WETTEN

DER

AARD- EN VOLTA-STROOMEN

BENEVENS

EENE BENADERINGSMETHODE TOT HET METEN VAN\' DEZE STROOMEN IN TELEGRAAFLIJNEN,

DOOR

A. G. ÏÏISSIIK.

ii

BATAVIA, ERNST amp; Co.

1882.

amp;

W E ï T E IN

DER

AA lil)- EN VOLÏA-STHOOMEN.

Het aiileursrechl van dit work is verzekerd overeenkomstig de Wel van 28 Juni 1881 (/)!lt;/. Stbl. No. 199).

W E T T E N

DKI)

AARD- EN VÜLTA STROOMFJ

benevens

EENE BENADERINGSMETHODE TOT HET METEN VAN* DEZE STROOMEN IN TELEGRAAFLIJNEN,

door

A. C. HISSOK.

Aan

DE TELEamp;R AA rAIBTES AEEN

IN

NEDERLAND SCÏÏ-INBIÊ

WORDT

DIT WERKJE OPGEDRAGEN DOOR

DEN SCHRIJVER.

INHOUDSOPGAAF.

Bladz.

Een woord vooral\'....................................................................I.

I. Over natuurlijke slroomen in telegraatlijnen. 7gt;.

II. Over aardslroomen in telegraaflijnen......................8.

ill Wellen der aard- en Volta-stroomen en de

enkele meting dezer stroomen in telegraaflijnen................................................................................................Iquot;.

IV. De dubbele meting van aard- en Volla-stroo-

men In telegraaflijnen..........................................................28.

V. Slotwoord........................................................................................40.

EEN WOORD VOORAF.

Wanneer de Westmoesson in Nedeiiandsch-Indië is ingetreden en het weder zich in al zijne ruwheid openbaart ; wanneer, in een woord, de planeet, welke ons lol woonplaats strekt, den harden en toch dikwerf heilzamen spoorslag der atmosferische invloeden ondervindt; dan is het ook, zoo niet altijd dan toch dikwerf, dat de telegraafambtenaar mei vrucht de metalen draden kan raadplegen, welke moederland en kolonie, stad eu dorp verhinden.

Wien moet het niet toelachen, zij het ook met een gewapend oor, de stem der natuur te beluisteren en Ie leeren verstaan? Zoo ergens, dan bestaat immers hielde gelegenheid om met hoop op goeden uitslag te bespieden of te leeren bespieden, om te leeren hooren en vertolken, om te leeren waarnemen.

Uit dit oogpunt beschouwd, iieeml de telegrafische wetenschap nog een anderen vorm aan dan dien eener nuttigheidsleer; daar trekt zij hel boetekleed eener ootmoedige dienaresse uit, werpt dit weg, verwisselt het met het kleed eener gevierde majesteit, en straalt als eene koningin te midden van talrijke zusters.

Eene observatie-leer bij uitnemendheid was en is zij steeds gebleven. Haar hoogste eisch was en is; leer mij kennen; hare belooning: gebied over mij.

2

Wie zou haar niel liefliebben, die doorilringeii mocht tot hel wezen van enkele dingen, wien het gelukken mocht te heersciien over de slof?

Die lof is niet gezocht, maar verdiend. Want ai vraagt en vordert zij geduld en volharding van hem, die haren omgang zoekt, zij steml tevens tol dankbaarheid, omdat zij leerzame bcschouwingefi voedt en praktische uitkomsten schenkt.

Het zij dus verre van mij haar mijne geestdrifl, Ie onthouden. En geestdrifl moge bestaan, daar waar men, mot groote moeiehjkheden worstelende, de knust om wel Ie observeeren naar behooren in beoefening wenscht to brengen.

In de volgende bladzijden zul ik Iracbleu dit te doen. En al mocht ik de geheime taal der gespannen metalen draden nog niet volkomen machtig zijn, ik ineen loch te dien aanzien in de goede richting een stap voorwaarts te kunnen doen en daarbij een methode van observatie aan de hand te kunnen geven, welke lot heden niet bestond.

Ik verlaat daartoe bel gebied der bespiegeling en treed op dat der strenge logica en der cijfers, op dal der ervaring en der feiten.

t. Over natuurlijke stroomen in telegraatiijncn.

Hel meereiuleel iler lelegraaflijnen beslaat uil gegalvaniseerde, ijzeren draden, die aan Imnne eindpunlen l)e-vesligd zijn aan in de aarde ingelaten, metalen platen, ter dikte van ± 2 millimeter. De lijnen, welke ik op het oog hei) en die veelal begrepen worden onder den.naam van landlijnen, hebben meestal eene doorsnede van 4, a oi\' 0 miliimeler.

Schakelt men in zulk eene lijn, nabij een harer uiteinden, eene inlensiteits-boassole in, b. v. een door Siemens vervaardigde sinus-boussole, waarvan de omwindingen een weerstand van löO S. E. vertegenwoordigen, dan zal het dik we: 1\' gebeuren, dal de naald afwijkt onder deu invloed van een slroom, die zich van hel observatiepunt verwijdert of naar dal punt toestroomt. In hel eersle geval zal zijne richling gelijk zijn aan die van een, te dier plaatse in de lijn gezojiden koper- of positieven stroom; in bel tweede geval aau die van een, aldaar in de lijn gezonden zink- of negaiieven stroom. Ter aanwijzing van de richting van dezen stroom zal ik mij bedienen van de leekens en —, evenals zulks ook lol de aanwijzing van positieve en negalieve algebraïsche grootheden geschiedt. Men zij ecliler wel indachtig, dal deze teekens hier slechts dienen lot het aangeven van de richling van den slroom met betrekking tot het stand-

4

punt van den wnarnenier, zoodat een zelfde stroom aan het eene uiteinde der lijn hel teeken aannemende, aan het andere ulo\'nde der lijn hel teeken — zal bezitten.

Deze stroo \'.an lieslaan uil de som ol\' liet verschil van meerdere slroom-inlensileilen, en heeft derhalve dan zijn ontstaan te danken aan hel samen- of legen elkander invloeien van stroomen of stroompjes, waaraan men in hel algemeen den naam van naluurlijke stroomen geefl, omdat zij niel langs den kunstmatigen weg, z. a. h. v. door eene clectriseer-marhine of door galvanische halte-rijen worden te voorschijn geroepen.

Over hunnen aard en hun ontslaan behoort het volgende in hel midden te worden gebracht.

a. Slroomen, veroorzaakt tengevolge van de recht.•lt;treek-se he of induceerende werking der atmosferische electriciteit op telegraa/lijnen. — Deze stroomen ontslaan door de rechl-slreeksche aanraking van don draad mei geëlectriseerde lucht, of door de induceerende werking van met eleclri-cileil bezwangerde wolken, en zijn óf zoo weinig krach-lig, dat de gewone meelinslrumenlen hun beslaan niet kunnen verraden, óf zoo lievig en plotseling in werking, dat het melen dier slroomen geheel onmogelijk is (¹). Den meeslen invloed bezitten zij op korte lijnen (²), om-dal de lange meestal, althans dikwerf minder gunstig geïsoleerd zijn, en de slroomen in deze grooler weerstand ontmoeten, zoodal zij zich langs een of meer slenn-

1

L. Schwendler. — Instructions fur testing telegraph tines, etc. Vol. I, 2^J Edition, 1878. pag. 00.

2

11. S. Cclley. — A handbook of practical telegraphy. 7^l|gt; Edition, 1878, p. 109.

5

punlen der lijn eeu uitweg Irachlen le hanen naar de aarde. Zij doen de toestellen plotseling en lievig aanslaan, vooral wanneer bliksemschichten het luchtruim doorklieven, eu zijn dus gemakkelijk herkenbaar

Onder deze soort worden niet begrepen de tengevolge van atmosferische werkingen ontstaande polarisatie-stroomen , waarover later onder ƒ. zal worden gesproken.

b. Thermo-eleclrische slroomen, ontslaande door verschil in temperatuur en in doorsnede van verschillende gedeelten cener telegraaflijn. — Deze stroomen zijn uiterst zwak (¹), vooral in lange telegraaflijnen tengevolge van den grooteren weerstand van deze, en daarin dus niet waarneembaar.

c. Slroomen, welke ontstaan tengevolge van galvanische actie tusschcn de aardflaten, voortspruitende uil hare bijzondere gesteldheid of plaatsing. — Deze stroomen zijn niet waarneembaar, zoo lang de aardverbindingen inden besten toestand verkeeren en de platen uit koper bestaan en in een goed geleidenden, vochtigen grond zijn ingegraven (²).

d. Aardbatlerij-stroomen, ontstaande ten gevolge van den ongunsligen isolatie-toestand der lijn, en die in dit geschrift Volta-stroomen zullen worden genoemd. — Deze stroomen vervullen somtijds een gewichtige rol, en komen, zooals van zelf spreekt, zoowel in korte, als in lange telegraaflijnen voor. Zij worden veroorzaakt door het vallen of

1

SCHWESDLER, Vol. I, p. 62.

2

Idem, Vol. 1, p. 59.

