Der Jacobi Motor

Der erste wirkliche Elektromotor von 1834
Jacobi Motor von 1834

 

Moritz Hermann Jacobi (Deutsch sprechender Preuße, eingebürgerter Russe) wurde 1801 in Potsdam geboren. Von dort zieht er Anfang 1833 nach Königsberg (damals Preußen, heute Russland) und beginnt mit Versuchen an einem hufeisenförmigen Elektromagneten. 

Im Januar 1834 berichtet er in einem Brief an Poggendorff, dem Herausgeber der Annalen der Physik und Chemie, von seinen Erfolgen.

Er wendet sich dem Bau eines Elektromotors zu, den er im Mai 1834 vollendet. 

Dieser erste Elektromotor stellt einen Leistungsrekord auf, der für vier Jahre Bestand hat und erst im September 1838 wiederum durch Jacobi gebrochen wird. Erst ab 1839/40 gelang es weltweit auch anderen Entwicklern, Motoren mit ähnlicher und später höherer Leistungsfähigkeit zu bauen.

Ein YouTube Video dieses Motors ist verfügbar.

 

 

Die einzige Abbildung, die von Jacobis Motor überliefert war, ist ein Stahlstich aus dem Jahr 1835.
Das Original existiert nicht mehr aber eine Kopie davon steht im Moskauer Polytechnischen Museum.

Dr. Kowalewski der Universität Rostock hat eine Rekonstruktion des Motors hergestellt, wovon das Badenwerk 1992 zwei weitere Exemplare bauen ließ.

Eins davon wurde dem Deutschen Museum in München gestiftet, das andere befindet sich im Gebäude des Elektrotechnischen Instituts (ETI) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT).
Der Motor ist voll funktionsfähig und kann besichtigt werden. Allerdings kommt der Strom nicht aus der ursprünglichen Zink-Batterie, sondern aus einem verborgenen Netzteil.		  

 

 

 

Tragende Konstruktion aus Holz:
  • Eine Scheibe mit vier zylindrischen Hufeisenmagneten
  • Ein Rahmen mit vier zylindrischen Hufeisenmagneten
Welle aus vierkantigem Schmiedeeisen, die an den Enden abgedreht und in Pfannen aus Schmiedeeisen gelagert wurde.

Hufeisenmagente aus geschmiedetem Weicheisen:
  • Länge der Polschenkel: 7 Zoll = 183 mm
  • Durchmesser der Schenkel: 1 Zoll = 26 mm
Wicklungen aus Kupferdraht:
  • Drahtlänge gesamt: 320 Fuß = 100 m
  • Drahtdurchmesser 1 1/4 pariser Linien = 2,83 mm
  • Isolation mittels Soldatenlack (Schell-Lack)
 Kommutator
Der Kommutator
Kommutator und Kontakteinrichtung:
  • 4 Kommutatorscheiben mit Isolationssektoren aus Ebenholz
  • 4 Stromzuführungshebel
  • 4 Kontaktgefäße mit Quecksilberfüllung
Leistung bei Dauerbetrieb: 10 bis 12 Fußpfund/sec (15 W)

Drehzahl: 60 bis 130 Umdrehungen pro Minute		 Bürsten und Bürstenhalten
Die Bürsten und Bürstenhalter
Energiebereitstellung aus vier voltaischen Säulen:
  • Spannung 4 bis 6 V
  • Strom 8 bis 15 A
Ausführung als Kupfertröge, mit Schwefelsäure gefüllt, und eingetauchten Zinkplatten mit einer Gesamtoberfläche von 2 Quadratfuß (0,197 m^2).		 Zink-Säure Batterie
Die Zink-Säure Batterie

 

Im November 1834 sendet Jacobi einen Bericht über seinen Motor an die Akademie der Wissenschaften in Paris und veröffentlicht im Sommer 1835 eine ausführliche wissenschaftliche Denkschrift dazu, welche ihm später die Ehrendoktorwürde der Philosophischen Fakultät der Königsberger Universität einbringt.

Durch diesen glücklichen Umstand sind heute alle Daten seines Motors im Detail genau bekannt.

Seine Schrift ist in 23 Abschnitte geteilt und wird 1837 mit weiteren 15 Abschnitten ergänzt.

Jacobi beanspruchte in der Denkschrift von 1835 ausdrücklich nicht für sich, der alleinige Erfinder der elektromagnetischen Maschine zu sein, sondern weist auf die Priorität der Erfindungen von Botto und Dal Negro hin.

Allerdings ist Jacobi zweifelsohne der Erste, der einen brauchbaren rotierenden Elektromotor zustande bringt. 		 Denkschrift von Jacobi, 1835

 

Jacobi war auf Bitte des russischen Zaren von Doprat im russischen Gouvernement Livland (heute Tartu in Estland), wohin er im Juni 1835 auf eine Professur für Zivilbaukunst an die deutschsprachige Universität berufen wurde, im August 1838 nach St. Petersburg übergesiedelt. 

Dort wird er an der Petersburger Akademie der Wissenschaften aufgenommen und vom Zaren großzügig in seinen weiteren Arbeiten am Elektromotor unterstützt. In Petersburg arbeit Jacobi eng mit Emil Lenz zusammen. Gemeinsam erforschen sie in den folgenden Jahren viele elektromagnetische Phänomene.

Am 13. September 1838 demonstriert Jacobi erstmals auf dem Fluss Neva bei St. Petersburg ein rund 8 m langes, elektrisch angetriebenes Boot mit Schaufelrädern. Die Zink-Batterien aus 320 Plattenpaaren wog 200 kg und war längs der beiden Seitenwände des Schiffes aufgestellt. Der Antrieb erreicht 1/5 bis 1/4 PS Leistung (rund 300 W), fährt mit ca. 2,5 km/h eine 7,5 km lange Strecke und kann ein Dutzend Passagiere befördern. Er fährt ganze Tage auf der Neva herum. In zeitgenössischen Berichten heißt es, dass nach zwei bis drei Monaten Betriebszeit der Zinkverbrauch 24 Pfund beträgt.

Am 8. August 1839 testet Jacobi einen verbesserten Motor mit drei- bis vierfacher mechanischer Leistung gegenüber 1838 (rund 1 kW). Sein Boot erreicht nun 4 km/h. Ein wesentlicher Faktor ist auch die verbesserte Zink-Platin Batterie (nach William Robert Grove), die er selbst gefertigt hat.

Im Oktober 1841 demonstriert Jacobi noch einmal eine weiter verbesserte Maschine, die den Modellen von 1839 aber nur geringfügig überlegen ist. 

Danach wendet er sich ganz der Theorie und Vorausberechnung der elektromagnetischen Maschinen zu und veröffentlicht mehrere wissenschaftliche Abhandlungen dazu. Seine Arbeit gipfelt 1850 in einem Vortrag an der Akademie in St. Petersburg.

Jacobi nimmt 1848 die russische Staatsbürgerschaft an und verstirbt 1874 in St. Petersburg.

Jacobi Motor

 

Literatur

 

H. Lindner, Elektromagnetismus als Triebkraft im zweiten Drittel des 19. Jahrhunderts, Dissertation TU Berlin, 1986

P. Hempel, Deutschsprachige Physiker im alten St. Petersburg: Georg Parrot, Emil Lenz und Moritz Jacobi im Kontext von Wissenschaft und Politik, Oldenbourg Wissenschaftsverlag, 1999