Учебник - Трактат об электричестве и магнетизме Том 1 - Джеймс К.М. (1238775), страница 18

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 18)

Прохождение электричества через газы имеет место при пробое и не наступает, прежде чем электродвижущая напряженность достигнет определенного значения. Предельное значение электродвижущей напряженности в диэлектрике, не вызывающей в нем разряда, называется Электрической Прочностью диэлектрика. Электрическая прочность воздуха уменыпается по мере понижения давления от атмосферного до примерно трех миллиметров ртутного столба. При дальнейшем уменыпении давления электрическая прочность быстро увеличивается, а при максимально достижимом в настоящий момент разряжении электродвижущая напряженность, необходимая для получения искры в четверть дюйма длиной, больше напряженности, вызывающей восьмидюймовую искру при обычном давлении.

Таким образом, вакуум, т. е, то, что остается в сосуде после того, как из него удалено все, что можно удалить, является изолятором с очень большой электрической прочностью. Электрическая прочность водорода значительно меньше, чем прочность воздуха при том же давлении.

Некоторые сорта стекла в холодном состоянии являются изумительно хорошими изоляторами, Сэр У. Томсон сохранял электрические заряды в герметически запаянных колбах в течение нескольких лет, Однако то же стекло становится проводником при температуре, не превосходящей температуры кипения воды. Часть 1. Электаоетагнка Гуттаперча, каучук, эбонит, парафин и смолы являются хорошими изоляторами; так сопротивление гуттаперчи при?5' Р в 5Х10м раз больше сопротивления меди.

Лед, кристаллы и затвердевшие электролиты также являются изоляторами. Некоторые жидкости, как, например, керосин, скипидар и некоторые масла, также являются изоляторами, но значительно уступающими хорошим твердым изоляторам. ДИЭЛЕКТРИКИ Удельная индуктивная способность 52. Все вещества, изолирующая способность которых такова, что при их помещении между двумя проводниками, находящимися под различным потенциалом, действующая на них электродвижущая сила не производит немедленного перераспределения электричества до установления постоянного значения потенциала, названы Фарадеем Диэлектриками.

Из пока не опубликованных работ Кавендиша видно, что он еще до 1773 г. измерил емкость пластин из стекла, смолы, пчелиного воска и шеллака и установил, во сколько раз их емкость больше емкости воздушной пластины тех же размеров. Фарадей, которому эти исследования не были известны, установил, что емкость накопителя зависит от природы изолирующей среды между проводниками, а также от размеров самих проводников и их взаимного расположения. Заменяя воздух в накопителе на другие изолирующие среды в качестве диэлектрика и оставляя его во всем остальном неизменным, Фарадей установил, что при замене воздуха другими газами емкость заметно не меняется, но при замене воздуха на шеллак, серу, стекло и т.

п. емкость воздуха возрастает в отношении, различном для разных веществ. Благодаря применению более тонких методов измерения Больцману удалось заметить зависимость индуктивной способности газов от давления. Эта характеристика диэлектриков, названная Фарадеем Удельной Индуктивной Способностью, называется также Диэлектрической Постоянной вещества. Она определяется как отношение емкости накопителя, в котором диэлектриком служит данное вещество, к емкости этого же накопителя с вакуумным диэлектриком.

Если диэлектрик является плохим изолятором, то измерить его диэлектрическую постоянную довольно трудно, так как заряд в накопителе не будет держаться достаточно долго, чтобы можно было произвести измерения. Однако ясно, что индуктивная способность существует не только для хороших изоляторов; возможно, она существует вообще для всех тел. Поглощение электричества 53. Было обнаружено, что при использовании некоторых диэлектриков в накопителе имеют место следующие явления. Если накопитель был заряжен в течение некоторого времени, затем внезапно разряжен и вновь изолирован, то он становится опять заряженным электричеством того же знака, что и раньше, но в Глава !. Описание велений 73 меньшей степени, так что он может быть вновь разряжен несколько раз подряд все более слабыми разрядами.

