Учебник - Трактат об электричестве и магнетизме Том 1 - Джеймс К.М. (1238775), страница 71
Текст из файла (страница 71)
С другой стороны, накопитель с защитным кольцом имеет три независимые проводящие части, которые должны заряжаться и разряжаться в определенном порядке, Поэтому желательно иметь возможность сравнить емкости двух накопителей с помощью некоторого электрического процесса и тем самым испытывать накопители, которые затем могутслужить вторичными стандартами. Сначала я покажу, как определить равенство емкостей у двух накопителей с зашитными кольцами. Пусть А — диск,  — защитное кольцо с остальными частями присоединенного к нему проводящего сосуда и С вЂ” большой диск одного из этих накопителей, Соответствующие части второго обозначим через А', В' и С'.
Если один из этих накопителей имеет более простое устройство и состоит только из двух проводников, нам следует только опустить В или В' и предполагать, что А обозначает внутреннюю, а С вЂ” внешнюю проводящую поверхности, причем подразумевается, что С окружает А. 288 Часть !. Влектроетаткка Предположим, что производятся следующие соединения. Пусть В всегда находится в соединении с С', а В' — с С, другими словами, пусть каждое защитное кольцо соединено с большим диском другого конденсатора. (!) А соединяется с В и С' и с положительно заряженным электродом Х лейденской банки, и пусть А' соединяется с В' и С и с Землей. (2) А, В и С' изолируются от 1. (3) А изолируется от В и С' и А' — от В' и С. (4) В и С' соединяются с В' и С и с Землей.
(5) А соединяется с А'. (6) А и А' соединяются с электроскопом Е. Мы можем изобразить эти соединения следующим образом: (!) О= — С=-В'=А' ! А=В=С'=1 (2) О:=:С=-В'==А' ! А=В=С' ) У !3) О=-С=-В' ! А' ! А ! В=С' (4) О=-С==В' ! А' ! А ! В=:С'=-О (5) О= — С:=В' ! А' = А ! В=С'=О (6) О = С = В' ! А' == Е =- А ! В =- С' = О Здесь знак равенства означает электрическое соединение, а вертикальная черта означает изоляцию. В положении (!) два накопителя заряжены противоположно в том смысле, что А имеет положительный заряд, а А' — отрицательный, причем заряды на А и А' равномерно распределены по внешней поверхности, лежащей напротив большого диска в каждом накопителе.
В положении (2) банка отключена, а в положении (3) заряды на А и А' изолированы. В положении (4) защитные кольца соединяются с большими дисками, и заряды на А и А', хотя и не меняются по величине, распределяются теперь по всей поверхности электродов. В положении (5) А соединяется с А'. Если соответствующие заряды равны по величине и противоположны по знаку, электризация будет полностью уничтожена, и это обстоятельство проверяется в положении (6) с помощью электроскопа Е. Электроскоп Е будет показывать положительную нли отрицательную элекризацию в соответствии с тем, чья емкость больше — А или А', С помощью специального переключательного устройства все эти операции могут быть выполнены в нужной последовательности за очень малую долю секунды, и емкости регулируются так, чтобы электроскоп не отмечал никакой электризации.
Этим путем емкость накопителя может быть отрегулирована так, чта оиа будет равна емкости любого другого или сумме емкостей нескольких накопителей, и, таким образом, можно получить систему накопителей, емкость каждого из которых определена в абсолютном выражении, т. е. в футах или метрах, а конструкция этих накопителей в та же время является наиболее подходящей для электрических экспериментов. Этот метод сравнения, по-вндимому, окажется полезен при определении удельной индуктивной способности различных диэлектриков, имевших Форму пластин или дисков.
Если диск из диэлектрика расположен между А и С и размеры диска значительно больше, чем А, то емкость накопителя изменяется и Глава Х 111. Электреетатачесаае прапоры становится равной емкости того же самого накопителя с более близкими друг к другу пластинами А и С. Если накопитель с диэлектрической пластиной и с расстоянием х между А и С имеет такую же емкость, как тот же самый накопитель без диэлектрика с расстоянием х' между А и С, тогда, если а — толщина пластины и К вЂ” ее удельная индуктивная диэлектрическая способность, отнесенная к этой величине для воздуха, то К=а/(а+х' — х).
