Thermosäule | eLexikon

Thermoelektrizität

[* 2] (griech.), durch Wärme [* 3] hervorgerufene Elektrizität. [* 4] Lötet man einen Bügel m n [* 2] (Fig. 1) von Kupfer [* 5] an einen Wismutstab o p und erwärmt die eine Lötstelle, so zeigt eine innerhalb des Bügels auf einer Spitze schwebende Magnetnadel a durch ihre Ablenkung, daß ein elektrischer Strom entstanden ist, welcher an der erwärmten Lötstelle vom Wismut zum Kupfer übergeht. Wird die Lötstelle unter die Temperatur der umgebenden Luft abgekühlt, so entsteht ein thermoelektrischer Strom von entgegengesetzter Richtung.

Bogen (Baukunst)

Verbindet man einen Antimonstab mit dem Kupferbügel, so geht der Strom an der erwärmten Lötstelle vom Kupfer zum Antimon. Einen solchen aus zwei Metallen, welche an zwei Stellen miteinander verlötet sind, gebildeten Bogen [* 6] nennt man ein geschlossenes thermoelektrisches Element (Thermoelement). Zwei Metallstäbchen, welche bloß am einen Ende zusammengelötet sind, während die freien Enden Leitungsdrähte tragen, bilden ein offenes thermoelektrisches Element [* 2] (Fig. 2), das zu einem geschlossenen wird, wenn man die Drahtenden miteinander in leitende Verbindung bringt.

Die verschiedenen Metalle lassen sich in eine Reihe (thermoelektrische Spannungsreihe) derart ordnen, daß, wenn man aus zwei derselben ein Element bildet und die Lötstelle erwärmt, der positive Strom von dem in der Reihe höher stehenden Metall zu dem tiefer stehenden übergeht; diese Reihe ist: Wismut, Quecksilber, Platin, Gold, [* 7] Kupfer, Zinn, Blei, [* 8] Zink, Silber, Eisen, [* 9] Antimon. Einige Schwefel- und Arsenmetalle sowie einige Oxyde, z. B. Kupferkies, Arsenikkies, Bleiglanz, Pyrolusit etc., stehen noch über dem Wismut, eine Legierung aus 2 Teilen Antimon mit 1 Teil Zinn noch unter dem Antimon. Zur Konstruktion möglichst wirksamer Thermoelemente wählt man zwei Metalle, welche in der Spannungsreihe weit voneinander entfernt stehen, z. B. Wismut und Antimon. Die Wirkung wird verstärkt, wenn man mehrere Elemente nach Art der Voltaschen Säule zu einer thermoelektrischen Säule (Thermosäule, [* 2] Fig. 3) verbindet; mehrere Stäbchenschichten, deren Zwischenräume mit einer isolierenden Substanz ausgegossen sind, werden, zu einem Bündel vereinigt, in eine Fassung p [* 2] (Fig. 4) gebracht, so daß ihre Endstäbchen mit den Stiften x und y in leitender Berührung stehen. Eine solche Thermosäule in Verbindung mit einem Galvanometer [* 10] (Multiplikator) wird Thermomultiplikator genannt und bildet ein sehr empfindliches Mittel zum Nachweis und zur Messung der strahlenden Wärme. Marcus hat eine größere Thermosäule konstruiert, worin einerseits eine Legierung aus 10 Teilen Kupfer, 6 Teilen Zink und 6 Teilen Nickel, an-

[* 2] ^[Abb.: Fig. 1. Geschlossenes thermoelektrisches Element.

Fig. 2. Offenes thermoelektrisches Element.

Thermograph - Thermome

Fig. 3 u. 4. Thermosäulen.] ¶

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derseits eine solche aus 12 Teilen Antimon, 5 Teilen Zinn und 1 Teil Wismut angewandt wird. Die eine Reihe der Lötstellen wird durch Flammen erwärmt, die andre durch Wasser oder Eis [* 12] gekühlt. 30 Elemente dieser Art erzeugen einen Elektromagnet von 75 kg Tragkraft. Weit günstigere Resultate gibt die Thermosäule von Noë, deren 20 Elemente sternförmig angeordnet sind, von der Mitte aus durch einen Bunsenschen Brenner erwärmt werden und durch Vermittelung kupferner Blechspiralen die Wärme an die Luft abgeben.

Ebenfalls auf Luftkühlung eingerichtet ist die Clamondsche Thermosäule; auch sie wird von einem cylindrischen Hohlraum aus geheizt, um welchen die Elemente in übereinander geschichteten Kränzen aufgebaut sind. Vier solche Säulen [* 13] zu je 400 Elementen, welche zusammen pro Stunde 3,2 cbm Gas verzehren, ersetzen 50 Bunsenelemente und können demnach elektrisches Kohlenlicht erzeugen. Leitet man durch ein Thermoelement einen galvanischen Strom, so bringt derselbe an der Lötstelle eine Temperaturveränderung hervor, welche derjenigen entgegengesetzt ist, die einen Thermostrom von gleicher Richtung erzeugen würde. Geht z. B. der galvanische Strom vom Antimon zum Wismut, so erwärmt sich die Lötstelle; sie kühlt sich dagegen ab, wenn der Strom vom Wismut zum Antimon übergeht (Peltiers Phänomen).