Это явление называется Остаточным Разрядом. Мгновенный разряд оказывается всегда пропорциональным разности потенциалов в момент разряда, и отношение этих величин является истинной емкостью накопителя. Но если контакт с разряжающим элементом длительный, так что включает несколько остаточных разрядов, то кажущаяся емкость накопителя, рассчитанная при таком разряде, получится слишком большой. Если такой накопитель зарядить и оставить изолированным, то кажется, что он теряет свой заряд за счет проводимости. Однако, как было показано, вначале относительная потеря заряда происходит значительно быстрее, чем позже, так что величина проводимости, если ее определить по начальному периоду, будет слишком большой. Так, при испытании изоляции подводного кабеля создается впечатление, что его изоляция улучшается по мере его электризации.

Аналогичные на первый взгляд явления имеют место при передаче тепла в случае, когда противоположные стороны тела поддерживаются при разных температурах. В случае теплоты мы знаем, что это объясняется теплотой, передаваемой самому телу или отдаваемой им. Поэтому и в случае электрических явлений было выдвинуто предположение, что электричество поглощается или испускается частями тела. Однако мы увидим в п.

329, что эти явления можно объяснить, не прибегая к гипотезе о поглощении электричества, приняв, что диэлектрик в некоторой степени неоднороден. То, что эти явления, называемые Поглощением электричества, не есть истинное поглощение электричества веществом, можно показать, зарядив каким-либо образом электричеством тело, окруженное металлическим изолированным сосудом.

Если после зарядки и изоляции этого тела мгновенно разрядить сосуд и оставить изолированным, то никакой заряд не будет впоследствии передан сосуду за счет постепенного растекания электричества с заряженного тела, находящегося внутри него. 54. Этот факт выражается утверждением Фарадея о том, что нельзя зарядить вещество абсолютным и независимым зарядом электричества одного рода '. Действительно, из всех проведенных экспериментов следует, что, каково бы ни было электрическое взаимодействие в системе тел, окруженных металлическим сосудом, заряд на внешней поверхности сосуда остается неизменным.

Между тем если бы какая-то часть электричества могла быть введена в тело и поглощена им, или переведена в скрытое состояние, или каким-либо образом могла существовать в нем, не будучи связанной с равной частью противоположного электричества линиями индукции, или же если бы это поглощенное электричество могло постепенно освобождаться и возвращаться в свое обычное состояние, то мы наблюдали бы некоторое изменение электризации окружающего сосуда.

Поскольку это никогда не наблюдается, Фарадей делает вывод, что нельзя сообщить абсолютный заряд веществу и что никакая часть материи не может за счет какого-либо изменения своего состояния испустить или поглотить тот или иной вид электричества. Поэтому он рассматривает индукцию как имеющую «существенную функцию при первом развитии и при последующих явлениях электричества». Его «индукция» (п. 1298) представляет собой поляризованное состояние «Ехр. !!ех., чо!. 1, Беме« Х1, !!. «Оп !Ье АЬ»о!н!е СЬагие о! Ыа!!ег» апа 4!244. Часть 1. Эасктростатиаа частиц диэлектрика; каждая частица положительна с одного конца и отрицательна с другого, причем положительная и отрицательная электризация в каждой частице всегда в точности равны.

Пробой ' бб. Если электродвижущую напряженность в какой-либо точке диэлектрика постепенно увеличивать, то в конце концов достигается предел, при котором происходит внезапный разряд через диэлектрик, обычно сопровождаемый светом и шумом и временным или постоянным разрушением диэлектрика. Электродвижущая напряженность, при которой это имеет место, является мерой того, что мы можем назвать электрической прочностью диэлектрика. Она зависит от природы диэлектрика, для плотного воздуха она больше, чем для разреженного, для стекла больше, чем для воздуха, но во всех случаях при достаточно болыпой электродвижущей силе диэлектрик не выдерживает, его изолирующая способность рушится и по диэлектрику протекает электрический ток.

Именно по этой причине не могут существовать распределения электричества, при которых где-либо напряженность поля становится бесконечной. Электрическое свечение Так, для заряженного проводника с острием теория, основанная на гипотезе сохранения заряда, приводит к выводу, что по мере приближения к острию поверхностная плотность электричества неограниченно возрастает, так что в самой точке острия поверхностная плотность, а значит, и электродвижущая напряженность будут бесконечны. Если бы у воздуха или другого окружающего диэлектрика была неограниченная изолирующая способность, это действительно имело бы место. Фактически же, как только результирующая напряженность в окрестности острия достигает определенного предела, изолирующая способность воздуха исчезает и воздух вблизи острия становится проводником.

Характеристики

Список файлов книги