Система из трех цилиндров, описанная в п. 127, была использована сэром У. Томсоном в качестве накопителя, емкость которого может быть увеличена или уменьшена на измеримые количества. Опыты гг, Гибсона и Барклая (О!Ьзоп апт1 Ваге!ау) с этим прибором описаны в Ргосеейпуз о7 1йе Гтоуа! Кос!е1у, РеЬ. 2, 187! и в Р>ий Тгапз., !871, р. 573. Они нашли для удельной индуктивной способности парафина значение 1,975, если для воздуха эта величина равна единице. 1О дж. К. Максвелл. т.! ЧАСТЬ 11 ЭЛЕКТРОКИНЕМАТИКА ГЛАВА 1 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК 230.
Мм 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 А и В таким образом, чтобы потенциал проводника А был выше, чем потенциал В. Если теперь эти два тела связать посредством металлической проволоки С, касающейся их обоих, то часть заряда, находящегося на теле А, герейдег иа В и за короткое время готенциалы А и В уравняются. 231. В это время в проволоке С наблюдаются определенные явления, которые называются явлениями электрического неравновесия (соп(Вс1), или электрического тока.
Первое из этих явлений состоит в переходе положительной электризации от А к В и отрицательной электризации от В к А. Этот переход можно осуществить более медленным способом, если взять небольшое изолированное тело и поочередно приводить его в соприкосновение с телами А и В. 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 А к В, или как ток отрицательного электричества от В к А, или как комбинация этих двух токов. По теории Фехнера (РесЬпег) и Вебера (ФеЬег), 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. Зб,мы будем считать, что за единицу времени от А к В передается Р единиц положительного электричества, а от В к А передается М единиц отрицательногоэлектричества, то по теории Вебера Р=-И, т. е. Р или М следует принять за численную меру тока. В противоположность этому мы не будем делать предположений относительно связи между Р и У, принимая во внимание лишь результат протекания тока, а Глава 1.
Электрический ток 291 именно перенос Р+7т' единиц положительного электричества от А к В. Мы, таким образом, будем считать истинной мерой тока величину Р+7т. 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 Наиболее удобный способ получить постоянный ток дает Вольтова батарея. Для определенности мы опишем Элемент Даниэля. Раствор сульфата цинка наливается в ячейку из пористой глины, а эта ячейка помещается в сосуд, в котором содержится насыщенный раствор сульфата меди, Кусок цинка погружается в сульфат цинка, а кусок меди — в сульфат меди, К цинку и меди над поверхностями жидкостей припаиваются проводники.
Это устройство называется ячейкой, или элементом батареи Даниэля (см. п. 272). 233. Если изолировать элемент, поместив его на непроводящую подставку, и если проволоку, соединенную с медным электродом, привести в соприкосновение с каким-нибудь проводником А, а проволоку, соединенную с цинковым электродом, привести в соприкосновение с другим каким-нибудь проводником В, сделанным из того же металла, что и проводник А, то с помощью чувствительного электрометра можно показать, что потенциал проводника А будет превышать потенциал В на определенную величину. Эта разность потенциалов называется Электродвижущей Силой Элемента Даниэля.
Если теперь отъединить проводники А и В от элемента и соединить их между собой с помощью проволоки, то через нее пройдет переходный ток в направлении от А к В и потенциалы проводников А и В уравняются. Проводники А и В можно затем снова зарядить от гальванического элемента и повторять описанную процедуру до тех пор, пока элемент будет действовать.
Но если проводники А и В соединены проволокой С и в то же время связаны с батареей, как описано выше, то элемент будет поддерживать постоянный ток в проволоке С и также постоянную разность потенциалов между проводниками А и В. Эта разность потенциалов, как мы увидим, не будет равна полной электродвижущей силе элемента, потому что часть этой силы расходуется на поддержание тока через сам элемент.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
