo, da ostane polarna napetost vedno jednaka. Če se napetost od svoje normalne višine oddali, treba le upor toliko povečati ali pa zmanjšati, da se zopet pokaže pravilna napetost. Primerne aparate za tak posel bodemo pozneje opisali. Vse te priprave pa imajo to napako, da jih je treba ali samo z roko ali pa deloma s pomočjo toka regulirati. Naravno je torej, da so elektrotehniki že zgodaj skušali stvar tako urediti, da bi dinamo samo¬ dejno in brez vnanje pripomoči reguliral svojo napetost. Francoski učenjak Marcel Deprez je prvi pokazal, kako se to doseže. Njegova metoda, katero so tudi kmalu vsestransko izboljšali, obstoji v tem, da 67 uporabimo oba opisana stika, torej stik v glavni in stik v stranski tok. Krog magnetov navijemo potemtakem dvojne ovoje; jedni dobivajo glavni tok, drugi pa stranski. Ako so ovoji pravilno preračunani, se pri velikem vnanjem uporu, kakor to vemo iz prejšnjih podatkov, vzbudi tok v stranski žici; če se pa vnanji upor zmanjšuje, začne tudi glavni tok sodelovati pri vzbujanju poljskih magnetov in vzdrži napetost na isti višini. Tako pomagajo ovoji drug drugemu in napetost ostane stalna. Vendar vtaknemo za vse slučaje v stransko žico še majhen umeten upor, da ž njegovo pomočjo odstranimo še zadnje morebitne nestano¬ vitnosti pri napetosti in polarnih vijakih. Vsled dvojnih ovojev pravimo tem mašinam stroji z mešanimi ovoji, zvezni stroji ali «compound-stroji». Akumulatorji. Sekundarni elementi. Plantejev element. Kapaciteta. Formiranje ele¬ mentov. Faure-ov akumulator. Uporabni efekt akumulatorjev. Volckmar- Faure-ov akumulator. De Khotinskyjev in Corrensov akumulator. Pollakov in Tudorjev akumulator. Stanično stikalo. Jednovito stikalo. Dvojnato stikalo. Wadell-Entzev akumulator. Ako pošljemo električen tok skozi stanico, v kateri stojita n. pr. platinovi elektrodi v razredčeni žvepleni kislini, se elektrodi zna¬ čilno izpremenita, ali kakor smo v «Vvodu» rekli, polarizirata. Na negativni elektrodi se poleže vodik, na pozitivni pa kisik. Tako iz- premenjeni elektrodi začneta druga proti drugi delovati elektromotorsko; če ju zvežemo s spojno žico, teče po tej žici galvanski tok, katerega imenujemo polarizacijski tok. Prvotni galvanski tok je tedaj našo stanico pretvoril v galvanski člen, ki ima svojo določeno elektromo¬ torsko silo. Tak člen nosi ime sekundarni element. Njegov tok, se¬ kundarni tok, ima nasprotno mer proti primarnemu, kateri ga je provzročil. Mislimo si, da smo napravili označeni sekundarni element in ga ločili od primarnega. Po spojni žici med platinskima pločama teče sedaj nov tok, ki izvira na ploči, pokriti z vodikom; ta elektroda je torej pozitivni pol, a druga negativni. Kakor hitro pa kroži tok po elementu, prične se njegovo elektrolitično delovanje na žvepleno kislino. Iz žve¬ plene kisline se izločita vodik in kisik; prvi potuje na pločo, ki je pre¬ vlečena s kisikom, drugi pa na pločo z vodikom. V obeh slučajih se vodik poželjivo druži s kisikom, to je, iz vodika in kisika nastane voda. Plinasta obloga jedne in druge ploče torej hitro gine, ž njo pa tudi vzrok in vir polarizacijskega toka. V kratkem se je ves kisik jedne in ves vodik druge ploče spojil v vodo, obe ploči imata zopet čisto kovinsko površino in sekundarni tok je prenehal. Čim več vodika in kisika je primarni tok odložil na elektrodah, čim dalje je torej trajalo takozvano polnjenje, tem več časa traja tudi polarizacijski tok. 69 Polarizacija pa ne nastane samo tedaj, ako stojita dve platinovi elektrodi v žvepleni kislini, temveč vselej, kadar elektroliziramo kako tekočino med dvema jednakima ali pa nejednakima elektrodama. Ako postaneta elektrodi vsled elektrolize tudi kemično diferentni, potem je dotična priprava še dokaj ugodnejša. Prve uporabne sekundarne elemente je 1. 1859. zgradil Francoz Gaston Plante. Za elektrodi je vzel svinčeni ploči ter ju potopil v razredčeno žvepleno kislino. Ko je spustil primarni tok skozi to sta- nico, so nastali nastopni glavni procesi: Žveplena kislina H 2 SO 4 se je razkrojila v vodik H 2 in v SO 4 , ki ne more bivati sam za-se. Od SO 4 vzame svinec takoj 1 atom taka kisika; po dva kisikova atoma se spojita z 1 atomom svinca v svinčeni superoksid Pb O 2 ; ostalina SO 3 poseže hitro po vodi, nahajajoči se v raztopini, in tvori zopet H 2 SO 4 , t. j. žvepleno kislino Posledica elektrolize je torej, da se na oni svinčeni elektrodi, ki je zvezana z negativno pločo primarne baterije, izloči prosti vodik, na pozitivni elektrodi pa je nastal svinčeni super¬ oksid. Če je bila negativna elektroda slučajno kaj oksidirana, jo vodik razkisa, rekše reducira in tedaj dobi dotična elektroda čisto kovinsko lice. Dobili smo torej galvanski element: Z vodikom pokrit svinec | Žveplena kislina | Svinčeni superoksid. Elektromotorska sila tacega elementa je 2'2— 2-4 volta. Če skle¬ nemo element z vnanjim tokovim krogom, začne po tej vnanji poti in po elementu samem krožiti tok. Vsak tok pa razkraja žvepleno kislino. Zato se tudi v našem elementu prikaže na svinčenem superoksidu vodik, na svinčeni ploči pa kisik. Vodik reducira svinčeni superoksid v svin¬ čeni oksid Pb O, ki se takoj z žvepleno kislino spoji v svinčeni sulfat Pb SO 4 . Isto tako se svinčena ploča oksidira v svinčeni oksid Pb O, ki se tudi takoj izpremeni v svinčeni sulfat Pb SO 4 . Obe ploči sta sedaj pokriti s svinčenim sulfatom; postali sta popolnoma jednaki in tok je prenehal. Množina vse elektrike, kolikor je sekundarni tok more oddati v vnanji tokov krog, je k večjemu jednaka, nikdar pa ne večja, kakor je bila množina elektrike, ki smo jo pri polnjenju spustili v stanico. Vsak sekundarni element se more le do določene meje napolniti z elektriko. Največja polnitev, katero more element še zdržati, se zove kapaciteta sekundarnega elementa. Kapaciteta je zavisna od mase svinca, ki se izpremeni v svinčeni superoksid, torej od teže in kakovosti elementa, osobito pa od površine negativne ploče, na kateri se tvori superoksid. Plante je gradil svoje sekundarne elemente na jako priprost način. Vzel je dve dolgi in široki svinčeni ploči, položil jih je drugo 70 na drugo, a izoliral jih je z ozkimi in tenkimi trakovi od kavčuka. Potem je obe ploči tako skupaj povil, kakor kaže slika 57. Svinčeni ploči tvorita cilinder; da se ta valj ne odvije, ga je Plante prijel in utrdil s kavčukovim križcem, ki leži vrhu valja. Vsaka ploča ima na jednem koncu svinčen trak, ki rabi pozneje za pol. Dob¬ ljeni cilinder se postavi v stekleno kupo, ki je nalita z razredčeno žvep¬ leno kislino (20 delov vode na jeden del žveplene kisline). Kupico po¬ kriva še poklopec od kavčuka, skozi katerega molita polarna traka na zunaj. Vzemimo sedaj več takih sekundarnih elementov pa jih staknimo vzporedno, to je, zvežimo vse notranje svinčene ploče med seboj in isto tako tudi vse vnanje. Potem lahko vso vrsto ob jednem polnimo z baterijo, ki ima nekoliko višjo elektromotorsko silo kakor jedna naših sekundarnih stanic. Tako zadoščata že dva Bunsenova elementa; ako sta dovolj časa vprežena, dobi vsak sekundarni člen maksimum svoje polnitve. Če potem se¬ kundarne elemente za¬ poredno staknemo, se njihove elektromo- torske sile sumirajo. Ko bi imeli 50 stanic, je elektromotorska sila cele zaporedno stak¬ njene baterije 50krat večja, kakor elektro- motorska sila posa¬ mičnega elementa, torej približno 100 voltov. Po temtakem lahko elek¬ tričen tok neznatne elektromotorske sile, torej male napetosti, pretvo¬ rimo v tok z velikim naponom. Umeje se, da ostane pri tem skupna energija (produkt iz tokove jakosti, napetosti na polarnih vijakih in iz trajanja polnitve) neizpremenjena; le posamične faktorje moremo izpre- minjati na troške ostalih. Ako torej jemljemo iz sekundarne baterije toke večje jakosti in napetosti, nego smo jih spustili vanjo, potem je trajanje dotičnega sekundarnega toka manjši, nego je bil čas polnilnega toka. Prvotni Plantejevi elementi so le malo časa dajali električen tok in niso bili uporabni za širše praktične naloge. Da more sekundarni člen v večji meri ustrezati nalogi, katero mu stavimo danes, ga je treba poprej še na poseben način obdelati ali formirati. Pri vsakem sekundarnem elementu se mora jedna svinčena ploča s kisikom oksi¬ dirati in kolikor le mogoče izpremeniti v svinčeni superoksid. Okisavanje 71 se vrši večinoma le na površju; ako pa skrbimo, da prodira kisik globlje v pločo, da jo oksidira skozi in skozi, dosežemo mnogo večji in primernejši uspeh. V ta namen je treba svinec nekako zrah¬ ljati, da kisik lažje prodira vanj. Plante je to dosegel z neprestanim, teden za tednom trajajočim polnjevanjem in 'izpraznjevanjem Staniče. Vsled tega je kisik vedno globlje oksidiral pločo, pri vsaki novi pol¬ nitvi se je nekaj več svinca izpremenilo v svinčeni superoksid. Tudi se je pokazalo, da je koristno, ako polnimo stanico vsak dan v drugi meri, to je, ako vsak dan menjavamo mer piimarnega toka. Tedaj se nare¬ jeni svinčeni superoksid z vsakim nasprotnim tokom izpremeni zopet v svinec in sicer zrnate, porozne oblike, tako da pri prihodnji polnitvi kisik mnogo lažje prodira v to razrahljano maso. Plante je več mesecev neprestano polnil in izpraznjeval svoje elemente in še le tedaj jih je privedel do maksimalnega učinka; stoprav tedaj so dobili tako kapaciteto, kakoršna je v soglasju s težo njihovega svinca. Po tem obdelovanju ali formiranju zadošča jedna sama polnitev, da je element uporaben. Dokler so elektrode kemično izpremenjene, toliko časa daje element električne toke. Ako je element odprt, se kemična izprememba precej časa vzdrži. Na ta način torej lahko električno energijo v obliki kemičnih izprememb shranjujemo. Sekundarni členi so elektro- shrambe in zato jim pravimo nabiralniki ali akumulatorji. Dolgotrajno formiranje, kakoršnega zahtevajo Plantejevi akumu¬ latorji, je Faure na bistroumen način okrajšal. Obdal je namreč obe svinčeni elektrodi s plastjo surika ali minija, ki je že sam na sebi svinčena kisikova spojina. Minij je živo rdeče barvan prah, ki je spo¬ jina svinčenega oksida PbO in svinčenega superoksida PbO 2 , ki ima torej znak Pb 2 O 3 . Faure je minij pomešal z vodo, s to kašo pa je na debelo namazal obe elektrodi. Minijevo plast je s klobučevino pokril, da ni odpadla. Ko je potem element polnil, se je gobasti minij na po¬ zitivni elektrodi vsled vpliva kisika popolnoma izpremenil v svinčeni superoksid, to je, iz Pb 2 O 8 + O je nastalo 2 PbO 2 , dočim se je minij na negativni ploči z vodikom reduciral v čist svinec. Ker je minij gobast in zrahljan, imajo plini dovolj prilike, da prodirajo vanj, proces se torej hitro vrši in po 2 do 3 polnitvah dobi akumulator že maksi¬ mum svoje kapacitete. Ako ga tedaj izpraznimo, potem ga vsaka nova polnitev privede do popolne moči. Učinek Faure-ovih akumulatorjev je torej zavisen jedino le od množine minija, ki se razkraja na svinčenih pločah. Faure-ovi akumulatorji so glede hitrega formiranja daleč nadkri- Ijevali Plantejeve, a pokazalo se je, da je njih trpežnost dokaj manjša. Treba je bilo še novih iznajdeb, preden so dospeli do sedanje, splošno uporabne oblike. 72 Podrobno raziskovanje je namreč dognalo, da kemični procesi v elementu niso tako jednostavni, kakor smo jih poprej očrtali. Ko je akumulator formiran, je njegova pozitivna ploča pokrita s svinčenim superoksidom, ki je čokoladne barve, negativna ploča pa ima kovinsko površje, a ker je zrahljano, gobasto, je sive barve. A ko element skle¬ nemo, da gre izpraznilni tok po njem, potem se javlja na rjavi po¬ zitivni ploči vodik, ki reducira superoksid v svinčeni oksid Pb O, kajti PbO 2 + H a = PbO + H.O. Svinčeni oksid se takoj spoji z žvepleno kislino v žveplenokisli svinec Pb S0 4 , in ostanek je pa voda, kajti PbO + H a S0 4 = Pb S0 4 + H 2 O. Na pozitivni elektrodi nastaneta potemtakem 2 molekula vode, in sicer jeden molekul pri redukciji svinčenega superoksida. drugi pa pri tvor¬ jenju sulfata. Na negativni ploči, kjer je čist svinec, se napravi vsled nastalega kisika svinčeni oksid PbO, ki se potem tudi z žvepleno kislino izpre- meni v žveplenokisli svinec, ostanek pa je tudi tu voda. Kemični procesi pri izpraznjevanju so torej naslednji : 1. ) Jeden molekul žveplene kisline se razkroji kakor kaže formula H s SO 4 = so 3 + o + h 2 . Ker SO 3 ne more zase eksistirati, vzame iz raztopine jeden molekul vode in tvori zopet H 2 SO 4 . Iz razstopine je torej izstopil 1 molekul vode, O in' H 2 pa gresta na elektrodi. 2. ) Na obeh elektrodah se tvori svinčeni sulfat, ob jednem pa nastaneta ob pozitivni ploči 2, na negativni ploči 1 molekul vode, skupaj torej 3 molekuli, ki pomnože vodo v raztopini. Ko teče izpraznilni tok po elementu, prikazuje se v njem vedno več vode, dočim žveplena kislina gine v raztopini. Po izpraznjenju element zopet napolnimo. Obe elektrodi naj¬ demo pokriti s svinčenim, sulfatom. Žveplena kislina se razkraja in posledica je opisanemu procesu ravno obratna. Iz raztopine stopi 1 mo¬ lekul vodika na negativno pločo in na njej se vrši proces PbSO 4 + H 2 = H 2 SO 4 + Pb. Na pozitivni ploči nastopa kisik, ki se spaja s sulfatom. Iz raztopine se izloči 1 molekul vode in končni proces je PbSO 4 + O + H 2 O = PbO 2 + H 2 SO 4 . Iz tega vidimo, da bivata po polnjenju na elektrodah zopet svinec Pb in svinčeni superoksid PbO 2 . Raztopina žveplene kisline pa je sedaj 73 bolj koncentrirana, kajti 2 molekula vode sta jo zapustila, zato pa sta prišla vanjo 2 nova molekula žveplene kisline. Pri polnjenju postaja torej žveplena kislina vedno bolj gosta, pri izpraznjevanju pa zmiraj bolj redka. Ker ima gostejša žveplena kislina večjo specifično težo, nego bolj redka, moremo z areometrom, ki do¬ loča. specifično težo žveplene kisline, vsak hip dognati, kako daleč je že dospela polnitev elementov. Ono pločo, na kateri se tvori svinčeni superoksid, imenujemo po¬ zitivno, ono pa, ki ima po dovršeni polnitvi gobast, čist svinec, ne¬ gativno pločo. Žveplena kislina razjeda in načenja obe elektrodi, če tudi je ele¬ ment odprt, ter ju počasi izpreminja v žveplenokisli svinec, ali kakor pravimo, žveplena kislina sulfatira ploči. Ta proces posebno ško¬ duje pozitivni ploči, ker nastanejo na njej lokalni električni toki med svinčenim superoksidom in sulfatom, ki uničujejo delotvorni super¬ oksid. Sulfat tudi počasi trga in odločuje minij od ploč ter s tem zmanjšuje njih delotvorno plast. Odpadki minija leže na dnu posode in ker je minij dober prevodnik toka, veže vodilno obe ploči, če se jih dotika. Tako lahko nastanejo kratki stiki, ki uničijo stanico. Glede trajnosti je tudi važno, s kako močnimi toki polnimo aku¬ mulatorje. Če je tok prejak, se vzhajajoča plina vodik in kisik prebujno razvijata in ploča ne more vseh porabiti za oksidacijo, oziroma reduk¬ cijo; plini torej uhajajo brez koristi v zrak. Če je pa primarni tok preslab, potem se premočno javljajo lokalni toki. Za vsako veličino ploč je torej potreben določen tok. Tvornice vselej povedo, s kakim tokom treba polniti njihove akumulatorje. Važno je vprašanje, koliko shranjene električne sile nam daje aku¬ mulator, ko ga izpraznjujemo. Razmerje med oddano in med vpeljano energijo je uporabni efekt akumulatorja. Ta uporabni efekt je tem večji, čim boljše je element zgrajen in čim skrbneje formiran. Da določimo množino shranjene energije, treba meriti polarno napetost elementa med polnjenjem in jakost toka, s katerim element polnimo. Produkt teh dveh količin daje električno energijo (v wattih), ki smo jo v jedni sekundi dovedli akumulatorju. Ako ta produkt mno¬ žimo s časom polnitve, dobimo vso shranjeno in nakopičeno energijo. Za ta končni produkt rabimo izraz wattske ure, ako računamo čas po urah. Ravno tako je energija, katero daje Staniča pri izpraznitvi, pro¬ dukt iz napetosti akumulatorja pri izpraznitvi, jakosti toka in časa izpraznitve. Tudi to energijo izražamo z wattskimi urami. 74 Razmerje med številom wattskih ur pri polnitvi in številom wattskih ur pri izpraznitvi je torej uporabni efekt akumulatorjev. To naj nam pojasni konkreten slučaj. Recimo, da smo polnili akumulator 1046 ur s tokom 5 amperov. Napetost akumulatorja je bila 245 volta. V akumulator dovedena energija je torej 1046X245X5 = 109 wattskih ur. Pri izpraznitvi je kazal akumulator srednjo napetost T88 volta, ter je dajal tok 6’5 ampera. Izpraznjevali srno ga toliko časa, dokler je dajal še uporabne toke, in sicer 7 35 ur. Oddana energija je bila tedaj 7'35X1'88X8'5 = 90 wattskih ur. Razmerje obeh, to je Q0 _= 0'826 109 je uporabni učinek našega akumulatorja. Ta znaša potemtakem 82'6°/ 0 . Novejši akumulatorji so toliko skrbno zgrajeni, da nam dajo za¬ nesljivo 80 do 85’ 0 energije, ki so jo prejeli od primarnega toka. Slika 57. Sedaj, ko pozna¬ mo glavne principe, ki so odločilni pri akumulatorjih, hoče¬ mo nekatere glavne zastopnike podrob¬ neje opisati. Faure-ov akumu¬ lator je imel ravne ploče. Da minij ni odpadal, sta bili ploči s tkanino pre¬ vlečeni. Vendar je bila vsa priprava še primitivna in trebalo je še dokaj poskusov in žrtev, preden so konstruktorji dospeli do sedanje oblike. Faure je poslal jednega svojih akumulatorjev na Angleško. Vožnja je trajala ne¬ pričakovano dolgo, ker sije angleški carinski urad domneval, daje v do- tičnem zaboju dinamiten stroj, katerega hočejo Fenijci utihotapiti na otok. Zato so pošiljatev dolgo zadržavali. Ko so elektrotehniki delali poskuse z oproščenim akumulalatorjem, pokazalo se je, da jim je dal skoraj ^vso električno energijo, kar so je na Francoskem shranili vanj. 75 Navdušenje za novo iznajdbo je bilo torej veliko in mnogo izumiteljev se je jelo pečati ž njo. Nemški bankir Volckmar se je združil s Sellon-om v izkoriščanje akumulatorskega principa, ter dal elektrodam obliko mreže. V njenih petljah je minij — »aktivna masa«, tako so ga imenovali — dokaj sigurneje stal, kakor na gladkih pločah Faure- ovih. Oba izumitelja sta se zvezala s Faure-ofn, a imenovana trojica je prodala leta 1882. svoje patente družbi »Electrical Power Slika 58. Pollakov akumulator. Storage Cotnpany», ki je jela potem fabricirati akumulatorje s Volckmarjevo mrežo in Faure-ovo aktivno maso. Da še bolje prepreči odpadanje minija, je kapitan de Khotinsky vrezal v vsako pločo mnogoštevilne, paralelne utore, ki so imeli prerez z obliko ; v te utore je natlačil minija. Correns pa je sestavil 76 vsako pločo iz dveh mrež z pravokotnimi petljami. Križišča jedne mreže stoje ravno na sredi petelj druge mreže. Aktivna masa ima v teh petljah sigurno lego in spravi se je mnogo vanje. Slika 57. nam kaže svinčeno mrežo Corrensovo. Pollak, čigar akumulatorje gradi frankobrodska akumulatorska tvornica, uporablja svinčene ploče, ki imajo na obeh plateh mnogo namaže aktivna masa. Slika 58. predočuje dve Sta¬ niči Pollakovih akumulatorjev. Ploče stoje v steklenih stanicah Iz stanic moleči podaljški ploč so njihovi poli. Zvezani so s povpreč¬ nimi drogovi. Jako važni se postali Tudor¬ je vi akumulatorji, katere izdeluje od 1. 1890 dalje »Akumulatorska tvornica A. = G.» v Hagenu na Westfalskem. Tudorjeve pozitivne ploče imajo horizontalne paralelne utore s trapezastim prerezom. Ti utori so napolnjeni s Faure-ovo maso. Negativne ploče so mrežaste- Kako stoje ploče v Staniči, riše slika 59. Staniče so steklene, ali pa v novejšem času s svincem obiti leseni zaboji. Na dnu posode le žita ob obeh straneh leseni letvi (v sliki »Holzleisten?), ki imata po dva utora vrezana. V vnanjem stoji na vsaki strani steklena ploča (v sliki »Stiitzscheibe > imenovana). Stekleni šipi nosita na svojih zgornjih robovih svinčene elektrode, ki imajo posebne pomolje, da morejo sloneti na steklenih pločah. Da se svinčene ploče ne dotikajo druga druge, so med vsak par vtaknjene tri steklene palice; vnanji dve imata podnožek v drugem, notranjem utoru prej imenovanih lese¬ nih letev, osrednja pa stoji v utoru posebne lesene letve, ki leži na sredi Staniče. Trakovi od trde gume drže zadnje palice skupaj, da ne zlezejo ploče narazen. Podaljški (poli) pozitivnih ploč so privarjeni na palico od svinca, isto tako tudi poli negativnih elektrod. Število nega¬ tivnih ploč je vedno za jedno večje, nego število pozitivnih ploč, tako da stoji vselej jedna pozitivna elektroda med dvema negativnima. Vsaka Staniča je s steklenimi ali porcelanastimi nogami dobro izolirana od mize, na kateri stoji. zeoijicKov au čepov, mea Katere se Slika 59. Sestava akumulatorjev »Akumulatorske tvornice A. = G.» v Hagenu. 77 Akumulatorji morajo imeti poseben prostor, ker so njihovi kisli hlapi neprijetni in škodljivi. Tudi se časih pojavljajo raznesljivi plini in zato je treba take lokale skrbno zračiti. Ako polnimo akumulator s predpisanim tokom, dobi v malo mi¬ nutah napetost 2 09 volta. Ta napetost traja med polnjenjem kakih 6 ur, v prihodnjih 4 urah pa naraste počasi na 2-34 volta. Ko je ta efekt dosežen, moramo s polnjenjem prenehati, kajti ko bi še dalje spuščali tok v Staniče, bi se tekočina brez koristi razkrajala ter po nepotrebnem oddajala vodik in kisik. Oba plina vreta v podobi pli¬ nastih mehurčkov kvišku, raztopina se »kuha« in postane mlečnobel- kasta. Tedaj je treba prekiniti primarni tok. Pri izpraznitvi je s početka napetost 1'95 volta, v teku 6—7 ur pa se zniža na 175 volta če jemljemo normalni tok iz baterije. Ko pade napon na označeno število voltov, je treba izpraznjevanje prekiniti in Staniče vnovič napolniti. Akumulatorji najdalje trajajo, če jih s predpisanim tokom pol¬ nimo in tudi izpraznjujemo. Vendar pa jih ne uničimo, če jih izpraznimo tudi z mnogo večjo tokovo jakostjo. Le kratek stik jih takoj ugonobi. Najmanjši akumulatorji, katere gradijo tvrdke, zahtevajo pri polnjenju maksimalno tokovo jakost 5 amperov, a pri izpraznjevanju dajo 6 amperov. Pri največjih do sedaj uporabljenih akumulatorjih ima pol¬ nilni tok 1104, izpraznilni tok pa daje 1430 amperov. Za polnjenje akumulatorjev rabijo nam dinamo-stroji za isto- merne toke, osobito pa stroji na stranski stik. Ker je namreč tok akumulatorjev nasproten toku, ki ga daje dinamo, se akumulator le tedaj napolni, ako ima dinamo večjo elektromotorsko silo kakor akumulator. Če iz katerega koli vzroka pade tokova jakost v dinamo-stroju, jo pre¬ maga tok iz akumulatorja. Tedaj pa menjajo magneti v mašini svojo polariteto in tok teče iz stroja v nasprotno mer. Mesto da bi akumu¬ latorje polnil, jih izpraznjuje. Kakor vemo iz prejšnjih poglavij, se pri strojih s stranskim stikom elektromagneti ne morejo nikdar prepo- larizirati; tok teče vedno v isti meri okoli magnetov in zato se glavni tok stroja nikdar trajno ne obrne; to se zgodi k večjemu samo za jeden hip, kar pa ne škoduje toliko. Pri vsaki akumulatorski bateriji moramo narediti primerne pri¬ prave za stikanje, ki omogočijo, da zvežemo 1) akumulatorje z dinamo-strojem, kateri naj stanice polni; 2) akumulatorje z vsemi aparati, (žarnicami, obločnicami, motorji i. t. d,), katere naj preskrbujejo s tokom, in 3) dinamo-stroj z akumulatorji, ob jednem pa z vsemi aparati, ki sicer od akumulatorjev dobivajo tok. 78 Vse te zveze se morejo izvrševati z jednostavnim, hitrim premi¬ kanjem kakega vzvoda ali zamaška. Poleg tega mora biti v polnilnem kakor tudi v izpraznilnem tokovem krogu aparat, s katerim merimo napon toka (voltomer) in aparat, ki kaže tokovo jakost (amperomer). Obe pripravi sta važna kontrola, ki nam vsak trenotek pove, če je akumulator v redu. Za regulacijo tokove jakosti je staknjen v tokov krog regulacijski upor, ki je prirejen za močne toke. Ker slednjič na¬ petost vsake stanice polagoma pojema, a na polarnih vijakih cele ba¬ terije hočemo imeti stalno napetost, treba vvesti še pripravo, ki nove stanice prtkiopuje ali izločuje, rekše stika in raztika. Če imamo na primer 60 akumulatorjev in ako rabimo za naše svetilnice napetost 100 voltov, staknemo s pričetka, ko ima vsaka Staniča l - 95 voltov napetosti, le 52 stanic. Kakor pa pade napon vsake stanice na 1'80 volta, moramo 56 stanic stakniti. Aparat, ki stanice stika in raz¬ tika, se zove stanično stikalo. Slika 60. Najbolj jednostaven stik dinamo- stroja, akumulatorske baterije in nekaj žarnic nam kaže šematična slika 60. Krog na levi strani obrazca pomeni drsalni obroč dinamo-stroja. Na njem le¬ žita vzmetni peresi, od vsakega peresa gre žica do jednega pola akumulatorske baterije, ki ima zaporedno staknjene sta¬ nice; ploče posamičnih stanic so označene s paralelnimi črtami. Od polov baterije vodi žica dalje do žarnic, katere so zazna- menovane v sliki z malimi krogi. Vse žarnice so vzporedno staknjene med seboj. Ker veže pozitivni pol dinamo-stroja, akumulatorske baterije in vse pozitivne pole žarnic jedna in ista žica, vse negativne pole ime¬ novanih delov pa zopet druga žica, je očividno, da so dinamo, baterija in žarnice vzporedno staknjeni. Ako hočemo nekatere stanice sedaj izločiti od sodelovanja, ali pa obratno, priklopiti jih k delu, rekše, ako jih hočemo stakniti ali raz- takniti, treba vvesti že imenovano stanično stikalo. Njegov princip je jako jednostaven. Poli vsake stanice vodijo do kovinskega kontakta v podobi gumba. Premičen kazalec, kateremu pravimo tudi kontaktni n a vod, se potem polaga na gumbe; če ga postavimo na prvi gumb, smo pripregli ali staknili vse stanice, če ga pa denemo n. pr. na 5. gumb, smo izpregli ali raztaknili 4 stanice. Te ne pridejo več v poštev, ker tok kroži le po ostalih stanicah in po žarnicah. Imenovani gumbi so navadno razvrščeni na posebni, okrogli ploči, kakor številke na cifrenici. Od vsacega pola je izpeljana žica do primernega gumba, od osi kazal- 79 čeve pa se cepi žica v vnanji tokov krog. Kazalec ima držalo, s katerim ga postavljamo na zahtevani gumb. Stanična stikala te vrste zovemo j e dn o v i t a stikala. Ako opisano pripravo nekoliko razširimo, moremo stvar tako urediti, da dinamo napaja svetilnice s tokom, ob jednem pa pošilja morebitne preostanke svojih tokov v akumulatorje. S tem ustrežemo vsaki zahtevi; istodobno razsvetljujemo žarnice in polnimo baterijo. Razvrstitev dinama, akumulatorjev, stikala in žarnic v tem slu¬ čaju kaže slika 61. V sliki opazimo spodaj dinamo-stroj, nad nijm akumulatorsko baterijo in na vrhu vrsto žarnic. Na desni strani baterije ste dve stikali, označeni s kontaktnimi vzvodi. Spodnje stikalo velja za polnjenje, zgornje pa za izpraznjevanje. Sedaj lahko napetost pri polnjenju in nape¬ tost pri izpraznjevanju reguli¬ ramo vsako samo zase in po¬ vsem nezavisno drugo od druge, ako staknemo ali pa raztak- nemo toliko stanic, da ostane napetost na isti višini. Pri naši sliki je samo jedna Staniča iz¬ ločena iz polnilnega toka, do- čim tri Staniče ne morejo toka pošiljati k žarnicam. Slika nas nadalje uči, da ima pol vsake Staniče dva kon¬ taktna gumba. Mesto dveh gumbov lahko naredimo samo jednega, in tedaj moremo obe stikali montirati na jedni sami okrogli ploči. Paziti je treba le, da kontaktna vzvoda ne ovirata drug druzega v premikanju. Taka združena priprava se vidi na sliki 62. Ime¬ nujemo jo dvojnato stanično stikalo. Mesto gumbov se nahajajo na njej radialne proge, po katerih dršeta kontaktna vzvoda. Vsak vzvod ima pokončno držalo za premikanje. Ob periferiji se končuje vsaka kon¬ taktna proga v pritiskalen vijak, ki prime žico, prihajajočo od stanič- nega pola. Jeden kontaktni vzvod dovaža polnilni tok v Staniče, drugi pa pošilja izpraznilni tok k svetilnicam. Stikala, voltomere in amperomere pritrdimo na posebni vertikalni deski, ki se zove deska stikalnica. Velike električne centrale zahtevajo velike akumulatorske baterije. Slika 63. naj nas pouči, kako je nastanjena velika akumulatorska ba¬ terija. Posamične slanice stoje v štirih vrstah na močnih lesenih kozah. 80 V ozadju slike vidimo žice, ki so od vsake stanice izpeljane do apara¬ tov na deski stikalnici. Pozneje bodemo culi, da pri velikih centralah z istomernim tokom navadno ne zadoščata dve prevodni žici za vnanji tokov krog, namreč jedna, ki pelje tok do svetilnic, druga pa, ki vodi tok nazaj. Iz ekonomijskih ozirov vzamemo po troje ali časih celo po petero prevodnikov. V pr¬ vem slučaju imamo trovodni, v drugem pa peterovodni sistem. Pri trovodnem sistemu je treba n. pr. dveh dinamo-strojev; ako pa upo¬ rabljamo akumulatorje, izhajamo tudi z jednim samim dinamom. Slika 64. kaže, kako se to godi. Dinamo-stroj polni akumulatorsko baterijo, ki ima toliko stanic, da je njena napetost primerna zahtevani napetosti med obema vnanjima prevodnikoma. Iz srede baterije je odcepljen tako- zvani nevtralni prevodnik. Akumulatorjem je v Slika 62. ? dveh slučajih odkazana važna vloga. Prvič mo¬ rajo shranjevati energijo, ki bi sicer brezkoristno uhajala. V tvornicah na pr., kjer teko velike parne mašine, se lahko takim strojem priklopi dinamo, ne da bi glavno delo bilo vsled tega na škodi. Di¬ namo polni akumulator¬ sko baterijo, ki potem na večer napaja svetil- nice. Tvornica si preskrbi luč takorekoč s podnevnimi odpadki svoje sile. Drugič pa so akumulatorji ogromnega pomena za velike centrale, ki delajo z istomernimi toki. Vsaka centrala mora biti zgrajena za ma¬ ksimalno dnevno uporabo električne energije. Ta maksimalna potreba pa se pokaže v obče le za malo ur na dan, večinoma na večer od mraka do 10. ure. Drugače je potreba razmerno jako neznatna in stroji se veči¬ noma popolnoma ne izkoriščajo. Ako pa vzamemo akumulatorje na pomoč, lahko postavimo dokaj manjše mašine, kakor jih zahteva ma¬ ksimalna uporaba. Stroji polnijo po dnevi, ko nimajo druzega dela, aku¬ mulatorje, zvečer pa pomagajo akumulatorji in pošiljajo s strojem vred električne toke po mestu, tako da oba faktorja skupno zmagujeta ma¬ ksimalno potrebo. S precejšnjim uspehom se akumulatorji rabijo tudi v razsvetljavo železničnih vlakov. Dokler se vlak premika, goni lokomotiva poseben Akumulatorska baterija elektrarne v Hull-u. 82 dinamo-stroj, ki daje tok za obločne svetilnice ali za žarnice. Ko se vlak ustavi, bi te luči ugasnile — a tedaj pomaga akumulator. Med tem, ko vlak gre, napaja dinamo tudi akumulatorsko baterijo; ko vlak obstane, pošlje samodelno stikalo tok akumulatorjev v svetilnice, ki tedaj dalje gore. Akumulatorji so dospeli sicer do velike popolnosti, a vendar so še daleč od idealnih shramb za elektriko. Tri napake kvarijo njihovo širšo uporabnost: 1.) visoka cena, 2.) velika teža in 3.) njihova občut¬ ljivost in kočljivost. Cena sicer ne pride vselej v poštev, a teža aku¬ mulatorjev in njih občutljivost nas ovirata v premnogih slučajih. Vsled ogromne teže jih moramo postaviti v stalne prostore. Prenašati se v obče ne dajo, in vsi poskusi, da bi jih na pr. uporabljali na tramvajskih vozovih, kočijah i. t. d., so se več ali manj izjalovili, ali vsaj niso še pri¬ vedli do zaželjenega uspeha. Tudi občutljivost se čestokrat neprijetno oglaša. Izpraznilni tok ne sme biti dokaj jačji, kakor je bil polnilni tok, ako nočemo, da akumulatorje kmalu pokvarimo. Premočni toki, katere jemljemo iz njih, zrahljajo in odluščijo aktivno maso od ploč in le pre¬ hitro uničijo elektrode. A ravno pri tramvajskem pro¬ metu , pri kočijah i. t. d. je treba akumulatorje črez mero izkoriščati; kadar teče voz po ravnem, uporablja normalno tokovo jakost; če pa pride na krivulje, osobito pa če gre v klanec, zahteva neprimerno več moči. Za take slučaje moramo posegati po akumulatorjih, ki dajo časih do Trovodna mreža z jednim samim dinamo, v zvezi z akumulatorsko baterijo. lOkrat močnejši tok, kakor pri nor¬ malni potrebi. Tega pa svinčeni akumulatorji ne zdrže in od tod do¬ sedanji neuspehi pri električnih železnicah z akumulatorsko delovršbo. Mesto svinčenih akumulatorjev so poskušali vvesti druge, lažje. Akumulator Wa d e 11-En t z o v je zgrajen iz jekla in bakra ter na¬ polnjen z alkalično cinkovo raztopino. Svinčenih delov nema, in zato mu je teža primerno manjša. Negativne ploče so iz jekla ter dele stanico, tudi iz jekla narejeno, v jednake velike oddelke. V teh od¬ delkih stoje izolirane pozitivne ploče, ki so zgrajene iz bakrenih žic in finega bakrenega prahu. Obdaja in varuje jih odeja pavolnate tkanine. Tekočina je, kakor smo že omenili, kalijev lug, v katerem je raztopljen cinek. Da kalijev lug ne potegne ogljikove kisline iz zraka vase, je te¬ kočina pokrita z oljnato plastjo. Pri polnjenju akumulatorja se izloči na negativni elektrodi cinek, ki prevleče jeklene ploče; na pozitivni 83 elektrodi pa se tvori kisik, ki oksidira bakreni prah. Pri izpraznjevanju se cinek povrača v alkalično raztopino nazaj, bakrene ploče pa od¬ dajajo svoj kisik. — V Novem Jorku in v Hagenu na Westfalskem so Wadell-Entzovi akumulatorji pri cestnih železnicah že par let v uporabi in kakor se zatrjuje, s povoljnim uspehom. Tudi na Dunaju so delali ž njimi razsežne poskuse. Ker pa ti akumulatorji še niso splošno prodrli, se nam zdi, da praksa ni opravičila velikih nad, ki so jih stavili iz¬ umitelji in podjetniki vanje. Sprožila se je tudi misel, da bi se uporabljali akumulatorji za iz¬ koriščanje nepravilno in neredno delujočih naturnih sil. Moč vetra in viharja, sila morskih valov in jezov, morska bibavica, plima in oseka, moč padajočega dežja so take prirodne sile, ki časih priderd z ogromnim navalom in neso s seboj nebrojne moči. Ko bi mogli dotične sile na pr. z mlini na veter in drugimi pripravami ujeti, da bi nam gonile dinamo-stroje, in ko bi nadalje dinamo-stroji polnili akumulatorje, bi lahko v njih shra¬ njevali velikansko množino energije, ki bi nam bila vsak hip pri rokah. — V principu se proti takim idejam pač ne more ugovarjati, a prakti¬ čnega pomena nemajo danes še za človeštvo, ki se veseli še neizčrpnih zakladov premoga. Kadar pa začne usihati ta vir, potem bodo jednaka vprašanja gotovo prišla na dnevni red — in do ugodne rešitve. Transformatorji. Transformacijski koeficijent. Gaulardov ali Gibbsov sekundarni genera¬ tor. Transformatorji tvrdke Ganz & Co. Polnitev transformatorjev. Brezpolarni transformatorji. Transformator z jedrom. Transformator s plaščem. Heliosov transformator. Oljnati transformatorji, Izpreininjevalci istomernih tokov. Ako nataknemo na železno jedro žično tuljavo, po kateri teče električni tok, se jedro pomagneti; po njem se gnetejo silokaznice, ki na severnem polu stopajo navzven in se na južnem polu vračajo nazaj. (Slika 65.) Če hite skozi tuljave izmenični toki, število silo- kaznic z vsakim tokovim valom narašča Slika 65. in pojema. Če nataknemo sedaj na našo železno jedro še jedno tuljavo — glej sliko — , se¬ kajo silokaznice ovoje te se¬ kundarne tuljave. Ker se število silokaznic vsak hip izpreminja, javljajo se v tu¬ ljavi inducirani toki, katere lahko uporabimo na isti na¬ čin in za iste namene, kakor primarne toke. Ako sta obe tuljavi jednaki, je tudi navedeni tok povsem sličen prvotnemu toku; ako pa je druga tuljava različna od prve, sta si tudi toka različna. Mogoče je torej z našo pripravo prvotni tok pretvoriti ali transformirati v tok z drugimi svojstvi. Pomen in važnost teh transformiranih tokov bodemo spoznali, ako si nekoliko podrobneje ogledamo jedno najvažnejših nalog moderne elektrotehnike, namreč prenašanje električne energije v daljne kraje. 85 Iz prejšnjih podatkov nam je znano, da je v vsakem prevodniku Električna energija = Jakost toka X Napon X Čas. Množina dela, katero opravi tok v jedni sekundi, torej efekt, se meri s produktom iz njegove elektromotorske sile in njegove intenzitete. Prvi faktor se izraža v voltih, drugi pa v amperih; produkt obeh so volt- amperi ali watti. Delo, katerega tok napravi v določenem času, je potemtakem produkt iz števila njegovih wattov in danega časa. Ako je efekt toka stalen in neizpremenljiv, potem se faktorji, iz katerih je sestavljen, vedno še lahko izpreminjajo. Če postane jeden večji, se mora drugi v istem razmerju zmanjšati, tako da ostane njih produkt jeden in isti. Vsaj je n. pr. produkt 80 = 4X20 ali pa tudi = 5X16; faktorje smo izpremenili, produkt pa je ostal stari. Tako je pri naši formuli o energiji električnega toka. Tok, ki kaže n. pr. napetost 1000 voltov in jakost */ 3 ampera, ima jednak efekt, kakor tok z napeto¬ stjo 2 voltov in jakostjo 250 amperov. Produkt je v obeh slu¬ čajih jeden in isti, namreč 500 wattov. Ta zgled priča, da je mogoče brez kakega posebnega dela pove¬ čati napetost toka na stroške njegove jakosti, ali pa jakost povečati na stroške tokove napetosti. Vprašanje je le, če je vsa stvar praktično izpeljiva in plodonosna. Praksa je to vprašanje sijajno potrdila. Danes so aparati, ki nam transformirajo toke velike napetosti a male jakosti v toke male nape¬ tosti a velike jakosti, bistven del električnih naprav, ki so prirejene za izmenične toke in za prenašanje električne energije v daljne kraje. Brez takih aparatov — pravimo jim pretvorniki ali transformatorji — bi imela elektrotehnika dokaj bolj omejen delokrog in uporaba jakih tokov bi bila navezana na neznatne oddaljenosti. Kako pa vodimo električno energijo iz kraja v kraj ? Ako hočemo električen tok iz centrale A dovesti do oddaljene točke B, kjer naj n. pr. napaja obločno svetilnico , treba je točki A in B v obče zvezati z-dvema žicama. Jedna vodi tok od A do B, druga pa ga pelje od B do A nazaj. Tok dolete na njegovi poti razne izgube in ovire. Osobito pa mu je kvarljiva toplota, ki se javlja po prevod¬ nikih. Po Joule-ovem zakonu namreč segreva vsak tok žico. Za to povsem neproduktivno in nepotrebno segrevanje se uporablja neprestano nekaj energije, katero mora dajati parna inašina, ki goni dinamo-stroj. To¬ plotna množina, ki se javlja v prevodniku vsako sekundo, je po nave¬ denem zakonu jednaka uporu prevodnikovemu, množenemu s kvadratom tokove jakosti. Čim večja je torej tokova jakost, tem večja, in sicer v kvadratnem razmerju, je razvita, nepotrebna toplota, oziroma nepo¬ trebno delo. Iz praktičnih vzrokov pa moramo zahtevati, da ta izgubljena energija v prevodniku ne prekorači do- 86 ločene meje, in da ne presega določ enega odstot ka cele ener¬ gije. Da to dosežemo, imamo po zgornjem dvoje sredstev. Prvič lahko zmanjšamo upor prevodnikov. Ker je Joule-ova toplota tem manjša, čim manjši je upor, moremo — vsaj teoretično — poljubno znižati brezkoristno potrato energije, ako znižamo upor, rekše ako pove¬ čamo prerez prevodnikov. Treba je v tem slučaju jemati debele in de¬ belejše bakrene žice in slednjič celo poseči po bakrenih palicah. A s tem smo vso napravo silno podražili, rentabiliteta je izginila, in stvar je postala praktično neizpeljiva. Črez 2 kilometra daleč že ne moremo tega sistema uspešno uporabljati. Za večje oddaljenosti nam ne preostaje druzega, kakor zmanj¬ šati jakost toka, katerega hočemo napeljati v daljavo. Z zmanjše¬ vanjem tokove jakosti moremo Joule-ovo toploto, torej potrato ener¬ gije poljubno znižati. Tedaj lahko po razmerno tenkih žicah vodimo električen tok dalje v kraje, kjer bivajo naši odjemalci. Dotični tok bi dospel na mesto B z malo jakostjo, a veliko napetostjo, kajti če zmanj¬ šamo v produktu za električno energijo jeden faktor, moramo povečati druzega. V tej obliki pa naročnik ne more rabiti poslanega mu toka. Njegova jakost je premajhna za obločnico, a napetost mu je tako silna, daje dotika ž njim pogubonosna. Vsaj je že tok, ki ima nad 300 voltov napetosti, življenju nevaren. Tacega gosta pa si menda nihče ne želi v svojo hišo. Če torej pravi francoski pisatelj, da moremo 1000 konjskih sil izpeljati skozi ključavnično luknjo v sobo, je to v teoretičnem oziru istina, a v praksi se bodemo energično branili tacih tokov, ki nas lahko vsak trenutek spravijo na oni svet. Označeno postopanje, po katerem se dajo velike električne energije prenašati v daljavo, ako povečamo tokovo napetost, ob jednem pa znižamo njegovo jakost, je tedaj za prakso v tej obliki še neporabno, če tudi je v svoji priprostosti in jedno- stavnosti zelo mikavno in vabljivo. Iz te zadrege nam pomagajo pre¬ tvorniki ali transformatorji. Centrala proizvaja toke z veliko na¬ petostjo, a malo jakostjo; ti toki gredo po tankih, torej cenenih žicah v daljne kraje. Blizu konsumenta pretvorimo dotični nevarni tok v tok z malo napetostjo pa veliko jakostjo, torej v nenevaren tok, potem pa ga napeljemo na zahtevani kraj. Žice za ta zadnji del tokove poti mo¬ rajo biti sicer zopet debelejše, a ker je pot kratka, se vsa naprava za¬ radi tega ne podraži toliko občutno, da bi izginila rentabiliteta. A tudi v centralah ne proizvajajo zmiraj tako napetih tokov, da bi se kratko in malo dali takoj uporabljati za napeljavo v oddaljene kraje. Težko je namreč zgraditi stroje za velike napetosti; zato rajše proizvajamo toke z manjšo napetostjo, a jih že v centrali transformiramo na večjo napetost; še le potem jih vodimo do odjemališča, kjer jih vnovič transformiramo nazaj na uporabno napetost. 87 Transformatorje za izmenične toke prav za prav že poznamo. To so naši stari indukcijski aparati, vsem na čelu pa sloveče Ruhm- korffovo navodilo, s katerim je 1. 1848 pariški mehanik Ruhmkorff stopil pred svet. Elektromotorska sila sekundarne spirale v indukcijskem aparatu je zavisna od treh količin: od intenzitete primarnega toka, od števila ovojev na sekundarni tuljavi in slednjič od hitrosti menjav primarnega toka, torej od števila izmen v jedni sekundi. Potem lahko naredimo, da ima sekundarni tok večjo napetost nego primarni; treba je le število se¬ kundarnih ovojev večje napraviti, kakor je število primarnih ovojev. Tudi obratno lahko dosežemo, da dobi sekundarni tok manjšo napetost nego primarni, ako damo sekundarni tuljavi manj ovojev, nego primarni. Slednjič imata obe tuljavi tudi lahko jednako število ovojev; potem je sekundarni tok iste napetosti kakor primarni. Odločilno je torej razmerje med primarnimi in sekundarnimi ovoji. Razmerje število primarnih ovojev število sekundarnih ovojev se imenuje pretvorni ali transformacijski koeficijent trans¬ formatorjev. Če je ta koeficijent večji nego 1, je več primarnih kakor sekun¬ darnih ovojev, in transformator pretvarja toke večje napetosti v toke manjše napetosti. Če je koeficijent manjši nego 1, je manj primarnih kakor sekun¬ darnih ovojev, in tedaj nastane iz tokov male napetosti tok večje na¬ petosti. Če je končno koeficijent jednak 1, imata primarni in sekun¬ darni stroj jednako napetost. V tem slučaju tedaj ne pretvarjamo v pravem pomenu besede električne energije. Na prvi pogled se nam zdi, da nemajo transformatorji s koefi- cijentom 1 nikakega posebnega pomena. A to vendar ni tako. Mislimo si primaren tok, v katerega je vpreženih več takih pretvornikov. Vsak transformator ima svoj tokov krog; jeden nam napaja obločnico, drugi žarnico, tretji goni motor, a vsak je od druzega povsem neza- visen, dokler je glavni tok neizpremenjen. Zato nam dajo transforma¬ torji tudi sredstvo, da glavni tok nekako razcepimo v več nezavisnih se¬ kundarnih tokovih krogov. Vsak transformator je potem takorekoč sa¬ mostojen dinamo-stroj, ki napaja sekundarni tok. Ravno v ta namen so gradili prve, praktično uporabne transformatorje, in sicer s koeficijentom 1. Imenovali so jih sekundarne generatorje. Francoz Gaulard jim 88 je dal primerno obliko. Gaulard je delil osodo tolikih izumiteljev; umrl je v blaznici v veliki bedi. Podjetje je finansiral angleški bankir Gibbs in zato se dotični aparati imenujejo Gaulardovi in Gibbsovi sekundarni generatorji. L. 1884 so bili prvič v rabi na električni razstavi v Turinu, kjer so kazali razdeljivost električnega toka in njegovo sposobnost za napeljavo v daljne kraje. Dotični elektrovod je bil 80 km dolg. Na raznih krajih so bili vanj vtaknjeni sekundarni generatorji. Primarne tuljave vseh generatorjev so bile zaporedno staknjene. Po glavnem krogu je švigal močno napeti izmenični tok. Glavni prevod¬ niki so bili le 3 7 mm debeli. Od polarnih vijakov vsake sekundarne tuljave generatorjev je bila napeljana žica na dotično mesto, kjer je na¬ pajala vdejane svetilnice s tokom. Dinamo-stroj je proizvajal izmenične toke z napetostjo 5000 voltov, in uporabljenih je bilo 50 sekundarnih generatorjev. Ker so bili zapo¬ redno staknjeni, je dobila primarna tuljava vsacega generatorja na¬ petost 100 voltov. V sekundarni tuljavi je vladala, ker je bil transfor¬ macijski koeficijent 1, ista napetost 100 voltov. S to napetostjo je generator pošiljal svoj tok do svetilnic, ki so bile prirejene ravno za 100 voltov napetosti. Električni tok je bil torej po tej metodi daleč izpeljan in primerno razdeljen. Vendar pa so kazali označeni sekundarni generatorji velike ekonomične nedostatke, kajti glavna mašina je morala proizvajati vedno isti tok, naj je gorelo več ali manj svetilnic. Uporabljeno delo torej ni stalo vedno v soglasju s porabljenim efektom in zato Gaulardov sistem ni prodrl. Večje uspehe je dosegla s transformatorji ogrska firma Ganz & Co. Njeni elektriki Zipernowski, Deri in Blathy so konstruirali transformatorje, pri katerih so primarni ovoji vzporedno staknjeni v glavnem tokovem krogu, ter dosegli s to novo metodo velike uspehe. Od vsacega transformatorja terjamo, da pretvarja električno ener¬ gijo brez velikih izgub, rekše, energija, katero oddajajo polarni vijaki sekundarnih tuljav v sekundarni tokov krog, ne sme biti izdatno manjša nego energija, katero dobivajo polarni vijaki primarnih ovojev iz glavnega toka. Popolnoma se izgube sicer ne dajo odpraviti, ker nastaja prvič v obeh tuljavah nepotrebna, energijo použivajoča Joule- ova toplota, drugič, ker se prijavljajo v jedru Foucaultovi toki, ki tudi energijo použivajo. in tretjič, ker je treba vsled menjav tokove meri premagovati koercitivno silo železa (izgube vsled histereze'. Vsled teh izgub na energiji je efekt v sekundarni tuljavi zmiraj nekoliko manjši, nego efekt v primarni. Razmerje med obema efektoma se zove pol¬ nitev transformatorja. Gaulardovi sekundarni generatorji so imeli 85odstotno polnitev, to je, od efekta, ki je bil izpeljan v primarno 89 tuljavo, so dajali polarni vijaki sekundarnih ovojev 85 odstotkov. Pri novejših transformatorjih gre polnitev do 96 %, tako da izgubimo s pretvarjanjem samo 4 °/ 0 električne energije. Slika 66. Transformatorji tvrdke Ganz & Co. imajo obročasto železno jedro. Ako se tak obroč pomagneti, nema prostih polov, a njegov navajajoči učinek je jednak magnetom s prostimi poli. Zato zovemo pretvornike z obročastimi jedri brezpolarne transformatorje. Sliki 66 in 67. nam 00 Slika 68. Stebrič s transformatoijein. kažeta transformator imenovane firme v horizon¬ talnem in vertikalnem načrtu. Obročasto jedro brani, da silokaznice ne uhajajo v zrak. Da se ne pojavljajo Foucaultovi toki, je jedro sestav¬ ljeno iz železne žice ali železnega traku, histe¬ reza pa je zmanjšana s tem, da je število me¬ njav v toku kolikor mogoče majhno. Zato gra¬ dijo danes stroje za izmenične toke, ki imajo le po 50 perijod v jedni sekundi, tedaj 100 po¬ larnih menjav, dočim sta Gaulard in Gibbs de¬ lala še z 250 polarnimi menjavami. Na jedro je najprej navita tenkožična pri¬ marna tuljava, čez njo pa so naloženi debelo- žični sekundarni ovoji. Obe tuljavi sta skrbno izolirani od jedra in tudi druga od druge. Le¬ sene, radijalno stoječe podpore drže obroč po koncu, a vse tiščita skupaj dve železni ploči. Na zgornji ploči stoje dovodni in odvodni pri- tiskalni vijaki, potem varnostne in talilne pri¬ prave. V pričetku je tvrdka Ganz & Co. izdelo¬ vala transformatorje, pri katerih sta bili obe tuljavi obdani z železnim plaščem. Ta tip, ki je nosil ime transformatorji s plaščem, je firma kmalu opustila in sedaj gradi samo trans¬ formatorje z jedri. Transformatorje postavljajo pod zemljo v obzidane škrinjice ali v kleteh v primerno za¬ varovane omarice, časi tudi nad zemljo v po¬ sebne, prosto stoječe stebriče (slika 68.) ali pa na konzole ob hišnem zidu i. t. d. Na Nemškem je tvrdka Helios v Kolinu širila transformatorje firme Ganz & Co. ter usta¬ novila nov tip, ki je cenejši in jednostavnejši, nego prvotni ogerske tvrdke. Heliosovi trans¬ formatorji so zgrajeni za 100 polarnih izmen v jedni sekundi, primarni tok pa sme imeti nape¬ tost 1000 — 3000 voltov; transformator ga pretvori na 72 (2 X 36) ali na 100 (2 X 50) voltov. Najmanjši modeli delujejo z učinkom 95-3%, največji pa s Od-? 0 /^. Pri električni 91 razsvetljavi kanala med Severnim in Vzhodnim morjem so uporabljeni transformatorji tvrdke Helios. Vsi različni transformatorji, katere danes gradijo električne tvrdke, so skoraj brez izjeme transformatorji z jedri. V principu so si vsi jednaki, razločujejo se le po malenkostnih diferencah v konstrukciji in po vnanji obliki. V Ameriki je «Westinghouse Co.* kupila Gaulardov patent in jela izdelovati transformatorje po načrtih svojega inženerja Stanley-a, Ganzov patent pa je z dragimi novci nakupila zase ^Edisonova družba? — a ne z namenom, da bi dotične pretvornike širila v Ameriki, tem¬ več, da bi se iznebila nevarnega konkurenta za svoje istomerne toke. Pri vseh transformatorjih je treba paziti na skrbno izolacijo med primarnimi in sekundarnimi ovoji ter med železnim jedrom, ker bi drugače pri visokih naponih preskakovale iskre ter provzrcčevale. izgube na elektriki in nevarnost za življenje. Heliosovi transformatorji so n. pr. izolirani s sljudo, druge tvrdke pa jemljo v ta namen mikanit in stabilit. Odkar je bila sloveča električna razstava v Frankobrodu (l. 1891.), so jeli rabiti tudi transformatorje, ki vzdrže napetost 30.000 — 40.000 voltov. Sigurna izolacija za te ogromne napetosti se je najprvo posre¬ čila tvornici Oerlikon v Švici, in sicer tako, da so postavili ves transformator v oIje. Olje pronicuje vse pore in izborno osamlja. Take transformatorje imenujemo oljnate transformatorje. Kadar ra¬ bimo napetost 10.000 voltov, posežemo že vselej po oljnatem transfor¬ matorju. Pri vsakem transformatorju je povedano število kilowattov, katere mora dajati. To število je produkt iz napetosti v sekundarni tuljavi in največje tokove jakosti, ki sme vladati v sekundarnem krogu. Kadar oddaje transformator svoj največji tok, pravimo, da je popolnoma obtežen. Upor sekundarne tuljave se napravi tako neznaten, da použije Joule-ova toplota le 1 % vse energije, ki jo daje popolnoma obtežen transformator. Zato je tudi naponska izguba na polarnih vijakih se¬ kundarne tuljave celo pri maksimalnih tokih neznatna in polarna na¬ petost te tuljave je skoraj popolnoma stalna, dokler je stalen primarni tok. To je iz ekonomičnega stališča velike važnosti. Transformatorji so izvrstno sredstvo za razdeljevanje električne energije. Opisani transformatorji izmeničnih tokov nemajo nikakih gibljivih delov; zato ne potrebujejo nikakega nadzorovanja ter delujejo povsem samostalno in točno. Za istomerne toke ne poznamo še sličnih transformatorjev, čeravno se tudi pri tej vrsti tokov uporabljajo nekaki pretvorniki, seveda v druge namene. Včasih se pripeti, da rabimo nekoliko večjo 92 napetost, kakor nam jo daje dinamo-stroj. Recimo, da provzročuje dinamo toke s 100 volti napetosti, a s takim tokom hočemo polniti akumulatorsko baterijo, imajočo 80 stanic. Za polnjenje take baterije bi rabili tok z 200 volti. Kje jih dobiti? Tudi za električno železnico rabimo istomerne toke, ki imajo 300—500 voltov napetosti. Naš di¬ namo-stroj pa dela samo toke z 100 volti napetosti. Tedaj posežemo po vrtečih se pretvornikih, ali kakor jim v tem slučaju pra¬ vimo, po i z p r e m i n j e v a 1 c i h. Taka priprava sestoji iz dveh dinarno- strojev, ki imata skupno os. Jeden stroj prevzame nalogo elektromotorja; vanj je napeljan in goni ga tok, katerega hočemo transformirati. Z elektromotorjem se suče drugi dinamo, ki ima kotvo tako ovito z žico, da daje pri istem številu vrtežev toke večje (oziroma manjše) napetosti, kakor prvotni stroj. Ker pa ne moremo za istomerne toke graditi dinamo-strojev, ki bi dajali toke posebno velike napetosti, je uporaba tacih vrtečih se izpreminjevalcev zelo omejena. Ravno tak princip uporabljamo, kadar želimo istomerne toke pretvarjati v izmenične toke ali pa obratno. V ta. namen pritrdimo na isto os motor za istomerne toke in dinamo za izmenične toke, ali pa motor za izmenične toke in dinamo za istomerne toke. V motor nape¬ ljemo v prvem slučaju istomeren tok, a dinamo nam daje izmeničen tok; v drugem slučaju pa dovažamo motorju izmeničen tok, iz ščeti dinama pa jemljemo istomeren tok. Ako hočemo n. pr. z vodilno mrežo, katero napajamo z izmeničnimi toki, polniti akumulatorje, posežemo po označenem izpreminjevalcu izmeničnih tokov v istomerne toke. Ker pa ima vsak dinamo sukajoče se dele, so te vrste izpre- minjevalci dokaj nepripravnejši in nepopolnejši, nego transformatorji za izmenične toke. V zadnjih letih so se sodbe o uporabi istomernih in izmeničnih tokov izjasnile in danes imata oba toka svoja precej določena delo¬ kroga. Izmenične toke in transformatorje uporabljamo s pripoznanimi uspehi pri velikih distancah, za manjše okraje pa dajemo istomernim tokom prednost pred izmeničnimi. Uporaba električne energije. I. Prevajanje tokov in njih delitev. Elektrovodi, tokovodi ali prevodniki. Goli in oblečeni prevodniki. Izo- latorski zvonci. Oljnati izolatorji. Opredeni in prepleteni elektrovodi. Jednotni, dvojnati in trojnati kablji. Sestavljanje kabljev. — Delitev toka. Zaporedno in vzporedno stikanje. Dvovodni, trovodni in peterovodni sistem. Nevtralni prevodnik. Delitev istomernih in izmeničnih tokov. Nobena naturna sila se ne more s toliko lahkoto, jednostavnostjo in sigurnostjo prevajati in napeljavati, kakor elektrika. Po razmcrno tenkih žicah beži z ogromno hitrostjo v daljne kraje; noben ovinek, noben jarek in nobena višina ne ovira upogljivih žic; celo do giba¬ jočih se objektov jo prevajamo brez težav. Vrhu tega se lahko deli in cepi v najfinejše veje. V centrali proizvedena sila teče v poljubnih mno¬ žinah do posamičnih odjemalcev in ni ga skoraj kraja, kamor bi elek¬ trične sile ne mogli dovesti. Žice, po katerih prevajamo električne toke, zovemo elektrovode, tokovode ali prevodnike. Ker se premika tok z izvenredno dobro- voljnostjo po danih mu potih, je umevno, da tudi rad uhaja s ceste, ki mu je odločena. Zato moramo paziti, da tok ne hodi po stranskih, pre¬ povedanih potih — moramo ga osamiti ali izolirati. Dober in zanesljiv izolator je zrak. Dokler je prevodnik samo od zraka obdan, ga tok ne more zapustiti. Ker pa žice ne moremo v zrak pritrditi, treba ji je v določenih presledkih dati trdnih opor. Tam, kjer leži prevodnik na opori, mora biti zanesljivo izoliran. Časih pa žica sploh ni izpeljana po zraku, temveč leži ves čas na svoji podlagi, kakor na pr. pri elektromagnetih, kjer je ovita krog železnega jedra. Tu se vsak ovoj tišči druzega ovoja, žica leži ob žici. Če hočemo, da se tok strogo drži svoje poti, da torej ne prehaja iz ovoja na ovoj, treba žico po 94 vsej njeni dolžini izolirati. Tako dobimo dvoje vrst izolacije; pri jedni izoliramo le podporne točke, pri drugi pa moramo žice po vsej dolžini obdati z osamljajočo odejo. Prevodniki so torej goli ali pa oblečeni. Gole prevodnike sta v večji meri najprvo uporabila Gauss in Weber v Gbttingenu, ko sta gradila prvo telegrafsko napravo. Žice te telegrafske proge so bile napeljane črez hišne strehe, na lesenih dro¬ govih. Pokazalo se je kmalu, da je tok uhajal po drogovih, osobito pa tedaj, če so bili mokri. Zato je bilo treba žico izolirati na podporiščih. Položili so pod žico kos klobučevine, ali pa so žico ovili »z oljnatim, pozneje z gumastim trakom, kjer se je droga dotikala. Zračna mokrota je s časoma pokrila in napojila ves trak, in tok je zopet uhajal črez vlažni most. Jeli so potem uporabljati cevi od stekla, porcelana ali Slika 70. Slika 71 Slika 69. Oljnat izolator s tremi obroči. Dvojnat zvonec v podolžnem prerezu. Oljnat izolator. gline; te izolatorje so pritrdili na drog, potem pa ovili žico okoli njih. A ker je mokrota končno oblezla vso cev, je bila izolacija za toke večje napetosti vendar še preslaba. Vedno nujnejše se je kazala po¬ treba, jeden del izolatorja popolnoma obvarovati pred mokroto. Elektro¬ tehniki so torej izolatorje pokrili s strešicami; vklub temu pa se je na tako zavarovane izolatorje zmiraj še polegala mokrota, če ne druga, pa saj kondenzacijska. Pozneje so strešico spravili pod izolator, rekše, dali so mu podobo zvonca. L. 1852. so jeli na Nemškem take zvonaste izolatorje pritrjevati na drogove. Ti so precej dobro izolirali prevodnik, a časih se je vendar še pripetilo, da je tok prehajal na drog, ker so se iz vlažnega zraka polegale saje in prah na porcelan in napravljale toku stransko pot za uhajanje. Da bi se ognili tudi tem skrajnim slu¬ čajem, je že 1. 1848. Riccardo predlagal dvojnate zvonce. L. 1856 je dobil Clark na Angleškem patent na take izolatorje. Par let pozneje so se jeli širiti po kontinentu ter se kmalu udomačili v elektrotehniki; 05 danes rabimo povsodi dvojnate zvonaste izolatorje, kakor jih kaže slika 69. Dvojnati zvonci osamljujejo slabejše toke v zadostni meri, a pri jakih tokih vendar ne izhajamo ž njimi. Tu je pomagala angleška tvrdka Johnson & Phillipps, ki je spodnji zvončni rob obrnila na znotraj, da je nastal ob spodnjem robu zvonca obročast kanal (slika 70.), v katerega se nalije nekoliko olja. Na olju se ne more napraviti mokra kožica, in ker spada olje sploh med najboljša osamila, izvršujejo taki oljnati izolatorji svojo nalogo izborno. Stoprav ko je jela elektro¬ tehnika uporabljati toke poprej nepoznane silne napetosti, ni več za¬ doščal jeden sam oljnati obroč in treba jih je bilo napraviti večje šte¬ vilo. Slika 71. kaže oljnat izolator, ki ima tri kanale pripravljene za olje. Vsak prevodnik električne energije mora imeti določen prerez, ki se ravna po tokovi jakosti in po tokovem uporu, poleg tega pa tudi še po raznih mehaničnih zahtevah. S početka so jemali za prevod¬ nike železno žico, ki je bila pocinkana, da ni rjavela. Kmalu pa so jeli uporabljati bakreno žico, ki tok bolje vodi in ki ne porjavi. Ker je baker drag, se je v prvih časih električnih daljnovodov pre- mnogokrat pripetilo, da so ljudje žice potrgali in prodali, torej pokradli; zato so prišli zopet železni elektrovodi na površje. Za velike razpetine, n. pr. čez reke, soteske itd., se dobro obnaša jeklena žica; v najnovej¬ šem času pa posegajo elektrotehniki po takozvanih trdih bakrih, ki so zlitine bakra s fosforjem, silicijem in kromom. Žice od silicijeve bronze napenja tudi avstrijska telefonska uprava. Za jako napete toke uporabljajo žice od čistega bakra; ako mora biti premer prevodnikov večji nego 5 ali 6 mm, se razcepi žica v posamične pramene, tako da dobimo pravo bakreno vrv, ki se lažje upogiblje in krivi, kakor debela bakrena palica. Ker ni mogoče izhajati z jedno samo žico za vso prevodnikovo daljavo, je treba posamične žične proge tako skupaj sestaviti in pove¬ zati, da je zveza v električnem in mehaničnem oziru povsem zanesljiva. V ta namen se oba konca spiralno ovijeta drug okoli druzega ali s tanjšo žico zadostno povežeta, potem pa solidno zvarita, da je elek¬ trična zveza sigurna. O prevodniških drogovih nam ni treba mnogo omenjati. Navadno se postavljajo leseni drogovi, le v mestih zapazimo zaradi lepote in trajnosti železne drogove, ki so več ali manj okrašeni z raznimi profili in ornamenti. Oblečeni prevodniki so povsodi tam potrebni, koder leži žica z vso svojo dolžino na podlagi, ki je zmožna odvajati električne toke. Tedaj zavarujemo žico z odejo, ki se ravna po tem, koliko imamo prostora za njo, nadalje po vlažnosti prostora in slednjič tudi po nevar¬ nosti proti mehaničnemu poškodovanju. 06 Najnavadnejša odeja se napravi, če ovijemo okoli žice osamlja- jočo nit ali trak tako gosto, da je žica opredena. Stroj za oprejenje je zelo jednostaven. Na krožni ploči je pritrjena tuljava z namotano nitjo. Ploča ima na sredi luknjo, skozi katero se počasi premika žica, katero hočemo opresti. Ako se krožna ploča vrti, vrti se ž njo tuljava z nitjo vred okoli žice in jo oprede na zahtevan način. Umeje se, da združimo več takih jednostavnih strojev v večjo skupino, ki mnogo žic ob jednem ovija. Ce hočemo izolacijo napraviti solidnejšo, ovijemo okoli žice dva traka, in sicer tako, da se ovoji jednega traka prepleto z ovoji druzega. Takim žicam pravimo prepleteni ali preči p kani prevodniki Stroji za to delo so bolj komplicirani in predaleč bi prišli, ko bi jih hoteli tu podrobneje opisovati. Kot materijal za oprejenje in za prepletenje elektrodov se jemlje pri finih žicah svila, ki daje zelo tanko odejo. Ako pomislimo, da se časih rabijo žice, ki imajo le ’/ 20 mm v premeru, je jasno, da je v takih slučajih samo svila na pravem mestu. Za žice, ki imajo več nego 05 mm v premeru, zadošča cenejši bombaž, ki pa prerad vpija vlažnost. Da mu preprečimo to razvado, ga napojimo s čistim bučelnim voskom ali pa s cenejšim in seveda slabšim gališkim podzemnim voskom (ozokeritom). Tudi parafin, asfalt, katran in smolne tvarine nam rabijo v jednake svrhe. Ravnokar opisana izolacija žic zadošča tedaj, ako hočemo prevod¬ nike zavarovati samo proti vlažnosti. Proti pravi mokroti pa je treba boljših odej, ki so popolnoma nepremočne in dobro osamljajoče. V ta namen je W. pl. Siemens prvi predlagal in tudi uporabljal znano gutaperčo. Ta smola tvori segreta, plastično, vlečno testo, s katerim ogrnemo prevodnike. Stroj, ki tlači gutaperčo krog žice, kaže šema- tična slika 7 1. 