Galvanische oder Voltasche Elektrieität. Die durch Berührung entgegengesetzt elektrisch werdenden festen Leiter laseen sich so ordnen, daß man aus der dabei sich ergebenden elektrischen Spannungsreihe (s. Elektrische Spannung) sowohl die Art als die Stärke der Elektricität auf jeden der sich berührenden Leiter voraussagen kann. Die Ursache dieser Elektricitätserregung heißt speziell Elektromotorische Kraft (s. d.), welcher Ausdruck jedoch in neuerer Zeit auch eine weitere Bedeutung erlangt hat. Die Körper, welche durch Kontakt entgegengesetzt elektrisch werden, nennt man Elektromotoren. Die elektromotorische Kraft trennt die neutrale Elektricität der sich berührenden Elektromotoren und treibt z. B. die positive Elektricität der Kupferplatte auf die Zinkplatte und die negative Elektricität der Zinkplatte auf die Kupferplatte, worauf sie dann (wie beim Kondensator die Firnisschichte) die Wiedervereinigung der so erhaltenen ungleichnamigen Clektricitäten verhindert, derart, daß sich die letztern größtenteils gegenseitig binden, und, wie der letzte angeführte Versuch zeigt, erst nach der Trennung der Elektromotoren ganz frei werden. Daß aber doch ein kleiner Teil der durch die elektromotorische Kraft geschiedenen entgegen-Jgesetzten Elektricitäten frei ist, beweist der früher „erwähnte Versuch mit der zusammengelöteten „sich die Wirkung der elektromotorischen Kraft durch „die Annahme erklären, daß die verschiedenen Clek-Jtromotoren die eine Art der Clektricität mit größe⸗ „rer Stärke anziehen als die andere. Sei dies z. B. mit dem Kupfer der Fall, welches gegen die negative Elektricität eine größere 4 die poft äußern soll eals das Zink, wogegen letzteres die positive Elektri1eität stärker anzieht; so wird bei Berührung von Kupfer und Zink, infolge der verschiedenen Anziehung, zwischen den eben genannten Metallen an ihren Berührungsstellen so lange ein Austausch der entgegengesetzten Elektricitäten erfolgen, bis jener den elektrischen Gesetzen entsprechende Gleichgewichtszustand eingetreten ist, wie ihn die Fundamentalversuche nach Volta zeigen. Nicht nur durch die gegenseitige Berührung verschiedener Metalle oder anderer fester Leiter, sondern auch durch die Berührung zwischen Metallen und Flüssigkeiten wird nach Versuchen verschiedener Forscher (Becquerel 1824, Pfaff 1840, Peclet 1841, Buff 1842; in neuerer Zeit Hankel und Gerland, Kohlrausch u. a. m.) Elektricität erzeugt. Man schraube (nach Buff) eine Zinkplatte a (Fig. 16) auf ein Goldblattelektroskop, bringe darauf eine überragende Glasplatte b und auf diese eine Schicht verdünnter Schwefelsäure oder ein damit getränktes Blatt Fließpapier o. Wenn man nun die Flüssigkeit und die Zinkplatte mittels eines isolierten Zinkdrahtes d berührt, diesen bald darauf wieder entfernt, die Glasplatte abhebt, so gehen die Goldplättchen mit negativer Elektricität auseinander. Diese Elektricität gehört zum Zink und kann nur von seiner Berührung mit der verdünnten Schwefelsäure herkommen. Weil die Divergenz der Goldblätter erst nach Entfernung der Glasplatte und der darauf befindlichen Flüssigkeit auftritt, so läßt sich schon daraus folgern, daß letztere durch jenen Kontakt entgegengesetzt, also positiv elektrisch geworden ist. Dies kann auch direkt mittels eines Clektroskops nachgewiesen werden. In ahesens Weise untersucht man andere Metalle, wobei stets der Verbindungsdraht d von demselben Metall wie die Platte a sein muß. Unter vielen solchen Versuchen von Buff ist folgender: Bei der Berührung mit Wasser werden die Metalle negativ elektrisch, Zink stark, Platin schwach; mit verdünnter Schwefelsäure werden Zink, Eisen und Kupfer in abnehmender