6

lirrllt;on der slennpunlen of dor isolnloron. enz. tengevolge waarvan de lijn in rechlstreeksclie aanraking komt mei de aarde of met voorwerpen. z. a. slangen en beugels en levende sleunpunlen, die eene goede geleiding naar de aarde vormen. Er beslaat dan gemeenschap lusscheti hel zink der lijn en het koper der aardplalen door middel der aarde, en er ontstaat een aardbatterij-element of Volta-zuil, waarvan de intensiteil dikwerf gedurende ge-ruimen tijd constant blijft en bovendien bij wijlen zeer slerk kan zijn. Hel laatste geval doet zich steeds voor, wanneer de lijn in bet water is gevallen, en de afslaml lusschen bet observatie- en hel afleidingspunl (d. i. de isolatie-fout) gering is.

Deze slroomen nemen dikwerf hel teeken aan en schijnen dit le behouden, zoo lang de koperen aardplaal in een goeden toestand verkeert en bel afleidingspunl een vrij grooten weeritand bezit. Het teeken schijnt om te keeren, wanneer deze weerstand geringer wordt. Üok kan dit omkeeren somwijlen kunstmatig worden verkregen door hel zenden van een sterken zinkstroom in de lijn gedurende eene korte poos, hetgeen den weerstand der fout geringer maakt, maar levens de intensiteit van den natuurlijken stroom kan doen toenemen. Slaagt men er in , om op deze wijze bel teeken om le keeren, dan wijst dit volgens SciiWENnLEn steeds op bel beslaan van eene enkele fout in de lijn (¹).

e. Aardslroomen, ontslaande lencjeoolgc van of gedurende (h\' i\'.dncecrende werking van hel aardmagnelismus, door de werking van hel Noorder- of Ziiiderlichl of andere

(1) SCHWENDLEU . Vol. 1, p. 59.

7

ilaalmede overeenkomende, sterke, afnwsferis:he invloeden, of in hel algemeen /en oevohje van den veranderlijken, bijzonderen electrischon toestand der aarde. — Over hunne beteekenis znl nader worden gesproken in het volgende hoofdstuk.

Tol de natuurlijke stroomen brengt men bovendien nog;

f. Polarisatie-stroomen, ontslaande ten gevolge van de polarisatie der aardplaten en der toevallige aardverbindin-gen (isolatie-fouten) na het zenden van een galvanischen stroom in de lijn, of na ontladingen van atmosferische eleclricileit door middel van de lijn en de aarde. — Laatstbedoelde polarisatie-slroomen kunnen niet worden vermeden. Ter voorkoming van eerstbedoelde — voor zoover zulks mogelijk is — bedient men zicli niet zooal• vroeger van ijzeren, vooral ook niet van looden, maar van koperen aardplaten van dezelfde grootte en tracht men aan beide uiteinden der lijn eene goede aarde te vinden, waarin de platen worden ingelaten, terwijl de beide eindkantoren er tevens naar streven zooveel mogelijk mei geringe en gelijke balterij-kracbten te werken. Dat dit niet altijd geschieden kan, is voornamelijk een gevolg van den isolatie-toestand der lijn, die bij wijlen ongunstig is, en van het verscbil in ligging der punten in de lijn waar stroomafleiding plaats giijpl.

De polarisatie-stroom beweegt zich steeds in eene rich-ling, tegenovergesteld aan die van den stroom, die ze doet ontstaan. Zoo de hierboven aangeduide naUiurlijke stroomen polarisatie-slroomen opwekken, wordt hunne intensileil verminderd, doch slechts voor een zeer gering gedeelte, mits aan de voorwaarden, welke aan de aard-

8

pinten gesteld worden , zij voldaan. Op de in hoofdstuk III en I\\ bedoelde melingen van den natuurlijken stroom zijn zij derhalve van geringen invloed. Wanneer echler polarisalie-stroomen, als hierboven bedoeld zijn, in de Ie onderzoeken lijn ontslaan, behoort deze eenigen tijd in rust ie worden gelaten, totdat die stroomen kunnen geacht worden verdwenen (e zijn (Vgl. hoofdstuk IVj.

Het is voorts wel aan te nemen, dat de ten gevolge van het seinen met verschillende batterij-krachlen ontslaande en dientengevolge telkens terugkeerende polarisatie-stroom van invloed kan zijn op de richting van den Volta-stroom, vooral in lijnen, waar de polarisatie-stroom zelden van teeken verwisselt.

Barst een onweer los in de onmiddellijke nabijheid van e\'ene aardplaal of isolatie-fout, welke dus aanzienlijke ontladingen van atmosferische electriciteil ontvangen, dan zal ook deze omstandigheid van invloed kunnen zijn op de richting der Volta-slroomen, welke na hel onweer worden waargenomen.

In al deze gevallen speelt de aarde echler hoogst waarschijnlijk eene hoofdrol, en zoude hel dientengevolge bij eene nadere beschouwing dezer aangelegenheid noodig zijn proeven met aardsoorten van verschillende samenstelling te nemen, welke nochtans bijna nimmer bij dezelfde ob-servatie-post worden aangetroffen.

II. Over aardlt;«troomcii in tclcgraafliincn.

Eene nadere bespreking van hel woord aardslroomen is in de eerste plaats noodig. Velen toch volgen tol

9

heden de zeker niel goed le keuren gewoonte, om de benaming aardslroom in den zelfden zin (e bezigen ais waarin de uitdrukking natuurlijke stroom in liet vorige hoofdstuk van dit geschrift voorkomt. Bij sommigen, vooral bij hen, die niet doordringen lol hel wezen dei-zaak zelve, kan dientengevolge eene begripsverwarring ontslaan omtrent den oorsprong en de beteekenis der verschillende natuurlijke slroomen. Hel maff dientenn-e-

o O

volge niet overbodig heelen, hier le vermelden, dal in dit geschrift onder aardslroomen zullen worden begrepen : stroomen, welke len gevolge van den veranderlijken elec-trischen en magnelischen toestand der aarde ontslaan, en óf werkelijk afgeleide, óf geïnduceerde slroomen zijn, en zich als zoodanig in telegraaflijnen voordoen. Zij zijn derhalve in oorsprong geheel verschillend van de aard-ballerij-slroomen. die in hun ontstaan aan Volta\'s proef herinneren, nemende de aarde daarbij de plaats van den kikvorsch in, en die daarom dan ook Volla-stroomen zijn genoemd. Aard- en Volta-slroomen worden echter dik-werl gelijktijdig in telegraaflijnen waargenomen, zooals later zal worden aangetoond.

Schwendler zegt in zijn hierboven aangehaald en in vele opzichten zoo uitstekend geschreven standaardwerk (Vol. I, p. oO), dal de aardslroomen ontslaan tengevolge van een verschil in potentiaal tusschen de twee punten der aardo, waarmede de aardplalen in aanraking zijn. Niemand betwijfelt de juistheid dezer bewering, omdat, er geen stroom zal circuleeren, wanneer hel verschil in potentiaal niet beslaat. Doch het blijkt daaruit niet, waarin hel bedoelde verschil zijn oorsprong neemt. Uit

10

wordt nie! nader npgelieldnrd Alleen zegt Schwendler Ie mogen vei klaren, dnl werkelijke aaidslroouien voorl-darend beslaan, en dal hij deze kennis verkreeg door hel doen van nietingen op de telegraaflijnen in Brilsch-Indië gedurende vele jaren.

Raadpleegt men Cullev\'s Handbook f¹), dan verneemt men dal de hier bedoelde stroonien , door hem «dagelijk-sclie stroonienquot; genoemd, volgens het oordeel van sommigen hnn ontstaan verschuldigd zijn aan de dagelijkscbe veranderingen der kompasnaald (²), omdal hel bekendis, dal de richting van liet kompas gedurende den dag zeer langzaam verandert.

Volgens Gulley was hel evenwel lot dusver nog niet mogelijk, om de waarheid dezer meening daghelder aan te loonen. Hier rijst echter de vraag, hoe men dit onderzocht heelt, en of men wellicht uilsluilend gewicht gehecht heeft aan eene gelijktijdige waarneming dezer verschijnselen o/; dezelfde p\'aals. Raadpleegt men de theorie van het ontstaan der magnelo-eleclrische stroonien tn eene geleiding, en beschouwt men de aarde als een magneet, wiens veranderlijke atomen-werking de slrooinen induceert, dan zoude er zeker, afgesciieiden van al hel overige, veel te zeggen zijn voor eene theorie, die alleen op gelijktijdige waarneming dier verschijnselen op dezelfde plaats berust. Maar de aarde zelve maakt hier een deel uit van de kelen, die tot stroomweg dient, en dientengevolge is het mogelijk, dal er stroomen te voorschijn

1

CüLLËY , ]l. 110.

2

Natuurlijk liodoeit Culley de (lagelijksche veranderingen, welke liet aardmagnellsme en dientengevolge de kompasnaald ondergaal.