97 Dva horizontalna cilindra E in F sprejmeta vase mehko gutaperčo. Bata G in H potiskata in tlačita mehko maso proti središču, kjer mora lesti v okroglo cev K. Pod to cevjo se nahaja prevrtan kovinski kos L L. Skozi vertikalno luknjo tega kosa se potiska počasi žica navzgor v cilinder K tako, da se giblje natanko v osi cilindrovi. Ob jednem stiskata bata G in H mehko gutaperčo v cev K; iz te cevi stopa tedaj žica, ki je ogrnjena z odejo od gutaperče. Da se gutaperča bolje prime žice, namažejo prevodnike poprej še z lepljivo, katranu po¬ dobno maso (Chatterton-Compound), ki tesno z njimi združi gu¬ taperčo. Z mehko gutaperčo odeta žica, ki leze iz stroja, mora končno v mrzlo vodo, kjer se mehka masa shladi in strdi. Sedaj je prevodnik gotov; treba ga je le še naviti na vreteno, potem pa pride na kup- čijski trg. Gutaperča oksidira na zraku in se kmalu osuši. Zato ni posebno uporabna za prevodnike, ki leže na suhem in nepokriti. Tem boljša pa je v vodi in v vlažnih tleh, kjer ostane povsem neizpremenjena. Za podzemne in podmorske kablje je torej gutaperča velevažno in skoraj neprecenljivo sredstvo za nepremočno odejo in za sigurno izolacijo pre¬ vodnikov. Poleg gutaperče je tudi kavčuk na glasu kot izborna odeja za elektrovode. A ker ne tvori v toploti mehkega testa, ki bi se pozneje strdilo, ga je treba na drug način oviti krog žice. Dve sveži kavčukovi ploskvi se jako tesno sprimeta, ako ju pritisnemo drugo na drugo; bratje Siemens v Londonu so uporabili to svojstvo ter zgradili stroj za izoliranje žice s kavčukom, pri katerem izkoriščajo ravnokar ozna¬ čeno lastnost kavčukovo. Stroj polaga golo žico na trak od kavčuka ter jo ob jednem pokriva z ravno takim trakom. Dva krožna noža obrezujeta robove trakov, za njima pa stiskata dva valja sveže robove skupaj in jih privihujeta krog žice. V obče je kavčuk težje obdelovati, kakor mehko gutaperčo, in zato so tudi kavčukove izolacije redkejše. Najboljše kavčukove prevodnike dobivamo z Angleškega, kjer jih tvrdka Hooper obdaja s štirimi legami kavčuka. Najprvo navije krog žice v nasprotno mer dva kavčukova traka, potem položi na okoli trak od kavčuka, pomešanega s cinkovim oksidom, in slednjič napravi odejo iz dveh kavčukovih trakov po me¬ todi bratov Siemens. Te četvere lege od kavčuka zavaruje končno še s solidno platneno odejo. Z gutaperčo ali pa s kavčukom obdani elektrovodi so izvrstni, dokler je odeja nepoškodovana. Kjer se je pa bati vnanjih napadov, je treba to odejo še posebej zavarovati z močnejšimi tvarinami, ki bra¬ nijo sovražniku do občutljive mase. Za ta namen je svinec izborno 7 08 sredstvo. Odeja od svinca objame prevodno žico tako sigurno, da ne more najmanjša vlažnost do izolacije, ob jednem pa brani žično odejo proti mehaničnim poškodbam. Odkar znajo električne tvrdke delati za¬ nesljive svinčene odeje okoli elektrovodov, je celo gutaperča izgubila velik del svoje nenadomestljivosti. Pod svinčenim plaščem zadoščajo namreč tudi drugi izolatorji, n. pr. odeja od jute, napojena z osamljajo- čimi tvarinami. Tako se ognemo dragi gutaperči, ki ima danes pre¬ veliko ceno, da bi jo mogli splošno uporabljati za izoliranje elektro- vodnih žic. Svinčena odeja se napravi okoli prevodnika na sličen način, kakor odeja od gutaperče; svinec se namreč ogrinja okoli žice s strojem, ki je do cela podoben onemu, katerega smo videli na sliki 72., samo da je treba za izpremembo svinca v plastično maso razpolagati z ogrom¬ nim tlakom. Zategadelj so dotični stroji dokaj močneje zgrajeni in imajo silnejše priprave za stiskanje, nego stroj za proizvajanje gutaperčne odeje. Preden nastopi prepletena žica svojo pot skozi stroj, mora iti še skozi raztopljeno, do 180° zgreto maso, ki poveča osamljajočo moč tkanine. Vročina izžene ob jednem tudi zadnje sledove vlažnosti, ki so se more¬ biti še nahajali na žici ali pa na njeni odeji. Z izolirajočo maso napojeni prevodnik pride potem kar vroč v stiskalni stroj. Za potiskanje bata proti svincu, ki je v cilindru, uporabljajo se posebna hidravlična tiskala. Svinec se vda silnemu tlaku, postane plastičen in obleče pre¬ pleteno žico na jednak način, kakor to vemo o gutaperči. — Novejši stroji ne uporabljajo mrzlega svinca za odejo, temveč vročo kovino, ki postaja z manjšim pritiskom plastična, nego mrzel svinec. Takim strojem je dodana še posebna peč, ki segreva svinec do zahtevane temperature. Ako se je bati surovih mehaničnih poškodeb, ovijemo svinčeno odejo še z železnim trakom, ki varuje tudi proti živalski sili ali pa proti motiki in krampu delavčevemu. Na ta ali drug način zavarovana prevodna žica se imenuje tudi duša kabljeva. Kadar mora imeti duša velik prerez, vzamemo mesto jedne debele žice več tanjših pramenov, ki skupno zadoščajo zahtevanemu prerezu. Tak prevodnik se lažje zavija in polaga, kakor oni, ki ima masivno debelo dušo. Podzemni elektrovodi ali kablji, katere uporablja ljubljanska električna naprava, imajo duše do 500 mm 3 v prerezu. Za vzgled naj navedem ljubljanski kabelj srednje vrste. Duša njegova je sestavljena iz 37 paralelno ležečih žic, izmed katerih je jedna izolirana, da služi v kontrolne in poskuševalne namene. Ostalih 36 žic ima 400 mm 3 prereza. Okoli teh žic je odeja od stisnjene jute. Juto ogrinja plašč od svinca, a svinčeno odejo obdaja zopet plašč od jute, napojene z asfaltom. Krog tega plašča sta spiralno navita dva železna traka, a končno je kabelj še ovit z jedno lego jute, z asfaltom nasičene. Kabelj ima torej 9Q od znotraj na zunaj naslednje koncentrične dele: 1.) dušo, 2.) odejo od jute, 3.) odejo od svinca, 4.) odejo od jute, 5.) železni plašč in 6.) še jedno odejo od jute. Vnanji premer tacega kablja meri 52 mm in vsak tekoči meter tehta 10'46 kg. Opisani kabelj je j e dno ten, kajti ima samo jedno dušo, ki vodi tok le v jedno mer, bodisi od centrale proti odjemališču ali pa nazaj od odjemališča proti centrali. Mogoče pa je tudi vložiti dovodno in odvodno žico v skupno izolirajočo maso ter napraviti jeden sam kabelj, ki krije v sebi oba elektrovoda. Tako dobimo dvoj na te kablje; jedna duša je v središču, druga duša, oziroma njeni prameni pa so koncen¬ trično razvrščeni okoli prve. Da morata biti duši skrbno izolirani druga od druge, je pač samo po sebi umevno. Sliki 73. in 74. predstavljati dvojnat koncentričen kabelj v narisu in v prerezu. Pri prvem so po¬ samične plasti stopnjevato odrezane in razgaljene, da se vidijo po vrsti vsi deli kablja. Slika 73. Koncentričen kabelj. Slika’74. Za trovodne mreže se izdelujejo celo trojna ti kablji, ki nosijo tri koncentrične duše v sebi. — Način izolacije in zavarovanja proti mehaničnim poškodbam se ravna od slučaja do slučaja po dani nalogi in je seveda tudi različen po tvrdkah, ki izdelujejo kablje. Navedeni ljubljanski kabelj je dobavila tvrdka Siemens & Halske, naslikani kon¬ centrični kabelj pa je od tvrdke Ganz & Co., ter je uporabljen pri električni centrali v Rimu, ki je zgrajena za izmenične toke. Iz teh podatkov bode čitatelj lahko sklepal, da je podzemni ali podvodni kabelj jako draga stvar, in to tem bolj, ker moramo poleg materijala in mehaničnega dela upoštevati tudi premnoge duševne na¬ pore, katere zahteva izdelovanje kablja. Treba je neprestanega stro¬ kovnega nadzorstva; vsak centimeter kablja se mora večkrat skrbno preiskati in izvršiti je na njem obilo kontrolnega merjenja. Zato je umevno, da ne reprezentuje kabelj le velike materijelne vrednosti, temveč tudi ogromno svoto duševnega dela, katero je treba istotako primerno pla¬ čati. Uporaba kabljev je torej mogoča samo tam, kjer je dovolj novcev na razpolaganje. 7’ 100 Podzemne kablje polagajo v jarke, ki so približno 60 cm globoki. Dno jarka se navadno posuje s peskom; nanj se položi kabelj, a slednjič se pokrije z jedno lego opeke. Potem se jarek zasuje in kabelj je po¬ ložen. Ker se kablji ne izdelujejo v poljubnih dolžinah — prej opisani ljubljanski kabelj s 400 mm 2 prereza se prodaja n. pr. le v dolžinah po 173 m — je treba pri daljših progah kablje sestavljati. Kedar ho¬ čemo sestaviti dva jednotna kablja, omajimo jih najprej na konceh, da se prikaže gola duša. Vsake odeje se tem več odreže, čim bolj leži na zunaj, tako da kaže kabljev konec vse odeje v koncentričnih stop¬ njah, iz katerih moli gola bakrena duša, kakor na sliki 73. Kovinska konca obeh kabljev se deneta v bakren, znotraj pocinjen čeljustni precep, potem pa se čeljusti pritisneta z vijakom krepko na oba konca; s tem smo ju združili in tok prehaja brez zadržkov iz jednega kablja v druzega. Slika 75. Zveza dveh podzemnih kabljev. Da razgaljena konca zavarujemo v električnem in mehaničnem oziru, položimo združena konca v pločnato železno škrinjico (mufo), ki sestoji iz spodnje in zgornje polovice. V spodnjo polovico se vložita s precepom zvezana kablja; na nju se povezne zgornja polovica mufe in potem se obe polovici z vijaki trdno združita. Skozi posebno luknjico zgornje polovice se škrinjica popolnoma zalije z asfaltom; ko se še ta luknjica zatvori z zamaškom, je zveza obeh kabljev dovršena. Konca ležita sedaj varno in zanesljivo v asfaltu železne mufe. Slika 75. kaže v vertikalnem prerezu, kako sta zvezana dvojnata koncentrična kablja v železni mufi. A in A sta konca kabljev, B, B je odgrnjena svinčena odeja, J, J odeja od jute, i, i izolacija med notranjima in vnanjima du¬ šama. Prav na sredi slike zapazimo razgaljeni, vrvi podobni centralni duši, sestoječi iz več žičnih pramenov. Duši ležita v precepu s čeljustima a a in a’ a’, ki s pomočjo vijaka b stiskata in družita obe osrednji duši. Tako sestavljamo jednotne kablje. Pri našem dvojnatem kablju pa je 101 treba zvezati tudi obe drugi koncentrični duši. Pramene teh duš zapa¬ zimo na vsacem kablju poleg jute J. Posamične žice so pravokotno nag¬ njene od kablja in stisnjene med dve kovinski krožni ploči c c’, oziroma c’ c, med katerima vidimo pramene v prerezih. Ako sedaj ploči c c’ in c’ c zvežemo s kovinskim locnjem — ki pa v naši sliki ni narisan — smo ob jednem sestavili vnanji, koncentrični duši obeh kabljev. Slika 76. predstavlja zvezo dveh druzih koncentričnih kabljev, in sicer s pogledom od zgoraj. Pokrov je odstranjen in vidita se locnja, ki vežeta vnanji duši. Prameni obeh teh duš niso stisnjeni med okrožne Slika 76. Odprta mufa za koncentrične kablje. ploče, kakor pri sliki 75., temveč duša je razpostavljena in na vsako Stranje izpeljana polovica pramenov, obe polovici pa sta slednjič z locnjem združeni. Na jednak način postopajo pri razcepljevanju kabljev. Sliki 77. in 78. nam kažeta, da se tudi v tem slučaju kablji na koncu omajijo, goli konci pa s primernimi precepi združijo. Slednjič se zvezani kablji vlože v železno mufo, ki ima mesto dveh tri vhode. Sliki 77. in 78. Odcepljenje dveh kabljev in njuna mufa. Slika 79. razlaga še bolj jasno, nego prejšnja, kako se odcepi kabelj. Tu vidimo tudi, da osrednja duša glavnega kablja ni prerezana, temveč samo razgaljena. Precep jo druži z osrednjo dušo odcepljene veje. Prameni vnanjih duš so razdeljeni na polovice, ki so s precepi 102 zvezane med seboj in z razpolovljeno vnanjo dušo odcepljenega elektro- voda. Kjer se steka več kabljev skupaj na jednem mestu, vzida se v tla večja železna omara, v kateri so nameščene zveze posamičnih kabljev. Omara ima vratca in je poglobljena v jamo, ki je vrhu ceste ali tro- toarja pokrita s pokrovom, da pridemo poljubno do omare in da nam je osigurjen pristop do kabljev, kadar jih hočemo popravljati in meriti, ali pa kadar priklopujemo nove prevodnike v mrežo. Čestokrat polagamo kablje le po jednem delu elektrovodne mreže, n. pr. po obljudenih in lepih ulicah, katerih ne preprežemo radi z nad¬ zemnimi elektrovodi; kjer se pa prične manj važna proga, hočemo tok napeljati zopet po nadzemnih prevodnikih. Tedaj je treba posebnih priprav za prehod kabljev v zračne tokovode. Tam, kjer naj podzemni pre¬ vodnik zapusti tla, postavimo tako zvane razdelilne drogove. To so otli železni stebri, ki sprejemajo iz zemlje kabelj vase. Vrh droga je mala omarica v podobi lične kroglje, v kateri se kabelj končuje. Konec mu na že znan način olupimo in dušo razcepimo po potrebi v posamične pramene, katere napeljemo iz omarice do izolatorskih zvoncev, ki so nameščeni okoli nje. Na zvoncih so žice priklopljene na zračne elektrovode, po katerih gre tok dalje do odjemališča. Delitev toka. Današnja elektrotehnika ima jako obsežno na¬ logo. Oddajati mora energijo v daljne kraje; na tisoče žarnic oskrbuje po ulicah, po javnih lokalih in privatnih stanovanjih; ob jednem na¬ paja obločnice po velikih trgih in živahnejših prometnih žilah, a v 103 obrtniških delavnicah oddaja istodobno gonilno silo za motorje, ener¬ gijo za taljenje, za kemične procese. Pri tem ne sme jedna uporaba motiti druge. Vsaka žarnica mora goreti za se in ne sme biti zavisna od svoje sosede. Obločnice naj razsipajo svojo luč, ne meneče se za druge dogodke v elektrovodni mreži, in motorji naj teko mirno in zanesljivo, ne glede na to, kaj delajo žarnice, obločnice in kar je sploh še stak¬ njenega v istem tokovem krogu. Vsem tem zamotanim zadačam mora elektrotehnik ustreči; razdeliti mora električno energijo na najfineje, medsebojno nezavisne grane, ob jednem pa ostati v mejah izpeljivosti in rentabilitete celega podjetja. Način stikanja je po tem takem velevažen in odločilen pri vsaki večji električni napravi. S početka je poznala elektrotehnika le zaporedno, vrstno ali serijsko stikanje svetilnic in aparatov. To stikanje nam pojasnjuje slika 80. Od dinama D teče električni tok v vnanji tokovod, ki ima na mnogih krajih vdejane žarnice. Razmere so slične, kakor pri vodotoču, ki goni več zaporedno postavljenih mlinskih koles, kakor na sliki 81. Voda se ne deli v stranske vodotoče, temveč na vsako kolo pada vsa voda. Vsako kolo izkorišča torej vso vodo, a le jedno tretjino skupnega vodnega strmca. Tako je tudi pri zaporedno staknjenih elek¬ tričnih svetilnicah. Skozi vsako luč teče ves tok, a od skupnega strmca, rekše od skupne napetosti, pride na jedno žarnico le primeren del. Za- sllka 80 poredno stikanje pomeni torej de- v-v—o—o—o-o-n lite v napetosti. Ako na primer r£)-, Q 20 obločnic, od katerih potrebuje S-' 7 Y vsaka 45 voltov napetosti in 10 am- -O-O-O—O—O—O—o—o—O—O—r perov jakosti, zaporedno staknemo, Zaporedno stikanje svetilnic. teče skozi vse obločnice isti tok in za vse zadošča jakost 10 amperov, dočim mora napetost toka znašati 20 X 45 = 900 voltov. Zaporedno stikanje je gotovo najjednostavnejše in najcenejše sredstvo za prevajanje električne energije in za njeno delitev, a žal, da ima mnogo napak. Tokova napetost narašča s številom svetilnic in kmalu postane tako velika, da toka brez nevarnosti za življenje ne moremo napeljati v stanovanja. Pri našem zgledu potrebujemo za 20 obločnic 900 voltov napetosti, torej tok, katerega se vsakdo boji in ogiblje. V takem nerazcepljenem tokovodu vlada povsodi ista jakost in zato smemo vtakniti vanj le aparate, ki zahtevajo stalno jakost toka, katera se tudi med delovršbo ne izpreminja. Ako ugasne le jedna svetilnica, ako je torej elektrovod le na jednem mestu pretrgan, ugasnejo tudi vse druge svetilnice. Vsaka poškodba dovodne ali pa odvodne žice pri kakem 104 elementu pretrga tok in vzame energijo vsem drugim odjemalcem. Re¬ gulacija tokove jakosti provzroča mnogo težav in veliko pozornosti, po¬ sebno pa tedaj, ako se uporaba energije hitro in v širokih mejah iz- preminja. Zaporedno stikanje je torej le pri malih električnih napravah v navadi, a za širše namene ne zadošča. Splošno uporabna pa je druga vrsta stikanja, ki nam je že znana kot vzporedno ali paralelno stikanje. Pri tem stikanju so sve- Slika 81. Zaporedno stikanje, upodobljeno s tremi vodnimi kolesi. tilnice in aparati vvrščeni drug poleg druzega ali vzporedno. Se- matična slika paralelno stak¬ njenih svetilnic spominja na na¬ vadno lestvico, pri kateri so sve- tilnice vtaknjene v posamične kline, dočim sta lestvenici glavni dovodni in odvodni žici. Slika 82. kaže več vej elektrovodne mreže, v katerih so žarnice na označeni način staknjene vzporedno. Ako tudi to stikanje primerjamo z razvrščenjem mlinskih koles, do¬ bimo sliko 83. Na njej vidimo, da se je voda razcepila na 3 vodotoče. Vsako kolo dobiva sedaj le jedno tretjino skupne vodne množine, a ves strmec, kar ga je na razpolago. Slične so razmere pri vzporedno staknjenih svetilnicah. Vsaka dobiva samo razme- ren del skupne električne množine (ja¬ kosti), a ves strmec (napor), kar ga biva v elektrovodu. Vzporedno sti¬ kanje pomeni torej delitev tokove jakosti. Ko bi poprej omenjenih 20 obločnic, katerih vsaka zahteva tok z napetostjo 45 voltov in jakostjo 10 amperov, zaporedno staknili, bi morala biti napetost na pritiskalnih vijakih dinamo - stroja 45 voltov, tokova jakost pa 20 X 10, torej 200 amperov. Vsak dovod do posa- Paralelno stikanje. Delitev toka. mične obločnice — primerjaj kline v lestvici! — bi vodil po 10 amperov. Umeje se samo po sebi, da je množina uporabljive energije pri obeh vrstah stikanja jednaka, ako se ne oziramo na izgube v prevod- 105 nikih. Pri zaporednem stikanju 20 obločnic potrebujemo po našem zgledu tok 10 amperov in 900 voltov, torej efekt 10 X 900 = 9000 voltov. Pri vzporednem stikanju pa ima tok 200 amperov in 45 voltov; njegov efekt je torej zopet 200 X 45 = 9000 voltov. Razlika med obema me¬ todama je po tem takem — ne glede na varnost — v množini ma¬ terijah uporabljenega za prevodnike. Vprašanje po primerni delitvi električnega toka je postalo prav za prav še le tedaj nujno, ko je Edison razsvetljavo z žarnicami dognal do popolne rešitve. Pri obločnih vadno neznatno, a žarnic gori na močjo jedne in iste mašine. Vsak svetilnicah je število odjemališč na- tisoče v istem tokovodu, torej s po- abonent hoče biti popolnoma neza- visen od soseda; prižigati in ugaševati želi svoje luči, ne oziraje se na druge odjemalce, a pri tem zahteva, da mu vsaka svetilnica gori z jednakomerno in neizpremenjeno svetljivostjo, če tudi se število pri¬ žganih žarnic vedno menjava. Vsaka svetilnica mora biti povsem samo¬ stojna in nezavisna od drugih. To zadačo je Edison rešil, ko je začel žarnice vzporedno sti¬ kati. Pri vzporedno razvrščenih svetilnicah je skupni upor vna¬ njega tokovega kroga manjši, nego upor vsake posamične žar¬ nice. Ako imajo njih dovodne žice (katere lahko poljubno oja¬ čimo) tako ne naten upor, da ga nam ni treba upoštevati, lahko pravimo, da biva na konceh vsake žarnice jedna in ista poten¬ cialna diferenca, namreč ona, ki se nahaja na pritiskalnih vijakih dinamo-stroja. Glavnim prevod¬ nikom od stroja dalje pa do zadnje žarnice damo toliko debelost, rekše tako mal upor, da znaša njih naponska izguba, ki je produkt iz tokove jakosti in upora, na vsej poti le 2 do 3 odstotke. Dokler je tedaj naponska diferenca na vijakih mašine neizpremenjena, toliko časa se tudi tokova jakost v krogu, čigar upor je stalen, ne izpremenii vsaka svetilnica gori normalno ter nezavisno druga od druge, ako le pazimo, da ostane napetost toka na pritiskalnih vijakih dinamo stroja vedno na isti višini. Kadar dinamo-stroj ne napaja samo žarnic, temveč tudi motorje, se motorji v vzporednem stiku jednako obnašajo, kakor žarnice. Ce je 106 napetost na konceh dinamo-stroja stalna, dobiva vsak motor tok one jakosti, ki je potrebuje za svoje delo, Ker ostane naponska razlika v glavnih tokovodih, torej tudi na polih motorja, neizpremenjena, mora imeti motor tako odmerjen upor, da dobiva pri tej stalni napetosti vedno tisto množino toka, ki je potrebna za njegovo normalno delovršbo. Po Edisonovem zgledu navadno uporabljajo električne centrale z istomernimi toki napetost 100 ali 110 voltov, v novejšem času pa tudi 150 voltov. Žarnice so torej tako konstruirane, da dajo pri tej napetosti normalno svetljivost, n. pr. 16 sveč. Ravno tako zahtevajo motorji isto napetost. Med dva prevodnika, ki imata n. pr. 110 voltov naponske razlike, lahko seveda vtaknemo tudi obločne svetilnice. Ker uporablja obločnica ca. 45 voltov napetosti, moramo dve taki sve- tilnici, zaporedno staknjeni, vdejati med naša glavna prevodnika; napor obločnic bi znašal sedaj Q0 voltov, a ker dobiva dotična veja 110 voltov, je treba prebitek napetosti, namreč 20 voltov, zajeziti s posebnim uporom, o katerem bodemo pri obločnicah še podrobneje govorili. Umeje se, da smemo med prevodnike z napetostjo 110 voltov vtakniti tudi žarnice, ki potrebujejo manjšo napetost nego 110 voltov. V tem slučaju moramo toliko žarnic zaporedno stakniti, da znaša vsota nji¬ hovih napetostij ravno ali vsaj približno 110 voltov, torej n. pr. 4 žar¬ nice po 26 voltov ali 14 žarnic po 8 voltov i. t. d. Pri centralah z izmeničnimi toki proizvajajo tudi toke z napetostjo 100 do 50 voltov; le časih se zadovoljujejo z napetostjo 72 voltov, ker se lahko pri tej napetosti že dve obločnici za izmenične toke (a 30 voltov) z malim uporom vred vtakneta v tokov krog. Sistem paralelnega stikanja je po tem takem izborno sredstvo za delitev električne energije. Glavna njegova zahteva ostane vedno, da je napetost na pritiskalnih vijakih dinamo-stroja neizpremenjena. V ta namen mora strojevodja napetost neprestano kontrolirati s posebnim aparatom, kateremu pravimo voltomer in katerega hočemo pozneje opisati. Ako se napetost izpremeni, je treba takoj regulirati stranski stik stroja in spraviti napetost na normalno, predpisano višino. Stranski stik si regulira mašina tudi avtomatično, in sicer s pomočjo posebnih elektro¬ motorjev, ki vtikajo, oziroma izločujejo primerne upore s stransko vejo. Le malokdaj reguliramo napetost dinamo-stroja tako, da prestavljamo zbiralne ščeti ali pa da izpreminjamo število vrtežev kotvice, torej šte¬ vilo tur parnega stroja. Kadar moramo imeti mnogo električne sile na razpolaganje, po¬ stavimo v centrali več dinamo-strojev, katere po potrebi stikamo. Upo¬ raba elektrike se namreč jako menjava in je zavisna od mnogih fak¬ torjev, osobito od dnevnega časa. Svetilnice gore skoraj izključljivo le zvečer in po noči, a motorji teko navadno po dnevu. Zato imamo v 107 centrali več vzporedno staknjenih dinamo-strojev pripravljenih, ka¬ terih vsak zase daje tok določene jakosti. Stoprav tedaj, ko narašča uporaba in ko zahteva naprava več toka, nego ga daje prvi dinamo, priklopimo k prvemu drugo, in potem tretjo mašino. To se mora tako zgoditi, da konsumentje ničesar ne zapazijo — svetilnice ne smejo niti bolj svetlo, niti bolj temno goreti, ko priskoči nova mašina na pomoč. Do sedaj smo vedno govorili o tokovem krogu, ki ima po dva prevodnika; jeden vodi tok od stroja proč proti konsumentu, drugi pa ga vodi zopet nazaj. Od centrale izvirata torej dva glavna elektro- voda, recimo z napetostjo 110 voltov; tam pa tam se odcepita od teh dveh žic zopet po dva .prevodnika i. t. d. Obrazec takega prevajanja nam podaje slika 82. na strani 104. Od dinama D odhajata dve glavni žici; od njiju se cepita na razne kraje po dva in dva prevodnika -—■ veje druge vrste — ki nosita žične pare tretje vrste; v te so žarnice paralelno staknjene. Tak sistem se zove dvovodni sistem. Dvovodni sistem je sicer najjednostavnejši in najpreglednejši, a za večje razdalje je razmerno drag. Glavni prevodniki morajo voditi tok do vseh važnejših odjemališč in zato jim je nositi velike množine toka. Imeti morajo neznaten upor, sicer bi se razvilo v njih mnogo Joule-ove toplote in izguba na napetosti bi preveč narasla. Prevodne žice zahte¬ vajo torej velik prerez. Praksa je pokazala, da je dvovodni sistem samo tedaj ekono¬ mičen , ako ni zadnja sve- tilnica več nego 800 m od di- namo-stroja oddaljena. Dvo¬ vodni sistem je torej prikladen samo za okraje, ki nemajo večjega radija kakor 800 m. Da bi premagala tudi večje razdalje, sta Edison in Hopkinson izumela jako ugodno kombinacijo, katero imenujemo trovodni sistem. V centrali stojita dva zaporedno staknjena dinamo-stroja, ki imata po 110 voltov napetosti. Njuna skupna napetost je torej 220 voltov. Od obeh končnih polov, a tudi od obeh osrednjih medsebojno zvezanih polov izhaja po jeden prevodnik. Osrednja žica je tako-zvani nev¬ tralni, kompenzacijski ali izravnovalni p r e v o d n i k. Med tem osrednjim elektrovodom in med pozitivnim, kakor tudi med nega¬ tivnim stranskim prevodnikom so žarnice, motorji i. t. d. vzporedno staknjeni (slika 84.), tako da imajo na konceh vendar le po 110 voltov napetosti. Oba glavna prevodnika vodita električno energijo podvojene napetosti, torej jim lahko damo manjši prerez. S tem znižamo troske za elektrovodno mrežo. Če pa upoštevamo troske za dva dinama, za 108 nevtralno žico in za večje število merskih in regulacijskih priprav, se pokaže, da tudi ta sistem s popolnim uspehom ne zmaga okrajev, ki imajo večje radije nego 1200 m. Pri trovodnem sistemu razdelimo svetilnice kacega okraja v dve približno jednaki skupini. Jedno skupino staknemo med pozitivno in nevtralno, drugo pa med negativno in nevtralno žico. Dokler gore vse svetilnice obeh skupin, gre tok po pozitivnem prevodniku skozi svetil¬ nice prve skupine, potem skozi svetilnice druge skupine, ki so s prvo zaporedno staknjene, in se vrača po negativni žici v dinamo-stroj nazaj. Nevtralni prevodnik je' v tem slučaju brez toka. Ako ugasne jeden del svetilnic v drugi skupini, teče po tej skupini manj toka, nego po prvi. Prvi del toka, ki ga druga skupina ne porabi, teče po nev¬ tralni žici nazaj v pripadajoči dinamo. Ko bi v prvi skupini gorelo manj svetilnic nego v drugi, bi po prvi skupini prihajalo premalo toka do svetilnic druge skupine; tedaj bi kompenzacijska žica morala dova¬ jati nekaj toka drugi skupini. V nevtralnem prevodniku se torej me¬ njava jakost toka in njegova mer ter se ravna po potrebi jedne ali druge skupine. Ko bi vse svetilnice jedne skupine ugasnile, bi moral osrednji prevodnik prevzeti preva- Trovodna mreža z akumulatorsko baterijo in jcdnim samim dinamo-strojem. janje celega toka jedne skupine. Ker se pa to pri pravilno razdeljenih svetilnicah pač nikdar ne zgodi, ne vodi nevtralna žica nikdar veliko toka; zato ji damo manjši premer, kakor ga imata obkrajna prevodnika in s tem prihranimo nekaj bakra. Trovodni sistem se danes upo¬ rablja pri vseh večjih centralah z istomernim tokom; ta sistem zahteva dva dinamo-stroja po 120vol- Jednega teh strojev pa lahko nado- tov, ki sta zaporedno staknjena. mestimo z akumulatorsko baterijo, ki ima napetost 2 X 110 = 220 voltov, ako proizvaja ostala mašina tudi tok 220 voltov. Stroj napolni akumu¬ latorje; še le od teh so žice napeljane v mesto, in sicer tako, da izvirata obkrajna prevodnika od obeh skrajnih akumulatorskih stanic, nevtralna žica pa od osrednje Staniče. Dotično uredbo razlaga slika 85. V novejšem času zadošča za trovodni sistem celo jedna mašina sama brez akumulatorjev. Berolinski tvrdki «Allgemeine Elektricitats- Gesellschaft (A. E. G.)» se je namreč s posebnim naponskim de¬ livcem posrečilo pri jednem samem dinamo-stroju z napetostjo 220 voltov vvesti tretjo (nevtralno) žico. Dotičnega naponskega delivca pa tu ne moremo podrobneje opisovati. 109 Poleg trovodnega sistema so tam pa tam uporabili tudi petero- vodni sistem, ki zahteva 5 žic in 4 dinamo-stroje. Žarnice so med temi glavnimi prevodniki staknjene v skupinah, ki obsegajo po 4 zaporedno staknjene svetilnice. S takim sistemom zmagujemo še večje razdalje nego s trovodnim, a vsa mreža postane vsled mnogoštevilnih žic jako nepregledna in težko jo je sigurno nadzorovati. Trovodni sistem je torej nekaka meja za mnogovodne naprave. Ako moramo okraje, ki imajo večje razdalje nego 1200 m, oskrbovati z električno energijo, treba je urediti več central ter vsaki določiti po¬ sebno, omejeno ozemlje. Za take večje razdalje bodemo po tem takem rajše posezali po izmeničnih tokih in transformatorjih. Izmenične toke preva¬ jamo po glavnih elektrovodih z veliko napetostjo, a malo jakostjo, na odjemališčih pa jih pretvarjamo v toke z malo napetostjo in veliko jakostjo. Zato dajemo glavnim žicam brez skrbi velik upor, to je, upo¬ rabljamo tanke žice in prevajamo energijo ceno v daljne kraje. Posamične svetilnice, motorji, aparati i. t. d. morajo tudi tukaj biti nezavisni drug od druzega in prirejeni za malo napetost, večinoma za 100 ali 110 voltov. Te pogoje je mogoče izpolniti, ako vse transformatorje, t. j. njih primarne ovoje, med glavnimi prevodniki vzpo¬ redno staknemo. Pri tej uredbi proizvaja centrala, stoječa daleč iz mesta, izmenične ali pa vrtilne toke. Če potrebujemo mnogo električne energije, posta¬ vimo več strojev, katere staknemo paralelno. Vzporedno stikanje strojev za izmenične toke je s početka delalo mnogo težav, a danes se iz¬ vršuje povsem točno in sigurno. Nastale jako napete toke pošiljamo po tenkih žicah v glavne tokovode, in sicer pri jednofaznem izmeničnem toku v dve žici, pri vrtilnem toku pa v tri žice. Tretji prevodnik po¬ draži na prvi pogled naprave z vrtilnimi toki; a to ni istina, kajti za vse tri prevodnike zadošča isti skupen prerez, kakor za dva prevod¬ nika pri čistem izmeničnem toku. Tedaj je samo montiranje nekoliko dražje, a to ne pride v poštev nasproti drugim ugodnostim vrtil¬ nega toka. Po glavnih prevodnikih se tedaj prevaja tok z napetostjo 1000, 5000, 10.000 in celo več voltov. Žice so napeljane nad zemljo ali pa so uporabljeni koncentrični podzemni kablji. V vsakem okraju, ki naj do¬ biva električno energijo, se odcepljujejo od glavnih prevodnikov stranske veje, ki vodijo do transformatorjev. Ti so, kakor smo že omenili, vzpo¬ redno staknjeni med glavnima žicama. Ako uporabljamo zračne pre¬ vodnike, postavljamo transformatorje v posebne hišice na drogove, na 110 hišne stene i. t. d., pri podzemnih elektrovodih pa v kleti; povsodi morajo biti dobro zavarovani proti nepoklicanemu dotikanju, ki je za¬ radi velike napetosti primarnega toka človeku pogubno. V transformatorjih se pretvarja energija toka in slednjič imamo na polih sekundarne tuljave nizko napetost 100 ali 110 voltov. Tok, ki izvira iz transformatorjev, je še le pravi uporabni tok. Med njegovima žicama stikamo svetilnice vzporedno, kakor pri istomernem toku. Od pritiskalnih vijakov sekundarne tuljave se torej odcepita dve, ozi¬ roma tri žice, ki imajo po 100 ali 110 voltov naponske diference; med temi žicami se vse žarnice, obločnice, vsi motorji i. t. d. vzporedno staknejo. Ker dobi vsak okraj svoj posebni transformator, imajo žice za te uporabne toke le male dolžine. Če je tudi prevodnikov prerez zopet večji, se instalacija vsled kratkih prog vendar ne podraži toliko, da bi izginila rentabiliteta; v tem leži cenost opisanih elektrovodnih mrež. V transformatorje neprestano prihaja tok iz glavne mreže, torej tudi tedaj, kadar ne oddajajo nikake energije. Za premagnetovanje obroča pa se porablja nekaj dela, in to ves dan, če tudi ne gori nobena svetil- nica, ki je vtaknjena v sekundarni krog. Zato gre v transformatorju izdaten del električne energije v izgubo — in to zopet nekoliko potlači naše navdušenje za transformatorje. Vse svetilnice zahtevajo stalno napetost. Na polih sekundarne tuljave vsacega transformatorja se mora torej nahajati vedno ista na¬ petost, naj se jemlje iz njega veliko ali pa malo toka. Da dosežemo konstantno napetost na imenovanih polih, moramo skrbeti, da biva tudi na polih primarne tuljave neizpremenjena in stalna napetost. Ta napetost pa je vedno nekoliko manjša, kakor je napetost na polih di- namo-stroja; na dolgi poti od centrale do transformatorja izginja namreč zmirom nekaj napetosti, in sicer tem več, čim večja je jakost toka; vsaj znamo, da je izguba na napetosti jednaka jakosti toka, množeni z uporom. V centrali je treba torej neprestano meriti jakost toka in napetost na polih tako regulirati, da dobivajo transformatorji stalno napetost. Do- tično regulacijo izvršujemo s tem, da izpreminjamo magnetno polje stroja z vtikanjem in izločevanjem primernih uporov. S početka so izmenične toke uporabljali samo za razsvetljavo, a za delavske namene niso bili prikladni, ker ni bilo na razpolaganje dobrih elektromotorjev za izmenične toke. To je bil velik nedostatek izmeničnih tokov, ki so le težko konkurirali z istomernimi toki, za ka¬ tere smo imeli tedaj že izborne motorje. Konstruktorji so se na vso moč trudili, da izumejo uporabne motorje tudi za izmenične toke. Danes je ta naloga dognana; osobito ustrezajo motorji za vrtilne toke vsem upravičenim zahtevam ekonomije in varnosti delovršbe. 111 S tem je sistem izmeničnih tokov postal jednakovrsten, časih pa celo zmagovalen tekmec starejšemu sistemu za istomerne toke, kadar de¬ limo električno energijo. Oba imata, kakor že vemo, za posebne slu¬ čaje svojo veljavo in svojo upravičenost; oba sta toliko dovršena, da sedaj ne dela delitev električne energije nobenih težav, če tudi so kra¬ jevne in druge razmere morebiti jako zamotane in sestavljene. Kjer ne zadošča jeden sistem, posežemo po drugem, ali pa upregamo celo oba nekdaj toliko sovražna si nasprotnika skupaj v jeden in isti jarem. II. Ločna (obločna) luč — obločnice. Regulacija platnenega toka. Foucault-Duboscqova obločnica. Problem delitve električne luči. Jabloškova sveča. Diferencialne svetilnice. Hefner- Alteneckova diferencijalna obločnica. Križikova obločnica. Trakovna svetil- nica tvrdke Siemens & Halske. Diferencijalna svetilnica tvrdke cAllgemeine Elektricitats - Gesellschaft«. Predloženi upor ali zaviralnik. Stenjato oglje, celovito oglje. V električnih prevodnikih se javlja po zakonu, ki nam je znan kot Joule-ov zakon, toplota; zavisna je od dveh faktorjev, namreč od skup¬ nega upora in od kvadrata tokove jakosti. Ako pošljemo dovolj močan električen tok po kovinskem tokovem krogu, se žica ogreje. Če nadalje žico na jednem mestu prerežemo, ter oba konca previdno malce od¬ daljimo, ne preneha tok krožiti, ampak premaga upor kratke zračne plasti med obema žičnima koncema in prestopa sedaj po zraku od žice do žice, tvoreč živahno, jako vročo lučico. Vsled velikega upora, ki nastane v onem hipu, ko smo žico prerezali in konca ločili, se konca tako ogrejeta, da se nekaj kovine na njih v paro izpremeni. Ko se konca ločita, napolnijo kovinske pare prostor med njima in vodijo električni tok po zračni plasti. Ker so kovinske pare dokaj slabši pre¬ vodniki, nego masivna kovina, je njihova toplota zelo velika in zadošča, da se dvigajo vedno nove kovinske pare v zračno plast med obema koncema; zato tok ne preneha in pojav je trajen. Se veliko lepše in sijajnejše se javlja opisani fenomen, ako vza¬ memo mesto kovinskih koncev palici od oglja. Treba ju je najprej skupaj stakniti, da tok začne krožiti, potem pa ju oddaljiti dva do pet milimetrov narazen. Vsled nastalega upora se razbelita ogljena konca in zračna plast med njima. Zračni molekuli dobe jako visoko tempera¬ turo (2000 — 4000° C); od razbeljenih ogljenih koncev se deloma dvi¬ gajo ogljene pare, deloma pa ju zapuščajo razbeljeni ogljeni delci, ki lete po razbeljenem zraku od oglja do oglja. Vsi ti razbeljeni deli so 113 vzrok, da se med obema ogljema pojavlja plameneti lok, tako zvana žareča luč. Velika svetloba tega loka prihaja v prvi vrsti od raz¬ beljenih ogljenih koncev, in zračni plamenen lok pride glede svetlobe še le v drugi vrsti v poštev. Ogljeni delci pa ne zapuščajo obeh ogljenih koncev v jednaki množini, ampak od pozitivne elektrode se dviguje večje število delcev, kakor od negativne. Zato nastane na pozitivnem koncu kmalu jamica ali zijalo, dočim se negativni konec še bolj poostri. Pozitivno oglje torej hitreje izgoreva, kakor negativno. Pri istomernih tokih je treba dati pozitivnemu oglju približno šejedenkrat večji premer, kakor negativnemu; potem gorita oba jednako dolgo. Da se obločna luč lahko tudi z iz¬ meničnimi toki proizvaja, kaže Joule-ov zakon, ki ne pozna tokove meri, temveč le njegovo jakost in upor. Ako se izmenični toki dovolj hitro menjavajo — 100 menjav v 1 sekundi zadošča popolnoma — potem je luč povsem nepretrgana in slična oni, ki jo dajo istomerni toki. Vendar se v jednem oziru razločujeta obločni luči, če sta provzro- čeni po istomernem ali pa po izmeničnem toku. Pri istomernem toku so svetilnice tako urejene, da je zgornja palica pozitivna, spodnja pa negativna. Na zgornjem koncu se kmalu izdolbe jamica, pravcato ža¬ reče zijalo, ki reflektorju jednako svoje žarke pošilja navzdol. Svetloba se po tem takem ne širi na vse strani, ampak v prvi vrsti navzdol; ker pa luč večinoma potrebujemo le v nižini pri tleh, je ta uredba jako ugodna. Drugače je pri izmeničnih tokih. Tu je vsaka elektroda zapo¬ redoma pozitivna in negativna. Na nobenem koncu se ne pokaže svetlo zijalo, oba gorita jednakomerno in mečeta svetlobne žarke na vse kraje, torej tudi na stran in kvišku, kjer jih ne potrebujemo. Zato je efekt navzdol slabši; povečati ga moramo z umetnimi reflektorji. Svetloba obločne luči je zavisna od jakosti toka, ki teče skozi ogljena konca. Njene meje so zelo široke. Danes gradijo obločnice, ki imajo svetlobe za nekaj sto, pa tudi take za stotisoč sveč. Znano nam je že iz prejšnjih oddelkov, da je obločno luč ali, kakor ji še pravimo, Voltovo luč prvi opazoval ^ir Hu,mphry Davy, ki je leta -^810. delal poskuse z baterijo 2000 elementov. Za luč je jemal lesno oglje, katero je najprej razbelil v ognju, potem pa ugasnil v živem srebru. Pozneje so rabili v ta namen oglje iz plinovih retort, a Bunsen je prvi predlagal umetno narejeno oglje, ki se zdaj povsodi uporablja. Plameneni oblok počasi použiva ogljena konca, razdalja med njima postaja vedno večja in slednjič je tok ne more več zmagovati. Luč bi ugasnila, ko bi koncev pravočasno zopet ne zbliževali, ko bi torej ne skrbeli, da ostane razdalja vedno jedna in ista. 8 114 Prvi pogoj za praktično uporabo obločne luči je po tem takem, da sta ogljeni palici pregibljivi in da moremo razstoj med obema kon¬ cema regulirati. Razdalja ogljenih koncev se mora ravnati po ja¬ kosti toka, ki kroži po loku; zavisna je tedaj od števila amperov, ki gredo skozi svetilnico. Najbolj ugodno je, ako meri razdalja koncev pri svetilnicah, katere napajamo s 5 do 8 amperov, samo 1 — 2 mm, pri svetilnicah z 8 — 10 amperov k večjemu 3 mm in pri močnejših sve¬ tilnicah kake 4 — 5 mm. Posebna priprava mora ogljeni palici v pričetku skupaj stakniti, da začne tok krožiti od oglja do oglja, potem pa ju mora zopet raz- družiti, da nastane plamenen lok. Ker ogljena konca gorita, postajata vedno krajša, tedaj ju je treba vedno za toliko zbliževati, za kolikor sta odgorela. Slednjič pa mora regulacija zravnavati vse slučajne in morebitne izpremene v tokovi jakosti, rekše, povečati mora razdaljo ogljev, ali kar je jedno in isto, povečati upor, ako tok prehudo naraste, obratno pa oglja približati ali upor zmanjšati, ako napajalni tok iz katerega koli vzroka oslabi. Najbolj jednostavno regulacijo ogljenih palic nam kaže slika 86., ki ne potrebuje nobene posebne razlage. Obe ogljeni palici se kar z roko približujeta druga drugi. Regulacija z roko pa je mogoča samo za malo časa, kadar ne potrebujemo dolgotrajne luči, n. pr. za efekte na gledaliških odrih. Tudi velike obločnice na ladijah, ki mečejo svoje žarke po bližnjem morju, se navadno z roko regulirajo. Kjer pa hočemo imeti stalno in trajno luč, moramo regulacijo prepustiti posebnim mehaničnim in električnim napravam. Navadna ura, ki bi približavala ogljena konca, tu ne za¬ došča, ker oglje ne zgoreva tako pravilno, kakor gre ura. Treba je v ta namen tako zvanih samodelnih regulatorjev, katere hočemo sedaj nekoliko opisati. Najbolj jednostavno električno sredstvo za regulacijo svetlobnega loka so elektromagneti. Ako pošljemo tok, ki naj provzroča luč, najprej okoli jedra od mehkega železa, potem se železo pomagneti in privlačuje k sebi premično kotvico, katero smo mu postavili nasproti. Ker je privlačna sila elektromagneta pri jednakih razmerah zavisna od tokove jakosti, se tudi kotva tem močneje in dalje primiče, čim jačji je tok. Gibanje kotvice se lahko z mehaničnimi sredstvi, zobatimi kolesi in nazobčanimi palicami prenese na ogljeno palico. Ko postane raz¬ dalja med ogljema premajhna, torej tok premočen, potegne elektro- 115 magnet kotvico k sebi; tedaj kolesa, ki stoje s kotvico v zvezi, toliko razmaknejo ogljeni palici, da postane upor, torej tudi tokova jakost normalna. Samo nekaj je treba še pomisliti. Ko bi kotvice ne držala nikaka sila nazaj, bi jo elektromagnet popolnoma k sebi potegnil in pri sebi obdržal. Da se to ne zgodi, moramo privlačevalni sili magneta nasproti postaviti drugo silo, ki skuša kotvico oddaliti od magneta. Tako silo nam daje n. pr. jekleno pero, ki vleče kotvico kvišku, če jo vleče magnet navzdol. Pri določeni legi kotvice vlada ravnotežje med obema silama, med privlačno silo magneta in med privlačno silo pe¬ resa. Vsako ojačenje toka ojači magnet, ki potegne kotvico k sebi in napne pero. Gibanje kotvice vpliva na primerno kolesje, ki razdruži ogljeni palici. A ko sta se palici oddalili jedna od druge, postane tok slabši, ž njim vred oslabi magnet, privlačna sila peresa prevladuje, kotvica se premakne nazaj in spravi ogljena konca zopet v normalno razdaljo. Po teh principih je bila zgrajena prva obločna svetilnica Foucault-Duboscq- ova, ki je svoje dni jako slovela in se še danes uporablja po fizikalnih kabinetih. Imenovana svetilnica, kakor tudi njene sorodnice, na pr. Serrinova, Ja- sparova in starejša Hefner-Altene- ckova obločna svetilnica gore samo tedaj pravilno, če se nahaja jedna sama v tokovem krogu. Ako pa jih staknemo Slika 87. Zaporedno staknjene obločne svetilnice. več v jeden in isti tokov krog, in sicer tako, da so zaporedno staknjene (na drugačno stikanje s početka sploh nihče ni mislil), potem je stvar povsem drugačna. Slika 87. nam kaže štiri zaporedno staknjene obločne svetilnice. Ako se sedaj le pri jedni svetilnici začne izpreminjati jakost toka — morebiti gori oglje nepravilno, ali ima svetilnica sama kako napako ali pa je napajalni tok nestalen — so vse druge v nevarnosti. Ce sta n. pr. oglja jedne svetilnice predaleč narazen, oglja sosednje pa v normalni razdalji, zbliža regulator oglja prve svetilnice; tok se ojači in zaradi tega začne delovati tudi regulacija ostalih svetilnic, ki so doslej pravilno gorele, ter hoče razdaljo ogljev prav po nepotrebnem povečati. Prva svetilnica gori po tem takem dobro, ostale pa slabo. Kar jedni svetilnici koristi, škoduje drugim; večni boj za obstanek se vrši med njimi, in zdelo se je s početka, da je tu regulacija sploh nemogoča. Na jednem mestu je jedna sama močna svetilnica pač dobro gorela, a ni je bilo mogoče nadomestiti z mnogimi manjšimi. Luči torej ni bilo mogoče deliti. 8' 116 Problem delitve električne obločne luči je prvi pre¬ magal Rus Pavel Jabloškov. Postavil je dve ogljeni palici paralelno in prav blizu skupaj ter skrbel za to, da je nastal plamenen lok samo na zgornjem koncu paličic. Ko oglja gorita, ostane razdalja med njima vedno jednaka. Obe ogljeni palici sta ločeni s plastjo od sadre in izolirani druga od druge. Ko ogljena konca gorita, se sadra sproti topi med njima. Vsa priprava gori kakor sveča in zato se tudi ime¬ nuje Jabloškova sveča. Da se svetlobni lok more pričeti, je treba skrajna konca ogljev združiti s slabo vodečim, tenkim koncem, ki sestoji od ogljenega prahu in neke mase. Tok stali ta mostič, in luč se prične. Jabloškov je leta 1877. razsvetlil pariško Avenue de 1’Opera s svojimi svečami. Gorele so samo po dve uri in zato je postavil štiri sveče v jedno svetilnico; samodelno stikalo je užgalo novo svečo, ko je prejšnja pogorela. Nova iznajdba je nepopisno povzdignila up v električno luč in je bila povod obsežnim novim poskusom in finančnim podjetjem. Lahko se trdi, da se je industrija z jakimi toki še le od tedaj začela razvijati v pravem pomenu besede. Jabloškova sveča je zaradi mnogih nedostatkov danes skoraj po¬ zabljena. Večjo srečo so imeli izumitelji, ki so na drug način skušali rešiti zadačo deljenja električne luči. Leta 1878. so Lontin, Mer- sanne in Fontaine skorej istočasno izumeli novo svetilnico, ki jena boljši način omogočila deliti električno luč. Pri starejših obločnih svetilnicah je bila električna regulacijska pri¬ prava (elektromagnet) direktno staknjena z glavnim tokovim krogom. Videli smo, da ta metoda za več svetilnic ni bila uporabna. Po novem principu imenovanih elektrikov pa se tok deli, preden vstopi v sve¬ tilnico. Oglja ležita v glavnem tokovem krogu, a za magnet se odcepi posebna tokova veja ali stranski stik. Na ta način nastanejo za svetilnico dokaj ugodnejše razmere. Ko pride tok do polarnih vijakov svetilnice, se razdeli v dve veji; jedna gre skozi oglja, druga pa skozi regulacijsko pripravo. Ker se imata tokovi jakosti v dveh vejah obratno kakor njuna upora, je jasno, da postane tokova jakost v regulacijski veji tem večja, čim večji je upor svetlobnega loka. Regulacija deluje torej krepkeje in oglja se lahko približata. Regulacija je zavisna skoraj jedino le od dogodkov v svetilnici; vnanje menjave tokove jakosti izpreminjajo jakost toka v stranskih vejah v istem raz¬ merju, in zato je regulacija dokaj samostojnejša in bolj neodvisna od vnanjega tokovega kroga, kakor pri prejšnjih stikalnih metodah. Vendar pa je tudi pri označenih svetilnicah s stranskim stikom regulacija še nepopolna in provzročuje še vedno neprijetne težave. 117 Razmere pa se dokaj izboljšajo, ako svetilnice vzporedno stak¬ nemo, kakor kaže slika 88. V tem slučaju regulira vsaka svetilnica drugo. Opazujmo samo dve taki svetilnici. Tokov krog prve in tokov krog druge sta jednaka, oba imata isti upor, tedaj isto tokovo jakost. Ako se n. pr. pri prvi sve¬ tilnici oglja preveč razdalita, daje njun tokov krog večji upor; tok po¬ stane slabši, a svetilnica se takoj regulira, in oglja se približata. Ob jednem pa se tok pri drugi svetilnici ojači, in tu hoče regulacija oglja spraviti bolj narazen. A kakor hitro bi razdalja ogljev pri drugi svetilnici postala večja nego pri prvi, bi se tok v prvi svetilnici zopet ojačil in regulacija bi oglja v prvi svetilnici zopet razdalila. Zato se kmalu po¬ javi neko ravnotežje, vsled katerega je razdalja ogljenih koncev v obeh svetilnicah jednaka, tedaj tudi tok v obeh svetilnicah jednak. Jedna svetilnica regulira drugo. Ravno to se godi pri treh ali več svetilnicah • vzporedni stik omogoči delitev električne luči. Pojedine obločnice, vtaknjene v vejo s paralelnim stikom gore tedaj korektno in lepo, naj si bodo urejene na glavni ali pa na stranski stik. Praksa pa čestokrat zahteva, da vtaknemo po več, in sicer zapo¬ redno staknjenih svetilnic v tokovo vejo s stranskim stikom. V tem slučaju bi zaporedno staknjene obločnice z glavnim stikom zopet motile druga drugo, kakor smo to ze opisali. Ireba je h vzeti svetilnice s stranskim stikom, ki se med seboj regulirajo in bolje jamčijo za pravilno luč. X X X X Popolno medsebojno nezavisnost več- i I I I jega števila svetilnic, zaporedno stak¬ njenih v tokov krog, je dosegel stoprav ’- 1 - 1 - 1 efner-Alteneck, ki je problem de- til < ce litve v istini temeljito in vsestransko rešil ter mnogo svetilnic brez hib prižgal v jednem samem tokovem krogu. To je dosegel s posebnim stikom in po¬ sebno regulacijo. Svetilnice, ki imajo dotično uredbo, so diferenci- jalne svetilnice. Tvrdka Siemens & Halske jih je prva v večjem številu vvedla v praktično življenje. Princip diferencijalne svetilnice naj nam pojasni slika 89. Slika kaže, da je levi ogelj nepremično pritrjen, drugi pa sedi na premični železni palici, ki nosi ob jednem dve žični tuljavi. Desna je ovita z debelo žico. Po njej kroži glavni tok, to je oni, ki provzročuje sve¬ tlobni lok. V ta namen je jeden konec žice na tej tuljavi v zvezi s pozitivnim polom dinamo-stroja, drugi pa z železno palico. Tok teče torej skozi tuljavo po železni palici do premičnega oglja in od tod po 118 plamenenem loku do nepremičnega oglja ter nazaj v dinamo. Leva tu¬ ljava je ovita z mnogimi ovoji tanke žice. Jeden žični konec je zvezan s premičnim ogljem, drugi pa z nepremičnim. Ta tuljava leži torej v stranskem stiku. Čim večja je sedaj napetost v svetlobnem loku, to je, med obema ogljema, ali kar je jedno in isto, med žičnima koncema leve tuljave, tem jačji je tok, ki kroži po tej stranski veji. S tokom obkrožene tuljave pa potegujejo železna jedra vase. Desna tuljava vleče torej našo palico na desno, leva pa na levo, rekše, glavni tok vleče ogelj na desno, stranski tok na levo stran. Recimo, da se oglja stikata in da teče tok skozi. Ker je v tem trenotku upor med obema ogljema neznaten, tedaj tudi napetost mini¬ malna, je tok v levi tuljavi ali v stranskem stiku tudi neznaten. Leva tuljava je skoraj brez toka in ne vpliva na železno jedro; dovoliti mora, da jo desna tuljava, imajoča glavni tok, potegne na desno. Zato se oglja raz- družita; svetlobni lok nastane in čim večja je razdalja ogljev, tem večji je po Ohmovem zakonu napon v plamenenem loku. Vsled tega narašča učinek stranske veje in slednjič pridemo do tega, da sta si učinka leve in desne tuljave jednaka. Tuljava z glavnim tokom ne more več vleči jedra na desno: ogelj stoji nepremično. A oglja gorita in razdalja med obema postane kmalu večja. Napon med njima se poveča, vsled tega pa naraste vpliv tuljave v stran¬ skem stiku. Sedaj premaga njena privlačna sila tuljavo z glavnim tokom: ogelj se pomakne na levo, dokler se napetost vnovič toliko ne zniža, da je učinek obeh tuljav zopet jednak. Ta regulacija ne vpliva na to- kovo jakost v vnanjem tokovem krogu, kajti oglja se vedno postav¬ ljata tako, da je med njima nor¬ malni upor. Dogodki v jedni sve- tilnici torej ne motijo drugih svetilnic, ki so staknjene v istem tokovem krogu, Način, po katerem je Hefner-Alteneck praktično porabil ravnokar označeni princip regulacije z glavnim in stranskim tokom, je narisan v sliki 90. Pri tej svetilnici sestoji regulacijska naprava iz dveh solenoidov R in T, v katera je vtaknjen železni cilinder SS. Zgornji solenoid T ima mnogo ovojev tenke žice, spodnji R pa malo ovojev debele žice. Spodnji ogelj stoji nepremično, dočim je zgornja ogljena paličica pritrjena na koncu dvoramnega vzvoda; ta vzvod je s svojim drugim koncem v zvezi s cilindrom SS, v sredi pa ima gibčen sklep. Tuljavi sta na jednak 119 z nastopnim raz- s v e t i 1 n i c z leži v istem pre- Obrazec Hefner-Alteneckove diferencialne svetilnice. način staknjeni z ogljem, kakor v šematični sliki 89. Pri L in L, pri¬ haja tok iz dinamo-stroja. Ako postane tok na pr. v spodnjem solenoidu jačji, poglobi se železni cilinder v tuljavo in vzvod vzdigne zgornji ogelj. Ker na razdaljo ogljev vplivata razliki učinkov obeh tuljav, zo- vemo to vrsto svetilnic diferencialne obločnice. Prvi večji poskus z diferencijalnimi svetilnicami, ki se je posrečil, je 1. 1879. izvršila tvrdka Siemens & Halske v Berolinu, kjer je razsvetljevala za časa obrtne razstave jedno ulico. To je bila prva naprava, pri kateri je več obločnic napajala jedna sama mašina. Opisali smo princip diferencialnih svetilnic. Za praktično uporabo pa jih je bilo treba opremiti še z razsežno mehanično pripravo. Elek¬ trična regulacija izvršuje namreč le končno fino premikanje ogljenih paličic, samo tako zvano regulacijsko gibanje, dočim se morajo prvotni večji in izdatni potiski vršiti na drug način. Posebno kolesje sproži zgornjo palico, da se odloči od regulacijskega mehanizma. Potem pada vsled svoje teže navzdol, in sicer tako daleč, dokler ne pride do one točke, ki je reservirana fini elek¬ trični regulaciji. V tem hipu se av¬ tomatično zopet priklopi na regula¬ cijsko pripravo. Bistvene razlike opisanih treh svetilniških vrst, namreč svetilnic z glavnim tokom, svetilnic s stranskim stikom in diferencijalnih svetilnic si lahko predočujemo matranjem. Elektromagnet glavnim tokom vodniku, kakor ogljeni paličici. Ko je kotvica zavzela svojo lego, se elektromagnet toliko časa ne pre¬ makne, dokler ostane neizpreme- njena jakost toka, ki teče po tuljavi in po ogljih. Še le ko se izpremeni tokova jakost, začne elektromagnet regulirati ter skuša obdržati stalno jakost toka. Zato pravimo, svetil- nica z glavnim tokom regulira na konstantno tokovo jakost. Če je vpreženih več svetilnic, je tokova jakost lahko v vseh jednaka, a razdalja ogljev, torej upor v posamičnih svetilnicah, se more izpremi- njati. Od tod izvira, da take svetilnice le posamič dobro in zanes¬ ljivo gore. Pri svetilnicah s stranskim stikom se kotvica toliko časa ne premika, dokler je tok v stranskem stiku stalen, a premakne se 120 takoj, ko postane ta tok jačji ali slabši. Ker ima stranski stik (to so ovoji regulacijskega magneta) konstanten upor, je tokova jakost v stranski veji zavisna samo od naponske razlike onih dveh toček, pri katerih se stranski tok cepi od glavnega. Ker je nadalje stranski tok z ogljema vzporedno staknjen, je očitno, da se napon v stranskem stiku toliko časa ne izpremeni, dokler se ne izpremeni napon med ogljema. Dokler je torej napetost na ogljih stalna, svetilnica ne regu¬ lira; regulacija se stoprav prične, ako se napon na ogljih izpremeni. Svetilnica s stranskim stikom regulira torej na kon¬ stantni napon. Ker pa je naponska diferenca med ogljema jednaka produktu iz tokove jakosti in upora, je jasno, da se mora tudi pri teh svetilnicah pojavljati motenje, ako jih več staknemo zaporedno. Ako postane upor jedne svetilnice prevelik, torej njen tok preslab, je tudi tok za drugo svetilnico preslab; njega oglja se razmakneta in upor se poveča. Dve taki zaporedno staknjeni svetilnici gorita vsled tega ali obe presvetlo ali pa obe pretemno. Če pa svetilnice po¬ samič vzporedno staknemo in skrbimo zato, da ostane napetost na krajiščih paralelnega voda neizpremenjena, gore take svetilnice izborno. Tudi dve zaporedni svetilnici v paralelnem vodu svetita še povsem povoljno. Pri diferencialnih svetilnicah provzroča regulacija, da je upor med ogljema vedno jednak. Če postane upor prevelik, stopi stranska tuljava v akcijo, če pa premajhen, poseže vmes tuljava z glavnim tokom. D i fe r e n c i j aln a svetilnica regulira na kon¬ stantni upor. Zato obdrži cela vrsta zaporedno staknjenih diferen¬ cijalnih svetilnic vedno isti upor, tedaj tudi isto tokovo jakost, če more¬ biti dinamo-stroj sam ne pošilja nestalnih tokov v mrežo. Diferencijalne obločnice so torej v prvi vrsti uporabne za zaporedno stikanje. Uporabo solenoidov za regulacijo obločnic je avstrijski telegrafski uradnik Križi k 1. 1880. zelo povzdignil s tem, da je dal železnemu jedru dvojno konično obliko. Hefnerjeva diferencijalna regulacija stoji na privlačni sili, s katero delujeta oba solenoida na železni cilinder. Privlačna sila solenoida na železno jedro pa je različna, in se ravna po tem, koliko je jedro poglobljeno v solenoid. Dotična sila je največja, ko je palica toliko potegnjena v spiralo, da pride konec palice ravno na sredo solenoida, dočim je manjša, če palica še ni dospela do srede spirale ali pa, če je že prišla čez sredo tuljave. Vsled tega se pri Hefner- Alteneckovi svetilnici izpreminja privlačna sila obeh solenoidov, tedaj tudi sila regulacije; ravna se po tem, kako daleč da tiči železni cilinder v spirali. Cilinder se torej časih krepkeje, časih pa slabeje premika. Regulacija bi ne bila stalna, ko bi ne posegli vmes z mehaničnimi pri¬ pomočki, torej s kolesjem, ki prevzame na že označeni način večje 121 potiske, dočim oskrbuje fina, v malih mejah se vršeča električna regu¬ lacija le zadnje, kratke premike. Vsem tem mehaničnim pripravam s kolesi, zobatimi palicami, nihali i. t. d. se je Križik jednostavno ognil, ko je železni cilinder na oba konca poostil. Tako jedro se giblje jednako- merno v tuljavi, kajti na mestu, kjer je moč sole- noida največja, nahajajo se manjše železne mase; produkt iz magnetnega učinka spirale in iz mno¬ žine železa ostaja torej neizpremenjen. Od teh dveh faktorjev je pa ravno zavisen vpliv solenoida na železne mase. V ekstrem¬ nih legah deluje torej so- lenoid le na ostnati konec Križikovega jedra, ko pa je palica na sredi tuljave, vpliva solenoid na njeno naj večjo širino. Tako se do¬ seže, da ostane privlačna sila skoraj ob vsej dolžini jedra stalna; pri vsaki legi palice deluje spirala z isto silo nanjo. Križikova svetilnica ne potrebuje potem takem nikake mehanične regula¬ cije. To je njena velika prednost pred drugimi si¬ stemi. Križik je dobil de¬ narnega tovariša Piette-ja, ki je novo iznajdbo finan¬ ciral. Tako je nastala Sliki 91. in 92. Križik-Piettejeva sve¬ tilnica, ki se po svojem rojstnem mestu zove tudi S početka je Križik Križikova svetilnica. Najnovejša oblika od Schuckerta & Co. Plzenska svetilnica. tuljavi postavljal jedno vrh druge. Dotične svetilnice so bile vsled tega jako dolge in za mnoge slučaje neprijetne. 122 Ko je pozneje tvrdka S. S c h u c k e r t v N o r i m b e r g u prevzela izde¬ lovanje Križikovih obločnic, je to nepriliko hitro odpravila in zgradila krajši model. Sliki 91. in 92. nam kažeta novo obliko Križikove svetilnice. Na teh slikah opazimo, da solenoida S, in S 2 ne stojita več vznasad, temveč drug poleg druzega. Tuljava S x je ovita z debelo žico glav¬ nega tokovega kroga, tuljava S 2 pa s tenkimi ovoji stranskega stika. V vsaki tuljavi stoji konično železno jedro z navzgor obrnjeno ostjo. Prvotno jedro Križikovo je torej pri tej uredbi na sredi prerezano in vsaka polovica je vdejana v jeden solenoid. Levo železno jedro nosi zgornji ogelj K 1; in sicer s pomočjo držala H v To je medena cev, v kateri tiči naše konično jedro in katera se dviga celo nad tuljavo S v Ravno tako je konično jedro tuljave S 2 pritrjeno v medeno cev H 2 , ki rabi kot držalo za ogelj K 2 . To držalo je spodaj pravokotno upognjeno, tako da stoji ogelj K 2 po koncu. Na desni sliki je medena cev H 2 nad svojim solenoidom prerezana, da vidi bralec v njej konično jedro E 2 moleče svojo ost navzgor. Obe držali H, in H 2 sta z vrvico, ki teče čez škripec N, zvezani. Škripci B 1; B, in B 2 , B 2 varujejo vsako držalo, da se ne more sukati. Tok je napeljan do ogljev z vodilnima vrvicama, ki sta pritrjeni vrh medenih držal. Če sta oglja premalo narazen, se ojači tok v tuljavi S 2 ; ob jednem se poniža držalo H 2 , ki visi na isti vrvici krog škripca in ž njim vred ogelj K 2 . Tako se poveča razstoj ogljenih koncev. Če sta pa oglja preveč razdaljena, se ojači tok v spirali S 2 . Zgornji ogelj K, se poniža, ob jednem pa se seveda dvigne ogelj K 2 ; s tem je razdalja ogljev postala zopet manjša. Križikova svetilnica nima, kakor smo že poudarjali, nikake meha¬ nične regulacije. Druge svetilnice pa uporabljajo poleg elektromagnetov tudi mehanične priprave za regulacijo razstoja ogljev; vsaka tvornica ima svoj sistem, svoje posebnosti in svojo reklamo zanje. Tu omenjamo samo še par novejših svetilnic, ki se danes pogostoma nahajajo na javnih prostorih. Taka je n. pr. trakovna svetilnica tvrdke Siemens & Halske. Ta obločnica uporablja stranski stik in ima priprost kolesni mehanizem. Stranski stik vzbuja s tenko žico ovit elektromagnet, ki privlačuje kotvico k sebi, dočim jo posebno pero skuša oddaliti od magneta. Ko elektromagnet kotvico k sebi premakne, sproži kotvica kolesje, čigar spodnje kolo ima bakren trak ovit. Ta je z jednim koncem pritrjen na kolesu, drugi njegov konec pa gre kakor urna ve¬ rižica navzdol v svetilnico, kjer nosi utež v podobi težke kovinske ploče. Utež je ob jednem tudi držalo za zgornji ogelj, ki moli na sredi ploče navzdol. Spodnji ogelj je nepremično utrjen. Ko postane razdalja med ogljema prevelika, začne elektromagnet delovati ter potegne kotvico k sebi, kotvica sproži uro, kolo s trakom se začne sukati in utež, noseča 123 zgornji ogelj, leze počasi navzdol. To se vrši toliko časa, dokler ni razdalja ogljev normalna. Tedaj oslabi tok v elektromagnetu, pero po¬ tegne kotvico nazaj v njeno prvobitno lego in kotvica takoj ustavi gi¬ banje kolesja, torej tudi padanje zgornjega oglja. S početka, ko tok še ne kroži po svetilnici, sta oglja nekoliko razdružena; ko spustimo tok v svetilnico, se vzbudi elektromagnet. Kotvica se primakne k ma¬ gnetu in sproži kolesje. Utež in ogelj gresta navzdol in oglja se do¬ takneta. V tem hipu preneha tok v stranskem stiku, elektromagnet izgubi svoj tok, pero potegne kotvico nazaj, ki dvigne ob jednem kolesje, bakreni trak in ogelj na ploči, tako da nastane potrebna razdalja med ogljema. V istem trenotku se tudi ura ustavi. Ako po¬ zneje razstoj ogljev zopet naraste, potegne magnet kotvico k sebi, kolesje se sproži in oglja se približata do potrebne razdalje. Diferen cij aln a svetilnica tvrdke cAllgemeine Elek- tricitats-Gesellschaft» ima dva elektromagneta, in sicer jednega v glavnem toku, druzega pa v stranskem stiku. Vsak magnet vpliva na svojo kotvico. Ako sta oglja razdružena (brez toka), se približata avtomatično drug drugemu. Ko se dotakneta, se vzbudi glavni magnet, potegne kotvico k sebi in ta dvigne zgornji ogelj. Ako pa postane upor svetlobnega loka prevelik, torej tok glavnega magneta preslab, začne elektromagnet v stranskem stiku privlačevati svojo kotvico, ki spušča nazobčano palico in ž njo zvezani zgornji ogelj navzdol, tako da se razdalja med obema ogljema zopet skrči. Če je več svetilnic zaporedno staknjenih, se vkljub vsem opisanim pripravam še vedno lahko pripeti, da ugasne jedna ali druga svetilnica — odlomi se n. pr. jeden ogelj in luč preneha. Potem teče ves tok po stranski veji, ki ima mnogo ovojev tanke žice. Tedaj bi se ti ovoji silno ogreli, tok sam bi pa vsled velikega upora toliko oslabel, da bi tudi ostale svetilnice ugasnile. Ako hočemo tedaj popolnoma sigurno posto¬ pati, treba dati toku v vsaki svetilnici še drugo rezervno pot poleg poti skozi tenko spiralo. Schuckert je napeljal to novo tokovo vejo okoli posebnega (tretjega) pomožnega elektromagneta. Ta magnet ima jako ne¬ znatno privlačno silo, ker je njegov tok zelo slab. Zato v normalnih raz¬ merah ne more potegniti svoje kotvice k sebi. Stoprav tedaj, ko svetilnica ugasne, ko gre torej ves tok skozi to stransko vejo, dobi njen elektro¬ magnet toliko moči, da pritegne kotvico. Kotvica spravi debelo žico v kontakt s pritiskalnim vijakom glavnega toka in tedaj steče tok po tej debeli žici. Da ta kontakt ne preneha, je omenjena debela žica obratno tudi navita krog pomožnega elektromagneta, ki ima po tem takem dovolj moči, da drži kotvico, ž njo vred pa vzdržuje omenjeni kontakt. Slične so samodelne kontaktne priprave pri druzih diferencijalnih svetilnicah, kadar jih uporabljamo z zaporednim stikom. Obločnice, ki 124 so z dotičnimi mehanizmi opremljene, gore v vsakem slučaju mirno in brez hibe. Sedanja obsežna uporaba električne luči zahteva, da napajamo z jednim in istim dinamo-strojem obločne svetilnice in tudi žarnice. Po¬ zneje bodemo čuli, da žarnice paralelno stikamo in da dajemo glavnim tokovodom, od katerih se odcepljajo prevodniki za žarnice, stalno na- ponsko razliko (n. pr. 65, 100, 110 ali v novejšem času 150 voltov). Zato se obločnice prav lahko in z uspehom staknejo v take elektro- vode, in sicer tudi zaporedno. Vsled tega so prišle zopet svetilnice z glavnim tokom, osobito pa take s stranskim stikom v veljavo, dočim so jih bile poprej popolnoma izpodrinile diferencijalne svetilnice. Pri velikih mestnih razsvetljavah imajo glavni tokovodi navadno napetost 110 ali 150 voltov. Zato staknemo običajno po dve ali tri zaporedne obločnice v jeden vod, tako da imamo slednjič same vzporedne iz dveh ali treh obločnic sestavljene skupine. Naponska razlika med ogljema se ravna po jakosti toka, ki napaja svetilnice. Nastopna tabela podaje za običajne obločnice jakosti toka (v amperih) in k tej jakosti spada¬ jočo napetost (v voltih): 3, 6, 9, 12, 15, 20, 35 amperov. 