Chronik der Elektrotechnik

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Elektrische Einheiten und Messwesen

Autor(en):
Alfred Warner

Normalienbuch des VDE, 1904 - aus: Johannsen, Hans Rudolf: Eine Chronologie der Entdeckungen und Erfindungen vom Bernstein zum Mikroprozessor, 2.Aufl., Berlin und Offenbach 1986, S.47

Chronik:

1789	Ein Nebenprodukt der Französischen Revolution war die Aufstellung des dezimalen metrischen Systems, das das bisherige Durcheinander der Maße und Gewichte durch ein universelles und natürliches Grundmaß der Länge ersetzen sollte, von dem die Flächen- und Raummaße sowie Gewichte abgeleitet werden konnten.
1792	11. Juli, Die von der französischen Nationalversammlung beauftragte Akademie der Wissenschaften unterbreitete folgenden Vorschlag für ein dezimales metrisches System: Längeneinheit mètre als der zehnmillionste Teil des Erdquadranten, Flächeneinheit are, jedoch definiert als 100 m x 100 m, dezimale Unterteilungen deci-, centi- und milli-.
1795	7. April, Die seit 1792 erlassenen Dekrete zum metrischen System sind im Gesetz vom 18. Germinal des Jahres III (= 7. April 1795 des französischen Revolutionskalenders) in 28 Artikeln zusammengefasst worden.
1799	Alexander Freiherr von Humboldt (1769 - 1859) beginnt eine vierjährige Forschungsreise durch Südamerika zum Studium von geographischen, geologischen und ethnologischen Fragen, aber auch zur Messung physikalischer Größen, wie z. B. Höhen, Luftdruck, Luftfeuchtigkeit, Luftwärme, Schneegrenze, zusätzlich zur Erforschung des Erdmagnetismus. Die Anregung hierzu stammt vom ehemaligen Präsidenten der französischen Akademie der Wissenschaften, Jean Charles Borda (1733 - 1799), der ihn aufforderte, zu beobachten, wieviele Schwingungen eine senkrechte Magnetnadel in 10 Minuten vollbringt. Aus den relativen Messungen konnte Humboldt den Schluss ziehen, dass die magnetische Horizontalintensität vom magnetischen Äquator gegen die magnetischen Pole hin zunimmt.
1799	Frankreich (1812 durch Napoleon I. außerkraftgesetzt); 1810 Herzogtum Baden; 1815 Luxemburg; 1816 Niederlande; 1820 Guatemala; 1836 Belgien; 1840 Frankreich (Durch Louis-Philippe erneut inkraftgesetzt); 1848 Chile; 1849 Spanien; 1853 Kolumbien; 1861 Italien; 1862 Brasilien; 1863 Serbien; 1864 (Großbritannien und Irland: Benutzung erlaubt); 1865 Ecuador; 1866 (USA: Benutzung erlaubt); 1868 Deutschland (Norddeutscher Bund), Bolivien; 1869 Peru; 1870 Portugal; 1871 Österreich, (Kanada: erlaubt); 1872 Deutschland (Deutsches Reich); 1873 (Ägypten: erlaubt); 1874 Ungarn; 1875 Schweiz.
1828	Humboldt lässt sich in Berlin ein kleines magnetisches (d. h. eisenloses) Haus bauen, um seine früher begonnenen Messungen fortzusetzen und um gleichzeitig in Berlin, Paris und Freiberg (Sachsen) zu verabredeten Stunden die Horizontalintensität des Erdmagnetismus zu messen.
1828	Auf Einladung von Alexander von Humboldt nahm Gauss als „persönlicher Gast“ an der „7. Versammlung Deutscher Naturforscher und Ärzte“ teil, die in Berlin durch Humboldt als „Geschäftsführer“ organisiert wurde. Carl Friedrich Gauss (1777 - 1855) war Professor für Astronomie der Universität Göttingen und Direktor der dortigen Sternwarte. In Berlin überzeugte ihn Humboldt, an erdmagnetischen Messungen mitzuwirken.
1829	Eine auf Befehl des russischen Zaren unternommene Expedition im nördlichen Asien gab Humboldt Gelegenheit, seinen Plan eines Netzwerks magnetischer Observatorien mit Hilfe der russischen Akademie der Wissenschaften von Nicolajeff [jetzt Mykolajiv, Ukraine] bis Peking zu verwirklichen.