11

(reden door de veranderingen, welke de aard magneetkracht op verschillende en verder verwijderde punten der aarde ondergaat. Een bewijs voor de waarschijnlijkheid dezer stelling vindt men in de hij wijlen waargenomen wisselwerking der aardstroomen, die nu eens het , dan weer hel — teeken verkrijgen, en in wier intensiteitsvermeerdering of vermindering geen het minste verband kan worden bespeurd, zoodal men niet kan aannemen . dat die wisselwerking een uitvloeisel is van den aardstroom zeiven. Dit verschijnsel toeh kan doen veronderstellen, dal up cenc ol\' op heide aardplaten, de uiteinden der Ujn , veranderlijke of verschillende krachten werkzaam zijn, die, bij opvolging werkende, herhaaldelijk een tegengesteld verschil in potentiaal tusscben de aardplaten te voorschijn roepen, evenals zulks onder den sterken invloed van noorder- en zuiderlichten geschiedt, heigeen hij de veel grootere af-melingen, welke de aarde in vergelijking zelfs met eene zeer lange telegraallijn bezit, kan worden veroorzaakt door krachten, welker middenpunt op verderen afstand is gelegen.

Uil het bovenstaande volgt, dat men uil een niel-gelijklijdig waarnemen der bedoelde verschijnselen niet besluiten mag tot eene geheele afwezigheid van bet verhand, welke sommigen daarin nieenen op le merken, en dat dit eerder doel vermoeden, dal heide verschijnselen eene zelfde oorzaak bezitten, die het aanzijn geeft aan krachten, welke op verschillende gedeelten der aarde verschillend werken. Voor de waarschijnlijkheid dezer slelling pleil het feil, dal de verschijnselen gedurende zoogenaamde atmosferische stormen gelijktijdig op onder-

12

i«chei(lene punten der aarde worden waargenomen. De storingen, door de magneetnaald aangewezen, zijn dan beduidend groeier, en de slroomen in de telegraaflijnen veel sterker. De oorzaak van beiden moet alsdan beslaan in een veel heviger werking, die niet in de aarde zelve kan worden gezocht, en voornamelijk aan de zon kan worden toegeschreven, ioodat deze de rol vaneenen lichtenden magneet zoude vervullen, welks krachten voortdurend i¹), en meestal aan geringe, doch gedurende atmoslerischè slormen aan zeer belangrijke wijzigingen onderhevig zijn en alsdan samenvallen met de maxima van waarneembare zonnevlekken. In hel laatstbedoelde geval zullen beide verschijnselen zich op dezelfde plaats gelijktijdig voordoen; in hel eerstbedoelde echter is dil niet noodzakelijk. Treedt hierdoor hel verband tusschen de aardmagneelkracht en de aardslroomen helderder in het licht, evenzeer moet m. i. aan hel bekende vermoeden van Secchi, dal de zon een magneet zoude zijn, eene ruime plaats worden geschonken.

Hel is nu ook duidelijk waarom, volgens Ampere\'s theorie der aardslroomen, mag, ja moet worden aangenomen , dat eene verandering van den eleclrischen loe-stand van de buitenste laag der aarde slroomingen aan

1

Volgens de jongste ontdekkingen, door Tachini gedaan, bestaat er thans volkomen zekerheid , dat zoowel in het eene als in het andere halfrond der zon op hijna gelijken afstand van den equator en op dezelfde lengte een gebied van voorldurende werkzaamheid gelegen is, d. i. waarin zich vlekken en fakkels het geheele jaar door vertoonen [Wetenschappelijk Bijblad van het Album der Natuur, 1882. 2^jc aflevering).

13

hare oppervlakte doet ontslaan , die zich dns als werkelijk afgeleide aardstroomen in de van oost naar west loopende telegraaflijnen kunnen voordoen, en waarhij deze lijnen kunnen beschouwd worden als deelen van de cirkelvormige schakels of ringen der aardsolenoïde.

Dat aardstroomingen bovendien waarneembaar zijn in telegraaflijnen, welke van het noorden naar het zuiden loopen, behoeft geene verwondering te baren, omdat deze soort lijnen gaandeweg worden gemagnetiseerd, en dus veeleer als een werkelijk onderdeel der aarde moeten beschouwd worden, en ais zoodanig deel hebben in de aan hare oppervlakte plaats grijpende veranderingen. Men mag daarbij aannemen, dat de lijn dan ook feitelijk een noord- en zuidpool en zelfs volgpunten kan verkrijgen, hetgeen vooral een gevolg zal moeten zijn van hare atomistische structuur en van den langeren of korteren tijd. gedurende welken zij aan de induceerende werking van het aardmagnetisme is onderworpen geweest, en van de meer of minder belangrijke storingen, die dit magnetisme onderging. Gedurende het telegrafeeren moet die moleculaire toestand bovendien gestadig veranderen, èn omdat de richting van den telegrafeerstroom niet overal en altijd dezelfde is, èn omdat door deeindkantoren eener lijn niet altijd met even groote batterijkrachten wordt gewerkt.

Vatten wij het hierboven gezegde te zamen, dan mag worden aangenomen, dat bet verschil in potentiaal tus-schen twee punten der aarde, die door eene telegraaflijn zijn vereenigd , en welk verschil de oorzaak is van het circuleeren van aardstroomen in die lijn, voornamelijk

14

onlslaat tengevolge van de veranderingen welke in den inagnetischen en eleclrischen toestand der aarde onder den invloed der zon plaats grijpen. Voor zoover mij bekend is, bestaat er geen enkel feit, dat met deze theorie zonde in strijd zijn.

Van veel gewicht acht ik liet streven, om de uitwerking van aardstroomen in telegraaflijnen te verminderen.

Hier doet zich de vraag voor, of de stand der aard-platen daaraan zoude kunnen bevorderlijk zijn. Plaats! men deze nu met de smalle zijde, welke ter nauwernood eene dikte van 2 ram. bezit, in de richting der aardstroomen, welke zich volgens de theorie van Ampère kunnen ontwikkeien en krachtens deze theorie bij voorkeur in de richting van bet magnetische oosten naar liet magnetische westen zullen circuleeren, zoodat ook deze richting de aangewezene is, waarin zich twee der smalle zijvlakken der aardplaten moeien bevinden, dan zal de aardstroom bij zijne intrede in de lijn een belangrijk grooteren weerstand ondervinden, dan wanneer de aard-platen met dezelfde smalle zijden in de richting van den magnetiscben meridiaan waren geplaatst, en zal de lijn derhalve een minimum van stroomintensileit ontvangen.

Genomen proeven hebben de juistheid dezer meening niet in twijfel doen trekken, terwijl de verschillende omstandigheden, waaronder lijn en aardplaten zich alsdan bevinden, doen vermoeden, dat de door mij bedoelde stand der aardplaten werkelijk de beste is voor hel tegengaan der aardstroomingen. Zoo zullen de aardplaten dientengevolge als verlengstukken der telegraaflijn kunnen beschouwd worden, wier lengte-as zoodanig met die der

lö

lijn sainenvnlt, dal liet bovenvlak der aardstrook iusschen de beide aardplaten en hiermede hel eigenlijke inducee-rende tuagneetveld slechts eene iireedte van 2 mm. bezit, hetgeen van invloed moet zijn op de induceerende werking van den, uit heterogeene beslanddeelen bestaanden aardmagneet. Het behoeft geen betoog, dat deze opmerking slechts van toepassing is op de lijnen, welke van oost naar west gericht zijn. Ten anderen — en deze overweging is m. i. van meer gewicht dan de vorige — zullen de aardplaten, welke uil koper bestaan, in den sland geplaatst zijn, die zij geneigd zijn als diamagneti-sche lichamen tegenover de magnetische noord- 6n zuidpool der aarde in te nemen, en zal de werking dezer aspunlen dientengevolge een minimum-waarde moeten vertegenwoordigen , wanneer men veronderstelt , dat deze poolwerkingen nagenoeg even groot zijn. Ten aanzien dezer beschouwingen verwijs ik hierbij tevens naar een opstel van mijne hand, voorkomende in den loopenden jaargang van hel Tijdschrift der Koninklijke Naliuirkun-dige Vereeniging in Nederlandsch-Indië, waarin over de genomen proeven nader wordt uiigewijd (^.

Het is overigens aan geen redelijken twiïel onderhevig, dat de temperatuur der aarde, welke de aardplaten omringt, van zeer veel invloed kan zijn op de intensiteit der aardstroomen in telegraaflijnen. Want neemt de warmte der aardlaag toe, dan zal haar weerstand ver-

(1) Dc titel van dit opstel luidt ais volgt: «Des courants lorres■ tres propreraent ilits et d\'une inéthodc nonveile pour en diminuer Tellet nuisible a la télégraphie pratiquequot;, en hol opstel komt voor in de l^e Aflevering vau Deel 42,

16

meerderen en moei derhalve de iulcnsileit der aardslioo-men verminderen. Neenil daarentegen de warmte af en dus de koude der aardlaag toe. dan zal de intensiteit der aardstroomen moeten vermeerderen. Tenzij aan vulkanische of lievige atmosferische invloeden moet worden gedacht, houdt de verwarming of verkoeling van den draad, waaruit de lijn bestaat, hiermede dikwerf gelijken tred, en word!, ook tengevolge daarvan de weeistand der keten grooter of kleiner, hetgeen volgens Ohm s wet van invloed is op de intensiteit van de waargenomen stroomingen.

