Störungen in der telegraphischen Correspondenz
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Wenn der Aufgeber einer Depesche dieselbe dem Annahmebeamten übergeben, die Gebühren entrichtet und ihm vielleicht auch noch überflüssiger Weise die sofortige aufmerksamste Beförderung derselben ganz besonders an’s Herz gelegt hat, dann geht er befriedigt und mit der frohen Hoffnung von dannen, seine Depesche werde nun binnen kürzester Zeit die Adreßstation erreichen, ohne irgend welchen Fährlichkeiten ausgesetzt zu sein. Diesen süßen Wein muß ich ihm jedoch rauben; denn in der That gleicht der Weg, welchen eine Depesche von der Hand des gebenden bis vor das Auge des nehmenden Beamten zurückzulegen hat, dem Marsche einer Patrouille in Feindesland durch eine fortlaufende Reihe von Hinterhalten. Der telegraphische Betrieb ist einer zahllosen Menge von Störungen unterworfen, verursacht bald durch die harmlosesten Zufälle, bald durch gewaltige Naturerscheinungen, gegen welche der unwissende, schwache Mensch trotz beharrlicher Anstrengung stets vergebens ankämpft.
Einige der dem telegraphischen Verkehre drohenden Gefahren, sowie die gegen dieselbe angewendeten Mittel will ich im Folgenden versuchen etwas näher zu beleuchten, wobei ich in der Hauptsache meinen Aufzeichnungen aus den Vorträgen meiner verehrten Lehrer, der Herren Dr. Brix und Rechnungsrath Weber in Berlin, folgen werde.
Schon die Anlage einer oberirdischen Leitung – worunter im Gegensatze zu den durch die Erde, die Binnengewässer und das Meer geführte (subterrestrischen, subaquatischen und submarinen) Leitungen eine an Stangen und anderen Stützpunkten durch die Luft geführte verstanden wird – ist gar nicht so leicht und schnell ausgeführt, wie dies nach Vorstellung sehr Vieler geschehen könnte.
Die vornehmsten an eine Telegraphenleitung zu stellenden Anforderungen sind, daß sie gut isolirt sei, dem Strome einen bequemen Weg bieten und die nöthige Dauerhaftigkeit besitze. Die Frage der Billigkeit kommt erst in vierter Linie in Betracht.
Eine Leitung ist dann gut isolirt, wenn sie dem elektrischen Strome nirgends gestattet, seiner Neigung nachzugeben, zur Erde, unserem großen elektrischen Reservoir, zurückzukehren, wenn sie ihn also in ungeschwächter Stärke fortführt. Um dies zu können, darf die Leitung ihrer ganzen Länge nach keine Stelle enthalten, an welcher eine leitende Verbindung zwischen dem Drahte und der Erde vorhanden wäre. Eine solche wird aber hergestellt nicht nur durch Metall – wenn z. B. von mehreren Drähten der oberste gerissen ist und unter Berührung der übrigen zur Erde herniederhängt –, sondern auch durch Feuchtigkeit und feuchte Luft an der hölzernen Stange herab, welche letztere ja bis 1,7 Meter tief in den Boden eingegraben wird. Es verbietet sich demnach, sofern man nicht den Draht seiner ganzen Länge nach mit einer isolirenden Substanz, wie Kautschuk und Guttapercha, überziehen will, von selbst, denselben direct an den Stangen zu befestigen, weil sonst der Strom bei feuchtem Wetter schon an der ersten Stange zur Erde zurückkehren würde. Die Construction dieses Mittelgliedes nun, welches den nicht isolirten Draht von den allein als Stützpunkte dienenden Stangen trennt, hat den menschlichen Erfindungsgeist lange Zeit ungemein in Anspruch genommen, bis es im Jahre 1858 dem Telegraphendirector von Chauvin in Berlin gelang, diese Aufgabe endgültig zu lösen.
