DE298836C - - Google Patents

Description

Die Elektrizitätsmenge (Amperesturiden), die man einem ■ vollgeladenen elektrischen Sammler entnehmen kann, ist von der Entladungsstromstärke abhängig, ; Sie ist Um so kleiner, je größer 'diese Stromstärke ist." Es "ist'aus diesem Grunde nicht möglich, nach Entnahme einer · bestimmten ' Elektri-zitätsmenge · aus dem ·" anfänglich vollgeladenen

■■■' Sammler, aus dem Werte dieser Elektrizitätsmenge allein zu. bestimmen, wieviel· der Sammler noch bis zur vollen Entladung wird hergeben können. Für diese Bestimmung müssen vielmehr die Werte der bisherigen und-der weiterhin auftretenden Entladungs-Stromstärken, falls sie veränderlich sind, auch ihr 'zeitlicher Verlauf, mit in Rechnung gestellt werden. ■'■■-■

■■ Gegenstand der Erfindung ist ein voltametrisches Gerät, dessen von dem- Ent-

ao ladungsstrom des Sammlers in seinem· zeitlichen Verlauf beeinflußte Angabe zu jeder beliebigen Zeit während der Entladung des Sammlers ein Merkmal sein soll für den Ein-•fluß, den-der bisherige zeitliche Verlauf · der Entladungsstromstärke auf. die weiterhin zur Verfügung stehende Restladung des Samm-. lers gehabt hat. Die Angabe dieses Gerätes, zusammengehalten mit der Angabe eines Gerätes, das die bisher entnommenen Amperestunden anzeigt, -wird es dann- möglich machen, für·-jede -weiterhin als unveränderlich' in Aussicht genommene Entladungsstromstärke die noch vorhandene Restladung zu bestimmen., ·

Die Erfindung beruht auf folgender Überlegung: Die Verringerung des Amperestundengehaltes des Sammlers für hohe Entladungsstromstärke hat ihren Grund darin, daß der Stoffwechsel zwischen der Schwefelsäure und den Sammlerplatten, der im Innern der Platten naturgemäß schon schwerer vor sich ^rgeht wie an der Plättenoberfläche, bei hoher Entladüngsstromstärke im Innern der Platten gegenüber ihrer Oberfläche unverhältnismäßig mehr erschwert ist wie bei kleiner Entladungsstromstärke. Bei steigender Entladungsstromstärke verlegt sich also der Stoffaustausch zwischen Platte und Schwefelsäure mehr und mehr an die Oberfläche der.Platte, und' das Platteninnere kömmt dabei mehr und mehr zu kurz. Es hat dies seinen Grund darin, daß infolge der starken Tätigkeit der Plattenoberfläche der Schwefelsäureschicht an der Oberfläche schon so viel Stoff entnommen bzw. zugeführt wird, als sie infolge - der Konzentrationsänderungen heranschaffen bzw.^: fortschaffen kann,, so daß nur wenig zur Abgabe an den inneren Teil der Platte übrigbleibt bzw. nur wenig Vermögen zur Stoffaufnahme, auf dem inneren Teil der Platte. . .

Die Bedingungen, für einen ähnlichen Vorgang werden bei dem Gerät hergestellt, das den Gegenstand der Erfindung bildet. Eine Elektrode bzw. eine Reihe von Elektroden gleicher Polarität wird gegen die Elektrode der anderen Polarität so-angeordnet,, daß der Stoffwechsel zwischen den verschiedenen Teilen der Elektrode bzw. den verschiedenen Gliedern der Elektrödenreihe einerseits und dem Elektrolyt anderseits in verschiedenem .-Maße, erschwert ist. Das Verhältnis zwi-

sehen den Stoffmengen, die dabei zwischen den verschiedenen Teilen der Elektrode bzw. den verschiedenen Gliedern der Elektrodenreihe und dem Elektrolyt ausgetauscht werden, wird der Messung zugänglich gemacht. Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung.

In Fig. ι ist ι ein Voltametergefäß, 2 ist die eine* der Elektroden, z. B. die Anode, die

ίο andere, stabförmige Elektrode 3 ist innerhalb eines Glasrohres 4 angebracht. Dieses Rohr ist an dem einen Ende bei 41 gegen die Elektrode 2 hin offen; es ist in eine Schelle S gefaßt, die mit einem Zapfen 6 in ,

»5 einem Träger 7 gelagert ist. Der Träger 7 ist an einem Brett 8 befestigt, das auf dem Rande des Voltametergefäßes 1 aufliegt und noch ein Skalenblatt 9 trägt. Das Rohr 4 mit der Elektrode 3 und der Schelle 5 kann um den Zapfen 6 in einer zur Zeichnungsebene von Fig. ι parallelen Ebene pendeln; ein Gewicht 10 an der Schelle 5 weist ihm seine Ruhelage an. Ein an der Schelle 5 befestigter Zeiger 11 spielt über der Skala 12

as auf dem Skalenblatt 9. Die Elektrode 3 ist durch eine Leitung 13 mit _tder Schelle 5, weiter durch den Zapfen 6 und den Träger 7 mit ihrer Zuleitung 31 verbunden. Die Teile 5, 6, 7, 10, 11, 13 muß man sich mit einem isolierenden Überzug versehen denken. Der Elektrolyt möge z. B." Kupfersulphatlösung sein. Die Elektroden sollen aus Kupfer bestehen.