36, 38, 40, 41, 43, 44, 45 voltov. Če tedaj staknemo dve obločnici za¬ poredno v vejo z napetostjo 110 vol¬ tov, je treba še zmiraj vdejati po¬ sebno pripravo v dotični tokov krog, da zajezi ostalo napetost. Recimo, da gorita dve svetilnici po 12 am¬ perov zaporedno, in da je napetost mreže 100 voltov, potem porabita svetilnici le 82 voltov in preostanek 18 voltov treba je uničiti. Vzame se torej upor, ki provzroča pri ^am¬ perih naponsko izgubo 18 voltov. Tak upor napravimo iz žičnih spiral, ki zahtevajo razmerno malo pro¬ stora. Večinoma se jemlje žica od novega srebra, ki tvori večji upor, kakor žica iste dimenzije, a druge kovine. Spiralo pritrdimo na kovinsko stojalo, ter jo obdamo z lično omarico. Slika 93. kaže tako pripravo brez škrinjice. Zovemo jo pred¬ loženi upor, zaviralnik ali pomirjevalni k. Ako hočemo upor izpreminjati, je treba zaviralnik opremiti s posebnim stikalom, (glej sliko), ki izločuje in pritika poljubno število spiralnih ovojev v tokov krog. Zaviralnik použije izdatno množino električne energije in se zaradi Pomirjevalnih za obločnice. 125 tega precej močno ogreje. Ta izguba gre seveda na rovaš troskov električne naprave. — Zaviralnike spravimo časih kar v svetilnico; pritrjujemo jih pa še rajše v votlino železnega stojala za obločnico ali pa v posebne, ognja varne omarice v bližini svetilnic. Obločnice lahko napajamo z istomernimi toki, a ravno tako tudi z izmeničnimi; kajti električno regulacijo preskrbuje elektromagnet s svojo kotvico ali pa solenoid z železnim jedrom. Elektromagnet pa privlačuje železo s svojim severnim kakor tudi z južnim polom, ker inducira v železu vselej nasprotni ma¬ gnetizem in tuljava potegne železno jedro vase, naj jo obkrožuje tok v jedno ali drugo mer. Zato sta obe regulacijski pri¬ pravi uporabni za istomerne kakor tudi za izmenične toke, samo da je treba pri uporabi zadnjih tokov železo elektromagneta primerno razkosati in to zaradi Foucaultovih tokov. Da so pa svetlobni učinki obeh sistemov nekoliko različni, to smo omenili že na drugem mestu. Vrh tega se obločnice z isto- mernim tokom še v drugem ožiru drugače obnašajo, kakor svetilnice z izmeničnimi toki. V svetlobnem loku se namreč po¬ javlja — morebiti vsled razprševanja elektrod, ali pa morebiti vsled elektrolitičnega raz¬ kroja zračne plasti — elektromotorska, na¬ sproti delujoča sila, ki je precej izdatna in znaša pri istomernih tokih približno 40 vol¬ tov, pri izmeničnih tokih pa samo kacih 28 voltov. To nasprotno silo mora elek¬ trični tok premagati. Zato mora biti na¬ petost toka med obema ogljema vedno večja, nego 40 voltov, če uporabljamo isto¬ merne toke, in večja nego 28 —- 30 voltov, ako napajamo svetilnico z izmeničnimi toki. Napetost med ogljema je torej pri izme¬ ničnih tokih manjša, a ž njo vred se iz- preminja tudi tokova jakost. V nastopnem so naštete nekatere teh medsebojno zavisnih Slika 94. količin tokove jakosti in napetosti za svetilnice z izmeničnimi toki: Jakost toka 10, 12, 16, 20, 30 amperov. Napetost • 30, 28’5, 28, 28, 27’5 voltov. 126 Iz tega sledi, da daje svetilnica z izmeničnim tokom pri isti jakosti na¬ pajalnega toka manj svetlobe, nego svetilnica z istomernim tokom, kajti poslednja svetilnica uporablja energijo, ki je produkt iz približno 45 voltov in jakosti toka, dočim je porabljena energija pri svetilnicah z izmeničnim tokom produkt iz približno le 30 voltov in iste jakosti toka. Zato je po izmeničnem toku proizvedena svet¬ lobna množina tudi le % ali 60% tolika, kakor svet- Slika 95. lobna množina, katero pri isti tokovi jakosti dajo istomerni toki. Tudi pri obločnicah za izmenične toke uporab¬ ljamo zaviralnike, ako je mrežna napetost previ¬ soka. Če hočemo na pr. več zaporedno staknjenih svetilnic z izmeničnim tokom, zahtevajočih po 30 voltov napetosti, moramo ostali napon 20 voltov zajeziti ali napeljati v poseben zaviralnik, kakor pri svetilnicah z istomernim tokom. Včasih pa si tudi drugače po¬ magamo. Tok napeljemo v takozvane napustne tuljave, to so priprave, sestoječe iz železnega jedra in žičnih ovojev, ki imajo neznaten upor in torej použivajo malo toka. Vsled svojih mimobežnih tokov dotični ovoji oslabe napetost toka in ta se zniža na zahtevano višino. Nekatere tvrdke pa gra¬ dijo v ta namen male transformatorje, kojih pri¬ marna tuljava sprejema mrežno napetost (na pr. 110 voltov), a sekundarna tuljava oddaja zahtevano napetost (pri našem zgledu 30, 2 X 30 ali 3 X 30 voltov.). V obče velja pravilo, da daje obločna svetilnica pri istomernih tokih za vsak porabljen ampere svet¬ lobo za približno 100 normalnih sveč. Ker za¬ hteva taka svetilnica na pritiskalnih vijakih kacih 40 do 50 voltov, torej povprečno 45 voltov nape¬ tosti, sledi iz tega, da dobimo v svetilnici za vsakih 45 wattov svetlobo 100 sveč. Slični odnošaji se na¬ hajajo pri svetilnicah z izmeničnimi toki. Ako upo¬ števamo izgube v prevodnikih, lahko rečemo, da dobimo za vsako konjsko silo (736 wattov) svet¬ lobo kacih 1200 normalnih sveč. Občutljivi mehanizem obločnih svetilnic zavarujemo s posebnim okrovom, da ubranimo pristop vlažnosti, prahu in mehaničnim poškodbam. Okrov je navadno pločevinasta škatlja, katero za boljše prostore ozaljšamo z raznimi okrasi. Ker je ne¬ pokrita obločna luč prehuda za naše oči, obdamo jo z bučo od opalnega stekla. Dovršena obločna svetilnica ima podobo, kakoršno vidimo na sl. 94. 127 Ako gori svetilnica na javnem prostoru, obesimo jo na visok drog. Zelo priljubljeni in trajni so železni drogovi, katerim je vrh pol¬ žasto in navzdol zavit, da nosi obločnico. Takim drogovom pravimo škofove palice. Slika 95. nam predstavlja označeni drog. Kjer je prilika, obesimo obločnice na železno vrv, ki je napeta čez ulico od hiše do hiše. Ker moramo oglja večkrat zamenjati z no¬ vima, je treba še priprave, ki spušča svetilnico do tal, ako nočemo vselej pristavljati lestvice. Obločnica visi potem na škripcu in spuščamo jo z žično vrvjo navzdol. Prevodnik), ki dovažajo svetilnici tok, morajo biti dovolj dolgi, da pripuščajo znižavanje obločnice. Kar se tiče izdelovanja ogljev, vemo že iz prejšnjih podatkov, da je Bunsen predlagal umetno ogljeno maso za ta namen. S početka so rezali retortni grafit v drobne paličice, a ta materijal se dobiva le v nepravilnih, tenkih pločicah, se težko obdeluje in ni zadostno čist. Retortni zaostanki imajo le malo rabljivih pločic in zato bi se oglji težko v toliki meri izdelovali, da bi zadoščali sedanji ogromni potrebi. Vsaj gori na zemlji vsak večer več nego milijon obločnih svetilnic. Zato danes vse tvornice izdelujejo umetno ogljeno maso za obločno luč. Bistvena in prvotna sestavina tega oglja je dobro očiščen grafit in saje. Oboje se jemlje ter s sirupom in vodo zmesi v plastično testo. Posebni stroji stiskajo potem testo v zahtevano obliko. Potem se de¬ nejo klinci v vročo peč, kjer se, zavarovani proti pristopu zraka, raz¬ belijo da postanejo trdni. Pri tem procesu se saje in sirup izpre- menijo v grafitu podobno maso. Slednjič se klinci karbonizirajo s tem, da se večkrat zapored potopijo v raztopino sirupa, potem pa posuše in razbelijo. Tvrdka bratov Siemens & Co. v Charlottenburgu pri Bero- linu izdela vsako leto 60O.C00 kg oglja za obločne svetilnice, katerega razpošilja po vsem svetu. Ogljeni klinci prihajajo v dveh oblikah na trg. Jedni imajo na sredi mehkejšo dušo — stenj — in se zovejo stenjato oglje, drugi pa so brez mehkega jedra in se imenujejo celovito ali istovrstno oglje. Pri svetilnicah z istomernim tokom se jemlje za pozitivni ogelj debelejše stenjato, za negativni klinec tanjše celovito oglje; pri svetil¬ nicah z izmeničnimi toki sta oba klinca od stenjatega oglja. III. Žareča luč — žarnice. Grovejeve in de Changyjeve žarnice. Lodyginove, Konnove in Buli- ginove žarnice. Hiram-Maximov poskus. Edisonova žarnica. Izdelovanje žarnic. Trajnost žarnic. V žarnicah uporabljeni efekt. Obločna luč je prikladna za velike trge in ulice, za razsežne dvo¬ rane in prodajalnice, a za navadne prostore, za stanovanje, je množina svetlobe, ki jo daje obločnica, prevelika in zaradi tega tudi nerabna. Tu je žarnica na mestu; njena svetloba je majhna in prijetna, ali pa tudi bogata in razkošna, a vedno še v mejah, ki so prikladne za ozna¬ čene prostore. Kakor obločna, ima tudi žareča luč svoj izvir v Joule-ovej toploti, ki tokov prevodnik ogreje in razbeli, da se sveti. A dočim prehaja tok pri obločni luči od oglja po zraku do druzega oglja, ter razgreje osti klincev in zračno plast, da se potem svetita oglja in z ogljenimi delci napolnjeni zrak med njima, se pri žarnici razbeli nepretrgan del prevodnika. Idejo, uporabiti na ta način toploto prevodnikovo, je izprožil 1. 1838. Jobard v Bruselju, ki je predlagal, da bi se tanek ogljen klinček v brezzračnem prostoru s pomočjo toka razbelil. Njegov učenec inženir de Changy, je pozneje konstruiral tako svetilnico iz retortnega oglja, a že poprej (1. 1840.) je Grove zgradil žarnico s platinovo žico. L. 1845. sta izdelovala Starr in King električne žarnice s platinovo žico in tudi z retortnim ogljem. Stirnajst let pozneje je profesor M. G. Farmer v Newyorku razsvetljeval svoj dom z 42 žarnicami. To je bila prva hišna inštalacija. Ob istem času je de Changy zopet začel poskuse s svojo platinovo svetilnico in dobil patent nanjo. Poseben odsek francoske akademije je preiskoval iznajdbo de Changyjevo in zahteval razna pojasnila od njega. A ker de Changy še ni imel patenta v žepu, ni hotel dati podrobne razlage. Tedaj je izrekla aka- 129 demija, da de Changy ne zasluži imena učenjak, ker hoče s svojo iznajdbo delati — dobiček; zato se akademija ne bode več pečala ž njim. De Changy je na ta izpodbujajoči odgovor vso stvar popustil. Kako se pač časi izpreminjajo! — L. 1873. je Rus L odi gin kon¬ struiral žarnice z ogljenimi klinčki; pridružila sta se mu rojaka K on in B u 1 i g i n. Konove žarnice so gorele v neki petrogradski prodajal- nici. Pet let pozneje sta amerikanska elektrotehnika Sawyer in Man našla jednostaven način, kako proizvajati ogljene prevodnike za žarnice. Izrezala sta iz kartonskega papirja tenke locnje in jih zogljenila v mufoli med grafitnim prahom. Novi locnji so goreli le malo časa, ker sta jih izumitelja sprva postavljala pod navaden steklen zvonec. Še le ko sta vzela brezzračne steklene balone, je ogljena nitka dalje časa živela. Hiram Maxim, tudi Amerikanec, je to daljše življenje raz¬ lagal s tem, da se podkvica v brezzračnem prostoru ne more oksi¬ dirati. Sklepal je dalje, da bi se jednak uspeh tudi dosegel, ko bi se brezzračna kroglja napolnila s plinom, ki ne oksidira, n. pr. s sve¬ tilnim plinom. Poskus se je izvrstno obnesel in Maxim je zapazil, da ogljeni locenj ni le ne izgorel, temveč da je celo debelejši postal v sve¬ tilnem plinu. Žareča nit je razkrojila ogljikov vodik in prosti ogljik se je kakor zaostanek v plinovi retorti polegel po žareči podkvici. S tem je našel Maxim metodo, ki je pozneje postala jako važna za fabrika- cijo žarnic. Vsi označeni poskusi pa niso še imeli širšega praktičnega po¬ mena. Bili so zanimivi, v laboratorijih ali pa v drugih skromnih mejah se vršeči izumki, a prave življenjske sile niso imeli v sebi. Tedaj je 1. 1879. nastopil Thomas Alwa Edison, našel pravo pot in s svojim genijalnim, tvorečim duhom v malo tednih udomačil žarnico na sve¬ tovnem trgu. Edison torej ni izumitelj žareče luči, a on je bil prvi, ki je princip, na katerem stoji ta razsvetljava, tehnično pravilno uporabil in s potrebno energijo dovršil. Njegova ogromna zasluga je, da je električni luči pokazal pravo pot in dosegel popoln, trajen uspeh z razsvetljavo, ki dovoljuje skoraj neomejeno deljenje električne energije in omogočuje, da gore male svetlobne množine na poljubnih, v številu neomejenih mestih. Rekli smo, da električni tok segreje žico, po kateri teče, in sicer tako, kakor nas uči Joule-ov zakon. Razvita toplota raste s kvadratom tokove jakosti in z uporom prevodnikovim. Pri isti jakosti toka se torej žica tem bolj ogreje, čim večji je njen upor. Ako je toplota dovolj velika, se prevodnik razžari, razbeli in končno stali. Ker se vsaka ko¬ vina stali, so izumitelji takoj s početka že posegli po oglju, katero se pri nobeni znani temperaturi ne stali. Ker pa ogelj na zraku zgori, treba ga je vtakniti v brezzračno stekleno posodo. Zrak se mora skrbno 9 130 Slika 96. ali pa se masa prihaja kot fina, brezkončna nit. Dobljene niti je treba najprej z mikro- metersko mero natanko preiskati, če imajo jednakomeren in pravilen kaliber. Dobre nitke se potem na vročem železu upognejo v zahtevano obliko, ki ima podobo črke U ali pa celo zanke. Na to pridejo v peč, da zogljene. V ta namen se skladoma nalože v samotne mufole, a vsak sklad se pokrije z ogljenim ali pa z grafitnim prahom. Sklepe mufol je treba skrbno zamazati. V peči ostanejo nitke več ur pri jako visoki temperaturi. Ko se mufole izhlade, se nitke previdno vzamejo iz njih in se odrežejo na zahtevano dolžino, na konceh ali nogah pa se — vsaj v nekaterih tvornicah — 8 do 10 mm na dolgo ojačijo s plastjo oglja, ki se položi okoli nog. To se zgodi s tem, da vtaknejo konca v tekoč ogljikov vodik (petrolej) ter ju z električnim tokom razbelijo. izsrkati; zato ne sme biti posoda zalepljena s kakim klejem, temveč solidno zatopljena, in ogelj mora biti na poseben način vtaknjen skozi stekleno dno. Ker se pa ogljena nit ne da s steklom staliti, je Edison konca ogljene podkvice pritrdil na platinovo žico, to pa je vtopil v stekleno dno posode, kajti platin ima jednak raztežni koeficijent, kakor steklo. Edison je že 1. 1879. inštaliral razsvetljavo na parniku «Columbia» s 115 žarnicami. S to inštalacijo se je pričela splošna razsvetljava z žarnicami. Pri nas seveda nismo tako hitro napredovali kakor v Ame¬ riki, a ko je 1. 1881. Edison na prvi električni razstavi v Parizu pred¬ stavil strmeči Evropi svoj sistem, se je tudi stari kontinent zganil in se hitro poprijel nove razsvetljave. Opisati hočemo sedaj žarnico, kakršno izdelujejo sedanje tvornice. Kakor že vemo, sestoji vsaka žar¬ nica iz steklenega, brezzračnega balona, v katerem žari ogljena nitka. Tok je do ogljenega locnja vpe¬ ljan skozi stekleni balon s pomočjo dveh platinovih žic, ki sta vtopljeni v steklo. Svetilnica ima torej tri glavne dele: ogljeni locenj, odvodni žici in balon ali hruško, ki jih vidimo na sliki 96. Ogljene locnje so s početka izdelovali od bombaževih vlaken, ki ostanejo tudi po ogljenitvi še nekoliko elastična. Bombaževi ogljeni locnji pa so bili predragi za splošno uporabo, in zato so kmalu iskali druga sredstva in poskušali s cenejšim materi- jalom. Sedaj izdelujejo nitke večinoma vse tvrdke iz plastične mase, sestoječe iz gelatinoznih ali kolo- idalnih snovij ali pa iz celuloze. Dotično testo se zvalja v tenke mlince, ki se potem razrežejo na nitke, potiska s stiskalnicami skozi tanke luknjice, iz katerih 131 Razbeljena nit razkroji bližnjo tekočino, in njen ogljik se posede po nogah nitke, ter ju ojači. Locenj sedaj še ni uporaben, ker nismo še sigurni, da ima že normalni upor, ki je potreben za normalno svetljivost in za normalno dolgost žarničnega življenja. Nitko je torej treba poskusiti na pravi upor. To se zgodi po Maximovem navodilu s pomočjo svetilnega plina. Locenj primejo z držalom, ki mu dovaja tok, ter ga denejo pod reci- pient ali poveznile, v katerem je zrak nadomeščen z ogljikovodikom. Tedaj se plin s pomočjo zračne sesalke razredči in tok spusti v nitko. Razbe¬ ljena nit razkroji ogljikovodik; ogljik se posede po nitki, in sicer na onih mestih najbolj, kjer je nitka najhuje razbeljena. Dotična mesta pa so samo ona, kjer je nitka bolj tenka, torej kjer ima največji upor. Tako se locenj na I tanjših mestih sam ojači in postane povsem jednakomeren. Ko bi se locenj tako ne izjednačil, bi tanjša mesta močneje žarela in nit bi se tam hitro prelomila. Z rastočo debelostjo se zmanjšuje upor locnja in ko pride upor do one stopnje, ki jo zahteva sve- tilnica, prekinemo tok in vzamemo nit iz poveznika. S tem je locenj dovršen, a vendar ga slednjič še jedenkrat na¬ tanko preiščejo in njegov kaliber skrbno izmerijo. Marsikatera nit se mora še pri tem zadnjem ogledovanju vreči na stran, ker ne zadošča vsem zah¬ tevam. Žarnica z vta- Ijenim za¬ maškom in locnjem. Steki, hruška z izpraznilno cevjo na vrhu. Ogljeni locenj je treba sedaj v stekleno hruško pritrditi. Hruška ima v vratu, oziroma dnu, steklen zamašek, v katerega se najprej vtalita dve platinovi dovodni žici. Platin je sicer jako draga kovina, a nadomeščati je ne more nobena druga, ker ima samo platin jednak raztezni koeficient kakor steklo. Pri ogrevanju se steklo in kovina raztezata. Ko bi bilo njuno raz¬ tezanje različno, bi se tesna zveza med kovino in steklom kmalu izrabljala, zrak bi dobil pristop v hruško, in nit bi se hitro pokazila. Zato je treba jemati platin. Vsak žični konec, ki moli v hruško, je potolčen in v cevko zvit. V to cevko se vtakneta ojačena konca ogljenega locnja in pritrdita z zamazko od ogljenega prahu. Ko se 132 v sušilni peči lep do dobra posuši, se zamašek vtakne v hruško in se vanjo vtali. Balon ali steklena hruška ima najprej podobo, kakršno kaže slika 97. Hruška ima spodaj podaljšan, odprt vrat, na vrhu pa tenko stekleno cev vtaljeno. V vrat (dno) se vtakne stekleni zamašek, ki nosi dovodni žici in ogljeni locenj, potem pa se stalita skupaj vrat in zamašek. V vrat se vtisneta dve jamici, da se pozneje ovratnik lažje z malcem pritrdi, na platinova konca pa se privarita bakreni žici. Sedaj je svetilnica pripravljena za izsrkavanje zraka. (Slika 98.) Da moremo hruško spraviti v zvezo z zračno sesaljko, zvežemo njeno izpraznilno cev še z jedno cevjo, ki ima obrušen konec, kateri se vtakne v sesalna usta zračne sesaljke. Zrak se mora iz hruške jako temeljito izsrkati. Samo desetmilijon- ski del one zračne množine, ki se pri navadnem pritisku nahaja v ba¬ lonu, sme ostati v njem, drugače se ogljena nit takoj pokvari. Zrak izsesavamo z živosrebrnimi sesalj- kami, ker navadne zračne se¬ saljke z batom ne zadoščajo. One sesaljke sesajo zrak ob jednem iz mnogih hrušk avtomatično in hitro; trije delavci n. pr. izpraz¬ nijo na dan do 3000 svetilnic. Živo srebro je strupeno in njegovi hlapi provzročujejo bolezni med de¬ lavci. Zato imajo dotične pri¬ prave mnogo varnostnih naredeb. Slika 100. Slika 99. 'V'" V najnovejšem času izpraznjujejo Vzmetni obe- žarnice še na neki drug, neškodljiv Kontakt s kliučico. žalni-kontakt. v . , , , , .v način, katerega pa doticne tvor- nice kot skrivnost skrbno čuvajo. V dveh do treh urah je svetilnica zadostno izpraznjena; tedaj se cev na jednem vrhu žarnice odtali s šiljastim plamenom, ostali repek pa se ob jednem zatali. Svetilnica je dodelana, samo da jo je treba še poskusiti, če je v istini brezzračna. V ta namen se v temni sobi pri¬ tisne na jeden pol Ruhmkorffovega navodila. Če je svetilnica zadostno izpraznjena, se zasveti razredčeni zrak v hruški z zeleno lučjo. Če je svetloba rdečkasta, ali pa če se sploh ne prikaže nikak sijaj, je svetil¬ nica neporabna. Tudi po gibljivosti ogljene niti spozna vajen delavec, če je svetilnica dovolj izpraznjena. V brezzračni hruški se nit dolgo časa giblje sem in tja, ako hruško potresemo; če je pa zrak v balonu, potem ovira gibanje nitke, in locenj se kmalu umiri. — Ako prosta konca platinove žice, ki molita iz ,hruške, zavijemo, da tvorita mali ušesci, 133 lahko žarnice obesimo na dve ključici, v kateri se končuje tokov krog; tak « kontakt s ključico« kaže slika 99. Zveza je sigurnejša, ako med kljuko in ušesci vdelamo elastično pero, ki potiska žarnico proč od ključic, kakor kaže slika 100. Vendar se tako vdevanje žarnic ne priporoča za prakso, ker so ušesca preveč krhka in se rada lomijo. Rajše opremimo žarnico s posebnim ovratnikom, katerega vti¬ kamo v kovinski okov v tokovem krogu. Edison je dal ovratniku podobo medenega vijaka, ki je z malcem pritrjen na vrat žarnice. V otlem ovratniku leži kovinski košček, obdan 1 — 2 mm iz ovratnika moleč. Jedna pla- tinova žica je zvezana s tem koščkom, druga pa z ovratnikom. Okov je medena vijakova matica, v katero se ovratnik privije. Na dnu okova leži vzmetna pločica, ki se pritisne k osrednjemu kontaktnemu kovinskemu koscu, molečemu iz ovratnika. Matica je zvezana z jednim, vzmetna pločica pa z drugim polom — in tedaj teče tok v svetilnico. Slika 101. predstavlja žarnico z ovratnikom za Edisonov okov. Poleg Edisonovega okova se je tudi tako zvani bajonetni zaklep, ki spominja na zaklep bajoneta pri vojaških puškah, močno udomačil. Kdor je videl tak zaklep pri žar¬ nici, si ga lahko razlaga, če pozna ravno¬ kar orisano Edisonovo metodo. Žarnico je treba obesiti To se godi na različne načine, ki se ravnajo po potrebah in po zahtevah glede vnanje oblike. V sobi pritrdimo žarnico na steno ali pa jo obe¬ simo na strop. Svetilnica, opremljena s senč¬ nikom, visi na obeh dovodnih žicah, ki sta oviti s svilo ali drugim osamilom (slika 102.), da tvorita na videz jedno samo vrvico. Na priprost način dvigamo sve¬ tilnico nižje ali višje s pripravo, katero kaže slika 103. Stenske svetil- nice so stalno utrjene, ali se pa tudi s posebnim zatikom, v. katerega se končuje upogljiva vrvica, imajoča v sebi dovodno in odvodno žico, prestavljajo in prenašajo na razne kraje. Slika 104. nam to dovolj jasno riše, tako da pač ni treba posebne razlage. Umeje se, da svetilnice lahko poljubno okrasimo, in da ima umetni obrt tu širno in hvaležno nalogo. Osobito pri velikih lestencih z mnogoštevilnimi žarnicami se dajo doseči krasni efekti, pri katerih tekmujeta luč in umetnost. in utrjen z malcem, ter Slika 101. Edisonova ovratnica z ovratnikom. 134 Slika 103. Žarnica visi na dovodnih žicah. Ozrimo se slednjič še na ekonomijo in trajnost pri naši žarnici. Vsako žarnico lahko več ali manj razžarimo, da daje več ali manj svetlobe. A električni tok počasi uničuje vsako žarnico, kajti raz¬ pršuje oglje z nitke. Čim jačji je tok, tem burneje se razprševanje vrši; na najtanjšem mestu se locenj zlomi in življenja nit je žarnici v pravem pomenu besede pretrgana. Premočen tok torej škoduje vsaki svetilnici in za vsako žarnico je odmerjen določen tok, pri katerem najbolje izhaja, to je, najbolje in najdalje sveti. Navadno živi žarnica, katero smo napajali s primernim tokom, 600 — 800 ur; nekatere poginejo se¬ veda že v svoji mladeniški dobi, druge pa dosežejo dokaj večjo starost. Nahajajo se celo Metuzalemi, ki svetijo 8000 in več ur. Tvornice pri svojih žarnicah navadno ne pra¬ vijo, kaka mora biti zanje tokova jakost, ampak naznanjajo samo naponsko razliko, ki mora vladati na njenih koncih, da gori normalno. Ker je namreč upor v svetilnici vedno isti in natanko znan, se normalna jakost toka takoj lahko po Ohmovem zakonu določi, ako vemo kolika je napetost. Re¬ cimo n. pr., da ima svetilnica upor 175 ohmov; ako teče po njej tok 0’57 ampera, gori normalno in sveti za 16 sveč. Po Ohmovem zakonu je nape¬ tost toka, idočega skozi svetil- nico, jednaka 175 X 0 57 = 100 voltom. Zato pravimo, da mora naša svetilnica na svojih koncih imeti napetost 100 vol¬ tov, če hočemo, da gori in živi normalno. Tako smo se nava¬ dili, da označujemo žarnice kar po številu voltov, katere po¬ trebujejo za normalno svetlobo, n. pr. svetilnice s 4 volti, z 10, 16, 25, 100, 150 volti itd. Vsaka taka svetilnica ima določeno normalno svetljivost; tvornice izdelujejo žarnice, ki dajo svetlobo 1 / 4 sveče, a tudi take, ki svetijo za 400 sveč. Za naše stanovanje se najbolj prilega žar¬ nica s svetlobo 16 sveč. Manjše rabimo za posebne namene, n. pr. za ponočne lučice, v dekorativne svrhe i. t. d., večje pa za razsvetljavo ulic in javnih prostorov. Ker ima vsaka žarnica na koncu svojih platinovih žic določeno napetost v voltih in ker se pretaka po nji tok z določenim številom voltov, se pojavlja v vsaki svetilnici določen efekt, to je, v vsaki sekundi 135 se porabi neko delo, da svetilnica žari. Efekt v svetilnici, torej v jedni sekundi proizvedeno delo, je produkt iz voltov in amperov. Svetilnica, katero smo zgoraj navedli za vzgled, in katera potrebuje pri 100 voltih napetosti tokovo jakost 057 ampera, da gori normalno, ima torej efekt 100 X 0 57 = 57 volt-amperov ali wattov. Ker pa je nadalje 1 watt = konjske sile, porabi ta žarnica pri normalnem gorenju Slika 104. Ročna delarniška svetilnica s kontaktnim zatikom in upogljivo dovodno vrvico. 57 1 v v — = — HP (približno). Vsaka konjska sila zadošča po tem takem za razsvetljevanje 13 takih žarnic. Ker daje naša svetilnica pri uporabi 57 57 wattov svetlobo 16 sveč, gre na jedno svečo — = 3'5 watta. Splošno potrebujejo žarnice, katere so vzporedno stak¬ njene, 2'5 do 3'5 watta za vsako normalno svečo. Ta 136 neznatna poraba dela je posledica racijonalne fabrikacije ogljenih nitij. S početka je zahtevala svetilnica s 16 svečami 80 in več wattov. V tem oziru smo torej zelo napredovali; a novejši raziski in poskusi kažejo, da se bode dala ekonomija žarnice dvigniti še na višjo stopnjo, nego je sedanja. Prednosti, katere ima električna luč, naj si bode že žarnična ali obločna, pred plinovo razsvetljavo, so danes tako jasne in pripoznane, da jih skoraj ni treba naštevati. Električna luč ni nevarna; sicer to ne velja brezpogojno, a vendar je nevarnost tako neznatna v primeri s plinom, da ne pride nikdar v resen poštev. Za notranje prostore, kjer prebivajo ljudje in kjer spe, je električna luč sploh ideal vsake razsvetljave. Plina ne bode pameten človek vpeljal v svojo spalnico, s petrolejevimi svetilnicami pa imamo vedno križ. Sedaj poči cilinder, ali pa zmanjka olja; drugikrat je stenj slabo obrezan, in luč se kadi, ali pa je svetilnica slabo obrisana, da nam celo kaj kane v juho; smrad po petroleju — naš narod to olje karakteristično zove smrdljivec — ne gre iz lepa z rok in ves dan nas spominja, da smo prijeli za svetil- nico. Vseh teh neprilik ne poznamo pri električni luči. Ona je vedno pripravljena; pritisk na gumb zadošča in soba je razsvetljena. Svetil- nice lahko iz oddaljenih mest prižigamo in ugasujemo in tisto ginljivo iskanje užigalic, ko pridemo pozno v noč domov, spada pri električni luči med stare pravljice. Nobena druga luč ne daje tako različnih množin svetlobe. V manj važnih stranskih prostorih sveti pohlevna žar¬ nica s 5 svečami, a v veliki dvorani se blišče obločnice, imajoče svetlobo mnogo tisoč sveč. Vkljub tej hudi svetlobi se zrak najmanj ne pokvari, dočim plinove luči zrak močno ogrevajo, kisik použivajo in škodljive pline izločajo. Za proizvajanje sijajne, prijetne in neškodljive luči danes obločnice in v obče tudi žarnice nimajo tekmeca. IV. Električne centrale in aparati v elektrovodni mreži. Deska stikalnica. Stikala, pretikala. Naponski regulator. Samodelni regulatorji. Voltomer. Amperomer. Aronov elekroštevec. Števec wattskih ur. Thomsonov elektroštevec. Strelovodi. Svinčena varovala. Ko je bila rešena naloga, kako deliti električno energijo, je nastala takoj potreba velikih osrednjih naprav, ki bi proizvajale električno energijo skupno za mnogo bližnjih in oddaljenih konsumentov ter iz jednega mesta preskrbovale razsežno in razpleteno elektrovodno mrežo z električnim tokom. Take osrednje naprave za proizvajanje električne sile imenujemo električne centrale ali s kratka elektrarne. Nastale so seveda najprej v Ameriki, a med njimi je najstareja in najbolj sloveča novojorška električna centrala »Edison Co.», ki je bila vzgled vsem poznejšim zgradbam te vrste na starem in novem svetu. Velika električna centrala se v bistvu ne razločuje od male hišne električne naprave, katero priredimo samo za jedno ali par hiš, za kako tvornico ali sploh za malo ozemlje. Le število aparatov, ki imajo namen, da delajo delovršbo sigurno, je pri velikih centralah večje, nego pri malih. Merodajen faktor za vsako električno zgradbo, osobito za velike naprave, je rentabiliteta podjetja. Kjer imamo dovolj novcev na raz¬ polago, postopamo potratneje ter dajemo vsem objektom lepše vnanje lice, posebno radi pa skrivamo elektrovodno mrežo v zemljo, da se ognemo neprilikam, ki so združene v estetičnem in v varnostnem oziru s prostimi tokovodi. Pri vsaki elektrarni razločujemo petero glavnih delov, namreč: 1. gonilne stroje, 2. tokorodne stroje (dinamo-stroje), 3. elektrovodno mrežo, 4. aparate za stikanje, reguliranje in nadzorovanje toka in končno 6. priprave za proizvajanje luči, oziroma mehanične energije. Gonilno silo za centrale dajo danes v prvi vrsti parni in plinovi stroji ali pa vodna moč, kjer to dopuščajo krajevne razmere; drugi motorji, n. pr. kalorične mašine, motorji na veter itd. so za moderne elektrarne le sekundarnega pomena. 138 Ker so primerne vodne sile le malokje na razpolaganje, posegamo pri grajenju elektraren večinoma po parnih strojih. V teku let so kon¬ struktorji parnih mašin za električne namene zelo napredovali in marsi- kak nedostatek odpravili, ki je spočetka kalil dobro razmerje med parnimi in električnimi tehniki. Parne mašine, ki gonijo dinamo-stroje, morajo namreč teči zelo jednakomerno. Število vrtežev v jedni minuti se ne sme mnogo izpreminjati, a tudi v teku jednega samega vrteža mora biti gibanje kar najbolj jednakomerno, kajti vsak zibež v gibanju vpliva na luč. V prvih časih električnih central parni stroji v obče niso zadoščali; slednjič je običajno postalo, da je bila za vsako napako v celi napravi odgovorna jedino le parna mašina. Njej so nalagali vse skupne grehe. Če stvar ni šla gladko, rekli so elektriki: Parna mašina je vzrok! Parni tehniki pa so v skrajni sili zvalili vso odgovornost na — volov hrbet, ki je dal jermen za prenašanje sile. Tedaj je bil jermen slabo urezan, on je bil zadnji in pravcati vir vsem neprilikam in tožbam! No, danes je stvar v tem oziru boljša postala. Tehnika parne mašine je ogromno napredovala in brez težav gradijo stroje, ki teko dovolj jednakomerno in zanesljivo. Pri rezanju jermenov se strogeje ozirajo na lego mišičnih vlaken in porabljajo samo podolžno os hrbtne kože. Tak jermen se na vse strani jednakomerno razteza in ni se bati, da bi uhajal z zamašnjaka. Čestokrat pa zvežejo parno mašino direktno z dinamo-strojem, da imata zamašnjak in dinamo skupno os. Taka zveza ustreza vsem zahtevam in tvori delovršbo nekako idealnosigurno. Pri manjših električnih napravah, do katerih ne stavimo najvišjih zahtev glede varnosti delovršbe, zadošča jeden sam motor. Ako po¬ sežemo po parnem stroju, zgradili mu bodemo vodnoceven kotel, ki daje največjo varnost proti eksploziji, stroj sam pa bode moderna zvezna mašina (compound-stroj) s kondenzacijo, ako imamo dovolj vode na razpolago. Vsa naprava je v takem slučaju seveda izročena našemu stroju na milost in nemilost. Vsaka hiba, ki ustavi tek stroja, ustavi kroženje električnega toka po elektrovodni mreži in mesto svetlobe je povsodi tema. Taki dogodki pa se pri večjih elektrarnah, ki so zgrajene z ozirom na rentabiliteto in javne interese, nikakor ne smejo javljati, ako nočemo uničiti vsega podjetja. Tedaj je treba imeti posebno rezervo v gonilni sili in poleg vsake parne mašine, ki je namenjena za navadno, vsakdanje delo, moramo postaviti še drug stroj, ki poskoči na pomoč, če se prvi mašini kaj pripeti. Tudi pri številu dinamo - strojev se moramo ozirati na ravnokar označene varnostne naredbe. Če je elektrarna neznatna ter le malemu številu svetilnic (recimo 200—-300) odmerjena, morebiti še izhajamo z jednim samim dinamom, a pri večjem številu postavimo rajše dva ali več tokorodnih strojev. Mesto jednega velikega dinama vzamemo več manjših 139 in to število pomnožimo še z nekaterimi stroji za rezervo. Podvojenega števila pač ni treba, ker vendar ni verjetno, da bi se hkratu pokvarili vsi vpreženi stroji; zato zadošča le delna rezerva. Preden se poda tok od polarnih vijakov dinamo-stroja v mrežo, izpeljan je na posebno desko, ki stoji na odličnem, vidnem prostoru poleg strojev. To je deska stikal niča, ki nosi vse potrebne aparate za sigurno delovršbo. Na njej so priprave, s katerimi poljubno stikamo in raztikamo vnanje tokove kroge z dinamo-stroji, aparati, ki nad¬ zorujejo proizvajanje in uporabo toka, ki merijo jakost in napetost nje¬ govo in ki zabranjujejo vsako pretečo nevarnost. Kjer je uporabljenih več dinamo-strojev, je stvar tako urejena, da lahko vsak dinamo napaja poseben, njemu odmerjen del elektrovodne mreže ali pa da pošiljajo vsi svoje toke v skupno mrežo. V prvem slučaju mora zaradi večje varnosti biti mogoče, da po¬ samične dinamo-stroje med seboj menjavamo, to je, da mora vsak stroj dajati svoj tok v vsak del elektrovodne mreže. Taka menjava se izvršuje s stikali, pritrjenimi na deski stikalnici. Nekatera stikala smo že opisali pri poglavju o akumulatorjih (str. 78 in dalje). Stikala so v obče priprave, s katerimi prisilimo tok, da gre po določeni poti, in s kate¬ rimi mu to pot zopet hipno pretrgamo. Treba je torej tok na dotičnem mestu napeljati čez nekak mostič, katerega poljubno dvigamo in navzdol spuščamo; v prvem slučaju ne more tok čez mostič, v drugem pa lahko hiti dalje. Ako z dotično pripravo ob jednem toku odkažemo novo pot in mu prvo zastavimo, imenujemo jo tudi pretikalo. Zelo jednostavno stikalo nam kaže slika 106. Na pravo- kotniški ploči sta pritrjena spo¬ daj na levi in na desni pri- tiskalna vijaka; oba veže širok kovinski mostič, imajoč podobo jednoramnega vzvoda in na desnem koncu noseč izoliran gumb. V tej legi ima tok, ki vijak, široko pot odprto do desnega vijaka, od koder gre dalje v žico. Ako pa z gumbom vzvod potisnemo na stran (v sliki navzgor), preki¬ nemo toku pot. Člen, v katerem se vzvod giblje in ploskev, v kateri se stika s pločico desnega vijaka, morata biti kovinsko svetla; potem ima tok svobodno pot, oziroma, kontakt je dober. Da ostane dotična ploskev gladka in čista, se vzvod vzmetno drše ob pločici desnega pritiskalnega vijaka. Slika 105. Stikalo z vzvodom. stopi po elektrovodu v levi pritiskalni 140 Siguren kontakt in veličina kontaktne ploskve sta velevažen mo¬ ment pri konstruiranju stikal. Če ni kontakt dober ali pa če je kontaktna ploskev premajhna, se lahko pripeti, da se mostič in ž njim vse stikalo razbeli, raztali ter sežge, in to v malo trenotkih. Siguren kontakt do¬ sežemo z vzmetnimi mostiči, pri katerih se ploskvi vsled vzmetne sile s precejšnjim tlakom pritiskata. Če je treba večjih dotikalnih ploskev, sestavimo kontaktni vzvod iz več vzmetnih listov, izmed katerih vsak posamičen zase pritiska na kontakno pločo. Slika 106. nam predstavlja tako stikalo, pri katerem je vzvod sestavljen iz mnogih posamičnih vzmetnih listov. Ob jednem vidimo na tej sliki, daje vzvod dvoramen; gumb (držalo) za premikanje je na sredi, prosta konca vzvodova pa vežeta polarne vijake. Pločo, na kateri so montirani opisani kovinski deli, naredimo iz lesa, pri jakih tokih pa iz porcelana, skrilavca ali sploh iz kake proti ognju varne tvarine. Kadar hočemo, da pošiljajo vsi postavljeni stroji svoje toke isto¬ časno v skupno eloktrovodno mrežo, treba je skrbno paziti, da ima vsak dinamo svojo normalno napetost. Ko bi za to ne skrbeli in ko bi jeden ali drug stroj imel premajhno napetost na polarnih vijakih, bi ne pošiljal toka v mrežo, temveč ravno narobe, jemal bi tok iz mreže. Tok, katerega bi proizvajali drugi stroji, bi torej ne tekel samo v svetil- nice, ampak deloma tudi skozi oni dinamo-stroj, ki ima premalo nape¬ tosti. Preden torej spustimo od kacega stroja s pomočjo stikala tok v skupno glavno mrežo, moramo njegovo napetost dovesti na predpisano višino. Na strani 66. smo že omenili, kako reguliramo polarno napetost pri dinamo - strojih s stranskim tokom. Treba je le v stransko žico vdjati izpremenljiv upor; s po¬ večevanjem ali zmanjševanjem tega upora izpreminja se tudi elektro- motorskasila dinamo-stroja. Jedno- stavno uredbo tacega izpremen- Ijivega upora nam bode pojasnil Slika 106. Kontakten vzvod, sestavljen iz vzmetnih listov. obrazec slike 107. Tu vidimo tri žice iz materijala, ki slabo prevaja elektriko (1, 2, 3); prva in druga sta združeni v kontaktnem gumbu b, druga in tretja v gumbu c. Pod žicami stoji jednoramen vzvod Vc, ki se premika okoli kontaktnega gumba V. Tok stopi v gumb a, hiti po žici 1, potem dalje v žico 2, a pri gumbu c stopi v vzvod in pri gumbu V zapusti pripravo. Ko bi n. pr. vzvod premaknili do gumba b, bi tok krožil samo po prvi žici, ako bi ga postavili na točko d, preletel bi vse tri žice, preden bi šel v elektrovodno mrežo. 141 Opisana priprava se imenuje nap on s ki regulator. Slika 108. predstavlja regulator, kakoršnega gradita Voigt & Haffner v Franko- brodu. Na pravokotniški železni ploči je pritrjeno večje število žičnih spiral od novega srebra, nikeljna ali manganina. Kontaktni gumbi stoje na spodnjem robu ploče, a vzvod je vdelan na vrhnjem robu ter sega čez spirale doli do gumbov. Druge tvrdke delajo regulatorje, pri katerih so spirale shranjene in zavarovane v zabojčku, a kontaktni gumbi in vzvod stoje vrh pokrova. Tudi samodelni re- Slika 107. gulatorji se uporabljajo 1 2 3 v centralah. Slika 109. pred¬ stavlja samodelni naponski regulator firme Ganz & Co. v Budimpešti. Pri tem regu¬ latorju teče tok najprej po vseh spiralah, ki so zapo¬ redno staknjene. Od vsakega spodnjega vezišča dveh so¬ sednjih spiral gre navzdol žica, ki se končuje v verti¬ kalno palico. Krajišča teh pa¬ ličic leže v poševni črti (glej sliko B); Pod njimi se nahaja posoda z živim srebrom, ki se more dvigati ali pa po¬ niževati. Če posodo nekoliko dvignemo, se najprvo pomoči prva paličica na desni v živo srebro; če Slika 108. Naponski regulator za dinamo-stroje s stranskim tokom in za zvezne stroje. dvignemo posodo še višje, pride na vrsto druga, tretja paličica. Pri naši sliki tiči devet palic v ži¬ vem srebru. Tok je vpeljan v prvo vertikalno paličico na desni, a sedaj ne kroži po prvi spi¬ rali in od te dalje tudi ne po drugi, tretji. ampak ker mu živo srebro manj upora ponuja, gre rajše od prve palice takoj po živem srebru do 9. palice, ne da bi stopil v dotične spirale; stoprav pri 9. palici se mora podati v 9. spiralo in potem v drugi proti levi, katerih palice ne stoje v živem srebru. S primernim dviganjem živega srebra moremo tedaj poljubno število spiral izločiti iz tokovega kroga, to je zmanjšati moremo skupni upor. Posodo z živim srebrom zvežemo z železno palico, katera tiči navzdol 142 v žični tuljavi. Ako staknemo tuljavo s poli dinamo-stroja, bode jakost toka v žični tuljavi zavisna od polarne napetosti na stroju; čim večja pa je jakost toka, tem huje bode tuljava vlekla železno jedro v svojo sredo. Čim bolj pa se pogrezne jedro, tembolj se poniža tudi posoda z živim srebrom; zato na¬ rašča število prostih spiral, ž njim pa seveda množina upora, ki je vtaknjen v stranski tok. Jakost toka v stranskih ovojih se tedaj mora zmanjšati, ali kar je jedno in isto, napetost dinamo-stroja postane manjša. — Če tedaj Slika 109. Samodelni naponski regulator firme Ganz & Co. ščeti na kolektorju premaknemo, to je, za takem stroju so vse drsalne ščeti med seboj primerno zvezane; potem zadošča jeden sam poteg, in ščeti se vse za isti kot premaknejo. Pri strojih za istomerne toke se ta način regulacije posebno ne priporoča, ker se prerade pokažejo iskre na kolektorju. A naj si bode regulacija elektromotorske sile te ali one vrste, vselej moramo imeti posebne aparate, kateri nam vsak hip kažejo, vnanji vzroki napetost povečajo, jo naš regulator zmanjša; ko bi pa napetost pojemala, jo regulator samodelno poveča. Či- tatelj takoj zapazi, da ima opisani regulator slične opravke, kakor znani regulator pri parni mašini. Na strani 67. smo čuli, da potrebujejo tudi zvezni dinamo - stroji male regulacije, in sicer vtaknemo v njih stran¬ sko žico nekoliko iz- premenljivega upora. V te namene rabimo povsem jednake napon- ske regulatorje, kakor za stroje s stranskim tokom. Napon na polarnih vijakih, oziroma tokova jakost se tudi še dru¬ gače lahko nekoliko regulira. Nekateri stroji so namreč tako urejeni, da se njih napon iz- premeni, če drsalne določen kot prestavimo. Pri 143 koliko napetost, oziroma koliko jakost ima tok, ki prihaja od polarnih vijakov dinamo-stroja. Napetost toka na polarnih vijakih dinamo-stroja merimo z vol to¬ rne tri, ali voltomeri, jakost toka v glavnem tokovem krogu pa z amperometri ali amp eromeri. Tudi ti aparati so pritrjeni na deski stikalnici. Pogled na njih kazalce poučuje paznika, kako je treba postavljati regulatorje, da se elektromotorska sila ohrani na predpisani višini. Volto- in amperometri so narejeni na podlagi istega temeljnega principa, katerega razlaga slika 110. Na škripcu visi železno jedro e, os škripca pa nosi kazalec h z malo utežjo. Železno jedro se premice v žični tuljavi S, v katero je vpeljan električen tok. Ko tok vstopi v tuljavo, potegne tuljava jedro vase in kazalec h se dvigne. Ker je potegovalna moč spirale zavisna od tokove jakosti, zato je naravno, da zavzema jedro e pri raznih jakostih toka različne lege. Z poniževanjem in dviganjem jedra pa se dviga in ponižuje tudi kazalec h. Ako smo poprej s primernimi poskusi določili lego kazalca za vsako tokovo jakost, nam ta priprava pozneje rabi za merjenje tokov. Pod kazalcem pritrdimo samo še lok s skalo, na katerem je za vsako lego kazalčevo zaznamenovana pri justiranju najdena tokova jakost. V principu sta tedaj voltomer in amperomer jednaka, a v prak¬ tični izpeljavi se nekoliko razločujeta. Amperomer ima spiralo zvito iz maloštevilnih debelih ovojev, ker se vtika v glavni tokov krog, dočim je spirala voltomera sestavljena iz mnogih ovojev zelo fine žice, tako da biva v njej velik upor. Ako zvežemo konca njegovih spiralnih ovojev z dvema prevodnikoma, ki imata različna napona, gre skozi spiralo tok, ki je po Ohmovem zakonu sorazmeren z napetostjo med obema tokovodoma. Ker se kazalec odklanja sorazmerno s tokovo jakostjo v ovojih, se z vsakim določenim naponom na koncih spirale ujema dolo¬ čena lega kazalca. Ako se potem s primernim postopanjem označi za razne znane napetosti vsakojaka lega kazalca na skali, je priprava upo¬ rabna za merjenje napetosti. Voltomer vtikamo tedaj v stransko vejo glavnega toka, ali kakor pravimo v stranski stik. Skali na volto- in amperomeru sta tako urejeni, da povesta na¬ petost direktno v voltih, jakost pa v amperih. I ri obeh aparatih ni glavni namen, da bi z absolutno točnostjo kazala vsakojako napetost in jakost, temveč glavna stvar je, da hitro in neposredno poučita stroje- Slika 110. Princip tokomerov. 144 vodja o stanju omenjenih dveh faktorjev. Tudi pri zelo veliki jakosti in napetosti morata delovati, poleg tega pa biti nezavisna od ogromne mase železa in magnetizma, ki se nahaja v centrali. Navadno sta tako narejena, da kažeta najnatančneje takrat, ko vlada normalna napetost in jakost. Poglavitna naloga centrale je, da pošilja v elektrovodno mrežo toke določene napetosti in primerne jakosti. Opisana aparata zadoščata Slika 111. Prof. dr. Aronov elektroštevec. v ta namen. Ž njima je zaključeno število ne- obhodno potrebnih pri¬ prav na deski stikalnici. V elektrovodni mreži, in sicer v njenih zadnjih petljah pa nahajamo še jedno vrsto merskih aparatov, ki so vele- važni za denarno stran vsake električne cen¬ trale. Posamični odje¬ malci električne ener¬ gije zahtevajo namreč, da se jim zaračuni na¬ tančno toliko toka, ko¬ likor so ga v istini po¬ rabili. Kakor imamo torej pri plinovi raz¬ svetljavi takozvano ■rplinovo uro», ki kaže, koliko kubičnih jednot plina je stranka pora¬ bila, tako moramo tudi konsumentu električne energije postaviti v sta¬ novanje aparat, ki za¬ nesljivo in stalno za- znamenuje, kolika mno¬ žina toka je stekla do odjemalca. Take priprave se zovejo e 1 e k t r o š t e v c i ali elektromeri. Slika 111. kaže pripravo te vrste, ki se po izumitelju zove Aronov elektroštevec. Aparat je montiran v podolgovati lični omarici, ki je v naši sliki odprta, da vidimo notranje dele. Princip tega elektro- mera je jako jednostaven. Čas nihanja je pri nihalu zavisen od sile, ki 145 je vleče navzdol, tedaj pri navadnem nihalu od privlačne sile (težnosti) naše zemlje. Ako vpliva na nihalo še druga sila, ki prvo povečuje ali zmanjšuje, je jasno, da se bode nihalo hitreje ali pa počasneje zibalo, kakor pod vplivom najprej imenovane sile. Če tako nihalo zve¬ žemo s primernim kolesjem, bode ura prehitevala ali pa zaostajala, vse- kako pa drugače šla, kakor ura, na katero vpliva samo privlačna sila zemlje. Iz razlike v hoji obeh ur se lahko sklepa na jakost one sile, ki je motila prvo nihalo v gibanju. Kot tako silo je prof. dr. Aron uporabil silo, s katero deluje žična tuljava tedaj na magnet, kadar kroži po njej električni tok. Pritrdimo n. pr. na koncu nihala jekleno magnetno palico (glej v sliki desno nihalo), in sicer morebiti tako, da je južni pol na spodnjem delu magneta, potem pa potisnimo čez magnet žično tuljavo. Ako spustimo v spiralo tok, začne takoj na znan način vplivati na magnet, oziroma nihalo. Tuljava odbija ali pa privlačuje južni pol, kar se ravna po meri električnega toka. To vplivanje spirale, rekše ta nova sila, ojačuje ali pa zmanjšuje prvotno zemeljsko silo in nihalo se bolj hitro ali pa bolj počasi giblje. Večja počasnost in večja hitrost sta torej zavisni od tokove jakosti in dokaže se lahko, da je prehitevanje in zaostajanje ure, stoječe z nihalom v zvezi, sorazmerno amperskim, ali kar je jedno in isto, svetilniškim uram, ki so tekle skozi tuljavo. Aronov elektroštevec je natančna in zanesljiva priprava za merjenje uporabljene množine toka. Pri prvotnih Aronovih elektroštevcih je bilo treba to množino še le preračunati iz časovne diference, pri novejših tipih pa se množina uporabljenega toka neposredno čita na cifrenici. Da to doseže, zvezal je Aron uro, katere nihalo se ziblje pod vplivom električnega toka, z drugo povsem jednako, a nemoteno uro. Kolesje obeh ur deluje na skupno os. Dokler gresta obe uri jednako hitro, torej dokler ne kroži tok po tuljavi, skuša prva ura os sukati na jedno, druga ura pa na drugo stran — obeh sili se torej uničujeta, kazalec stoji. Ko stopi tok v tuljavo, vplivata na desno nihalo dve sili, težnost in električna sila; nihalo se začne hitreje gibati in hitreja hoja ure se po¬ kaže na skupni osi, ki se sedaj vrti z diferenčno hitrostjo obeh ur. Pot kazalcev je zavisna od produkta iz tokove jakosti in trajnosti toka, tedaj kaže ravno število iskanih amperskih ur. Poskusoma je treba pri vsakem aparatu dognati, koliko amperskih (svetilniskih) ur se ujema z jednim vrtežem osi. Najvišja cifrenica kaže jednice, druga desetice i. t. d. Opisani elektroštevec meri uporabo toka pod pogojem, da je napetost v mreži vedno stalna in neizpremenljiva. Če pa je vsa elektrarna dru¬ gače urejena, moramo meriti energijo, ki se v istini uporabi, torej wattske ure. Števec za wattske ure je zgrajen po istem principu kakor Aronov elektroštevec, samo da kaže jedno izpremembo. 10 146 Desno nihalo namreč nima jeklenega magneta, ampak mesto njega nosi tuljavo od fine žice. Skozi spodnjo spiralo pošljemo glavni tok, skozi tenkožično tuljavo pa napeljemo stranski tok, tako da leži v stranskem stiku. Sila, s katero sedaj obe tuljavi delujeta jedna na drugo, je po zakonih elektrodinamike zavisna od produkta jakostij njunih tokov. Ker pa je tokova jakost v stranskem stiku zavisna samo od napetosti na koncih (upor stranskega toka je namreč vedno jeden in isti), je sila zavisna od produkta napetosti in tokove jakosti, torej od števila wattov. Diferencijalno kolesje meri tedaj produkt iz wattov in časa, torej kaže wattske ure. Cifrenice navadno označujejo uporabljeno energijo v hekto- wattskih urah. Ta aparat rabi dobro za istomerne in izmenične toke, kajti sila obeh tokov v debeložični in tankožični tuljavi ostane ista, če se tudi tok v obeh ob jednem obrne. Poleg Aronovega elektroštevca je posebno v Ameriki v rabi pro¬ fesorja E. Thomsona elektroštevec, katerega izdeluje v Ameriki družba «Thomson-Huston», v Evropi pa berolinska električna tvrdka «Union*. Pri tem števcu je napeljan električni tok v mali elektromotor, ki nima nikakih železnih delov. Motor ima dva poljska magneta z maloštevilnimi debeložičnimi ovoji, ki so vtaknjeni v glavni tokov krog; med njima se vrti kotvica, imajoča bobniško obliko in vertikalno os. Ovoji bobniča so vdejani v stranski stik poleg glavnega toka. Na spodnjem koncu nosi kotvična os horizontalno bakreno pločo krožne oblike, ki se z osjo vred vrti. Pločo objemajo trije jekleni podkovasti magneti, tako da se ploča suče med njihovimi poli. Ko kroži tok po ovojih poljskih magnetov in bobniča, se kotvica vrti; to vrtenje bi bilo vedno hitreje, ko bi ga bakrena ploča ne ovirala. V njej namreč nastajajo takozvani vrtinčasti toki (stran 34), ki ovirajo gibanje in se pretvarjajo v toploto. Motor mora torej opravljati neko delo, ki je tem večje, čim hitreje se ploča vrti, ali kar je jedno in isto, z vrtenjem provzročeno delo stoji s tokovo jakostjo v takem razmerju, da je število vrtežev v časovni jednoti so¬ razmerno z jakostjo toka. Število vrtežev v določenem času pove tedaj število amperskih ur, ki so tekle v tem času skozi elektroštevec. Kotvica nosi na zgornjem koncu kolesje s kazalci in cifrenico, na kateri se nepo¬ sredno čitajo amperske, oziroma wattske ure. Thomsonov elektroštevec je uporaben za istomerne ali pa tudi za izmenične toke. Vsak elektroštevec mora biti po naših zakonih uradno preizkušen, preden se odda stranki. Običajno je, da odjemalci električnega toka ne kupujejo sami elektroštevcev, ampak preskrbuje jih podjetnik na svoje troške. Zato mu pa mora konsument plačevati letno najemščino. Elektro- števci se vzidajo tam, kjer se hišna inštalacija prične, ali če je več od- 147 jemalcev v jedni hiši, kjer se cepijo dotične posamične mreže. Potem¬ takem mora ves tok, preden dohaja do odjemalca, hoditi skoz elektro- števec, kjer mora napovedavati svojo množino. Poleg opisanih aparatov v elektrovodni mreži pa ne smemo pozabiti končno še pri¬ prav, katerim je naloga, da neljubega, če tudi sorodnega gosta z lepa spravijo na prosto, če je zašel v prevodnike. Tam pa tam udari atmosferska elektrika v elektrovodno mrežo ter porabi pripravno kovinsko pot, da odteče v zemljo ali da se na drug način izravna. Tedaj se pa često¬ krat ne godi dobro raznim aparatom, ki so vdejani v elektrovodno mrežo, še manj pa onim osebam, ki so v njeni bližini. Atmo¬ sfersko elektriko je treba torej na vsak način Strelovod s papirnatim listom. odvajati iz naše bližine in dati ji moramo priliko, da pravočasno zapusti elektrovodne žice. To se zgodi s po¬ sebnimi strelovodi. Strelovodi so za vse prevodnike, naj že prevajajo jake ali slabe toke, v principu jednaki, a seveda priprostejši pri telegrafskih in tele¬ fonskih mrežah, kjer imamo opraviti samo s slabimi toki. Tak jedno- staven strelovod nam kaže slika 112. Od prevodnika je napeljana stranska žica doli v zemljo. Na jednem mestu je ta stranska žica pretrgana in vdejani sta dve široki kovinski ploči, med katerima se nahaja tanek papirnat, s parafinom napojen list. Slabi telegrafski tok ne more uiti v tla, ker ga zadržuje papirnati list. Če pa trešči v tokovod, poišče zračna elektrika krajšo pot, prodere vsled svoje ogromne napetosti papirnato plast in izgine neškodljiva v zemljo. Mesto pa¬ pirja zadošča tudi sama zračna plast, samo da sta kovinski ploči dovolj ši¬ roki, osobito pa če imata mnogo rog¬ ljev in ostij. Se jednostavnejšo strelovodno pri¬ pravo vidimo v sliki 113. Okoli zrač¬ zemlja Princip vretenastega strelovoda. nega prevodnika je konec žice spiralno ovit, a žica je napeljana v tla. Med pre¬ vodnikom in spiralo (vretenom) mora biti tenka izolirajoča plast. To se najlažje doseže, ako je vretenasti konec žice s svilo prepleten. Slabi tok ne more skozi svilo v zemljo in gre dalje po elektrovodu, a zračni 10* 148 električni tok s svojo silno napetostjo jo prodere brez zadržka in steče po kratki poti v tla. V praksi se izdeluje ta strelovod tako, da moremo vreteno vsak hip zamenjati z drugim, kajti po vsakem tresku se izoli- rajoča plast poškoduje. Drugi strelovodi uporabljajo ploče z ostmi (nazobčane ploče) za strelovode (slika 114.). Znano nam je, da električna iskra posebno lahko in rada pre¬ skakuje med ostmi. Ako torej jedno zobato pločo zvežemo s prevod¬ nikom, drugo pa z zemljo, prehaja zračna elektrika čez osti in med njimi se nahajajočo zračno plast od prve ploče na drugo in od tod v tla. Mesto ploč z zobmi in ostmi jemljo tudi rebrate ploče, ki leže z malim presledkom jedna vrh druge. Na ta način so zgrajeni strelovodi na telegrafskih in telefonskih drogovih, stoječih na prosti progi. Na drog se pritrdi dvojnat zvonec dve izolirani kovinski ploči; ob Slika 114. Strelovod z nazobčanimi pločami. od trde gume, ki nosi v svoji glavi ploskvah, s katerimi sta ploči druga proti drugi obrnjeni, sta rebrnati, a med obema je majhen presledek. Spodnja ploča je v zvezi z zračnim prevodnikom, od zgornje pa vodi v zemljo posebna talna žica. Zračna elektrika gre od prevodnika čez obe ploči in njuno zračno plast po talni žici v zemljo. Za jake toke pa ravnokar opi¬ sani strelovodi ne zadoščajo. Ko bi namreč take strelovode vdejali v mrežo z jakimi toki, bi se lahko pri¬ petilo, da jih tok sam sežge in uniči. Zgodi se namreč včasih, da ima dinamo- stroj talni stik, to je, jeden njegovih polov dobi vsled slabe izolacije zvezo z zemljo. Če bi v takem slučaju zračna elektrika preskočila v stre¬ lovod, bi se lahko pojavil plameneni lok med obema strelovodnima plo- čama, kajti jaki toki bi uhajali po novi, krajši poti v zemljo. Plameneni lok bi ploče silno razgrel, končno stopil, torej pripravo uničil, kajti talna ploča je vsled talnega stika v zvezi z jednim polom dinamo-stroja, zračna ploča pa potom tokovoda z drugim polom. Strelovod za elektrovode jakih tokov mora biti potemtakem tako urejen, da se nastanek plamenenega loka prepreči ali da se plameneni lok vsaj takoj pretrga, če se pojavi. Zgornja ploča je v zvezi s tokovodom, spodnja pa najprej s kotvico posebnega elektromagneta. Iskra skoči iz zgornje ploče na spodnjo, od tod na kotvico, potem okoli elektro¬ magneta in dalje po talni žici, ki vodi od elektromagneta navzdol, v zemljo. Če nastane tedaj vsled plamenenega loka trajen tok proti zemlji, 149 potegne elektromagnet kotvico k sebi, ta pa sproži posebno utež, ki odtrga spodnjo pločo od zgornje. S tem preneha plameneni lok; ploči spravimo v prvotno lego nazaj in strelovod je pripravljen za nov tresk. Na drug način preprečuje prof. Thomson nastajanje plamenenega loka. Sliki 115. in 116. nam kažeta njegov strelovod. Večje število kovinskih ploč je vznasad naloženo. Ploče so druga od druge ločene z dobro izolirajočimi plastmi. Vsaka ploča nosi navzven kovinski podaljšek, ki ima na koncu kovinsko krogljico. Ploče so tako zložene, da tvorijo krogljice spiralno pot okoli ploč. Krogljice se ne dotikajo druga druge, temveč loči jih mala zračna plast. Iskra atmo¬ sferske elektrike lahko skače od krogljice do krogljice in šine v zemljo, a plameneni lok se se brez gibljivih de¬ lov, kakoršne ima prej opisani strelo¬ vod, na jednostaven in siguren način od¬ pelje škodljivi tok v tla. Prevodnikom, katere napeljemo do svetilnic ali do posa¬ meznih aparatov v elektrovodni mreži, moramo dati pri¬ merne dimenzije, da na jedni strani ne izgubljamo energije in da na drugi strani staljenja. Posebno pri nastane nevarnost za ogenj. A če smo tudi prevodnike pravilno dimen- zijonirali, se vendar lahko pripeti, da zajde vanje premočen tok, ki jih uniči in požge. Tak premočen tok se javlja v dotičnem prevodniku osobito tedaj, ako se vanj hipno vtakne manjši upor, kakor pri nor¬ malni uporabi. Mislimo si n. pr. tokovodno vejo, namenjeno jedni sami žarnici s 16 normalnimi svečami in zgrajeni za 100 voltov napetosti. Upor pri taki žarnici meri okroglo 200 ohmov, tokova jakost, za katero smo prevodnik izbrali, pa je t/s ampera. Vsled kake pomote naj se sedaj dotakneta oba prevodnika neposredno pred žarnico, tako da ne gre tok več skozi žarnično ogljeno nitko, temveč direktno od jednega tokovoda do druzega. V tem hipu, ko je nastal kratek stik, pade upor elektrovoda, ki napaja žarnico, od 200 ohmov na 1 ali celo na ohma, vsled mnogih presledkov ne more javiti. Tako Slika 115. Slika 116. Thomsonov strelovod. obvarujemo žice prehudega segrevanja ali celo hišnih inštalacijah moramo skrbno paziti, da ne 150 tedaj na upor, ki ga stavi sam prevodnik brez žarnice električnemu toku. V istem trenotku se torej poveča jakost toka v tej veji za 200- do 400 krat. Za toliko tokovo jakost pa žica ni bila preračunjena ; posledica je, da se silno segreje in končno stali. Če je bila napeljana po zgorljivih delih, je nevarnost velika, da nastane požar. Vsled tega so neobhodno potrebne posebne priprave, ki elektrovod takoj pretrgajo, ko zajde vanj premočen tok. V ta namen so izumili zelo jednostavno in sigurno sredstvo, tako- zvana svinčena varovala. V tokovod se namreč kolikor mogoče blizu onega kraja, kjer se odcepi veja od glavnega prevodnika, vdene košček svinčene žice ali pločevine. Ta svinec je tako umerjen, da teče po njem pri normalni tokovi jakosti — v našem vzgledu pri jakosti 1 / 2 ampera — električni tok svobodno dalje. Če pa pride premočen tok, se svinec stali, in toku je pot pretrgana. Ko bi sedaj vdejali nov košček svinca, bi se seveda takoj zopet stalil, dokler ne bi odpravili vzroka prehudemu