1832	15. Dez.(a), C. F. Gauss begründet die Methode der absoluten Messung (im Gegensatz zur relativen Messung von Humboldt) und damit die Schaffung des absoluten physikalischen Maßsystems in seinem Vortrag „Die Intensität der erdmagnetischen Kraft auf absolutes Maass zurückgeführt“, den er in lateinischer Sprache am 15. Dez. 1832 vor der Königlichen Gesellschaft zu Göttingen vorlas. Der Originaltitel lautet: „Intensitas vis magneticae terrestris ad mensuram absolutam revocata“.
1832	15. Dez. (b), Das „absolute physikalische Maßsystem“ besteht aus den Basisgrößen Länge, Masse und Zeit und den Basiseinheiten Millimeter, Milligramm und Sekunde (mm-mg-s) und wurde von Gauss zu einer Zeit gewählt, als in Deutschland die metrischen Maße noch nicht zugelassen waren. Daraus entwickelte sich später das CGS-System (cm-g-s) und das Internationale Einheitensystem SI (m-kg-s-A-K-mol-cd).
1836	Auf der Grundlage des mm-mg-s-Systems organisierte C. F. Gauss mit Wilhelm Eduard Weber (seit 1831 Physikprofessor in Göttingen) von 1836 bis 1841 den „Göttinger Magnetischen Verein“, einen Zusammenschluss von etwa 50 physikalischen Instituten und Sternwarten auf der ganzen Erde, die ursprünglich teilweise durch Humboldt für diese erdmagnetischen Messungen geworben worden sind.
1837	Die von den magnetischen Observatorien mitgeteilten Mess-Ergebnisse und geeignete Abhandlungen erschienen als „Resultate aus den Beobachtungen des magnetischen Vereins“ von 1837 bis 1843. Die Einheit der Polstärke wurde in „mm3/2 mg1/2 s-1“ angegeben.
1838	In der „Allgemeinen Theorie des Erdmagnetismus“ fanden die vielfältigen, bis dahin bekannt gewordenen Beobachtungen eine allgemeingültige Darstellung in Form einer Reihenentwicklung, durch die nachgewiesen wurde, dass sich die Quellen des Magnetfeldes ausschließlich im Erdinnern befinden. Das erste und zugleich dominierende Glied dieser Reihe ist das zentrale Dipolfeld, also das Feld eines Stabmagneten im Erdmittelpunkt.
1846	Aus der Zusammenarbeit mit C. F. Gauss ergab sich Webers|Webers]] Hauptleistung: d. h. die Aufstellung des elektrodynamischen Grundgesetzes und Schaffung des absoluten elektrischen Maßsystems (in Analogie zum magnetischen Maßsystem von Gauss). Internationale Anerkennung erhielt Weber durch die erfolgreiche Zurückführung der Stromintensitätsmessung auf mechanisches Maß. Er konnte (gemeinsam mit Rudolf Kohlrausch) damit eine Konstante ermitteln, die sich als Lichtgeschwindigkeit im Vakuum erweist. Die Ergebnisse wurden ab 1846 unter dem Titel „Elektrodynamische Maßbestimmungen, insbesondere Zurückführung der Stromintensitätsmessungen auf mechanisches Maß“ veröffentlicht.
1861	September, Vor der British Association for the Advancement of Science schlugen die britischen Telegrapheningenieure Latimer Clark (1822 - 1898) und Sir Charles Bright (1832 - 1888) ein System von elektrischen Maßeinheiten für die Spannung, Elektrizitätsmenge, Stromstärke und den elektrischen Widerstand mit folgenden Einheitennamen vor: Spannung: Ohma, 1881 jedoch Volt; Elektrizitätsmenge: Farad, 1881 jedoch Coulomb; Stromstärke: Galvat; 1881 jedoch Ampere; Widerstand: Volt, 1881 jedoch Ohm.
1863	Das 1861 eingesetzte Committee on Standards of Electrical Resistance der British Association unter Vorsitz von Sir Charles Wheatstone (1802 - 1875) knüpfte an die Arbeiten von C. F. Gauss an und behielt die von ihm eingeführten Basisgrößen Länge (, Masse ( und Zeit ( bei, änderte jedoch 1863 die Beträge der Basiseinheiten der Länge und Masse: ( = Meter (m), ( = Gramm (g), ( = Sekunde (s). Der Weitsicht dieses Komitees ist es zu verdanken, dass die metrischen Maße zugrundegelegt wurden.