Die seit 1862 in der preußischen, seit 1868 in der norddeutschen Telegraphenverwaltung ausschließlich verwendete Chauvin’sche Doppelglocke erfüllt alle an eine guten Isolator zu stellenden Anforderungen: das Material, Porcellan, gehört zu den schlechtesten Leitern; ihre Construction ist dauerhaft genug, um dem oft sehr bedeutenden Drahtzuge Widerstand leisten zu können, und ihre Form derart, daß nicht nur bei Regen und Schnee, sondern auch bei Nebel und Thau, welche die Isolation am meisten erschweren, zwischen der äußeren und inneren Glocke ein vollkommen trockener Raum sich befindet, welcher dem elektrischen Strome den Uebergang von dem Drahte über die nasse Stange unmöglich macht oder doch ganz bedeutend erschwert. Es ist nämlich über den inneren, cylinderförmigen Theil des Isolators eine zweite, ihn ganz bedeckende Glocke gesetzt, welche eine Wärme-Ausstrahlung des inneren Cylinders und somit ein Bethauen desselben ganz unmöglich macht. Bis jetzt hat man weder in der Höhlung der inneren, noch in der der äußeren Glocke eine zusammenhängende Feuchtigkeitsschicht nachweisen können, und somit ist bei der Eigenschaft des galvanischen Stromes, nur einen ununterbrochenen Weg benutzen zu können, die Gefahr, derselbe könne über diese Isolatoren hinweg sich der aufgezwungenen Dienstbarkeit durch die Flucht entziehen, vollständig beseitigt. Leider aber machen sehr oft Spinnen das Innere dieser Glocken zu ihrer Wohnung, überziehen dieselben mit ihre feinen, dichten Netzen und machen dadurch die durch die Construction erlangten Vortheile illusorisch: Regen, Nebel und Thau pflanzen sich mit Hülfe dieser Gespinnste bis in das Innere fort und öffnen so dem Strome einen Weg zur Erde.
Bedenkt man nun, wie sehr eine Depesche durch Verkürzung oder Verlust eines oder mehrerer Zeichen entstellt werden kann, und wie oft sich solche feine Fäden dem Auge des Revisors entziehen mögen, so wird man nicht gleich jede Depeschenverstümmelung auf das Conto „Nachlässigkeit der Beamten“ setzen dürfen.
Es überziehen sich aber auch die Glocken sehr häufig, besonders in der Nähe chemischer Fabriken, mit metallischen Niederschlägen, welche selbstverständlich den Strom noch besser leiten als einfach feuchte Niederschläge; denn das Leitungsvermögen des Eisens ist z. B. siebenundsechszig Millionen Mal größer als dasjenige des Quellwassers bei gleichen Dimensionen der leitenden Massen. Ebenso befördert der in der Nähe von Bahnhöfen anfliegende Steinkohlenruß das Entweichen des Stromes aus der Drahtleitung.
Zwar werden sämmtliche Isolatoren alljährlich ein oder mehrere Mal sorgfältig gereinigt, aber dennoch ist deren fortdauerndes Freibleiben von leitenden Stoffen nicht zu erreichen.
Unglücklicher Weise besitzen die hoch oben an den Stangen befindlichen Glocken auch noch eine absonderliche Anziehungskraft für die steinwerfende Jugend von Stadt und Land, welche sich zu ihren Uebungen meist abgelegene Orte aussucht, sodaß etwaige Opfer der edlen Kunst nicht sofort bemerkt und ausgewechselt, und dadurch leicht entstehende Störungen beseitigt werden können.
Eine andere, nie versiechende Quelle von Betriebsstörungen ist der eiserne Leitungsdraht.
Obgleich man in Deutschland denselben nur in der Stärke von 5,4 bis 4 Millimeter (solche von 6 und 2,7 nur ausnahmsweise) benutzt und ihn vor der Uebernahme auf eine absolute Festigkeit von 4386 Kilogramm pro Quadratcentimeter prüft, kommen doch – besonders im Winter bei einer großen Belastung mit Schnee und Eis – Drahtbrüche nicht selten vor. Sobald aber ein Draht gebrochen ist, hat die Correspondenz auf der betreffenden Leitung natürlich sofort ein Ende, und man hat von Glück zu sagen, wenn die beiden Enden nicht mit den übrigen Drähten in Berührung stehen und auf der Erde aufliegen, wodurch eine Correspondenz bis zur Wiederherstellung des Schadens ganz unmöglich gemacht wird. Denn dann steht dem Strome der bequemste Weg zur Flucht offen, und er zögert nicht, ihn zu benutzen, sodaß die entfernte Station keine Spur von ihm erhält. Hingegen setzt derselbe, je nach der Größe des Widerstandes, welchen die Fehlerstelle darbietet, die Apparate der gebenden Station mehr oder weniger in Bewegung, sodaß dem arbeitenden Beamten die gegebenen Zeichen plötzlich auf dem nebenstehenden Apparate, wie von einem äffenden Echo, zurückgegeben werden.