toku, rekše, dokler ne bi bil odstranjen kratki stik v tem delu SIlka 117 ' naše elektrovodne mreže. rt Jednostavno svinčeno varovalo vidimo na sliki 117. Na ploči od dobro osam- Ijajoče tvarine, navadno od porcelana, sta pritrjena dva vijaka, izmed katerih je vsak opremljen s posebnim precepom. Prere- Jednostavno svinčeno varovalo. , , , , , zana konca elektrovoda sta zvezana z vijakoma, v precepih pa tiči tanek košček svinca. Okrogel pokrov varuje pripravo proti vnanjim poškodbam. Danes imamo dolgo vrsto različno zgrajenih svinčenih varoval, ki so pa vsa v principu podobna ravnokar opisanemu. Mesto svinca jemljo nekatere tvrdke zlitino od svinca in kositra, druge pa takozvano bri- tania-kovino. Navadno vlagamo v obe žici vsake veje po jedno varo¬ valo. To ne velja samo za veje najbolj zadnje vrste, ampak tudi za veje višjega reda gori do onih prevodnikov, ki se prično pri dinamo-stroju, ki pošilja svoj tok istotako najprej skozi primerntf svinčeno varovalo. Slika 118. nam kaže šematično, kako so vdejana varovala v elektro- vodno mrežo. Pikičaste preme, ki se nahajajo v pričetku vsake veje, pomenijo varnostne svinčene kosce. Za toke velike napetosti moramo svinčena varovala tako prire¬ diti, da se ognemo plamenenemu loku, ki bi se sicer pojavil pri raz- taljenju svinca. V tem slučaju vzamemo daljšo svinčeno žico, ter jo napeljemo okoli porcelanskega mostiča, čez katerega ne more segati nevarni plameneni lok. Svinčena varovala pritrdimo za več vej skupaj na 151 skupnih deskah, da jih imamo v razpregledu in da jih lahko zame¬ njavamo z novimi brez velike zamude časa. V tem poglavju opisani aparati tvorijo glavno opremo vsake elektrovodne mreže. Električni monterji rabijo poleg teh še mnogo druzih priprav, ki so jim neobhodno potrebne pri grajenju, nadzorovanju in popravljanju to- kovodov. Taki aparati so n. pr. različni merski instrumenti, s ka¬ terimi določajo napake v izola¬ ciji, upore prevodnikov, nape¬ tost in jakost toka in uporabo energije, nadalje priprave, s ka¬ terimi spoznavajo mer tokov in kakovost polov pri proizvodnikih električne sile, mer silokaznic v magnetnem polju dinamo - stro¬ jev i. t. d. Poznanje teh aparatov je važno samo za notranjo službo v mestu ne bodemo ozirali na nje. Slika 118. Razvrstitev svinčenih varoval v elektrovodni mreži. elektrarnah, in zato se mi na tem V. Električni motorji in njih uporaba. Motorji na glavni tok, stranski tok in z mešanimi ovoji. Motorji z isto- mernim, izmeničnim in vrtilnim tokom. Jacobijev motor. Griizlov motor. Rotacijski motor. Motorji tvrdke Siemens & Halske. Motorji tvrdke Oerlikon. Motor za izmenične toke tvrdke Ganz & Co. Električni motorji za delavnice, za dvigala, ventilatorje, šivalne stroje, kladiva, vrtalne stroje. Električne železnice in čolni. Prenašanje električne energije. Pri opisovanju dinamo - električnih strojev smo videli, kako se iz- preminja mehanična energija v električno. Obratno pa moremo tudi Slika 119. Pola Grammejevega obroča do¬ bivata tok iz jednega elementa. električno energijo pretvarjati v mehanično. Jake toke lahko vprežemo za proizvajanje meha¬ ničnega gibanja, torej za delo. Vsak magneto- električen ali dinamoelektričen stroj za isto- merne toke se namreč lahko uporablja na dva načina. Če njegovo kotvico s primernim na¬ porom ali delom sučemo mimo magnetnih polov, nastajajo v njej indukcijski toki, katere pošiljamo v elektrovodno mrežo; to je prvotni namen dinamo-strojev. Če pa obratno spu¬ stimo električen tok v žične ovoje kotvične, potem vplivajo magneti na kotvico z neko določeno silo, in ona se mora pod vplivom teh sil začeti gibati. Ako torej od zunaj spustimo tok v induktorjeve ovoje in v ovoje poljskih magnetov, se mora induktor vrteti. Da bodemo dogodke v motorju boljše in laglje razumeli, oglejmo si še jedenkrat znani Grammejev obroč na sl. 119. (gl. str. 33.). Ako napeljemo do ovojev tega obroča na dveh diametralno nasproti si ležečih točkah električen tok, se ta tok razcepi v dve veji, izmed katerih gre jedna po zgornji, druga po spodnji polovici obroča. Ker kroži tok okoli 153 obroča, se pomagnetita obe polovici. Iz prejšnjih navodil vemo, da se obe obročevi polovici v istem smislu polarizirata, kajti tok obkrožuje obe železni polovici v nasprotni meri kakor urni kazalec. Če tedaj obroč pre¬ režemo, ne da bi ovoje pretrgali, kakor kaže slika 120., postaneta leva konca severna pola, desna pa južna pola. Če prerezani polovici zopet združimo, nastaneta na dotičnih mestih jednotna pola, torej na levi severni, na desni južni pol. Tako pridemo do sklepa, da se tvorijo v Grammejevem obroču magnetni poli, ako mu na dveh mestih (v našem vzgledu ležita si te dve mesti diametralno nasproti) dovedemo električnega toka, tako da ležijo ti poli na vhodišču, oziroma na izhodišču toka. Ako postavimo sedaj na levi in na desni strani obroča poleg na¬ stalega pola nepremičen magnet, bodeta pola nepremičnega magneta odbijala istoimenske pole premičnega obroča; severni pol magneta na levi strani odbija severni pol obročev, dočim ga južni pol magnetov privlačuje; zato se začne z obročem vred vrteti v isto mer kakor urni kazalec. Ker se na desni strani obroča slični dogodki pojavljajo, se obroč tudi vsled teh suče v istem smislu. Z vrtenjem obroča pri¬ hajajo vedno novi ovoji na isto mesto, kjer tok vstopa in izstopa. Na teh krajih se delajo potemtakem vedno novi poli, ali kar je jedno in isto, pola obročeva se v prostoru ne pre¬ makneta, četudi se obroč vrti. Ta uredba kaže, da bivajo na motorju jednake razmere, kakor na dinamo - stroju. Oba sta slično zgrajena, dinamo-stroj je p r e o b r a č 1 j i v a mašina. Ako dinamo-stroj porabimo za motor, Slika 120. Grammejev obroč kot dvojnati magnet. se kotvica vrti. Vsaka vrteča se kotvica pa začne proizvajati električne toke. Naš motor deluje torej ob jednem kot dinamo in proizvaja električne toke. Sedaj nastane važno vprašanje, deluje li nastala elektromotorska sila v istem ali pa v nasprotnem smislu kakor električni tok, ki ga dovajamo kotvici motorja. Ko bi delovala oba toka v istem smislu, bi se to-le pri¬ petilo: dinamo-stroj, uporabljen kot motor, bi ob jednem proizvajal tok; ta tok bi šel, ker bi imel z dovajanim tokom isto mer, proti tokorodnemu dinamo - stroju, in bi tega gnal kakor motor. Na tem stroju bi se tedaj kazala še večja množina električne energije. Tako bi se obadva stroja neprestano podpirala v proizvajanju električnega toka, ne da bi bilo treba vnanjega mehaničnega dela. Imeli bi nekak perpe- tuum mobile in to nam priča, da ne more biti elektromotorska sila, ki nastane v motorju vsled njegovega vrtenja, jednake meri s tokom, katerega motorju dovajamo. Toka imata nasprotne meri. 154 Nastala nasprotna elektromotorska sila pa mora biti manjša kakor dovajani tok, kajti tokorodni dinamo in vrteči se motor se obnašata jednako, kakor dva protistaknjena elementa (glej sliko 8. na str. 15.). Ko bi imel dinamo slabšo elektromotorsko silo, kakor motor, bi le-ta pošiljal svojo energijo dinamo-stroju. Protielektromotorska sila je torej manjša, kakor elektromotorska sila dinamo-stroja. Električni motor, kateremu dovajamo tok, more torej opravljati neko delo. Če zvežemo njegovo os z jermeni, zobatimi kolesi ali na kak drug način z vretenom poljubnega stroja, se vreteno vrti in tako dela elektromotor. Električni motorji, katere gonimo z istomernimi toki, so zgra¬ jeni kakor dinamo-stroji na stikanje v glavni tok, v stranski tok, ali pa tudi z mešanimi ovoji (glej stran 60. — 67.). Vendar se zadnja vrsta iz važnih vzrokov skoraj nikdar ne uporablja. Način delovanja je pri vseh teh treh vrstah bistveno jeden in isti, samo da se iz lahko umljivih razlogov pri dinamo-strojih z glavnim tokom vrti kotvica proti ščetem, ako teče stroj kot motor, dočim se motor na stranski tok suče v isto mer, v kateri leže ščeti. Pri prvem stroju se namreč tok obrne v kotvici in v magnetnih ovojih, pri drugem pa le v kotvici. Vsa energija, katero sprejme motor v jedni -sekundi vase, je jed- naka produktu iz tokove jakosti in iz napetosti na njegovih polih. To energijo porabi deloma zase, namreč za trenje in za Joule-ovo toploto, ostanek pa oddaja na zunaj kakor delo. Motor torej izvršuje delo, ki je, ako odračunimo ravnokar navedene izgube, jednako produktu iz njegove polarne napetosti, tokove jakosti in hitrosti vrtenja (števila vrtežev). Ako hočemo, da opravlja motor vedno jedno in isto delo, mora ostati ta produkt vedno jednak; če zahtevamo od njega večje ali manjše delo, mora tudi produkt postati večji ali manjši. Ker dovajamo motorjem večinoma toke iz elektrovodne mreže, ki ima stalno napetost, hočemo samo to razmerje opisati. Pri stalni napetosti napajajočega toka se najbolje obnašajo motorji s stranskim stikom, katere tako gradimo, da je upor v kotvici kolikor mogoče majhen, magnetizem magnetov pa velik Ako je tak motor le malo obremenjen, se mu kotvica tako naglo vrti, in poljski magneti postanejo tako jaki, da hitro naraste elektromotorska protisila v kot¬ vici, ž njo vred pa dobi protitok toliko moč, da skoraj uniči dovajani tok. Po stroju krožijo potemtakem kaj slabi toki in motor sprejema vase le malo energije. Ako pa stroj večje delo opravlja, se zopet zmanjša kotvična hitrost, protitok oslabi, in tok, ki teče skozi motor, postane močnejši. Vsled tega se ojačijo tudi magnetje in tedaj bi proti¬ tok še bolj oslabel, ko bi se hitrost kotvice zopet ne povečala. Rezultat 155 je torej ta, da se število vrtežev pri motorjih na stranski tok skoraj nič ne izpremeni, če tudi je stroj različno obremenjen in če tudi opravlja različno težka dela; po kotvici in po magnetih pa krožijo toki različne, in sicer tem večje jakosti, čim težje je Strojevo delo. Iz tega sledi naj¬ prej, da vzame motor vedno le toliko energije iz tokovodne mreže, kolikor je za svoje delo potrebuje. Če izvršuje samo polovico dela, po¬ rabi tudi samo polovico energije, ne oziraje se na ono množino toka, ki jo potrebuje za trenje in toploto. Ako imajo elektromotorji v kotvici majhen upor, pojavljajo se pri vtikanju v tokovo mrežo razne neprilike. Recimo, da znaša upor v kot¬ vici 1 ohm in da je motor vdejan v dva prevodnika, ki imata 100 voltov naponske razlike; tedaj bi šel v prvem hipu tok z jakostjo 100 amperov skozi žične ovoje. Kotvica bi se sicer začela takoj vrteti, in če tudi bi protitok hitro znižal jakost toka v ovojih, bi se vendar vsled premoč¬ nega začetnega toka poškodovale žice in njih izolacija na kotvici, ali stopilo bi se vsaj svinčeno varovalo. Pa tudi, ko bi dali ovojem in svinčenim koscem tolike dimenzije, da bi se ne stopili in ne zgoreli, bi se takoj poznalo v elektrovodni mreži, da smo hipoma vzeli iz nje pre¬ veliko množino toka in njena napetost bi se nevarno zmanjšala. Opisane razmere zahtevajo, da osobito večje motorje le počasi vtak¬ nemo v elektrovodno mrežo. To dosežemo, ako prisilimo tok, da preleti najprej poseben upor, a potem šele stopi v motor. Vsled. predloženega upora pride potem v motor tok majhne jakosti. Ko se začne kotvica sukati, javlja se protitok, in v kolikor ta narašča, za toliko zmanjšujemo predloženi upor, končno damo uporu kratki stik, in motor se nahaja sam v tokovem krogu. Pri večjih motorjih vde¬ vamo torej najprej magnete in ravno tako kotvico le polagoma v elektrovodno mrežo. Z istomernimi toki moremo tedaj brez posebnih težav in precej jednostavno proizvajati delo. Drugače pa je z izmeničnimi toki. Do leta 1888. so se sploh vsi poskusi, tudi izmenične toke za delo uporabiti, izjalovili, in zato se te vrste toki niso mogli tako zma¬ govito razširjati, kakor njih tekmec, istomerni tok. Imenovanega leta pa se je posrečilo zgraditi dobre motorje tudi za izmenične toke, in od tedaj se je povzpela njih veljava do poprej nepričakovane višine. Na prvi pogled bi se moral tudi vsak dinamo-stroj za izmenične toke brez posebnih priprav dati uporabljati kot motor; kajti mer vrtenja električnega motorja ni zavisna od meri toka, ki se mu dovaža. Ako se tok obrne, izpremeni kotvica pač svoje pole, a ob jednem jih izpre- mene tudi poljski magnetje, tako da se privlačevanje in odbijanje zopet na istih mestih vrši, kakor poprej. Vsak električen motor moremo torej tudi goniti z izmeničnimi toki, a delo njegovo bode v tem slučaju 156 izdatno manjše, kakor pri motorjih, katerim dovajamo istomerne toke. V masivnih železnih jedrih poljskih magnetov proizvaja namreč izme¬ nični tok, krožeč po njihovih ovojih, indukcijske toke, ki močno slabe energijo toka. Vrh tega gre veliko tokove energije v izgubo pri pomagne- tovanju elektromagnetov. Ta izguba se sicer pojavlja tudi pri magnetih dinamo-strojev za istomerne toke, a samo jedenkrat in v začetku delo- vršbe, dočim se mora pri izmeničnih tokih pri vsaki menjavi tokove meri uničiti prejšnji magnetizem in izvršiti novo pomagnetenje. Delo, ki porabljamo za to pomagnetovanje, se ne prikazuje v tuljavah kot tok, temveč javlja se v železnem jedru kot toplota, ki na nevaren način povečuje ono toploto, ki biva tam že vsled indukcijskih tokov. Slika 121. Končno bi nastala tolika vro- Princip sinhronskega motorja za izmenične toke. čina, da bi se ovoji pokvarili in uničili. Toploto, katero provzro- čujejo indukcijski toki, sicer lahko zmanjšamo, ako železno jedro na sličen način razko¬ samo, kakor smo to storili pri kotvicah dinamo-strojev. A tudi taki motorji imajo tolike ne- prilike, da se niso mogli vzdržati poleg pripravnega in sigurnega motorja z istomer- nimi toki Stoprav iznajdba takozvanih sinhronskih ali istočasnih motorjev je od¬ pravila te nedostatke. Da bodemo princip sin¬ hronskih motorjev razumeli, oglejmo si sliko 121. Na njej vidimo osmero- kbtni elektromagnet z osmerimi poli, ki se zaporedno menjavajo, tako, da sledi vsakemu severnemu polu N južni pol S. Sredi teh polov se vrti kolo, imajoče osem jeklenih magnetov za prečke. Njih neizpremen- Ijivi severni in južni poli so zaznamenovani s črkama n in s. Spustimo sedaj v elektromagnet izmeničen tok. S črko N zaznamenovani poli po¬ stanejo jeden hip severni poli, a v prihodnjem trenotku izpremene svojo polariteto in so južni poli, takoj zatem so vnovič severni in južni poli i. t. d. Jednako ritmično menjavanje se vrši na polih, zaznamenovanih s črko S. Med tem menjavanjem polov osrednje kolo malo pože¬ nemo, da se začne vrteti. Ko se nahajajo severni poli kolesa ravno nasproti hipno nastalim severnim polom elektromagneta, in istotako 157 južni poli kolesa nasproti istoimenskim polom elektromagneta, je naravno, da se istoimenski poli odbijajo; vrtenje kolesa se vsled tega pospeši in to tembolj, ker bližnji prijateljski poli vsako prečko privlačujejo. Komaj se je pa kolo nekoliko zasukalo, se menjajo poli elektro¬ magneta. Oni poli, ki so poprej prečke privlačevali, jih sedaj odbijajo in obratno oni, ki so jih odbijali, jih privlačujejo. Nadaljnje gibanje je sedaj zavisno od tega, kako daleč so se prečke premaknile pri menjavi polov. Ako so prečke dospele ravno do polov, ki so bili poprej razno- imenski ž njimi, jih ti poli odbijajo; ker pa prečke vsled svoje vztraj¬ nosti same prekoračijo sovražne pole, jih poli zopet pode dalje v smislu prvotnega vrtenja ter jih ženejo proti vsakteremu sosednjemu istoimen¬ skemu polu, ki jih privlačuje k sebi. Kolo se potemtakem hitreje vrti, kakor poprej. Prečke dospejo že pred novo menjavo do istoimenskih polov, vsled svoje vztrajnosti bi bežale še dalje čez te pole, a privlačna sila poslednjih jih ne pusti dalje. Še le, ko se poli zopet menjajo, postanejo prečke proste in se pregibljejo dalje. Iz opisanega sledi, da se hitrost prvotnega pospeševanega vrtenja polagoma zmanjšuje, dokler ne dobi kolo tolike hitrosti, da dospe vsaka prečka ravno v istem trenotku pred razno- imenski ali prijateljski pol, ko se ta izpremeni v istoimenski ali sovražni pol. Umevno je torej, da pojema vrtenje kolesa, če je hitrost njegova večja, kakor hitrost izmene polov na elektromagnetih. Mogoč je pa tudi nasprotni slučaj, da prečka še ni prišla do novega pola, dočim se je p epolarizacija na njem uže izvršila. Sedaj se suče proti sovraž¬ nemu polu, ki ga odbija in mu hitrost zmanjšuje. Prečka je tedaj v prvem delu svoje poti hitela, in sicer pospeševano proti prijateljskemu polu, a preden ga je dosegla, se je le-ta izpremenil v sovražnega, od- bijalnega. Sedaj je odločilno, kateri učinek je večji, pospeševalni ali odbijalni. Če je bila prečka že prav blizu prijateljskega pola, ko se je izmena vršila, zmaga pospeševalna sila nad odbijalno; posledica je, da dobi kolo pri vsaki menjavi nekoliko nove pospešbe in da se hitreje in hitreje vrti, dokler se ne ujemajo lege prečk z menjavanjem polov. Ko se to zgodi, se kolo istomerno dalje giblje. Ako pa je prečka na svoji poti' proti prijateljskemu polu bila še preveč oddaljena od njega, ko se je ta izpremenil v sovražni pol, mora odbijalna sila njegova nadkriljevati prejšnjo pospešbo, in vrtenje postaja vedno počasneje, dokler kolo ne obstane. Iz navedenega sledi, da morata imeti kolo in izmena polov na elektromagnetih vsaj približno jednako hitrost. Oba faktorja morata se izpreminjati istočasno, sinhronsko. Ko se je istočasnost dosegla, ostane kolo v svoji hitrosti; če tudi morebiti vrtenje kolesa na ta ali oni način ovremo, se sinhronizem v kratkem zopet ustali; če pa je ovira pre¬ velika, in če postane vrtenje prepočasno, mora kolo obstati. 158 Ti sinhronski motorji za navadne izmenične toke, imajo dvojno napako: sami ne morejo priti v tek, ampak treba jih je zagnati, a če jim naložimo preveliko breme, ga ne zmagajo in se kmalu ustavijo. Temu velikemu nedostatku so prišli elektrotehniki kmalu v okom. Posrečilo se jim je najprvo zgraditi jako prikladne motorje za vrtilne toke, a v najnovejšem času tudi za navadne izmenične toke, pri katerih odpade zahteva istočasnosti, ž njo vred pa tudi ravnokar navedene hibe sinhronskih motorjev za izmenične toke. Ferraris in Tesla sta najprva pokazala, kako moremo dvoje ali več izmeničnih tokov različne faze, torej takozvane mnogofazne ali vrtilne toke (str. 58.) uporabljati za proizvajanje mehanične energije. Uže Tesla je zgradil tak motor, a splošno so prišli še le v veljavo, ko sta leta 1891. «Splošna električna družba« v Berolinu in strojna tvornica po tem sistemu jela izdelovati motorje za vrtilne toke. Na strani 56. in dalje smo videli, da se magnetna igla sredi železnega obroča, okoli katerega sta primerno izpeljana dva raznofazna izmenična toka, neprestano vrti, in čuli smo tam, da moremo magnetno iglo nadomestiti tudi s palico nemagnetnega železa ali celo z drugimi nemagnetnimi kovinami. Ne- magnetno železo se vsled indukcije po- magneti in, ko se obročevi poli dalje premikajo, vlečejo za seboj pole železa, in palica se vrti. Tedaj pa ni potreba, da bi se železni kos sinhronsko sukal z obročevimi poli, kajti če se ti hitreje vrte, nego železna palica, stopi čez nekoliko časa na mesto severnega pola, ki je pomagnetil jeden konec železne palice, južni pol; v istem hipu se pa dotični železni konec prepolarizira in zameni svoj pol; konec, ki je dosedaj sledil severnemu polu, sledi dalje južnemu polu, ki se pa v istem smislu vrti, kakor prej severni pol. Ako hočemo na podlagi teh pojavov zgraditi motor, nadome¬ stimo magnetno iglo, oziroma železno palico z železnim cilindrom, ki se vrti sredi obroča, a okoli cilindra navijemo več križajočih se žičnih ovojev, in sicer tako, da je vsaka tuljava sama v sebi sklenjena. Slika 122. nam kaže šematično uredbo, kakoršno je dal Nikolaj Tesla svojemu motorju za mnogofazne toke. Da je podoba bolj jednostavna, sta narisani sredi obroča samo dve pravokotno druga na drugi stoječi tuljavi. Železno jedro sredi obroča je lahko navito kakor Grammejev 159 obroč, ali pa kakor bobnasti induktor. Tako kotvico kaže slika 123. v podolžnem prorezu in čelni ploskvi. Tik pod cilindrovim plaščem opazimo več okroglih kanalov. V te kanale vložimo bakrene žice ali pa masivne bakrene palice, katere zvežemo na čelih cilindra z bakrenimi pločami ali bakrenimi obroči. V žicah nastanejo vsled indukcije obro- čevih polov indukcijski toki, in kotvica se začne zaradi vzajemnega delo¬ vanja med poli in toki vrteti; sukala bi se celo tedaj, ko bi ne imela nikakih žičnih ovojev, kajti nastali bi v njej Foucaultovi toki, katere bi poli privlačevali. Vendar pa rajše ovijemo kotvico z bakrom, da pred¬ pišemo indukcijskim tokom, ki so v bakru seveda močnejši, nego v železu, določena in ugodnejša pota. Pri teh motorjih ima torej kotvica ovoje, ki se sami v sebe kon¬ čujejo. Zato ne potrebuje kotvica niti kolektorja, niti drsalnih obročev in ščetij, katere mora imeti vsak motor za istomerne toke. Toke v vrteči se kotvici inducirajo neposredno toki v nepremičnih delih stroja. To je neprecen¬ ljiva prednost motorjev za mno- gofazne toke, kajti kolektor in ščeti so najbolj občutljivi del na na vsaki mašini. Ko začne mo¬ tor za mnogo- fazne toke teči, torej v pričetku dela, porabi jako veliko toka, in sicer deloma zaradi malega upora in neznatne samoindukcije v nepremičnih ovojih, deloma pa zaradi tega, ker proizvaja tok zelo močne indukcijske toke v kotvici. Da ne vza¬ memo v začetku preveč toka iz mreže, ob jednem pa ne oviramo go¬ nilne sile motorjeve, ne smemo vdejati navadnega upora, kakor smo to naredili pri motorjih za istomerne toke, temveč opremiti moramo kot- vične ovoje s posebnim uporom, ki ne sme imeti nikake samoindukcije. Tak upor napravimo, ako dobro izolirano žico na sredi upognemo, potem pa jo tako okoli tuljave navijemo, da ležita obe polovici vedno druga poleg druge. Naravno je potem, da teče tok v dveh sosednih žicah vedno v nasprotno mer in da se mimobežni toki (str. LVIII.) v posamičnih ovojih uničujejo. Tuljave, ki so tako navite, zovemo bifi- larno navite ali tuljave brez indukcije. Tak upor torej vtaknemo v kotvične ovoje. A da se more to zgoditi, treba je zopet napeljati dotične ovoje do posebnih drsalnih 160 Inducirajoči Slika 124. prevodniki, in za jake vrednost tok 1 že ničlo, ko nahaja v Zveza Teslinega motorja z dinamo-strojem za izmenične toke. obročev na vretenu, na katerih drsajo ščeti. Iz teh vzrokov gradijo velike motorje, pri katerih se porabi dokaj toka, vendar le z drsalnimi obroči in ravnokar opisanim uporom. Način, kako je pri mnogofaznih motorjih zvezan tokorodni ali primarni stroj z delavno ali sekundarno mašino, predočuje šematična slika 124. Na desni strani se nahaja primarni stroj, ki ima štiri induci¬ rane tuljave, med katerimi se vrti inducirajoči magnet. Po dve diame¬ tralno nasprotno stoječi tuljavi sta med seboj in s pripadajočim, do motorja vodečim tokovim krogom zaporedno staknjeni, magnet kaže podobo dvojnatega T. Pri tem dvofaznem zistemu so uporabljeni štirje kar je vsekako neprilično, osobito pa za dolge tokovode toke. Tesli se je kmalu posrečilo odstraniti jedno žico in uporabiti tretji prevodnik kot skupno pot za vračajoče se toke. Tudi trofazne toke moremo nape- Ijavati samo po treh žicah. Pri trofaznih tokih je valj druzega toka za jedno tretjino, valj tretjega toka za dve tretjini cele valjeve dolžine pre¬ maknjen nasproti valju prvega toka. Tok 2 ima tedaj ravno svoj pričetek ali ničle, ko je prekoračil najvišjo jakost in začel pojemati; tok 3 gre skozi je tok 2 na isti fazi, kakor je bil ravnokar tok 1, ki se zdaj dolini valja in se bliža najnižji vrednosti v tej dolini. Tako je mogoče prenesti vse te toke v tri prevodnike, kajti pozitivni tok 1, ki hiti skozi prvi prevodnik, se lahko po drugem ali tretjem ali pa po obeh prevodnikih vrača nazaj tako, da vsi trije toki soglasno delujejo. Te razmere naj nam pojasni slika 125., na kateri vidimo tri sesaljke, gnane od skupnega vretena, na katerem pa imajo ročice tako lego, da je vsaka proti prejšnji za 120° presukana. Vsaka sesaljka je brez ventila in v zvezi s cevjo, ki je končno napeljana v skupno ver¬ tikalno cev. Ako se bat jedne sesaljke, recimo številke L, gori in doli pre¬ mika, potem je očividno, da bode bat vodo, ki napolnjuje ves sistem, 161 jedenkrat potisnil navzdol in jo tlačil po cevi 1 dalje, drugi pot pa jo bode dvignil kvišku, da bode tekla po cevi v nasprotno mer. Če tlačita jedna ali dve sesaljki vodo v pripadajoče cevi, srkata ostali dve ali ostala tretja ono vodo vase. Ker Sllka 125 ' vsaka sesaljka premenjema tlači in srka, in ker vse sesaljke zapo¬ red svoje delo opravljajo, se po vsaki cevi pre¬ taka sem ter tja idoč vodni tok, in čas, ko se tok v jedni cevi obrne iz jedne meri v nasprotno, je pri cevi 2 za jedno tretjino vreteno- vega vrteža, pri cevi 3 za dve tretjini vrteža Trofazna sesaljka. oddaljen od onega časa, v katerem se je tok obrnil v cevi 1. Trofazne toke lahko celo z na¬ vadnimi dinamo-stroji proizvajamo, ako na Grammejevem obroču posamične tuljave tako staknemo, kakor smo to že videli na sliki 50. str. 58. Dobljene toke vodimo po treh prevodnikih do elektromotorja s tremi elektromagneti (glej sliko 126.). V določenem trenotku je pri številki 1 severni pol, dočim sta pri 2 in 3 južna pola; magnetna os leži torej v vertikalni premi. V prihod¬ njem trenotku je tuljava 2 brez toka, in imamo samo jeden severni in jeden južni pol; magnetna os se je pre¬ maknila dalje v smislu urnega kazalca od 1 proti 2. Kmalu potem je tuljava 1, ki je sicer še severni pol, že jako oslabljena, tuljava 2 postaja severni pol, tuljava 3 pa je južni pol v polni jakosti; magnetna os lezi torej 11 162 na sredi med 1 in 2 proti 3. Nato postane tuljava 1 nemagnetna, pol 2 se bliža svoji največji jakosti, a pol 3, ki je sicer vedno še južni pol, sedaj ponehuje; magnetna os gre tedaj od 2 do 3. To se ponavlja, in magnetna os se suče kakor urni kazalec na okoli. Razlika med prvotnim Teslinim motorjem in ravnokar opisanim je le ta, da je tam uporabljen dvofazni tok z dvema ločenima tokovima krogoma, tu pa trofazni tok s tremi med seboj zvezanimi tokovimi krogi. V praksi ne vzamemo samo treh magnetnih polov, kakor jih kaže naš obrazec, temveč večje število; potem dobivajo 1., 4., 7., 10. pol i. t. d. svoj tok po jednem (prvem) prevodniku; 2., 5., 8. pol i. t. d. po drugem prevodniku; 3., 6., 9. pol i. t. d. pa po tretjem tokovodu. Tako se suče celo število južnih in severnih polov na obroču, ki nosi v krogu postavljene elektromagnete. Na sličen način dobi tudi trofazni dinamo-stroj večje število polov in tem primerno trojno število vzbujajočih tuljav; druga k drugi spa¬ dajoče tuljave so med seboj tako zvezane, da nastanejo tri vzbujajoče proge, ki so med seboj trikotniško ali pa zvezdasto staknjene. Konstrukcija električnih motorjev. V električnem oziru se elektromotorji komaj razločujejo od dinamo-strojev. Njih mehanična uredba pa kaže razne posebnosti, katere so potrebne z ozirom na namen motorjev. S početka so uporabljali navadne dinamo-stroje za motorje, a počasi so se razvile posebne tipične oblike zanje. Da so v grajenju motorjev v prvih časih Amerikanci nadkriljevali evropske elektrotehnike, je lahko umevno, a danes naše tvrdke uspešno tekmujejo s prekmorsko konkurenco. Samo pri električnih železnicah prekašajo morebiti Ame¬ rikanci evropske električne tvrdke, kajti tam imajo v tem oziru mnogo več izkušenj in mnogo več prilik za odlikovanje. Število motorskih tipov je danes jako veliko in zato moremo na tem mestu svojim čitateljem le nekatere važnejše opisati in v sliki predstaviti. Že 1. 1834. je prof. Ja co bi v Petrogradu zgradil stroj, kateri se je vrtil s pomočjo električnih tokov. Vrtečo se kotvico je zvezal s kolesom čolna, s katerim je vozil po reki Nevi. Tok je dovažal svojemu stroju od velike galvanske baterije, ki je imela 320 elementov od cinka in bakra, pozneje pa 64 Grove-jevih elementov. Jasno pa je, da taka uporaba električne sile ni priporočila vredna, kajti v bateriji se sežiga cinek, ki je jako drag; za proizvajanje električne energije, od katere je efekt zavisen, porabimo namreč toliko cinka, da nas delo približno 13 krat toliko stane, kakor če bi sežigali oglje. Zato je pač bolje čoln goniti s paro, kakor z galvanskimi baterijami. 163 Vsekako pa je Jacobijev poskus bil jako zanimiv in je postal temelj za dosedanjo, na tako sijajni višini stoječo panogo elektrotehnike za pretvarjanje električne energije v mehanično. Le iz zgodovinskega zanimanja predstavimo svojim čitateljem par takih priprav iz prvotne dobe električnih motorjev. Slika 127. nam kaže Griielov motor. Na štirioglati ploči stojita elektromagneta, ki nosita na vrhu svojih polov podolgovato kotvico. Poleg elektromagnetov je pritrjen na po¬ sebnem stojalu zamašnjak z ročico, od katere vodi ojnica do palice, ki moli od kotvice navzdol. Dokler je zamašnjak pri miru, leži kotvica z jednim samim robom in po¬ ševno na polih elektromag¬ netov. Ko spustimo tok skozi Slika 127. ovoje, potegne elektromagnet kotvico še bolj k sebi, tako da se le-ta z vso svojo spodnjo ploskvijo uleže na pola in po¬ polno po koncu postavi. Vsled tega se je zamašnjak zavrtil. V prikladnem momentu pre¬ kine na zamašnjakovej osi se¬ deče prekidalo tok, a zamah kolesni postavi kotvico v prvotno poševno lego; v tem hipu sklene prekidalo zopet tok, ki kotvico vnovič vzravna in zamašnjak vnovič zažene. Griielov električni motor. Pri tej primitivni pripravi pretvarjamo tedaj sem in tja idoče gibanje v vrteče se gibanje. Veliko bolje pa bi bilo, ko bi nepo¬ sredno mogli proizvajati samo vrteče se gibanje, ko bi torej zgradili motor, ki nima premočrtno se premikajočih delov. Kako se to zgodi, vidimo na sliki 128. Na horizontalni osi sta pritrjeni dve okrogli ploči od medenine. Periferiji teh ploč sta zvezani s štirimi železnimi palicami v jednakih razdaljah. Nad tem valjem stoji elektromagnet in sicer tako, da se železne palice prav tesno pod njegovimi poli premikajo, ako se os s pločama in železnimi palicami vrti. Z osjo je zvezano posebno pre¬ kidalo, katero opazimo na sliki 129. Prekidalo ima nalogo, da pravočasno tok, ki vzbuja elektromagneta, prekine in stakne. Tok mora namreč teči po elektromagnetih toliko časa, dokler se nahaja železna palica v oni osmini vrteža, ki leži neposredno 11* 164 pred poli elektromagnetov, torej ravno pred vertikalnim premerom vrte¬ čega se valja. V onem hipu pa, ko pride železna palica ravno pod pole elektromagnetov, Slika 128. Obrazec električnega rotacij¬ skega motorja. pretrga prekidalo tok; sedaj se vrti valj vsled lastne vztrajnosti dalje in palica prekorači magnetne pole. Ko je prišla palica za jedno osminko vrteža naprej, stopi prihodnja že¬ lezna palica v prej označeno osminko vrteža pred elektromagnetoma. V tem trenotku zveže prekidalo elektromagneta s tokom in ta po¬ tegneta, oziroma zavrtita to palico k svojima poloma; potem se ponavlja poprej opisani prizor in valj se vrti neprestano. Mesto jednega para elektromagnetov pa vzamemo lahko štiri pare, tako da de¬ luje privlačna sila istočasno na vse štiri že¬ lezne palice. Se boljše je, ako zamenjamo železne palice z elektromagneti. Tako se približamo boljšim konstrukcijam in širši uporabi električnih motorjev. Slika 130. nam kaže motorček te vrste. Njegov poljski magnet ima venčasto železno stojalo, na katerem so nataknjene štiri tuljave, ki tvorijo štiri pole. Kotvica sestoji iz štirih križasto pritrjenih magnetov z menjajočimi poli. Komutator na osi pre¬ skrbuje izmeno toka, da se kotvica začne vrteti. Slika 129. Obrazec prekidala pri rotacijskem motorju. mens & Halske Taki mali motorji s ko- Slika 130. Majhen am eri kanski motor. mutatorjem se rabijo le za male poskuse, a za večje sile niso priporočljivi, ker so njih izgube na električni energiji prevelike. Zato gradimo rajši motorje, pri katerih je uporabljen Grammejev obroč, torej v obče motorje, ki so obr¬ njeni dinamo-stroji. Tak motor za manjše sile je upodobljen na sliki 131. Izdeluje ga tvrdka S i e- ki je v Evropi prva jela izdelovati motorje za isto- merne toke. Naslikani motor ima horizontalen elektromagnet, noseč srpasto zavita pola. Ta srpasta polarna črevlja objemata krožni prostor, v katerem se vrti kotvica, imajoča uredbo Grammejevega obroča. Njeno 165 vreteno leži zadaj na elektromagnetu, spredaj pa na locnju, ki je utrjen na polarnih črevljih. Široki in močni kolobar spredaj na vretenu nosi jermen, ki vodi do stroja, katerega hočemo z motorjem goniti. Velike zasluge v grajenju elektromotorjev si je pridobila tudi že imenovana švicarska strojna tvrdka «Oerlikon», ki je zaslovela s svojimi, osobito za velike sile namenjenimi motorji. Znan tip te tvornice je motor, katerega vidimo na sliki 132. Tudi ta motor ima več polov in kotvico z Grammejevim obročem. Namenjen je, kakor njegovi pred¬ niki, za istomerne toke. Motor za izmenične toke, kakoršnega je na podlagi prej opi¬ sanih principov na svetovni trg z velikim uspehom in še večjo reklamo spravila ogrska tvrdka Ganz & C o., ima obročast poljski magnet z mnogimi poli, ki vsled izmeničnega toka neprestano menjavajo svojo polariteto. Sredi njih se nahaja kotvica, pri kateri so magneti razvrščeni kakor prečke na kolesu. Za vzbu¬ janje teh vrtečih se magnetov po¬ trebujemo istomernih tokov. Te Slika 131. bi lahko dobili od posebnega ma¬ lega dinamo - stroja za istomerne toke, a zanj bi potrebovali po¬ seben motor, ali bi pa morali po¬ staviti posebno akumulatorsko ba¬ terijo za vzbujanje kotvice. Temu se je imenovana tvrdka tako iz¬ ognila, da je odcepila od vzbuje- valnega izmeničnega toka posebno vejo in njen tok s komutatorjem pretvorila v istomerni tok, ki more Majhen motor tvrdke Siemens & Halske. magnete vzbujati. V ta namen je pritrjen na vretenu poseben komutator, ki v tuljave poslani tok vselej obrne, kadar izpremeni vzbujajoči tok svojo mer; tako ostane mer toka v magnetnih tuljavah vedno jedna in ista. Komutator se mora torej z izmeno toka istočasno vrteti, kar seveda ni težavno, ker teče motor sinhronsko z menjavanjem tokove meri. Ker je pri sinhronskem teku hitrost vrtenja zavisna samo od šte¬ vila tokovih menjav, se hitrost vrtenja ne izpremeni, če tudi goni motor različna bremena; uporaba toka je sorazmerna z delom. Učinek motorjev tvrdke Ganz & Co. znaša približno 80% uporabljene električne energije. Ganzove motorje lahko vtaknemo brez vsakih priprav v vsako elektrovodno mrežo z izmeničnim tokom; za manjše motorje transfor¬ miramo tok na nizko napetost, a pri večjih motorjih, kjer lahko skrbimo za razne varnostne naredbe, posežemo neposredno po toku velike nape¬ tosti, kakoršen kroži po glavnih delih elektrovodne mreže. 166 Slika 133. predstavlja motor, ki je zgrajen za trofazne toke. Indu¬ cirajoči magnetje se pri tem tipu vrte; toke jim dovažamo po drsalnih obročih. Uporaba električnih motorjev. Komaj je preteklo deset let, odkar so električni motorji jeli zma¬ govito tekmovati z drugimi gonilnimi stroji, in že so se tako vse¬ stransko udomačili, da jih danes nahajamo skoraj že pri vseh strokah Slika 132. Velik motor tvrdke »Oerlikon«. industrije in obrta. Njih uporabnost osobito v delavnicah, kjer potrebu¬ jemo le male sile, je tolika, da za mnogo slučajev nimajo danes električni motorji nikakega konkurenta. V delavnicah so električni motorji posebno tam na svojem mestu, kjer vsled nevarnosti zaradi ognja, vsled težav pri temelju, ali vsled pomanjkanja prostora ne moremo postaviti parne mašine ali plinovega motorja, v prvi vrsti pa tam, kjer se uporaba sile vsak hip menjava 167 in kjer podjetje ne dopušča nastavljati posebnih strojnikov in paznikov. Tak obrt je n. pr. tiskarniški obrt; pri njem se električni motorji izborno obnašajo, in na tem polju se njih uporaba širi od dne do dne. Kot motor za neznatne sile, n. pr. za 1 / s , 1 / 2 konjske sile je naš stroj ogromnega pomena za male obrtnike. Strugar pritrdi motor na svoji stružnici, čevljar in krojač ga postavita pod mizico šivalnega stroja, in celo slabotna šivilja, ki je poprej ves dan gonila svoj stroj z nogo in si kvarila zdravje, posega po malem elektromotorju in nadomešča Slika 133. Trofazni, motor. svoje telesne sile na jednostaven način in dober kup. Slika 134. kaze kako je šivalni stroj zvezan z električnim motorjem, ki se nahaja'pod mizico na levi strani nad Strojevim zamašnjakom. A ne samo mali obrtnik, temveč tudi večje tvornice nadomeščajo danes prejšnje gonilne sile z električnimi. Velik nedostatek pri vsaki večji delovršbi so posredovala in razne transmisije, ki prenašajo silo od go¬ nilnega stroja do delavnih mašin. Namesto teh dragih, čestokrat nevarnih in velik del sile použivajocih priprav napeljujemo električno energijo po 168 neznatnih, komaj vidnih prevodnikih v posamezne delavnice, ali celo do posamičnih delavnih strojev, na katerih so pritrjeni primerni elektro¬ motorji. S tem se ognemo vsem izgubam, vsem nevarnostim in vsemu šumu, ki jih provzročujejo navadna posredovala in njih jermenovje. Posebno pripravni so električni motorji za razna dvigala, ki vle¬ čejo bremena kvišku in jih spravljajo z jednega mesta na drugo. Električni žrjavi in električni vitli so že mnogo razširjeni po delavnicah in skladiščih. Hoteli dvigajo svoje goste s premičnimi stoli (), iz nadstropja v nadstropje, a gonilno silo zanje jim daje električni tok. Električno energijo uporabljajo nadalje z velikim uspehom pri sesaljkah in ventila¬ torjih. Na sliki 135. vi¬ dimo električni ventilator ali pihljačo, pri katerem je motor v direktni zvezi z malim vetrnim mlinom. Celo v cerkvene namene služi danes že električna energija, in v raznih cer¬ kvah Angleške in Ame¬ rike goni električni tok mehove orgelj in nado¬ mešča tipično figuro fanta, ki pri nas mehove goni, in si domišlja, da je važ¬ nejša oseba kakor orga¬ nist sam, kajti brez meha bi orgije ne pele. Tudi za zvonjenje v cerkve¬ nih stolpih in za navi¬ janje stolpnih ur rabi danes že električna sila. Zanimiva je nadalje elektrika kakor gonilna sila pri posamičnem orodju. V kovačnicah dviga močna kladiva in vrti svedre za vrtanje lukenj. Pri grajenju tunelov nadomeščajo električni svedri dose¬ danje vrtalne priprave, katere je običajno gonil stisnjen zrak. Dovažanje stisnjenega zraka v podzemeljske prostore po nedodelanih rovih je bilo vedno težavno, in postavljanje vrtalnih strojev združeno z mnogimi ne- prilikami; a električna žica se dokaj jednostavneje napeljava v predore in motor za sveder ne zahteva druzih priprav, kakor pokončen les, na katerega se privijači. Električen sveder za vrtanje kamenja opazimo na sliki 136. Dve tuljavi, skriti v horizontalni cevi, premikata sveder pre¬ slika 134. Šivalni stroj z električnim motorjem. 169 menjema semtertja. V jedni minuti napravi ta sveder 600 udarcev in izvrta luknjo 40 mm široko in 50 mm globoko v najtršem kamenju, ako smo mu dovažali energijo 5 konjskih sil. Velike važnosti in posebnega pomena pa je danes električna sila kakor gonilna moč za železnice in vozove. Prvo električno želez¬ nico je zgradila tvrdka Siemens & Halske leta 1879. v Berolinu kot privlačni objekt za tamošnjo obrtno razstavo. Veliki uspehi tega prvega poskusa so napotili tvrdko, da je prihodnje leto zgradila trajno električno železnico, ki je vezala kadetni zavod v Lichterfelde poleg Berolina z tamošnjim železničnim kolodvorom. Kmalu potem je imenovana tvrdka otvorila drugo električno železnico pri Offenbachu, leta 1883. in 1884. pa je zgradila električno progo pri Mbdlingu poleg Dunaja. Vendar si pri nas električna železnica ni mogla pridobiti širših tal; občinstvo in podjetniki so bili njej nasproti pre¬ cej nezaupljivi. Stoprav ko so se začeli praktični Amerikanci zanimati za iznajdbo evropske tvrdke, se je stvar tudi pri nas povzpela kvišku. Siemens & Halske sta dovažala pri prvih železnicah električni tok do motorja po šinah, kar je jako oviralo razvoj ..... ... .. Električna pihljača. m priljubljenost njihovih električnih železnic, Ame¬ rikanci so pa jeli tok dovažati voznemu motorju po nadzemeljskih, zračnih prevodnikih in dosegli s to prenaredbo velikanske uspehe. Leta 1887. je bilo v Zjedinjenih državah 22 električnih železnic v upo¬ rabi, a štiri leta pozneje jih naštejemo že okoli 500. Ti ogromni amerikanski uspehi so vplivali nazaj na staro Evropo, in tudi pri nas se je zgradba električnih železnic vsestransko jela raz¬ vijati. Električne železnice so dvoje vrste. Pri jednih dovažamo tok motorjem iz poljubne centrale, pri drugih pa nosijo vozovi električno energijo v akumulatorjih s seboj. 170 Tok dovažamo na progo na razne načine, bodisi po šinah samih, ali pa po posebnih prevodnikih, ki leže včasih pod zemljo, včasih pa so napeljani visoko nad vozovi v zraku. Najbolj jednostavna je stvar na prvi pogled, ako šine same pre¬ vzemajo ulogo tokovodov. Zal, da ima ta sistem velike hibe. Vsled talne vlažnosti zgubimo toliko električne energije, da je komaj misliti na raci- jonalno delovršbo. Vrh tega stavi cestno blato ovire dobremu kontaktu med šinami in odjemalniki toka. Tudi nevarnost za ljudi in živali, ki stopajo na obljudenih cestah na šine, vodeče s seboj jake toke, ni iz- Slika 136. Električen sveder za kamenje. ključena. Umevno je tedaj, da si prvotni sistem tvrdke Siemens & Halske ni mogel pridobiti splošne veljave in da danes na drug način dovažamo električno silo. Kjer je dovolj novcev na razpolaganje, vložimo prevodnike pod zemljo. Znan vzgled te vrste je budimpeštanska električna železnica. Slika 137. jasno kaže, kako je pri tej železnici urejen oni del, po katerem je tok napeljan do motorja. Jedna (desna) šina je taka, kakor pri drugih cestnih železnicah, druga (leva) pa ima drugo lice. V cesto so poglob¬ ljeni v prestankih T2 metra kvadratni železni okviri, ki nosijo na vrhu 171 šino, spodaj pa izolatorje in na nje pritrjene prevodnike. Prevodnik je v tem slučaju sina od kotastega železa. Jeden prevodnik stoji druzemu nasproti, drže pa jih železni precepi, ki so utrjeni v izolatorjih. Prostor med železnimi okviri je obzidan, da nastane prostoren kanal, ki je po vsem zaprt, samo na vrhu je špranja, katero tvori preklana cestna sina. V kanalu sta prevodnika varno shranjena. Če tudi prodira od vrha nekoliko blata in cestne vode v kanal, se ta nesnaga hitro odteka, ne da bi neugodno vplivala na izolacijo tokovodov. Slika 137. Podzemno dovažanje toka pri budimpeštanski električni železnici. Od voza doli moli železna ploča, ki sega skozi špranjo v kanal in nosi drsalne kontakte, ki se smukajo po dovodnih kotnih šinah. Na zgornjem koncu je ploča primerno zvezana z motorjem v vozu. Tok pride po jedni kotni šini, stopi s pomočjo drsalnega kontakta na pločo in potem v motor, od koder se vrne po ploči nazaj v drugo šino in od tod v centralo. Na opisani način zgrajena električna železnica v Budimpešti ima danes dolžino 59 5 km in je bila prva v Evropi, pri katerej se je pod¬ zemno dovažanje toka povsem posrečilo. 172 Ker pa je podzemno dovažanje električnega toka jako drago, je umevno, da so železnice te vrste tudi sedaj še le maloštevilne. V Ame¬ riki so koj sprva rajši posegali po zračnih prevodnikih, če tudi se ž njimi ne olepša vnanje ulično lice. Evropska mesta so se dolgo upirala prepreženju s prevodniškimi žicami, a danes se jih je občinstvo že do cela navadilo in boj proti zračnim tokovodom ponehuje povsodi. Pri zračnih prevodnikih je bilo s početka jako težko osigurati si zanesljivo odjemanje toka in njega napeljavanje v vozni motor. Najprej so bili v uporabi globoko zarezani škripci, ki so se takali vrh žice, in od katerih je bila speljana dovodna žica doli v voz in v motor. Škripci pa niso vselej sigurno drsali in osobito na izolatorjih ni bilo takanje dovolj svobodno in lahko. Tudi kontakt med oksidirano ter oprašeno žico in med malim škripcem ni bil posebno dober. Zato je tvrdka Sie¬ mens & Halske pri nekaterih železnicah, katere je gradila z zračnimi prevodniki, poskušala uporabljati mesto navadne žice otle, spodaj pre¬ klane cevi. Te železne cevi so bile pritrjene na kolih, stoječih ob želez- nični progi. V cevi pa je drsala kovinska ladjica (suvalnica), imajoča vzmetni peruti, s katerimi se je tesno dotikavala cevne notrine. Od ladjice je segal skozi razpoko navzdol vzvod, nanj pa je bila pritrjena žica, ki je vodila do motorja. Voz je vlekel s seboj ladjico, ki se je z dobrim kontaktom drsala v zavarovani cevi; tok je prestopal iz cevi v ladjico, iz nje pa v dovodno žico in v motor. Poleg kontakta s takajočimi škripci in poleg ravnokar opisanih do¬ vodnih cevij z ladjico tvrdke Siemens & Halske so Amerikanci izumili tako- zvani palični kontakt. Na strehi voza je pritrjena kovinska palica, katero močna vzmet dviga po koncu; vrh palice se nahaja škripec, ki je električno zvezan z motorjem v vozu. Vzmetno pero pritiska palico, ž njo vred pa tudi škripec od spodaj na zračno tokovodno žico, ki mora biti seveda speljana ravno nad sredino voza. Slika 138. predočuje voz električne železnice, ki dobiva tok iz zračnega prevodnika potom paličnega kontakta. Pri tej uredbi imamo jeden sam zračni tokovod, ki dovaža motorju energijo iz centrale; v centralo nazaj je tok napeljan po železnični šini. Če se hočemo ogniti odvažanju toka po šinah, na¬ pravimo dva zračna prevodnika in damo vrh paličnega kontakta dva drsalna škripca. S posredovanjem jednega škripca napeljujemo tok od dovodne žice v motor, od tod pa po drugem škripcu nazaj v odvodno žico. Ravnokar opisani način dovažanja električnega toka voznemu mo¬ torju s kontaktnimi škripci je takozvani Trolley-jev sistem. Na prvi pogled je jako jednostaven, a v praksi se pokažejo razni nedostatki, vsled katerih je bilo treba sistem nekoliko spopolniti. Po zračnem pre¬ vodniku mora tok nepretrgano in neprestano teči. Ako se pa žica na kateremkoli mestu prereže, pretrga ali sploh poškoduje, izgubi vsa proga 173 svoj tok in vsa vožnja mora prenehati. Da se temu ognemo, razrežemo zračno žico v vec prog po 200 do 500 metrov dolgih, kakor ravno nanese cestna dolžina. Konce teh prog pritrdimo na izolatorje, potem pa zvežemo električno oba konca na ta način, da napeljemo od krajišča jedne proge in od početka prihodnje po jedno žico do posebnega stikala, ki je shranjeno v bližini, n. pr. v sosednji hiši. Tako so posa- Slika 138. Voz električne železnice s paličnim kontaktom. mične proge med seboj v električni zvezi, a ce stikalo primerno za¬ vrtimo, pretrgamo električni tok. Ta uredba pa se nikakor ne zadošča. Pač lahko popravljamo dotično progo, ne da bi bilo treba šiloma pre- trgati električno mrežo; a jasno je vendar, da tudi pri tej uredbi, kakor pri celotnih zračnih prevodnikih ves oni del proge izgubi svoj tok, ki leži dalje od iztaknjenega kosa. Samo oni vozovi, ki tekajo pred tem 174 mestom, ostanejo v diru. Ker pa promet zahteva, da ostanejo čim večje proge nepoškodovane, če tudi se na jednem mestu tok prekine, je sistem inženerja F. Sprague-ja prišel v splošno veljavo, ki odstranja tudi te ravnokar označene hibe električnih železnic. Sprague napelje od toko- vodnega stroja glavno napajalno žico ob progi, a po tem prevodniku se ne drsa nikak kontakt. Zato tudi ni treba, da bi bil napet nepo¬ sredno nad vozovi, in napeljan je lahko v poljubni daljavi od železnice po zraku ali pa tudi pod zemljo. Od tega napajalnega tokovoda gredo žice v presledkih od 100 do 200 metrov do druzega prevodnika (Trolley-jev prevodnik), ki leži neposredno nad vozovi in ki nosi kontaktne škripce. Tako dobimo tri prevodnike. Prvi je glavni napajalni tokovod; na njem takorekoč visi z mnogimi postranskimi žicami drugi kontaktni prevodnik, a za odvod toka služijo železnične šine kot tretji tokovod. Slika 139. naj šematično pokaže to uredbo. Črne točke 1, 2, 3, pred¬ stavljajo vozove s paličnimi kontakti. Dokler se ne pelje noben voz, je Trolley-jev prevodnik brez toka, ko pa pridejo vozovi 1, 2, 3 na šine, se tvori s posredovanjem Trolley-jevega prevodnika električna zveza med napajalnim tokovodom in med šinami. Ker so vozovi, kakor kaže šema- tična slika, paralelno staknjeni, dobi vsak voz njemu primeren del skupne energije. Če se jedna proga Trolley-jevega prevodnika, recimo ona proga, od katere dobiva voz 2 svoj tok, tudi pretrga, niso vsled tega druge proge brez toka, kajti napajalni tokovod ostane nepoškodovan in lahko oddaja še nadalje svoj tok ostalim sekcijam; obstal bi samo oni voz, ki je tekel v ravnokar poškodovani, le 100 do 200 metrov dolgi progi. Ker se vendar včasih pripeti, da kontaktni škripec izgubi svojo napajalno žico, je v najnovejšem času tvrdka Siemens & Halske opustila kontaktne škripce ter uvedla mesto njih drsalne locnje. Locenj je kakor škripec pritrjen na koncu vzmetne palice in je na vrhu do 1'5 metra širok. Vsled te velike širine je nemogoče, da bi locenj izgubil kedaj Trolley-jevo žico. Tudi na krivuljah železnične proge ni potreba, 175 da bi jih zračna žica natanko posnemala, kajti če se tudi prevodnikova krivulja povsem ne ujema s progo, široki locenj ne izgubi kontakta, kar se je poprej pri škripcih rado pripetilo. Kjer vodijo šine tok nazaj do dinamo-stroja, moramo skrbeti, da so med seboj v dobrem električnem kontaktu. V ta namen zvežemo konce šin z bakrenimi ploščami, katere privarimo nanje. Naponska diferenca med dovodnim in odvodnim tokovodom znaša običajno 500 voltov, in skrbeti je, da ostane vedno na isti višini. Vsak voz potrebuje zelo različne množine električne energije. Ko se začne premikati, zahteva 5- do lOkrat toliko moči, kakor pozneje v Slika 140. Sprague-jev motor za vozove cestnih železnic. teku na horizontalni cesti, v klancih seveda zopet vec nego takrat, ko teče navzdol. Treba je torej poseči po regulacijskih uporih, s katerimi izravnavamo menjajočo se silo. Voznik ima poleg svojega sedeža po¬ sebno ročico; s primernim premikanjem vtikava in iztikava potrebno število uporovih spiral. Nekateri vozovi pa so tako zgrajeni, da imajo po dva dinamo-stroja, in sicer na vsaki vozni osi jednega, oba sta zaporedno staknjena. Četveri elektromagneti teh motorjev se morejo s premikanjem vzvoda stikati zaporedno ali pa vzporedno, s tem se regulira tokova jakost, oziroma sila, ki se uporablja. 176 Število motorskih tipov za železnice je precej veliko. Največje težave je sprva delala zveza motorja z osjo vagona. Motor se hitreje vrti nego se smejo vozna kolesa sukati, in zato je treba nekega posre¬ dovala med motorjem in kolesi. V to navadno rabijo zobata kolesa, v novejšem času pa se je tudi že posrečilo zgraditi počasneje vrteče se motorje, katere moremo neposredno zvezati z osjo. Slika 140. nam predstavlja Sprague-jev motor za vozove cestnih železnic. Kotvica leži na koncih obeh polov podkovastega magneta. Njeno vreteno nosi zobato gonilo, ki posega v večje zobato kolo, čegar os leži med krakoma podkovastega magneta in ima na drugi strani motorja zopet malo gonilo, katero postavlja svoje zobe v zobato kolo, Slika 141. Zveza motorja s podvozjo, nabito na vozno os. Pri tem motorju imamo torej dvojen prenos. Vsak voz gonita dva taka motorja. Slika 141. predočuje drug tip motorja, pri katerem so pregibljivi deli zavarovani z železno skrinjico. Motor in os tvorita kompaktno skupino, ki se lahko od voza odloči. Istotako vidimo na sliki 142. vozno stojalo, katero nosi dva motorja. Kakor smo že omenili, uporabljajo se zdaj pri cestnih železnicah tudi akumulatorji. Pri akumulatorskih železnicah ni treba nikakega dovažanja toka po posebnih žicah, temveč vsak voz pelje s seboj potrebno energijo. Akumulator dovaža motorju električni tok; ako se je čez ne¬ koliko ur izpraznil, vzamejo ga pri naslednji postaji iz voza in ga na- domeste z drugim neizrabljenim. S početka se promet na železnicah 177 z akumulatorsko delovrsbo ni posebno obnesel. Svinčeni akumulatorji so pretežki in hitro ter neredno izpraznjevanje jih kmalu uniči. Poleg svin¬ čenih akumulatorjev so poskušali vvesti tudi druge, n. pr. Wadell- Entzove akumulatorje (gl. str. 82.) z več ali manj ugodnimi rezultati. Vkljub raznim bridkim izkušnjam z akumulatorskimi železnicami pa elektrotehniki niso obupali, delali so pridno dalje in skoraj se kaže, da so danes dovedli delovrsbo z akumulatorji na toliko stopnjo, da pri¬ čenjajo tekmovati z drugimi sistemi električnih železnic. Tudi na Dunaju vozijo po «Ringuj> že vozovi z akumulatorji, uporabljajoč stare šine konjske železnice. Prednosti električnih železnic za poulični promet v velikih mestih pred dosedanjimi konjskimi železnicami so očividne. Delovršba je ceneja in povsem nezavisna od konjskega materijala, bolezni i. t. d. Na klancih Slika 142. Vozno stojalo z električnimi motorji. ne rabijo nikake priprege; treba je le spustiti v motor večjo množino toka, oziroma iztakniti regulacijske upore, in voz premaga strmine. Kjer je dovoljeno, teko vozovi mnogo hitreje, kakor tedaj, ko jih vlečejo konji. Vozove lahko napravimo večje, ker odpadejo konji, poleg tega pa moremo prvemu vozu priklopiti še več drugih, če je dovolj prometa. Vsi ti vzroki so pripomogli, da se mreža električnih železnic po vseh večjih mestih neprestano razširja in da povsodi ginejo stare konjske železnice. Upati je, da bodo čez malo let le še predmet zgodovinskega zanimanja. Leta 1806. so zgradili v Budimpešti , ki vozi v tunelih pod cesto in je bila prva ter je danes tudi še jedina podtalna železnica z električno gonilno silo v Evropi. Ogrsko glavno mesto ima električno železnično mrežo, ki je dolga 12 178 82'45 km, in v tem nadkriljuje vse druge stolice našega kontinenta razven mesta Hamburg, katero se ponaša še z večjo železnično mrežo, nego jo ima Budimpešta. Pričetkom letošnjega leta je bilo na Nemškem 65 električnih že¬ leznic z dolžino 1138'2 km v prometu. S tem je Nemčija prekosila vse druge evropske države, kajti v istem času nahajamo na Francoskem 44, v Veliki Britaniji 24, v Švici 23, v Avstro - Ogrski 13, na Laškem 11 Slika 143. Jamska lokomotiva tvrdke Schuckert & Co. in v ostalih deželah skupaj še 24 električnih železnic s skupno dolžino 1154'1 km. Od te dolžine odpada na Francosko 396'8, na Veliko Bri¬ tanijo 157'2, na Švico 146'2, na Laško 132'7, na našo monarhijo 136'5, na Belgijo 69, na Španijo 61, na Rusko 30'7, na Švedsko in Norveško 24 km. Na vseh teh progah se vozi 4514 vozov z električnimi motorji in sicer 2493 na Nemškem, 664 na Francoskem, 252 v Veliki Britaniji, 311 na Laškem i. t. d. Podzemno dovažanje toka je uporabljeno pri 8 železnicah, akumulatorji jih gonijo 13, ostale pa segajo po zračnih prevodnikih. 179 Tvrdka Siemens & Halske je do pričetka 1. 1898. zgradila 24 elek¬ tričnih železnic z dolžino 694'7 km, po katerih se premika več nego 1000 voz z električnim motorjem. Poleg teh ima letos v delu veliko število novih električnih železnic, med temi jako razsežne proge na Dunaju in v Berolinu. Celo na Kineškem zida progo Peking-Ma- hi a- p u. Za promet na daljših progah izven mest danes električne železnice ne morejo še tekmovati s parno lokomotivo, a vendar so tudi v tem oziru izvedli že pomenljive poskuse, ki pričajo, da bi električna sila v nekih slučajih uspešno mogla konkurirati s parno energijo. V rudnikih se električni vozovi, oziroma električne lokomotive posebno vrlo obnašajo, kajti dovažanje sile je jako jednostavno in delo- vršba neprimerno snažna in prijetna. Slika 143. naj nas seznani z jamsko lokomotivo tvrdke Schuckert & Co. Motor je skrit v zaboju, katerega opazimo nad kolesi, tok pa se mu dovaža s paličnim kontaktom od prevodnika, ki je pritrjen na temenu rova. Naravno je, da vsi boljši rudniki danes obširno uporabljajo elek¬ trično energijo. Ne le, da jim vozi tovore s pomočjo ravnokar opisane lokomotive, dviga bremena kvišku in jih spušča navzdol, črpa tudi talno vodo iz jam, goni ventilatorje, izsrkava škodljive pline in raz¬ svetljuje podzemne prostore. Razsežna uporaba električne sile je napra¬ vila delo v premnogih rudnikih varnejše, olajšala je bedno življenje rudokopom in posegla dobrodejno med neštete eksistence. Umevno je, da tudi razne tvornice, katere so že itak preskrbljene z električno energijo, uporabljajo električne lokomotive za svoj domači promet. Jednostaven stroj te vrste, kakoršnega izdelujeta brata Koerting, kaže slika 144., ki ne potrebuje posebne razlage. Motor je spravljen pod vozno pločo in strojevodja se na tej ploči prosto giblje. Palični kontakt, imajoč na vrhu širok locenj, ne stoji poševno, temveč vertikalno. Z ročnim kolescem B se lokomotiva krmari, z vzvodom C pa zavira. Električna gonilna sila pa ne dobiva samo pri železnicah dan za dnem večjega pomena, temveč celo navadni cestni vozovi se premikajo že s pomočjo električne energije. Konstrukcija takozvanih avtomo- bilnih voz se je povzpela na tako visoko stopnjo, da so zaceli ti vOzovi že nekoliko tekmovati z izvoščiki. V Londonu in Parizu se nahaja na javnih trgih na stotine avtomobilnih kočij, ki nadomeščajo fijakarje. Tvornice, ki se pečajo z izdelovanjem teh najnovejših konkurentov konjske sile, imajo toliko opraviti, da n^ morejo sprejemati vseh naročil. Na Francoskem se peča od leta 1881. dalje tvrdka Ch. Jean- taud z izdelovanjem električnih voz. Motor dobiva svojo gonilno silo od akumulatorske baterije, ki je spravljena v zaboju nad zadnjima ko¬ lesoma. Baterija sestoji iz 21 elementov, ki so v 3 skupinah zloženi 12* 180 v zaboju ter tehtajo 280 kg. Akumulator zmore 300 amperskih ur, ako oddaja redno po 10 amperov. Elektromotor je pritrjen na zadnji osi ter vrti kolesa s pomočjo zobatih gonil. Ves voz tehta 1020 kg. Uspehi so bili pri prvotnih vozeh še precej neznatni, kajti akumulatorji so za¬ doščali le za vožnjo 30 km, ako je imel voz hitrost 20 km v jedni uri. Poznejše konstrukcije, s katerimi je imenovana tvrdka stopila pred svet, so kazale dokaj boljše uspehe in so privedle električne avtomobilne vozove do širše uporabe. Teža voza je postala manjša, in voz napravi pot 48 km, ne da bi bilo treba akumulatorje zamenjati. S posebnim uspehom se uporabljajo električni motorji tudi na čolnih in ladjah, kjer gonijo vodno kolo ali pa vijak. Teža aku¬ mulatorske baterije, ki se tu izključno rabi, ne pride pri čolnih toliko v poštev, kakor pri vozovih na kopnem; celo dobro nam je došla, ker nadomešča navadni balast. Hitro vrtenje motorjeve kotvice se ujema s 181 hitrostjo, s katero se običajno suče vijak; baterije ni treba jemati iz čolna, ker se lahko napolni iz postaje na suhem. Mirni tek motorjev, odsotnost vsakega ognja in dima — to so prednosti, katere imajo električni čolni pred ladjami, koje goni para, benzin ali kaka druga sila. S tem, kar smo povedali o uporabi električnih motorjev, še nikakor nismo izčrpali vsega, kar se more navesti o tej stroki elektrotehnične vede. A ker so elektromotorji v vseh slučajih bistveno jedne in iste konstrukcije in se le v toliko na vnanje razločujejo, v kolikor to zahte¬ vajo posebne potrebe, naj zadoščajo dosedanji podatki o tej velezani- mivej panogi moderne industrije in njenih sredstev. Prenašanje električne sile. Električna energija se s čudovito hitro¬ stjo širi dalje po dobrih prevodnikih. To lastnost so najprej izkoriščali pri telegrafiji, kjer se z njeno pomočjo pošiljajo znamenja v najdaljnejše kraje in po vsej našej zemlji. Odkar pa smo jeli z dinamo-stroji pro¬ izvajati jake toke, rodila se je takoj tudi želja prenašati velike množine nastale električne sile na druga mesta; nastal je problem o prena¬ šanju električne energije. Prav za prav bi lahko pri vseh elek¬ tričnih učinkih govorili o prenašanju električne sile, kajti vedno so žarnice ali električni motorji nekoliko oddaljeni od tokorodnega stroja, a dokler je razdalja neznatna, običajno ne rabimo izraza «prenašanje» ; o prenašanju govorimo stoprav tedaj, ko postane razdalja tolika, da bi je ne zmagali z nikakimi drugimi sredstvi, n. pr. z žičnimi vrvmi, s komprimiranim zrakom i. t. d. Pri prenašanju električne energije se najprej z delom t. j. z vodno silo ali s parnim strojem v dinamo-stroju proizvajajo električni toki. Nastale toke napeljemo po žicah v poljubno oddaljene kraje ter gonimo ž njimi drug dinamo-stroj, rekše elektromotor. Z vrtenjem kotvice more elektromotor opravljati delo, kajti njeno gibanje se lahko z navadnimi sredstvi, kakor z jermeni, z zobatimi kolesi i. t. d. prenese na delovršni stroj. Ker smeta stati oba dinama v poljubnih razdaljah, postavimo tokorodni stroj ondi, kjer je gonilna sila po ceni, delovršni stroj pa tam, kjer je ta sila draga. Električne toke znamo tudi primerno deliti in zato moremo od jednega tokorodnega stroja pošiljati električno energijo ob jednem do raznih točk, kar je pri neposredni uporabi go¬ nilne sile le v posebnih slučajih in le deloma izvedljivo. Kot gonilna sila za tokorodni ali primarni dinamo-stroj pride v prvi vrsti voda v poštev. Skoraj v vseh slučajih, v katerih prenašamo električno energijo, hočemo izkoristiti oddaljene vodne sile, katerih imamo v neizčrpnih množinah na razpolaganje, a to večinoma daleč od središč industrije in obrta. Če tudi izgubimo pri prenašanju mnogo sile, smo vendar še na dobičku, ker nas vodna sila razmerno malo stane in ker bi šla drugače povsem v izgubo. 