Stärke negativ, Gold und Platin positiv; mit Zinkvitriol wird Zink stark, Kupfer schwach negativ, Platin positiv. Da hierin die Zahlenangaben fehlen, so mag aus anderseitigen Versuchen hinzugefügt werden, daß die hier gebrauchten Ausdrücke Aarko und aschwachs nur relativ zu nehmen sind. So z. B. ist Zink mit Wasser viel schwächer negativ elektrisch als Zink mit verdünnter Schwefelsäure, und der absolute Wert der Clektricität von Zink mit Wasser (man schreibt kurz Zink — Wasser oder Zink Wasser) ist so gering, daß in der Praxis von dieser Elektricitätsquelle kein Gebrauch gemacht wird. Im allgemeinen läßt sich sagen, daß nach der bisherigen Erfahrung Zink in jeder Säure negativ elektrisch wird, die letztere ebenso stark positiv. Die Metalle, welche in der Lelektrischen Spannungsreihey an der positiven Spitze stehen (z. B. Blei, Eisen), verhalten sich in der Regel gegen Säuren oder manche andere Flüssigkeiten wie das Zink, jedoch immer schwächer, je weiter sie von demselben gegen das negative Ende der Reihe hin liegen. Die an letzterm stehenden werden nur sehr schwach negativ (z. B. Kupfer) oder gar positiv (3. B. Gold, Platin). In vielen Fällen übertrifft die Stärke der Kontaktelektricität zwischen festen und flüssigen Leitern die zwischen den Metallen bedeutend, weshalb nur von ersterer allein Anwendung gemacht wird. Senkt man jedes der genannten Metalle, die in Berührung mit verdünnter Schwefelsäure negativ elektrisch werden, einzeln in letztere und zwar derart, daß noch ein Stück 2 (Fig. 1) aus der Flüssigkeit herausragt (s. Elektrische Spannung, Bd. VI, S. 27), so Mat sich bei der elektroskopischen Prüfung das Metall negativ, die Flüssigkeit aber ebenso stark positiv elektrisch. Der Grad der elektrischen Spannung oder des Elektrischen Potentials (s. d.) auf den Metallen ist hierbei sehr ungleich. Die größte Spannung ＋ das Zink, dann folgen Blei, Zinn, Eisen, Kupfer. In dieser Reihe ist der früher angeführte stets der stärkere Elektromotor. Stehen (Fig. 4) zwei sich berührende Elektromotoren (3z. B. Zink r und Kupfer gleichzeitig in einer Flüssigkeit, so erscheint der stärkere derselben am hervorragenden Ende negativ, der schwächere aber ebenso stark positiv elektrisch. Um zu begreifen, wie dies kommt, da doch jedes einzeln eingesenkte Metall negativ elektrisch wird, muß man Folgendes bedenken: Gesetzt es sei di elektrische Spannung des Zinks allein — 30, so ist die der Flüssigkeit ＋ 30. Wenn nun die elektrische Spannung des Kupfers einzeln — 8 und die der Flüssigkeit ＋ 8 ist, so ergibt sich, wenn beide Metalle zugleich in der Flüssigkeit stehen, für das Zink durch seine Berührung mit der Flüssigkeit — 30 und durch Leitung von der Flüssigkeit ＋ 8, d. i. — 30 ＋8 ⸗— 22. Ebenso hat das Kupfer durch die eigene elektrische Erregung — 8, und durch Leitung von der Flüssigkeit ＋ 30, d. i. 8 4 30 ⸗ 4 22. Eine jede derartige Vorrichtung nennt man eine offene, einfache, galvanische oder richtiger Voltasche Kette, oder auch ein offenes galvanisches Voltasches Clement (Galvanische oder Voltasche Zelle). Berühren sich die beiden hervorragenden Enden oder Pole der Metalle, oder verbindet man sie durch einen Draht (Polar⸗ oder Schließungsdraht, auch Rheophor), so heißt das Element oder die Kette geschlossen. Bei einer solchen verschwindet die Spannung an den Polen, weil sich jetzt die entgegengesetzten Elektricitäten in der geschlossenen Leitung vereinigen können. Da nun die beiden Elektricitäten in demselben Maße, in welchem sie sich verbinden, sich immer wieder durch die Berührung der Metalle und Flüssigkeit neu erzeugen, so entsteht eine kontinuierliche Bewegung der beiden entgegengesetzten