Men meene echter niet, dat men hierin een gemakkelijk te hanteeren middel hezit om den invloed der aaid-stroomen te ontgaan, vooral niet hij ongunstig geïsoleerde lijnen. De ondervinding toch leert hier — ik hedoel in Nederlandsch-Indië —, dat het van de hoogste noodzakelijkheid is, om dergelijke lijnen van zeer deugdelijke en weinig weerstand bezittende aardverhindingen te voorzien, opdat het verschil in potentiaal tusschen de heide aardplaten grooter moge zijn dan dat tusschen de aard-platen en de isolatie-fouten der lijn. In Europa zal men slechts enkele of geene telegrafische teekens kunnen wisselen langs eene. hier en daar in de sneeuw gedompelde lijn, tenzij men over uitstekende aardverhindingen hehhe te beschikken. Eveneens zal men in Indië voor het aanbrengen daarvan moeten zorgen, wanneer de lijn ongunstig geïsoleerd is en men teekens wenscht te wisselen gedurende urenlange en allerhevigste stortregens, die de op den grond gevallen lijn, op berghellingen en bergpaden vooral, in een stroomend koudwalerbad dompelen.

17

Volgl daaruit mede. dal hel mitlig elfekt. verkregen door liet vergroolen der batterij-krachten, aan zekere, hoewel dan ook ver verwijderde grenzen is gebonden, het is eene daadzaak en boven eiken twijfel verheven, dat de iiitstekemlste aardverbindingen krachtig bijdragen tot het bereiken van het beoogde doel. Dat de afstand van hel zendende kantoor tot de belangrijkste isolatie-fout hierop levens van zeer groolen invloed is, behoeft geene vermelding.

Uit een en ander volgt, dat men den weerstand der aardplaten niet grooter mag maken, om het schadelijk effekt der aard-stroomen le ontgaan, en dat dus alleen de dikte en de stand der aardplaat hiertoe mogen worden gewijzigd.

In hoofdstuk IV zal nog nader worden gesproken over waargenomen aardstroomen , die hun onlstaan aan krachtige almosferische invloeden schijnen te danken le hebben.

Vermelding verdient bovendien nog, dat de krachtigste aardstroomen om de 10 lol 11 jaar worden waargenomen. en dat deze stroomingen van. builengewoneu aard zich ook in 1882 en 1885 zullen voordoen. Vrij slerke aardstroomen observeerde ik o. a. op den 2^equot; Februari en den 20^en Maart 1882. Die op laalstbedoelden dag, voornamelijk tusschen 4 en !5 uur des namiddags (middelbare lijd van Batavia), waren het sterkst.

III. Wetten der aard- en Volta-struomen en de enkele meting dezer stroomen In telegraaflijnen

Aardstroomen, zoowel gewone als buitengewone, doen

3

16

meerderen en moei tlerlialve de intensiteit der aardslroo-nien verminderen. Neemt daarentegen de warmte af en dus de koude der aardlaag toe. dan zal de intensiteit der aardstroomen moeten vermeerderen, fenzij aan vulkanische oi\' hevige atmosferische invloeden racet worden gedacht, houdt de verwarming of verkoeling van den draad, waaruit de lijn bestaat, hiermede dikwerf gelijken tred, en wordt ook tengevolge daarvan de weerstand der keten grooter of kleiner, hetgeen volgens Ohm s wet van invloed is op de intensiteit van de waargenomen stroomingen.

Men meene echter niet, dal men hierin een gemakkelijk te hanteeren middel bezit om den invloed der aardstroomen te ontgaan, vooral niet bij ongunstig geïsoleerde lijnen. De ondervinding toch leert bier — ik bedoel in Nederlandsch-Indië —, dat hel van de hoogste noodzakelijkheid is, om dergelijke lijnen van zeer deugdelijke en weinig weerstand bezittende aardverbindingen te voorzien, opdat het verschil in potentiaal tusschen de beide aardplaten grooter moge zijn dan dat tusschen de aard-platen en de isolatie-fouten der lijn. In Europa zal men slechts enkele of geene telegrafische teekens kunnen wisselen langs eene. hier en daar in de sneeuw gedompelde lijn, tenzij men over uitstekende aardverbindingen lieiibe te beschikken. Eveneens zal men in Indië voor hel aanbrengen daarvan moeten zorgen, wanneer de lijn ongun-stis geïsoleerd is en men teekens wenscht te wisselen gedurende urenlange en allerhevigste stortregens, die dc op den grond gevallen lijn, op berghellingen en bergpaden vooral, in een strooraend koudwalerhad dompelen.

17

Volgl (ia.\'iruit meile. dal hel nultig effekl. verkregen door het vergroeien der hatterij-kraciiten. aan zekere, hoewel dan ook ver verwijderde grenzen is gehouden, het is eene daadzaak en hoven eiken twijfel verheven, dat de uitstekendste aardverbindingen krachtig bijdragen tot bet bereiken van het beoogde doel. Dal de afstand van het zendende kantoor tot de belangrijkste isolatie-font hierop levens van zeer grooten invloed is, behoeft geene vermelding.

Uit een en ander volgt, dat men den weerstand der aardplalen niet grooler mag maken, om bet schadelijk effekl der aard-stroomen Ie ontgaan, en dat dus alleen de dikte en de stand der aardplaat hiertoe mogen worden gewijzigd.

In hoofdstuk IV zal nog nader worden gesproken over waargenomen aardstroomen. die hun ontslaan aan krachtige atmosferische invloeden schijnen te danken Ie hebben.

Vermelding verdient bovendien nog, dat de krachtigste aardstroomen om de 10 lot 11 jaar worden waargenomen, en dat deze stroomingen van. buitengewonen aard zich ook in 1882 en 1885 zullen voordoen. Vrij sterke aardstroomen observeerde ik o. a. op den 2\'quot; Februari en den 20^equot; Maart 1882. Die op laatslbedoelden dag, voornamelijk lusschen 4 en !gt; uur des namiddags (middelbare lijd van Batavia), waren het sterkst.

HM. Wetten der aard- en Volta-stroonien en de enkele meting «lezer stroomen In telegraaflijnen

Aardstroomen, zoowel gewone als buitengewone, doen

2

18

zich liel ineesl voor iti telegraaflijnen van beduidende lengte, zoo ten gevolge van den grooleren afstand der aardplaten, waardoor men zich de electro-molorische kracht kan versterkt denken, als ten gevolge van hel grootere oppervlak van het induceerende veld. Deze overweging en gedane proefnemingen hrengen ons tot hel samenstellen van de navolgende

Wet der Aaud-stroomen. — Wanneer in eene leleyraaf-iijn aard stroomingen beslaan, dan zullen deze in intensiteit toenemen, wanneer de lijn langs den natuurlijken weg en in de richting, waarin zij loopt, langer wordt gemaakt, en zal zulks te eerder waarneembaar zijn, bijaldien de lijn zelve eene groote doorsnede heeft, de achlerêenvolgens gebezigde aardplaten een geringen weerstand bezitten, en er geene andere natuurlijke stroomen in de lijn circuleer en.

Hij die zich van eene eenigszins gevoelige intensiteits-houssole, I). v. de reeds vroeger vermelde sinus-houssole van Siemens, hedient, zal deze wet hij het doen van proefnemingen bevestigd vinden.

Hoe evenwel onderzoekt men op de gemakkelijkste wijze, dat werkelijke aardstroomen en geene andere natuurlijke stroomen in de lijn voorkomen?

De beantwoording dezer vraag is van hel hoogste belang, daar zij, op de juiste wijze geschiedende, den waarnemer legen hel verkrijgen van onware resultaten kan en moei vrijwaren.

Uil hel wezen der aardstroomen vloeit noodzakelijkerwijze voorl, dal men, hij verbreking van de stroomkelen, geene aardslroomingen meer zal kunnen hespeuren. Zijn A. en B. twee plaatsen, welke onderling door eene telegraaflijn verbonden zijn, dan zal men, de verbinding

19

lusschen lijn en aardplaat le 15. verbrekende, te A. geen aardstroom kunnen waarnemen, doch zal de aardstroom wederom waarneembaar zijn, wanneer die verbinding op nieuw wordt gemaakt, In het eerste geval zegt men. dat de lijn te B. geïsoleerd is; in het tweede, dat zij aldaar met de aarde verbonden is.

Op den voorgrond slelletidc, dat men eene goede aard-verbinding heeft gezocht en gevonden en dat men koperen aardplaten bezigt, is het thans niet moeielijk meer den aardstroom in volkomen geïsoleerde lijnen op te vangen.

Hiertoe schakelt men eene boussole, zooals hierboven werd bedoeld, of eene gelijksoortige en meer gevoelige, en die ik thans kortheidshalve de meetboussole zal noemen, tusschen aardplaat en lijn in. Men kan daarna de afwijking waarnemen bij isolatie en hij aardverbinding der lijn op het korrespondeerende station. Verkrijgt men dan bij isolatie geene afwijking, en is die bij aardverbinding b. v. 10 graden, dan zal de aardstroom eene waarde van 10 onbenoemde eenheden vertegenwoordigen. Want daar de afwijkingen onder den invloed der gewone aardstroomen verkregen, meestal niet meer dan ltgt; graden bedragen, zullen de stroomintensileiten zich niet alleen verhouden als de sinussen der verkregen afwijkings-hoeken, maar bovendien als die afwijkingen zeiven (¹), en is bet tevens verklaarbaar, dat men zegt een aardstroom te hebben waargenomen, welks intensiteit b. v. 2, 5,4 maal grooter is dan die, welke op een vroeger tijdstip werd geobserveerd. Is nu de richting van den

1

Vgl. Schelles\'s Elektromagnelischer Telegraph, S. 1ÜJ u. 103, 5^le Aullage, 1871.