182 Tudi s parno silo gonimo včasih tokorodne dinamo - stroje. A ko stane prevažanje premoga več, kakor iznaša izguba na energiji pri prenašanju električne sile, potem je očividno bolje, da postavimo poleg premogovnika parne stroje, v katerih sežigamo premog, potem pa pre¬ našamo silo električnih motorjev v one kraje, kamor bi sicer dražje morali voziti premog. Pri vsakem prenašanju nas najbolj zanima vprašanje, koliko ener¬ gije da gre na daljni poti v izgubo. Recimo, da goni poljuben motor primarni dinamo-stroj in da se v vsem vnanjem tokovem krogu ne nahaja nobena druga mašina. Jasno je tedaj, da je jakost toka v celem krogu zavisna jedino od elektro- motorske sile stroja in od skupnega upora, torej od notranjega upora stroja in od vnanjega upora tokovega kroga. Ohmov zakon nas uči, da biva nastopno razmerje: T , , Elekromotorska sila stroja Jakost toka — --—• Skupni upor Pri določenem številu vrtežev in določenem uporu ima stroj določeno elektromotorsko silo, in v tokovem krogu vlada določena jakost toka. Ako sedaj vtaknemo v tokov krog še jeden dinamo - stroj, se začne kotvica tega sekundarnega stroja vrteti in v njej nastaja nova elektro- motorska sila, o katerej nam je znano, da ima proti prvotni nasprotno mer. Sedaj je skupni upor celega sistema sestavljen iz notranjih uporov obeh strojev in iz vnanjega upora prevodnikov, skupna elektromotorska sila, ki se javlja v tokovem krogu, pa je jednaka diferenci elektromo- torskih sil obeh strojev. Tedaj velja razmerje : , , . Diferenca elektromotorskih sil Jakost toka =-—-• Skupni upor Če je torej tudi skupni upor v tokovem krogu neizpremenjen, je vendar postala tokova jakost manjša, ker elektromotorska sila sekun¬ darnega stroja deluje v nasprotnem smislu in je števec našega ulomka postal manjši. Elektromotorska sila vsakega stroja je poleg skupnega upora in poleg posebne notranje uredbe zavisna jedino le od hitrosti, s katero se kotvica vrti. Ako sta oba dinamo - stroja jednako zgrajena, zavisi tokova jakost samo od diference hitrostij obeh strojev in od skupnega upora. Iz tega sledi zanimivo dejstvo: Ako se oba stroja jednako hitro sučeta, postane jakost toka v skupnem tokovem krogu jednaka ničli. Motor goni primarni stroj, in toki poslednjega provzročijo vrtenje sekundarnega stroja. Čim hitreje se ta stroj vrti, tem jačje toke pošilja prvotnemu stroju nasproti; ko se oba stroja jednako hitro sučeta, 183 se uničujeta nasprotna toka, rekše, v prevodnikih ne zapazimo nikakega toka vec. V tem slučaju se torej na primarnem stroju ne opravlja nikako delo in na sekundarnem stroju se nikako delo ne oddaja. V praksi pa se nam tega slučaja ni treba bati, ker je docela izključeno, da bi se oba stroja jednako hitro vrtela, osobito pa tedaj, ako je sekundarna mašina vprežena v delo. Cim večja bremena zmaguje, tem bolj pojema njena hitrost, a s hitrostjo se zmanjšuje tudi elektromotorska protisila sekundarnega stroja, ob jednem pa narašča tokova jakost v skupnem krogu. Da bolje spoznamo, v kakem razmerju stojita potrošeno in p o rab no delo, hočemo opazovati oba stroja v polni delovršbi. Tokorodni dinamo gonimo s parnim strojem, kateri mu neprestano dovaža mehanične energije; drugi dinamo pa naj opravlja delo in naj dviga vodo iz vodnjaka. Skupno delo, ki ga parni stroj vsako sekundo dovaža prvemu dinamo - stroju, se uporablja : 1. za premaganje trenja v primarnem dinamo - stroju; 2. za proizvajanje Foucaultovih tokov, ki se pretvarjajo v toploto in so za delo tako brezkoristni, kakor trenje; 3. da proizvaja v primarnem stroju elektromotorsko silo, ki po¬ šilja tok po prevodnikih dalje do sekundarnega stroja. Skupni efekt tega toka je jednak tej elektromotorskej sili množeni s tokovo jakostjo; izražen je v wattih, ako je bila elektromotorska sila povedana v voltih in tokova jakost v amperih. Jeden del tega efekta použije primarni stroj sam, izpreminja ga namreč v Joule-ovo toploto; oni efekt, katerega daje stroj navzven t. j. v tokovodno mrežo in v sekundarno mašino, je potemtakem le jednak produktu iz polarne na¬ petosti stroja in tokove jakosti. Razmerje med tem vnanjim efektom in med potrošenim delom imenujemo industrijalni učinek prvot¬ nega stroja. Ta učinek znaša pri dobrih dinamo - strojih 85 — 90 in več od¬ stotkov. Efekt v skupnem vnanjem tokovem krogu se uporablja v dvojno svrho. Jeden del segreva prevodnike po Joule-ovem zakonu. To delo imenujemo tokovodno izgubo. Nasa naloga je, da to izgubo kolikor mogoče zmanjšamo. Drugi del skupnega vnanjega efekta stopi v se¬ kundarni dinamo-stroj. Ta drugi del je bistvenega pomena za učinek prenašanja. Na po¬ larnih vijakih sekundarnega stroja biva določena napetost. Produkt te napetosti in tokove jakosti nam pove efekt v wattih, katerega absorbira drugi stroj. 184 Od druzega stroja použiti efekt se deloma brez koristi zopet po¬ rabi za premaganje trenja, za proizvajanje Foucaultovih tokov in za segrevanje žice po Joule-ovem zakonu. Ostanek pa se izkoristi za po- rabno delo, v našem slučaju torej za dviganje vode. Kakor zgoraj pri primarnem stroju, označimo tudi tukaj razmerje med porabnim delom druzega stroja in med efektom, ki ga je absor¬ biral, kot industrijalni učinek sekundarnega stroja. Končno imenujemo razmerje med vsem porabnim delom sekun¬ darnega stroja in med skupnim, od primarne mašine sprejetim delom uporabni efekt celega prenašanja. Umevno je, da je ta uporabni efekt tem večji, čim večja sta učinka obeh posamičnih strojev, in čim manjša je tokovodna izguba. Toko- vodna izguba je manjša, če je tokova jakost manjša, oziroma, če so razlike med polarnimi naponi obeh strojev manjše. Da te razmere bolje spoznamo, hočemo navesti nekatere številke iz praktičnega vzgleda. Nam že znana tvornica O eri ikon je zgradila med Kriegstettenom in Solothurnom v Švici napravo za prenašanje električne energije, ki je postala znamenita kot prvi vseskozi posre¬ čeni poskus in je do današnjega dne neprestano v rabi. Kriegstetten ima vodno silo; tu je postavljen primarni dinamo-stroj, od katerega drži 8 km dolg tokovod v Solothurn, kjer se nahaja sekundarni stroj. Prevodnikova žica ima 6 mm premera in je bakrena. Pri nekem poskusu so merili, da je vodna sila v vsaki sekundi dovedla primarnemu stroju delo 30'85 konjskih sil. Tokova jakost v prevodniku je bila 11'474 ampčrov in polarna napetost na primarnem stroju jednaka 1753'3 volta. Efekt v vnanjem tokovem krogu je bil torej 11'474 X 1753'3 = 19117'96 wattov ali 25'97 konjskih sil. Industrijalni učinek primarnega 25-97 stroja je bil torej = 0841. To se pravi: od dela, katero smo prenesli na prvotni stroj, je šlo 84'1 odstotka v vnanji tokov krog. Ostalih 15 9 odstotka je bilo brez koristi pretvorjenih v toploto. Na polarnih vijakih sekundarnega stroja so merili napetost 1655'9 volta; ker ni bila izolacija popolna, je znašala tokova jakost na tem stroju nekoliko manj, kakor na prvotnem, namreč 11'420 amperov. Drugi stroj je potemtakem sprejel efekt jednak 1655'9 X 11'420 = 18910'38 watta ali 25'69 konjskih sil. Iz tega sledi, da se je v prevodniku izgubilo 25'97 — 25'69 — 0'28 konjskih sil, ki so bile pretvorjene v Joule-ovo toploto. Efekt, katerega je dajal sekundarni stroj, so neposredno merili na tem stroju; pokazalo se je da znaša 23'21 konjskih sil. Ker je stroj sprejel vase 25'69 konjskih sil, izgubilo se je v njem 2'48 konjskih sil, ki so bile porabljene v stroju 185 za premaganje trenja, za proizvajanje Foucaultovih tokov in za Joule-ovo toploto. Industrijalni učinek sekundarnega stroja je bil torej 23-21 25-69 0-903. Drugi stroj je pretvoril 90'3 odstotka električne energije, katero je sprejel vase, v mehanično porabno delo. Končni efekt vsega prenašanja je slednjič jednak razmerju med porabnim delom sekundarnega stroja (23'21 HP) in med potrošenim 23-21 delom na prvotnem stroju (30 58 HP), torej jednak = 0-752. To 30’85 kaze, da je bilo 75'2 odstotka skupne potrošene sile prenesene 8 km daleč in tam dane na razpolaganje podjetniku. Jako važno je vprašanje, kak vpliv ima razdalja obeh strojev, torej dolžina tokovoda na končni efekt pri prenašanju električne sile. Čim bolj sta stroja oddaljena, tem daljše žice ju morajo vezati. Ker tok pre¬ vodnike segreva in ker je segrevanje v premem razmerju z njihovim uporom, je segrevanje tem večje, čim daljše so žice. To segrevanje se vrši na troške efekta v vnanjem tokovem krogu in je torej v kvar delu, katero zahtevamo od sekundarnega stroja. Poprej smo rekli, da je ta tokovodna izguba tem manjša, čim manjše so razlike med polarnimi naponi obeh strojev. Efekt torej je zavisen od razmerja med polarnimi na- poni primarne in sekundarne mašine. Čim večje je to razmerje, to je, čim bolj je = 1, tem boljši je uporabni efekt. Treba je torej skušati, da napravimo to razmerje kolikor mogoče veliko. Polarna napetost na sekundarnem stroju pa je vedno manjša, kakor na prvi mašini in sicer za toliko, kolikor znaša izguba napetosti vsled upora prevodnikovega. Če so tedaj žice jako dolge, imamo dvoje sredstev, da naredimo raz¬ merje obeh polarnih naponov kolikor mogoče jednako 1, rekše, da je polarna napetost prvega stroja kolikor mogoče jednaka polarni nape¬ tosti druzega stroja. Na prvi način si tako pomagamo, da damo dolgi žici velik premer, kajti s tem zmanjšamo upor v žici. Ako je n. pr. pre¬ vodnik še jedenkrat daljši kakor je bil prej, damo mu dvakrat tolik premer in tedaj ostane naponska izguba med obema strojema, rekse uporabni efekt neizpremenjen. To jednostavno sredstvo pa je iz praktičnih ozirov pri dolgih tokovodih neizpeljivo, kajti debele bakrene žice po- draže celo napravo v toliki meri, da izgine rentabiliteta in da je pod¬ jetje materijalno uničeno. Drug način, kako zabraniti naponsko izgubo, obstoji v tem, da povečamo obema strojema polarno napetost in da sploh uporabljamo jako velike napone. Potem znaša izguba napetosti od prvega do druzega stroja mnogo manj odstotkov, kakor pri malih naponih. Da to spo¬ znamo, oglejmo si še jedenkrat ravnokar opisano prenašanje električne energije med Kriegstettenom in Solothurnom. Tam je bila polarna na- 186 petost na primarni mašini 1753'3 volta, na sekundarnem stroju pa 1655'9 volta, naponska izguba na 8 km dolgej progi torej 97'4 volta, in razmerje obeh polarnih naponov, od katerih je zavisen uporabni efekt, . , , 1655'9 nn/) „ jednako --5- = 0'944. 1753'3 Ko bi vzeli še jedenkrat tako dolgo žico, torej 16 km, bi se na¬ ponska izguba podvojila in bila jednaka 194'8 voltov. Ko bi sedaj pri¬ merno povečali polarno napetost na obeh strojih, ko bi dali prvi mašini približno 3480 voltov, drugi pa 3285 voltov, ko bi tedaj nekako p o- dvojili prvotno polarno napetost, bi ostal uporabni efekt jednak prej- , •, , • • 3285 . snjemu, ce tudi se je naponska izguba podvojila, kajti J e z0 P et jednako 0'944. Da povečamo napetost na polarnih vijakih, treba vzeti stroje z veliko elektromotorsko silo, torej take, ki imajo na induktorju veliko žičnih ovojev in ki se vrte z veliko hitrostjo. Potem lahko po navadnih telegrafskih žicah prenašamo delo v velike daljave z izdatnim uporabnim efektom, ako imajo le dotični stroji zadosti veliko polarno napetost. Tako napetost pa težko proizvajamo z dinamo-stroji za istomerne toke, kajti toki z veliko napetostjo poškodujejo drsalne kontakte, in težko je induktorjeve ovoje zadostno izolirati. Umevno je torej, da prvi poskusi, kako prenašati električno energijo, niso imeli zaželjenega uspeha, ker so se vsi ozirali samo na dinamo-stroje za istomerne toke. Stoprav tedaj, ko so jeli stroji za izmenične in pozneje za vrtilne toke stopati na površje, se je električno prenašanje sile povzpelo kvišku in prišlo do velikega praktičnega pomena. Stroji za izmenične, oziroma vrtilne toke nimajo drsalnih kontaktov, in zato jih ni težko graditi za toke velike napetosti. Poleg tega pa imajo še druge ugodnosti. Ker pri njih lahko uporabljamo transforma¬ torje, celo ni treba, da bi z njimi neposredno proizvajali toke ogromne napetosti. Tokorodni dinamo lahko dela toke male napetosti, a te do¬ važamo transformatorjem, ki jih izpreminjajo v toke jake napetosti. Ti toki krožijo po prevodnikih dalje, a ko dospejo na določeno mesto, jih s pomočjo transformatorja zopet pretvorimo v toke male napetosti, ki stopajo v sekundarni stroj. Nevarna napetost je potemtakem pri vseh strojih odstranjena in biva le v prevodnikih, katere lahko brez posebnih težav zavarujemo proti dotikanju. Prvi, ki je sistematično in z veliko energijo skušal prenašati delo v daljne kraje, je bil francoski inžener Marcel Deprez. On je prvi spoznal, da je treba za prenašanje uporabljati toke velike napetosti in neprestano je zagovarjal tedaj še oporekano mnenje, da je mogoče s 187 primernimi stroji, to je s stroji velike napetosti, prenašati delo z velikim uporabnim efektom in na velike razdalje. Že leta 1881. za časa električne razstave v Parizu je D ep rez zgradil manjšo napravo za prenašanje sile in sicer s pomočjo dinamo- stroja za istomerne toke. Za te in tudi za poznejše, jako drage poskuse mu je Rotschildova hiša dala primerno svoto novcev na razpolago. Na mej- narodnem električnem kongresu, ki se je vršil za časa omenjene razstave, je Deprez z računi dokazal, da je mogoče delo 10 konjskih sil prenesti po navadni telegrafski žici imajoči 4 mm v premeru v daljavo 50 km., ako bi tokorodni dinamo gonili z motorjem 16 konjskih sil. Na pod¬ lagi teh računov ga je odsek za monakovsko električno razstavo, ki se je vršila leta 1882., povabil, da naj svoj projekt praktično dokaže na bavarski zemlji in sicer v Miesbach-u poleg Monakovega, kjer se nahaja primerna vodna sila. Razdalja med primarnim in sekundarnim strojem je merila 57 km, tako da je bila dolžina dovodne in odvodne žice nad 100 km. Tokorodni dinamo je proizvajal toke z napetostjo 1300 voltov. Razne hibe in neprilike so takoj s početka motile delovršbo in preden so mogli elektrotehniki natančno izmeriti efekt vse naprave in posamičnih delov, se je motor poškodoval in poskusi so prenehali. Vendar se ne more ob jednem trditi, da bi se bili tudi popolnoma iz¬ jalovili in da bi se bila ideja Deprez-ova ponesrečila. Njegov poskus v Miesbach-u sicer še ni imel praktičnih posledic, a bil je v izpodbudo za nove, še večje eksperimente. Deprez je kmalu potem zgradil med Parizom in Creil-om velikansko novo napravo za prenašanje sile in je vnovič žrtvoval zanjo ogromno truda, časa in denarja. S početka je nameraval prenesti 500 konjskih sil 50 km daleč, pozneje pa je zmanjšal svoj projekt ter ga uredil tako, da je imel parni stroj, ki je vrtil tokorodni dinamo, 300 konjskih sil. Delovrsni stroj pa bi bil moral po računu dajati na razpolago 1.50 konjskih sil. ki so bile razdeljene na tri motorje. Dinamo-stroja naj bi imela 7500 voltov na¬ petosti, a v istini Deprez tega ni dosegel, temveč stroji so kazali k večjemu napetost 6000 voltov. Tudi tokova jakost, ki je bila proraču- njena na 25 amperov, se nikdar ni povzpela cez 10 amperov. Toko- vodne žice so kazale 100 ohmov upora in so bile deloma svinčeni kablji. Dinamo-stroji so bili zgrajeni z Gramme-jevim obročem za isto¬ merne toke, tedaj lahko razumemo, da se njih učinek ni zlagal z Deprez-ovimi teoretičnimi računi; tudi parni stroj ni bil kos svoji nalogi in je dajal le 150 konjskih sil. Od teh potrošenih sil je prišlo iz mo¬ torjev komaj tretjina. Torej le 50 konjskih sil je bilo končno porabnih, in zato lahko rečemo, da se je ta velikanski poskus Deprez-ov v eko¬ nomičnem oziru povsem ponesrečil. 188 Leta 1886. je francoski elektrotehnik Hippolyte Fontaine Deprez-u dokazal, da so se njegovi poskusi samo zategadelj izjalovili, ker ni imel primernih dinamo-strojev. Kakor Deprez je tudi Fontaine praktično preizkusil svojo trditev. Stavil si je pogoj prenesti 100 konjskih sil 50 km daleč, ne da bi bila izguba na efektu večja nego 50%. A on ni zgradil stroja za 6000 voltov, temveč vzel je rajše štiri dinamo-stroje po 1500 voltov; te je staknil zaporedno in tako dobil brez težave končno napetost 6000 voltov. Tudi njegova proga je imela 100 ohmov upora; kakor Deprez je Fontaine uporabil tri delovršne motorje a staknil jih je zaporedno in jih tako uredil, da so delovali na skupno vreteno. Natančno merjenje je dognalo, da je bil porabni efekt v istini 50 konjskih sil, da torej izguba na 50 km dolgi progi ni bila večja nego 50%. Toda tudi ta uspeh v ekonomičnem oziru ni zadoščal. Slabih vtisov ponesrečenih Deprez-ovih poskusov Fontaine ni mogel izbrisati in elektrotehnikov se je polastila nekaka obupnost. Dalje časa se nihče ni upal z novimi napravami na dan, dokler ni stopila tvrdka Oerlikon pred svet z zgradbo za prenašanje električne energije, ki se je pokazala povsem ekonomična, trajna in zanesljiva. To je ona naprava med Krieg- stettenom in Solothurnom, katero smo prej podrobneje opisali in katera še danes deluje s prej nepoznanim uporabnim efektom 75’5%. Težave, ki so bile zvezane s prvimi poskusi, kako prenašati elek¬ trično energijo v daljne kraje, so postale dokaj manjše, ko so začeli v te svrhe uporabljati izmenične, oziroma vrtilne toke. Prvi velikanski in sloveči poskus s temi toki sta napravili leta 1801. združeni tvrdki Splošna električna družba v Berolinu in strojna tvrdka Oer¬ likon, ki sta hoteli dokazati, da jedino vrtilni toki pri prenašanju električne energije premagajo vse dosedanje neprilike. Zgradili sta epo¬ halno napravo med Lauffenom ob Neckaru in Frankobrodom na Meni, ki je daleč prekosila vsa prejšnja dela na tem polju elektro¬ tehnike. Imenovana kraja ležita 175 km narazen in tvrdki sta hoteli iz Lauffena, kjer jima je bila na razpolago vodna sila približno 200 konjskih sil, prenesti to silo v Frankobrod. Računi so kazali, da bode v ta namen treba ogromne napetosti do 20 tisoč voltov, a tako silno napetost je možno proizvajati jedino le z izmeničnimi toki in transfor¬ matorji; tvrdki sta se odločili za trofazne izmenične toke, ker so mo¬ torji z vrtilnimi toki za delo dokaj pripravnejši nego motorji, ki so zgrajeni za navadne izmenične toke. V Lauffenu so postavili veliko turbino, ki je v skrajnem slučaju dajala do 300 konjskih sil. Gnala je velik dinamo-stroj, ki je proizvajal tri ločene toke po 50 voltov nape¬ tosti in 1400 amperov jakosti. Toki so bili napeljani po kratkih bakrenih kabljih, imajočih 27 mm v premeru, do primarnega oljnatega trans¬ formatorja (gl. str. 91.), kjer so se navedeni trije toki pretvarjali v 189 toke z napetostjo 15.000 voltov in jakostjo 4'3 ampera. Toke z jakostjo 4-3 ampera moremo voditi dalje po jako tenkih žicah. Za prevajanje treh tokov, ki so prihajali iz transformatorja, so služile tri gole bakrene žice s 4 mm v premeru; žice so bile kakor navadni telegrafski prevod¬ niki pritrjene na visokih drogovih. Vseh drogov je bilo okoli 3000, a vsak drog je nosil troje oljnatih izolatorjev (gl. str. 94.), na katere so bile žice privezane. V Frankobrodu so stopali toki zopet v oljnate transformatorje, ki so jih pretvarjali na toke z napetostjo 100 voltov in jakostjo približno 700 amperov. Jeden del teh po tako dolgi poti došlih tokov so rabili za razsvetljavo in sicer za 1000 žarnic, ostali del pa je gonil več motorjev za vrtilne toke. Jeden motor je bil v zvezi z vodno sesaljko, ki je dvigala vodo kvišku, da je nastal 10 metrov visok slap. Tako so izpremenili jeden del energije vodnega slapa v Lauffenu po mnogih transformacijah in po jako dolgi poti zopet v energijo vodopada v Frankobrodu. Poskus prenašanja tokov velike na¬ petosti na ogromne razdalje se je tedaj posrečil, samo vprašanje še nastane, kolik je bil uporabni efekt tega prenašanja. V ta namen sta tvrdki izvedli mnogo preskušenj in računov. V jednem slučaju se je nastopno dognalo: turbina v Lauffenu je oddajala 197'4 konjskih sil v dinamo-stroj. Od teh je porabil dinamo-stroj 12'6 konjskih sil zase, 184'8 pa jih je šlo od polarnih vijakov dalje v vnanji tokov krog. Indu- 184’8 strijalni učinek primarnega stroja je bil torej ==• 93'5 %. Tok je bil najprej napeljan v primarni transformator; njegove vijake je zapuščal efekt 177 6 konjskih sil; potemtakem je transformator použil zase efekt 7'2 konjskih sil. Industrijalni učinek primarnega trans- 177'6 formatorja je bil g = 961% in industrijalni učinek skupne primarne električne inštalacije, t j. dinamo-stroja in primarnega transformatorja 1 77-A je bil - = 89'9%. To se pravi, 89'9% one energije, katero je 197'4 dajala turbina v Lauffenu, se je premikalo v obliki jako napetih tokov proti Frankobrodu. V prevodnikih je bilo vsled silne napetosti uporabljenih le 25 5 konjskih sil za Joule-ovo toploto; tako je dospelo do primarnih vijakov transformatorja v Frankobrodu še 152'4 konjskih sil. Naponska izguba je znašala torej približno 15%. Frankobrodski transformator je kazal industrijalni učinek 95 7%, t. j. pretvoril je došli jako napeti tok, imajoč 152'4 konjskih sil efekta, v tok male napetosti in z efektom 145'8 konjskih sil. V Frankobrodu so imeli torej na polarnih vijakih transformatorja 148'8 konjskih sil na razpolaganje in sicer v obliki toka s približno 100 volti napetosti. 190 razdaljo in na silno napetost uporabljenih je podjetje izvanredno dobro obneslo in Iz tega sledi, da je bil pri opisanem poskusu uporabni efekt pre- Lauffenu in odjemališčem v Frankobrodu nasanja sile med turbino v 145 ' 8 - 73-9o/ 107-4 - ''o- Z ozirom na ogromno tokov moramo reči, da se lahko umejemo, da sta zgoraj navedeni tvrdki s svojim poskusom otvo- rili novo dobo za prenašanje električne sile. Osobito Amerikanci so težko čakali rezultatov pri ravnokar opi¬ sanem prenašanju električne energije med Frankobrodom in Lauffenom, kajti ogromne vodne sile, katere ima severna Amerika, bi se dale samo z električnim prenašanjem ugodno izkoristiti ter pridobiti za industrijo in obrt. Posebno je bil velikanski slap Niagara, katerega tvori reka sv. Lavrencija med Erijskim in Ontarijskim jezerom, spekulativnim Ame- rikancem že zdavnaj predmet drznih projektov. Imenovani slap vali toliko vode v prepad, da cenijo njeno moč na 16 milijonov konjskih sil. Ko bi se posrečilo vsaj jeden del te nečuvene energije zajeti, mogli bi s pomočjo električnega prenašanja in delitve preskrb- Ijevati prostrane dežele z električnim tokom ter iz jedne same centrale na okolo pošiljati tisoče in tisoče konjskih sil. Zato se je že leta 1886. osnovala družba Niagara Falls P o w e r Company, ki si je postavila nalogo, izkoristiti neizmerno vodno silo slovečega slapa za prenašanje energije. Od amerikanske vlade je dobila družba dovoljenje, da sme na amerikanskem bregu Niagare vzeti vode za 250.000 konjskih sil, od katerih pa je najprej uporabiti samo 100.000 HP. Najprej je bilo treba regulirati desni breg reke nad šumom in zgraditi 3 km dolgo nabrežno zidovje. Za zidom je nastalo prostrano pristanišče, ob jednem pa je bila dobljena luka začetek velikega kanala, po katerem je odcepljena voda tekla do turbine. Ta kanal, oziroma te rake, so bile 600 m dolge, 50 m široke in 4 m globoke. Na koncu rak so izdolbli več po 50 m globokih vertikalnih jam v tla, v katere je padala voda. Na dnu teh ogromnih vodnjakov se nahajajo turbine, a odtočna voda se zbira s pomočjo poševnih predorov v velikem tunelu, po katerem se vali pod zemljo dalje in se izliva pod šumom zopet v reko in sicer blizu novega mosta, ki veže oba bregova. Tunel ima 2250 m dolžine in 31 kvadratnih metrov prereza. Njegovo dno je oblo¬ ženo z debelimi železnimi pločami, da ga ne more voda, ki drvi po njem z neznansko silo in hitrostjo, razjedati in izpirati. Iz rak je napeljana voda navzdol do vsake turbine po širokih jeklenih ceveh. Turbina nosi vertikalno jekleno vreteno, ki sega do vrha vodnjaka in ki ima na svojem zgornjem koncu pritrjeno kotvico dinamo-stroja. Vsaka turbina, njeno vertikalno vreteno in kotvica dinamo-stroja tehtajo po 69.000 kg. 191 Ker udarja voda od spodaj na turbino, pritiska turbino in ž njo zvezano ogromno težo kvišku ; konstrukcija je tako proračunjena, da vodni pritisk zbalansira vso protitežo. Tako je odstranjeno trenje v ležiščih turbine, ki bi sicer bilo preveliko in za trajno delovršbo neugodno. Turbine so zgrajene za 500 konjskih sil, dinamo-stroji pa za dvofazne izmenične toke z 2000 do 2500 voltov napetosti. Dobljene toke pretvarjajo s transformatorji po potrebi na toke višje napetosti in jih odvajajo do odjemalcev. Elek¬ trična energija je namenjena v prvi vrsti mestom Buffalo, Rochester i. t. d. ter industrijalnim podjetjem, katera hočejo osnovati v obližju slapa. Društvo ima tudi pravico, da sezida na kanadskem bregu centralo za 25.000 konjskih sil. Podjetniki upajo, da bodo v 122 km oddaljenem mestu Buffalo oddajali jedno konjsko silo za letnih 34 mark, kar bi bilo skoraj 10 krat ceneje, kakor velja jedna konjska sila neposredno na zamašnjaku parnega stroja. Ne daleč od central pri slapu Niagari zida druga amerikanska družba ob reki sv. Lavrencija še večjo, prvi podobno napravo za pre¬ našanje električne sile. Blizu mesta Massena, pod otokom Long Sault tvori reka sv. Lavrencija velikanske brzine, ki imajo padec 17 metrov. Od teh brzin bodo po 5 km dolgem kanalu odvedli toliko vode, da bode imela moči 150.000 HP. Kanalu je določena globočina 8'3 m in srednja širina 75 m. Voda bode imela torej prerez 622'5 m 2 in turbine bodo dobivale v vsaki sekundi 1000 m 3 vode. Družba postavi najprej 15 turbin in ravno toliko dinamo-strojev po 5000 HP in zave¬ zala se je, da teh 75.000 HP izroči odjemalcem že koncem leta 1898. Večina dobljene električne energije se ne bode uporabljala v meha¬ nične svrhe, temveč prevzel jo je sindikat, ki se je osnoval v elektro¬ kemične namene. Poleg teh silnih central ob reki sv. Lavrencija projektirajo Ame- rikanci še večje naprave za prenašanje električne sile. Tako se je v San-Franciscu osnovala družba, ki hoče vodo jezera Clear Lake, ležečega 440 m nad morjem, uporabiti za proizvajanje elektrike. Jezero je 30 angleških milj dolgo, 10 milj široko, ter dobiva velikanske mno¬ žine vode iz bližnjega gorovja. Odtok mu je ozka reka, ki dere po so¬ teski, obdani od strmih pečin. Padec do mesta Napa znaša približno 300 metrov. Če se posreči zajeti vso vodno silo, dajala bode 7 mili¬ jonov konjskih sil. Ta neznanska moc bode zadoščala, da bode družba preskrbljevala z električno energijo vse tvornice ob zalivu San- Franciscu, v mestih Sacramento, Santa Rosa, Napa, Vallejo in Benizia. Potrebni kapital 4 milijonov mark je že osigurjen in treba je le še zmagati nasproti nekaterim pritožbam vodnih mejašev. Prenašanje električne energije v daljne kraje postaja od dne do dne važnejše, in lahko se trdi, da je prenašanje sile v zvezi z delitvijo elek- 192 trične energije najvažnejša naloga moderne elektrotehnike. Do sedaj so bile samo večje tvornice deležne onih ugodnostij, ki jih dajo velike vodne sile ali pa veliki parni stroji, kajti velike naprave so dokaj ceneje kakor male. Kjer je bilo tedaj mogoče postaviti ogromne, bodisi vodne, bodisi parne motorje, tam se je rodila razsežna tvornica in velika indu¬ strija. Delovršba je bila povsem centralizirina in vsled tega zmagovita v konkurenci z malo industrijo. Pri električnem prenašanju energije pa industrija ni zavisna od kraja, kjer bivajo velike vodne sile, ali so po¬ stavljeni veliki parni stroji. Energija teh gibal se dovaža električnim potom celim pokrajinam in se razdeljuje na veliko manjših odjemalcev. Tako je združen dobiček centraliziranega proizvajanja sile z decentralizirano uporabo. Ugodnosti te kombinacije so v gospo¬ darskem oziru tolike, da lahko rečemo z mirno vestjo, industrija ima svojo prihodnjost v prenašanju električne energije in v delitvi sile. VI. Uporaba toplotnih učinkov galvanskega toka. Električno zažiganje podkopov. Tleči užigalniki. Vžigalniki z iskro. Galvano- stegija. Vžigalnik za smodke. Električna hišna peč. Električen samovar. Električen likalnik. Električen žgalni aparat. Električna valilnica za jajca. Električno spajanje, zvarjanje, topljenje. Coffinov aparat. Thomsonova pri¬ prava za zvarjanje. Električno segrevanje kovin v vodi. William Siemensova električna plavilnica. Plavilnica od Ducreteta in Lejeune-a. Karborund. Kalcijev karbid in acetilen. Moissanovi umetni demanti. Toplotni učinki galvanskega toka se v prvi vrsti uporabljajo za razsvetljevanje. Na tem polju je dosegla elektrotehnika največje uspehe in najširšo popularnost. Vendar se pa toplotni učinki ne izkoriščajo samo pri žarnicah in obločnih svetilnicah, temveč industrija rabi razbeljene prevodnike še v druge, deloma jako važne svrhe. V nekaterih slučajih ji zadoščajo tleči elektrovodi ali celo električna iskra, ki preskakuje od jednega prevodnika do druzega, drugič pa zopet potrebuje večjih razbeljenih prevodnikov ali pa silne temperature plamenenega loka. Tleči prevodniki se že jako dolgo uporabljajo za električno prižiganje podkopov ali min. Poprej so užigali mine z znanimi netilnimi nitkami, a delovršba s temi nevarnimi pripravami se glede sigurnosti nikakor ne more primerjati z električnim razstreljevanjem, pri katerem je čas eksplozije popolnoma v naših rokah, in ki omogočuje istodobno zažiganje večjega števila podkopov. Odkar poznamo električne priprave za zapaljevanje min, se je pričela za razstrelilno tehniko, osobito pa za dela pod vodo, nova doba. Pri električnem prižiganju podkopov razločujemo dve metodi. Pri prvi se razbeli fina žica ali sploh točka velikega upora sredi netilnega materijala, pri drugem pa se razbeli zrak vsled preskakujoče električne iskre. Prve priprave zovemo tleče užigalnike, druge pa užigal- nike z iskro. V principu sta oba načina jednaka, v praksi pa se raz¬ ločujeta v tem, da je potreba za tleče prevodnike tokov nizke, za pro¬ izvajanje isker pa tokov visoke napetosti. 194 Tleče užigalnike je prvi konstruiral prof. Hare leta 1831. V se¬ danji obliki sestoji tak užigalnik iz dveh golih dovodnih žic, ki molita iz podolgovate glavice od zanesljivo osamljajoče tvarine. Prosta konca prevodnikov sta zvezana s fino žico in utakneta se v netilno patrono, ki ima v sebi netivo, sestavljeno iz zmesi zmletega klorovokislega kalija in žveplenega antimona, ali pa prah strelnega bombaža. Potrebni tok za segrevanje tenke žice v patroni daje navadna gal¬ vanska baterija ali pa mala magnetoelektrična oziroma dinamoelektrična mašina. Danes so najbolj priljubljene baterije od takozvanih potapljalnih elementov s kromovo kislino. Tvrdka Siemens & Halske pa je zgradila za električno razstreljevanje poseben dinamo-stroj, ki tehta le 28 kg, a razbeli 36 cm dolgo platinovo žico; s tem strojem moremo torej užgati celo vrsto zaporedno staknjenih patron. Med največja dela, ki so se v novejšem času izvršila s tlečimi užigalniki, spada razstreljevanje ogromnih pečin, ki so ovirale severni vhod v novojorško luko. Leta 1874. so pričeli odstranjevati te skale. Navrtali so vanje mnogo tisoč rovov ter jedenkrat zažgali istočasno 3680 min. V ta namen so postavili 23 velikih baterij od elementov s kromovo kislino. Vsaka baterija je bila zvezana s 160 užigalniki. Skupina 160 užigalnikov je bila razdeljena v 8 vrst; užigalniki vsake vrste so bili staknjeni zaporedno, osmere vrste pa vzpo¬ redno. Do vseh patron je bilo napeljanih 184 dovodnih žic, katere so s primernim pretikalom istočasno lahko zvezali s poli baterije. Naprava se je izborno obnesla, kajti vse mine so v istem hipu zletele v zrak. Pri užigal nikih z iskro proizvajamo potrebne, jako napete toke s pomočjo električnega kolovrata ali pa induktorja. Pri teh užigalnikih molita tudi dva gola prevodnika v patrono, a njuna konca nista zve¬ zana s tenko žico, temveč zakrivljena sta toliko jeden proti drugemu, da nastane med njima majhen presledek, katerega preskakuje elek¬ trična iskra. Za razstreljevanje z iskro gradijo tudi posebne električne kolovrate. V naši vojski si je stekel general pl. Ebner veliko zaslug za to panogo elektrotehnike. Njegov električni kolovrat je nastanjen v nepredušni omarici, v kateri je skledica s klorovim kalcijem, da ostane zrak suh okoli stroja. Kolovrat ima dvoje drgačev od trde gume, drgala pa so od kožuhovine. Nastala elektrika se zbira v posebnem nabiralniku, od koder švigne tok proti patroni. Dovodne žice morajo biti skrbno izo¬ lirane, odvodne pa so lahko gole; tudi zemlja se uporablja, da vodi tok nazaj do stroja. Poleg tehnike, ki se peča z razstreljevanjem skalovja in hribin, je tudi moderno zdravilstvo priredilo toplotne učinke galvanskega toka za svoje namene. Z razbeljeno žico izžiga kirurg bolne telesne dele in celo mesto noža mu je včasih dobrodošla. Okoli bolnega dela položi zanjko 195 od fine platinove žice, ter jo zategne, ko se razbeli; žica odreže dotični kos kakor nož, ne da bi se javljale posebne bolečine in da bi tekla kri. Tok za razbeljevanje žice mora imeti precejšnjo jakost, in zato sestav¬ ljajo v te namene posebne baterije, ki imajo neznaten notranji upor. Zelo priljubljene so tudi baterije od potapljalnih kromovih elementov; čim globlje se potisne ogljena ploča v raztopino, tem jačji tok se pro¬ izvaja. Tako lahko na jednostaven način reguliramo jakost toka. Da more zdravnik žico privesti do bolnega dela, je vdejana v posebno držalo, ki nosi potrebne vijake za zvezo z baterijo in posebno stikalo, s katerim operater tok sklene in prekine. Če je treba zanjko nategniti, torej bolni del odrezati, bivajo na držalu posebni obročki, ki dajo držečim prstom sigurno oporo. V mestih, v katerih so zgrajene električne centrale za oddajanje toka, zdravnik ne potrebuje posebne baterije, temveč tok lahko jemlje iz navadnih pouličnih prevelika za opi¬ sane priprave, se mora toku, ako je istomeren, s predloženimi upori znižati na¬ petost, pri izme¬ ničnih tokih pa se s transforma¬ torji pretvori tok prevodnikov. Ker pa je napetost takega toka na primerno na¬ petost. Uporabo galvanskega toka za ožiganje telesnih delov imenujemo galvanokavstiko. Končno naj predstavimo svojim čitateljem še jedno uporabo tlečih prevodnikov, ki pa ne služi niti tako nevarnim svrham, s kakršnimi se peča razstrelilna tehnika, niti tako vznemirljivim nalogam, kakršne si stavi kirurg, namreč pripravo za električno prižiganje smode k. Slika 145. nam predstavlja električen užigalnik za smodke. Njegov glavni del je košček asbesta, ki je na gosto prešit s fino pla- tinovo žico. V to žico je napeljan tok; tok razbeli žico, ob jednem pa tudi asbest, na katerem se potem smodka prižge. Asbest je vdejan v primerno držalo, ki je obešeno v posebni omarici na pregibljivi kljuki. Ako pripravo snamemo s kljuke, se kljuka razbremeni ter dvigne kvišku. S tem sklene tok, in asbest se hipno razbeli. Ko je kadilec prižgal smodko, obesi užigalnik nazaj na kljuko. Ta se sedaj poniža, ob jednem pa tok prekine. Užigalnik, katerega vidimo na naši sliki, je nekoliko 13* 196 drugače zgrajen, kakor ravnokar opisani. Potrebno stikalo se nahaja na njegovem držalu. S pritiskom prsta na stikalo se tok sklene, ako pa kadilec užigalnik položi na mizo, se tok samodelno prekine. Asbestov košček tiči v takem ovratniku, kakršnega poznamo pri žarnicah; lahko se jemlje iz držala in nadomešča z novim, če je potreba. V opisanih slučajih je segrevanje v obče neznatno in omejeno na kratke koščke tenkih žic. Ker pa je segrevanje prevodnikov zavisno jedino le od tokove jakosti in od upora v žici, je umevno, da moremo teoretično proizvajati v prevodnikih vsako poljubno množino toplote, ako jim damo primeren prerez in primeren upor. Omejeni smo le toliko, da ne smemo delati toplote, ki bi nam prevodnik raztopila in uničila. Večje množine električne toplote so izkušali uporabiti za hišno kurjavo. Tu se elektrovodi nikdar ne segrejejo do stopnje, pri kateri se je bati, da žica zgori; kajti pri vsaki peči zadoščajo toplote, ki ne presegajo 200° C. Če tudi je elek¬ trična peč danes še celo za bogate ljudi komaj dosegljiv ideal, osobito v naših krajih, kjer je proizvajanje električnega toka še vedno razmerno drago, hočemo vendar pred¬ staviti v sliki 146. dve električni peči name¬ njeni za sobno kurjavo. Soba, ki je 6 m dolga, 5 m široka in 4 m visoka, potrebuje, ako jo hočemo pri vnanji temperaturi — 10° C segreti na 20° C, vsako minuto 60 kalorij, t. j. dovesti moramo tej sobi vsako minuto toliko množino toplote, da bi ž njo segreli 60 litrov vode od 0° na 1 0 C. Ako bi hoteli to toploto proizvajati s pomočjo električnega toka, ki ima 100 voltov napetosti, bi potrebovali 40 amperov, tedaj tok, ki bi pri¬ bližno zadoščal za 80 žarnic po 16 sveč. Naša pfeč ima podobo klopi. Na nizkih nogah počiva ploča, ki je sestavljena iz premnogih žičnih ovojev od novega srebra. Ovoje pokriva plast od asbesta, da se oni ne speče, ki bi se dotaknil žice. Končno je stol pokrit z železno pločo, ki ima mnogo rogljev. S tem dobi žareča plast večje površje in uspeš¬ neje oddaja toploto v sobni prostor. Na -naši sliki je pri desni peči ta rogljasta ploča sneta in leži sama za-se na tleh. Nekateri elektrotehniki dajejo peči jednako uredbo kakor jo ima n. pr. pomirjevalnik (str. 124.) pri obločnih svetilnicah. V železni orna- 107 rici je nastanjenih mnogo žičnih spiral, ki se vsled električnega toka segrevajo, potem pa svojo gorkoto oddajejo omarici in sobi. Zopet drugi izumitelji polagajo žične spirale v kanal, ki je okoli sobnih tal vrezan v stene ter pokrit z žičnim omrežjem — tedaj jednaka uredba, kakršno opazujemo pri centralni parni kurjavi. Hitreje, kakor uporaba drage električne peči, se širijo manjše pri¬ prave za električno segrevanje, kakor električni samo vari, pri ka¬ terih se voda greje s pomočjo prevodnikov, nastanjenih okoli kotliča ali pod njim. Tudi električni likalniki, kakoršnega nam kaže slika 147., se rabijo v nekaterih krajih, ki imajo električno energijo po nizki ceni na razpolaganje. Leva slika je prerez likalnika. Mesto jekla vidimo v njem žične ovoje, ki dobivajo svoj tok po kablju, kojega opazimo na desni sliki. Poleg opisanih slučajev izkoriščajo toplotne učinke galvanskega ■ toka pri takozvanem žgalnem aparatu, ki je danes priljubljeno orodje za okraševanje lesa in usnja v raznih obrtnih delalnicah, oso- bito pa pri diletantih; uporabljajo jih steklarji za lomljenje in rezanje stekla; podjetni kmetovalci grejejo z električnim tokom umetne valil¬ nice za kurja in druga jajca. Povsodi je princip jeden in isti, da odda¬ jajo žične spirale, po katerih kroži električni tok, svojo toploto onemu objektu, katerega hočemo segreti. Najbolj zanimiva in tudi najbolj pomenljiva je uporaba toplotnih učinkov galvanskega toka pri električnem spajanju, zvarjanju in topljenju, kjer se ga tehnika v novejšem času v izdatnej meri poslu¬ žuje. Pri navadnem spajanju moramo med oba kovinska kosa natrositi spojke, a pri uporabi električnega toka odpade doticna tvarina, in zdru¬ žiti moremo kovini neposredno. Z električnim tokom razbelimo le oni 198 del kovine, katerega hočemo spojiti z drugim kosom, dočim se v na¬ vadni peči razbeljenje ne da omejiti samo na zvarko, temveč širi se Slika 148. Odklon plamenega toka s pomočjo magnetnega pola. kolikor toliko po vsej kovini in vpliva na ves predmet. Ravno to lokaliziranje visoke toplote pa je v premnogih slu¬ čajih tolikega pomena, da se električno zvarjanje ne more nadomeščati z nobenim drugim postopanjem. Do sedaj poznamo dvoje načinov elek¬ tričnega spajanja in zvarjanja. Pri prvem razvijamo toploto s pomočjo plamene- nega toka, ki vpliva na zvarko, pri drugem pa napeljemo električni tok od jednega kovinskega kosa čez dotika- lišče do druzega. Veliki upor dotika- lišča provzročuje na tem mestu visoko Slika 149. Coffinov_električni aparat za spajanje. temperaturo, vsled ka¬ tere se bližnje plasti kovine raztope in končno zvare. Razlika v obeh metodah je tedaj le vnanja; pri prvi vpliva toplota od zunaj na dotikališče, pri drugi pa se razvija toplota v dotikališču samem. V vsakem slu¬ čaju se pa tvori zveza neposredno s pomočjo raztopljene kovine, ne da bi bilo treba pose¬ gati po posebni spojki. Plameneni lok pro¬ izvajamo najednak na¬ čin kakor v obločnih svetilnicah med dvema ogljenima koncema. Zraven tega pa je treba skrbeti, da spravimo lok do onega mesta, kjer hočemo kovinska kosa zvariti. V to nam pomaga svojstvo plamenenega loka, kakoršno 199 vidimo označeno na sliki 148. Ako približamo loku pol jakega magneta, odbija magnet plameneni lok, ter ga požene v stran v obliki dolzega jezička, kakršnega poznamo pri puhalnici. Zubelj namerimo na zvarko in proces spajanja se hitro zvrši. To svojstvo električnega plamenenega loka, katerega odklanja magnetni pol, je uporabil Coffin v Ameriki ter zgradil električen aparat za spajanje in zvarjanje. Slika 149. predočuje pripravo za spajanje, oziroma zvarjanje manjših, lažjih del, osobito pa za spajanje kolesnih šin. Ogljeni palici, med katerima Slika 150. Coffinov električni aparat za zvarjanje. se tvori plameneni lok, stojita poševno in“'sta druga proti drugi nag¬ njeni. Na desno in levo ravnine, v kateri ležita ti palici, se nahajata dva elektromagneta, ki odbijata plameneni lok na zvarko. Z ročnim vzvodom more delavec ponižati ogljeni palici, ob jednem pa skleniti tok, prihajajoč od močnega dinamo-stroja. S priprostim mehanizmom se regu¬ lira razdalja ogljenih ostij in veličina plamenenega loka. Na sliki 150. opazimo aparat za večje električne zvare. Tu delu¬ jeta dva para ogljenih palic s svojima plamenenima lokoma na zvarko Ko sta kovinska kosa, katera zvarjamo, zadosti razbeljena, se potegnejo ogljene palice narazen, in električno kladivo, stoječe vertikalno sredi aparata, začne z brzimi udarci kovati na zvarko; s tem pospešuje tesno spojitev obeh kosov. 200 Na drug način zvarja amerikanski profesor Elihu Thomson kovinske kose s pomočjo električnega toka. Po njegovi metodi se oni deli, katere je treba zvariti, najprej z velikim tlakom stisnejo skupaj, potem pa se pošlje skozi dotikališče tok velike jakosti. Vsled toka se kovinski kosi na dotikališču toliko raztope, da se tesno združijo. Za električno zvarjanje so pripravni istomerni kakor tudi izmenični toki, kajti toplotni učinki galvanskega toka niso zavisni od tokove meri. Pri zvarjanju manjših kosov navadno uporabljajo istomerne toke, a pri večjih objektih, kjer se potrebujejo toki z jakostjo mnogo tisočev amperov, se vrši delo z izmeničnimi toki, katere s transformatorji pre¬ tvarjamo v toke zahtevane jakosti. Ako hočemo zvariti dve železni palici, imajoči n. pr. 12 mm v premeru, mora biti tokova jakost 2000 amperov; tedaj sta palici v 10 sekundah zvarjeni. Delovršba je torej jako nagla in spreten delavec lahko v jednej uri napravi do 60 zvarov. Pri debelejših kosih jako hitro narašča potrebna tokova jakost, in zato ne kaže, da bi tok jemali neposredno od dinamo-stroja, temveč boljši so primerni transformatorji, ki pretvarjajo dovedene toke. Na zadnji pariški razstavi so kazali pripravo za električno zvarjanje, pri katerej se je izmenični tok, imajoč napetost 200 voltov in jakost 120 amperov, transformiral v tok s 24.000 amperi in z napetostjo 1 volta. S tem ogromnim tokom so v jedni minuti zvarili palice, katerim je bil premer 50 mm. Za delo je bilo uporabljenih 40 — 50 konjskih sil, seveda le toliko časa, dokler je trajalo zvarjanje. Ta zgled priča, da zahteva električno zvarjanje jako mnogo meha¬ nične sile in da je torej razmerno drag. A če pomislimo da se električno spajanje kovin jako hitro vrši in da je mnogo čedneje, sigurneje in za delavce prijetneje, da nadalje omogoči zvarjanje skoraj vseh trdih in celo takih različnih kovin, katerim je topišče povsem nejednako, ume- jemo, da je za nekatere stroke kovinske industrije nenadomestno. Pod¬ jetni Amerikanci so zategadelj električno zvarjanje hitro udomačili v svojih delavnicah; pri nas seveda, kjer smo bolj počasni in konserva¬ tivni, ni še pridobilo širših tal. Zelo zanimivo električno s e g r e v a n j e sta izumila L ag ran g e in H o ho v Bruselju. Dotični postopek naj bi nadomeščal kovaško ognjišče, včasih pa tudi služil v zvarjanje. Ako namreč vtaknemo železno ali drugo kovinsko palico, katero smo poprej zvezali z negativnim polom dinamo-stroja, v vodo, in ako stoji dotična posoda s pomočjo svinčene ploče, ležeče na dnu vode, v zvezi s pozitivnim polom, se začne v onem hipu, ko se železna palica pomoči v vodo, razvijati okoli palice vodik. Izločeni plin pokrije palico s tenko plastjo in tvori okoli nje odejo velikega upora. Na mestu, kjer prehaja tok od kovine v vodo, se javlja vsled upora vodikove kožice tolika toplota, da se železna palica v vodi 201 takoj razbeli, če tudi je posoda polna razmerno hladne tekočine. Da se proces hitreje in ugodneje vrši, treba pridejati vodi 10—20% pepelike in vodo segreti na 70° C. Izumitelja sta našla, da se železni kos v 8 sekundah razbeli, ako znaša za vsak kvadratni centimeter njegove površine tokova jakost 5 ampčrov pri napetosti 150 voltov. Če biva palica dalje časa v vodi, se popolnoma raztopi in razkaplja kakor vosek v vroči vodi. Opisani proces nas zategadelj iznenadja ker se kovinski kos v vodi razbeli, dočim smo dosedaj bili vajeni v vodi ugašati razbeljeno železo. Električni tok provzročuje torej, da se mrzla kovina razbeli v vodi. Slika 151. William Siemens-ova električna topilnica. Topljenje s pomočjo električnega toka. Prvi, kije električnim potom topil kovine, je bil Sir William Siemens brat nam že znanega Wernerja pl. Siemens-a. Njegovo elek¬ trično plavilnico razlaga sl. 151. Na levi strani opazimo topilni piskrec T. Njegovemu dnu se pozitivni tok dovaja s palico od platine ali oglja. Piskrec se nasuje s kosčeki kovine, ka¬ tero nameravamo raztopiti. Od vrha sega v lonec vertikalna ogljena palica, ki je z žico A v zvezi z negativnim polom. S početka se ta palica dotika ko¬ vinskih koscev, a ko začne tok krožiti, se palica s samodelno pripravo za nekoliko milimetrov dvigne, da nastane plamenen lok, ki raztaplja kovinske drobce. V ko¬ likor se kovina pri taljenju ponižuje, za toliko se ponižuje vsled samo- delne regulacije tudi ogljena palica, da ne preneha raztapljajoči plame- neni lok. Za kovine, ki se jako nerade tale, sta v novejšem času zgradila Ducretet in Lejeune električno topilnico, ki se izvrstno obnaša in je velikega pomena za poskuse v laboratorijih, la peč je v principu jednaka poprej opisanemu Coffin-ovemu aparatu; plameneni lok vpliva na kovino ter jo topi v posebnem loncu. Ker meri temperatura plame- nenega loka približno 4000° C., je umevno, da moremo v taki topilnici raztopiti vsako plavko kovino in rudnino; tezkoplavki platin, krom, i. t. d. se raztopita v njej v kratkem času. 202 Dotična peč sestoji od železne omare, ki je znotraj obložena z nezgornim samotnim materijalom. Omara ima v zgornjem delu dve luknji, skozi kateri sta vanjo vtaknjeni ogljeni palici in sicer v meri diagonal. Na sredi peči se palici potemtakem toliko približata druga drugi, da nastane med njima plamenen lok, ako kroži galvanski tok po njih. Neposredno pod nastalim lokom stoji v peči piskrec z onimi tvarinami, ki se bodo raztopile. Pod pečjo so postavljeni močni pod- kovasti magneti, ki vlečejo plameneni lok navzdol v piskrc. Sprednja stena peči ima okno, zadelano s temnim steklom. Skozi to steklo lahko opazujemo vse, kar se godi v peči, velikost plamenenega loka in topljenje tvarine v loncu, ne da bi oškodovali svojih oči. V piskrcu nastala temperatura je približno 3500° C. V električnih topilnicah se je posrečilo proizvesti razna telesa in spojine, ki so bile poprej znane le v slovečih laboratorijih ali pa jih z navadnimi kemičnimi reakcijami sploh ni bilo mogoče sestaviti. Tako je s pomočjo električne peči leta 1892. C. G. Atcheson v Mononga- heli v Pensilvaniji slučajno našel novo spojino kar bo run d, ki je postala v tehniki ogromnega pomena. Karborund je sestavina silicija in ogljika. Trdota mu je tolika, da razi najtrše tvarine (demant, rubin, kro- movo jeklo); nobena kislina ga ne razjeda in tudi ognju se bolje ustavlja nego demant. Ime nepremagani (adamas) bi torej karborundu bolje pristojalo kakor demantu. Specifična teža mu je 34 g; v čistem stanju ima 70% silicija in 30% ogljika. Izdeluje se v podolgovatih pečeh, v katerih je naložena zmes kremikovega peska in ogljenega prahu. V peč sta od dveh stranij vtaknjeni ogljeni palici (elektrodi). Ko kroži tok skozi peč, se zmes razbeli in raztopi. Oglje reducira silicijeve spojine, iz katerih je pesek, a oproščeni silicij se spoji z ogljem v silicijev karbid ali karborund. Dobljeni karborund tvori luknjičavo maso, ki je sestavljena iz pre¬ mnogih kristalov. Opero jo najprej s kislino, potem z vodo in ko se posuši jo zmeljejo v prah. Nova tvarina rabi osobito v brusne namene, kajti odlikuje se po silni trdoti; ž njo se brusi demant, kateremu so poprej samo z nje¬ govim lastnim prahom mogli do živega. Tudi za vsakojako obdelovanje kovin je izborno sredstvo. S pomočjo raznih lepil združijo karborundov prah v ploče, valje, brusne kamene, oslice i. t. d., katere potem upo¬ rabljajo jednako drugim starejšim pa manj trdnim in vztrajnim brusilom. Druga jako važna tvarina, katero danes v velikih množinah pro¬ izvajajo v električnih topilnicah, je spojina CaC 2 , torej spojina kalcija in ogljika. Našel jo je že leta 1862. sloveči kemik Wochler, a nova tvarina ni imela nikakega praktičnega pomena ter je bila skoraj pozab¬ ljena v kemičnih laboratorijih. Trideset let pozneje je J. L. Wilson v 203 Ameriki brez posebnih teoretičnih namenov in nekako na dobro srečo poskušal raztopiti različne tvarine v električni peči. — Tako so delali stari alkemisti, ki so v svojih laboratorijih iskali zlata, mesto njega pa našli mnogo novih elementov in spojin. Wilson je nasul v Cowles-ovo peč oglja in peska. Dobil je lahko plavko maso, ki se je končno izhladila in skrepenela v trdo klado. Wilson ni vedel, kaj bi počel z dobljenim produktom, in vrgel je klado proč. Slučaj pa je hotel, da je padla klada v škaf vode. Takoj se je začel razvijati smrdljiv plin, ki je gorel s svetlim in sajastim plamenom. Plin je bil znani in velevažni acetilen, ki je bistvena sestavina svetilnega plina. V svetilnem plinu se namreč nahajajo nastopni ogljikovi vodiki: 1. metan CH 4 , ki izloča pri gorenju jako malo ogljika in gori s skoraj popolnoma nesvetlim zubljem; 2. etan C 2 H 6 , ki tudi ne daje veliko več svetlobe kakor prvi plin; 3. etilen C 2 PI 4 ; pri tem plinu je množina ogljika večja, in zato gori s svetlim plamenom; 4. acetilen C 2 H 2 , ki ima izmed vseh naštetih plinov največ ogljika. Pri gorenju izloča toliko ogljika, da je plamen zelo sajast. Navadni svetilni plin sestoji zvečine od vodika in metana, tedaj od plinov, ki pri gorenju ne dajejo veliko svetlobe. Najbolj ugodna sesta¬ vina, acetilen, se nahaja v tako majhni množini v svetilnem plinu, da so tehniki že dolgo mislili na to, kako pomnožiti ugodni acetilen, a vsi poskusi so bili brezuspešni, dokler ni Wilson s svojo iznajdbo pokazal, kako proizvajati acetilen dober kup in jednostavnim potom. Spojino kalcija in ogljika so imenovali kalcijev karbid. Danes ga izdelujejo že velike tvornice in razsvetljava s čistim acetilenom dela veliko konkurenco staremu svetilnemu plinu in celo električni luči, kajti zelo je po ceni, priprosta ter efektna. Žal, da je acetilen otroven in z zrakom pomešan silno raznesljiv. Najnovejše priprave so sicer ta nevarna svojstva zelo omejile, a niso jih popolnoma odstranile. V električni peči je Moissan z uspehom delal celo umetne demante. V ta namen je raztopil železo, kateremu je pridejal neko¬ liko lesnega oglja v električni peči. Stopljeno železo raztaplja ogljik, a prebitek te prvine se izloča pri ohladi kot kristaliziran ogljik. Po mnogobrojnih poskusih je dobil Moissan povsem razvite prozorne kri¬ stale, ki so bili sicer jako majhni, a dvoma ni nikakega, da so bili pravi demanti. Upanje, da bode možno v električni peči izdelovati demante, je tedaj opravičeno. Za zakladnice bogatašev bi sicer ne bilo prijetno, ako se elektrotehnikom v istini obnesd te nade, a industriji, torej širšemu človeštvu, bi ceneni demanti dobro došli v razne brusne, vrtalne in rezilne svrhe. VII. Elektrokemija. Električna metalurgija. Tokova gostota v kopelji. Dobivanje čistega bakra. Elektrolitičen baker. Brezšivne bakrene cevi. Izločevanje kositra. Dobivanje aluminija. Aluminijev bron. Peč bratov Cowles-ov. Heroultova razkrojna priprava. Razne aluminijeve tvornice. Dobivanje magnezija. Proizvajanje kloratov. Dobivanje ozona. W. Siemensove ozonske cevi. Beljenje z ozo¬ nom. Elektrolitično beljenje. Websterjevo čiščenje odpadnih vod. Elektrokemija ima nalogo, da proizvaja kemične tvarine električnim potom. V prvi vrsti meri na dobivanje čistih kovin iz rude ali iz umetnih spojin. Tako se ji je posrečilo s popolnim uspehom delati baker, zlato, aluminij, magnezij, kositer, arzen, antimon in razne druge tvarine. Temu delu naše vede pravimo električna metalurgija. V drugi vrsti proizvaja elektrokemija dražje in važnejše kemične spojine iz manj pomenljivih in cenejih s pomočjo električnega toka. Ta veja elektrokemije se peča z izdelovanjem sode, klora, jedkega kalija in jed¬ kega natrona. Tretja naloga elektrokemije je, da proizvaja kemične tvarine, ki so koj pri svojem postanku pripravne za oksidacijo ali redukcijo raznih spojin. V ta oddelek spada izdelovanje ozona, čiščenje odpadnih vod in električno beljenje papirja in tkanin. V vseh teh slučajih nam služi osobito ono svojstvo galvanskega toka, katero smo označili z besedo elektroliza (str. XLVII.), poleg nje pa pridejo v poštev čestokrat tudi toplotni učinki električnega toka. Elektroliza je proces, pri katerem se elektriko vodeče tekočine (kopeli) razkrajajo, ako pošiljamo skozi nje električni tok. Sestavini vodeče tekočine, takozvana iona, se poležeta po elektrodah, in sicer pozitivna sestavina ali kation (kovina, oziroma vodik) po katodi, nega¬ tivni ostanek ali anion pa po anodi. Pri tem razkrojevanju velja zakon Faradayjev, ki pravi, da je množina razkrojene tekočine, torej tudi množina izločenih kovin v premem razmerju z jakostjo toka in traja¬ njem njegovim; tudi stoje izločene množine raznih tvarin v razmerju z njihovimi kemičnimi ekvivalenti. 205 Ker poznamo številke kemičnih ekvivalentov in ker nas uče poskusi, koliko bakra izloči tok jednega ampera v jedni sekundi (str. XLVIIL), lahko takoj povemo, kolika množina kake kemične tvarine se na elektrodah izloči, ako gre tok jednega ampera določen čas skozi dotično tekočino. Nekoliko takih številk kaže nastopna razpredelnica: Tok jednega ampera izloči v jedni uri: V razpredelnici opazimo pri nekaterih tvarinah n pr. pri železu, bakru in niklju po dve številki. To izvira od tod, ker imajo te prvine dvoje različnih ekvivalentnih tež, odvisnih od spojin, v katerih se naha¬ jajo. Železo je lahko dvo- ali trovrednostno, baker jedno- ali dvo- vrednosten a nikelj zopet dvo- ali trovrednosten. Ako pošljemo skozi raztopino kovinske soli električen tok, mora imeti določeno napetost, da premaga upor, ki ga mu stavi raztopina. Potrebna napetost je jednaka produktu iz tokove jakosti in notranjega upora, torej iz upora raztopine, ali kakor pravimo v tem slučaju, od upora kopeli. Poleg tega upora se prikaže vselej tudi polarizacija v razkrojni Staniči, tedaj elektromotorska protisila, katero mora tok s svojo nape¬ tostjo tudi še premagati. Tok, kateri naj provzročuje elektrolizo, mora potemtakem imeti toliko napetosti, da je vsaj jednaka vsoti elektro- motorske sile polarizacije in naponske izgube, ki se javlja vsled upora raztopine. Od napetosti, torej od števila voltov, katere rabimo za elektro- litični proces, in od tokove jakosti pa so zavisni t roški vsega pro¬ cesa, kajti efekt toka, t. j. delo, katero napravi tok v kopeli vsako sekundo, je vselej jednako številu voltov X število amperov. Da dobimo zahtevani efekt, posežemo po galvanskih elementih ali po dinamo-strojih. Cim vec je bilo tvarin izločenih iz raztopine, tem večji je učinek naše priprave. Množina izločenih snovij pa je po prej 206 navedenem Faradayjevem zakonu zavisna od tokove jakosti in zato je jasno, da je z ozirom na skupni efekt (število amperov X število voltov) koristni učinek tem večji, čim manjša je tokova napetost. Zato lahko rečemo: E 1 e k t r o 1 i t i čni proces je tem ugodnejši, čim manjša je napetost potrebnega toka, ali, kakor pravijo praktiki: Amperi delajo denar, volti ga pa zapravljajo. Za štedljivo delovršbo je tedaj neobhodno potrebno, da je nape¬ tost kopeli, t. j število uporabljenih voltov, kolikor mogoče majhno; napetost pa je zavisna, kakor že vemo, od'upora raztopine (uporna napetost) in od polarizacije (polarizacijska napetost). Ker je upor teko¬ čine vedno jeden in isti, moramo v prvi vrsti gledati, da znižamo pola- rizacijsko napetost t. j., da napravimo pri našem procesu polarizacijo kar najbolj neznatno. Te odnošaje naj nam pojasni nastopni vzgled. Recimo, da teče skozi kopel galvanski tok, ki ima efekt jedne konjske sile, torej 736 volt-amperov (wattov), in da je potrebna napetost za izvrševanje procesa ravno 1 volt, tedaj lahko iz poprej navedenih številk izraču¬ namo, koliko kilogramov dotičnih tvarin izloči jedna konjska sila v jedni uri. Tok ima namreč v tem slučaju jakost 736 amperov in zato je treba zgornje številke samo z 736 množiti, in dobljene miligrame pretvoriti v kilograme. Tako dobimo nastopni resultat: Jedna konjska sila izloči v jedni uri (ako je napetost kopeli jednaka 1 voltu): Ko bi pa potrebna napetost kopeli ne bila 1 volt, temveč mo¬ rebiti 4 volte, kar velja n. pr. za nikelj, ne izloči jedna konjska sila 0'548 kg, ampak samo četrti del, torej 0437 kg. Čim večja je potem¬ takem potrebna napetost, tem manjša je množina kovine, katero izloči jedna konjska sila v jedni uri, in obratno. Za uspešno elektrokemično delovršbo je tedaj vsekako potrebno, da je polarizacija kopeli kolikor mogoče neznatna. Polarizacija pa na¬ stane vsled tega, ker sta elektrodi v raztopini vsled delovanja elektro- 207 liže kemično diferentni jedna proti drugi. Cim bolj sta torej elektrodi različni, rekše čim bolj sta v naponski vrsti oddaljeni, tem večja je polarizacija. Pri elektrolitičnem procesu moremo polarizacijo na ta način zmanjšati, da preskrbimo ionom priliko, sestavljati na elektrodah nove, za delovršbo neškodljive kemične spojine, ki so čim manj kemično di- ferentne, ali z drugimi besedami, ionom moramo dati priliko za delo na elektrodah. Ker je pri metalurgičnih procesih kation (kovina) oni produkt, katerega hočemo dobiti, je umevno, da moramo anodi ponuditi priliko za kemično delo. Na anodi pa se pojavlja vselej ona elekro- litova sestavina, ki oksidira druge, torej n. pr. SO 4 , NO 3 ali C1 i. t. d. Zato moramo skrbeti, da se vrši na anodi bujna oksidacija. Za elektrolitično delovršbo z danimi tvarinami ni vsaka poljubna tokova jakost uporabna, temveč jakost toka mora biti v določenem razmerju s površino elektrod. Da to uvidimo, napravimo kopel od bakrenega vitrijola in vzemimo anodo od bakra, imajočo 0'5 m 2 po¬ vršine. Ko pošljemo tok skozi kopel, se na anodi javlja SO 4 , ki anodo raztaplja in v Cu SO 4 izpreminja. Čim jačji je tok, tem več SO 4 nastopa v istem času, in tem več se proizvaja Cu SO 4 . To velja seveda le toliko časa, dokler ni množina SO 4 prevelika, kajti če se SO 4 prebujno raz¬ vija, torej če je jakost toka prevelika, se ne more ves SO 4 na bakreni ploči izpremeniti v Cu SO 4 . Proces ni več primeren, ako je tok prejak. Ko bi vzeli dvakrat toliko anodo, tedaj 1 m 2 veliko, bi seveda smeli uporabiti tok dvakrat tolike jakosti. Razmerje tokove jakosti in veli¬ kosti anodne ploskve imenujemo tokovo gostoto. In tedaj pravimo, vsak proces zahteva maksimalno tokovo gostoto, katere ne smemo brez škode prekoračiti. Tokova gostota se navadno izraža kot število amperov, potrebnih za vsak m 2 anodne ploskve. Kar smo rekli za katodo, velja tudi za anodo. Tudi pri tej je tokova gostota bistvenega pomena za iskani produkt. Ako je n. pr. tokova jakost prevelika za katodno ploskev, se izloči preveč kovine, ki pri svojem postanku vpliva na vodo in jo razkraja. Potem ne do¬ bimo kompaktne oborine dotične kovine, temveč gobasto in porozno maso, katere ne moremo vselej rabiti za svoje namene. Pri vsakem elektrolitičnem procesu je torej treba s poskusi do¬ gnati najugodnejšo tokovo gostoto. Mogoče je celo, da je tokova jakost primerna za anodo, za katodo pa je premajhna ali prevelika, in obratno. Potem je treba dati jednej elektrodi večje površje nego drugi. Elektrolitično dobivanje in čiščenje kovin. Dobi¬ vanje kovin s pomočjo elektrolize je že dolgo znano, a izvrševalo se je poprej le v laboratorijih brez večjega pomena za industrijo in 208 obrt. Stoprav po iznajdbi dinamo-strojev je ta metoda prekoračila tesne meje znanstvenih preiskovalnic in postala velike važnosti za človeštvo. Najdalje se uporablja elektroliza za dobivanje čistega bakra. Že pred 30 leti je Elkington objavil metodo, kako baker čistiti električnim potom, a šele tvrdka Siemens & Halske je leta 1878. nasto¬ pila s pripravo, ki se je vsestransko obnesla in v kupčijskem oziru zadoščala. Baker, katerega dobivamo iz plavžev, namreč nikakor ni čist. Primešanega ima žveplenega bakra, žveplenega železa, a tudi srebra, platina, zlata, bismuta, kositra i. t. d. Iz tega nečistega bakra — pravimo mu črni baker — hočemo potom elektrolize dobiti povsem čist, tedaj mnogo dražji baker, ob jednem pa tudi izkoristiti primesi, kakor zlato, srebro i. t. d. V ta namen se vlijejo od črnega bakra velike debele ploče, ki se postavijo kot pozitivna elektroda (anoda) v raztopino žveplenokislega bakra. Za negativno elektrodo rabi jednako velika tenka ploča od čistega bakra. Nečisti baker se s pomočjo vsled elektrolize nastale žveplene kisline raztaplja, a prosta čista kovina se poseda na negativni elektrodi. Za vsak kvadratni meter elektrodne ploskve se potrebuje tok 20 do 40 amperov. Tuje primešanine prehajajo deloma v raztopino bakrenega vitrijola (lug), deloma pa se polegajo na dnu posode v podobi blata, iz katerega se na različne načine izločajo. Dobljeni čisti baker se ime¬ nuje elektrolitični baker. Ker se lug kmalu preveč onečisti, ga je treba v določenih presledkih zamenjati z drugim. Čim več ima anoda tujih primešanin, tem večja je elektromotorska sila polarizacije, tem večja torej mora biti napetost toka in tem manj se naprava izplača. Ako ima črni baker več nego pol procenta primešanim, so troški že preveliki in delovršba predraga. Potrebna napetost za premaganje polarizacije znaša pri lugu, ki še ni preveč onečiščen, samo 0025 voltov. Ta mala napetost je samo zategadelj mogoča, ker sta obe elektrodi skoraj popolnoma bakreni in v naponski vrsti jako blizu stoječi. Zanimiv je dinamo-stroj (glej sliko 152.), s katerim je tvrdka Sie¬ mens & Halske imenovanega leta začela proizvajati elektrolitični baker v topilnici v Ocker-u na Brunsviškem, in ki je še danes v rabi. Ovoji niso žičnati, temveč sestavljajo jih široke bakrene palice, ki so druga od druge izolirane z asbestom. Kotvica je bobniška in nosi samo štiri¬ najst takih ovojev v jedni legi. Tudi poljski magnetje imajo 7 debelih in širokih bakrenih palic ovitih okoli železnega jedra. Napetost stroja znaša k večjemu 3'5 volta, a tokova jakost do 1000 amperov. Vsak tak stroj pošilja tok v 12 zaporedno staknjenih kopelij in izloča na dan 250 do 300 kg bakra. Topilnica v Ockeru izdela na ta način vsako leto 500 do 600 ton čistega bakra. 