Cтраница 4
Цепь электрического тока всегда является замкнутой. Часто цепь тока является вместе с тем замкнутой цепью проводников. При постоянном токе электричество нигде не накапливается; это прямо указывает на то, что движение электричества происходит по замкнутым линиям. [46]
Оказалось, что если электрическое поле внутри диэлектрика определять не только по извне приложенным потенциалам, но и по тем зарядам, которые измерены внутри этого диэлектрика, тогда электрический ток весьма точно соответствует реально существующему электрическому полю. Законы электрического тока в диэлектрике ничем не отличаются от уже хорошо исследованных и известных законов движения электричества в проводниках, и особенно в электролитах. [47]
Легко тсредставить атмосферу, в которой начались поиски интуитивно чувствовавшейся закономерности. Понятие силы тока еще не сформулировано; понятия напряжение, падение напряжения, электродвижущая сила еще не созрели. Идут споры о механизме действия гальванических элементов. Неясно взаимоотношение электростатических сил с силами, возникающими при движении электричества. Наконец, неизвестно, что такое электричество в покое и электричество в движении. Ом, например, в первых работах называет электрический ток контактным электричеством. [48]
Уравнение ( 1), в указанном выше широком обобщенном смысле, когда в правой части включаются все виды токов, в том числе и ток смещения в пустоте, дано Максвеллом. Его называют первым уравнением Максвелла. Посредством этого уравнения устанавливается одна из важнейших связей между электрической и магнитной сторонами электромагнитного явления. А именно, оно количественно характеризует магнитное поле, возникающее при движении электричества и при изменении электрического поля. [49]
Необходимость применения проводников второго класса ( суконных кружков, смоченных водой или кислотой) Вольта объяснял следующим: при соприкосновении двух различных металлов электричество одного знака сосредоточивается на одном металле, а электричество противоположного знака - на другом. Если составить столб из нескольких пар различных металлов, например цинка и серебра ( без прокладок), то каждая цинковая пластина будет находиться в соприкосновении с одинаковыми серебряными пластинами и их общее действие будет взаимно уничтожаться. Для того чтобы действие отдельных пар суммировалось, необходимо обеспечить соприкосновение каждой цинковой пластинки только с одной серебряной. Это осуществляется с помощью проводников второго рода - суконных кружков, смоченных водой или кислотой, разделяющей пары металлов и не препятствующих движению электричества. Таким образом, Вольта, не понимая того, что электрический ток возникает в результате химических процессов между металлами и жидкостями, практически пришел к созданию гальванического элемента, действие которого основывалось именно на превращении химической энергии в электрическую. Хотя Вольта и заметил, что поверхности приведенных в контакт разнородных металлов, составляющих гальваническую пару, подвергаются изменению - окисляются, тем не менее он не придал этому факту никакого значения. [50]
Томсон опубликовал работу О преходящих электрических токах, в которой представил решение задачи об определении характера изменения заряда проводника с заданными емкостью и потенциалом, если он соединяется с Землей проволокой малой ем кости с известным омическим сопротивлением. Томсоном при постановке этой задачи, неизвестно. В работе не фигурирует колебательный контур из конденсатора и индуктивности. То, что называют в настоящее время контуром Томсона, представляло собой заряженный проводящий шарик, присоединенный к Земле тонкой проволочкой. Томсон вслед за Гельмгольцем применяет для определения движения электричества в этой системе принцип сохранения энергии. [51]
Наконец, наблюдения над электромагнитными и электродинамическими дальнодействиями замкнутых электрических токов привели к выражениям для пондеромоторных и электромоторных сил, которые во всяком случае примыкают к выражениям, которые Лагранж дал для механики весомых тел. Вебер и Клаузиус дали другие формы, в которых вместо скоростей тока фигурируют относительная или абсолютная скорости количеств электричества в пространстве. Для замкнутых токов следствия из этих разных формулировок во всем совпадают. Они оказываются различными для незамкнутых токов. Накопленные в этой области факты показывают, что закон Неймана недостаточен, если, применяя его, принимать в расчет только движение электричества, происходящее в проводнике. Нужно, кроме того, принять во внимание также рассмотренные Фарадеем и Максвеллом движения электричества в изоляторах, которые имеют место при возникновении или при исчезновении в них диэлектрической поляризации. Если таким путем расширить закон Неймана, то под него подойдут и экспериментально изученные до сего времени действия незамкнутых токов. [52]