Kondensatoren
Deutschland, 1744; Niederlande, 1745


Im Jahre 1745 wurde fast gleichzeitig von dem Camminer Domherrn Ewald Jürgen Georg von Kleist und von Peter van Musschenbroeck in Leiden der elektrische Kondensator entdeckt, als sie versuchten, das in einer Flasche enthaltene Wasser durch eine in das Wasser hängende Kette, die mit der Elektrisiermaschine verbunden war, aufzuladen. Die Erforschung der Ursache des heftigen Schlags, der bei Berührung die Beobachter traf, führte zum Bau des ersten Kondensators, der Leidener oder Kleist'schen Verstärkungsflasche.

Eine Leidener Flasche besteht aus einem Glasgefäß (= Dielektrikum) in der Form eines oben offenen Becherglases und trägt auf seiner Innen- und Außenfläche gegeneinander isoliert je eine Belegung meist aus aufgeklebtem Stanniol (Zinnfolie; heute würde man wohl Aluminiumfolie verwenden). Zum bequemeren Anschluss ist die innere Belegung mittels einer Metallstange, die unten in einem auf dem inneren Boden der Flasche stehenden Metallteller endet, nach außen geführt. Diese Form von Kondensatoren war lange Zeit noch für Demonstrationszwecke und z.B. als ausgleichender Speicher bei Elektrisiermaschinen üblich.

Wird die Flasche über die Stange positiv aufgeladen, so entsteht durch Influenz am äußeren Belag eine negative Ladung; die verdrängten Elektronen entweichen in die Erde, wenn die Flasche nicht isoliert steht. Bei entsprechender Kapazität kann die aufgenommene Ladung sehr groß werden, weshalb die Leidener Flasche nur über einen Entlader, das ist ein rundgebogenes Stück Draht mit Kugeln an beiden Enden, und einem isolierten Griff aus Glas oder Plastik entladen wird.

Am Einfachsten baut man eine Leidener Flasche aus einem Einmachglas. Es wird sehr gründlich gereinigt, dann klebt man außen und innen Stanniol mit Eiweiß oder Plastkleber auf. Am Besten klebt man 5 bis 10 cm breite Streifen. Bei großen Gläsern beklebt man zwei Drittel, bei kleinen drei Viertel der Höhe. Man darf das Stanniol nicht zu hoch kleben, da sonst Funken überspringen und die Flasche sich entladen kann. Auch der Boden wird innen und außen beklebt. Die Stanniolflächen sollten so glatt wie möglich sein. Nun muss nur noch die Metallstange mit der Kugel angebracht werden. Entweder stellt man sie auf vier Füße oder man hängt sie an einem Deckel aus Plastwerkstoff auf. Im ersten Fall lötet man kreuzweise zwei Metallbänder am unteren Ende der Stange an. Im zweiten Fall bindet man am unteren Ende der Stange ein Büschel Stanniolstreifen an, deren freie Enden dann auf dem Boden liegen. Das Loch im Deckel macht man so klein, dass die Stange gut festsitzt. Anstelle der Kugel kann auch eine Scheibe aus Blech angelötet werden; ihr Rand muss jedoch tadellos rundgefeilt sein. Man kann mehrere Flaschen auch zu einer Batterie zusammenschließen, indem man sowohl alle äußeren, als auch alle inneren Beläge miteinander leitend verbindet.
Bei entsprechender Kapazität kann die aufgenommene Ladung so groß werden, dass eine Entladung über den menschlichen Körper zu schweren Schäden, z.B. Lähmung, führen kann (was schon Benjamin Franklin in einem Brief beschreibt). Deshalb darf eine Leidener Flasche nur über einen Entlader, er ist in der obenstehenden Zeichnung zu sehen, entladen werden. Niemals darf man eine geladene Batterie ohne Aufsicht lassen, auch nicht über Nacht. Gummihandschuhe schützen gegen diese hohen statischen Spannungen nicht, sie werden schnell durchschlagen.

Die Entdeckung der Leidener oder Kleist'schen Flasche kann hierbei eigentlich nicht dem Hobbyphysiker Kleist zugesprochen werden, da er in seiner Versuchsbeschreibung die Erdung vergaß, die Flasche also eigentlich nicht funktionsfähig war.


3 Leidener Flaschen,
gebaut um 1780



Funktionsweise einer Leidener Flasche


Aus: Joseph Priestley : Geschichte und gegenwärtiger Zustand der Elektrizität, Berlin 1772, S. 342. Die Abbildung ist ein Ausschnitt aus Tafel III und zeigt zusammengeschaltete Leidener Flaschen, eine sogenannte Batterie.



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