209 Dobljeni elektroliticni baker je tako krhek in razlomljiv, da se ne more neposredno rabiti. Treba ga je prej pretopiti, preden ga pošljejo na trg. Stoprav od onega časa, ko so začeli delati elektrolitičen baker, dobivamo v kupčiji čist baker, ki je osobito za elektrotehnične namene neprecenljive vrednosti, kajti tok vodi mnogo bolje nego one- čiščene bakrene vrste. S pomočjo elektrolize izdelujejo danes tudi bakrene cevi brez šivov. Dotično postopanje je utemeljil Elmore, in izvršuje se praktično na Angleškem in Nemškem. Kopel sestoji iz žveplenokislega bakra, a negativna elektroda je železen valj, ki se v kopeli vrti, in na kate¬ rega se baker useda. Za pozitivno elektrodo se vzame takozvani čilski Slika 152. Dinamo-stroj za dobivanje čistega bakra. baker in sicer v podobi bakrenih zrn. Ta zrna leze na bakrenem situ na dnu kopeli. Med elektrolizo drse gladek agatov kamen po valju semtertja, ter lika baker, ki se useda na valj. Tok se dovaja valju s pomočjo drsalnih ščetij, ter ima napetost 1 volta. Tokova jakost sme biti precej visoka, kajti agat nepretrgano tlači in stiska usedene bakrene plasti, ki dobe vsled tega veliko gostoto in trpeznost. V sestih dneh se obori na železni valj 3’2 mm debela bakrena skorja. Ko je skorja postala dovolj močna, se zelezno jedro z raznovrstnim stiskanjem in segrevanjem potisne iz cevi. Valj mora biti povsem gladek in pravilen, kajti najmanjša hrapovost in nejednakost provzročuje, da ga ne spra¬ vimo iz bakrene odeje. Take brezšivne cevi imajo zelo veliko trgoporno trdnost in mehanikom v prid hodijo za razne namene. 14 210 Podobna naprava za dobivanje čistega bakra se nahaja tudi pri Štefanovi topilnici v Sipuški županiji na Ogerskem, kjer izdelajo vsak dan 1200 kg čistega bakra. Dinamo-stroje goni voda, imajoča 32 konjskih sil. Stroj proizvaja toke z 240 amperi in z nape¬ tostjo 24 voltov. Vseh kopelij je 49 in sicer je v sedmih skupinah po sedem stanic zaporedno staknjenih. Postavljene so stopnjasto in lug ne¬ prestano kroži po stanicah; preteka se od zgornje do spodnje kopeli, od koder ga dve svinčeni sesaljki dvigata zopet kvišku do najvišje Staniče. Anode od črnega bakra so približno v treh mesecih použite, v istem času pa je njih baker oborjen na katodah. Tuje primešanine, kakor antimon, svinec, bismut, arzen, zlato in srebro se zbirajo v grezu na dnu posod in se zlahka zopet dobivajo iz njega. Naprava deluje od leta 1890. in je za tamošnje razmere velikega pomena, ker so poprej iz srebronosnih sijajnikov le težko in z velikimi časovnimi izgubami delali čist baker. Srebro je treba iz tamošnje rude vsekako odstraniti, kajti drugače slabo vpliva na kakovost bakra. Dobivanje srebra pride še le v drugi vrsti v poštev, če tudi je pri opisanem procesu lažje in cenejše kakor je bilo poprej. Po doslej označenem postopanju dobivamo tedaj iz onečiščenega bakra čist baker, a še važnejše bi bilo, ko bi se nam posrečilo baker neposredno izločati iz bakrenih rud. To nalogo so izkušali rešiti na razne načine, vendar pa je stoprav tvrdka Siemens & Halske problem v toliko uravnala, da je postal praktičnega pomena. Bakrene rude imajo baker v sebi običajno kot bakreni sulfir Cu 2 S, bakreni sulfid Cu S ali kakor bakreni oksid Cu O in sicer vedno v zvezi z drugimi kovinskimi spojinami, osobito pa z železnimi. Te rude je treba stolči v prah, potem pa jih izlužiti z nakisano raztopino žveplenokislega železnega oksida ali ferisulfata Fe 2 (SO 4 ) 3 . Ta tvarina raztopi baker iz bakrene rude in tvori ž njim bakreni vitrijol Cu SO 4 , kajti ona odda jeden molekul SO 4 in se reducira vsled tega v ferosulfat Fe SO 4 . Tekočina sestoji torej po izluženju iz zmesi ferosulfata in bakrenega sulfata. Dobljeni lug se dene v kopel, kjer se elektrolizira. Anodo tvorijo ogljene palice, katodo pa bakrene pločevine. Ogljene anode leže na dnu štirioglatih posod, nad njimi pa se nahajajo katode, a obe loči sukneno cedilo. Lug teče neprestano do katod, preceja se skozi sukno in se odtaka pri anodah. Ko teče električen tok skozi stanico, bi se morali kovini baker in železo oboriti na katodi. V istini se tudi baker poleže nanjo, a železu je določena druga osoda. Ta kovina ima namreč lastnost, da izloči baker iz bakrenega vitrijola, dočim se sama izpremeni v železni sulfat. Posledica je torej, da se na katodi obori samo baker in sicer deloma kot primarni, deloma kot sekundarni produkt. Na anodi se javlja SO 4 , ki takoj oksidira bližnji ferosulfat Fe SO 4 v ferisulfat Fe 2 (SOJ,. 211 Potrebno oksidacijsko delo se pri tem procesu torej ne vrši z raztopom anode, temveč z oksidacijo tekočine, kar je važna novost pri izkoriščanju elektrolitičnih preosnov. Ko se je potemtakem na katodah baker že večinoma izločil, se okoli anod lug oksidira v ferisulfat, ki potem vnovič rabi v izluževanje rude. Proces se v krožnem teku neprestano vrši dalje. Pri tem postopanju se potrebuje tok z napetostjo jednega volta in in z gostoto 120 ampčrov za vsak kvadratni meter katodne ploskve. Izloči se 99% bakra, kar ga je bilo v rudi. Jako važna je postala elektrokemija pri dobivanju zlata. Tudi tu se uporablja metoda tvrdke Siemens & Halske, ki je v tehničnem in kupčijskem oziru jako razvita in dognana. Zlatonosne rude se raztap¬ ljajo v razredčeni raztopini cijankalija, a iz te kopeli se vsled elektro¬ lize poseda čisto zlato po svinčenih katodah. Za anode rabijo železne pločevine. Lug raztaplja železo in tvori se berolinsko modrilo, ki se pa tekom procesa zopet presnuje v cijankalij. V južni Afriki se danes večina zlatih rudnikov poslužuje očrtanega postopanja, ki celo iz poprej nerabljivih ostankov izloča še 70% zlata. Izdaten praktičen pomen je dobila elektroliza tudi z izločevanjem kositra, in sicer iz ostankov železne pločevine, ki je s kositrom poci- njena (bela pločevina). Ti ostanki in odpadki imajo na sebi 3 do 6 °/ 0 kositra. Dotična kopel sestoji iz razredčene žveplene kisline. Odrezki se denejo v lesene košarice, ki se poglobijo v tekočino ter rabijo kot anoda. Za katode se postavijo poleg košaric pocinjene bakrene ploče¬ vine. Tok raztopi kositer na anodah ter ga obori po katodah. Ko je kositer izginil z anod, se začne železo raztapljati in tvori se železni vitrijol. Tedaj je treba tekočino zamenjati z novo, svežo. Kositer se sprva, ko je raztopina še jako kisla, useda po katodah v gobasti obliki, a pozneje kristalizuje v obliki finih iglic. Tok mora imeti nape¬ tost 2 voltov in gostoto 30 amperov na kvadratni meter. Dobljeni kositer je čistejši, kakor oni, ki prihaja iz topilnic na trg. Pri dosedaj opisanih procesih se potom elektrolize dobivajo kovine iz raztopin njihovih solij. To je lahko mogoče pri takozvanih težkih kovinah, pri lahkih kovinah pa se kažejo nepremagljive neprilike, če jih hočemo na jednak način izločati. Lahke kovine namreč takoj pri svojem postanku razkrajajo vodo v kopeli in tvorijo nove spojine; zato jih ne moremo dobivati iz nje. Treba je napraviti raz¬ topljene, ognjeno tekoče spojine teh kovin, ako jih hočemo s pomočjo električnega toka izločati v čistem stanju. V taki obliki moremo pridelovati skoraj vse lahke kovine, a večina izmed njih nima danes še tolikega pomena, da bi se izplačalo pridelovanje na debelo; le aluminij in magnezij tvorita častno 14* 212 izjemo in izločevanje teh kovin je predmet razsežni, pomenljivi in¬ dustriji. Kovino aluminij je leta 1827. iznašel Woehler, ki pa jo je znal proizvajati le v podobi sivega prahu. Pozneje je francoski kemik D e vil le začel izločati aluminij v kovinski obliki ter s pomočjo Napo¬ leona III. ustanovil na Francoskem dve tvornici, ki sta imeli monopol za izdelovanje te kovine. Leta 1856. je jeden kilogram aluminija veljal še 1200 frankov, in če tudi je cena padla kmalu na 300 frankov, lahko umejemo, da tako draga tvarina ni mogla priti do širšega pomena in splošne uporabe. Sloveči kemiki, kakorCastner in Netto, so se pač neprestano trudili, kako bi se ta zanimiva lahka kovina ceneje proiz¬ vajala, vendar pravega uspeha ni bilo nikjer, dokler ni posegla elektro¬ tehnika vmes in se polastila fabrikacije aluminija. Tedaj je cena jed- Slika 153. Peč bratov Cowlesov za izdelovanje aluminijevega brona. nemu kilogramu v malo letih padla na 7'5 frankov, ob jednem pa je dobila ta kovina poprej nepričakovan pomen v kovinski industriji. Utemeljitelja električnega dobivanja aluminija sta Amerikanca brata Cowlesa, ki sta prva uporabljala raztopljene aluminijeve spojine v razkrojni Staniči. Brata Cowlesa sta vzela zmes glinice, bakrenih zrn in oglja, ter to zmes razbelila s pomočjo električnega plamenenega loka. Ogromna temperatura provzroči, da oglje razkisa glinico (aluminijev oksid), a oproščena kovina aluminij se pomeša z raztopljenim bakrom v zlitino, kateri pravimo aluminijev bron. Električno peč, kakršno sta zgra¬ dila brata Cowlesa za dobivanje aluminija, vidimo na sliki 153. Ploč- nato ognjišče od nezgornega materijala tvori prostor za razkisavanje. 213 Na desni in na levi segata dve cevi v peč, po katerih se potisneta debeli ogljeni palici (elektrodi) vanjo. Konca ogljenih palic morata imeti toliko razdaljo, da se ne pojavlja med njima plameneni lok; tok kroži od jedne elektrode do druge s posredovanjem slabo vodečega lesnega °Rlj a > ki je nasuto po dnu ognjišča. Konca ogljenih elektrod ležita na tej plasti, nanje pa se nagromadi že navedena zmes od glinice, bakrenih zrn in oglja. Peč je pokrita z debelim pokrovom od litega železa, v katerem se nahajajo odprtine za izstop razvijajočih se plinov. Ko je peč tako pripravljena, treba spustiti po ogljenih elektrodah tok vanjo; zmes se razbeli in redukcija glinice se prične. Tokova jakost pri taki peči sega do 5000 amperov. V dveh urah je redukcija dovršena in kovina se spusti po navrtanem predoru (oknu) iz peči. Med tem časom se je naložila že druga peč, ki dobi takoj svoj tok, ko je prva izpraz¬ njena. Za časa delovršbe v drugi peči se prva izhladi in vnovič pri¬ pravi. Tako se peči za vrstjo uporabljajo ter hladč; izločevanje se vrši neprestano. Aluminijevi broni se odlikujejo po izredni trdnosti, žilavosti in upornosti. Ako ima bron 10°/ 0 aluminija, je trdnejši nego lito jeklo in tudi broni z manj odstotki aluminija so jako trdni ter nadkriljujejo druge zlitine, kakor fosforov bron, delta-kovino i. t. d. Njih obde¬ lovanje ne dela nikakih težav; lahko se zvaljajo, stružijo in režejo, kakor druge znane kovinske zlitine. Dokler imajo le 5 °/ 0 aluminija v sebi, jim je barva zlatorumena, zmesi z več odstotki aluminija pa posta¬ jajo bolj svetle. Rumena med dobi s primešanjem aluminija svojstva, ki so v fizikalnem in kemičnem oziru dokaj ugodnejša, kakor lastnosti navadne medi. Nova doba v dobivanju aluminija se prične leta 1886., ko sta Heroult in Hall v Ameriki nezavisno drug od druzega iznašla elektro- litičen proces, ki dovoljuje dobivanje čistega aluminija. Pri tem pro cesu se istočasno uporabljajo toplotni in razkrojevalni učinki električnega toka, ki raztaplja primarno zmes, imajočo v sebi iskano kovino, ob jednem pa nastalo tekočino elektrolizira. Slika 154. kaze Heroultovo razkrojno stanico za dobivanje aluminija. Štirioglata železna omara A je znotraj obložena z debelimi ogljenimi pločami B. Te ploce tvorijo negativno elektrodo ter dobivajo svoj tok po dovodnih žicah C. I ozi- tivna elektroda je sestavljena iz več vzporedno stoječih, med seboj vodeče zvezanih ogljenih ploč F, ki so vtaknjene v peč skozi pokrov omare. S posebno pripravo se te ploče lahko poljubno globoko poti¬ snejo navzdol v topilni prostor peci. Poševni stranski odprtini J služita v nalaganje materijala. Ako hočemo s to pripravo proizvajati alumi¬ nijev bron, nasujemo v peč bakrenih zrn ter ponižamo pozitivno elektrodo v toliko, da se teh zrn dotika. Jaki tok kmalu raztopi baker; 214 potem denemo v peč glinice, pomešane s primernim topilom. Če se sedaj pozitivna elektroda nekoliko dvigne, nastane med njo in med raztopljenim bakrom mogočen plamenen lok, ki glinico raztaplja. V tem stanju prevaja glinica električni tok, ki tedaj kroži od pozitivne elektrode skozi raztopljeno glinico, raztopljeni baker in skozi ogljene stene dalje. Tok razkraja glinico in oproščeni aluminij se zveže z bakrom; na pozitivnem polu nastali kisik oksidira pozitivno ogljeno elektrodo ter tvori ogljikov oksid, ki uhaja iz peči. Kovina se nabira na dnu topilnega prostora in se v določenih presledkih izpušča skozi okno D. V kolikor se masa v peči zmanjšuje, se glinica in baker znova nasip- Ijeta v topilni prostor. Tako se proces nepretrgano vrši. Ker je treba za opi- Slika 154. sano metodo zelo jakih ■ Heroultova Staniča za dobivanje aluminija. električnih tokov, torej velike gonilne sile za dinamo-stroje, se je kmalu pokazalo, da je parna sila v ta namen nekoliko predraga. Amerikanska družba, ki je v New Ken- sington Pa po Heroultovem načinu zgradila tvornico za dobivanje aluminija, uporablja sicer parne stroje, a to le zatega¬ delj , ker dobiva po¬ trebni premog po iz¬ redno nizkih cenah. V Evropi je bila švicarska Delniška družba za aluminijevo industrijo v Neuhausen-u prva, ki je posegla po vodni sili in dala vzgled in izpodbudo za vsa druga podjetja te vrste. Zvezala se je s Splošno električno družbo, kupila Heroultov patent ter zgradila leta 1890. s kapitalom 10 milijonov frankov svoje vzorne tvornice ob slapu reke Rene poleg Schaffhausena. Družba je dobila dovoljenje, da sme s početka od imenovanega slapa vsako sekundo odpeljati 20 m 3 vode. Ker meri padec 20 metrov, dobiva družba približno silo 3000 HP. Turbine so vertikalne in sicer takozvane reakcijske turbine pojonvalovem sistemu. Dve turbini sta zgrajeni vsaka za 600 HP, jedna pa za 300 HP. Voda se jim dovaja 215 po ceveh od železne pločevine, imajočih 2'5 m v premeru. Na vertikalni osi vsake turbine je pritrjena velikanska, horizontalno ležeča kotvica dotičnega dinamo-stroja. Ti stroji kažejo 24 polov; zgradila jih je tvor- nica Oerlikon, in vsaka kotvica tehta 12000 kg. Kolektorjev premer je 1-8 m; po njem drse 24 ščetij, ki odvajajo nastale toke ogromne jakosti 7000 amperov — kar je pač največje dosedanje število za dinamo- stroje z istomernim tokom. Danes je ta prvotna vodna naprava že vsestransko razširjena in družba ima nad 20 turbin s 300 do 600 konjskih sil, od katerih pa jemlje samo 4000 HP za proizvajanje aluminija. Poleg te centrale je imenovana družba leta 1893. začela graditi 17 km daleč od renskega slapa ob rečnih brzinah pri Rheinfelden-u novo napravo z 20 turbinami po 840 HP. Vodna sila na tem kraju znaša najmanj 13800 HP. Od teh uporablja družba 6000 za dobivanje aluminija ter proizvaja na dan okoli 3600 kg kovine, dočim je pridela v Neuhausenu v istem času 2270 kg. Tudi na Francoskem dobiva aluminij družba Societe Electro- metallurgique fran^aise od 1. 1893. dalje v La Praz-u na Sa¬ vojskem. Leta 1895. se je ravno tam osnovala družba Societe Indu¬ strie! le de 1’Aluminium, ki v svojih tvornicah v St. Michel-u na Savojskem s 4000 HP dobiva aluminij. Istotako se peča angleška družba ob slapu Foyers na Škotskem s to industrijo in ob slapih Sarpsfoskih med Kristijanijo in Gbte- borgom na Norveškem gradijo nemški in angleški kapitalisti ogromne tvornice za izdelovanje aluminija. Nastopni pregled naj čitatelja pouči, s kolikimi silami delujejo in koliko aluminija proizvajajo, oziroma bodo v kratkem proizvajale ime¬ novane evropske naprave: HP kg vsak dan 216 Potemtakem bi pridelali v Evropi vsak dan okroglih 14.000 kilo¬ gramov ali na leto približno 5040 t aluminija. Vsled tega cena te kovine neprestano pada, in danes velja kilogram 2-5 do 3 marke. Druga lahka kovina, katero dobivamo elektrolitičnim potom, je magnezij. Že leta 1851. se je Bunsenu posrečilo, s pomočjo elek¬ tričnega toka magnezijev klorid razkrojiti v magnezij in klor, in od tedaj se je dotična panoga elektrokemije toliko razvila, da moremo vsaj magnezij v večjih množinah in s primernimi cenami izločati iz njegovih spojin. Najbolj znana je v tem tvornica v Hemelingenu poleg Bremena, ki razkraja magnezijev klorid in dobiva iz njega čisto kovino magnezij s pomočjo elektrolize. Razkrojna stanica je lonec od litega železa, ki je ob jednem katoda pri tem procesu. Skozi železni pokrov lonca sega vanj samotni cilinder, v katerem je ogljena anoda. Cilinder je spodaj odprt, da sta notrini lonca in cilindra v zvezi. Lonec se napolni z razkrojnim materijalom, potem pa postavi v razbeljeno ognjišče, da se magnezijev klorid raztopi. Razvijajoče se klorove pare odhajajo po ceveh, ki so vdelane v pokrov samotnega cilindra. Potrebni električni tok mora imeti 6 do 8 voltov napetosti; pravijo, da 1 konjska sila izloči v 1 uri 40 do 45 g čistega magnezija, ki rabi skoraj izključno le v razsvetljevalne namene. Elektrolitični magnezij uspešno, če tudi počasi, izpodriva angleške izdelke te kovine, ki so narejeni kemičnim potom. V vvodu smo povedali, da se elektrokemija peča tudi s proizva¬ janjem dražjih in važnejših kemičnih spojin iz manj pomenljivih in cenejših. Pri vsakem elektrolitičnem procesu nastajajo na katodi razkisajoče, na anodi pa okisajoče spojine; zato moremo v mnogih slučajih iz elektro- liziranih tvarin tvoriti nove kombinacije, ki so tolikega pomena v trgo¬ vini, da se dotični proces dobro izplača. Med najvažnejše probleme te vrste štejemo razkrajanje ku hinjske soli in klorovega kalija, da pridobivamo iz njih na jedni strani jedki n a t r o n ali jedki kali, na drugi strani pa klor ali klorovo- kisli kali in klorovokisli natron. Jedke alkalije imajo približno štirikrat toliko, klorove alkalije pa dva- do trikrat toliko ceno, kakor tvarini, iz katerih se dobivajo. Teoretično je to razkrajanje jako jedno- stavno. Iz kuhinjske soli NaCl se useda na negativni elektrodi nepo¬ sredno Na, ki potegne iz vode hidroksil nase in tvori ž njim jedki natron Na HO. Ravno tako se na negativni elektrodi neposredno izloča klor. V praksi pa očrtani procesi niso tako jednostavni, kajti nastali jedki natron se pod vplivom toka hitro razkraja, vrh tega pa ne ostaja na katodi, ampak se meša s tekočino v obližju anode. Zato morajo kopeli imeti ločene prostore za anode in katode. Prostore ločimo z poroznimi opnami, a te so najbolj neprijetni deli dotičnih naprav. Po- 217 drobnosti teh procesov so se tvorniske tajnosti. Tvornice delujejo veči¬ noma po metodah, katero sta razvila Gali in de Montlaur; jedna konjska sila izloča v 24. urah 1 kilogram klorata. Velika tvornica te vrste se nahaja v Vallorbes-u na Švicarskem, ki izkorišča vodno silo 2000 HP in izdeluje klorovokisli kali izborne kakovosti. Jako važna je postala tudi tretja naloga elektrokemije, ki meri na proizvajanje tvarin, s katerimi druge reduciramo ali pa oksidiramo. Osobito pa se je fabrikacija ozona povzpela na visoko stopnjo. Ozon je modifikacija kisika, ki se razločuje od navadnega kisika v tem, da so v jednem molekulu ozona spojeni trije atomi kisika, dočim ima navadni kisikov molekul le dva atoma. Tretji kisikov atom pa je v ozonu le rahlo privezan na prva dva in se razmerno rad loči od njih; od tod razlagamo močne okisajoče učinke ozonove. Ozon se tvori vselej, kadar prehaja električen tok skozi zrak ali skozi kisik. Pri izpraznjevanju električnega kolovrata opazujemo neki poseben vonj po žveplu, t. j. vonj po ozonu, ki je nastal iz zračnega kisika, ko je skočila iskra od jednega prevodnika do druzega. Jako razločno opa¬ zujemo ozonov vonj, kadar izvabljamo iskre iz influenčnih strojev in sploh pri vseh poskusih z indukcijskimi aparati. A tudi če se električno iz- praznjevanje ne vrši hipno, temveč polagoma in počasi, se tvori ozon. Pokazalo se je celo, da je učinek v takem slučaju večji, in zato se elektrotehnika za proizvajanje ozona rajše poslužuje takozvanega tlečega električnega izpraznjevanja. Že leta 1857. je sestavil Werner Siemens pripravo, s katero je dobival večje množine ozona. Aparat sestoji iz dveh steklenih cevij (epruvet) različnega premera; tanjša cev je vtaknjena v širšo, a na vrhu sta obe skupaj stopljeni. Vnanja cev ima vdejano posebno dovodno cev, po kateri prihaja zrak, in odvodno cevko, po kateri odhaja ozonizirani zrak, rekše kisik. Notranja cev je znotraj, vnanja cev pa zunaj obložena s stanijolom. Vsa priprava torej tvori kondensator, kateremu so obloge od stanijola, dielektrična vmesna plast pa steklo in zrak. Ako polnimo obloge kondensatorjeve s hitro se menjajočimi toki visoke napetosti, se tvori v zraku, ki biva med obema cevema, ozon. Take ozonske cevi se jako dobro obnašajo in so se danes v rabi, samo da nimajo več oblog od stanijola, temveč stanijol nadomeščamo z vodo, notranja cev se napolni z vodo, in vnanja cev se postavi v vodo. 4 ako tvori voda vnanjo in notranjo oblogo in stanijol postane nepotreben. Za večje tehnične naprave je dala tvrdka Siemens & Halske ozon¬ skim cevem nekoliko izpremenjeno obliko. Notranja cev je od kovine in se da na jednostaven način z vijaki pritrditi v vnanjo cev, ki ima kovinsko oblogo. Več tacih cevij je združenih v posebno baterijo. 218 Pri prvi cevi vstopa zrak, potem pa kroži zaporedno po ostalih ceveh, kjer se ozonizira; končno zapušča baterijo pri zadnji cevi. Potrebni tok za ozoniziranje dajo stroji, ki proizvajajo izmenične toke jake napetosti; toki morajo najprej v transformatorje, da dobe ono napetost, ki je za ozoniziranje najbolj ugodna in prikladna. Ozon rabi v različne namene. Z njim se na umeten način starajo žgane pijače, kajti ozon naglo oksidira njih eterična olja; odstranja se zagorelica iz špirita, in izdelujejo se takozvane ozonove vode, ki imajo važna svojstva za razkuževanje in uničevanje bacilov. Z ozonom čistijo škrob, dekstrin in kristalno gumo. Važna je tudi uporaba ozona za beljenje. Mesto da bi štrene belili na trati, jih obesijo v primerne prostore, v katerih se nahaja ozon. Preden se dene preja v ozon, se mora obdelovati s klorovim vapnom, ter napojiti z nemočnimi raztopi¬ nami od solne kisline, terpentina ali amonijaka. Potem je v 6 do 7 urah obeljena. Troški sicer niso manjši kakor pri navadnem beljenju, a ves proces se hitreje vrši in ni zavisen od lepega vremena, kakor beljenje na trati. Jako važno je tudi elektrolitično beljenje papirja in tkanin. Ako s pomočjo elektrolize razkrajamo klorove spojine, lahko stvar tako uredimo, da nastali klor ali vsaj njegove spojine takoj ubelijo organske tvarine, ki se nahajajo v elektrolitični kopeli. Tehnika pozna več metod te vrste, a najbolj razvito in poznano je Hermite-ovo belilno postopanje. Dotična kopel se napravi, ako raztopimo v vodi 5% kamenene soli in 0'5 °/ 0 morske soli. Če pošljemo skozi to kopel tok z napetostjo 5 voltov, razkraja klorov natrij in klorov magnezij. Na katodi nastali natrij obarja magnezij iz klorovega magnezija, ob jednem pa razkraja tudi vodo. Vodni kisik tvori z nastalim klorom najprej klorovo nakislino, ki se pa takoj zopet razkroji v klorasto in klo¬ rovo kislino. Na negativnem polu se torej javlja magnezij, na pozitivnem pa klorasta kislina Cl O 8 in klorova kislina C1 O 6 . Ti dve kislini oddajata svoj kisik barvilu rastlinskih vlaken ter ubelita tkanino. — Kemični procesi pri tej elektrolizi še niso povsem pojasnjeni, a praksa jih vendar že izkorišča z velikim tehničnim uspehom in pripoznano rentabiliteto. Kot zadnji učinek električnega toka na tem polju omenjamo še čiščenje odpadnih vod v velikih mestih. Te vode delajo marsi¬ kateri mestni občini velike preglavice, kajti ogromna množina organskih odpadkov in njih razkrojnih produktov čestokrat ne dovoljuje, da bi odpadne vode izpuščali v bližnje vodotoke. Treba je najprej škodljive snovi odpraviti iz vode, preden jo izlivamo v odprte vodne struge. V to svrho uporabljajo občine razna mehanična in kemična sredstva, a v novejšem času se je starim metodam pridružilo še elektrolitično čiščenje, katero je prvi poskusa! Anglež W. Webster. Njegovo postopanje si sicer še ni priborilo širših tal, a dotični poskusi so jako zanimivi in jih hočemo tu ob kratkem očrtati. Webster pošilja skozi odpadne vode, katere hoče očistiti, električen tok. Tedaj se razvija na pozitivni elektrodi kisik, in ako bivajo v vodi kloridi, tudi klor, potemtakem dve tvarini, ki sta izborno sredstvo za desinficiranje. Ker pa se morajo ob jednem vse plavajoče snovi odstraniti iz odpadnih vod, postavi Webster vanje železne elektrode, na katerih se pod vplivom toka usedajo in tvorijo železni oksid ter spojine železa, kisika in klora. Železni oksid razkužuje in obarja plavajoče organske tvarine, klorove spojine pa vplivajo na organske sestavine ter jih raz- kužujejo. Ker se skoraj v vseh odpadnih vodah nahajajo kloridi in ker že najneznatnejše množine klora zadoščajo za razkuževanje, tedaj je oči- vidno, da električni tok naglo desinficira in očisti odpadno vodo. Po VVebsterjevem navodilu teko odpadne vode po jarkih, ki imajo strani obite z železnimi pločami. Ploče tvorijo elektrode in zato morajo biti v zvezi s tokorodnimi dinamo-stroji. Ko so vode tekle skozi opisane jarke, se zbero v posebnem pro¬ storu, kjer se razkuževalne tvarine poležejo na dno, in če je potreba, tudi še precede. Po tej zadnji manipulaciji je postala voda skoraj popolnoma čista in stopi povsem nenevarna na prosto. Tudi poprej imenovani Hermite se je pečal s čiščenjem odpadnih vod ter svojo metodo preskušal na raznih krajih. Glede troskov in kon¬ čnega efekta pri elektrolitičnem čiščenju odpadnih vod nimamo se vero¬ dostojnih poročil, vendar pa so ti poskusi ze zategadelj važni, ker kažejo, da ima elektrika tudi za hi gi j eno svoj pomen, in ker odpirajo elek¬ trotehnikom prej nepoznana in neobdelana torišča. VIII. Galvanotehnika. Galvanostegija in galvanoplastika. Čiščenje in dekapiranje. Ponikljevanje. Ponikljana pločevina. Posrebrovanje. Pozlačevanje in poplatinjevanje. Pokosi- trovanje, pocinkovanje in posvinčevanje. Iriziranje. Pobakrovanje, pomedovanje. Cuivre poli. Poželezovanje in pojeklovanje. Posnemanje niello-izdelkov. Meta- liziranje. Negativni in pozitivni odtis. Klišeji ali galvani. Galvanski tok razkraja tekoče prevodnike (raztopine), po katerih kroži. Ako je dotična raztopina od kovinske soli, n. pr. od bakrenega vitrijola, se izločata na pozitivni elektrodi kislina in kisik, na negativni elektrodi pa se useda čista kovina, ki je bivala prej skrita v spojini. Proces razkrajanja tekočin s pomočjo galvanskega toka smo imenovali elektrolizo; znana nam je že iz prejšnjih oddelkov. Leta 1839. je Jacobi v Petrogradu prvi uporabljal elektrolizo za prevlako raznih teles s kovinami. Vzel je kovinsko tvorilo ali kalup, potopil ga v raztopino bakrenega vitrijola ter ga zvezal z negativnim polom. Po kalupu, ki je tvoril negativno elektrodo, se je kmalu posedla bakrena oborina; postajala je tem debelejša, čim dalje je vplival tok na raztopino. Ko je bila bakrena plast dovolj močna, so jo odluščili od tvorila. Jacobi je s početka poznal le kovinske kalupe kot elektrode a že leta 1840. je pokazal Muray, da zadoščajo tudi neprevodne elektrode, ako jim površje napravimo vodeče s kovinskim prahom ali z grafitom. Na podlagi obeh iznajdeb se je kmalu razvila razsežna indu¬ strija, ki je jela izkoriščevati očrtano svojstvo galvanskega toka in teh¬ nično uporabljati kovinske obrtine. To stroko elektrotehnike zaznamenu- jemo v obče z izrazom galvanotehnika; delimo jo v dva oddelka, v gal v a n op las ti ko in v g al v a n o s t e g i j o. Galvanoplastika pro¬ izvaja s pomočjo galvanskega toka plastične posnemke, galvanostegija pa napravlja po predmetih tenke kovinske prevlake, ki morajo pozneje ostati na svojem mestu. Obe stroki služita različnim svrham, delujeta povsem sorodno in jednako s pomočjo elektrolize. Galvanostegija. Neplemenitim kovinam hočemo v premnogih slučajih dati lepše vnanje lice — prevlečemo jih s tenko kožico 221 drage kovine. Že starodavniki so znali svoje bronaste izdelke srebriti in zlatiti; celo neolikani narodi so dovedli to stroko kovinske obrti na jako visoko stopnjo. Za pozlačevanje kovin so dosedaj imeli dvoje glavnih načinov. Pri prvem je delavec polagal na kovino tenke zlate liste, potem pa jih s primernim orodjem pritiskal in drgnil, da so se s podlago tesno sprijeli. Po drugem načinu zlatimo kovine v ognju. Zlato se raztopi v živem srebru, a z dobljenim zlatim amalgamom se kovina namaže po površini. Potem se dene predmet v ogenj, kjer živo srebro izpuhti, na kovini pa ostane zlato kot tenka prevlaka. To pozlačevanje v ognju je jako razširjeno in uporabljajo ga še danes skorej vsi manjši zlatarji in naši pasarji. Oba procesa sta dolgotrajna in draga, pozlačevanje v ognju pa poleg tega še zdravju škodljivo, ker se izpariva živo srebro. Tudi je ne¬ mogoče regulirati debelino prevlake ter že naprej natanko določiti troske dotičnega izdelka. Vseh teh nedo- statkov galvanostegija ne pozna. Njena delovršba je po ceni in ne¬ nevarna; debelino prevlake moremo poljubno regulirati od najtanjšega poprha do najmočneje kožice. Vsako prevodno telo, katero naj dobi galvanoplastično prevlako,mora biti na svoji površini povsem čisto in osnaženo. Nekatere kovine snažimo kemičnim potom; pomočimo jih v primerno kislino, ki hitro odstrani nesnago s površja. Navadno pa je treba poseči po kovinskih ščeteh, s Slika 155. Krožna ščet. katerimi se predmet opraska. V manjših delavnicah se to opravlja z ročnim delom, v večjih pa imajo posebne stroje z vrtečimi se ščetmi. Slika 155. kaže krožno ščet, sestav¬ ljeno od jeklenih igel (ščetin), katera se s posebnim strojem jako hitro vrti. Delavec pritiska predmet ob sčet ter ga primerno obrača in suče, dokler ni popolnoma očiščen. Tam pa tam snažijo predmete tudi z drobnim peskom, katerega pihajo nanje z veliko silo. Ko je predmet popolnoma očiščen, treba mu je površino o gla¬ di ti. To se navadno zgodi s hitro se vrtečimi lesenimi pločami, ki imajo na periferiji natrošenega smirkovega prahu. Končno se predmet Še polira, v kar se rabi dunajsko vapno, tripel, železni oksid i. t. d. Ko je predmet prebil opisana dela, se ga vselej drži nekoliko maščobe; to odpravimo s splakovanjem v petroleju ali benzinu, včasih 222 pa z namakanjem v lugu, ki maščobo razmili. Potem se predmet izpere z vodo, slednjič pa še izkrtači z zmesjo od jedkega vapna in krede, da mu izgine zadnji sled škodljive maščobe s površja. Ko je maščoba zmita, delavec ne sme več prijeti predmeta v roke, kajti njegovi prsti bi mu lahko napravili na raznih krajih mastne lise. Zato se je dotični kos, že preden se mu je začela posnemati maščoba, privezal na posebno žico, s katero ga delavec drži in pozneje tudi obesi v kopel. Koncem opisanega obdelovanja se je pa na površini predmeta prikazala fina plast oksida, katero treba tudi še odstraniti, preden dene predmet v kopel. To se zgodi s takozvanim dekapiranjem. Pred¬ meti se potope v okisano namako, ki uniči oksid, potem pa se izperd v vodi. Ko je to dovršeno, jih je treba hitro postaviti v elektrolitično kopel. Ti kratki podatki o pripravah za kopelj nas pouče, da morajo imeti dotični delavci veliko vaje in spretnosti, kajti najmanjše napake v čiščenju vplivajo na lepoto kovinske prevlake. Skušnja uči, da niso vse kovinske soli jednako ugodne za elektro¬ litično proizvajanje kovinskih prevlak. Z nekaterimi se vrši proces dokaj sigurneje in lepše kakor z drugimi. V obče namreč ne dajo neposredni produkti elektrolize najlepših kovinskih prevlak, temveč oni produkti, ki so nastali vsled sekundarnih procesov. Zato posega galvanotehnika večinoma po takozvanih dvosoleh, iz katerih tok ne izloča neposredno zahtevane kovine, temveč kation to kovino kemično prežene iz njenih spojin. Tudi gostota raztopine ima velik vpliv na lepoto oborine; tvrdke čuvajo podatke o tej gostoti kot važne tvorniške tajnosti. Ravno tako je tokova gostota odločilnega pomena za vso delovršbo. Pri prejakih tokih postane oborina lomljiva in hrapava, pri preslabih pa gobasta. Zato je treba jakost toka skrbno umeriti, ob jednem pa tudi polarno napetost pravilno določiti. Ako sestoji pozitivna elektroda od iste kovine, katera biva v raztopini, se za vsak ekvivalent kovine, ki se obori na negativni elektrodi, odtopi jeden ekvivalent iste kovine od pozitivne elektrode. Raztopina ostane potemtakem vedno jednako gosta, kajti na pozitivni elektrodi se kovina raztaplja, na negativni pa se ista kovina useda. Pozitivna elektroda potemtakem gine v kopeli in končno je vsa použita. Ako jo pravočasno nadomestimo z novo, lahko z jedno in isto kopeljo izhajamo več let. Ker se pa vendar le pojavljajo stranski škod¬ ljivi procesi, ki izpreminjajo kakovost kopeli in neugodno vplivajo na lepoto produktov, je trajnost vsake kopeli krajša, kakor bi morala biti po teoretičnem razmatranju. 223 Mesto «raztopne pozitivne anode» jemljo včasih tudi neraztopno anodo. Tedaj ima kopel po vsaki delovršbi manj zahtevane kovine v sebi, dočim se drugi produkti v njej množe. Kot neraztopni anodi rabita platin in oglje; te vrste procesi so pa v galvanotehniki le izjema in ne pravilo. Za male elektrolitične procese zadoščajo kot proizvodniki toka navadni galvanski elementi. Tako skromno napravo vidimo v sliki 156. Namenjena je za pozlačevanje malih zlatarskih predmetov. Kopel je v okrogli porcelanski skledi. Čez skledo ležita dve stekleni palici; jedna nosi zlato anodo, druga pa kot katodo one izdelke ki se bodo pozlatili. Tok dovajajo gole bakrene žice od dveh zaporedno staknjenih Bunsen- Slika 156. Aparat za pozlačevanje. ovih členov. Žica, ki je napeljana do anode, ne sme segati v tekočino, sicer bi se baker v kopeli raztapljal in jo onesnaževal. Pod kopeljo se nahaja svetilnica, s katero kopel segrevamo; to je pri nekaterih pro¬ cesih potrebno, da dobimo brezmadežne prevlake. Za večje naprave bi morali povečati število galvanskih elementov, kar bi delo podražilo in zamotalo. Zato moderna galvanotehnika rajše posega po tokih, katere proizvajajo dinamo-stroji. Za galvanoplastične oborine zadoščajo toki male napetosti in zato se stroji, ki so tem svrham namenjeni, razločujejo od dinamo-strojev za električno razsvetljavo. Njih kotvica ima razmerno debele ovoje, da daje jačje toke, a število ovojev je lahko majhno, ker potrebujemo le neznatno napetost toka. 224 Vsled te posebne konstrukcije niso dinamo-stroji, ki so zgrajeni za galvanotehnične delavnice, ob jednem tudi rabljivi za razsvetljavo, pri kateri se zahteva tok z napetostjo 110 do 150 voltov. Obratno se tok navadnih central, ki preskrbljujejo večje okraje z električno energijo, ne more izkoriščati v galvanotehnične namene. Tok mora biti istomeren, kajti elektrodi ne smeta menjavati svoje polaritete; izmenični toki so torej izključeni in uporaba transformatorjev je nemogoča. Pač bi lahko istomerne toke s pomočjo vrtečih se pretvornikov ali izpreminjevalcev (str. 92.) pretvarjali na toke male napetosti, a tedaj bi se vsa naprava toliko zapletla in podražila, da je dokaj ceneje, če postavimo poseben dinamo-stroj, ki je nalašč zgrajen za galvanotehnično delovanje. Tudi z akumulatorji bi si končno lahko pomagali, ko bi s tokom, prišedšim iz centrale, napolnili akumulatorsko baterijo, sestoječo iz zaporedno stak¬ njenih stanic, potem pa stanice staknili vzporedno; tako bi dobili tok zahtevane majhne napetosti. A taka delovršba bi bila neprimerno draga in obširna, in zato zopet rajše posežemo po primernem dinamo-stroju. Za galvanotehnične namene se izključno uporabljajo le dinamo- stroji s stranskim tokom, pri katerih se elektromagneti ne morejo pre- polarizirati. V kopeli se pola ne smeta izpreminjati, kajti drugače bi se pripetilo, da bi se oborina, ki je nastala na negativnem polu, zopet raztopila;. predmet bi se n. pr. najprej ponikljal, a ko bi se negativna elektroda pretvorila v pozitivno, bi se zopet raznikljal. Pri druzih dinamo-strojih, kakršni so oni z glavnim tokom, bi se lahko dogodilo, da bi tok zamenjal svojo mer. Pri elektrolizi se namreč vedno javlja polari¬ zacija, in nastali polarizacijski tok ima nasprotno mer kakor tok dinamo- stroja. Pri normalni hitrosti stroja je njegova elektromotorska sila tolika, da premaga elektromotorsko silo polarizacijskega toka, in zato gre tok mašine v določeni meri skozi kopel. Ako se pa iz katerega koli vzroka hitrost tokorodnega stroja hipno zmanjša, zmaga polarizacijski tok, in tedaj teče tok v nasprotno mer skozi stroj ter prepolarizira elektro¬ magnete. Prejšnja katoda postane anoda in usedena kovina se zopet raztopi. Zato so pri galvanotehniki jedino le dinamo-stroji s stranskim tokom na svojem mestu. Slika 157. naj nam pojasni večjo napravo za galvanostegijo. Tok prihaja od dinamo-stroja po dveh, z znaki -|- in — zaznamenovanih debelih žicah, ki sta na vertikalni deski pritrjeni z lesenimi precepi. Od teh glavnih prevodnikov so napeljane žice navzdol v kopeli, ki se na¬ hajajo v štirioglatih kadičkah. Kadičke so večinoma lesene, včasih pa tudi od kamenine ali pa od emajlirane železne pločevine, ako so kopeli take, da bi lesene posode razjedle. Ker je treba pravilno določene tokove jakosti, ako hočemo dobiti lepe oborine, moramo skrbeti, da dobi plos¬ kovna jednota katode primerno jake toke. Veličina katodne ploskve pa 225 se pogostoma menjava, ker potapljamo v kopel predmete razne povr¬ šine in ker jemljemo dovršene kose iz' nje. Priprost delavec bi težko zadel pravilno jakost toka, ko bi mu ne dali v roke aparata, s katerim na jednostaven način^fregulira tokovo gostoto. Treba mu je priprave, s katero vzdržuje na elektrodah jednakomerno in stalno napetost. Ako se namreč izpreminja površina potopljenega blaga, se v približno obratnem razmerju izpreminja tudi upor kopeli; ako je torej napetost 15 226 ostala na isti višini, se tudi gostota toka vsaj približno ni izpremenila. Ko smo za vsako kopel s poskusi dognali, kaka napetost ji najbolje prija, treba je za vse daljšnje delovanje obdržati to ugodno napetost; potem vemo, da biva v kopeli ona tokova jakost, ki je najbolj primerna za lepoto naše oborine. Napetost regulirajo galvanotehniki z izpremen- Ijivim uporom R v R 2 , ki je vtaknjen v jedno izmed žic, vodečih v kopel. Slika kaže, da so dotični regulatorji (reostati) slično zgrajeni kakor na str. 141. opisani naponski regulator. S premikanjem vzvoda, katerega opazimo na spodnjem delu priprave, moremo več ali manj žičnih spiral, vtakniti v tokov krog ter vzdržati napetost na predpisani višini. Med regulatorjema je pritrjen voltomer V, na katerem se vsak hip vidi, koliko napetost ima tok, idoč skozi kopel. V naši sliki imata obe kadički jeden sam voltomer, katerega z vzvodom U vdevljemo sedaj v tokov krog kadičke I sedaj zopet v tokov krog kadičke II, kakor ravno hočemo poizvedeti vsakokratno napetost te ali one kopeli. Iz slike je raz¬ vidno, da je voltomer pripravljen za petero kadičk. Tako se delavec v kratkem času lahko za vse kopeli prepriča, če imajo potrebno napetost. Da se blago jednakomerno pokrije s kovino, mora imeti na vsaki strani vsaj po jedno anodo. Zato so položene čez vsako kadičko tri dovodne bakrene palice. Srednja nosi na kljukah obešene katode, ozi¬ roma blago, na obstranskih dveh pa so pritrjene na kljukah anodne ploče. Blago visi navadno na bakrenih kljukah, dočim morajo biti kljuke na anodah od iste kovine, kakršna se poseda na katodi, kajti te kljuke se v kopeli raztapljajo in bi sicer tujo kovino oddajale raztopini. P on i k 1 j e v a n j e. Izmed vseh galvanskih prevlak je danes pač najbolj razširjeno ponikljevanje. Oborine od niklja je proizvajal že 1. 1842. prof. Bottger v Frankobrodu na Menu, ki je s pomočjo galvanskega toka izločal nikelj iz jedne njegovih dvosolij. Na Nemškem se Bottger- jeva iznajdba ni mogla prav udomačiti in stoprav, ko so okoli 1. 1860. Amerikanci jeli zanimati se za ponikljevanje, se je ta industrija hitro razširila tudi po ostalem svetu. Danes so ponikljani izdelki tako raz¬ širjeni, da ga skoraj ni kovinskega predmeta, pri katerem bi ne bile uporabljene nikljeve prevlake. Srebru podobna barva, upor proti oksidaciji in lepa politura so lastnosti, po katerih se odlikujejo predmeti od niklja. Nikljeve galvanske kopeli sestoje večinoma od nikljevega sulfata ali pa od žveplenokislega nikljevega oksidulamonijaka, in sicer se vzame 70 g te soli na 1 liter vode. Da dobi raztopina večjo prevodljivost, se ji pridene še nekoliko amonijevega sulfata, klorovega amonija ali druzih sorodnih solij. Včasih primešajo kopeli tudi malce slabe kisline n. pr. citro- nove, borove kisline; potem biva v raztopini nekoliko proste kisline, ki provzročuje, da je nikljeva oborina bolj bela. Poleg žveplenokislih nikljevih solij uporabljajo tudi klorov nikelj, a le za manj natančna in 227 cenena dela. Taka nikljeva kopel se imenuje amerikanska. Vzeti je treba na 100 delov vode 15 do 20 delov klorovega amonija (salmijaka). Raztopina se dene v kadičko, vanjo se obesi anoda od niklja in katoda od poljubne kovine. Ko kroži tok skozi stanico, se pojavlja ob anodi klor, ki se spaja z nikljem v klorov nikelj, a se takoj po postanku raztaplja v tekočini. Čez nekaj ur je kopel s klorovim nikljem dovolj na¬ sičena, in na katodah se začne posedati nikljeva kovina. Ako sedaj prejšnje brezpomembne katode zamenjamo z blagom, katero hočemo ponikljiti, se proces dalje vrši in površina dobi nikljevo prevlako. Priporoča se tudi nastopni recept: V 15 1 vode se raztopi 1250 g citronove kisline, 500 g klorovega amonija ali amonijevega sulfata in 500 g amonijevega nitrata; raztopina se segreje na 80° C in počasi nasiti z oborjenim nikljevim oksidulhidratom. Na to se vzame raz ogenj, nasiti z 2’5 1 amonijaka, a s 25 1 vode razredči. Jeden liter tekočine ima potem približno 50 g niklja v sebi. Ko se je raztopina shladila, se ji pridene 500 g amonijevega karbonata, a ko se je usela, se precedi. Tok izloča iz nje gosto, sijajno belo plast niklja. Kopel zahteva toploto 50« C. Za ponikljevanje mora imeti tok vsled precej močne polarizacije večjo napetost nego pri druzih kopelih, namreč 4 volte; tokova gostota znaša 0’3 — 0 5 amperov za vsak kvadratni decimeter. Da se predmeti lepo in stalno ponikljajo, morajo biti posebno skrbno osnaženi in oglajeni. V najnovejšem času seje osobito razvilo izdelovanje ponikljane pločevine. Iz nje tvorijo nebrojno kovinskega drobiža, bodisi v vsak¬ danjo uporabo, bodisi v nakitne namene. Velike tvornice se pečajo s ponikljevanjem cinkove, železne in jeklene pločevine, posebno na Nem¬ škem, kjer se Lipsija odlikuje s svojimi nikljevimi izdelki. Pločevino, katero je ponikljiti, treba najprej skrbno ogladiti in polirati. Delavec položi pločevino na desko, da se mu ne zvija, potem pa jo s kolenom pritiska proti hitro se vrtečemu kolesu, ki je sestav¬ ljeno od samih suknenih odrezkov. Brusni sredstvi sta mu dunajsko vapno in olje; olje namaže po pločevini, dunajsko vapno pa potrese po obodu suknene ploče. V večjih tvornicah opravljajo opisano delo po¬ sebni stroji seveda sigurneje in hitreje, nego človeška roka. Ko je pločevina dovolj oglajena, jej je treba skrbno odstraniti maščobo, potem pa pride v galvansko kopel. Če hočemo, da je delo posebno lepo, se pločevini površina poprej še galvanskim potom po- bakri ali pomedi, preden jo obesimo v nikljevo raztopino. Ko je plo¬ čevina ponikljana, se izpere v vroči vodi in izbriše s finim žaganjem. Končno se ob sukneni ploči še jedenkrat polira, potem pa pošlje v razprodajo. 15' 228 Ponikljevanje je pri cinkovi pločevini bolj običajno, nego pri železni. Elektrolitično ponikljani železni pločevini delajo namreč danes veliko konkurenco razne westfalske nikljarne, ki proizvajajo mehaničnim potom nikljeve prevlake. Kos niklja privare na kos železa, potem pa združena kosa zvaljajo v pločevino. To postopanje je osobito pri debelejših pre- vlakah po železni pločevini ceneje nego so dotični galvanski procesi. Posrebrovanje. Poleg ponikljevanja ima največ važnosti posre- brovanje; s katerim se v prvi vrsti pečajo francoske in angleške tvrdke. Kopel za posrebrovanje se napravi, ako se 250 g čistega cijankalija raztopi v 9 kg vode in se tej raztopini doda toliko vodne raztopine solitrnokislega srebra (150 g solitrnokislega srebra raztopljenega v 1 kg vode), da izgine bela oborina, ki je nastala v prvem hipu. Raztopina se precedi in shrani v dobro zamašenih steklenicah. Za lepe srebrne oborine mora biti tokova gostota 0'5 ampera na vsak kvadratni deci¬ meter. Praktiki uporabljajo z uspehom tudi naslednjo raztopino za posre¬ brovanje: V solitrni kislini se raztopi 12 g čistega srebra, a nastalo klorovo srebro se obori s kuhinjsko soljo. Oborino treba dobro izmiti v čisti vodi, potem pa še mokro dejati v porcelansko skledico. Zraven se prilije raztopina 192 g rumene krvne lužnate soli v 2'25 — 2-5 kg vode, ter pridene še 128 g salmijakovca. Vso zmes je treba vsaj jedno uro kuhati, a vedno toliko vode pridevati, kolikor se je izhlapi. Po dnu se posede rjava gošča, ki se loči s precejevanjem od čiste, zlato- rumene tekočine. Znana tvrdka Christofle & Co. v Parizu porabi vsako leto za srebrenje namiznega orodja in družili izdelkov povprečno 6000 kg srebra; v petdesetih letih je oborila 200.000 kg srebra. Jednake množine obarja angleška tvrdka Elkington Brothers v Birminghamu. Vse tvrdke, ki se pečajo s to industrijo, potrebujejo na leto 110 do 120 tisoč kg srebra za svoje galvanske prevlake. Pri prevlakah z drazimi kovinami je pač važno, da vemo, koliko dragocenega materijala se je že posedlo po predmetih. Ako poznamo množino srebra, oziroma druge plemenite kovine, ki se obori v časovni jednoti na ploskovno jednoto, lahko preračunamo težo prevlake, ki se je napravila na znani ploskvi v določenem času. Nekatere tvrdke obe¬ šajo blago na jedno prečko tehtnice ter s pomočjo utežij merijo mno¬ žino posedene kovine. Tehtnica je v zvezi s samodelno pripravo, ki tok v onem trenotku prekine, v katerem je dobila prevlaka zahtevano debelino. Pozlačevanje in poplatinjevanje. Galvansko pozlačevanje se izvršuje na jednak način kakor posrebrovanje. Razločujemo pa mrzle in gorke kopeli. Pri poslednjih izhajamo z manjšo množino zlata v raz- 229 topim, in zato so za male predmete najbolj običajne. Pri velikih objektih bi bilo segrevanje kopeli pretežavno in prezamudno, in uporablja se rajše mrzla raztopina. Za pozlačevanje se najbolje obnaša raztopina od zlatega cijankalija. Kopel za toplo pozlačevanje dobimo, ako raztopimo v 10 1 vode 10 g cijankalija, 60 g fosforovokislega natrona, 100 g dvožveplenokislega natrona in 10 g klorovega zlata. Ta raztopina mora imeti toploto 50° C. Praktiki priporočajo še nastopna recepta: I.) V 50g zlatotopne ali kraljeve vode se raztopi 3'5g zlata; raztopina se toliko časa izparja, da postane lepe temne rdečkastorumene barve. Ko se je zmes shladila, se raztopi v deževnici ter precedi. Istotako se raztopi 120 g rumenega cijanovega železnega kalija (krvne lužnate soli) in 15 g kristaliziranega ogljikovo- kislega natrona v T25 kg deževnice. Ta raztopina se zavre v porce¬ lanski skledici, in pridene se ji prejšnja zlata raztopina. Tedaj se tvori umazana zelenkastorjava oborina, ki dobiva počasi rjasto barvo. Ko je vsa oborina postala rjavkasta, se vzame skledica raz ogenj, da se shladi. Končno se filtrira raztopina skozi bel pivnik, in rezultat je čista, zlatorumena tekočina, ki se shrani v dobro zamašenih steklenicah. II.) Jeden del zlata se raztopi v zlatotopni vodi ter izpari, da dobimo zlati klorid. Ob jednem se napravi vodna raztopina 12 delov krvne lužnate soli in 3 delov jedkega kalija. Dobljeni zlati klorid se v tej tekočini raztopi; raztop se kuha pol ure, precedi in končno z destilirano vodo toliko razredči, da tehta 120 delov. Predmet se mora pred pozlačevanjem skrbno očistiti, in prijemati ga smemo samo z mokrimi prsti. Potem se obesi s platinovo ali s po¬ zlačeno bakreno žico v kopel, ki hitreje in lepše deluje, ako jo segre¬ jemo na 36° C. Po preteku 1 do 2 minut se je že polegla nanj tenka zlata kožica; tedaj se vzame iz raztopine, opere se z deževnico in okrtači z zmesjo vinskega sreža in vode, vnovič se dobro splakne ter s čisto platneno cunjo izbriše. Nato se zopet obesi v kopel, a cez par minut vnovič dvigne iz nje ter na jednak način, kakor prej izpira in krtači. Potapljanje in izpiranje se toliko časa ponavlja, da dobi zlata pre- vlaka zahtevano debelino. Pri pozlačevanju je velike važnosti barva zlate oborine. \ časih zahtevamo bolj rdečkasto, drugič pa bolj zelenkasto barvo. Te razlike se napravijo, ako primešamo raztopini nekoliko srebra, ozi¬ roma bakra. Pri rdečem pozlačevanju je treba obesiti jedno ah več bakrenih anod v kopel, pri zelenem pa srebrno anodo. Če primešamo kopeli ob jednem srebra in bakra, tvorijo se svetle rdečkastorumene pozlate. Na nepoliranih, medlih ploskvah se poseda zlata kožica medle barve, ki se pri raznih zlatih okraskih čestokrat uporablja in se lepo podaja v obližju lesketajočih oglajenih delov. 230 Zanimivo je pozlačevanje tenkih žic in zlate preje, kakršne rabijo za portice, rese in sploh pri zlatem vezenju. Žica ali nit se odvija s klopčiča čez posebne valje, ki jo vlečejo skozi zlato kopel. Vrtenje valjev je tako umerjeno, da biva utopljeni kos žice ravno toliko časa v raz¬ topini, kakor je treba; s hitrejšim ali počasnejšim vrtenjem valja se poljubno regulira debelina zlate prevlake na žici in preji. Tok se kopeli dovaža po valju, ki vleče žice skozi raztopino. Poleg pozlačevanja ima tudi poplatinjevanje vsaj za kemične aparate nekoliko važnosti. Za desti- liranje potrebuje kemična industrija čestokrat posode od platina. Kjer treba uporabljati velike take posode, n. pr. pri izdelovanju žveplene kisline, so troški za napravo jako izdatni, če je vsa posoda narejena iz čiste drage kovine. Zato tvornice rajše posegajo po železnih posodah, ki so proti razjedanju zavarovane s primerno debelo platinovo prevlako. Dotične galvanske kopeli so sestavljene od kloridov platina in amonija; tok mora imeti napetost 5 do 6 voltov, in raztopina precej visoko tem¬ peraturo. Anode so od platina, a ker se ta kovina ne raztaplja, kopel kmalu oslabi in treba ji je dodati nove kovine. Z 200 mg platina se lahko pokrije 1 m 2 velika ploskev; prevlaka ima potem debelino 0'001 mm. Ako pa izločimo 45'38 g platina na isto ploskev, dobimo 2'2 mm debelo plast. Pokositrovanje, pocinkovanje in p o s v in č e v a n j e. Železni predmeti se lahko galvaničnim potom tudi pokositrijo, pocinkajo in posvinčijo, vendar pa so ti procesi še manj razviti in ne morejo tek¬ movati s prevlakami kositra, cinka in svinca, katere se mehaničnim potom polagajo na razne kovine. Železna pločevina n. pr. se kar potaplja v raztopljeni kositar, in prevlaka je gotova. Zato je umevno, da gal¬ vanski postopek ne more izpodriniti cenenega in sigurnega izdelovanja bele pločevine, kakor imenujemo železno pločevino, ki je pokrita s kožico od kositra. Le v onih slučajih se galvansko pokositrovanje izplača, ko hočemo proizvajati natančnejša in finejša dela. Isto velja o pocinkovanju in posvinčevanju. Poslednje se še najbolj uporablja pri tako- zvanem iriziranju kovinskih predmetev. Svinec se namreč iz neka¬ terih raztopin izloča kot svinčeni superoksid v neizrečeno tenkih plasteh na pozitivnem polu, torej na anodi. Te plasti se blišče v najkrasnejših mavričnih barvah, ki so zavisne od debeline posedenega svinčenega superoksida. Predmeti iz bakra, medi, tombaka in drugih kovin se na ta način okrašujejo jako vidno in okusno. Pobakrovanje, pomedovanje. Pobakrovanje kovinskih pred¬ metov se čestokrat vrši samo zategadelj, da pripravimo kovini primerno površje za poznejše prevlake z dragimi kovinami. Tako je treba železo in nikelj prej pobakriti ali pomediti, preden ju posrebrimo. Tudi pri ponikljevanju cinkove pločevine smo čuli, da je na bakreni ali medeni podlagi nikljeva prevlaka dokaj lepša, kakor na golem cinku. 231 Za pobakrovanje služijo najbolj cijankalijeve bakrene spojine. Taka kopel se naredi, ako vzamemo na 100 1 vode 2’5 kg ogljikovokislega natrona, 2 kg dvožveplenokislega natrona, 2 kg ocetnokislega bakra in 2'5 kg cijankalija. Za razne potrebe pa zadošča tudi nasičena raztopina žveplenokislega bakra (bakrenega vitrijola). Pri prvi kopeli mora biti tokova gostota približno 0'4 ampera na kvadratni decimeter, pri drugi pa 1'3 ampera. Pomedovanje je zato zanimivo, ker se obarja na katodi zlitina dveh kovin, namreč bakra in cinka, ki se nahajata v raztopini. Ako primerno izpreminjamo tokovo jakost, moremo več bakra ali pa več medi izlo¬ čati ter na ta način različne barve proizvajati. Izdelki te vrste so jako razširjeni in priljubljeni med občinstvom. Pravimo jim polirana med ali c u i v r e poli. Poželezovanje in pojeklovanje. Ta dva procesa imata za industrijo in obrt najmanj pomena, kajti železo je tako vsakdanja kovina, da pač nikomur ne pride na misel, izdelkom druzih, dražjih kovin dajati železno površje; le pri tiskarskem obrtu je poželezovanje, oziroma poje¬ klovanje postalo velike važnosti, ker se na ta način posreči, bakrenim odtiskom lesorezov dati dokaj bolj odporno odejo. Za poželezovanje rabi kopel, ki je sestavljena iz jednake množine železnega sulfata in magnezijevega sulfata; oba se raztopita v vodi ter nasitita z ogljikovokislo magnezijo. Prave razlike med poželezovanjem in pojeklovanjem torej ni; takozvane jeklene prevlake so v istini le železne. Razne druge prevlake. Poleg navedenih kovin uporablja umetni obrt še nekatere druge, da krasi ž njimi svoje izdelke. Tako so v novejšem času jako priljubljeni kovinski predmeti, ki imajo lepo temnosivo ali modročrno barvo. Dotično blago dobi svojo barvo v elektrolitični kopeli, v kateri je arzen, in sicer sam ali pa v zvezi z drugimi kovinskimi spojinami. S pomočjo galvanostegije proizvajajo tudi lično posnemanje ko¬ vinskih intarzij, inkrustacij i. t. d. Na predmet, katerega hočemo na ta način olepšati, narišemo najprej z raztopno barvo primeren ornament, ostalo površje pa se prevleče z neraztopnim lakom. Potem se vloži predmet v močilo, ki raztopi barvo, s katero smo risali okrasek, ter izjedka dotične črte v kovino, docim onih delov ne more razjesti, ki so pokriti z neraztopnim lakom. Ko je zrisek dovolj izjedkan, se postavi predmet n. pr. v srebrno kopel, in galvanski tok izpolni izjedkana mesta s srebrom. Končno se lak z benzinom odstrani in predmet ogladi. Risarija se kaže potemtakem v srebrnih črtah in je popolnoma jednaka delu, pri katerem je človeška roka umetno vložila srebrne okraske. 232 Na sličen način posnemajo znane. n i e 11 o - i z d e 1 k e, samo da se izjedkane črte ne izpolnijo s kovino, temveč počrnijo jih v kopeli, kateri je glavna sestavina žvepleni amonij. Tako ponarejajo tudi sloveča tulska dela, katera se pristna proizvajajo v ruskem mestu Tula na jugu od Moskve, ter posnemajo sploh starinske kovinske predmete. Galvanoplastika. Galvanoplastika se peča z izdelovanjem kovinskih kopij po različnih predmetih. V principu se nikakor ne raz¬ ločuje od galvanostegije, a izločene kovinske plasti morajo biti mnogo debeleje, kakor one, katere zadoščajo pri galvanostegičnih procesih. Prevlake morajo biti tako močne, da se lahko odluščijo od podlage, in da so za samostojno uporabo. Pri galvanoplastiki pridejo največ v poštev bakrene oborine, kajti baker je jako vlečen in čist ter se tudi najlažje in najjednostav- Slika 158. Galvanoplastičen aparat. neje izloča iz raztopin. Le izjemoma se rabijo poleg bakra tudi druge kovine. Galvanoplastiki dajo potrebne toke galvanski členi ali pa po¬ sebni dinamo - stroji, kakor pri galvanostegiji. Že pri opisovanju Daniellovega elementa smo culi, da se iz raztopine bakrenega vitri- jola poseda baker po bakreni elektrodi. Zato lahko takoj navadni Daniell-ov člen priredimo za proizvajanje galvanoplastičnih posnemkov, dokler so naše zahteve skromne in dokler hočemo izvršiti le nekatere poskuse v tej panogi galvanotehnike. Najjednostavnejši galvanoplastični aparat naredimo torej, ako po¬ stavimo v raztopino bakrenega vitrijola glinasto stanico, ki je napol¬ njena z razredčeno žvepleno kislino in ima v sredi palico od cinka. V bakreno raztopino obesimo predmet (katodo), od katerega hočemo 233 napraviti odtis , ter ga z bakreno žico zvežemo s cinkom (anodo). Ker se iz bakrene kopeli baker izloča na katodo, treba jej je po potrebi dodajati novih kristalov bakrenega vitrijola. To se najlažje zgodi, ako obesimo v raztopino platneno mošnjico, napolnjeno z bakrenim vitrijolom. Pri večjih stanicah nadomeščamo mošnjico z lesenimi zabojčki, ki so nasuti z bakrenim vitrijolom ter imajo v stenah mnogo luknjic. Kjer se galvanoplastični izdelki v večji množini proizvajajo, dobe kadičke večjo prostorino (slika 158.). V vsako, kadičko se postavi po več glinastih stanic s cinkovimi anodami, ki se na primeren način zve¬ žejo s katodami. V naši sliki opazimo tri štirioglate glinaste stanice, stoječe jedna za drugo sredi kopeli. Cinkove ploče vise na bakreni palici, ki je sredi kadičke položena nad stanicami. Od te osrednje palice vodita bakreni žici do dveh obstranskih palic, na katerih se obešajo predmeti v kopel. Opisani aparati so kopel in element ob jednem. Za večje delavnice pa je vendar bolje, ako ločimo tokorodne aparate od kopeli, in tedaj veljajo ista pravila glede oblike in uporabe dotičnih proizvodnikov toka, kakršna smo navedli pri opisovanju galvanostegične delovršbe. Z jakimi toki moremo v razmerno kratkem času izločiti na predmete poljubno debele kovinske skorje, ki najvestneje slede vsem potezam originala. Predmeti, oziroma njih površina, na kateri naj se posede kovinska obo- rina, morajo seveda biti dobri prevodniki galvanskega toka. Ako predmet ni od-kovine, treba mu površino najprej p o kovini ti ali metal iz i- rati. To se najjednostavneje zgodi, ako površino zdrgnemo s finim prahom od grafita. Grafit je sicer slabši prevodnik elektrike, kakor so kovine, a njegov prah je neizrečeno droben in se jako rad prijema po¬ vršja. Tako damo predmetom od mavca, lesa, alabastra, mramora i. t. d. vodeče površje, ako jih potresemo z grafitovo moko. Tvarinam, katerih se grafit ne prijemlje rad, n. pr. steklu, porcelanu, slonovi kosti i. t. d. prevlečemo površino s tenkim pokostom; ko se je ta plast toliko posu¬ šila, da se še malce prijemlje, potrosimo nanjo grafitovo moko. Ako hočemo galvanoplastičnim potom proizvajati posnemke objektov, moramo seveda napraviti najprej negativni odtis ali kalup. V ta namen rabimo vosek, mavec, žveplo in druge tvorne tvarine, katere je treba napojiti s stearinom ali pa prevleči z lakom, ce bi jih raztopina sicer razmočila. Ko je negativni odtis metaliziran, ga postavimo v kadičko, v kateri dobimo pozitivni odtis. Kjer dopuščajo razmere, pa napravimo negativni odtis tudi s pomočjo galvanoplastike. Najprej potopimo original v kopel; ko se je napravila po njem zadostno debela oborina, jo odluščimo, a dobljeni negativ obesimo vnovič kot katodo v kopel. Pri večjih predmetih kalupimo posamične dele, odtise pa sesta¬ vimo pozneje v celoto. 