1865	Das britische Board of Trade (Handelsministerium) führte die Widerstandseinheit Ohmad ein, die von der British Association unter der Bezeichnung British Association Unit (B. A. U.) entwickelt worden war.
1873	Das zur Aufstellung eines gemeinsamen Einheitensystems für Mechanik und Elektrodynamik eingesetzte „Committee for the Selection and Nomenclature of Dynamical and Electrical Units“ der British Association empfahl unter Vorsitz von Sir William Thomson (später Lord Kelvin) das Zentimeter (cm) an Stelle des Meters und legte damit das Fundament für das CGS-System. Als abgeleitete Einheiten der Mechanik ergaben sich daraus: die Einheit der Kraft: 1 cm g s-2 = 1 dyn (im englischen Original: 1 dyne), die Einheit der Arbeit: 1 cm² g s-2 = 1 erg , bei den elektrischen Größen ging man auch vom Coulombschen Punktkraft-Gesetz aus, wie es schon Gauss getan hat. Unter Anwendung der Größengleichungen nach Laplace, Biot, Savart, Ampère und Ohm wurden die elektromagnetischen Dreiergrößen als Dimensionsprodukte im Dimensionssystem ((( ermittelt. Das Einsetzen der Basiseinheiten „cm, g, s“ elektromagnetische CGS-Einheit, z. B. Stromstärke: cm1/2 g1/2 s-1; Spannung: cm3/2 g1/2 s-2; Widerstand: cm s-1.
1873	Aus der Erkenntnis der Nachteile der Systeme mit drei Basiseinheiten, dass die meisten Größen gebrochene Exponenten haben, dass einige Größen wesensfremde Einheiten haben: Induktivität: Länge (cm), Widerstand: cm s-1. Geschwindigkeit (cm s-1), Kapazität: Kehrwert der Beschleunigung (cm-1 s²) kommt der schottische Physiker James Clerk Maxwell_in|Maxwell in]] seinem epochemachenden Werk „A treatise on electricity and magnetism“ zu dem Schluss: da die CGS-Einheit des Widerstandes und der Spannung klein sind, müssen die in der Praxis vorkommenden Werte mit großen Zahlen ausgedrückt werden. Andrerseits sind die CGS-Einheiten der Elektrizitätsmenge und der Kapazität so groß, dass nur sehr kleine Bruchteile ihrer Beträge jemals in der Praxis vorkommen können. Maxwell schlägt für die Längeneinheit den Wert 109 cm (= Länge des Erdquadranten) und für die Masseneinheit den Wert 10-11 g vor.
1875	20. Mai, Die das metrische System kraft Gesetz anwendenden Staaten vor Abschluss der Internationalen Meterkonvention
1960	Das Internationale Einheitensystem der Meterkonvention (SI) wurde von der 11. Generalkonferenz für Maß und Gewicht (CGPM) mit der Maßgabe beschlossen, dass es von den Mitgliedsstaaten in nationales Recht umgesetzt wird. Das SI besteht aus folgenden SI-Basisgrößen und SI-Basiseinheiten: 1 Länge: das Meter Zeichen: m, 2 Masse: das Kilogramm kg, 3 Zeit: die Sekunde s, 4 elektrische Stromstärke: das Ampere A, 5 thermodynamische Temperatur: das Kelvin K, 6 Stoffmenge: das Mol mol, 7 Lichtstärke: die Candela cd . Zum SI gehören auch die SI-Vorsätze mit ihren Vorsatzzeichen Milli-, Kilo-, Mega- usw. sowie abgeleitete SI-Einheiten.
1969	Umsetzung des Internationalen Einheitensystems (SI) in deutsches Recht durch das „Gesetz über Einheiten im Meßwesen“ (BGBl. I 1969 S. 720), (zuletzt geändert durch Gesetz vom 22. Feb. 1985).
1979	Umsetzung des Internationalen Einheitensystems (SI) in der Europäischen Union durch die „Richtlinie zur Angleichung der Rechtsvorschriften der Mitgliedstaaten über die Einheiten im Meßwesen“ (Richtlinie 80/181/EWG: 20.12.1979).

