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Tangentengesetz.
Wird der Ring in die Ebene des magnetischen Meridians gestellt,
so wird von einem durch den Ring gehenden Strom die Nadel ab
gelenkt; die Ablenkung ist um so größer, je stärker der Strom ist;
es ist die Stromstärke direkt proportional der Tangente des
Ablenkungswinkels.
Der Beweis für dieses Gesetz ergibt sich aus folgender Erwägung. Es wirkt
auf die Nadel einmal der Erdmagnetismus m, welcber bestrebt ist, dieselbe in
den Meridian zurückzuführen, und zweitens die Stromintensität i, welche sie senk
recht zum Meridian zu stellen sucht. Ist der Drehungswinkel der Nadel a so
groß, daß die drehenden Wirkungen, die Drehungsmomente, der beiden Kräfte ein
ander gleich sind, so kommt die Nadel zur Ruhe. Es kommen nun aber nicht
die ganzen Kräfte m und i, sondern nur deren zur Nadel senkrechte Komponenten
zur Wirkung. Der Erdmagnetismus wirkt im Meridian; eine zur Nadel senkrechte
Komponente desselben ist also die Gegenkathete des Ablenkungswinkels a, dem
nach m sin a.
Die Stromstärke wirkt in einer zum Meridian senkrechten Richtung, folg
lich steht eine zur Nadel senkrecht gefällte Linie dem Winkel (90° — a) gegen
über; diese Komponente ist demnach = i. sin (90 — a) = i. cos a.
Die Drehungsmomente der beiden Komponenten ergeben sich aus obigen
Werten durch Multiplikation mit der halben Nadellänge, also
V 2 1. i cos a = V 2 1 • m. sin o.
. _ V 2 1. m . sin a
V 2 1. cos a
= m . tg a,
worin m eine für jede Bussole konstante Größe ist, die als „Reduktionskon
stante der Bussole“ bezeichnet wird. Dieselbe bestimmt man, indem man
zwischen Batterie und Bussole noch ein Voltameter (s. u.) einschaltet und mehr
fach bei verschiedenen Stromstärken i, die durch Einschaltung von Drahtwider
ständen erzielt werden, diese am Voltameter und am Ausschlagswinkel a abliest.
Es ist dann
i
m = —
tang a
Durch planmäßige Einschaltung von Widerstandsdrähten kann man natür
lich Stromstärke und damit Nadelausschlag skalenmäßig variieren und mit Zuhilfe
nahme des eingeschalteten Amperemeters auf der Kreisscheibe der Bussole eine
Ampereskala auftragen.
Richtig ist das Tangentengesetz nur für kleine Ablenkungen (etwa
bis 65°) und für Nadeln, deren Länge x /s des Durchmessers des Ringes
nicht überschreitet, weil die Stromwirkung auf die abgelenkte Nadel
nicht dieselbe wie auf die nicht abgelenkte ist und die magnetischen
Teilchen in beiden Fällen eine ganz verschiedene Lage haben. Da
durch wird die Tangentenbussole nur zur Messung nicht zu starker
Ströme verwendbar.
Um sie in weiteren Grenzen brauchbar zu machen, ist sie ver
schiedentlich abgeändert worden.
Der Apparat von Himstedt 1 ) besteht aus zwei konzentrischen
Kupferringen, durch welche der Strom in entgegengesetzter Richtung
geschickt wird, wodurch das Drehungsmoment gleich der Differenz der
beiden einzelnen Momente wird. Man kann den Apparat auch so ver
wenden, daß der Strom beide Ringe in demselben Sinne durchfließt,
und schließlich auch so, daß der Strom nur einen der beiden Ringe
passiert. Dadurch wird es möglich, Stromintensitäten innerhalb ziem
lich weiter Grenzen zu messen.
7 Wiedemanns Ann. Phys. Chem. (1890) 41, p. 873.