man mit dem Namen eines Voltaschen oder galvanischen Stroms bezeichnet. Dieser läßt sich durch die Anwendung vieler Voltascher oder galvanischer Elemente, welche zu einer Voltaschen oder galvanischen Batterie (s. d.) verbunden werden, in seiner Stärke mächtig steigern. Die vorstehende Anschauung über die Entstehung des galvanischen oder Voltaschen Stroms beruht auf der Annahme einer fortwährenden Erzeugung von entgegengesetzten Elektricitäten durch den Kontakt zwischen Metallen und Flüssigkeiten. Hierbei nimmt man ebenfalls, wie oben beim Kontakt von Metallen, eine elektromotorische Kraft an, welche in analoger Weise wie dort die Trennung und Auseinanderhaltung der entgegengesetzten Elektricitäten bewirkt. In neuester Zeit ist es indes höchst wahrscheinlich geworden, daß bei jeder gegenseitigen Berührung von Elektromotoren ein chemischer Prozeß stattfinde, infolge dessen entgegengesetzte Elektricitäten auftreten, deren Wiedervereinigung den galvanischen oder Voltaschen Strom geben. Volta suchte die Ursache sowohl bei den Spannungserscheinungen seiner Fundamentalversuche, wie auch im Strome des geschlossenen Voltaschen Clements nur allein in der gegenseitigen Berüh-e rung zweier verschiedener Metalle. Für ihn und seine Anhänger hat seine Lelektrische Spannungs-d reiher die größte Wichtigkeit, weil sich aus derselben die Stromrichtung voraussagen läßt. Nach Voltas Versuchen bleibt die elektrische Spannung dieselbe, ob sich die Metalle nun in einem, mehrern oder allen Punkten der Flächen berühren, ferner ob die Metallflächen groß oder klein sind. Die Berührung in mehrern Punkten bewirkt nur ein schnelleres Herstellen des elektrischen Gleichgewichts; es ist also einerlei, ob sich die Elektromotoren unmittelbar beruhren oder ob sie durch einen Draht verbunden werden. Die elektrische Spannung bleibt ferner die nämliche, wenn die Metalle auch nur mittelbar durch ein Metall oder durch mehrere Metalle verbunden sind. Bringt man zwischen die zinkene Zuleitungsplatte eines Elektroskops eine Silber-ů, darauf eine Platin⸗ und jetzt erst eine Kupferplatte, so bekommt man einen gleich großen Ausschlag, als ob die Platten aus Zink und Kupfer sich unmittelbar berührt hätten. Drückt man die elektrischen Spannungen numerisch aus, so zeigt sich, daß die elektrische Spannung zweier Metalle in der Spannungsreihe gleich ist der Summe der elektrischen Spannungen aller dazwischenliegenden. Weder diesen Gesetzen der elektrischen Spannung, noch ihren Konsequenzen fügen * die Flüssigkeiten. Volta und seine Schule unterschieden daher «Leiter der ersten Ordnung oder ersten Artv, welche die Gesetze für die Spannungsreihe befolgen, und Leiter der zweiten Ordnung oder zweiten Arto, die dies nicht thun. Weil die elektrische Spannung durch Zwischenmetalle sich nicht erhöhen läßt, konnte Volta aus der bloßen Abwechselung von zwei oder mehrerlei Metallen keine Voltasche Batterie erhalten; er bedurfte hierzu mindestens einer Zwischenflüssigkeit, welche als Leiter zweiter Art dem Spannungsgesetz nicht gehorcht. 0 selbst bei einem einzigen Voltaschen Element bedurfte er zur Bildung des elektrischen Stroms einer Gwischflaspioßen welche er jedoch für ahoein und nur als bloßen Leiter ansah. Wenn also ein Voltasches Element (Fig. 1) durch die unmittelbare äußere Berührung der Metalle oder mittels eines Verbindungsdrahtes geschlossen wurde, so nahm man nach Volta an, es entstehe eine Strömung der positiven Elektricität vom Zink durch die leitende Flüssigkeit zum Kupfer und dann zum Zink zurück. Die abgeflossene Clektricität wird sogleich durch die zwischen den Metallen thätige elektromotorische Kraft wieder