Der galvanische Strom begnügt sich aber auch mit minder bequemen Wegen, um von einem Drahte zu dem andern und vielleicht durch Vermittelung lebender Bäume oder feuchter Stangen zur Erde zu gelangen.
Wird z. B. auf zwei gleichlaufenden Leitungen gearbeitet, und erscheinen die auf dem einen Apparate gegebenen Zeichen auf den drei anderen, an den beiden Enden der Leitungen eingeschalteten Apparate, anstatt blos auf einem, dem mitarbeitende Apparate correspondirenden, so sind die beiden Leitungen in Berührung miteinander gerathen, entweder direct, das heißt sie [626] haben sich verschlungen, oder durch irgend einen Drachenschwanz, eine Peitschenschnur, die zu großem Leidwesen der Betheiligten an den Drähten hängen geblieben ist und beim Eintritte feuchten Wetters durch die daran sich ansetzende Nässe zum Leiter wird.
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Vermag schon eine solche Kleinigkeit so unangenehme und oft nicht leicht zu beseitigende Betriebsstörungen zu verursachen, so ist dies bei einer bedeutenderen Beschädigung der Linie in erhöhtem Maße der Fall. So brachen die Stürme des vergangenen Winters an verschiedenen Orten Telegraphenstangen um und setzten dadurch mehrmals die Betriebsfähigkeit ganzer Linien in Frage. Denn eine brechende Stange reißt sehr oft noch die Nachbarstangen mit um, und dadurch entsteht unter den Drähten, deren Zahl manchmal bedeutend ist, ein heilloser Wirrwarr, dessen Beseitigung dem Wiederhersteller keine leichte Aufgabe bietet. Unter Anderm war eines schönen Morgens die westliche von der östlichen Hälfte Deutschlands durch den Bruch einer ganzen Stangenreihe fast vollständig getrennt; nur auf Nebenlinien konnte die Correspondenz unter bedeutender Verzögerung vermittelt werden.
Die Nordoststürme, welche vor einigen Jahren die Küsten der Ostsee verwüsteten, hatten auch die telegraphischen Verbindungen zwischen bedeutenderen Plätzen fast ganz unterbrochen, sodaß z. B. die Correspondenz von Hamburg nach Berlin über Dresden geleitet werden mußte.
So ist Gott Aeolus des Telegraphen Feind; freilich sind es andere Elemente noch mehr.
Die Wechselwirkung von Hitze und Kälte, Trockenheit und Nässe schädigt ebenfalls am meisten die Stangen, dieses kostbarste Linienmaterial. Fortwährend schutzlos allen Einflüssen der Witterung und des Bodens preisgegeben, würden sie binnen Kurzem den allseitigen Angriffen erliegen, wenn sie nicht besonders zubereitet, nämlich mit antiseptischen (fäulnißwidrigen) Stoffen durchtränkt würden. Von diesen werden besonders drei verwendet: Kupfervitriol, Zinkchlorid und kreosothaltiges Theeröl. Die verschiedenen Methoden der Durchtränkung (Imprägnirung) eingehend zu beschreiben und ihre Vortheile abzuwägen, würde uns hier zu weit führen. Die deutsche Reichstelegraphenverwaltung hat sich neuerdings wieder der Durchtränkung à la Boucherie mit Kupfervitriol zugewendet und mehrere Anstalten erbaut, wo die Stangen in großen Massen derartig durchtränkt werden.
Zur Verwendung lebender Bäume als Stützpunkte für die Leitung schreitet man nur selten und ungern. Die Gefahr der Beschädigung der Isolatoren und des Drahtes, sowie der Ableitung des Stromes zur Erde ist bei dem fortwährenden Schwanken der Bäume zu naheliegend, als daß man dieselben in ausgedehnterem Maße benutzen könnte. Nur in der Provinz Preußen ist die Leitung auf einer längeren Strecke an Bäumen fortgeführt, und wieder wurde dies nur durch eine andere geniale Erfindung von Chauvin’s ermöglicht. Seine Pendel-Isolatoren sind noch heute mustergültig. In Java freilich ist man durch die alles todte Holz zerstörenden weißen Ameisen gezwungen, nur in den Wipfeln belaubte Palmen anstatt der Stangen zu benutzen. Dabei fällt aber auch die Gefahr weg, daß der Draht die lebenden Aeste berühren und hierdurch dem Strome ein Weg zur Erde geöffnet werden könne.
