Учебник - Трактат об электричестве и магнетизме Том 1 - Джеймс К.М. (1238775), страница 94
Текст из файла (страница 94)
Эти катушки с единичным сопротивлением в настоящее время представляют собой единственный пример вещественных электрических стандартов, которые могут быть сохранены, воспроизведены и использованы с целью измерения. Меры электрической емкости, которые также имеют большое значение, до сих пор еще несовершенны из-за возмущающего действия электрической абсорбции. 336. Единица электрического сопротивления может быть совершенно произвольной, как в случае Эталона Якоби, который представлял собой определенный медный провод весом 22,4932 грамма, длиной 7,61975 метра и диаметром 0,667 миллиметра. Копии этого эталона изготовлялись Лейзером (Ееукег) в Лейпциге, и нх можно найти в разных местах.
В соответствии с другим методом единица сопротивления может быть определена как сопротивление образца, сделанного из определенного вещества и имеющего определенные размеры. Так, единица Сименса определяется как сопротивление столба ртути длиною в один метр и поперечным сечением в один квадратный миллиметр при температуре 0 'С. 337.
Наконец, эта единица может быть определена в электростатической или в электромагнитной системе единиц. На практике во всех телеграфных операциях используется электромагнитная система, и потому единственные единицы, которые действительно употребляются,— это единицы этой системы, В электромагнитной системе, как мы это покажем в своем месте, сопротивление есть величина, имеющая размерность скорости и поэтому может быть выражено как скорость (см. п. 628), 338.
Первые фактические измерения в этой системе были проведены Вебером, который использовал а качестве своей единицы один миллиметр в секунду, Позднее, сэр У. Томсон использовал в качестве единицы один фут в секунду, однако большое число исследователей электричества согласились использовать единицу Британской Ассоциации (В. А.). Эта единица представляет такое сопротивление, которое, будучи выражено как скорость, равно десяти миллионам метров в секунду. Величина этой единицы более удобна, чем величина единицы Вебера, которая слишком мала.
Иногда эту единицу называют единицей В. А., но, для того чтобы связать ее с именем того, кто открыл законы сопротивления, эта единица называется Ом. 339. Чтобы запомнить ее абсолютную величину, полезно знать, что десять миллионов метров по определению представляют собой расстояние от полюса до экватора, измеренное вдоль парижского меридиана. Таким образом, тело, проходящее за одну секунду путь вдоль меридиана от полюса до экватора, имело бы скорость, величина которой, по определению, равна величине одного Ома в электромагнитной системе. Я говорю «по определению» потому, что если бы более точные исследования показали, что вещественный стандарт одного Ома, созданный Британской Ассо- Глава Х1. Измерение злектрического соиротнвленин 375 циацией, по своей величине отличается от этого значения скорости, то исследователи электричества не стали бы менять свои стандарты, а внесли бы поправку.
Точно так же, метр, по определению, равен одной десятимиллионной доле определенной дуги в четверть окружности, но, хотя было найдено, что это не совсем верно, длина метра не была изменена, зато размеры Земли выражаются менее простым числом.
В соответствии с методом Британской Ассоциации абсолютное значение величины первоначально подбирается так, чтобы представлять как можно точнее величину, выведенную из электромагнитной абсолютной системы, 340. Если создана вещественная единица, представляющая эту абстрактную величину, другие стандарты создаются путем копирования этой единицы. Этот процесс может быть выполнен с крайней точностью — во много раз большей точностью, чем, например, изготовление линейки длиною в один фут путем копирования стандартного фута.
Эти копии, изготовленные из наиболее стойких ма.териалов, распределены по всем частям мира, и если первоначальные стандарты будут утрачены, вряд ли Рнс. 2З возникнут какие-либо трудности в получении их копий. Но такие единицы, как единица Сименса, могут быть без очень большого труда воспроизведены со значительной точностью, и, поскольку соотношение между Омом и единицей Сименса известно, Ом можно воспроизвести, даже не имея стандарта для копирования, хотя для этого придется затратить много больше труда, а точность будет много меньше, чем в методе копирования.
Наконец, Ом можно воспроизвести электромагнитным методом, с помощью которого он и был первоначально определен. Этот метод является значительно более трудоемким, чем определение фута с помощью секундного маятника, и, повидимому„уступает последнему в точности.