ersetzt, weshalb sich die Strömung ununterbrochen fortsetzt. Da jedoch der Einfluß der Flüssigkeiten auf die Erregung der Elektricität vermittelst eines oder mehrerer verbundener Voltascher Elemente durch mannichfache Erfahrungen auffiel, so ließ man später die Flüssigkeiten als den elektrischen Strom verstärkend gelten, indem angenommen wurde, daß neben dem vom Kontakt der Metalle herrührenden elektrischen Strome noch ein zweiter Strom, welcher vom Kontakt der Metalle mit der Flüssigkeit herrühre, in derselben Richtung cirkuliere. Nach andern Physikern (Pfaff, Buff u. a. m.) rührt der elektrische Strom eines geschlossenen Voltaschen Clements in erster Linie von der Berührung der Metalle mit der Flüssigkeit her. Durch die gegenseitige Berührung der Metalle wird dieser Strom nur verstärkt. Während die Voltasche und analoge Spannungsreihen für die Anhänger der reinen oder wie oben modifizierten Voltaschen Kontakttheorie von größter Wichtigkeit sind, indem sie über die Stärke der Elektromotoren und die Stromrichtung Aufschluß geben, mußten die Anhänger der letzten Richtung neuerdings für ihre Zwecke das Material durch Experimente erwerben und ordnen, wobei sich zeigte, daß die Voltasche Spannungsreihe bezüglich der Voraussage der stärkern oder schwächern negativen — — der Metalle in Schwefelsäure u. dgl. m. für sie ebenfalls von Wert ist. Da ein Metall in der Regel um so stärker elektrisch wird, je mehr es von der Flüssigkeit, mit welcher es in Berührung steht, angegriffen wird. da ferner die Kontakttheorien die Fortdauer des elektrischen Stroms nicht zu erklären wußten und überdies sogleich beim Schließen eines jeden Volta-Elements chem. Wirkungen in demselben auftraten, so fanden sich auch bald Physiker (Fabbroni, Ritter, Wollaston, de la Rive u. a. m.), welche sowohl die elektrische Spannung der offenen als auch den elektrischen Strom in den geschlossenen Voltaschen Elementen einer chem. Einwirkung der Flüssigkeiten auf die Metalle (z. B. einer Oxydation des Zinks u. dgl. m.) zuschrieben, und selbst beim ursprünglichen Voltaschen Versuch Oxydationen der sich berührenden Metalle, etwa durch die feuchte Luft, annahmen. Davy und Faraday waren der Meinung, die Fortdauer der elektrischen Thätigkeit in den geschlossenen Voltaschen Elementen sei abhängig von der chem. Zersetzung der angewendeten Flüssigkeiten, hingegen die ursprüngliche Erregung von der Berührung der 3•* mit den flüssigen Stoffen. Nach Schönbein beruht die elektrische Erregung zwischen Metallen und Flüssigkeiten auf ihrer geenseitigen chem. Anziehung. Beim Schließen des oltaschen Elements entsteht ein elektrischer Strom, welcher dann weiter durch den chem. Prozeß unterhalten wird. Bis auf die neueste Zeit wurden die chem. Theorien der Voltaschen Elemente meist nur in England und Frankreich adoptiert; in Deutschland behaupteten sich, weil die chem. Theorien noch verschiedene Einwürfe zu entkräften hatten, die Kontaktlehren, jedoch mit Berücksichtigung des Elektricität erregenden Einflusses der Berührungsflüssigkeiten. In neuester Zeit mußten aber auch hier die Kontakttheorien ins Wanken kommen, indem die Fortdauer des Stroms durch bloß mechanische Berührung von Metallen untereinander oder mit Flüssigkeiten gleichkäme einem Clektrischen Kondensator (s. d.), der sich ohne Aufwand von Energie in dem Maße nachladen würde, als er entladen wird, was mit dem Satze von der Erhaltun der Kraft oder Energie (s. Energie) in Widerspru steht. Aus diesem Grunde dürfte die neue chem. Theorie des G. von F. Exner (Wien 1880) allgemein durchdringen, indem sie nicht nur dem zuletzt erwähnten Fundamentalgesetze der modernen Naturwissenschaft