In Deutschland verwendet man zu Stangen meist das Holz der Kiefer, welches sich durch seinen geraden gleichmäßigen Wuchs hierzu um besten eignet und überall leichter zu bekommen ist als Lärchenholz, welches allerdings eine größere Dauerhaftigkeit besitzt. Die kiefernen, mit Kupfervitriol durchtränkten Stangen sollen laut Nachrichten aus Frankreich und Belgien, wo man die Boucherie-Methode schon seit dreißig Jahren anwendet, eine durchschnittliche Dauer von fünfzehn Jahren erreichen, während die mit Chlorzink oder Theeröl getränkten eine bedeutend längere Dauer aufweisen.
Aus dem Vorhergehenden erhellt, daß alle oberirdischen Leitungen vermöge ihrer Construction zu sehr vielen Betriebsstörungen Anlaß geben. Man ist daher in richtiger Würdigung aller dieser der Correspondenz auf Luftleitungen drohenden Gefahren schon seit dem Beginne der gewaltigen Entwickelung der Telegraphie darauf bedacht gewesen, Mittel und Wege zu finden, um diese Gefahren zu vermeiden. Am leichtesten schien dies erreichbar, wenn man die Leitungen über der Erde ganz aufgab und dieselben in die Erde verlegte. Freilich mußte man dann die Drähte ihrer ganzen Länge nach isoliren, das heißt mit einer möglichst schlecht leitenden Substanz umgeben, um dadurch den galvanischen Strom am Entweichen zu hindern. Zu diesem Zwecke konnte man nur Stoffe benutzen, welche elastisch genug waren, um die mancherlei oft sehr scharfen Krümmungen des in die Erde verlegten Drahtes ohne Gefahr für ihre relative Festigkeit mitzumachen, und zugleich dicht genug, um der Feuchtigkeit, die allzeit bereit ist, dem gefangenen Strome bei seiner Flucht zur Erde behülflich zu sein, den Zutritt zu den Drahtadern zu verwehren. Endlich darf der zu verwendende Stoff auch nicht allzu empfindlich gegen Temperaturschwankungen sein, sodaß seine isolirenden Eigenschaften darunter litten.
Alle diese Momente schränken die Auswahl gewaltig ein, und in der That sind bis jetzt nur drei Stoffe zur Isolation unterirdischer Drähte mit Erfolg verwendet worden, nämlich Guttapercha, Kautschuk und Asphalt. Die im Jahre 1842 von Jacobi in Petersburg gelegte erste unterirdische Telegraphenleitung, wobei man die Drähte mit in geschmolzenes Wachs, Harz und Talg getauchtem Zwirn oder gleich präparirter Baumwolle umwickelt hatte, konnte ihren Zweck durchaus nicht erfüllen.
Die Constructionen der mittelst der erstgenannten drei Substanzen isolirten Drähte sind ebenso complicirt wie verschieden. Die Verwendung der Guttapercha wurde zuerst 1847 von Werner Siemens vorgeschlagen, welcher zugleich die hierzu erforderlichen Maschinen erdachte. Um dem Sprödewerden der Guttapercha in der Kälte vorzubeugen, mischte man ihr fünf Procent Schwefel bei, erzeugte dann aber durch die Berührung dieser vulcanisirten Guttapercha mit dem Kupfer Schwefelkupfer, welches in Verbindung mit der übrigen keine isolirende, sondern leitende Substanz wurde. Diesem ersten mißglückten Versuche haben aber Praxis und Wissenschaft so viele vom Glücke mehr begünstigte folgen lassen, daß die jetzt construirten Drähte an Isolirfähigkeit kaum etwas zu wünschen übrig lassen.