20

slroom dezelfde ais die van een, onder normale omstandigheden in de lijn gezonden, kunstmatig opgewekten koperstroom, hetgeen de naald kan aanwijzen , dan spreekt men van eene afwijking in de gewone richting en dus van een stroom, die in de naaste omgeving van den waarnemer hij de aardplaal in de lijn treedt. Geschiedt de afwijking daarentegen in de tegenovergestelde richting, dan verlaat de stroom bij die aardplaal de lijn, en heeft hij dus de richting van een in de lijn gezonden zink-stroom, en is het nu duidelijk, hoe men zich vergewist, of de afwijking b. v. 10 of — 10 graden bedraagt.

Daar de aard-stroomen zich vooral in telegraaflijnen van beduidende lengte voordoen en deze meestal niet in een volkomen zuiveren isolatie-toestand verkeeren , neemt men \'gewoonlijk bij hel inschakelen der meetboussole een slroom waar, welke zijn ontstaan aan meer dan eene oorzaak verschuldigd is. Is de lucht helder of regent hel, doch hestaai er geen onweer langs het lijntraject, dat in de observatie begrepen wordl; circuleeren er geene polarisalie-stroomen, en is mede al hel overige in normalen toestand behalve de niet volkomen geïsoleerde lijn, dan zullen zich uitsluitend de in hoofdstuk 1 onder lell. d en e bedoelde stroomingen in do lijn kunnen verloonen, en is het noodig te bepalen, of er een aardstroom circuleert, en welk deel van den waargenomen stroom een aardstroom kan worden genoemd.

Dit tot dusver onopgelost gebleven vraagstuk moest eene oplossing nabijkomen, wanneer men in staal was hij de metingen stroomeigenschappen waar te nemen , die uitsluitend aan do aard- of Volta-stroomen behooren. Te

21

dien einde deed ik veelvuldige waarnemingen langs lijnen van ruim 200 km. lengte, welke aanleiding gaven lol de samenstelling van de navolgende

Wet der Volta-stroomen. — Wanneer in eene lijn alleen Volta-stroomcn voorkomen, zuHen die raar den waarnemer de meeste inlensiteil bezitten bij isolatie der lijn op hel korrespondeerende station.

Deze wet berust op liet feil, dal men aan de heide uileinden der lijn gelijktijdig natuurlijke slroomen kan waarnemen, die l)ij de aardplalen in de lijn treden, en dus eene tegengestelde richting hebben, boewei zij, van bel standpunt der waarnemers bezien, hetzelfde teeken bezitten.

A. D. H. Zij AÜB b. v. eene

^—Q lijn. die de plaatsen A en B verbindt en aldaar bij 1\' en P¹ dooi eene koperen plaat in de aarde eindigt, ter-- y wijl de lijn ergens,!). ——^ v. te D met de aarde C in aanraking is, dan /.al er door middel der aarde gemeenschap bestaan tus-scben bel zink der gegalvaniseerde lijn in UC en de koperen platen l\' en P¹, en moet er in G een Volta-stroom ontslaan, die zich kan begeven van C naar 1\' en van daar over A en D naar C terug, en van C naar P¹ en van daar over B en D naar C terug, en die zich over de beide stroomwegen zal verdeden in omgekeerde verhouding der te doorloopen weerstanden, belgeen alsdan

oo

Jmi AJ

gelijktijdig in A en B zal kunnen worden geobserveerd.

isoleert men nu de lijn Ie B, dan zal de Volta-slrooni zich in C niet verdeden, maar den weg doorloopen, die hem van C naar P en van daar over A en D geboden wordt, en zal deze stroomweg alsdan den geheelen Volla-stroom ontvangen.

Niet altijd verdeelt de Volta-stroom zich in G op de hierboven aangegeven wijze. Proefnemingen toch bewijzen , dat zij zich b. v. eveneens van C over IJ en 1! naar P¹ kan bewegen, om vervolgens van daar naar C terug te keeren (Vgl. Hoofdstuk I, sub d), zoodat de in A geplaatste waarnemer een koper-, en de in ü geplaatste een zinkstroom waarneemt, of omgekeerd.

De stand der zon aan den hemel en de richting der aardstroomen, zoo zij sterker zijn dan de Volta-stroomen, schijnen hierop invloed uit te oefenen. Daar er rechtstreeks geen verband bestaat tusschen Volta-stroomen en zonnestand, moet zulks doen vermoeden, dal de zonnestand alleen op de richting der aardstroomen, en deze richting wederom op die der Volta-stroomen van invloed is. Dat de natuurlijke stroom in sommige lijnen omstreeks 12 uur des middags zijn teeken wel eens omkeert, schijnt dit vermoeden te bevestigen. Eveneens wijst hierop de omslandigheid, dat voor zoover mijne ondervinding strekt, nog nimmer op de observalie-poslen aan de beide uiteinden der lijn stroomingen werden waargenomen, die op beide plaatsen het (eeken — bezaten, terwijl daarentegen wel stroomingen met bet leekon of met een verschillend teeken werden geobserveerd.

De weerstand der isolatie-fouten kan, zooals elders

23

reeds gezegd werd, mede va» invloed zijn op liel waargenomen leeken. Dueli liel is uiterst moeieiijk in eik zich voordoend geval te bepalen, waarom dü en geen ander teeken wordt geobserveerd. Langdurige proefnemingen kunnen hierover wellicht meer licht doen opgaan, doch daartoe is liet noodig, dal. gedurende het telegra-feeren met de kleinst mogelijke hatterijkrachten worde gewerkt, opdat de lijn zoo weinig mogelijk aan sterke invloeden onderworpen zij (Vgl. Hoofdstuk I, sub f).

Daar alle proefnemingen de Wet der Volta-slroomen bevestigen, is men gerechtigd haar als waar aan te nemen, en behoeft zij ook werkelijk geene loelichting ineer, omdat zij reeds duidelijk genoeg is in en door zich zelve.

Door eene juiste beschouwing dezer wet in verband met die der aardstroomen is het levens mogelijk in bepaalde gevallen te onderzoeken, of er in ongunstig geïsoleerde lijnen al dan geene aardstroomen voorkomen. Neemt men de afwijking der meetboussole onder den invloed van den natuurlijken stroom waar bij isolatie en hg aard-verbinding op bet korrespondeerende station, en is die afwijking het grootst bij isolatie, dan zal in de eerste plaats aan Volta-stroomen moeten gedacht worden, en kan men, wanneer de isolatie-fout nabij den waarnemer gelegen is, zelfs aannemen, dat geene aardstroomen geobserveerd worden, dewijl deze in lijnen van geringe lengte — en in eene zoodanige is dan de lijn veranderd — niet voorkomen. Ligt echter de fout op verderen afstand van den waarnemer, dan is bet moeieiijk te bepalen of er geen aardstroom circuleert, omdat die in het gegeven geval zoowel bij isolatie als bij aardverbinding in de lijn

24

kan treden, terwijl niet meer kan worden aangetiüiuen, dal de lengte der liin bij isolatie gering is. Niettemin hestaat er volkomen zekerheid, dat de Volla-slroom sterker is dan de aardslroom, en dal hel verschil der afwijkingen eene henaderingswaarde van den Volta-stroom vertegenwoordigt. Want, mochten er aardstroomen cir-culeeren, dan zoude uil de wel der aardstroomen volgen, dal die bij aardverhinding op hel korrespondeerende station hel sterkst moeien zijn. Is nu de afwijking hij aardverhinding niettemin geringer dan bij isolatie, dan kan het verschil dier afwijkingen geene henaderingswaarde van den aardslroom wezen, maar moet zij daarentegen eene henaderingswaarde van den Volta-stroom zijn. In hel hier bedoelde geval is de afwijking bij isolatie of 1 grooter dan de afwijking bij aardverhinding of P. d. i.

I gt; P.

Stel verder:

Ag — grootste waarde van den aardslroom; Vg = » » » » Volta-stroom;

Ak — kleinste » » » aardslroom; Vk = » » » ii Volta-stroom;

Ax — eene henaderingswaarde van den aardstroom; en Vx — • » »11 Volta-stroom;

dan is:

Vg -f- Ak gt; Vk Ag:

maar Ag — Ak x;

dus Vg Ak gt; Vk Ak -f- x: of Vg gt; Vk -f- x;

en Vg — (Vk x) — Vx........... (I).

is echter de afwijking der naald het grootst bij aard-

25

verbinding, dan zal in de eerste plaats de aardslroom liet sterkst zijn, en bovendien zal liet verschil der afwijkingen bij aardverbiuding en bij isolalie eene benade-ringswaarde van den aardslroom aangeven. Want uit de wet der Volta-stroomen volgt, dat de Volta-stroom het minst sterk is bij aardverbinding der lijn op het kor-respondeerende station. Is de afwijking der naald dan evenwel hel grootst, zoo kan de oorzaak hiervan alleen gezocht worden in het circnleeren van een aardslroom of van een sterkeren aardslroom dan die bij isolalie, en geelï hel verschil der afwijkingen alsdan eene henade-ringswaarde van dien stroom aan. In dil geval is;

1^J gt; I

dus ook Ag -i- Vk gt; Ak Vg;

maar Vg = Vk x,

dus Ag —f~ Vk gt; Ak —)— Vk —f- x of Ag gt; Ak x

en Ag (Ak -f- x) Ax.....(II).