[1] Alberti, Hans-Joachim von: Maß und Gewicht. Berlin: Akademie-Verlag, 1957. 580 S.

[2] British Association for the Advancement of Science: First Report of the committee for the selection and nomenclature of dynamical and electrical units. In: Brit. Ass. Rep. 1873, S. 222 - 225.

[3] Delambre, [Jean Baptiste Joseph]; Mèchain, [Pierre François André]: Grundlagen des dezimalen metrischen Systems oder Messung des Meridianbogens zwischen den Breiten von Dünkirchen und Barcelona, ausgeführt im Jahre 1792 und in den folgenden von Méchain und Delambre. Redigiert von Delambre. In Auswahl übersetzt u. hrsg. v. Walter Block. Leipzig: Engelmann, 1911. 200 S. (Ostwalds Klassiker der exakten Wissenschaften, Bd. 181)

[4] Emde, Fritz: Die Geschichte des Spannungsbegriffs. Die Bedeutungswandlungen des Wortes Spannung in der Elektrizitätslehre. In: etz Bd. 42 (1921) S. 169 - 173.

[5] Fighiera, R. (Hrsg.): Le système métrique décimal; sa création en France, son évolution, ses progrès. Paris: Gauthiers-Villars, 1930.

[6] Hermann, Armin: Lexikon Geschichte der Physik A - Z. 3. Aufl., Köln: Aulis-Verlag Deubner, 1987. 456 S.

[7] Hospitalier, Ed[ouard]: Notations, abréviations et symboles de l’électrotechnique. S. 59 - 66 (Vortrag), S. 66 - 76 (Diskussion), S. 90 - 97 (Beschlüsse). In: Internationaler Elektrotechniker-Kongress-1891.

[8] Gesetz über Einheiten im Meßwesen. Vom 22. Feb. 1985. In: Bundesgesetzblatt (BGBl.) Teil I (1985) Nr. 11, S. 408 - 410.

[9] IEC 164:1964 (Neue Notation: IEC 60164:1964): Recommendations in the field of quantities and units used in electricity. Genf: IEC, 1964. 63 S.

[10] Internationaler Elektrizitäts-Kongress-1891: Bericht über die Verhandlungen der Hauptversammlungen des Internationalen Elektrotechniker-Congresses zu Frankfurt am Main vom 7. bis 12. September 1891 nach den stenographischen Aufzeichnungen herausgegeben [...]von der Elektrotechnischen Gesellschaft zu Frankfurt am Main. [Jetzt: VDE Rhein-Main e.V.] Frankfurt a. M.: Joh. Alt, 1892. XXXIX + 142 S. [Signatur: TUD/NTB 24.96]

[11] Internationaler Elektrizitäts-Kongress-1891: Bericht über die Verhandlungen der Sections-Sitzungen des Internationalen Elektrotechniker-Congresses zu Frankfurt am Main vom 7. bis 12. September 1891 nach den stenographischen Aufzeichnungen herausgegeben [...]von der Elektrotechnischen Gesellschaft zu Frankfurt am Main. [Jetzt: VDE Rhein-Main e.V.] Frankfurt a. M.: Joh. Alt, 1892. 391 S. [Signatur: TUD/NTB 24.96]

[12] Jerrard, Harold George; McNeill, Donald Burgess: Wörterbuch wissenschaftlicher Einheiten. Wiesbaden: Quelle & Meyer, 1994. 331 S. (UTB Bd. 1818)

[13] Kind, Dieter: Zur Geschichte der elektrischen Einheiten im Internationalen Einheitensystem. In: etz-a Bd. 98 (1977) S. 800 - 803.