Es genügt aber nicht, daß man die isolirten Drähte einfach in die Erde legt und nun ihrem Schicksale überläßt; man muß dieselben auch vor Beschädigungen von mancherlei Art sorgfältig schützen. Bei der ersten Anlage unterirdischer Leitungen hatte man nicht daran gedacht, vielleicht auch der zur Isolation verwendeten Guttapercha eine absolute Unzerstörbarkeit zugeschrieben; kurz, man hatte den isolirten Draht einfach zwei Fuß tief in die Erde gegraben. Allein diese geringe Tiefe schützte die Leitung noch nicht vor Verletzungen durch Hacke und Spaten der Eisenbahnarbeiter; Maulwürfe und Feldmäuse zeigten eine seltsame Leidenschaft für Guttapercha, die sie massenhaft verzehrten; die Isolirmasse war nach kurzer Zeit spröde und brüchig geworden, hatte sich sogar theilweise vom Metalle abgelöst, und so sah man alsbald die Nothwendigkeit ein, die Drähte durch eine weitere Umhüllung vor den eben erwähnten ungünstigen Einflüssen zu schützen. Zu diesem Zwecke hat man wieder sehr verschiedene Methoden angewendet; man umwickelte die Drähte mit Hanfband, oder legte sie in hölzerne Rinnen, oder zog sie durch Bleiröhren, die sich beim Durchgange durch eine Drahtpresse fest an dieselben anlegten, oder durch stärkere eiserne Röhren. Alles dies brachte wieder zahlreiche Unzuträglichkeiten mit sich, und so verwendet man jetzt zu den unterirdischen Leitungen in Deutschland Kabel, die sich nur durch die geringere Stärke der äußeren Schutzdrähte von den Submarinekabeln unterscheiden. Die Construction derselben ist kurz folgende:
Mittelst sinnreich eingerichteter Maschinen umwickelt man die zu einem Bündel vereinigten Guttaperchadrähte in entgegengesetzter Richtung mit zwei Lagen sorgfältig getheerten Hanfes, um sie dadurch vor einer Verletzung der isolirenden Umhüllung zu schützen. Da aber diese Hanflagen wieder durch allerlei Thiere etc. leicht beschädigt werden können, so umspinnt man die Kabel mit noch einer Lage mehr oder weniger starker Eisendrähte, welche aus dem besten Eisen hergestellt sein müssen. Die Anzahl und Stärke dieser Schutzdrähte richtet sich nach dem Zwecke, welchem das Kabel dienen soll; unterirdisch zu verlegende Kabel werden weniger und schwächerer Drähte bedürfen als Fluß- und Küstenkabel, weil diese durch Wellenschlag, Reibung am Grunde und schleppende Schiffsanker bedeutend mehr in Bezug auf ihre absolute Festigkeit in Anspruch genommen werden als jene, welche nur vor gefräßigen Thieren und unvorsichtigen Arbeitern gesichert zu [627] werden brauchen. Da nun ferner mit der Stärke und Anzahl der Schutzdrähte zwar die Festigkeit, aber auch das Gewicht des Kabels steigt, hierdurch aber das Legen desselben umständliche und kostspieliger wird, so macht man bei den Tiefseekabeln, welche an ihrem Lagerpunkte von mehreren tausend Fuß Tiefe vom Wellenschlage und von Schiffsankern nicht mehr incommodirt werden, die Schutzhüllen von Eisen so schwach wie möglich.
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Die Meerkabel haben mit ungemein vielen Gefahren zu kämpfen. Bald zerstört das Meerwasser die eisernen Schutzdrähte; bald lassen sich Gourmands von Seethieren die getheerten Hanfstränge gut schmecken, mit welchen die Guttaperchadrähte und öfters auch die Schutzdrähte umwickelt sind; bald werden die Kupferdrähte durch allzu scharfe Biegungen zerbrochen. Ein ungünstiges Zusammentreffen von Umständen kann bewirken, daß durch einen einzigen so geringfügigen, von außen kaum bemerkbaren Fehler das ganze Kabel auf längere Zeit unbrauchbar, die Correspondenz zwischen zwei Welttheilen unterbrochen wird.