Is in bovenstaande vergelijkingen Vx = o eti Ax = o. in. a. w. beslaat er geen verschil in afwijking bij isolatie en bij aardverbinding, dan bestaat er geene zekerheid meer, of er al dan geen aardslroom aanwezig is.

Hel bovenstaande laat zich alsnu gemakkelijk samenvatten in de volgende

Samengestelde wet oeh aahü- en Volta-stroomen. — Wanneer zich in een niet volkomen zuiver geïsoleerde lijn natuurlijke slroomen voordoen, die èu aard-stroomen, èn Volta-slroomen zijn, zal hel verschil in de afwijkingen van de naald der meethoussole, onder den invloed dier stroomen verkregen bij isolatie en bij aardverbinding der lijn o/i hel

26

/wrrespnndpercnclc station, het bestaan van een aardstroom verraden, ivanneer de afwijking hij aardverhindiny grooter is dan die hij isolatie, en zal dit verschil zelf eene hen j -deringswaarde van den aardstroom zijn. Wanneer daarentegen de afwijking der naald onder den invloed van, den natuurlijken stroom hij isolatie op het kor res pondeer ende station grooter is dan die hij nardverhinding aldaar, dan sullen die afwijkingen verkregen zijn onder den invloed, die daarop voornamelijk door een Volta-stroom werd uitgeoefend, en zal het verschil der waargenomen afwijkingen eene henaderingswaarde van den Volta-stroom zijn. Hel is echler noodig lt;le metingen met de meest mogelijke vlugheid te doen, opdat men zich de waarde van aard- en Volta-stroom gedurende de metingen constant kunne denken.

Uil deze wel, die in alle gevallen bevestigd wordt, vloeit van zelve voort, op welke wijze de meting van aard-stroomen in niet gunstig geïsoleerde telegraaflijnen moet worden ingericht, en is daarmede eene benaderingsmethode gevonden tot hel molen van aardstroomen in telegraaflijnen.

De meting zelve wordt de enkele ofquot; enkelvoudige meting genoemd , omdat de waarnemingen slechts op één station worden genomen.

Om zich Ie overtuigen, of de lijn vrij goed of slecht geïsoleerd is, kan men levens den stroom eener meet-hatlerij in de lijn zenden, mede hij isolatie en hij aard-verbinding der lijn op bel korrespondeerende station. Ook daar moet, zooals in hel volgende hoofdstuk blijken zal, hetzelfde worden verricht. Leveren dan de op heide

27

stations verkregen afwiikingscijlers nagenoeg gelijke waarden op, dan kan op do meling worden vertrouwd, en zal de lijn des Ie Iteler geïsoleerd zijn, naarmate hel verschil tussclien de afwijkingen, bij aardverliinding en isolatie verkregen, grootcr is. Men inoel daarbij zorg dragen, dat de meetbatterij — gewoonlijk bestaat zij uit twee acliler elkander verbonden elementen — op eene behoorlijke sterkte wordt gebracht, zoodanig dat de afwijking hij aardverbinding in ieder geval 10 graden bedraagt. Want is de batterijkracht te klein in verhouding tot den weerstand der lijn, dan zullen ook de verkregen afwiikingscijlers zeer klein zijn, en kan hunne onderlinge verhouding geen vertrouwbaren maatstaf meer opleveren.

Voorts dient in het oog te worden gehouden, dat do metingen van den aard- en Volta-stroom alleen dan mogen geschieden, wanneer de lijn eenigen tijd in rust is geweest. In het tegengestelde geval toch kunnen pola-risatie-slroomen in de lijn circuleeren, die, hoe zwak dan ook, van invloed kunnen zijn op de meting. Aanbeveling verdient het dientengevolge de metingen te bewerkstelligen, langs lijnen, die niet in gebruik en van afzonderlijke aardplaten zijn voorzien, of die aan reserve-aardplaten kunnen worden verbonden, of die gedurende eenige uren geen telegrafeerstroom ontvingen. Als meest geschikte tijd moet daarom hel tijdperk tussclien H en 8 uur des ochtends worden beschouwd.

Het, behoeft geen beloog, dal een en ander van kracht blijft hij het doen der zoogenaamde dubbele meting, welke thans zal worden omschreven.

28

IV. De dubbele mcdng i\'an aard- en Volta-stroomen In telegraaflijnen.

Hel ligl voor de hand, dat men achlereenvolgens op de stations aan de uiteinden der lijn gelijksoortige waarnemingen kan doen.

Noem de stations A. en B. Dan zal A. den natuurlijken stroom kunnen waarnemen eerst bij isolatie der lijn te B, en daarna hij aardverhinding aldaar, telkens h. v. gedurende lö seconden. Vervolgens zal B. hetzelfde kunnen doen, eersl hij isolatie der lijn tc A, en daarna hij aardverhinding aldaar, eveneens lelkens gedurende 15 seconden.

Deze meting wordt de duhhele genoemd, omdat de waarnemingen op de heide ohservatie-posten nagenoeg gelijktijdig plaats grijpen. Zij wijst den weg aan tot het verklaren van waargenomen, onmogelijk geachte verschijnselen hij hel doen eener zoogenaamde gewone meling, en verdienl daarom heschouvvd te worden als een krachtig hulpmiddel lot het leeren kennen van den elec-trischen toestand der lijn op het tijdstip der meling. Hiertoe is het noodig de in heide gevallen verkregen resultaten aan eikander te toetsen.

Die gewone meting bestaat uit hel opnemen : 1°. van de afwijking eener meetbatterij , in zich zelf gesloten, zonder anderen weerstand in de keten dan dien der meetboussole en der hatterij zelve;

2°. van de afwijking dier zelfde meetbatterij in verbinding met de lijn , wanneer die (i. op het korrespomleerende slation geïsoleerd is; of b. aldaar met de aarde verbonden is, zonder inschakeling van toestellen of relais te dier plaatse; of

29

c. aldaar ineL de aarde verbonden is, met inschakeling van toestellen of relais.

De onder 1 bedoelde melhifr geschiedt mei het doel, om zich Ie vergewissen, of op de meelhatlerij kan worden vertrouwd, en hehoort dus gedaan te worden, voor dat, men de onder 2 bedoelde melingen verricht, en bare uitkomsten onderling vergelijkt.

Zijn de onder 2 bedoelde metingen afgeloopen, dan vergelijkt men de uitkomst der meting onder 2a met die onder 2ft; laatstgenoemde wederom met die onder 2c. en eindelijk de uitkomsten der drie metingen onderling. Over eene vergelijking van de afwijking hij isolatie mei die bij aardverbinding op hel korrespondeerende slalion werd reetls gesproken aan hel slol van bel vorige hoofdstuk.

l)e uitkomsten van dc onder 2 h en c bedoelde metingen, onderling vergeleken, geven aan, of bij eene gunstig geïsoleerde lijn de weerstand van hel mede ingeschakelde relais al dan niet grool is, en, omdat die weerstand steeds bekend kan zijn , dus ook . en vooral bij hel gebruik maken van een relais mei grooten weerstand, of dc lijn al dan niet gunstig geïsoleerd is, mils men levens wete, dat geene naluurlijke slroomen, behalve Volla-slroomen in de lijn circuleeren.

Geven de drie, onder 2 bedoelde metingen eene onveranderde afwijking of onderling weinig verschil opleverende afwijkingen der naald aan, dan zegl men, moei de lijn zeer ongunstig geïsoleerd zijn, en slaat menigeen verbaasd, dat bel in soortgelijke omstandigheden mogelijk kan zijn mei de meeste snelheid lelegrafische leekens te wisselen langs eene lijn van meer dan 200

30

km. lengte. Gewoonlijk raeenl men, dal deze uilkomst bel aanzijn van belangrijke isolalie-foulen verraadt, en deze zienswijze scbijnt dan hare bevestiging te vinden in de omslandigbeid, dal bel gebruik maken eener sterkere batterij noodig is, om bel. variëeren van den lele-graleerslroom Ie neutralise.eren.

Op grond van de in bel vorig boofdsluk verklaarde samengestelde wet der aard- en Volta-slroomen mag deze uitspraak echter niet onvoorwaardelijk worden aangenomen, terwijl ook de ondervinding leerl, dal alleen uil de onderlinge vergelijking van de uitkomsten, welke op de beide, aan de uileinden der lijn gelegen observatieposten werden verkregen, eene eenigszins ware beschouwing van den electrischen toestand der lijn kan voortvloeien.

Hierbij kunnen zich de twee volgende gevallen voordoen , l. w.:

1°. kunnen de afwijkingen der meetbalterij, onderling vergeleken, geen of weinig verschil opleveren (Vgl. het slot van hoofdstuk III), en

2°. kunnen die afwijkingen, onderling vergeleken, belangrijke verschillen aanwijzen.