234 Pri izločevanju galvanostegičnih prevlak moramo predmetu kar najskrbneje odstraniti vso maščobo s površine, drugače se kovinska kožica ne prime dobro in se rada odlušči. Kar nam tu škoduje, koristi nam pri galvanoplastičnih posnemkih, ko jih je treba odluščiti od pred¬ meta. Da se to lažje zgodi, nalašč prevlečemo katodo previdno in na tenko z mastno kožico. Pri objektih, kateri so grafitirani, zadošča že, ako ščet, ki razdeljuje grafit po predmetu, nekoliko z lojem pomastimo. Nežnim, mehkim in občutljivim predmetom, n. pr. cvetlicam, bilkam, čipkam, tkaninam i. t. d., ne moremo površine metalizirati z grafitom, ako hočemo od njih napraviti galvanoplastične odtise, marveč naredimo jim prevodno podlago kemičnim potom. Predmet se namaže in napoji z alkoholsko ali vodno raztopino žveplenokislega srebra, potem pa postavi na solnce. Svetloba reducira srebro kakor pri navadnem fotografskem pozitivnem procesu, in na površini cvetlice se posede neizrečeno fina kovinska kožica od srebra, ki pa zadošča, da se nanje obarja galvanska prevlaka. Kadar pri predmetih te vrste nočemo izdelovati posebnih pozi¬ tivnih odtisov, se original kar pusti v novi kovinski obleki. Tako dobimo metalizirane cvetlice, čipke i. t. d., ki rabijo v nakitne ali pa v učne namene. Celo živali se na tak način prevlačujejo s kovinsko odejo. Na les moremo napravljati bakrene in sploh kovinske okraske, ako mu površino prevlečemo z lakom, na lak pa z grafitom narišemo zahtevane ornamente. V galvanski kopeli se poleže na prevodne dele poljubno debela plast kovine. — V staroegiptovskih grobeh se nahajajo kosi lesa, ki so prevlečeni z jako fino bakreno kožico. Zato menijo ne¬ kateri, da so že stari Egipčani poznali galvanoplastične procese. Izdelovanje galvanov ali klišejev. Galvanoplastika se danes najbolj in najuspešneje uporablja v tiskarski umetnosti. Z njeno pomočjo se namreč razmnožujejo in posnemajo lesorezi in druge tiskarske ploče. Od lesoreza se napravi v kopeli posnemek, ki je popolnoma skladen z originalom. Zato ni treba, da bi dragi lesorez postavljali v tiskalnico, kjer se kmalu obrabi in odrgne; na njegovo mesto stopi rajše galvanoplastični posnemek, kateremu so tiskarji nadeli ime gal- vano ali kliše. Pri ogromni razširjenosti moderne tiskarske umetnosti in pri silnem številu, v katerem se danes ilustrovana dela spravljajo med občinstvo, so galvani neprecenljive važnosti. Navaden lesorez zdrži v najugodnejšem slučaju le do 20.000 odtisov. Za večje število bi torej morali izdelati več jednakih ploč, kar bi tisk zelo podražilo in bi tudi ne dajalo nikakega jamstva, da so slike jednake. Vse te neprilike izgi¬ nejo z uporabo galvanov, kajti število odtisov je povsem neomejeno in ob jednem izredno po ceni. 235 Izdelovanja galvanov se je polastila posebna industrija, ki deluje celo z raznimi stroji. Od lesoreza se napravi najprej negativni odtis ali matrica, in sicer običajno z voskom ali pa z gutaperčo. Vosku se pri- dene nekoliko stearina, da izgubi svojo krhkost. Zmes se vlije v ploske kovinske škatle primerne velikosti, potem se pa . še gorka s škatlo vred povezne na lesorez. Z ročnim ali pri večjih delavnicah tudi s hidrav¬ ličnim tiskalom se tvorna masa pritisne na leseno pločo, in napravi se odtis, na katerem ne manjka niti jedne črte in poteze originalove. Da lesorez pri tem velikem pritisku ne poči, zavarovati ga je treba poprej z železnim okvirom. Kjer uporabljajo gutaperčo, jo najprej segrejejo v vroči vodi, da postane plastična, potem pa jo zvaljajo v pločo, katero s primernim tiskalom isto- tako pritisnejo na lesorez, kakor prej opisane voščene ploče. Da se gutaperča lažje odlušči od originala, se mo¬ rata prej ploča in lesorez zdrgniti z grafitom. Ko je matrica na ta ali oni način izgotovljena, treba jej dati prevodno površino. To se zgodi z najfinejo gra¬ fitov© moko, ki se s ščetjo, imajočo dolgo in mehko dlako, namaže po odtisu. Dotično delo se imenuje grafit iranj e. Za grafiti- ranje so zgradili posebne stroje, kakršnega vidimo na sliki 159. Matrica leži na mizni ploči, katero stroj pločo je ščet od velblodje dlake. Slika 159. Stroj za grafitiranje. samodelno kakor sanke premika semtertja. Nad Poseben mehanizem ziblje ščet jako hitro okoli njene horizontalne osi, tako da s ščetinami neprestano briše pQ matrici Ker se ob jednem tudi mizna ploca, na kateri lezi matrica, semtertja premika, je lahko umevno, da se vsled sočasnega gibanja predmeta in ščeti grafitna moka, katera se potrosi po matrici, zelo jednakomerno in natančno po kalupu razmaže in razdeli. Ko je kalup grafitiran, mu z mehom odstranijo grafitno moko, kolikor je je bilo preveč na njem, potem pa mu pritrdijo dovodne žice. Matricam od gutaperče se prevrta na robu s šilom luknjica, v katero se vtakneta dve bakreni žici. Na jednem koncu se žici kljukasto zavi¬ jeta, da se kalup lahko obesi na katodno palico, ostala konca pa se 236 tako skrivita, da se vzmetno dotikata grafitirane ploskve. Po voščenih matricah se dovodne žice pritrdijo v posebna ušesca kovinske škatle, v kateri se matrica nahaja. Ko je postala v kopeli bakrena oborina približno >/ 3 mm debela, se previdno od kalupa odlušči ter z zlitino od svinca, kositra in anti¬ mona zalije, da tvori približno 3 mm debelo solidno pločo. Ploči se robovi premočrtno in pravokotno pooblajo, zadnja stran se ji gladko ostruži, končno pa se pritrdi z žeblji ali vijaki na leseno deščico. Tedaj je galvano izgotovljen. Na sličen način postopajo z dragocenimi bakrorezi. Bakrorez se v tiskalu kmalo odrgne in odtisi postanejo neostri ter manj vredni. Zato se napravi od originala galvanoplastičen posnemek; prvi odtis kaže seveda vse črte izbočene (pri d viž na ploča), a od te se pozneje delajo klišeji, ki so originalu do pičice jednaki. Kadar pa tiskajo z originalno pločo, je običajno, da jo prej galva- noplastično p oj e klij o ali pa poni kij aj o. Jeklena (prav za prav železna) ali nikljeva kožica napravi pločo dokaj odpornejšo, a sliki, ki je vrezana v pločo, nikakor ne škoduje. Pojekljene ploče prenesd do 15.000, ponikljane pa do 20.000 brezhibnih odtisov. Za pojekljevanje rabijo raztopino 2 delov železnega vitrijola in 1 dela salmijaka v 8 delih vode. Raztopini se pridene nekoliko svetlih železnih koscev, potem se pa spravi v dobro zamašeni steklenici. Nikljeva kopel sestoji običajno iz žveplenokislega nikljevega oksidula. V novejšem času so takozvani cinkovi klišeji močno izpod¬ rinili uporabo lesorezov in bakrorezov. Cinkovi klišeji so dokaj ceneji; čas njihovega izdelovanja je jako kratek in nezavisen od veličine ploče. Umetniški vtis cinkovih klišejev se seveda ne more primerjati z vtisom prej imenovanih ploč, a ker se pri modernih ilustracijah, namenjenih masi naroda žal premalo gleda na umetnost, si cinkov kliše pridobiva vedno širših tal. Tudi od teh ploč se delajo galvanoplastični posnemki, ki se potem posojujejo ali pa prodajajo tiskarnam in založnikom knjig. Vse podobe v naši knjigi so galvanoplastični posnemki v les rezanih ali pa v cinek vjedkanih originalov; dobavila jih je založna tvrdka Otto Spammer-jeva v Lipsiji, ki se peča z razprodajo vsakovrstnih galvanov. A ne le tiskarske ilustracijske ploče, temveč tudi navadni tiskarski stavki in stereotipne ploče se čestokrat pomnožujejo z galvanoplastičnimi odtisi. Dotično postopanje je jednako onemu, ki smo ga očrtali pri iz¬ delovanju galvanov. Zato se tu ne bodemo spuščali v ponavljajoče opi¬ sovanje. IX. Telegrafija. Chappe-ov optični telegraf. Sommeringov električni brzojav. Schillingov iglasti telegraf. Cookov peteroiglasti brzojav. Gauss - VVeberjev telegraf. Steinheilov telegraf. Morsejev pisalni brzojav. Pozemna telegrafija in njeni aparati. Opis iglastega telegrafa. Wheatstone-ov, Brequetov in W. Siemensov kazalni brzojav. Siemensov magnetoindukcijski kazalni' brzojav. Morsejev pisalni brzojav. Hughesov aparat. Cassellijev posnemni telegraf. Pantelegraf. Telavtograf. Stikanje brzojavnih aparatov. Mnogoterna telegrafija. Nasprotno, dvojno in dvojnonasprotno brzojavljanje. Podmorska telegrafija in njeni aparati. Kabelj med Francosko in Angleško. Kabelj med Evropo in Ame¬ riko. Merjenje kabljev. Zrcalni galvanometer kot prijemalo. Thomsonov na- tezni pisalni aparat. Lauritzenov undulator in samodelna telegrafija, Wheat- stone-ov samodelni aparat. Stikanje podmorskih zvez. Razne druge tele¬ grafske priprave. Hišni brzojavi. Električni naznanjevalci. Stikanje pri hišnih brzojavili. Železniške telegrafske priprave. Linijski signali. Distančni signali. Zavarovalni signali. Kontrolni aparati. Brzojavi za požarne brambe. Samodelni požarni brzojavi. Samodelni toplotni naznanilniki. Telegrafija za naznambo časa. Električna kazala. Časovni signali. Električno uravnavanje ur. Kronograf. Glasovalni telegraf. Telegrafija brez žice. V dosedanjih poglavjih smo se skoraj izključno pečali z uporabo jakih električnih tokov. A tudi takozvani slabi toki so vele- važnega pomena za moderno življenje. Z njimi se je elektrotehnika najprej pečala in najprej stopila v tekmovanje z drugimi prirodnimi silami. S pomočjo slabih tokov so fiziki utemeljili one zakone, ki so stoprav omogočili one čudovite iznajdbe na polju jakih tokov, katere sedaj uživa človeštvo. Dve lastnosti električnega toka sta bili v prvi vrsti vzrok, da so se izumitelji od nekdaj radi pečali s to naturno silo. Prva teh lastnostij je ogromna hitrost, s katero se električno stanje širi po kovinskih pre¬ vodnikih, druga pa, da se električni tok strogo drži predpisane poti. Zato so bili razni veleumi že zgodaj prepričani, da je električna sila kakor nalašč ustvarjena za prenašanje poročil v oddaljene kraje, tedaj za namene takozvane električne telegrafije. 238 Potreba po telegrafskem občevanju je skoraj toliko stara, kakor zgodovina človeštva. Že v starodavnih časih so si ljudje dajali znamenja z grmadami na gorah, s prižganimi bakljami, z zastavami i. t. d. Cer¬ kveni zvonovi done čez hrib in plan ter obveščajo župljane o veselih in žalostnih dogodkih cele fare. Odkar so izumili smodnik, je grmenje topov priljubljeno sredstvo za signale; pokanje možnarjev naznanja vesele pri¬ hode in pričetke slavnostij, vdanemu ljudstvu poroča, da se je porodil vladarski hiši prestolonaslednik, a drugič priča, da so izročili materi zemlji visokega dostojanstvenika; narod obvešča o pretečih nevarnostih, streli z ladije kličejo po pomoči in rešitvi i. t. d. To je telegrafija v najširšem pomenu, ki pa nima za naše svrhe nikake važnosti. Stoprav tedaj, ko je dospela telegrafija do tega, da je mogla poljubne vesti pravilno in stalno pošiljati v oddaljene kraje, moremo govoriti o pravem telegrafskem prometu. To se je zgodilo koncem minolega stoletja, ko je C h app e nastopil s svojim optičnim telegrafom. Na stolpe je postavil visoke jadrenike, na katerih so bili kakor roke pritrjeni premični vzvodi. S pomočjo žic in verig je človek, stoječ v stolpu, dajal vzvodom različne lege ter s tem pošiljal dogo¬ vorjena znamenja sosednjemu stolpu z jednako napravo, kjer so se zna¬ menja ponavljala, da jih je videl tretji stolp i. t. d. Chappe-ov telegraf je bil seveda dokaj okoren in popolnoma zavisen od ugodnega vre¬ mena, vendar so se z njegovo pomočjo nepričakovano hitro širile depeše. Francoska vlada je imela vsa glavna mesta zvezana s tem občilom in tudi na Nemškem je bilo mnogo postaj. Od reke Rene do Berolina je potrebovalo optično telegrafsko poročilo le nekoliko ur. Ko so 1. 1800. Avstrijci udarili na Monakovo ter pregnali volilnega kneza Maksa Josipa, je Chappe-ov telegraf hitro nesel to vest v Pariz, in 14 dnij pozneje so bili Francozi že na Bavarskem, ter so pregnali zmagovalce. Državniki so jeli uvidevati, kolike važnosti so brzojavna poročila za državne in vojaške namene, in zato je tiste dni bavarski minister grof Montgelas pri nekem obedu nagovarjal anatoma dr. Tomaža pl. Sbmmeringa, da naj študira, kako bi se po vsem Bavarskem napravile optične telegrafske postaje. Sdmmering se je te ideje z nav¬ dušenjem poprijel, a kmalu se mu je vrinila misel, mesto optičnega telegrafa vvesti primerne električne znake. Osem tednov pozneje je Sdmmering že predložil bavarski akademiji prvi model električnega telegrafa. Leto 1809 velja torej kot rojstno leto moderni električni telegrafiji. Sbmmeringov brzojav je bil zgrajen na temelju kemičnih učinkov električnega toka ter dajal znamenja s pomočjo razkrajanja vode. V stekleni kadički, napolnjeni z nakisano vodo, stoji 25 vertikalnih iglic od tenke zlate žice. Ako se dve poljubni igli zvežeta s poloma 239 tokorodnega aparata, se tvorijo ob iglah mehurčki vodika in kisika. Ker je množina izločenih plinov različna, se takoj lahko vidi, katera iglica proizvaja vodikov, oziroma kisikov plin. Vsaka igla je bila zazna- menovana z jedno črko alfabeta. Ako se torej utikata po dve in dve igli v tokov krog, je lahko sestaviti poljubne besede. Opisana priprava je bila s 24 žicami zvezana s posebnim stikalom, ki je posamične pare iglic, rekše črk, na jednostaven način vdevalo v tokov krog, potrebne toke pa je dajal znani Voltov steber. Ako stojita oba aparata — kadička z iglicami in stikalo — na dveh oddaljenih krajih, je umevno, da moremo s stikalom poljubno vti¬ kati po dve in dve iglici v tokov krog ter na njih izločati plinove mehurčke, rekše dajati znamenja ali pošiljati depeše na ono mesto, kjer stoji kadička. Sommeringova iznajdba ni imela praktičnega pomena, kajti že uporaba 24 žic je bila velik zadržek v tehničnem, kakor v materijalnem oziru, vendar pa je dala pobudo za mnoge neprestane in vztrajne po¬ skuse na polju električne telegrafije ter bila temelj vsem poznejšim izumiteljem. Ideja Sommeringova je padla najprej na Nemškem na rodo¬ vitna tla, a tu je dolgo časa tlela skoraj nepoznana. Ob jedneni so se je oprijeli Rusi in za njimi Angleži, dokler ni dospela do Amerikancev, ki so takoj prehiteli počasno Evropo in si z Morsejevim brzo- javom priborili venec zmage. Pri porodu in razširjevanju električnega telegrafa razločujemo zategadelj troje več ali manj samostojnih panog: nemško, rusko-angleško in amerikansko. Za Sbmmeringovo iznajdbo se je prvi dejansko zanimal ruski državni svetnik Schilling pl. Cannstadt, ki je vzel jeden model novega telegrafa s seboj na Rusko, da ga predstavi carju. Misel, kako upo¬ rabiti električni tok za brzojavna poročila, od tedaj ni več zapustila Schillinga in pečal se je ž njo nad 20 let, dokler ga ni prehitela smrt. Med tem časom je našel Oersted odklon magnetne igle, Ampere dognal elektrodinamično učinke galvanskega toka, in Schweigger konstruiral prvi multiplikator. Te nove uspehe je Schilling primerno izkoristil ter zgradil prvi iglasti telegraf, katerega je leta 1835. raz¬ ložil na zborovanju prirodopiscev v Bonnu. Schillingov telegraf je bil sestavljen iz več magnetnih igel, visečih na svilnatih nitkah in zibajočih se sredi multiplikatorja, t. j. ploske žične tuljave z mnogimi ovoji. Ako je švignil tok po ovojih multiplikatorjevih, se je igla odklonila na jedno ali drugo stran, kakršno mer je tok ravno imel. Da je bilo gibanje igle lažje opazovati, je bil na njej tako prilepljen košček papirja, da je opa¬ zovalec videl njegov rob, ko je bila igla pri miru; ako se je pa igla odklonila, je papir kazal jedno ali drugo svojih raznobarvnih stranskih 240 ploskev. Aparat je imel petero takih igel; s kombinacijo njihovih od klonov je Schilling sestavil alfabet in potrebne številke. Tudi Schillingova brzojavna priprava je bila preokorna za širšo uporabo. V imenovanem zborovanju se je prof. Mu nek e iz Heidelberga zelo zanimal za Schillingov brzojavni aparat ter vzel jeden model s seboj, da ga pokaže svojim slušateljem. V istem času je bival v Heidelbergu mlad Anglež William Fothergille Cooke, ki se je pečal z izdelo¬ vanjem anatomičnih voščenih preparatov. Slučajno je prišel na univerzo in tam videl Schillingov brzojav. Takoj je spoznal važnost te iznajdbe, sklenil obesiti svojo voščeno umetnost na kol in posvetiti se telegrafiji. Dal si je napraviti model Schillingovega brzojava ter se vrnil ž njim na An¬ gleško, kjer je pridobil slovečega Wheatstone-a za sodelovanje. Že malo mesecev pozneje (leta 1837.) sta oba dobila patent za novi brzo¬ javni aparat, kateremu ,sta nadela ime peteroiglasti telegraf. Z električno telegrafijo se je pečal tudi sloveči matematik pro¬ fesor Gauss v Gottingenu. Ko je s prof. Viljemom Weberom ute¬ meljil zakone o elektriki in magnetizmu ter izumil zrcalni galvanometer, jima je prišlo na misel, zvezati svoji delavnici, fizikalni laboratorij in zvezdarno s tokovodom in uporabiti zrcalni galvanometer za pošiljanje dogovorjenih znamenj. V ta namen je leta 1833. prof. Weber napel dva tokovoda nad mestnimi hišami ter začel s svojim tovarišem brzojavno občevati. Oba učenjaka sta na ta način več let potom električnega toka brzojavljala med seboj ter zgradila prvo uporabno, če tudi pri¬ vatno telegrafsko progo na svetu, dokazujoč ž njo, da se tudi ne¬ praktičnim profesorjem včasih vendar posrečijo jako praktične iznajdbe. Gauss je opozoril profesorja Karola Avgusta Steinheila v Monakovem na električne brzojavne aparate. Steinheil je z bistrim očesom in genijalnim duhom začel popolnjevati primitivno in dokaj okorno Gaussovo telegrafsko pripravo in že spomladi leta 1837. je otvoril v Monakovem štiri telegrafske proge, opremljene z boljšimi aparati, ki so bile namenjene privatnemu pogovoru med raznimi znanstvenimi zavodi. Preden se je posrečilo Steinheilu pridobiti javne faktorje za obsežnejši, javnosti namenjeni poskus, sta Cooke in Wheatstone dobila od Birming¬ hamske železnice dovoljenje, napraviti ob železničnem tiru 60 km dolgo telegrafsko zvezo s svojim peteroiglastim brzojavom ter jo izročiti jav¬ nemu prometu. Njun brzojav je bil torej prva javna telegrafska naprava na zemlji. Če tudi sta angleška izumitelja Steinheila v javnosti prehitela, je on vendar brzojavni aparat toliko popolnil, da s svojimi zaslugami nadkriljuje imenovana Angleža. Steinheil je bil tudi prvi, ki je od¬ pravil jedno izmed obeh tokovodnih žic ter pokazal, da je potrebna samo dovodna žica, dočim lahko zemlja prevzame ulogo odvodne žice. 241 Zemni vod je temeljnega pomena za telegrafske naprave, kajti ž njim prihranimo polovico tokovodnega materijala ter si ujednostavimo celo podjetje. Poleg evropskih so se tudi amerikanski izumitelji hitro poprijeli nove ideje Sommeringove in dosegli dokaj lepše rezultate nego učenjaki starega sveta. Leta 1835. se je peljala na ladji «Sully» večja družba iz Evrope v Ameriko. Med potniki sta bila tudi dr. Jackson in slikar Samuel Morse. Prvi je pripovedoval med vožnjo, da je videl v Parizu zanimive električne poskuse ter sprožil misel, da bi se morebiti elektro¬ magneti mogli uporabljati za električno telegrafijo. Besede dr. Jacksona slikarju Morseju niso šle več iz glave in začel je noč in dan premišlje¬ vati, kako bi električnim potom mogel prenašati telegrafska poročila. Zdelo se mu je, da bi s kotvico, katero elektromagnet privlačuje in odbija in na katero bi bil privezan svinčnik, lahko delal znamenja na košček papirja. Ker pa ni imel skoraj nikakega znanja v fiziki in meha¬ niki, so se mu prvi poskusi ponesrečili in stoprav, ko so mu prišli prof. Gale in brata Vaila na pomoč, je dovršil v jeseni leta 1837. brzojavni aparat, katerega je leta 1840. toliko spopolnil, da je postal praktičnega pomena. S pomočjo svojega pisalnega brzojava je Morse leta 1843. otvoril prvo telegrafsko progo Washington-Baltimore. Uspeh je bil velikanski in od tedaj se je brzojavni promet jel hitro raz¬ širjati po Ameriki. V Evropo je prišel prvi Morsejev pisalni brzojav še le leta 1848.; uporabili so ga najprej na telegrafski liniji med Ham¬ burgom in Kuxhavenom. Morsejevo iznajdbo so tehniki starega in novega sveta neprestano popolnjevali in izboljševali; razvila se je posebna telegrafska tehnika in brzojavne proge so se čudovito hitro množile po kulturnih državah. Brzi in neprestani razvoj telegrafskega prometa pa je kmalu pokazal, da Morse-jev aparat ne more zadoščati naraščajočim potrebam. Zato so izumitelji korakali dalje ter prihajali pred svet z novimi brzojavnimi pripravami. Tudi so se telegrafski tehniki začeli podrobneje baviti s prevodniki, ki so poleg pisalnega stroja velevažen del vsake proge. Izboljšali so izolatorje, ob jednem pa so jeli misliti tudi na podzemne oziroma podmorske elektrovode. Ker pa je tedaj izolacija žic delala še velike težave, so se prvi doticni poskusi ponesrečili in zračni toko- vodi so ostali vedno še jedino zanesljivi. Leta 1847. je Siemens poskušal udomačiti podzemne, z gutaperčo izolirane žice, a dotični tokovodi so se kmalu pokvarili. Vendar se podjetni elektrotehniki tega niso ustra¬ šili ter delali nove poskuse s podmorskimi elektrovodi; že leta 1850. so položili med Francoskim in Angleškim prvi podmorski telegrafski kabelj, ki je bil osamljen z odejo od gutaperče. Novi kabelj, na kate¬ rega so stavili mnogo nad, pa je bil v malo urah pokvarjen, kajti 242 mehka gutaperča se je odrgnila in razčohala, ž njo pa je izginila izo¬ lacija. Spoznali so, da je treba dati kablju uporno odejo proti meha¬ ničnim poškodbam. Napravili so kabelj, pri katerem je bila gutaperča najprej ovita s konopno odejo, ta pa zavarovana s pocinkano železno žico proti vnanjim nezgodam. Tak kabelj so v jeseni leta 1851. potopili v morsko ožino med Francoskim in Angleškim ter z njim vnovič po¬ skusili telegrafsko občevanje med obema deželama. Sedaj je ostal promet nemoten in oni starina med podmorskimi kablji je še danes v rabi. Podmorske brzojavne zveze so se hitro množile in že leta 1857. je Cir W. Field položil prvi transatlantski kabelj med Evropo in Ameriko. Ogromno podjetje se je sicer izjalovilo, nikakor pa ni vzelo tehnikom poguma. Devet let pozneje se je posrečila nova zveza med starim in novim kontinentom, in lahko se reče, da je od tedaj bila tehnika pod¬ morskih kabljev osigurjena in ustanovljena. Podmorski telegrafski pre¬ vodniki se od onega časa skoraj tako zanesljivo polagajo, kakor se gradijo pozemne in zračne telegrafske proge. Kulturne države so hitele graditi podmorske zveze s svojimi kolonijami, in danes krijejo skoraj vsa morja razpleteno mrežo kabljev na svojem dnu. Leta 1895. je bilo 1100 podmorskih telegrafskih zvez v prometu, in njih kablji so bili dolgi nad 130.000 morskih milj. A tudi tehnika pozemnih zračnih prevodnikov ni zaostajala in pro¬ izvajala je dela, ki niso stala nič manj duševnega truda in telesnega napora kakor polaganje podmorskih kabljev. Zvezali so Indijo z Evropo, potegnili telegrafske žice čez Sibirijo ter napeli električne tokovode povprek čez avstralski kontinent. Danes je vsa kopna zemlja, osobito pa omikane države, preprečena s telegrafskimi žicami, po katerih švigajo vesti od kraja do kraja. V občevanju ne pozna svet nikake razdalje, in kar se dogaja pri antipodih, čitamo par ur pozneje med brzojavnimi poročili naših časnikov. A. Pozemna telegrafija in njeni aparati. Pri vsaki telegrafski napravi razločujemo štiri glavne dele: 1. toko- rodnike, ki so navadne galvanske baterije, 2. ključ ali dajalo, s katerim se galvanski tok sklepa in prekida ali s katerim pošiljamo telegrafske učinke v daljave, 3. prejemalo ali stroj, kateri znake sprejema in navadno tudi zapisuje, 4. prevodnike ali tokovode. 1. Iglasti brzojavi. Prvotni uporabni telegrafski aparati so se naslanjali na dejstvo, da galvanski tok odklanja magnetno iglo v dolo¬ čeni meri. Če imamo na jednem mestu galvansko baterijo in pripravo, s katero moremo tok v jedni ali drugi meri spuščati v tokov krog, na oddaljenem mestu pa magnetno iglo, okoli katere je navita tokovodna 243 žica, moremo s prvega kraja provzrocevati odklone magnetne igle na desno in na levo. Jeden odklon na desno in jeden odklon na levo lahko znači določeno črko. Ako hočemo več znakov, rekše več črk, je treba le iglo po večkrat na jedno ali drugo stran odklanjati. S kombinacijo razno- številnih in raznostranskih odklonov sestavimo popoln alfabet, s katerim lahko pošiljamo vsako besedo našega jezika v oddaljeno telegrafsko postajo. Ključ ali dajalo ima pri iglastih telegrafih nalogo, da pošilja tok v jedni ali drugi meri do prejemala; stikati mora obe tokovodni žici na tak način z galvansko baterijo, da je vsak prevodnik premenjema v zvezi sedaj s pozitivnim, sedaj pa zopet z negativnim polom. Ključ je torej tokovo menjalo; princip njegov kažeta sliki 160. in 161. Na primerni ploči se nahajajo štiri, kvadratno razvrščeni pritiskalni vijaki. Z znakom (-|~) označeni vijak je z žico zvezan s pozitivnim, z znakom (—) označeni pa z negativnim polom galvanske baterije, dočim sta v ostalih dveh vijakih pritrjeni obe elektrovodni žici A in B. Če zvežemo vijak (-|~) z zgornjim, ob verti¬ kalni kvadratovi središčnici stoječim vi¬ jakom, vijak ( — ) pa s spodnjim, gre tok po A do oddaljene postaje in se vrača po B nazaj v baterijo. Ako sedaj zvezo vijakov zamenjamo, t. j. ako vijak (-|-) staknemo s spodnjim, vijak ( — ) pa z zgornjim vijakom, je očividno, da mora tok v nasprotni meri teči po pre¬ vodnikih A in B. Očrtano menjavanje zvez med obema paroma vijakov je povsem jednostavno in se more izvrše¬ vati s priprostimi mehaničnimi sredstvi. Dajalo pa ima pri iglastem brzojavu namreč vezati oba prevodnika A in B, tudi daljene postaje, torej tudi tedaj, ko se na prvi postaji ne brzojavlja. Ko bi ne bila prevodnika sklenjena, bi od druge postaje ne mogli tele- grafirati v prvo. Zato damo ključu obliko, kakršno vidimo na slikah 162., 163. in 164. Na leseni ali gumasti vrtljivi ploči je pritrjen bakren obroč, ki drše na štirih peresih, vodečih od prej imenovanih štirih pri- tiskalnih vijakov. Bakreni obroč je na dveh mestih prerezan, a oba loka sta drug od drugega izolirana. Loka nista jednako velika, temveč jeden je večji kakor polukrog, drugi pa nekoliko manjši. V sliki 162. veze večji lok vzmetna peresa 1, 3 in 4, oziroma dotične pritiskalne vijake, manjši lok pa je samo s peresom 2 v zvezi. Če sedaj vrtljivo pločo na levo zasučemo (slika 163.), stika večji bakreni lok peresi 3 in 4, manjši pa 1 in 2; če pa obratno pločo zavrtimo na desno (slika 164), veže 16* Slika 160. Slika 161. Princip tokovega menjala. še drugo nalogo; mora če ne pošilja toka do od- 244 večji lok peresi 1 in 4, manjši pa 2 in 3. Ker sta peresi 4 in 2 (vijaka [-[-] in [—] v sliki 160.) zvezani z dotičnima poloma baterije, je očividno, da v sliki 162. večji lok veže oba prevodnika A in B, ki izvirata od peres 1 in 3, dočim je baterija izločena; v sliki 163. kroži tok jednako kakor v šematični sliki 161. in v sliki 164. tako kakor v obrazcu 160. Z vrtenjem ploče torej stikamo na prvi postaji obe elektro- vodni žici, ne da bi ob jednem vdejali baterije (mirno stanje), ali pa pošiljamo tok v jedni ali drugi meri v oddaljeno postajo (levo in desno stanje dajala). Kako sta obe postaji staknjeni, vidimo na sliki 165. Na postaji A je menjalo tako zasukano, da je elektrovod staknjen s pozitivnim polom baterije, na postaji B pa veže menjalo elektrovod in zemljo, dočim je baterija iztaknjena. Potemtakem kroži tok od pozitivnega pola (na postaji A skozi žične ovoje, ki obdajajo magnetno iglo, in od tod dalje Slika 162. Slika 163. Slika 164. Dajalo iglastega brzojava v mirnem, v levem in v desnem stanju. po prevodni žici v postajo B, kjer obhodi najprej žične ovoje krog magnetne igle, od tod pa se poda skozi menjalo do podzemne ploče E ter po zemlji do prve postaje, kjer se s pomočjo podzemne ploče E vrača skozi negativni pol v baterijo nazaj. S primernim vrtenjem menjala more telegrafist na prvi postaji magnetni igli v A in B poljubno odklanjati na desno ali na levo, in umeje se, da istotako postaja B lahko občuje s postajo A. Magnetna igla se giblje sredi žičnih ovojev. Ko bi imeli samo jednostaven žični locenj ovit okoli igle, bi večino tokove energije použil dolgi elektrovod, a v ovoju bi preostajalo jako malo sile za odklon magnetne igle. Zato je treba okoli igle naviti mnogo ovojev, rekše uporabljati m u 11 i pl i k a t o r. V njem odklanja vsak ovoj iglo v istem smislu in učinki posamičnih ovojev se sumirajo. Pri dveh ovojih bi zadoščala približno polovica, pri desetih ovojih desetina, pri sto ovojih stotina tokove jakosti v primeri z jednim samim ovojem. S pomno- 245 zevanjem ovojev sicer narašča upor v tokovem krogu, a ta skupni upor ne postaja v istem razmerju večji, kakor se množe učinki žičnih ovojev na magnetno iglo. Uporaba multiplikatorja je bila torej velik napredek v električni tele- Slika 165. Pri Cooke- ovem in Wheat- stone-ovem igla¬ stem brzojavnem aparatu se mag¬ netna igla ne ziblje horizon¬ talno na verti¬ kalni osi, temveč njena os je hori¬ zontalna, in igla stoji po koncu, Na sliki 166. in Stik dveh postaj z iglastim brzojavom. 167. opazimo uredbo igle in multiplikatorjevih tuljav. Aparat ima dvoje igel; manjša (slika 166.) je med žičnimi ovoji in je z njimi vred skrita v omarici, večja pa je pritrjena na koncu skupne osi zunaj omarice kakor kazalec na urni cifrenici, kjer s svojimi odkloni daje telegrafistu vidna znamenja. Igli sta tako nasajeni na skupno os, da sta pola jedne igle nasprotna poloma druge. Oni del tuljave (slika 167.), ki je med obema iglama, vpliva na sprednjo iglo v istem smislu, kakor vpliva ves multiplikator na mag¬ netno iglo, katero obdaja s svojimi ovoji. Mesto opisanega toko- vega menjala uporabljajo tudi ključe, ki so slični na¬ vadnim tipačem, samo da sta združena dva tipača na Slika 166 Slika 167. Dvojnata igla in multiplikatorjeve tuljave pri iglastem brzojavu. skupni ploči. S pritiskom na prvi tipač pošiljamo tok v jedni meri v tokovo mrežo, a s pritiskom na druzega mu damo obratno mer. Iglasti brzojavi so zelo jednostavni aparati, ki ne potrebujejo mnogo tokove^jakosti ter razmerno hitro delujejo. Na Angleškem'so še danes 246 mnogostransko priljubljeni, in niso jih še povsem mogle izpodriniti no¬ vejše brzojavne priprave. Tudi na Avstrijskem je iglasti telegraf dalje časa bil vpeljan na raznih postajah. 2. Kazalni brzojavi. Pri teh aparatih se s pomočjo elek¬ tričnega toka premika kazalec na cifrenici, na kateri se nahajajo črke alfabeta. Kazalec obstane pred jedno ali drugo črko ter s tem označi, da je bila brzojavljena. Najstarejši kazalni brzojav je konstruiral Wheatstone, ki je že leta 1839, tedaj kmalu po izumljenju iglastega brzojava, vzel patent na prvi kazalni brzojav. Na Nemškem je Fardely v Mannheimu najprej gradil kazalne brzojave, ki so bili podobni angleškemu izvirniku, in na Francoskem je Breguet razširjal model svojega kazalnega brzojava. Pri tej vrsti brzojavnih priprav je urarski umetnosti odkazana glavna uloga. Ako hočemo kazalcu na oddaljeni postaji predpisovati določene lege na cifrenici, je treba kazalec s pomočjo zaporednih tokovih učinkov (sunkov) in s pomočjo zaporednih vmesnih postojank potiskati na zahtevano mesto. Urarstvo nas uči, da je to mogoče doseči na tri načine. Po prvem premaknemo kazalec z vsakim tokovim sunkom za določeno pot naprej; s ponavljanjem tokovih sunkov lahko torej kazalec spravimo v poljubno lego. Po drugem načinu potiska posebna utež ali pero kazalec na okoli, a tokove sunke rabimo v to, da sprožajo zavoro, ki kazalec ustavlja. Pri vsakem sproženju zapirača skoči kazalec za jeden zob dalje. Število kazalčevih skokov je zategadelj jednako številu tokovih sunkov. Tretjič pa kazalec prosto teka po cifrenici, a s tokovim udarcem ga ustavimo v onem hipu, ko se nahaja ravno pred zahtevano črko. Wheatstone-ov kazalni brzojav ima prejemalo, ki je zgra¬ jeno po drugem načinu. Kazalec je pritrjen na osi, katero vrti posebna utež. Na isti osi je nabito stopnjato kolo, v katero sega kotvica z dvema kljukicama, in sicer prav tako, kakor pri navadni uri z nihalom. Kotvica je v zvezi z jednakoramnim dvoramnim vzvodom, ležečim nad dvema elektromagnetoma, ki vzvodovi rami premenjema privlačujeta. Vzvod se torej ziblje, a ž njim vred niha kotvica, ki z vsakim nihanjem pre¬ makne stopnjato kolo, ob jednem pa tudi kazalec, za jeden zob dalje. Ker nimamo na razpolaganje primernih slik, se ne bodemo spu¬ ščali v podrobneji opis sedaj že zastarelega Wheatstone-ovega aparata, njegovega prejemala in dajala, pač pa si oglejmo na sliki 168. dajalo Breguet-ovega kazalnega brzojava, da spoznamo tudi ta del iglastih telegrafskih priprav. Cifrenica s črkami in številkami je nepre¬ mična. Po njej se vrti ročica M, a pod njo leži krožnata kovinska ploča, v katero je vrezan valovit utor. V tem utoru se premika kratek klinec B, ki je vtaknjen v krajšo ramo vzvoda O. Ako sučemo ročico na cifrenici, se ob jednem vrti kovinska ploča pod njo, in klinec B se 247 z vzvodom O vred premika semtertja. Daljša rama vzvoda O ima na svojem koncu kontaktno pero A, ki se premenjema dotika kontaktnih vijakov P' in R’, izmed katerih je vsak v zvezi z jednim polom baterije. Utor na kroznati ploči ima toliko valov, da se pri vsakem polnem vrtežu ploče tok trinajstkrat stakne in trinajstkrat prekine. Breguet-ovo preje¬ malo ima jednako uredbo kakor prej navedeno Wheatstone-ovo; na stop- njatem kolesu kazalčevem se nahaja 26 zob, in ker se pri vsakem stiku in raztiku toka stopnjato kolo za jeden zob dalje premakne, pokaže kazalec naslednjo črko, ako na dajalu prestavimo ročico za i/ 26 krožnega oboda. Nov princip za zgradbo kazalnega brzojava je uporabil 1. 1846. tedanji artilerijski poročnik W e r n e r Si e m en s. Pri tem aparatu vrti tok neprestano kazalca na prejemalu in dajalu. Vsaka črka ima svoj po¬ sebni tipač na cifrenici ; s pritiskom najeden ali drugi tipač se ustavi ka¬ zalec pri pripadajočem znamenju. Telegrafist pritiska zavrstjo na tipače onih črk, katere hoče brzojaviti, a na drugi postaji se vrteči kazalec za nekaj hipov ustavlja na dotičnih črkah. Kazalec potre¬ buje približno 2 sekundi za jeden obtek. Ako leže črke zahtevane besede zaporedno v alfabetu, je mogoče Dajalo Breguet-ovega kazalnega brzojava. med jednim samim obtekom označiti več crk. Zato deluje Siemensov kazalni brzojav zelo hitro ter je še danes priljubljen aparat; razširjen je osobito za privatne namene po Nemškem in Ruskem, a tudi drugod tekmuje v ožjem krogu s sorodnimi brzojavnimi pripravami. Neprestano vrtenje stopnjatega kolesa je Siemens dosegel s pri¬ pravo, ki nas spominja na znano Neefovo kladivce. Kotvica, katera se pod poloma tega prekidala semtertja ziblje, ima na svojem daljšem koncu pritrjeno pravokotno kljukasto vzmet, ki sega s svojo kljukico med zobe stopnjatega kolesa. Ko potegne elektromagnet kotvico navzgor k sebi, potegne kljukasta vzmet zob stopnjatega kolesa navzdol ter zavrti kolo za širino jednega zoba. Ko pa preneha v elektromagnetu magnetizem, požene 248 spiralno pero kotvico zopet navzdol. Vzmet se dvigne, njena kljukica pograbi čez prihodnji zob na kolesu ter se zaseka zanj, da ga potem vnovič navzdol potisne, ko elektromagnet zopet kotvico k sebi potegne. Oddajna in prejemna postaja sta opremljeni z jednakimi aparati in tok kroži okoli obeh elektromagnetov. S sklepanjem in prekidanjem toka na jedni postaji se kazalca na obeh postajah istočasno vrtita, ozi¬ roma ustavljata. S posebnim tipačem moremo torej iz oddajne postaje premikati in ustavljati kazalca obeh postaj. Siemens je tudi sestavil takozvani magnetoindukcijski brzojav, pri katerem proizvaja s pomočjo magnetoelektričnega stroja toliko tokovih sunkov izmenične meri, kolikorkrat naj kazalec izpremeni svojo lego. Ta brzojav je zelo jednostaven in ker daje potrebne toke magnetoelektrični stroj, ne potrebujemo pri njem nikake galvanske ba¬ terije. Toke proizvaja telegrafist sam s silo svoje roke, ki suče magneto¬ električni stroj. Omenjeni aparat ima torej marsikatere prednosti pred drugimi kazalnimi brzojavi; uporabljajo ga še danes za namene policije in gasilnih društev. Kazalni brzojavi so se morali v teku let umakniti v svetovnem prometu aparatom, ki brzojavljene znake fiksirajo in zategadelj dokaj sigurneje izvršujejo svojo nalogo. Že Steinheil je pri svojem brzojavu, katerega smo v početku tega poglavja omenjali, ustanavljal prenesene znake na premikajočem se papirju. V to svrho je privezal na magnetne igle, katere je odklanjal električni tok v jedno ali drugo mer, male lončke s črnilom; ko se je igla odklonila, je zadel lonček na papir in tvoril tam pikičasto znamenje. Steinheilov brzojav je imel dve magnetni igli in vsaka je delala svoje pike na papirnatem traku. S kombinacijo nastalih pik je sestavil Steinheil alfabet, s katerim je mogel približno šest besedij brzojaviti v jedni minuti. Njegov aparat je bil torej prednik pisalnih brzojavov, ki značijo novo dobo v telegrafski tehniki. 3. Pisalni brzojavi. Morse-jev pisalni aparat. Morse-jev pisalni aparat je kmalu prekosil vse druge brzojavne priprave in danes je v nebrojnem številu razširjen po vsi zemlji. Morse je uporabil pre¬ mikajočo se kotvico elektromagneta za proizvajanje stalnih znamenj. Na kotvico je privezal črtalni klinec (svinčnik), a pod svinčnikom je z urnim kolesjem premikal papirnati trak, na katerem je svinčnik risal valovito črto. Prvotni Morse-jev aparat predstavlja slika 169. Zgrajen je bil s pomočjo starega slikarskega stojala. Na zgornjem povprečnem lesu visi nihalo v obliki jednakokrakega trikotnika. Sredi nihala je pritrjena kotvica, njej nasproti na osrednjem povprečnem lesu pa elektro¬ magnet, do katerega vodita žici od baterije. Elektromagnet privlačuje kotvico k sebi ter jo premika v meri, ki je pravokotna na ploskev naše slike. Osnovnica trikotnikova nosi vertikalno pisalo, katero riše 249 po papirnatem traku, premikajočem se čez osrednji valj. Na papirju se tvorijo siksaki, in iz števila siksakov je sestavljal Morse s pomočjo po¬ sebnega ključa besede. Slika 170. kaže prvi brzojav, ki se je Morse-ju posrečil s takimi črtami. Prvotni ključ za besede je Morse kmalu zapustil ter nadomestil znamenja, ki so se razločevala samo po šte¬ vilu siksakov, z drugimi kombina¬ cijskimi znaki, sestavljenimi iz krajših in daljših prog v napisani črti. Ob jednem je dal aparatu drugo pripravnejšo obliko, ki se je hitro udomačila. Na skupno pločo je postavil dvokrak elektro¬ magnet, temu nasproti pa na dvo- ramnem vzvodu železno kotvico. Drugi konec vzvoda nosi poševno stoječ klinec, ki je na koncu ne¬ koliko priostren. Nad klincem se Slika 169. Morse-jev prvi pisalni brzojav. premika papirnat trak med dvema valjema, gnan od posebnega urnega kolesja. Dokler ne kroži galvanski tok okoli elektromagneta, vleče prožno pero ono ramo vzvoda navzdol, ki nosi pisalni klinec. V hipu, ko poš¬ ljemo tok skozi ovoje elektromagneta, potegne ta kotvico nase in klinec Slika 170. jnvvwwwwvr 11” 0 4 OZ 3 3 7 Morse-jeva prva pisava na siksak. 214 successful (posrečeni) 36 experiment (poskus) 2 with (s) 58 telegraph (telegrafom) 112 september 04 4 01837 1837 pritiska na papir. Klinec naredi na papirju piko ali črto, ako je bil tok sklenjen samo za jeden hip, oziroma za več časa. Iz pik in črt je sestavil Morse ves alfabet, ki ima v sedanjem času nastopno obliko: 250 Razen teh znakov se uporabljajo tudi razna mednarodna znajnenja, kakršna so n. pr. potrebna za besede: državni telegram, nujno, zmota i. t. d. V mehaničnem oziru še nekoliko pomankljivo Morse-jevo prejemalo so izkušeni tehniki neprestano izboljševali. Slika 171. kaže moderni Morse-jev pisalni stroj, pri katerem je papirnat trak navit na velikem vretenu, a urno kolesje je ločeno od drugih delov aparata. Pri tej uredbi se papir lažje zamenjuje in posamični deli so bolj pristopni, kakor so bili pri starejših pripravah. Ker je treba pri Morse-jevem pisalnem brzojavu galvanski tok samo sklepati in prekidati, je naravno, da ima dajalo dokaj bolj priprosto nalogo, kakor pri kazalnih telegrafih in zategadelj tudi jednostavnejšo obliko. Morse-jevo dajalo (ključ, tipač) sestoji iz dvoramnega vzvoda, kakršnega opazimo na sliki 172. Vzvod se vrti okoli horizontalne osi; krajšo ramo mu prožno pero tako navzdol pritiska, da se konec te rame dotika pod njim ležečega kovinskega stožca (prvotna lega). Daljša rama nosi osamljen gumb; s pritiskom na ta gumb dvignemo krajšo ramo in pretrgamo njen kontakt s stožcem, ob jednem pa pritisnemo kontaktni klinec, stoječ sredi daljše rame, na drug kovinski stožec. Ploča nosi troje pritiskalnih vijakov, ki so posamič, zvezani s kon¬ taktnima stožcema pod krajšo in daljšo vzvodovo ramo in s horizontalno osjo, rekše z vzvodom samim. V vijakih so tako utrjene prevodne žice, kakor nam razlaga šematična slika 173., ko predstavlja zvezo dveh tele¬ grafskih postaj. Na postaji I. vidimo tipač T, na levo pod njim elektro¬ magnet s pisalnim klincem, na desno pa galvansko baterijo. Uporabljen je samo jeden zračni prevodnik, dočim nadomešča druzega zemlja, v katero stopa tok s pomočjo velike podzemne ploče E. Prav tako kakor prva postaja, opremljena je postaja II. Tok, ki prihaja od te postaje 251 na postajo I., gre najprej v tipačevo os, kroži po krajši rami skozi pod¬ stavljeni kontaktni stožec dalje okoli elektromagneta v prejemala in od tam naprej potom podzemne ploče E nazaj proti drugi postaji; tu dospe s pomočjo podzemne ploče E v baterijo in po tipaču, kateremu je gumb potisnjen navzdol, dalje v zračni prevodnik, vodeč proti prvi postaji, kjer elektromagnet pritegne k sebi kotvico, rekše dvigne pisalni klinec, da zariše znamenje v papirnat trak. Pri tej uredbi je torej postaja II. Slika 171, Novo Morse-jevo prejemalo. sklenila tokov krog in dala znamenje na postajo I. Umeje se, da tudi postaja L na jednak način lahko tok sklepa in pošilja znamenja v po¬ stajo II., ako je tu dajalo v svoji prvobitni legi. Ko sta tipača v obeh postajah v prvobitni legi, ne kroži nikak tok od prve do druge postaje; tedaj pravimo, da je proga odprta. Tele- o-rafiranje, ki rabi tok samo tedaj, ko se prenašajo znamenja, se ime¬ nuje brzojavljanje z d el o vršnim tokom. Pri drugem sistemu pa 252 kroži slab tok neprestano med obema postajama in pri telegrafiranju se tok na določen način za krajši ali daljši čas prekine. To je brzojavljanje z mirujočim tokom. Obe metodi imata svoje vrline in se upprab- Slika 172. Morse-jev ti pač. Ijata jednako pogostoma. Dosedaj opisani Morse- jev brzojav proizvaja na ta način stalna znamenja, da vtiskuje pisalni klinec v papir pike in črte, torej reliefna ali pridvižna zna¬ menja. Taka znamenja so pa osobito pri umetni raz¬ svetljavi več ali manj ne¬ razločna in vidu telegra¬ fistovemu kvarna. Zato so v najnovejši dobi začeli Morse-jeve reliefne pisalne aparate zamenjavati s pi¬ salnimi brzojavi, ki napravljajo mesto pridvižnih utisov na papir bar¬ vane pike in črte. Pri teh barvilnih pisalnih brzojavihje jekleni klinec nadomeščen z malim kolescem, ki je na periferiji namočeno z modrim anilinskim barvilom. Kadar se kolesce dotakne papirja, napravi na njem krajšo ali daljšo modro črtico. Kolesce dobiva svojo barvo 253 iz male skledice, v katero se s svojim spodnjim robom potaplja. Ostali aparat se v svojih druzih delih v ničemer ne razlikuje od navadnega Morse-jevega prejemala. Relais ali pri preg a. Ako je telegrafska proga dolga, potre¬ bujemo razmerno močno linijsko baterijo, da more elektromagnet z zadostno silo pritegovati kotvico k sebi. A dolgi tokovodi tvorijo velik upor in čim daljša postaja proga, tem več elementov je treba združiti v baterijo, da dobimo zadostno jake toke za vzbujanje elektromagnetov. Končno bi dobili tolike baterije, da bi bila delovršba neprimerno draga in nepripravna. Tedaj si pomagamo s takozvano priprego ali re¬ lejem (relais), katero je poznal že Wheatstone pri svojih apa¬ ratih. Uredbo razlaga slika 174. Na temeljni ploči stoji elektromagnet, ki dobiva svoj tok od oddaljene postaje. Nad elektromagnetom se vrti horizontalna kotvica. Ko kroži po ovojih elektromagneta galvanski Slika 175. Pisalni stroj baterija Stik pri uporabi priprege. tok, potegne kotvico navzdol ter jo pritisne na kontaktni vijak. Kotvica in ta vijak sta del novega tokovega kroga, ki je bil prej prekinjen, ko se kotvica na kontaktni vijak uleže, se dotični tokov krog hipno sklene. Kadar pa elektromagnet kotvico izpusti, švigne kotvica kvišku do druzega vijaka, ki ni s tokovim krogom v nikaki zvezi in tok je pretrgan. Slabi tok, ki prihaja iz baterije na oddaljeni postaji, stopi potemtakem najprej v priprego, v kateri vzbudi zadostno magnetizma, da potegne kotvico navzdol. V tem hipu sklene kotvica poseben tokov krog, katerega napaja posebna lokalna baterija na postaji. V ta tokov krog je vtaknjeno Morsejevo prejemalo, ki tedaj dobiva od bližnje baterije dovolj močne toke za gibanje pisalnega vzvoda. Slika 175. razlaga, kako je opremljena telegrafska postaja, ki uporablja priprego. Zveza je jednaka kakor pri sliki 173., le mesto pisalnega aparata je v linijsko baterijo vdejana priprega. Z vzvodom priprege in njen.m kon¬ taktnim vijakom sta zvezana pola lokalne baterije, a v tem novem 254 tokovem krogu se nahaja elektromagnet pisalnega brzojava. Če tedaj na oddaljeni postaji telegrafist pritisne gumb tipača navzdol, kroži po tokovodnih žicah linijski tok, ki vzbuja kotvico priprege na naši postaji. Kotvica sklene tok lokalne baterije, ki kroži okoli elektromagneta pisalnega aparata ter kotvico s pisalnim klincem toliko časa priteguje, dokler priteguje linijski tok kotvico na pripregi. Ker potrebuje priprega dokaj manj toka za privlačevanje svoje lahke kotvice, kakor ga zahteva elektromagnet za gibanje krepkega pisalnega vzvoda, je umevno, da izhajamo z razmerno slabimi linijskimi toki. Vkljub temu, da mora biti na vsaki postaji posebna lokalna baterija, prihranimo vendar mnogo elementov in ujednostavimo skupno delovršbo. Razporedba vzvodov pri klavijaturi. zvežemo pisalni klinec z zatiko. sprožuje ter ustavlja urno kolesje. Pri prvotnih Morse-jevih pi¬ salnih aparatih je telegrafist spro- ževal urno kolesje, ko je došla depeša, in ga zopet ustavljal, ko je bila depeša sprejeta. V ta namen je bilo na pripravnem mestu pritrjeno posebno zatikalo, ki je segalo v zobato kolo. Z zatikalom je uradnik urno kolesje zagnal in ustavil, kakor je bilo potreba. V novejšem času pa so aparati opremljeni s pripravo, ki kolesje samodelno sproži, oziroma zapre, ne da bi moral uradnik biti poleg brzojava. Došla depeša se sama in brez človeške pomoči odtisne. Tako samodelno sne¬ ma l o se lahko napravi, ako Gibanje klinca vpliva na zatiko in Morsejev aparat je sicer jako priprosta in jednostavna mašina, a ker potrebuje posebne znake za črke, je treba precej vaje in učenja, da znamo brzojavljati in dobljene telegrame citati. Ker je sestavljena vsaka črka iz več znakov, kateri se posamič telegrafirajo, nastane precejšnja zamuda časa, ki je ravno v nasprotji s temeljnimi zahtevami telegrafije. Vajena roka more vsako minuto približno 100 znakov brzojaviti v od¬ daljeno postajo. Ker je vsaka črka sestavljena iz povprečno 3— 4 znakov, je možno vsako minuto le 25—35 besedij telegrafirati. Želja po hitrejših brzojavnih aparatih, kakor je Morse-jev, osobito pa želja po pripravah, ki bi došle depeše takoj tiskale z navadnimi 255 črkami, je bila torej opravičena. Rodila je tudi več brzojavnih aparatov, ki prejete telegrame tiskajo na papir. Izmed teh črkostavni h brzojavnih aparatov se je Hughesov črkostavni brzojav po¬ vzpel do tolike važnosti in tolikega pomena, da je zdaj na velikih po¬ stajah splošno v rabi in da nadkriljuje vse druge tekmece. Hughes je dobil prve patente za svoj model leta 1855., a uporabili so ga prvič stoprav leta 1866. na telegrafski črti med Parizom in Lyonom. Princip Hughesovega črkostavnega brzojava je nastopni: Na vsakem aparatu se nahaja kolo (črkovno kolo), ki ima na svojem obodu tiskarske črke, številke in ločila. Urno kolesje vrti to kolo neprestano z veliko hitrostjo na okoli, in sicer se morata kolesi na jedni in drugi postaji vrteti s popolnoma jednako hitrostjo, ali kakor pravimo, vrtenje mora biti si n h ronsko. Ko dojde zahtevana črka na kolesu do naj¬ nižjega mesta, dvigne posebno kolesce papirnat trak proti črki in črka Slika 177. Škatla s klinci Hughes-ovega aparata. se odtisne na papir. Papir se dvigne s pomočjo elektromagneta, kate¬ rega vzbuja telegrafist na oddajni postaji. V ta namen ima aparat kla- vijaturo, ki nosi na posamičnih tipkah črke, številke in ločila. Ko tele¬ grafist pritisne tipko, pošlje tok v prejemno postajo. Aparat je tako urejen, da more tok le tedaj švigniti na drugo postajo, ko se zahtevana črka črkovnega kolesa nahaja ravno na najnizjem mestu. Vsak črkostavni brzojav sestoji torej iz kolesja, ki žene črkovno kolo in druge postranske dele, iz elektromagneta, ki dviga papirnat trak proti črki in iz klavijature, ki sklepa galvanski tok. Klavijatura ima tipke, ki nosijo, kakor smo že omenili, potrebna znamenja. Vsaka tipka sedi na jednem koncu dvoramnega vzvoda, dočim sega drugi konec vzvoda pod dno okrogle škatlice. Slika 176. kaže, kako so razvrščeni in zaviti dvoramni vzvodi, da morejo njih konci priti vsi pod okroglo škatlico. 256 Škatlica, pod katero segajo dvoramni vzvodi, ima na svojem obodu razvrščenih tohko jeklenih klincev, kolikor je tipek, oziroma dvoramnih vzvodov na klavijaturi. Slika 177. predstavlja prerezano škatlico. Na Slika 178. Škatla in sanke Hughes-ovega aparata. njej vidimo konca dveh dvo¬ ramnih vzvodov t t, na ka¬ terih stojita ploščnata klinca q q. Pokrov škatlice y y ima toliko luknjic, kolikor je v njej klincev, a sredi pokrova se nahaja vertikalna os X, na katero so pritrjene tako- zvane sanke L. Sliki 178. in 179. nam uredbo pokrova in sank L podrobneje raz¬ lagata. Sanke so viličast kos medi, zvezan z vertikalno, neprestano se vrtečo osjo in noseč spodaj pločico s, ka¬ teri pravimo suval ec. Ako pritisnemo na katero tipko, dvignemo pripadajoči klinec v škatli in glavica njegova pogleda skozi luk¬ njico na pokrovu. Ko pri- dršejo sanke do klinčeve glavice, moleče iz pokrova, potisne suvalec glavico nekoliko na zunaj, ob jednem pa se jeklena pločica r, ki je spredaj poševno odsekana, potisne in dvigne čez gla- Slika 179. Pokrov škatle in sanke posebej. drugi postaji, od koder se vrača po baterije. vico klinca. Vsled tega se dvigne na sankah vzvod, ki nosi pločico r ter stakne s pomočjo raznih vmesnih delov vertikalno os X z zu¬ nanjim tokovim krogom. Ker je klinec q zvezan z jednim polom baterije, teče sedaj tok od baterije po klincu q v pločico r, od te v verti¬ kalno os X in potem dalje proti elektromagnetu na zemlji nazaj do druzega pola 257 Ker je vrtenje sank sinhronsko z vrtenjem črkovnega kolesa, prileti tok ravno v onem hipu v prejemno postajo, ko se tam nahaja ona črka na najnižjem mestu črkovnega kolesa, katero smo na oddajni postaji s pritiskom tipke, oziroma pripadajočega klinca, hoteli brzojaviti. V onem trenutku, ko se torej nahaja zažeijena črka na najnižjem mestu črkovnega kolesa, se je klinec dotične črka na prvi postaji dvignil, sklenil tok, in vzbudil na drugi postaji elektromagnet, da sproži meha¬ nizem, ki pritisne papirnat trak na najnižjo črko kolesa. Ker je poseben barvilni valj črke poprej namazal z barvo, se napravi sedaj razločen odtis znaka na papir. Da pritisnjeni papir ne ustavlja vrtečega se kolesa, Slika 180. se ob jednem sam za ravno toliko dalje premakne, kolikor se je za časa pritiska kolo zavrtelo. Vsaka postaja je opremljena s klavijaturo, kolesjem in elektro¬ magnetom, kakor ima vsaka Morse-jeva postaja svoje dajalo in preje¬ malo. Slika 180. kaže vse dele Hughesovega črkostavnega aparata, nastanjene na trdni mizni ploči. Spredaj opazimo klavijaturo, v ozadju pa kolesje, katero goni utež, viseča na škripcu Q x pod mizo. Sredi kolesja biva črkovno kolo, ki je podobno zobatemu kolesu. Pod tem kolesom se vije papirnat trak, ležeč na malem valju, kojega dviga me¬ hanizem kvišku, kadar ga sproži elektromagnet. Na levo pod črkovnim kolesom opazimo na mizi pokrov one škatle, ki hrani v sebi klince, kateri dvigajo sanke L, ako pritiskamo na dotično tipko v klavijaturi. 17 258 Za regulacijo sinhronskega vrtenja so nastanjene razne priprave, osobito pa horizontalno nihalo J, ki se vidi na skrajnem levem ozadju naše slike. Pomote v istočasnosti vrtenja se na aparatu takoj javljajo. Ako namreč telegrafist prve postaje večkrat zapored pritisne na jedno in isto tipko, a na drugi postaji se odtisnejo različne črke, je to dokaz, da vrtenje ni povsem istočasno. Če sestoji dogovorjeno znamenje tudi iz jednakih črk, lahko uradnik na drugi postaji ob jednem spozna, sta li oba aparata prav postavljena ali ne. Recimo da telegrafira prva postaja dogovorno kot vvod zapored a a a a a, na drugi postaji pa se tiska vrsta b b b b b, potem ve dotičnik, da se oba aparata sicer sinhronsko vrtita, da pa mora svoje črkovno kolo tako prestaviti, da pride črka a na mesto črke b. Za vse take regulacije in premike ima črkostavni brzojav posebne priprave, katerih pa tu ne bodemo podrobneje opisovali. Le toliko omenjamo, da je Hughesova iznajdba mehaničen umotvor prve vrste, s katerim se morebiti sme primerjati samo šivalni stroj Če tudi se črkostavno kolo tako hitro vrti, da napravi v jednej minuti 100—120 tur, in je ves aparat zelo kompliciran, deluje vendar vseskozi točno in zanesljivo. Vsi njegovi mnogoštevilni deli se ujemajo z največjo natančnostjo in so tako urejeni, da se lahko posamič jemljo iz aparata in nadomeščajo z novimi. Hughesov črkostavni brzojav stoji na vrhuncu moderne telegrafske tehnike. 4. Kopirni ali posnemni brzojavi. Ideal telegrafskega pro¬ meta bi bil dosežen, ko bi mogli svojo lastno pisavo in sploh cele narise po telegrafu pošiljati v daljne kraje. Dokaj izumiteljev se je trudilo, da bi zgradili stroje za označene namene. Dotične brzojavne aparate zovemo kopirne ali posnemne telegrafe. Njih uspehi pa dosedaj še niso toliko povoljni, da bi mogli tekmovati z Morse-jevim ali pa celo s Hughesovim aparatom. Kopirni telegrafi skušajo prenašati pisanje s pomočjo kemičnih učinkov galvanskega toka; na tej podlagi je sredi našega stoletja abbe Giovanni Casselli v Parizu zgradil svoj pantelegraf. Princip njegove iznajdbe je nastopni: Na vsaki postaji se nahaja kovinska ploča. Na oddajni postaji se piše depeša na kovinsko pločo s stnolno raztopino, ki ne vodi električnega toka, na prejemni postaji pa leži na ploči list papirja, napojen z raztopino krvne lužnate soli. Po obeh pločah premika urno kolesje povsem sinhronsko navpičen klinec, ki črta vzpo¬ redne, prav tesno drugo pri drugi ležeče preme. Dokler drse klinec na prvi postaji po vodeči kovini, gre galvanski tok od baterije po zračnem prevodniku do klinca na drugi postaji in razkraja tam krvno lužnato sol, iz katere izloča berolinsko modrilo. Na papirju druge postaje se 259 tvorijo torej modre vzporedne črte. Ko pa stopi klinec prve postaje na smolno črto depeše, preneha tok in papir na drugi postaji ostane bel. Tako dobimo na prejemni postaji depešo v belih pismenih na modri podlagi. Slika 181. Telavtograf. Dajalo. Največja težava se kaže pri Cassellijevem pantelegrafu zaradi istočasnega premikanja pisalnih klincev, kajti to premikanje oskrbuje urno kolesje, katerega ne more regulirati galvanski tok. Zato so te vrste Slika 182. brzojavi še nepopolni, čeravno se v svojem principu najbolj približujejo končnemu smotru telegrafskega prometa. Na poseben način je zgrajen posnemni brzojav, katerega je kon¬ struiral Elisha Gray in mu nadel ime telavtograf. Slika 181. 