Und wie ungemein schwierig und kostspielig ist es, den Ort eines Fehlers zu bestimmen und ihn zu beseitigen! Während man bei einer Luftleitung jede bedeutendere Unregelmäßigkeit beim ersten Blick bemerkt und sie mit verhältnißmäßig geringer Mühe beseitigen kann, erfordert dies bei submarinen noch mehr als bei unterirdischen und Flußkabeln sorgfältige, oft nicht leichte Berechnungen und verwickelte Operationen. Hat man aber glücklich die Fehlerstelle in Händen und wechselt das fehlerhafte Kabelstück gegen ein fehlerfreies aus, so ist sehr oft die Löth- oder Splißstelle wieder eine neue Fehlerquelle geworden. Letzteres gilt überhaupt von allen Verbindungsstellen ober- oder unterirdischer Leitungen, weil der metallische Contact sich fast nie so innig herstellen läßt, als er bei einer aus einem Stück bestehenden Leitung vorhanden sein würde. Deshalb wird auch auf die Verbindungen z. B. von ober- mit unterirdischen Leitungen die größte Sorgfalt verwendet, ohne daß man dabei Isolationsfehler absolut vermeiden könnte.
Am empfindlichsten gegen jede Stromschwankung ist der Typendrucktelegraph von Hughes, weil in Folge derselben einzelne Theile des Apparates weniger präcis arbeiten und mithin ganz falsche Zeichen gedruckt werden, während der Schreibapparat von Morse durch solche kleine Unregelmäßigkeiten sich nicht so leicht beirren läßt.
Welche unvorhergesehene Gefahren der telegraphischen Correspondenz drohen, lehrt folgendes Beispiel: Auf einer größern Station waren eines Morgens sämmtliche Leitungen in Berührung mit der Erde; eine Untersuchung stellte fest, daß die Fehlerstelle innerhalb der unterirdischen Stadtleitung zu finden sei. Man grub nach und fand, daß die Kupferdrähte an einer Stelle ihrer Guttaperchahülle völlig entkleidet waren durch heißes Wasser, welches aus einer Fabrik von Rechtswegen in einer eisernen Röhre, ziemlich tief unter dem Kabel, hätte durchströmen sollen, einen Riß in der Röhre aber dazu benutzt hatte, der Telegraphenverwaltung diesen Schabernack zu spielen.
Aehnliches ist in anhaltend heißen Sommern vorgekommen in den früher verwendeten eisernen Kasten, in welche unterirdische und Flußkabel behufs Verbindung mit den oberirdischen Leitungen geführt wurden. Das Eisen, als guter Wärmeleiter, theilte die äußere Hitze dem Innern mit, und das verursachte ein Abschmelzen der Guttapercha von den Kupferdrähten, wodurch diese unter sich in Contact kamen. Jetzt fertigt man diese sogenannten Ueberführungssäulen aus Holz, wodurch der eben berührte Uebelstand vermieden wird.
Aus dem bisher Gesagten dürfte erhellen, daß im Ganzen die Luftleitungen wegen der Nothwendigkeit zahlreicher Stützpunkte für den Draht bedeutend schwerer gut zu isoliren sind als die unter Erde und Wasser geführten, daß aber etwaige Fehler, deren Vorkommen niemals absolut zu vermeiden sein wird, bei letzteren weit schwieriger aufzufinden und mit größeren Kosten zu beseitigen sind als bei ersteren, abgesehen von dem höheren Herstellungspreis. Man zieht es aber vor, sichtbare Feinde zu bekämpfen, seien sie auch zahlreicher, als unsichtbare, denen so äußerst schwer beizukommen ist, und in Anbetracht dessen dürfte es wohl für die nächste Zeit bei der allgemeinen Verwendung oberirdischer und ausnahmsweisen Construction unterirdischer Leitungen sein Bewenden haben.
Nun haben wir zwar bisher schon zahlreiche Feinde des galvanischen Stromes und mithin der telegraphischen Correspondenz kennen gelernt – möge es nur die Erde, unsere größte Wohlthäterin, die uns netto die Hälfte aller Telegraphenleitungen erspart, verzeihen, daß ich sie in mancher Beziehung mit dazu gerechnet habe! –, aber den gefährlichsten Feind habe ich noch gar nicht erwähnt; er ist so aller Tücken und Ränke voll, und seine Feindseligkeiten sind so verschiedenartig, daß wir ihm vielleicht später ein besonderes Capitel widmen werden: es ist die statische oder Reibungselektricität.