Das Gerät wirkt mit der Elektrode 2 als Anode in folgender Weise: Allgemein wird sich auf den Teilen der Elektrode 3, die tief im Rohre 4 stecken, weniger Kupfer niederschlagen als auf den Teilen, die der öffnung 41 und somit der Anode 2 näherliegen.

Dies rührt von den verschiedenen Stromdichten her, die ihren Grund in den verschiedenen Widerständen der elektrischen Strömungsbahnen zwischen der Elektrode 2 und den Teilen der Elektrode 3 haben. Schickt man einen schwachen Strom durch das Voltameter, so wird sich aus diesem Grunde langsam ein Übergewicht des freien Endes der Elektrode ergeben, und der Zeiger 11 wird langsam nach links ausschlagen. Schickt man aber einen starken Strom durch das Voltameter, so wird das Kupfersulphat um das freie Ende der Elektrode 3 herum an Kupferionen verarmen und darum nicht imstande sein, an die tiefer im Rohr 4 liegenden Teile der Elektrode 3 im Verhältnis ebenso viel wie vorher abzugeben. Die Folge ist, daß die Niederschlagung des Kupfers in der Hauptsache sich nach dem freien Ende seiner Elektrode hinzieht. Hierdurch wird aber das Anwachsen des Übergewichtes dieses Elektrodenendes und somit das Warfdern des Zeigers 11 beschleunigt, in stärkerem Verhältnis, als dem Verhältnis der Stromstärken entspricht.

Für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist ein Wasserstoffvoltameter zugrunde gelegt. Das Voltametergefäß ist gebildet aus einem Glasballon 14, an d;n ein gerades Rohr 15 und ein im rechten Winkel gebogenes Rohr 16 angesetzt sind. Das Rohr 15 und der ihm parallele Schenkel des Rohres 16 sind durch eine Anzahl von Meßrohren 17 miteinander verbunden. Unter den Meßrohren ist eine Skala 18 mit Teilstrichen 19 angeordnet. Die Meßrohre 17 sind an ihren oberen erweiterten Enden gegen das Rohr 15 durch die bekannten gitterförmigen Elektroden 20 abgeschlossen. Diese Elektroden sind durch Leitungen 21 mit einer, gemeinsamen Zuleitung 22 verbunden. Die andere Elektrode 23 ist in dem Ballon 14 angebracht.

Bei diesem Gerät werden die als Meßmarken dienenden Flüssigkeitsspiegel 24 in den Meßrohren 17 im allgemeinen verschieden schnell sinken wegen der verschiedenen Stromdichten, die an den Elektroden 20 herrschen. Außerdem wird sich aber diese Verschiedenheit mit der Stärke des Gesamtstromes ändern, und zwar in dem Sinne, daß bei großer Stromstärke das Sinken der Meßmarken in den Meßrohren, die dem Glasballon 14 benachbart sind, unverhältnismäßig rascher vor sich geht, wie in den entfernteren Meßrohren, weil der Elektrolyt in dem anfänglichen Teil des Rohres 15 an Wasser- ⁹^ stoffionen verarmt und darum nur wenig an die entfernteren Elektroden abgeben kann.

Für die Auswertung der Angaben dieses Gerätes kann man sich auf die (gestrichelt angegebene") Kurve beziehen, auf der die Schar der Meßmarken 24 liegt. Der Inhalt der Fläche zwischen dieser Kurve und der _v Nullinie der Skala ist ein Maß für die gesamte, durch das Voltameter gegangene Elektrizitätsmenge, somit also, wenn man sich das Voltameter in üblicher Weise im Nebenschluß zu einem vom Sammlerstrom durchflossenen Widerstand gelegt denkt, auch ein Maß für die dem Sammler entnommenen Amperestunden. Der Verlauf der Kurve und ^¹⁰ im besonderen der Unterschied zwischen den Angaben des ersten und des letzten Meßrohres gibt einen Anhalt für den Einfluß des zeitlichen Verlaufes der Entladungsstromstärke.

Ein einfacheres und ebenfalls brauchbares Gerät erhält man aus dem eben Beschriebenen, λνεηη man alle Meßrohre bis auf das erste und das letzte entfernt. Tn diesem Falle nimmt man einfach die Differenz der Angabe der beiden verbleibenden Meßrohre als Anhalt für den Verlauf der Entladungs-

Stromstärke. Die Summe der beiden Angaben ist wieder ein Maß für die entnommene Amperestundenzahl.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Voltametrischer Ladungsanzeiger für elektrische Sammler, gekennzeichnet durch eine. Elektrode bzw. eine Reihe von Elektroden gleicher Polarität in solcher Anordnung gegen die Elektrode, der anderen Polarität, daß die Heran- oder Wegschäffung des zwischen dem Elektrolyt und der Elektrode bzw. Elektrodenreihe auszutauschenden Stoffes im Elektrolyt für .die verschiedenen Teile der Elektrode, bzw. die verschiedenen Glieder der Elektrodenreihe in verschiedenem Maße erschwert ist, zu dem Zwecke, den der Beobachtung zugänglich gemachten Unterschied der Stoffmengen, die zwischen den einzelnen Teilen der Elektrode bzw. den einzelnen Gliedern der Elektrddenreihe einerseits und dem Elektrolyt anderseits ausgetauscht werden, von der Gesamtstromstärke und der Zeitdauer ihres Be-Stehens abhängig zu machen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.