Doet bel laatstbedoelde geval zich voor, dan wordt hel noodig den natuurlijken stroom op de beide stations le melen, opdat men hierdoor tot de kennis van den waren electrischen toestand der lijn gerake, en dientengevolge mede in slaat zij, om de handelingen van hel personeel te controleeren, dal met bel onderhoud der lijn belast is.

Wijst reeds deze eenvoudige beschouwing op de noodzakelijkheid tol hel doen van melingen, zoowel mei als

31

zonder ineelballerij, op de heide, aan de lijn gelegen observatie-posten, liter zullen eenige vocrlieelden ter opheldering worden gegeven, waaruit de waarheid van het hierboven gestelde nog duidelijker zal blijken.

Er bestaan verder nog enkele andere omstandigheden, die de aandacht vragen, omdat zij vooral bij het onderling vergelijken van verschillende meetresultaten gewicht in de schaal leggen. Zoo is het noodig in aanmerking Ie nemen, uit welke soort ot\' soorten draad eene lijn beslaat, gelijk reeds uit hel in hoofdstuk lil gezegde volgt. Maar vooral is het goed op de beide stations gelijksoortige boussoles te gebruiken, zoodat ook met gelijke meetbatterijen kan worden gewerkt. Want tracht men al aan hel gemis van gelijksoortige meetwerktuigen te gemoet te komen door het bezigen van batterijen van verschillende intensiteit, deze wijze van doen levert steeds hel nadeel op, dat gedurende de meling ongelijke pola-risalie-stroomen kunnen ontslaan. Gebruikt men echter kleine meetbatterijen, dan zullen de polarisatie-stroomen van geringe beleekenis zijn. en kan te eerder op de uitkomsten der metingen worden vertrouwd, liet is niettemin hoogst moeielijk in het verschil der meetbatterijen bet juiste aequivalent te vinden voor de ongelijksoorlig-beid der meelinslrunienten, zoodal men daarbij wel steeds op verschillen zal sluiten.

Wil men den natuurlijken stroom meten, dan zal men noodzakelijker wijze gelijksoortige meelboussoles moeien bezigen, dewijl anders een onderling vergelijken der uitkomsten geen nauwkeurig resultaat kan opleveren.

In Nederlandsch-Indië bestaan in de telegraaflijnen —

52

en meeslal daar waar liel lijnlrajcct van hel eene telegraafkantoor ophoudt en dal van liet andere begint plaatsen, waar men op eene even gemakkelijke als eenvoudige wijze de continuïteit der lijn verbreken en herstellen kan, en waar dus de lijn kan worden geïsoleerd. Deze plaatsen dragen den naam van isoleerpunten.

Heeft de lijn eene meer dan gewone lengte, dan wordt hare continuïteit aldaar meestal dagelijks tusschen 6 en 7 uur in den ochtend gedurende eenigen tijd verbroken, en kan elk kantoor de afwijking der meetbatterij in verbinding met de aan bel isoleerpunt geïsoleerde lijn opnemen. Wordt daarna de lijn zonder inschakeling van de meetbatterij op het observeerende kantoor gedurende één minuut met de aarde verbonden, opdat de lijn zich behoorlijk ontlade, en neemt men vervolgens den natuurlijken stroom waar, dan zullen ook deze uitkomsten kunnen dienen tol hel beoordeelen van den eleclrischen en den isolalie-toesland der lijn. Is later, bij het doen der gewone metingen. de isolatie-afwijking van hel eene kantoor lot hel andere geringer dan die van eerstbedoeld kantoor tol hel isoleerpunt. dan mag worden aangenomen, dal de electrische toestand gunstiger geworden is lol hel wisselen van telegrafische teekens, maar vloeit daaruit nog geenszins voort, dal de isolatie-toestand, door gebreken aan de lijn ontslaande, zoude verbeterd zijn. In de eerste plaats moet de lijn, die aan het isoleerpunt niet langer verbroken is. alsdan geheel geladen worden, doch tevens is het niet onmogelijk, dal de natuurlijke stroom zijn teeken heeft omgekeerd. De afwijking, bet eersl onder den invloed van twee

33

slrooni-inleiisiteiten verkregen, zal dan het versch\'l van Iwee slroom-inlensileilen kunnen aanwijzen. Daarenboven kan de zon gedurende den tijd, welke tusschen de hier bedoelde metingen verloopt, de lijn gaandeweg dermate verwarmd hebben, dal haar weerstand is toegenomen , zoodat op het latere uur eene kleinere afwijking wordt verkregen; terwijl zich menigwerf in de vroege ochtenduren aan de lijnen een vochtige neerslag vertoont meestal bestaande in eene reeks van druppels water, die stroomdeelljes in de atmosfeer of langs de steunpunten ontvoeren, heigeen alsdan de afwijking groeier doet zijn. Tegenover dit alles slaat evenwel het feil, dal er meestal in de ochtenduren aan de lijnen wordt gewerkt.

Ter opheldering volgen hier thans eenige voorheelden, welke aan de praktijk zijn ontleend.

I. De kantoren A en D staan met elkaar in korres-nondentie. Bij het inschakelen van de meetbatterij en de meetboussole observeert het kantoor A eene afwijking-van nul graden op hel isoleerpunt in hel midden der lijn, en later op het korrespondeerende kantoor eene isolatieafwijking van -t- 6 en eene aard-afwijking van 20 graden.

Onder inschakeling van meetbatterij en meetboussole observeert het kantoor li nagenoeg gelijktijdig eene afwijking van 5 graden op hetzelfde isoleerpunt, en later op hel korrespondeerende kantoor eene isolatie-afwijking van 6 en eene aardafwijking van -f- 27 graden.

Indien de afwijkingen bij isolalie op de kantoren nagenoeg of geheel gelijk en tevens gering zijn, zooals in bovenstaand voorbeeld, dan moet op grond van de wel

3

34

der VoUa-stroomen worden aangenomen , dat de lijn gunstig geïsoleerd is. Want zoude er hij isolaüe der lijn op de kantoren een belangrijke Volla-slroom circuleeren, dan zoude die zeker éénmaal een ongunstig isolaUe-cijtei

moeien aanwijzen.

Uil de vergelijking der lot hel isoleerpunt ver regen

alwijkingscijfers vloeit van zeil voort, welk ge e

lijn het minsl gunstig geïsoleerd is, tenzij de o la-s room

in richting tegengesteld zij aan den stroom der meelha -

terij, die in Nederlandsch-Indiê gewoonlijk ml een koper-

stroom bestaat.

Het verschil der aardafwijkingen maakt het wensche-Ihk om den natuurlijken stroom hij aardverhindmg te meten en ligt hel alsdan voor de hand. dal de waai te nemen stroom zich waarschijnlijk zal bewegen van het kantoor, dat de grootste aardafwijking waarnam, naar het kanloor, dal de kleinste aardafwijking observed de, en dus in bovenstaand voorbeeld van B naar A.

Om de henaderingswaarde van den Volta-stroom o aardslroom - zie hoofdstuk lil (I) en (11) - te vinden, zal men echter de samengestelde wel dier stroomen moeten loepassen, en wordt het dan nood.g, om ook natuurlijken slroom bij isolatie te observceren

II Bij eene gewone meling in den namiddag obsei-veerl hel kantoor A eene isolatie-afwijking van en eene aardafwijking van 28 graden op B;

toor B eene isolatie-afwijking van 9 en c

nieren van aL natuurlijken stroom verkrijgt A hij isolatie »5 en hij aardverbinding - - 17 graden-,

ao

en B bij isolatie — 2 en bij aardverbinding — 18gradeu.

De vraag rijst liier, of al dan niet aan den invloed van polarisatie-stroomen mag worden gedacht, en dal dit werkelijk geschieden moet, blijkt uil de omstandigheid dat hel kantoor A bij bel telegrafeeren mei een zink-stroom werkl en gewoonlijk niet mei B maar met een verder verwijderd, in dezelfde lijn gelegen kantoor C, dat daartoe sleeds een koperstroom bezigt, üe gangbat-terijslroom van A is dientengevolge meeslal sterker dan die van B, terwijl bel kantoor A tevens meer telegrammen wisselt dan bel kantoor B. Aan de aardplaat van A vindt dientengevolge eene sterkere werking plaats dan aan die van B. Uil dien hoofde moet de polarisalie-stroom de richting hebben van een stroom tegengesteld aan den balterij-slroom van A, en zal bij dus een zinkstroom zijn, die le B in de lijn treedt.

Aangezien echter ook des ochtends vóór hel wisselen van telegrammen, nagenoeg dezelfde afwijkingen werden verkregen, mag worden aangenomen, dat de polarisalie-stroom van geringe beleekenis is, en zal derhalve de samengestelde wel der aard- en Volta-slroomen bij toepassing op bet hier gegeven geval geen al te onnauwkeurig resultaat opleveren, en daaruit zal dan blijken, dal een aardslroom circuleerde.

Volgens de proefnemingen van Du Moncel (Vgl. Blavier, T. l^r, p. 571) is het in hel hier bedoelde geval bij hel telegrafeeren goed, om aardplaten van ongelijke grootte le be/igen, en zoude alsdan bel kantoor B de grootste moeten bezitten.

