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Geschichte

Anwendungen der galvanischen Elemente

Mit den galvanischen Elementen stand den Wissenschaftlern zum ersten Mal "fließende Elektrizität" zur Verfügung, die es gestattete Experimente über einen längeren Zeitraum durchzuführen. Allerdings war die Handhabung der ersten Batterien noch sehr umständlich, der Strom der Quellen nahm mit der Zeit ab und deren Preis war verhältnismäßig hoch.

Zunächst bestand bei der Bevölkerung kein Bedarf an Elektrizität, war man doch Jahrhunderte ohne sie ausgekommen. Erst allmählich - mit der zunehmenden Qualität der galvanischen Zellen - entwickelten sich einige Anwendungsgebiete, von denen hier zwei herausgegriffen werden sollen.

Prinzip des Galvanisierens am Beispiel des Verkupferns von Metall

Galvanik

Unter der Galvanik versteht man das elektrolytische Aufbringen einer Metallschicht auf einen leitenden Gegenstand.

Will man z.B. eine metallische Vase verkupfern, so taucht man diese Vase in ein Kupfersulfatbad (CuSO4) und verbindet sie mit dem Minuspol einer Gleichspannungsquelle. Als zweite Elektrode verwendet man eine Kupferplatte, welche mit dem Pluspol verbunden wird. Je länger die elektrische Quelle eingeschaltet ist und je höher der Strom ist, desto stärker wird die Kupferschicht auf der Vase.

Mit Hilfe der Galvanotechnik kann man also Gegenstände veredeln (z.B. auch Versilbern, Vergolden), der metallische Überzug kann aber auch dem Rost- oder Verschleißschutz dienen.

Galvanoplastik eines Christus

Bei der sogenannten Galvanoplastik, die auf Jaccobi (1840) zurückgeht, können hohle metallische Körper auf relativ einfache Weise aus einem Original hergestellt werden: Zunächst wird ein Modell aus Wachs oder Kunststoff modelliert und mit einer leitenden Schicht z.B. Graphit überzogen. Dieses Modell wir dann in das Elektrolysebad gehängt und z.B. mit einer Kupferschicht überzogen. Zur Fertigstellung wird das nun mit einer Metallschicht umschlossene Modell aus der Metallhülle herausgelöst (Wachs z.B. durch ein heißes Wasserbad).

Eine etwas ausführlichere Beschreibung der Vorgehensweise bei der Galvanoplastik findest du bei der folgenden Adresse: http://www.bascheph.de/firma/firma.html

Bogenlampe

Bei Experimenten mit Batterien machte man schon sehr früh die Erfahrung, dass beim versehentlichen Berühren von Drähten, welche mit den Polen der Batterie verbunden waren (Kurzschluss) helle Funken auftraten.

Aufbau und Funktionsweise einer Bogenlampe

Der englische Chemiker Humphry Davy (1778-1829) untersuchte diese Lichterscheinung sehr gründlich und konnte mit Hilfe einer starken Batterie (2000 galvanische Elemente) und zweier Holzkohlenstifte einen sehr hellen Lichtbogen von ca. 10 cm Länge erzeugen. Die Kohlenbogenlampe wurde perfektioniert indem Kohlen verwendet wurden, welche nicht so schnell abbrannten wie die Holzkohlenstifte von Davy. Außerdem entwickelte man eine Regelung, welche den Abstand der Kohlespitzen trotz des Abbrandes konstant hielt. Die Kohlenbogenlampe stellte zu Beginn des 19. Jahrhunderts die hellste künstliche Lichtquelle dar, konnte sich jedoch gegen die damals weit verbreitete Gasbeleuchtung nicht durchsetzen, da die Brenndauer zu kurz, die Wartung zu umständlich und der Betrieb mit den galvanischen Zellen zu teuer war. Nur für Sonderzwecke (z.B. Theaterbeleuchtung) oder für Prestigeprojekte wie die Beleuchtung wichtiger Plätze kam sie zum Einsatz.