[14] Kose, Volkmar: Die Bedeutung von Naturkonstanten für die Darstellung elektrischer Einheiten. In: Abh. Braunschweig. wiss, Ges., Bd. 27 (1977) (Gauss-Festschrift) S. 245 - 256.

[15] Lemmerich, Jost: Maß und Messen - Ausstellung aus Anlaß der Gründung der Physikalisch-Technischen Reichsanstalt vor 100 Jahren. Braunschweig: Physikalisch-Technische Bundesanstalt, 1987. 168 S.

[16] Marquet, Louis: Naissance du système métrique décimal; 1re norme dédiée à tous les temps, à tous les peuples. Enjeux (Paris), Nr. 101 (Juli 1989), S. 14 - 20.

[17] Meyer, Timm R. (Hrsg.): Sammlung Meßwesen. Bearbeitete Sammlung der Vorschriften des Bundes und der Länder mit amtlichen Begründungen [...] Berlin: Verlag Techn. Regelwerke, ab 1979 in Lieferungen.

[18] Sacklowski, Alfred: Physikalische Größen und Einheiten. Einheitenlexikon. Stuttgart: Deva, 1960. 218 S.

[19] Sacklowski, Alfred; Drath, Peter: Einheitenlexikon. Berlin; Köln: Beuth, 1986. 132 S. (Beuth-Kommentare)

[20] Simonyi, K[ároly]: Kulturgeschichte der Physik. 2. Aufl.; Thun; Frankfurt a. M.: Harri Deutsch, 1995. 583 S.

[21] Stille, Ulrich: Messen und Rechnen in der Physik; Grundlagen der Größeneinführung und Einheitenfestlegung. 2. Aufl., Braunschweig: Vieweg, 1961. XII + 470 S.; [1. Aufl. (1955) hat 416 S., in beiden Auflagen sind S. 1 bis 316 identisch].

[22] Thomson, William [Lord Kelvin]: Ueber elektrische Maasseinheiten.
In: Exner-1884: S. 532 - 545 u. 598 - 612.

[23] Volkmann, Peter: Technikpioniere; Namensgeber von Einheiten physikalischer Größen. 2. Aufl., Berlin; Offenbach: VDE-Verlag, 1994, 251 S.

[24] Wallot, Julius: Größengleichungen, Einheiten und Dimensionen. 2. Aufl., Leipzig: Barth, 1957. XII + 219 S.

[25] Waltenhofen, A. v.: Die internationalen absoluten Maße, insbesondere die electrischen Maße für Studirende der Electrotechnik [...]. 3. Aufl., Braunschweig: Vieweg, 1902. 306 S.

[26] Warner, Alfred: Zur Geschichte der Formelzeichen in der Elektrotechnik. In: DIN-Mitt. Bd. 79 (2000) S. 903, 905 - 907.

[27] Warner, Alfred: Zur Wortgeschichte der dezimalen Vorsätze für Einheiten im Messwesen; Von Milli- bis Yotta- (10-3 bis 1024). In: Muttersprache Bd. 111 (2001) 302 - 319; Korrigenda, in: Bd. 112 (2002) Nr. 1, S. 96.

[28] Warner, Alfred: Familiennamen deutscher Forscher für physikalisch-technische Maßeinheiten. Ohm - Siemens - Hertz - Weber - Gauß - Röntgen - Clausius. In: Muttersprache Bd. 113 (2003) S. 341 - 358.

[29] Warner, Alfred: Historisches Wörterbuch der Elektrotechnik, Informationstechnik und Elektrophysik. Zur Herkunft ihrer Begriffe, Benennungen und Zeichen. Im Einvernehmen mit der Gesellschaft für deutsche Sprache (GfdS) e. V. und dem VDE-Ausschuss „Geschichte der Elektrotechnik“. Frankfurt/Main: Harri Deutsch: 2007. XV, 476 S.