Uil de verkregen afwijkingscijfers blijkt verder, daler eene isolatie-foul moet beslaan, welke gewis dichter bij

S6

. . _H « _moet liggen. Daar het isoleerpunt in deze

hel Ujtitraject van B grooter is dan dal \\an \'

_fout _ aangenomen dat er slechts eene enkele hestaai

vermoedelijk in dal van A gelegen zijn ⁰P ^ \'J afstand van hel isoleerpunt. Is men nu mei de pba e Hike gesteldheid van hel lijntrajecl hekend, ten ₀e r waarvan men zelfs in staal kan zijn de streken aan

wnr wel storingsoorzaken zullen

^WijT \'nr^dan kan ook worden beoordeeld h. v. of de de\' veronderstelde plaats door een gevallen hoorn kan quot;elrolïen zijn, en tan hel geopper,le «er,noedel, d» L eenige meerdere vyaarsehljnl.JkUe.d verUnjgen.

BH hel bovenstaande voorl.eeUl ^ _g

Ink hel hij wijlen is, om zieh eene jmsle voorstelling 1 den eleclrischen toestand eener lijn te vormen Wensehl men in hel hier besproken S⁶quot;»¹ «^a;™^nl™. meerdere gegevens Ie verkrijgen, dan kan aan toor B verzocht worden, om de kantoren A en C m l elkander rechtstreeks le verbinden, opdat deze dezeltde metingen kunnen doe», als door A en B werden vernch terwijl daarna helzeltde ka» geschieden op de hjn d U aan C verbindt. Hel is echter verreweg hel hes e alleen de beide eindkanloren eener lijn de stroomen te

«r meten en daarbij in hel oog te honden, ot al dan

„iel met «elljke batterljkrachlen kan worden gewelkt.

We scht men de inetingen in hel vroege ocblendnnr telen, -an mag hel gebruik maken van « ^ hellelefoon wel aanbevolen worden, en kan da =

gebezigd worden tot hel voeren der noodige besprekingen.

37

Langs dezen weg voorkomt men hel bezigen van krachtige stroomen gedurende en vóór de meting, en dientengevolge hel ontstaan van invloedrijke polarisatie-slroomen. Immers ook al neemt men aan, dat de inductie-stroompjes van den telefoon eene veel hoogere spanning hebben dan de door eene galvanische batterij geleverde electrici-teit, hun duur is te kort, om bel aanzijn te kunnen geven aan krachtige polarisatie-stroomen.

III. Het kanloor A brengt de meethatterlj en meel-boussole met de lijn in verbinding en observeert eene constante afwijking van b. v.— 8 gr., of eene variëerende van 5 lot — oo, terwijl de meelbatterij in een deug-delijken staat verkeert.

In dit geval circuleert een sterke aardstroom in de lijn, die zoo men van eene enkele lijn gebruik maakt, het lelegrafeeren bemoeielijkt of onmogelijk maakt.

Hoewel betrekkelijk zelden wordt zulk een stroom wel eens voor liet, uitbarsten van zware onweders of ook wel bij fraai weder geobserveerd, en moet dan m. i. beschouwd worden een gevolg le zijn van de inductie door krachtige atmosferisch-eleclrische invloeden op het aardoppervlak uitgeoefend, hetgeen hel uitspansel mede schijnt aan te duiden.

In zulke gevallen zijn de slroonüngen slechts kort van duur en verandert onophoudelijk hare intensiteit, doch schijnt bare richting eenigen lijd constant le blijven.

Hebalve deze drie gevallen kunnen zich nog enkele andere voordoen, welke men het best in de praktijk kan leeren kennen, doch die tevens en telkens eene afzonderlijke studie van de lijn vereiscben.

58

Ook Ini \'\'el ontstaan van storing in .le telegrafische gemeenschap langs eene telegraaflijn kan de natuurlijke stroom menigwerf met vrucht gemeten wor en.

nuar voorbeelden ter opheldering.

IV. Het kantoor C, dat bij de laatst gedane, gewone meting eene isolatie-al\'wijking van 5 en eene aard-afwiiking van 20 graden op hel korrespondee rende kantoor I) waarnam, ontvangt eensklaps geene teekens meer en observeert daarna bij het inschakelen van de meelbalterij en het meètinstrumenl eene afwijking van 54 graden, hetgeen in ieder geval op eene verbinding met de aarde wijst. Den natuurlijken stroom metende, wordt eene afwijking van 12 graden verkregen. Daar beide afwijkingscijfers vrij groot zijn, welke bij gun-sli-en isolatie-toestand eu bij eene afwezigheid van aard-stroomen in de lijn nimmer werden verkregen, wi,steen en ander op eene grondverbmding op met verren afstand van het metende kantoor.

Men zoude echter verkeerd doen, zoo men daarin de oorzaak der storing ging zoeken. Want het is mogelyk, dat de lijn voorbij de waargenomen lout gebroken is.

Meestal doet .lil geval zich voor.

Y Hel kantoor E. dat vele uren te voren bij de laatst gedane, gewone meting eene isolatie-afwijking van 12 en eene aardafwijking van - - lo graden op bet korrespondeerende kantoor t waarnam, ontvan₀l eensklaps geene teekens meer, en observeert daarna Inj het inschakelen van de meetbatterij en het meeUnstiu-ment eene afwijking van 19 tol-1-21 gra en, ¹⁶ o^eequot; op eene onvolkomen aard ver binding op grooter. afstanc

39

van liet nielenJe kantoor wijst, en derhalve mag doen veronderstellen, dat de continuïteit der lijn verbroken is. Bij liet nieten van den natuurlijken stroom wordl eene onveranderde afwijking van - - 3 graden waargenomen, hetgeen volgens de wel der Volta-stroomen omtrent den aard der storing een gewichtig gegeven kan bevatten, vooral wanneer de afwijkingen gedurende eenigen tijd niet veranderen. Het mag dan als bijna zeker worden aangenomen, dat de lijn op verren afstand gebroken is. Verandert daarentegen ook de afwijking van den natuurlijken stroom, dan is óf de lijnwachter aan de lijn bezig, of circnleeren aardstroomen van meer dan gewone sterkte en worden de afwijkingen meestal weldra normaal. en ontvangt rnen derhalve eensklaps op nieuw fraai en duidelijk schrift.

Dat op de verkregen afwijkings-cijfers velerlei invloeden kunnen werkzaam zijn, werd hierboven reeds vermeld. Vooral de polarisatie-verschijnselen schijnen hiertoe te moeten gerekend worden.

Alleen ten gevolge van. ernstige, voortgezette studie zal men dientengevolge een helderen blik leeren slaan op den toestand, waarin zich deze of gene lijn op een gegeven oogenblik bevindt.

Te betwijfelen is hel niet, of deze, in ruime mate verkregen kennis, kan veel bijdragen, om den meest zenuwachligen observator tot bedaren te brengen; zij mag eene vingerwijzing heeten bij het bepalen van hetgeen al dan niet geschieden moet tot het wegnemen der storingsooizaken, vooral dan wanneer het bekend is. op welke lijntrajecten storingsoorzaken het meest zullen

40

voorkomen. Zelfs is hel in dergelijke gevallen gelukt den tijd ie bepalen, waarop eene storing zoude opgeheven

zijn- __________

V. Slotwoord

Is in de vorige hoofdstukken eene benaderingsmethode ae-even lol hel melen van aard- en Volla-stroomen m lelegraalUjnen, waarin geene andere naluurlljke slroo.uen dan deze voorkomen, een even belangwekkend vraagstuk _mag bel beelen, om den aardslroom te herkennen en zijne benaderingswaarde te berekenen in eene lyn. waarin belangrijke polarisatie-slroomen circuleeren. De orns eindigheid, dal deze slroomen gaandeweg in mlens.le.l verminderen, totdat zij geheel verdwenen zijn, maak de oplossing van dit vraagstuk echler lol eene moejekjke laak. Maar ook, al mocht men aannemen dal hunne waarde conslant bleef, dal hunne ncbling telkenmale mei zekerheid bekend was, en dal ook aan geene Volla-slrooinen (0 behoefde gedachl le worden, dan nog zou 1 eene voldoende oplossing niet le vinden zijn, lenz,, men er in slagen mochl een anderen weg aan le wijzen dan de in dit geschrift gevolgde bij hel loepassen van de samengestelde wel der aard- en Volta-slroomen.

Of daartoe proefnemingen zouden kunnen leiden

SchweM verklaart in zijn reeds meermalen aangehaald

werk dal hij slechts zelden in slaat was om eiken natuurlijken stroom, die circuleerende was, aan diens eigen uitwerking te herkennen. Volgens mijne proefneming lg men evenwel slechts in bepaalde gevallen eene over-

(1) Vgl. Culley, p. 61 en 113.

41

wegende waarde toekennen aan de polarisalie-slroomen, on mogen deze in geenen deele vereenzelvigd worden met de Volla-stroomen, doch is hel in elk geval noodig, dal deugdelijke, koperen aardverbindingen worden aangebracht, die men ook in een goeden slaat moet onderhouden.

Laiiat (Sumatra), 1882.