17* 260 predstavlja dajalo tega brzojava. Z navadnim svinčnikom se piše na list papirja, in ko je jedna vrsta popisana, se papir s prosto roko toliko premakne, da se začne druga vrsta. Na koncu svinčnika sta pritrjeni dve svilnati niti, in vsaka je navita okoli posebnega kovinskega bobniča. Ko svinčnik piše po papirju, vleče nitki s seboj, sedaj na desno in levo, sedaj navzdol in navzgor. Kakor svinčnik nitko nateguje ali popušča, tako nitka svoj bobnič navija ali odvija. Vsak bobnič je zvezan z zo¬ batim kolesom, in pri vsakem premikanju bobniča drse nekoliko zob na desni ali na levi ob kontaktni pripravi, ki pošilja ravno toliko pozitivnih ali negativnih tokovih sunkov, ravnajočih se po meri bobničnega vrtenja, v jedno izmed obeh odvodnih žic, ki sta napeljani do prejemala na drugi postaji. Na tej postaji se nahaja prejemalo, kakršno vidimo na sliki 182. Tokovi sunki, prihajajoči iz dajala prve postaje, premikajo v prejemalu dva jednaka bobniča, kakršna sta v dajalu; oba se vrtita na desno ali levo, kakor se sučeta bobniča na oddajni postaji. Okoli bobničev v prejemalu sta isto tako naviti dve svilnati nitki, ki potem na jednak način premikata pisalni klinček, kakor se premika svinčnik na dajalu. Klinček piše in riše na list papirja v prejemni po¬ staji ravno tiste znake, kakršne je črtala roka na oddajni postaji. Poseben elektromehanizem, katerega vzbujamo s premikanjem papirja na dajalu, potiska papir dalje, ko je dokončana vrsta. Sliki 183. in 184. kažeta originalno pisavo na dajalu in njeno re¬ produkcijo na prejemalu. Uporaba dveh prevodnikov je velika hiba, ki poleg nekaterih druzih nedostatkov ovira večjo uporabnost sicer jako zanimivega Gray- jevega telavtografa. Stikanje brzojavnih aparatov. Pri brzojavnem prometu raz¬ ločujemo trojno uporabo električnega toka. Nekaterim progam služijo takozvani delovršni toki; pri tem sistemu je tok v krogu prekinjen, dokler promet miruje. Le tedaj, ko pošljemo tokov sunek iz jedne postaje v drugo, se pojavi znamenje na prejemalu. Druge telegrafske črte delujejo z mirujočim tokom; tu ne dobi prejemalo toliko časa nobenega znamenja, dokler kroži tok po prevodnikih. Tretje brzojavne postaje pa izkoriščajo izmenične toke za svojo delovršbo, t. j. mer tokovih sunkov po potrebi izpreminjajo v tokovem krogu. Ker se pa uporaba izmeničnih tokovih sunkov lahko izvršuje z delovršnim ali pa tudi z mirujočim tokom, rekše, ker se dajejo znamenja s pomočjo tokovih sunkov ali pa s prekidanjem toka, se ta tretji slučaj naslanja na jedno ali drugo izmed prvih dveh metod, in ni ga nam treba posebej opisovati. Zvezo dveh Morse-jevih postaj, ki občujeta z delovršnimi toki, poznamo že iz slike 173. Tako stikanje se uporablja pri daljših tele- 261 grafskih progah ter izborno zadošča svoji nalogi, dokler ni razdalja med obema postajama prevelika. A ko pa postane razdalja tolika, da stavi prevodna žica toku presilen upor, je treba pri tem stikanju seveda pomnožiti število elementov v bateriji. Poleg tega nedostatka pa se javljajo še druge hibe. Čim daljši je prevodnik, tem večje so izgube na toku, kajti vse naše izolacije so nepopolne, in na vsakem podporišču uhaja kolikor toliko toka iz žice. Brzojavljeni znaki po¬ stajajo nerazločni in sigurno prenašanje je nemogoče. V takih slučajih pretrgamo prevodnik in razdelimo progo v posamične oddelke s posa¬ mičnimi baterijami. Na vsaki postaji je nastanjena p r i- prega; tok, ki prihaja od prve postaje, sklene s po¬ močjo priprege baterijo druge postaje, in ta baterija pošlje v tem hipu svoj tok po prevodniku druge proge proti tretji bateriji, katero sklene s tretjo priprego i. t. d. Tokovi učinki se torej širijo od baterije do baterije, dokler ne pridejo v končno postajo. Uredba je zategadelj taka, kakršno poznamo že od opisovanja Morsejevega pisalnega brzojava in njegove priprege, samo da tam pri- prega sklepa tok, v katerega je vtaknjen pisalni aparat, Slika 183. Originalna pisava na telavtografu. Slika 184. Reprodukcija pisave na telavtografu. dočim pošilja tu priprega toke v prihodnjo progo in do nove priprege, dokler ni vzbujena zadnja postaja. Popisano stikanje se zove prenašalno ter je upodobljeno na sliki 185. Pri delovršbi z mirujočim tokom je mnogo postaj staknjenih v skupni prevodnik. Ako jedna postaja prekine tok, dobe doticno zna- •262 menje vse druge postaje, a depešo sprejme in piše samo ona postaja, kateri je bila namenjena, oziroma katera je bila v to pozvana, kar spozna uradnik po trkanju aparatovem. Recimo, da so na tak način zvezane postaje med Ljubljano in Trbižem; ako Škofja Loka kliče Kranjsko Goro, čujejo ta klic vse druge postaje, a svoj aparat za sprejem brzojava bode priredil in odprl jedino le telegrafist v Kranjski Gori. Obrazec stikanja z miru¬ jočim tokom vidimo na sliki 186. Jedna sama bate¬ rija — pravimo ji linijska baterija — pošilja svoj tok v vse postaje; tok kroži na vsaki postaji skozi Morse- jev ključ in priprego, potem pa gre dalje na prihodnjo postajo, dokler se ne vrne po zemlji nazaj k drugemu polu prvotne baterije. Ako pritisnemo na jedni postaji tipačev gumb navzdol, pre¬ kinemo skupni tokov krog. Zato spuste na vseh postajah priprege svoje kotvice in sklenejo lokalno baterijo, v katero je vtaknjen brzojavni aparat. Depeša roma torej skozi vse postaje in povsodi jo lahko sprej¬ mejo, če tudi je namenjena samo v jeden kraj. Umevno je, da je treba priprego za de¬ lovanje z mirujočim tokom v toliko izpre- meniti, da sklene kot- vica lokalno baterijo v onem hipu, ko od¬ skoči od elektromag¬ neta, dočim je lokalni tok toliko časa pre¬ kinjen, dokler priteguje elektromagnet kotvico. Včasih vdevajo mesto pripreg neposredno Morse-jeve aparate v skupni tokov krog. Kotvice teh aparatov so pri¬ tegnjene k elektromagnetu, dokler je tok sklenjen, a ko pride znamenje, spusti elektromagnet kotvico, oziroma pisalni klinec, da napravi svoj znak. Delovanje Morse-jevega pisalnega brzojava je tedaj pri mirujočem 263 toku ravno obratno, kakor pri delovršnem toku, ako je neposredno pri¬ klopljen v glavni tokov krog. Zategadelj se njegova konstrukcija pri¬ merno izpremeni in tako uredi, da pisalni klinec riše znamenja, ko kotvica odskakuje od elektromagneta. Na našej sliki 186. je nastanjena jedna sama baterija za celo progo. Centraliziranje baterije je sicer samo na sebi jako ugodno in priporočljivo, vendar se pa pri daljših telegrafskih črtah kažejo razni nedostatki, ako se nahaja jedna sama skupna baterija v tokovem krogu. Tok uhaja namreč v zemljo, in čim dalje leži kaka postaja od baterije, tem manj toka prihaja vanjo. Ako na oddaljeni postaji prekinemo tok, lahko na druzih postajah vsled pomanjkljive izolacije še toliko toka prehaja po aparatih, da elektromagneti ne spuste svojih kotvic, oziroma, da ne dajejo nikakih znakov. Zato je bolje, da baterijo razdelimo in na vsaki postaji nastanimo jeden oddelek. Tokova jakost je potem po vsej progi precej jednakomerno razdeljena, in pri vsakem prekidanju se aparati sigurno oglašajo. Slika 187. predočuje, kako Slika 187. je linijska baterija razdeljena na postaje; ob jednem kaže, da so posamične baterije zaporedno staknjene. Mnogotern a tele¬ grafija. Za boljše izkori¬ ščanje dragih telegrafskih prog so elektrotehniki izu¬ mili razne priprave, s kate- Linijska baterija je razdeljena na vse postaje. rimi je mogoče več tele¬ gramov istočasno v jedno ali drugo mer pošiljati po jednem samem prevodniku. Opisovanje teh metod je predmet panogi telegrafske tehnike, ki se zove mnogoterna telegrafija. Ako odpošljemo istočasno dve brzojavki v isto mer, imenujemo to dvojno b r z oj a v 1 j a n j e; če imata depeši nasprotno mer, je bil to nasprotni govor. Združenje obeh načinov, torej istočasno pošiljanje dveh telegramov v jedno in dveh v nasprotno mer, se zove d vojn o- nasprotno brzojavljanje. V mejnarodnem prometu rabijo za te izraze kratice in sicer diplex za dvojni govor, duplex za nasprotni in quadruplex za dvojnonasprotni govor. Pri odpošiljanju mnogoternih brzojavk je dvoje mogoče: Depeše gredo v istini istočasno po prevodnikih in za vsak telegram odpošiljamo znake, ne da bi motili drugo depešo. To nalogo rešuje takozvana isto¬ časna mnogoterna telegrafija. Mogoča pa je tudi druga uredba. Prejemala namreč tako stikamo, da je vsako samo jeden hip zvezano z 264 dajalom; znaki depeš, katere hočemo istočasno brzojaviti, se potem ne pošiljajo povsem istočasno, temveč zaporedno in premenjema. Najprej odhaja jeden znak prvega telegrama, za njim prvi znak druzega, potem zopet drugi znak prvega in drugi znak druzega i. t. d. Ta sistem je utemeljen na dejstvu, da more prevodnik več znakov prevajati, kakor jih more prejemalo sprejemati. Aparati delujejo vsled mehanične nepopolnosti počasi, prevodniki pa hitro. Označeni način brzojavljanja se zove mnogoterna telegrafija s presledki, ali bolje izmeničnočasna mnogoter n a telegrafija (multiplex). Mnogoterno telegrafijo je utemeljil Avstrijec Gintl, ki je leta 1853. izvršil prve praktične poskuse z metodo svojega nasprotnega govora. Slika 188. Prevodnik Zemlja Zemlja Gintlovo stikanje za protigovor. Pri vsakem nasprotnem govoru je treba, da tokov sunek, prihajajoč iz po¬ staje A, vzbuja elektromagnet na postaji B, in obratno, da tokov sunek iz B vzbuja elektromagnet v A; pri tem pa mora ostati elektromagnet od¬ dajne postaje brez toka. Le kadar pošiljata postaji AinB istočasno tokove sunke druga proti drugi, se morata pomagnetiti elektromagneta obeh postaj. Gintlovo stikanje dveh postaj za nasprotni govor razlaga slika 188. Na vsaki postaji sta nastanjeni dve bateriji B A in b a. Elektromagnet E ima dvoje ovojev. Ako pritisnemo na gumb ključa na jedni ali drugi postaji, sklenemo istočasno obe bateriji; B A pošilja svoj tok v zgornjo tuljavo elektromagneta in od tod po prevodniku v oddaljeno postajo, 265 dočim žene baterija b a svoje toke samo okoli spodnje tuljave elektro¬ magneta E. Tokova jakost, tokova mer in število ovojev je v vsaki tuljavi tako preračunjeno, da se magnetna učinka obeh tuljav uniču¬ jeta. Ako tedaj na postaji A pritisnemo na ključ, se lastni elektro¬ magnet ne vzbuja, kajti okoli njega krožita dva uničujoča se toka. Dru¬ gače pa je z elektromagnetom na postaji B. Tam kroži v istem hipu tok, prihajajoč iz prve postaje B A, po zgornji tuljavi elektromagneta E, a spodnja tuljava je brez toka. Zategadelj se vzbudi v jedru magnetizem, in prejemalo daje znamenja. Pri tej uredbi je torej mogoče, da pošiljamo znake iz postaje A na postajo B, ne da bi vzbujali lastni elektromagnet, kar velja obratno tudi za znake, ki prehajajo iz postaje B v A. Kaj se pa zgodi, ako uradnika na obeh postajah istočasno pri¬ tisneta na ključa? V tem slučaju ne teče po prevodniku, ki veže obe postaji, nikak tok, kajti bateriji B A v postajah A in B sta protistak- njeni in po zgornjih ovojih elektromagnetov ni nobenega toka. Ker sta pa tipača pritisnjena navzdol, pošiljata bateriji b a svoje toke okoli spodnjih ovojev; jedri elektromagnetov se pomagnetita in pritegneta kotvici k sebi. V istem trenotku pa, ko se dvigne ključev gumb na jedni postaji, stopi tok zopet v prevodnik in sicer pride od tuje postaje. Elektromagnet spusti svojo kotvico, in znamenje se je napravilo. Lahko se torej reče, da telegrafira jedna postaja z baterijo druge postaje. Opisana metoda — pravimo ji zaradi uničujočih se žičnih ovojev diferencijalna metoda — zahteva na vsaki postaji po dve bateriji in dvojnat tipač, ki sklepa tokova kroga baterij B A in b a. V naši šematični sliki ima ključ T na onem koncu, s katerim stika baterijo b a, kovinsko pločo (izprečrtani del vzvoda), ki je ločena od ostalega vzvoda z osamljajočim presledkom. V istini seveda ne more imeti ključ tako preproste oblike. Leta 1854. so Frischenin istočasno ž njim Siemens &Halske izumili način nasprotnega govora, pri katerem ni treba na vsaki postaji po dveh baterij. V ta namen se razdeli tok v dve veji; jedna gre okoli zgornje tuljave elektromagneta, od koder je napeljana v sosednjo po¬ stajo, druga pa se vije okoli spodnje tuljave ter se vrača k drugemu polu baterije (slika 180.) Da se nasprotna učinka obeh tokovih vej v elektromagnetu oddajne postaje uničujeta, se vtakne v tokov krog druge tokove veje izpremenljiv upor, takozvani umetni prevodnik, s katerim se regulira tokova jakost tega oddelka, da odposlani tokov sunek ne vzbuja elektromagneta lastne postaje. Dogodki, ki se pri tem stikanju vrše na obeh postajah, so povsem slični onim, katere smo opisali pri Gintlovi metodi. Tokovi veji postaje A ne vzbujata elektromagneta te postaje, ker so učinki v ovojih si nasprotni, pac pa gre tok po prevodniku dalje v postajo B, kjer vzbuja zgornjo tuljavo tamošnjega elektromagneta. 266 Ako obe postaji istočasno spuščata tok druga proti drugi, se toka v prevodniku in v zgornjih tuljavah uničujeta, a ostali tokovi veji vzbu¬ jata spodnji tuljavi, da pomagnetita železni jedri, ter pritegneta kotvici k sebi. Če sedaj na jedni postaji preneha pritisk na ključ, prihaja v v istem hipu tok od nasprotne postaje in elektromagnet spusti svojo kotvico; tudi v tem slučaju telegrafira torej jedna postaja z baterijo druge. Označeni dogodki se seveda le tedaj vrše, ako sta obadva ključa v mirnem stanju ali pa, ako sta pritisnjena navzdol. Pri vmesnih ali visečih legah ključev pa je tokov krog prekinjen; če n. pr. uradnik na postaji A ravno v onem trenotku pritisne na gumb, ko se v postaji B Slika 189. nahaja ključ v viseči legi, ne more prehajati tok iz A v B, dočim do¬ biva spodnja tuljava elektromagneta v A toliko toka iz stranske veje, da se pomagneti. V postaji B bi ne dobili nikakega znaka, pač pa bi po nepotrebnem bil vzbujen lastni elektromagnet. Da kolikor mogoče prepreči te neprijetne slučaje, je že Gintl dal ključu jako majhen dvig; s tem je izdatno zmanjšal hibe, izvirajoče iz vmesnih leg dajala, a po¬ polnoma jih vendar ni mogel odstraniti. Povsem drugače so urejene razmere pri dvojnem govoru, pri katerem se odpošiljata dve depeši istočasno v isto mer. Na vsaki postaji se nahajata po dve prejemali. Če pritisnemo na postaji A ključ 1, se vzbudi na postaji B samo magnet 1; ravno tako samo magnet 2, 267 če izviši ključ 2 svoj kontakt; končno se morata vzbuditi oba elektro¬ magneta, ako sta pritisnjena oba ključa. Te učinke dosežemo s stop¬ njevanjem jakosti tokovih sunkov. Tipač 1 odpošilja n. pr. sunke, katerim je tokova jakost = 1, tipač 2 sunke z jakostjo 2, oba skupaj pa tokove sunke z jakostjo 3. Postavimo sedaj v B tri priprege, ki so zaporedno staknjene; prva pritegne kotvico, če je tokova jakost 1, a drugi dve se pri tako slabem toku ne premakneta; če je tokova jakost == 2, se vzbudi tudi druga priprega, in ko postane tokova jakost = 3, se končno premakne se kotvica tretje priprege. S pomočjo lokalne baterije in primernega stikanja moremo torej pošiljati tok sedaj v elekromagnet prvega brzojavnega aparata, sedaj v aparat druzega ali pa končno v oba aparata ob jednem. Stikanje za dvojni govor naj pojasni slika 190. ( e pritisnemo na levi tipač T, pošljemo tok jednega elementa (jedne baterije) v pri¬ prege; tok ima toliko jakost, da vzbudi levo priprego ter dvigne prosti konec kotvice do kontaktnega gumba. Sedaj kroži tok lokalne baterije po spodnjem elektromagnetu, oziroma prejemalu E ter daje znake. C e pritisnemo na drugi tipač T, švigne tok iz dveh elementov (baterij) v elektrovod in vzbudi drugo ali osrednjo priprego. Kotvica njena se nasloni na zgornji kontaktni gumb ter pošlje lokalni tok do zgornjega elektromagneta E. Ako končno pritisnemo na oba tipača, prihaja tok iz treh elementov (baterij) ter vzbudi tretjo, desno priprego, ki v istem hipu stakne oba elektromagneta, oziroma obe prejemali. 268 Stikanje pri d v o j n o n as p r o t n e m b r z o j a v 1 j a n j u zahteva zelo zamotanih priprav in kompliciranih zvez. Ker nima za evropske razmere sedaj še nikakega pomena, naj zadošča, ako na tem mestu samo opozarjamo na to vejo telegrafske tehnike. Mnogoterna telegrafija se v zemljah z velikim telegrafskim pro¬ metom že dolgo časa uporablja. Osobito Zjedinjene Države so jo razvile do velike popolnosti. Tudi v Evropi se širi, če tudi počasi. Velika Bri¬ tanija nadkriljuje v tem oziru vse druge države našega kontinenta. Angleška vlada namreč plačuje pristojbine lastnikom zemljišč, na katerih stoje telegrafski drogovi in zato je prisiljena izkoriščati svoje proge do skrajne meje. Pri nas so elektrovodi cenejši, ker jih država gradi po neplačanem privatnem svetu, in ker so ji tudi železne ceste v to svrho na raz¬ polaganje. Zaradi teh ugodnih razmer in zaradi manjšega telegrafskega prometa je lahko umevno, da se pri nas mnogoterna telegrafija ne raz¬ vija v tolikem obsegu kakor pri Angležih in Amerikancih, oziroma da je v našem prometu še popolnoma neznana. B. Podmorska telegrafija in njeni aparati. Wheatstone je bil prvi, ki se je leta 1837. začel baviti s pro¬ jektom, kako napraviti med Angleško in Francosko podmorsko tele¬ grafsko zvezo. Nameraval je poglobiti v morje prevodnik v obliki vrvi, ki je bila spletena iz sedmih bakrenih žic, ovitih s pokatranjeno konopno prejo. Leta 1844. je izvršil več dotičnih poskusov, ki se mu pa vsled pomanjkljive izolacije niso obnesli. Tudi Samuel Morse je leta 1843. predlagal vladi Zjedinjenih Držav, da bi napravile podmorsko telegrafsko progo med Ameriko in Evropo. Tedanja osamila pa so bila še tolikanj nepopolna, da ni bilo mogoče izvršiti te genijalne ideje. Kmalu po letu 1840. se je Evropa seznanila s kavčukom in gutaperčo; elektriki so uvideli, da sta ti smoli izborno osamljajoče sredstvo za podzemne in podvodne prevodnike. W er n er Siemens je začel z gutaperčo izoli¬ rati elektrovode in prvi zgradil stroje, ki so odevali žice z gutaperčo. Posrečilo se mu je leta 1848. položiti v pristanišču mesta Kiel pod¬ morske prevodnike, ki so rabili v razstreljevanje podmorskih min. Istega leta je tudi Armstrong v Ameriki uspešno polagal z guta¬ perčo izolirane prevodnike v morje in v svoji podvzetnosti ponovil predlog, s podmorskim kabljem zvezati stari in novi kontinent. Jedno leto poprej je John W. Brett dobil od francoske vlade koncesijo za podmorsko telegrafsko črto med Francoskim in Angleškim, a ker ni mogel zveze izvršiti v določenem času, je njegova koncesija zapadla. Leta 1849. so mu pod pogojem, da dovrši telegrafsko progo 26Q do 1 septembra 1850., koncesijo zopet obnovili. Ustanovil je posebno družbo, ki je takoj začela izdelovati primerni kabelj. Vzeli so 2 mm debelo bakreno žico ter jo obdali z gutaperčo, da je nastala 12'5 mm močna vrv. Tehnika za izdelovanje kabljev pa je bila tedaj še v povojih, in družba je mogla proizvajati le po 100 m dolge kose, katere so potem na ladji povezovali in združevali. Ker so bile tudi merske metode za izolacijo pomanjkljive in ker ni imel kabelj nikake trdne vnanje odeje, so bili pogoji za dolg obstanek nove zveze vsekako ne¬ ugodni. Dne 23. avgusta 1850. so pri Doweru začeli kabelj polagati. Ladija «Goliath» je imela kabelj naložen; vlekel jo je poseben parnik, dočim je bojna ladija nemudoma napravila nov, 3000 km dolg kabelj, ki je bil jednak prejšnjemu, le da vnanja varnostna odeja od železnih žic Nit je mornarsko merilo za globočine; jednaka je 1'542 m. 18 274 ni bila pokatranjena. Njegov premer je bil 27 mm, a teža mu je bila 1 kg za vsak kurentni meter. Za polaganje so zgradili poseben stroj, ki je bil sestavljen iz šestih zaporednih vertikalnih koles z utori na periferiji. Pri vsakem kolesu se Slika 192. Lov kabija z mačkom grabežnikom. je nahajala priprava, ki je pritiskala kabelj na kolo in ga tudi po po- potrebi zavirala. Kabelj je tekel najprej po teh kolesih, potem pa je bil štirikrat ovit okoli bobniča, imajočega premer 2 metrov. Od tod je bil napeljan še čez drug jednak bobnič. Oba bobniča sta imela nalogo, da zavirata kabelj in zato sta bila opremljena s posebnimi zavorami. Od 275 bobničev se je vil kabelj skozi dinamometer, potem pa spuščal čez velik škripec v vodo. Na sliki 193. vidimo dotični škripec, ki je pritrjen na koncu ladje nad morjem. Parni stroj s 70 HP je gonil mašino za polaganje ter bil prirejen tudi za dviganje kablja. Kot reserva je stala na ladji še druga parna mašina s 70 HP; ker so imeli pripravljeno 20 milj dolgo železno vrv za dviganje kablja, je bil Canning prepričan, da ima na razpolaganje vse pogoje za srečno izvršitev. Dne 7. julija 1866. leta so pričeli poglob- Ijevati nabrežni kabelj; dne 13. julija so njegov konec združili s kabljem na ladji, in polaganje se je začelo. Barke so jadrale vzporedno z lanskim potom, a od¬ daljene od njega 27 morskih milj. Brez • posebnih dogodkov in srečno je došel «Great Eastern* dne 27. julija do obrežja Nove Fund- landije ter pripel drugi konec svojega kablja na kopno zemljo. Vztrajnost in pogum sta slavila sijajno zmago. Stari in novi kontinent sta bila tele¬ grafsko zvezana, in ne¬ popisna radost je za¬ vladala med prebivalci vsega kulturnega sveta, triumf človeškega uma Slika 193. Škripec za polaganje kablja. Depeše so švigale semtertja ter oznanjevale nad sovražnimi naturnimi silami. Sedaj se je družba odločila, da hoče popraviti neuspehe iz leta 1865. ter izgubljeni kabelj poiskati na dnu morja. Odtrgani konec starega kablja je ležal približno 600 milj od brega Nove Fundlandije v morju. Sicer je bil Canning na dotičnem mestu zasidral sidrokaze, a viharji so bili verige že zdavnej potrgali, in valovi so odplavili znamenja Bog ve kam po morju. \ se to pa ni ustra- 18* 276 šilo srčnega Canninga. Poslal je najprej dve ladji na morje, ki sta z novimi sidrokazi označili pot, po kateri so polagali prejšnji kabelj, potem pa se je podal dne 9. avgusta s parnikom «Great Eastern? za njima. Na krovu je imel toliko novega kablja, kolikor ga je manjkalo za zvezo med Novo Fundlandijo in odtrganim koncem. Canning je na¬ meraval ujeti kabelj blizu tega konca, ter ga dvigniti do potrebne višine. Tu bi potem pomožna ladja odrezala krajši kos, da ne bi bilo treba dvigati prevelike teže. Preden je bil došel «Great Eastern? na lice mesta, je bila že ladja «Albany» ulovila kabelj ter ga privezala na sidrokaz. Vihar pa je bil sidrokaz odtrgal, in kabelj je padel nazaj v morje. Sedaj je začel «Great Eastern« sam loviti. Kmalu je prijel kabelj, a ko ga je dvignil na površje, se je izmuznila vrv in padla s kabljem vred v globino. Brez zamude so se vnovič lotili dela, in ob enajsti uri ponoči je privlekel maček kabelj do ladje. Ko so mornarji hiteli svoj plen privezovati, se jim je izmuznil iz mačka ter vnovič padel nazaj. Dne 19. avgusta so ga zopet ujeli in nametali do 1000 nitij; vsled nemirnega morja ga niso mogli pritrditi na sidrokaz in zopet je izginil proti dnu. Sedaj so lovili cel teden, ne da bi se jim posrečilo kabelj zasačiti in prijeti. Zato se je podal Canning 80 milj dalje proti vzhodu, kjer je bilo morje nekoliko bolj plitvo in samo 1900 nitij glo¬ boko. Dne 31. avgusta je maček zagrabil kabelj, katerega so takoj dvignili do 800 nitij pod morsko gladino, potem pa ga privezali na sidrokaz. «Great Easterns je jadral še z drugo ladjo nekoliko proti vzhodu, da še na jednem mestu poprimeta kabelj.’ To se je kmalu posrečilo, in tedaj so krajši konec kablja med sidrokazom in drugo ladjo z ostrim mačkom prerezali. V tem hipu se je potezna sila kablja znižala za polovico in so ga začeli zopet dvigati proti površini. Bilo je dne 2. septembra ob 1 uri zjutraj, ko se je pokazal kabelj nad morjem. Previdno so ga mornarji povezali z vrvmi ter spravili na krov. Slika 194. naj pojasni to težavno delo. Veliko veselje je vladalo na ladji, a še večja je bila radovednost, če je trud tudi poplačan in če je kabelj še rabljiv. Oluščili so odejo njegovo ter staknili dušo z zrcalnim galvano- metrom. Sedaj so bili zvezani z Angleško. Mornarji so se gneli v kabini elektrikovi ter z nepopisno razburjenostjo zrli na ozki svetlobni trak, kedaj se bode premaknil ter dal znamenje od angleškega brega. Elektrik je poslal prvi galvanski sunek v kabelj; čakali so pet dolgih in mučnih minut na odgovor. Vse zastonj; svetlobni trak se je pač nemirno zibal po skali galvanometra, a znamenja ni bilo nikakega. V drugič je poklical elektrik proti daljni zemlji, in zopet ni bilo nika¬ kega odgovora. Še tretjič so dali brzojavno znamenje z ladje v nepo¬ znano globino, in glej — svetlobni trak se je energično odklonil v stran. Valencija je odgovorila! Kabelj je bil nepokvarjen! Slika 194. Zadnje dviganje kablja. 278 Z gromovitim hura so mornarji pozdravljali veselo znamenje, in zgodnje jutro je našlo sredi visokega morja družbo, ki je v nepopisni radosti praznovala sijajno zmago. Prva depeša iz ladje je veljala fabrikantu na Angleškem, ki je bil kabelj izdelal. Ko je prvo veselje minulo, so zvezali dvignjeni konec kablja z novim kosom, ki ga je imela ladja pripravljenega na krovu, in «Great Easterns je odjadral proti 'Novi Fundlandiji. Dne 8. septembra je dospel do svojega cilja in mornarji so kabelj privedli na suho. Tako so zbri¬ sali madež, ki je bil ostal na njihovem podjetju iz leta 1856. ter dokazali, da je človeški duh v pravem pomenu besede gospodar sovražne prirode. Sedaj sta ležala oba kablja kot dobra soseda na dnu morja ter jela služiti svetovnemu prometu. Dolžina kablju iz leta 1865. je bila 1896 morskih milj, dočim je kabelj iz leta 1866. za 42 morskih milj krajši. S polaganjem transatlanskih kabljev je elektrotehnika prestala izborno šolo. Razvil se je na podlagi pridobljenih izkušenj poseben sistem za polaganje podmorskih kabljev ter povzpel do tolike višine, da sedaj ne dela ta panoga elektrotehnike nobenih posebnih težav. Zgradili so še boljše parnike za polaganje, nego je bil «Great Easterns. Osobito se je odlikovala v tem oziru tvrdka Siemens Brothers, ki je leta 1874. zgradila ladjo za polaganje kabljev, ki velja še danes kot vzor za taka podjetja. Krstili so jo na ime «Faraday>. Dolga je 120 m, široka 17 m in globoka 12 m. V njej se nahajajo tri shrambe za kabelj; vsaka je 9 m visoka in ima 13 m v premeru. Ladjo gonita dva parna stroja, in sicer suče vsak stroj po jeden vijak. Parnik nosi nadalje dve krmili; jedno na sprednjem in drugo na zadnjem koncu, da ga je moči sigurno voditi naprej in nazaj. Shrambe za kablje so zbite iz železne pločevine. Kabelj je vložen vanje v spiralah; da se ne zamota, je nastanjen poseben aparat, po katerem kabelj varno šviga na površje ladje. Predzadnji svitek kablja je pokrit z belim platnom, ki polagatelje opozarja, da bode shramba kmalu prazna. Tedaj začne ladja počasneje teči in monterji hitro prosti konec ostanka zvarijo z začetkom kablja v prihodnji shrambi. Kabelj je najprej napeljan v pri¬ prave, ki ga varno zavirajo, a potem je tri do štirikrat navit okoli veli¬ kega bobniča, kateri je tudi še opremljen z zanesljivo zavoro za ure¬ jevanje potega. Od bobniča gre kabelj skozi dinamometer, od tod pa na škripec, po katerem drše v morje. Ako se pojavi kaka hiba v položenem kablju, se lahko kmalu najde dotično mesto s pomočjo merskih aparatov, ki so nastanjeni na bregu. V ta namen dobi kabelj pri polaganju znamke, ki so druga od druge po jedno miljo oddaljene. Kadar se prikaže znamka na bobniču, se dotični čas v posebni knjigi natanko zapiše. Ker je nadalje v parni- 270 kovem dnevniku natanko označena pot ladje, in je iz njega razvidno, na kateri točki te poti se je parnik v tem ali onem času nahajal, se pozneje lahko z veliko sigurnostjo določi, na katerem mestu morskega dna je kos kablja, ki je toliko in toliko milj oddaljen od brega. Ko merski aparati povedo razdaljo pokvarjenega dela, se poda ladja z monterji na dotično mesto ter dvigne poškodovani kabelj iz morske globočine, da ga primerno popravi. Ker se hibe večkrat pojavljajo, pluje danes veliko brodovje, broječe nad 30 parnikov, neprestano po raznih morjih, da išče, dviga in popravlja kablje. Kablje je treba med izdelovanjem in tudi pozneje še vedno skrbno nadzorovati in meriti. Določiti se jim morajo tri količine, in sicer upor bakrene duše, upor osamljajoče odeje in kolikost polnitve, t. j. množino elektrike, katero more kabelj pri določenem električnem tlaku sprejeti vase. Pri tem merjenju je treba velike natančnosti in po¬ zornosti, kajti kabelj je dragocena stvar, in polaganje stane ogromne novce. O rezultatih električnega merjenja in sploh o električnih svojstvih vsakega dela kablja pišejo dnevnik, ki pozneje omogočuje iskanje pokvarjenih delov. O silni natančnosti in zanesljivosti merskih priprav nas poučuje dejstvo, da se pri določevanju, kje leži pokvarjeni kos, pojavljajo napake, ki znašajo k večjemu par sto metrov. Opremljeni s tolikimi sredstvi na tehničnem in znanstvenem polju so elektrotehniki in podjetniki hiteli graditi nove podmorske telegrafske zveze. Dvajset let po prvem srečnem poskusu je bilo med Evropo in Ameriko že 10 novih podmorskih telegrafskih črt, ne da bi šteli prvotni dve progi, ki sta leta 1873. oziroma 1877. odpovedali pokorščino ter se pogubili na dnu atlantskega oceana. Kmalu so položili tudi kablje med Evropo in južno poluoblo naše zemlje. Tja do Kine in Japana ter dalje do Avstralije je zdaj otvorjen telegrafski promet. Poleg teh gigantičnih zvez je zgrajenih mnogo krajših prog, in gosta elektrovodna mreža počiva v vseh morjih, ki vežejo glavne kraje naše zemlje med seboj. Vsi podmorski kablji merijo zdaj nad 130.000 morskih milj in v njih je invenstiran kapital blizu 800 miljonov mark. Večina teh kabljev je last privatnih družb, katerih je 24. V oskrbi imajo 277 kabljev z dolžino 118.000 morskih milj; troški za te proge znašajo približno 700 milijonov mark. Države imajo v svoji lasti 28 kabljev, katerim je dolžina približno 12.000 morskih milj. Denarni uspehi podmorskih kabljev so jako ugodni, in družbe plačujejo svojim delničarjem velike dividende, čeravno so pristojbine izdatno znižale. V prvih letih je veljala vsaka beseda iz Nemškega v Ameriko 9 goldinarjev, dočim se zdaj plača iz nase države v Novi 280 Jork za jedno besedo samo 85 kr., v angleško Vzhodno Indijo čez Trst in Suez pa 2'50 goldinarja. Aparati za podmorsko telegrafijo. Ker so podmorske telegrafske črte večinoma jako dolge, stavijo njih prevodniki zelo velike upore galvanskemu toku. Ko bi hoteli pri podmorskem brzojavnem prometu uporabljati navadne brzojavne aparate, ki zahtevajo razmerno močne toke, bi morali nastaviti v nabrežnih postajah razsežne baterije za proizvajanje potrebnih tokov. To bi sicer ne imelo nikakih neugod¬ nih posledic za podjetje, kajti troski baterije bi bili v primeri z drago¬ cenimi kablji povsem neznatni. Tudi bi si končno pomagali z dinamo- stroji in z akumulatorji, ki bi dajali toke primerne napetosti. Vendar pa je uporaba močnih tokov v podmorskem telegrafskem prometu po¬ polnoma izključena. Kabelj namreč ne prevaja samo električne energije, temveč nabira in shranjuje jo tudi v sebi, ali kakor pravimo, kabelj se z elektriko polni. Obnaša se kakor leydenska steklenica; njegova duša tvori jedno (notranjo) oblogo, morska voda, ki kabelj obdaja, pa drugo (vnanjo) oblogo. Ako zvežemo dušo, rekše notranjo oblogo kablja z močno baterijo, sprejema vase električno energijo in se polni. Polnitev se pa ne izvrši na mah, in tudi izpraznjevanje traja nekoliko časa. Zatega¬ delj se sklepanje in prekidanje toka na oddajni postaji ne more hipno javljati tudi na prejemnem mestu; za vsako izmeno v meri toka je treba najprej počakati, da se kabelj napolni in izprazni, sicer so brzojavljeni znaki nejasni in nerabni. Vsled polnitve kablja se torej vsaka depeša izdatno zakasni, kar je pri dragem kablju, pri katerem je treba vsak trenotek izkoristiti, v materijalnem oziru na veliko škodo. Poleg tega dejstva je uporaba jakih tokov tudi zato izključena, ker se pri jakih tokih dokaj hitreje prikazujejo razne hibe v kablju, ki privedo drago¬ ceno vrv v prezgodnjo pogubo. Ti vzroki so povod, da delujejo na pod¬ morskih brzojavnih progah izključno le s slabimi toki, kakršni ne morejo gibati navadnih brzojavnih aparatov. Pri uporabi slabih tokov se polnitev in izpraznjevanje kablja razmerno hitreje vrši, in izguba na času ni toliko občutna kakor pri jakih tokih. Ker bi slabi toki ne mogli gibati kotvice navadnih brzojavnih pri¬ prav, so bili elektrotehniki primorani izumiti nova, dokaj bolj občutna prejemala, in sicer so posegli po Gaussovem zrcalnem galvanometru. Ako so vzbujajoči galvanski toki zelo slabi, je odklon magnetne igle tako majhen, da ga komaj zapazimo s prostim očesom. Sicer bi lahko vzeli daljšo iglo, oziroma pritrdili nanjo daljši kazalec, da bi napravila ost večjo pot. A tedaj bi postala igla pretežka, in gibanje bi bilo preokorno. Zato prevzame pri tem galvanometru ulogo kazalca ozek svetlobni trak, ki igle ne obteži in je v premikanju nikakor ne ustavlja. V ta namen se pritrdi sredi magnetne igle lahko zrcalce, in 281 sicer tako, da stoji njegova ploskev pravokotno na njeni osi. Zrcalu nasproti se nahaja daljnogled, pod njim pa v stopnje razdeljena skala. Ako gledamo skozi daljnovid na zrcalo, zapazimo v njem sliko skale. Kadar magnetna igla počiva, vidimo v zrcalu določeno črto skale, ko se pa igla odkloni, zrcalo reflektira drugo črto v daljnovid; razlika med črtama, ki se zrcalita od mirne in odklonjene igle, je tem večja, čim bolj je skala oddaljena od zrcala. Ako postavimo namesto daljnovida svetilnico, ki meče svoje žarke na zrcalo, odbija poslednje vpadne svetlobne trake na skalo, in po tej se premika zajček, kakor se odklanja magnetna igla. Svetlobni trak nadomešča torej dolge ka¬ zalce ter razločno naznanja najmanjši odklon magnetne igle. Slika 195. Razsvetljeval™’ aparat s skalo. Recimo, da veljajo odkloni na jedno stran za točke, odkloni na drugo stran pa za črte Morse-jevih brzojavnih znamenj, potem lahko umejemo, da se pri opisani pripravi izhaja z najslabšimi toki. Treba je seveda ogromne vaje in bistre pozornosti uradniku, da po skakajočem svetlobnem traku (zajčku) na skali hipno spozna vsak poslani znak ter sestavlja črke in besede. Služba pri aparatih na podmorskih telegrafskih postajah je zategadelj jako utrudljiva, in uradnik more le par ur ne¬ prestano ustrezati svoji nalogi. Slika 195. nam predočuje jeden del označenega prejemala in sicer svetilnico s skalo. V omarici, kateri so na sliki vratca odprta, je na¬ stanjena svetilnica. Skozi špranjo m x m 2 padajo svetlobni traki na zbiralno lečo L, ki trake koncentrira ter meče na zrcalo magnetne igle. 282 Zrcalo reflektira trakove nazaj na skalo, ki je pritrjena na sprednji strani omarice. Da telegrafist bolje razločuje skakajoče zajčke, biva s svojimi aparati v temni sobi. Galvanometer, v katerem se premika magnetna igla z zrcalom, ima tuljavo z mnogo tisoč ovoji tenke žice. V tuljavo je vtaknjena bakrena cev, v kateri visi okroglo zrcalce na kokonski niti. Na zadnji strani zrcala je prilepljen magnetni košček jekla, ki je prevzel nalogo magnetne igle. Ker bi se po vsakem odklonu zrcalo nekoliko časa zibalo ter s tem uradnika motilo v čitanju znakov, je bakrena cev napolnjena z glicerinom, v katerem se magnet po vsakem odklonu skoraj hipno umiri, dočim glicerin nikakor ne ovira poti svetlobnemu traku. Dajalo, ki pošilja tokove sunke v jedno ali drugo mer v kabelj, da odklanjajo magnetno iglo na desno ali levo, je jako preprosto zgrajeno ter v principu povsem jednako tokovemu menjalu, kakršno smo opisali pri iglastih brzojavih. Slika 196. naj nam razloži njegovo sestavo. Dajalo ima dva kontaktna vzvoda ab in cd, in zato mu pra¬ vimo dvoj n ati ključ ali tipač. Na skupni ploči sta pritrjeni dve kontaktni šini B in C; prva je zvezana z jednim (pozitivnim), druga pa 283 z ostalim (negativnim) polom galvanske baterije. Sina C stoji nekoliko višje nego B, tako, da ležita vzvoda ab in cd med obema šinama, oziroma, da biva sina B pod njima, a sina C nad njima. Vzvod ab je v zvezi s podzemno pločo Z, vzvod cd pa staknjen s prevodnikom ali kabljem P. Vzmetni peresi tiščita oba vzvoda kvišku, da se dotikata šine C, dočim nimata v tej legi nikakega kontakta s šino B. Tok, ki prihaja po prevodniku P v dajalo, gre tedaj neposredno do podzemne ploče Z in od tod nazaj po zemlji na prvotno postajo, baterija naše postaje pa je izločena iz tokovega kroga. Če zdaj pritisnemo na gumb a, da se pripadajoči vzvod odtrga od šine C ter dotakne šine B, zvežemo zemljo s pozitivnim polom baterije, a negativni pol je staknjen s pre¬ vodnikom P. Potemtakem gre tok iz baterije po zemlji na oddaljeno postajo, od koder se po kablju P vrača nazaj v našo baterijo. Ako pa pritisnemo na gumb c, kroži tok v nasprotno mer po zemlji in po kablju. S pritiskanjem na jedni ali drugi gumb moremo torej toke različne meri pošiljati v prejemalo druge postaje. Z dajalom je v pri¬ merni zvezi tudi prejemalo vsake postaje, da moremo z lastnimi očmi kontrolirati znake, katere pošiljamo v oddaljeno postajo. Zrcalni galvanometer daje seveda minljiva znamenja, in njih opa¬ zovanje je silno utrudljivo za uradnike. To je velika hiba in ovira za podmorsko telegrafijo. Umevno je torej, da so vsa podjetja že iz pričetka hrepenela po prejemalih, ki bi došle depeše ustanavljala in zapisovala, kakor se to godi pri navadnih pozemnih brzojavih. Ker so pa električni sunki, katere uporablja podmorska telegrafija, neizrečeno slabi, je delala konstrukcija pisalnih priprav ogromne težave. Stoprav genijalnemu angleškemu fiziku Thomsonu se je posrečilo sestaviti prejemalo, ki vkljub neznatnim električnim sunkom piše znake na papirnat list. Njegov natezni pisalni aparat (Syphon Recorder) rešuje dano nalogo na zanesljiv način in riše znake s pomočjo krive natege, sestoječe iz tenke steklene cevi, po kateri teče modra anilinska barva na papir. Nastali znaki tvorijo sliko valovite črte. Hribi jedne strani pomenjajo točke, a hribi druge strani črte Morse-jevega alfabeta. Natezni pisalni aparat za podmorske telegrafske proge dela torej takozvano valovito pisanje ter odpravlja nedostatke, ki so združeni z uporabo zrcalnega galvanometra. Ker pa nimamo pri rokah primerne slike, se ne bodemo spuščali v podrobnejši opis te v električnem in mehaničnem oziru vele- zanimive iznajdbe. Da se brzojavljanje hitreje vrši ter draga proga bolje izkorišča, so izumili nadalje tudi aparate, ki samodelno, torej hitreje kakor človeška roka, telegrafirajo depeše. V tem oziru je najbolj znana pri¬ prava, kateri pravimo Lauritzenov undulator. Uporablja ga , obesita telefone na kljuki in dasta po preteku 3 — 4 sekund telefonski centrali znamenje, da je pogovor končan in da naj zvezo pretrga. Uporaba telefona se je v teku zadnjih let po vseh kulturnih de¬ želah ogromno razširila; leta 1877. so prišli prvi telefoni na Nemško, in sedaj je njih število tako ogromno, da je težko natančno slediti temu napredku vede in industrije. Glede telefonskega prometa nadkriljuje Amerika vse--druge zemlje. Leta 1892. je bilo tam približno 200.000 tele- fonsloli pbš"t'aj', a danes znaša njih število že okoli 900.000. Za Ame¬ riko stopa Nemško cesarstvo, ki je imelo leta 1894. kacih 93.000 tele¬ fonskih postaj, dočim jih naštejemo letos že 140.000. Izmed teh se jih nahaja samo v Berolinu 32.000; zato se Nemci z vso pravico ponašajo, da ima njih stolica na vsej zemlji najrazsežnejšo telefonsko mrežo'. V našej državni polovici nahajamo približno 20.000 telefonskih govorilnic; Dunaj jih je koncem leta 1898. štel 13.339, Ljubljana pa 155. V deželah ogrske krone je 10.000 postaj. Izmed ostalih držav omenjamo Angleško s 75.000, Švedsko s 50.000, Francosko s 35.000 in malo Švico s 30.000 telefonskimi govorilnicami. Ruska jih ima 18.000, Norvegija 16.000, Danska 15.000, Laška 14.000, Španska in Holandska pa po 12.000. V Belgiji uporabljajo 11.000, na Irskem 6000, na Portugalskem 2000, na Rumunskem 400 in na Bolgarskem 300 telefonskih aparatov. Tokovode za telefonske postaje napenjajo večinoma po zraku in sicer običajno vrh hišnih streh. Ker se pa vsled neprestanega množenja abonentov prevodniki vedno bolj razpletajo nad glavami velikomestnih prebivalcev, in postaja žična mreža toliko gosta, da je iz estetičnih in praktičnih vzrokov ne kaže pomnoževati, so se telefonske uprave večjih mest odločile za podzemne prevodnike in kablje, ki združujejo vsaj glavne žice. Kablji so v obče ravno tako sestavljeni kakor oni, ki rabijo za telegrafski promet. Posamične žice so primerno izolirane in v večjem številu posukane v debelejšo vrv, ki je osamljena z napojenim bombažem in končno zavarovana s svinčeno odejo, katero obdajajo sple¬ tene železne žice. Mesto bombaža rabijo nekatera podjetja tudi papir¬ nate trake za izolacijo. Pravijo, da papir zmanjšuje polnitev kablja; zategadelj se izolacija s papirjem, ki je tudi izmed vseh druzih najceneja, vedno bolj udomačuje pri telefonskih kabljih. V jednem kablju se na¬ vadno nahaja po 14 do 28 posamičnih tokovodov, ki služijo za dovod in odvod električnega toka, ali pa tudi samo za dovod, ako je odva¬ janje izročeno zemlji. Kako so kablji zvezani s prevodniki zračne razdelilne mreže, in kako so napeljani v centrale, se ravna po razmerah dotičnega mesta ter spada med podrobnosti, ki v prvi vrsti zanimajo telefonske monterje. Zato se na tem mestu ne bodemo spuščali v natančnejše opise telefon- 339 skih podzemnih in zračnih tokovodnih mrež; omenjamo le, da veljajo zanje v obče ista pravila, kakor za telegrafske proge. Ko se je telefonski promet med prebivalci jednega in istega mesta tako bujno razvil, se je kmalu vsestransko pokazala želja po telefonski zvezi med sosednjimi mesti; telefonska uprava se je kmalu morala pečati z nalogo o uredbi telefonskega pogovarjanja s kraja v kraj, z mesta v mesto. Razvil se je takozvani mej mestni ali interurbanski telefonski promet. Pri takih zvezah pa so se elektrotehnikom s početka javljale velike težkoče, ki so vplivale na razločnost govora. Telefonski toko- vodi, namenjeni za daljavo, se morajo boriti z zemeljskimi toki in z indukcijo bližnjih tokovodov. Zemeljski toki zajdejo v telefonov tokov krog, ako uporabljamo zemljo za odvod toka; zategadelj čujemo v telefonu razno šumenje in vrvenje, ki moti pogovor osobito tedaj, če so razdalje velike. Da se ognemo takim oviram, odstranimo zemni vod in ga nadomestimo z nadzemnim tokovodom. Dve oddaljeni postaji sta torej zvezani z dvema žicama, izmed katerih rabi jedna za dovajanje, Slika 251. V' - --- Uničevanje indukcijskih učinkov telegrafske žice na dvojnate telefonske tokovode. Slika 252. Uničevanje indukcijskih učinkov s križanjem telefonskih tokovodov. druga pa za odvajanje toka. Sedaj so zemeljski toki izključeni in mo¬ tenje od te strani je postalo nemogoče. S takimi dvojnatimi tokovodi, ali kakor navadno pravimo, s petljastimi tokovodi, lahko obču¬ jemo več sto kilometrov daleč povsem razločno in natančno. Če so nadalje telefonski tokovodi napeti v bližini telegrafskih žic, inducirajo telegrafski toki v telefonskih prevodnikih posebne toke, ki tudi vplivajo na tresenje elastične opne v telefonu; celo toki jednega telefonskega tokovoda inducirajo toke v sosednjem, vzporedno ž njim potegnjenem telefonskem tokovodu ter provzročajo, da se čujejo na vsaki žici besede, ki jih prenaša druga. Ako imamo opraviti z jedno samo žico, ki bi lahko z indukcij¬ skimi toki motila oba telefonska prevodnika, pritrdimo poslednja dva simetrično z motečo žico, kakor kaze slika 251. Ako leži telegrafski tokovod L ravno na sredi med obema telefonskima tokovodoma T’ in T”, vzbuja tokov sunek v L, imajoč mer puščice na sliki, v vsakem telefonskem tokovodu tokove sunke nasprotne meri, ki je označena s puščicama. Ti tokovi sunki gredo jeden proti drugemu v telefonskem tokovem krogu in se zategadelj uničujejo. Oba telefonska tokovoda sta 22* 340 potemtakem lahko pritrjena na istih drogovih s telegrafsko žico; tudi ni treba, da bi vsi trije tokovodi ležali v isti ravnini; žica L sme biti tudi na strani, če ima le simetrično lego proti T’ in T”. Ker je v praksi jako težko izvesti popolno simetrijo, napenjajo elektrotehniki telefonske žice rajše tako na drogove, da se v določenih presledkih križajo. Tako pritrjevanje vidimo na sliki 252. Tu inducira telegrafski tokovod L na jedni progi del telefonske žice T’ močneje, na prihodnji progi pa istotako zopet jeden del tokovoda T”; posamični oddelki telefonskih žic T’ in T” izpreminjajo svojo lego proti telegrafski žici L od proge do proge, in četudi niso za vsak oddelek povsem simetrične z L, je vendar vsa črta v svojej skupnosti toliko simetrična s telegrafskim tokovodom, da prenehajo indukcijski učinki. Po nekaterih krajih, osobito na Angleškem, zamenjujejo lege po¬ samičnih žičnih oddelkov s spiralno uredbo tokovodov, kakor kaže slika 253. Umeje se, da so na naši sliki drogovi pregosto postavljeni, to pa zategadelj, da lažje sledimo spiralam vsake žice. Monterji tožijo, Slika 253. Spiralno pritrjeni telefonski tokovodi. da je pri spiralni razvrstitvi tokovodov težko slediti posamezni žici in na licu mesta še težje določati njeno pristojnost v tokovem krogu. Zato so se druga podjetja odločila, da križajo žici z zavijanjem okoli droga, v ostalem pa napenjajo prevodnika vzporedno od droga do droga. Pri zelo dolgih telefonskih progah ne zadoščajo več tokovodi od železne žice, kar si lahko razlagamo s svojstvi telefonskih tokov. Ti toki so namreč izmenični, in pri vsaki izmeni se pojavljajo v tokovodu mimobežni ali ekstra-toki (str. LVIIL), ki slabe prvotni tok in izpreminjajo njegov značaj. Čim daljši je tokovod, tem jačji so mimo¬ bežni toki; v železnih žicah so mimobežni toki vrh tega približno 300krat močnejši nego v bakrenih. Zategadelj se tok pri dolgih elektro- vodih sploh zelo oslabi, osobito pa, ako so železni. Za dolge proge je torej treba posegati po bakrenih ali bronastih žicah, a umeje se, da so tudi za kratke zveze ugodnejše nego železne. Navadno se jemlje sedaj silicijev bron za prevodnike; ta zlitina združuje veliko prevodljivost z izdatno trgoporno trdnostjo, kar jako pospešuje napenjanje na velike razdalje. 341 S pravim spoznanjem električnih in mehaničnih svojstev telefonskih prevodnikov so elektrotehniki premagali prvotne težkoče in posrečilo se jim je ogromne razdalje zvezati za telefonsko občevanje. Največja proga na svetu je v Ameriki med Novim Jorkom in Chicagom; izgotovljena je bila leta 1892. ter meri 1520 km. V Evropi sta s pričetka sloveli telefonski progi Pa riz-B ruselj in P a r i z-L o n d o n; prva ima dolžino 320 km, druga pa 490 km. Sedaj so ju pač že pre¬ kosile druge, daljše črte. Na progi Pariz-London je položen telefonski kabelj po dnu morja; ker ni bilo poprej nobene tako dolge podmorske telefonske zveze, je srečna izvršitev te črte vzbudila vsestransko zani¬ manje elektrotehnikov ter jim nemalo ojačila pogum. Kakor z veliko¬ mestnim, nadkriljuje tudi z interurbanskim telefonskim prometom Nemčija vse druge države evropskega kontinenta. Berolin je telefonsko zvezan s 518 mesti, mej drugimi tudi z Dunajem; dotična proga meri 434'7 km. Najdaljša zveza je Berolin-Memel, ki je dolga 1012 km. V Avstriji imamo znamenite proge D u n a j - P r a ga (316'1 km), Dunaj- Trst (504'1 km) in D u n aj - B u d i m p e š t a (252'2 km), ki je tudi v neposredni zvezi z Berolinom. Vseh skupaj vodi z Dunaja 28 telefonskih prog do različnih mest naše državne polovice. A ko se ozremo na naštete dolge proge, uvidimo, da je teore¬ tično mogoče telefonsko občevati v poljubne razdalje. V praksi seveda se pojavljajo pri vseh večjih daljavah še razne ovire, katerih tehniki dosedaj še niso mogli uspešno odpraviti. Tako je n. pr. nemogoče ne¬ posredno govoriti iz Budimpešte v Memel, čeravno se progi Budimpešta- Berolin in Berolin-Memel stekata v isti centrali. Zraven tehničnih težkoč pridejo pri velikih razdaljah tudi ogromni troški za tokovode v poštev, ki spravijo rentabiliteto v nevarnost. Pre¬ računali so, da bode veljala proga Berolin-Bruselj-Pariz skoraj tri milijone mark; zato so dolge proge samo med najbolj obljudenimi in na vrhuncu prometa stoječimi mesti mogoče. Bila je doba, ko so elektrotehniki menili, da bode telefon v kratkem izpodrinil brzojavno občevanje ter omogočil ustni pogovor od kontinenta do kontinenta. Sedaj jim je jasno, da imata telefon in telegraf vsak svoje področje, ki se z našimi sedanjimi sredstvi ne more prekoračiti. Za občevanje prebivalcev jednega in istega mesta med seboj in med bližnjimi sosedi, kakor tudi za obče¬ vanje med oddaljenimi središči omike, kupčije in industrije, je telefon najboljše in najpripravnejše sredstvo, ki si pridobiva od dne do dne širših tal. Za promet čez daljne neobljudene kraje in za promet čez široka morja pa telegraf zmagovito tekmuje s telefonom. Poleg svoje glavne naloge kot najpripravnejše občilo med sosedi, ima telefon tudi pomen za nekatere posebne svrhe praktičnega živ¬ ljenja. Vojaštvo se ga poslužuje v obilni meri in si obeta v vojnem 342 času od njega izdatnih koristij. Za zvezo posamičnih vojaških oddelkov rabijo tenke kablje, katere nosijo vojaki v tuljavo navite v posebni, tornistru podobni omarici na hrbtu. V njej je nameščen tudi telefon, ki služi ob jednem kot dajalo in prejemalo. Vojak polaga kabelj gredoč po določeni poti. Ves aparat tehta 15 kg in ima v sebi 500 metrov tokovoda. A ne samo v boju proti bližnjemu, temveč tudi v boju proti prirodnim silam je telefon zvest tovariš človeku. Potapljalci, ki v vodni globočini izvršujejo svoj nevarni posel, so opremljeni s telefonom in po njem združeni z zgornjim svetom. Ladje, bivajoče dalje časa v prista¬ niščih, se telefonsko zvežejo z obrežjem, da jim je tudi tedaj mogoče občevati s kopno zemljo, ko je vsak drug promet vsled vremenskih nezgod nemogoč, in da se izognejo zamudnemu veslanju od barke do brega in nazaj. V bolniščnicah morejo bolniki in njih strežaji, ki so vsled kužnih boleznij osamljeni od vnanjega sveta, telefonsko govoriti s svojimi drazimi, ne da bi jih spravljali v najmanjšo nevarnost. Za kirurgične namene je Hughes sestavil poseben aparat, ki s pomočjo telefona zdravniku naznanja, v katerem delu telesa se nahaja puščhal krogla, ki je ranjenca zadela. Ako namreč čez ranjeni del pomikamo žično tuljavo, primerno zvezano s telefonom in mikrofonom, se v tuljavi izpreminjajo indukcijski toki vsled bližine krogle. Tikanje žepne ure, katera stoji pred opno mikrofona, postaja jačje ali slabše, razmerno z jačjimi in slabšimi indukcijskimi toki. Bližina krogle se torej javlja z močnejšim tikanjem ure v telefonu. Ker so sedaj Rontgenovi trakovi boljše in zanesljivejše sredstvo za iskanje izgubljenih puščnih krogel in zrn, je Hughesov zanimivi aparat pač že pozabljen; omenjamo ga le zategadelj, da čitatelj spozna mnogostransko uporabnost telefona. Hughes je sestavil tudi pripravo, ki določuje občutljivost člo¬ veškega sluha. Dotični aparat se zove avdiometer ter sestoji iz treh žičnih tuljav, ki so nataknjene na horizontalno palico. Končni tuljavi inducirata nasprotujoče si toke v osrednji tuljavi, in stvar je tako ure¬ jena, da se pri določeni legi osrednje tuljave v njej inducirana toka uničujeta. S končnima tuljavama je staknjen mikrofon, ki nosi žepno uro, osrednja tuljava pa je zvezana s telefonom; dokler je v taki legi, da se v njej inducirana toka uničujeta, ne sliši uho tikanja ure. Ako pa osrednjo tuljavo na palici premaknemo proti jedni ali drugi končni tuljavi, zmaguje indukcija bližnje tuljave in v telefonu začujemo tikanje ure. Čim občutljivejše je uho, tem manj je treba osrednjo tuljavo pre¬ makniti na palici, ki je za določevanje posamičnih leg tuljave oprem¬ ljena s primerno skalo. Nepopisno občutljivost telefona izkoriščajo tudi za merjenje jakosti izmeničnih tokov, oziroma za dokazovanje njih prisotnosti. V tem oziru se telefon sicer ne more primerjati z galvanometrom, a za navadne 343 slučaje, v katerih gre v prvi vrsti za konstatiranje toka, je telefon jako priročno sredstvo. Z njim preskušajo tudi strelovode, pri katerih je zadostna prevodljivost temeljnega pomena. Jako poučno in praktično uporabo telefona je naznanil A. Pariš v Altoni. Pri tamosnjem vodovodu so namreč vodne cevi čestokrat puščale, in malokdaj je bilo lahko natančno in hitro določiti poškodo¬ vano mesto. Zamudno iskanje puščajočih cevij je Pariš poveril občut¬ ljivemu mikrofonu. Pokončna palica od suhega smrekovega lesa, ki je dober prevodnik tonov, ima na zgornjem koncu pritrjen mikrofon z nekaterimi suhimi elementi. Z mikrofonom je zvezan telefon, ki naznanja njegove učinke. Ako postavimo palico na vodovodno cev, čujemo v telefonu vsako kapljico, ki pada od cevi, in lahko je najti poškodo¬ vano mesto. Celo za prisluškovanje je telefon dober. V sobi visi nedolžna podoba, ki je slikana na leseno opno — a za njo je skrit mikrofon. Od mikrofona sta napeljana dva skrita tokovoda v sosednjo sobo, kjer sta zvezana s telefonom. Kar se govori v prvi sobi, čuje prisluškovalec pri telefonu. Take priprave priporočajo izumitelji osobito za jetniščnice, kjer more preiskalni svetnik poslušati vse tajnosti, ki jih jetniki zaupajo drug drugemu. Naša naloga ni, da bi se spuščali v oceno moralnosti in upravičenosti označenega aparata; hoteli smo le opozoriti na to zanimivo, četudi morebiti zavržljivo uporabo telefona. S pripravami za prisluškovanje so tehnično sorodni aparati, ki prenašajo glasbo iz koncertnih in opernih dvoran v oddaljene kraje. Njih uredba je v principu jako preprosta. V bližini orkestra ali odra je postavljenih več krepkih mikrofonov, ki pošiljajo zvočne vale do raznih oddaljenih telefonov. Prenašanje glasbe pa je še dokaj pomanj¬ kljivo, in daleč smo menda še od onega aparata, s katerim bodemo razločno slišali koncerte in opere v svojej sobi, ter si doma pri peči privoščili jednakih užitkov, kakršne imajo pravi obiskovalci gledališča, ki potrpežljivo vztrajajo na svojih sedežih. Dospeli smo do konca. Očrtali smo postanek, rast in pomen električne vede; videli smo, da so bili začetki mali in skromni, razvoj pa nepopisno živahen in buren. V vedno hitrejšem teku je sledil izumek izumku, in sedaj je skoraj ni stroke človeškega delovanja, kjer bi elek¬ trika ne imela odločilne ali saj velevažne besede. V privatnem in javnem življenju stojimo pod njenim vplivom, in povsodi se zmagovito in po¬ nosno javljajo učinki te ogromne, neizčrpne prirodne sile. Najbolj vesela pa je prikazen, da ga skoraj ni dneva, ki bi nam ne prinesel poro< il o novih uspehih elektrotehnike; iznajdba, včeraj narejena, je danes že 344 zastarela in marsikateri oddelek naše knjige je v teku časa, ko smo pisali te liste, že izgubil pravico najzadnje novosti. Tako je v 1. 1898. — da omenimo le nekaj važnejših slučajev — izdatno napredovala tehnika akumulatorjev in zategadelj se je tudi nepričakovano povz¬ dignilo izdelovanje električnih avtomobilnih voz v Severni Ameriki, na Angleškem in Francoskem. Nič manj se ni razvila elektrokemija; čiščenje kovin in njih izločevanje iz rude se je v minulem letu toliko povzpelo, da so se trgovski odnošaji pri nekaterih kovinah izdatno iz- premenili. Kilogramu aluminija je padla cena na 1’75 gld., in v Ameriki so nastale tvornice, ki s pomočjo električnega toka izločajo na dan po 1150 kg srebra in dobivajo na leto po 2040 kg zlata. Schafer je izumel novo metodo za natančno in zanesljivo določevanje po¬ kvarjenih mest podmorskih kabljev; Marconijevo tele¬ grafijo brez žice so dokaj popolnih, in sedaj je mogoče tudi na kopnem brez tokovodov pošiljati brzojavke 18 km daleč. Prof. Zickler v Brnu dela poskuse z novim telegrafskim sistemom, ki stoji na isto¬ dobnem izkoriščanju svetlobnih in električnih valov. Ako se njegova iznajdba obnese, bodo telegrafske uprave občevale brez žic na veliko večje razdalje, kakor jih zmaguje Marconijev aparat. — Tudi ra zs vet¬ ij evalna tehnika ni zaostajala. Nernst inAuer sta nastopila z novimi žarečimi telesi, ki se odlikujejo od sedanjih po večji svetljivosti in manjših cenah ter bodo najbrže kmalu tekmovala z našimi žarnicami. Istotako prihajajo na trg nove obločnice, ki neprestano svetijo do 200 ur, ne da bi bilo treba menjati ogljenih klincev. — Morebiti naj¬ večje napredke pa more zabeležiti elektroterapija. Zdravniki so dognali, da ima električna luč veliko zdravilno moč za razne bolezni. Rbntgenovi svetlobni traki, ki so v tesni zvezi z elektriko, so z izboljšanjem Crooke-ovih cevij postali prevažen faktor modernega 'zdra¬ vilstva, in to tembolj, odkar je prof. Niels Findsen v Kopenhagenu izločil nekatere sestavine Rontgenovih trakov, ter s tem odstranil škodljive učinke te svetlobe na zdravo človeško kožo. Vrh tega so našli, da so Rbntgenovi trakovi smrtonosni za bakterije, in že jih upo¬ rabljajo razni zdravstveni zavodi v razkuževalne namene. — Ti vzgledi že zadostno pričajo, da ga menda ni polja, kjer bi električna veda dobrodejno in blažilno ne vplivala na dejanje in nehanje človeškega rodu, na življenje berača in bogatina; kjer bi s tisočerimi glasi ne do¬ kazovala, da je vtisnila naši dobi svoj pečat, in da se končuje sto¬ letje v znamenju elektrike. Kazalo in vsebina. XI. Kazalo imen in važnejših izrazov. Številka pomeni stran, na kateri se ime (izraz) prvikrat nahaja. Acetilen, 203. Akumulator, 71. Ampere, XXXIII. Ampere (merska jednota), XLII. Amperomer, amperometer, 143. Anion, XLVII. Anoda, XLVII. Aparat, indukcijski, LIX. — natezni, pisalni, 283. — prigledni, kontrolni, 299. — Ruhmkorffov, LIX. — žgalni, 197. Archereau, 8. Armatura, oprema, kotva, 28. Armstrong, 268. Atcheson, 202. Auer, 344. Avdiometer, 342. Baterija, galvanska, 3. — linijska, 262. — protistaknjena, 33. Bell, XII. Blathy, 88. Bonaparte, Luis, 6. Bottger, 226. Branly, 310. Breguet, 246. Brett, 268. Brzojav, gl. telegraf. Budilnik, 325. Buligin, 129. Bunsen, 8. Callaud, 11. j Casselli, 258. Centrala, električna, gl. elektrarna. — telefonska, 330. Changy, de, 128. Chappe, 238. Chatterton-Compound, 97. Coffin, 199. Cooke, 240. Correns, 75. Coulomb, XIX. Coulomb (merska jednota), XL. Crampton, 269. Cuivre poli, 231. Člen, gl. element. Črevelj, polarni, 28. Črte silokaznice, LI. 348 Dajalo, 242. — dvojnato, 282. — glasovno, 322. Danieli, 4. Davy, X. Dekapiranje, 222. Delitev toka, 102. Delivec naponski, 108. Deprez, 66. Deri, 88. Deska stikalnica, gl. stikalnica. Dielektrik, XXIV. Diferenca, naponska, potencijalna, XX. Dina, XL. Dinamo-stroj, dinamo, 30. — z glavnim tokom, 60. — z mešanimi ovoji, zvezni stroj, compound-stroj, 67. — s stranskim tokom, 62. Diplex, 263. Drog, razdelilni, 102. Ducretet, 201. Duplex, 263. Dupre, 9. Duša, kabljeva, 98. Ebner, pl., 194. Edison, XI. Efekt, industrijalni, 183. — uporabni, 73. Elektrarna, 137. Električnost, XVII. Elektrika, negativna, XVIII. — pozitivna, XVIII. Elektrika, influenčna, XXIII. — torna, XVII. Elektrizovanje, XVII. — po podelitvi, XVII. — po razdelbi, influenci, XXIII. — s trenjem, XVII. Elektroda, XLVII. Elektrodinamika, LIV. Elektrolit, XLVII. Elektroliza, XLVII. Elektromagnet, Lil. Elektron, VIII. Elektroštevec, elektromer, 144. — Dr. Aronov. 144. — Thomsonov, 146. Elektrovod, gl. prevodnik. Element, 2. — galvanski, 2. — sekundarni, L. — stalni, 5. — suhi, 14. — termoelektrični, 19. — voltovski, 2. Elkington, 208. Elmore, 209. Erg, XL. Farad, XLIII. Faraday, XXV. Fardely, 246. Farmer, 128. Faure, 71. — aktivna masa, 75. — akumulator, 71. Faza toka, 55. Fazna razlika, 56. Feddersen, LXI. Ferraris, 158. Fleischer, 13. Field, 270. Fontaine, 116. Formiranje elementa, 70. Frischen, 265. Gale, 241 Gali, 217. Galvani, IX. Galvano, 234. 349 Galvanokavstika, 195. Galvanometer, zrcalni, 280. Galvanoplastika, 220. Galvanostegija, 220. Galvanotehnika, 220. Ganz & Co., 50. Gassner, 14. Gaulard, 87. Gauss, XXXIX. Generator, sekundarni, 87. Gibbs, 88. Gilbert, VIII. Gintl, 264. Gostilnik, gl. kondensator. Gostota elektrike, XXII. — tokova, 207. Govorilnica, 324. Govorilo, 318. Gower, 317. Grafitiranje, 235. Gramme, 30. Grammejev obroč, 30. Gray, 259. Grenet, 9. Grove, 7. Giilcher, 20. Gumb, pritiskalni, 289. Hall, 213. Hefner-Alteneck, pl., X. Helmholz, 318. Heroult, 213. Hertz, XIV. Histereza železa, LIH. Hopkinson, 42. Hruška, žarnična, 130. Hughes, 255. Indukcija, LVI. Induktor, 28. Intenziteta toka, XXXIII. Ioni, XLVII. Izbiralec, linijski, 329. Izolator, XVIII. — oljnati, 94. Izpraznjenje, hipno, disruptivno, XXV. — oscilatorično, LXI. Izpreminjevalec, 92. Jabloškov, XI. Jackson, 241. Jakost, poljska, LT. — toka, gl. intenziteta. Jantar, XVII. Jeantaud, 179. Jednota Siemensova, XXXV. Jobard, 128. Johnson & Phillips, 95. Kabelj, dvojnati, 99. — jednotni, 99. -— koncentrični, 99. — trojnati, 99. Kapaciteta sekundarnih elementov, 69. — prevodnikov, XXII. Kation, XLVII. Katoda, XLVII. Kazalo, električno, 303. Khotinsky, de, 75. Kilowatt, XLI. King, 128. Kliše, 234. — cinkov, 236. Koeficijent transformatorjev, pre¬ tvorni, 87. Koerting, 179. Kolektor, 35. Kolo, črkovno, 255. Komutator, 26. Kon, 129. Kondenzator, XXIV. Konduktor, XVIII. 350 Kontakt z ladjico, 172. — palični, 172. ■—• potezni, 290. — stiskalni, 290. — zatični, 331. Kopel, električna, 205. Konstanta, dielektrična, XXIV. Kotel, vodnocevni, 138. Kotva, kotvica, armatura, 28. — bobnasta, 37. Krog- tokov, XXXII. Krogla, časovna, 306. Ladd, 30. Lagrange, 200. Lanec, galvanski, gl. baterija. Lauritzen, 283. Leclanche, 12. Lejeune, 201. Locenj, drsalni, 174. — ogljeni, 130. Ločnica, gl. obločnica. Lodge, 310. Lodigin, 129. Lok, plameneni, 113. Lontin, 116. Luč, ločna, obločna, 112. — Voltova, 113. — žareča, 113. Maček, grabežnik, 273. Magnes, VIII. Magnet, sklenjeni, brezpolarni, LI. — trajni, permamentni, L. — začasni, temporarni, L. Magnetizem, remanentni, 29. Magnetoindukcija, LVII. Man, 129. Marconi, 309. Marie-Davy, 14. Mašina, gl. stroj. Maxim, 129. Maxwell, XXVI. Med, polirana, gl. Cuivre poli. Megohm, XLIV. Meidinger, 10. Menjalo, tokovo, gl. komutator. Mersanne, 116. Metalizirati, 233. Metalurgija, električna, 204. Mikroampere, XLIV. — coulomb, LXIV. — farad, XLIV. — volt, XLIV. Mikrofon, 319. — Aderjev, 321. — Blake-ov, 321. — Berlinerov, 322. — Dejonghov, 321. — Gower-Bellov, 321. — Herghesov, ogljeni, 320. — Hunningov, 321. — jednokontaktni, 321. — z ogljenim prahom, 321. — tvrdke Mix & Genest, 321. Miliampere, XLIV. — volt, XLIV. Miraud, 286. Množina, kvantiteta elektrike, XXXIII. Močilo, živosrebrno, 6. Moissan, 203. Moment, magnetični, XLII. Montlaur, de, 217. Morse, 241. Motor, Griielov, 163. — istočasni ali sinhronski, 156. — Oerlikon, 166. — rotacijski, 164. — Sprague-jev, 175. — Teslin, 160. — trofazni, 167. — za istomerne toke, 165. — za izmenične toke, 165. 351 Mufa za kablje, 101. Multiplex, 264. — pretikalnica, 333. ' Muray, 220. Nabiralnik, gl. akumulator. Napon, napetost, potencijal, XX. Naravnalnik, urni, 306. Navod, glej indukcija. — kontaktni, 78. Navodič, gl. induktor Navodilo, gl. aparat indukcijski. Naznanilnik, samodelni, 302. — telefonski, 330. Naznanjevalec, električni, 291. Nernst, 344. Niello-izdelki, 232. Niels Findsen, 344. Obdelovanje, gl. formiranje. Obločnica Foucault-Duboscqova, 115. — Hefner-Alteneckova, 115. — Jasparova, 115. — Kfižikova, 120. — Serrinova, 115- — Križi k-Piette-jeva. 121. — Plzenska, 121. — trakovna, 122. Obroč, drsalni, 26. Oerlikon, 91. Oersted, IX. Oglje, celovito, istovrstno, 127. — stenjato, 127. Ohm, (merska jednota) XXXV. Okov, žarnični, 133. Oscilacija, električna, LX. Ovratnik, žarnični, 133. Pacinotti, 30. Pacinottijev obroč, 30. Pantelegraf, 258. Pariš, 343. Peč bratov Cowlesov, 212. — električna, 196. Permeabiliteta, magnetna, LIH. Pisanje, valovito, 283. Piščal, klicalna, 324. Pixii, X. Plante, 69. Plantejev akumulator, 70. Plinij mlajši, VIII. Ploča, podzemna, 241. Pocinkovanje, 230. Pogendorff, 9. Pojeklovanje, 231. Pokositrovanje, 280. Pokoviniti, gl. metalizirati. Polarizacija, XLIX. Polje, električno, XIX. — magnetno, 23. Pollak, 76. Polnitev, polnjenje, 68. — kablja, 270. — prevodnikov, XXVII. — transformatorjev, 88. Pomirjevalnik, 124. Ponikljevanje, 226. Poplatinjevanje, 229. Posrebrovanje, 228. Posvinčevanje, 230. Pot, unanja tokova, 3. Potencijal, gl. napon. Pozlačevanje, 229. Poželezovanje, 231. Pravilo, plavarsko, LI. Preece, 309. Prejemalo, 242. — glasovno, 322. Prekidalo, 163. Prema, nevtralna, 36. Prenašanje električne energije, 181. Prepolariziranje, 62. 352 Pretikalnica, mnogoterna, 333. Pretikalo, 139. • — samodelno, 326. — zatično, 329. Pretvornik, gl. transformator. — vrteči se, gl. izpreminjevalec. Prevodljivost, magnetna, gl. per- meabiliteta. — specifična, XXXVI. Prevodnik, goli, 94. — izravnovalni, kompenza¬ cijski. — nevtralni, 107. — oblečeni, 94. — petljasti, 339. — podmorski, 241. — podzemni, 241. — prečipkani, prepleteni, 96. — prvega, druzega reda, XXX. — razbeljeni, 193. — tleči, 193. — umetni, 265. Princip, dinamoelektrični, 30. Priprega, gl. relais. Quadruplex, 263. Rathenau, 309. Razlika, naponska, gl. diferenca. Regulator, naponski, 141. — samodelni, 141. — urni, 306. Reis, 313. Relais, 253. Riccardo, 94. Righi, 310. Rive, de la, 12. Rentgen, 344. Samilo, osebilo, gl. izolator. Sanke Hughesovega brzojava, 256. Sawyer, 129. Schafer, 344. Schilling, 239. Schuckert, 122. Schweigger, 239. Seebeck, 19. Segrevanje, električno, 200. Sellon, 75. Siemens & Halske, 37. Siemens Werner, X. Siemens William, 201. Signal, časovni, 303. — distančni, 298. — linijski, 297. — varovalni, 299. Sila, elektromotorska, elektro- budna, XXXI, — koercitivna, LIL — ločilna, XXVIII. Sistem, absolutni, merski, XXXIX. —