Трактат об электричестве и магнетизме
Шрифт:
|
A'
|
A
|
B
=
C'
(4)
0
=
C
=
B'
|
A'
|
A
|
B
=
C'
=
0
(5)
0
=
C
=
B'
|
A'
=
A
|
B
=
C'
=
0
(6)
0
=
C
=
B'
|
A'
=
E
=
A
|
B
=
C'
=
0
Здесь
В положении (1) два накопителя заряжены противоположно в том смысле, что A имеет положительный заряд, а A' - отрицательный, причём заряды на A и A' равномерно распределены по внешней поверхности, лежащей напротив большого диска в каждом накопителе.
В положении (2) банка отключена, а в положении (3) заряды на A и A' изолированы.
В положении (4) защитные кольца соединяются с большими дисками, и заряды на A и A', хотя и не меняются по величине, распределяются теперь по всей поверхности электродов.
В положении (5) A соединяется с A'. Если соответствующие заряды равны по величине и противоположны по знаку, электризация будет полностью уничтожена, и это обстоятельство проверяется в положении (6) с помощью электроскопа E.
Электроскоп E будет показывать положительную или отрицательную элекризацию в соответствии с тем, чья ёмкость больше - A или A'.
С помошью специального переключательного устройства все эти операции могут быть выполнены в нужной последовательности за очень малую долю секунды, и ёмкости регулируются так, чтобы электроскоп не отмечал никакой электризации. Этим путём ёмкость накопителя может быть отрегулирована так, что она будет равна ёмкости любого другого или сумме ёмкостей нескольких накопителей, и, таким образом, можно получить систему накопителей, ёмкость каждого из которых определена в абсолютном выражении, т.е. в футах или метрах, а конструкция этих накопителей в то же время является наиболее подходящей для электрических экспериментов.
Этот метод сравнения, по-видимому, окажется полезен при определении удельной индуктивной способности различных диэлектриков, имеющих форму пластин или дисков. Если диск из диэлектрика расположен между A и C и размеры диска значительно больше, чем A, то ёмкость накопителя изменяется и становится равной ёмкости того же самого накопителя с более близкими друг к другу пластинами A и C. Если накопитель с диэлектрической пластиной и с расстоянием x между A и C имеет такую же ёмкость, как тот же самый накопитель без диэлектрика с расстоянием x' между A и C, тогда, если a - толщина пластины и K - её удельная индуктивная диэлектрическая способность, отнесённая к этой величине для воздуха, то K=a(a+x'-x).
Система из трёх цилиндров, описанная в п. 127, была использована сэром У. Томсоном в качестве накопителя, ёмкость которого может быть увеличена или уменьшена на измеримые количества.
Опыты гг. Гибсона и Барклая (Gibson and Barclay) с этим прибором описаны в Proceedings of the Royal Society, Feb. 2, 1871 и в Phil. Trans., 1871, p. 573. Они нашли для удельной индуктивной способности парафина значение 1,975, если для воздуха эта величина равна единице.
ЧАСТЬ II
ЭЛЕКТРОКИНЕМАТИКА
ГЛАВА I
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
230. Мы видели в п. 45, что если проводник находится в электрическом равновесии, то потенциал в каждом токе проводника должен быть одним и тем же.
Зарядим два проводника A и B таким образом, чтобы потенциал проводника A был выше, чем потенциал B. Если теперь эти два тела связать посредством металлической проволоки C, касающейся их обоих, то часть заряда, находящегося на теле A перейдёт на B и за короткое время потенциалы A и B уравняются.
231. В это время в проволоке C наблюдаются определённые явления, которые называются явлениями электрического неравновесия (conflict), или электрического тока.
Первое из этих явлений состоит в переходе положительной электризации от A к B и отрицательной электризации от B к A. Этот переход можно осуществить более медленным способом, если взять небольшое изолированное тело и поочерёдно приводить его в соприкосновение с телами A и B. С помощью этого процесса, который мы можем назвать электрическим переносом, последовательные малые порции заряда с каждого тела переносятся на другое. Каждый раз некоторое количество электричества, или состояния электризации, переходит с одного места на другое по некоторому пути в пространство между этими телами.
Поэтому, каково бы ни было наше мнение о природе электричества, мы должны принять, что описанный нами процесс представляет собой ток электричества. Этот ток может быть описан как ток положительного электричества от A к B, или как ток отрицательного электричества от B к A, или как комбинация этих двух токов.
По теории Фехнера (Fechner) и Вебера (Weber), электрический ток рассматривается как комбинация двух токов: тока положительного электричества и в точности равного ему тока отрицательного электричества, движущихся в противоположном направлении через ту же среду. Это крайне искусственное предположение о структуре тока необходимо иметь в виду для того, чтобы понять формулировку наиболее ценных экспериментальных результатов, полученных Вебером.
Если, как в п. 36, мы будем считать, что за единицу времени от A к B передаётся P единиц положительного электричества, а от B к A передаётся N единиц отрицательного электричества, то по теории Вебера P=N, т.е. P или N следует принять за численную меру тока.
В противоположность этому мы не будем делать предположений относительно связи между P и N, принимая во внимание лишь результат протекания тока, а именно перенос P+N единиц положительного электричества от A к B Мы, таким образом, будем считать истинной мерой тока величину P+N. Поэтому ток, величину которого Вебер оценил бы в единицу, мы будем считать равным двум.
О постоянных токах
232. В случае тока между двумя изолированными проводниками, имеющими разные потенциалы, процесс быстро заканчивается выравниванием потенциалов этих двух тел, и поэтому ток является, по существу, Переходным Током.
Однако существуют способы, с помощью которых разность потенциалов между проводниками можно поддерживать постоянной. В этом случае ток будет продолжать идти с однородной силой как некоторый Постоянный Ток.
Вольтова батарея