entspricht, sondern auch in den Details auf messenden Versuchen beruht. Nach diesen rührt die beim Kontakt der Metalle erscheinende Elektricität von der chem. Einwirkung der sie umgebenden Gase her, also gewöhnlich von ihrer Oxydation, d. i. von ihrer chem. Verbindung mit Sauerstoff. Die elektrische Spannungsreihe bezieht sich also nach dieser quantitativ experimentell erprobten Anschauung nicht mehr wie ehedem auf die Metalle, sondern auf ihre Oryde. Ebenso entspringt in den offenen Voltaschen Elementen die elektrische Spannung und in den geschlossenen der elektrische Strom aus dem Aufwande chem. Energie. Taucht man ein Stück Zink⸗ in verdünnte Schwefelsäure, so erfolgt eine Oxydation des Metalls, bei welcher durch den Verbrauch von chem. Energie die entgegengesetzten Elektricitäten getrennt werden derart, daß die negative Elektricität in das Zink, die positive in die Flüssigkeit strömt. Die elektromotorische Kraft wird also hier durch den chem. Prozeß erregt. Sobald die elektrische Spannung die Höhe erlangt hat, welche der elektromotorischen Kraft entspricht, vereinigen sich die fernerhin geschiedenen Elektricitätsmengen wieder an der Stelle ihrer Trennung unter Erzeugung eines innern elektrischen Stroms, welcher Wärme entwickelt, die man herkömmlich als Auflösungswärme des Zinks bezeichnet. Wenn man dieses Experiment verallgemeinert, so kann man sagen, ein Voltasches oder galvanisches Element bestehe in seiner einfachsten Form aus einem Metall und aus einer dasselbe angreifenden Flüssigkeit. Um jedoch aus demselben einen äußern Strom zu erhalten, muß man die beiden Elektricitäten ableiten. Dies geschieht gewöhnlich dadurch, daß man in die Flüssigkeit einen zu ihr indifferenten, vom ersten Metall verschiedenen festen Leiter einsenkt (z. B. eine Silber⸗ oder Platin⸗ oder Kupferplatte k, Fig. 1), um so einen starren Pol für die positive Elektricität der Flüssigkeit zu gewinnen. Wenn man dann die Auflösungsplatte, d. i. die durch die Flüssigkeit angegriffene Metallplatte (in der Regel eine Zinkplatte) als äußern negativen Pol mit dem äußern positiven Pol der ableitenden Platte (3. B. Kupferplatte) mit einem Draht verbindet; so erfolgt nun außerhalb des Elements das, was sonst ohne Ableitung innerhalb desselben geschieht, d. h. die entgegengesetzten Elektricitäten vereinigen sich im Schließungsdrahte des Elements zu einem elektrischen Strome, welcher, wie schon oben gesagt, Voltascher oder galvanischer Strom heißt. Nach dem jetzigen Standpunkte der Wissenschaft basieren also die Grunderscheinungen des G. auf der Umwandlung von chemischer in elektrische Energie. Je nach den verschiedenen Formen, welche man dieser Transformation erteilt, erhalten die Voltaschen oder galvanischen Elemente und die aus letztern gebildeten galvanischen Batterien je andere Gestalten und Namen. Die Hauptlehren des G. erstrecken sich auf seine Quellen (s. Galvanische Batterie), auf die Wirkungen des Galvanischen Stroms (s. d.) und auf die Erkennung und Messung des galvanischen Stroms. (S. Galvanoskop und Galvanometer.) Der G. hat eine außerordentlich reiche Anwendung gefunden, und ein großer Teil der ältern sowie modernen Elektroit basiert auf seinen Lehren. itteratur. Bezüglich der Gesamtlehren des G. vgl.: G. Wiedemann, «Die Lehre vom und Elektromagnetismus » (2. Aufl., 2 Bde., Braunschw. 1872 — 74); derselbe, «Die Lehre von der Elektricität (Bd. 1—2, Braunschw. 1882 —83); Exner, «Theorie des galvanischen Elementso (Wien 1880). über die Anwendungen des G. vgl. Elektrotechnische Bibliotheko (Braunschw. 1882 fg.); „Elektrotechnische Bibliotheko (Wien 1882 fg.), so- wie die elektrotechnischen Zeitschriften.