С другой стороны, определение электромагнитной единицы, выраженной через Ом, со степенью точности, отвечающей прогрессу электрической науки, представляет собой необычайно важную физическую задачу, вполне достойную повторного исследования. Существующие катушки сопротивления, созданные для того, чтобы представлять один Ом, сделаны из сплава, состоящего из двух частей серебра и одной части платины, в виде проводов диаметром от 0,5 до 0,8 мм и длиной от одного до двух метров.
Эти провода припаяны к толстым медным электродам. Сам провод покрыт двумя слоями шелка, окружен застывшим парафином и помещен в тонкостенный латунный футляр, так что катушка сопротивления легко может быть доведена до температуры, при которой ее сопротивление в точности равно одному Ому. Это значение температуры указано на изолирующей подставке катушки (см. рис.
28). 376 Часть 11. Эаентроаннематнаа О форме катушек сопротивления 341. Катушка сопротивления — это проводник, который легко можно включить в вольтову цепь, с тем чтобы ввести в эту цепь известное сопротивление. Электроды или концы катушки должны быть сделаны так, чтобы способ соединения не вносил заметной ошибки. Для сопротивлений заметной величины важно, чтобы электроды были сделаны из толстых медных проводов или стержней, чтобы концы электродов были хорошо амальгамированы ртутью и были прижаты к плоским амальгамированным медным поверхностям, помещенным в чашки со ртутью. Для очень больших сопротивлений достаточно, чтобы электроды были сделаны из массивной латуни и чтобы можно было производить соединения, вставляя латунный или медный клин в промежуток между электродами. Этот метод оказался очень удобным.
Сама катушка сопротивления состоит из полностью покрытого шелком провода, концы которого постоянно припаяны к электродам. Катушка должна быть устроена так, чтобы легко было определить ее температуру. Для этой цели провод наматывается на трубку и закрывается другой трубкой, с тем чтобы его можно было поместить в сосуд с водой я чтобы вода имела доступ и к внешней, и к внутренней частям катушки. Для того чтобы избежать электромагнитного воздействия от тока в катушке, провод сначала складывается пополам, а затем наматывается на трубку, и, таким образом, в каждой части катушки имеются равные и противоположные токи в прилегающих част ях провода. В тех случаях, когда желательно держать две катушки при одной и той же температуре, провода иногда располагаются рядом и наматываются вместе. Этот метод особенно полезен в тех случаях, когда важнее обеспечить равенство сопротивлений, чем знать их точную величину, как, например.
в случае равных плеч мостика Уитстона (п. 347), Когда впервые приступали к измерениям сопротивления, широко использовалась катушка сопротивления, состоявшая из неизолированного провода, который был намотаи вдоль спиральной канавки вокруг цилиндра, сделанного из изолирующего материала. Такое сопротивление было названо Реостатом. Точность, с которой оказалось возможно сравнивать сопротивления, стала вскоре несовместимой с применением любого прибора, в котором контакты не лучше, чем в реостате. Однако в тех случаях, когда точные измерения не требуются, реостат еще используется для регулировки сопротивления.
Катушки сопротивления изготовляются, как правило, из металлов, имеющих наибольшее сопротивление и мало меняющихся с температурой. Этому требованию очень хорошо удовлетворяет нейзильбер (мельхиор), но оказалось, что некоторые образцы с годами меняют свои свойства. Поэтому для стандартных сопротивлений применяются некоторые чистые металлы, а также сплав платины и серебРа; относительное сопротивление таких катушек на протяжении нескольких лет найдено постоянным в пределах современной точности. 342 Для очень больших сопротивлений, таких, как несколько миллионов Ом, пРовод должен быть очень длинным или очень тонким, и изготовление катушки оказывается дорогим и трудным.
Поэтому в качестве материалов для стандартов а77 Глава Х ц Измерение влектрнческого сопротнвленнв большого сопротивления были предложены теллур и селен. Очень остроумный и легкий метод изготовления был недавно предложен Филлипсом (РЫ!11рз) '. На куске эбонита или матового стекла наносится тонкая карандашная линия. Концы этой нити из графита присоединяются к металлическим электродам, и все вместе затем покрывается изолирующим лаком. Если окажется, что сопротивление такой карандашной линии остается постоянным, это будет лучший метод получения сопротивления в несколько миллионов Ом. 343. Существуют различные устройства, с помощью которых катушки сопротивления могут легко вводиться в цепь.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
