Трактат об электричестве и магнетизме. Том 2.

При рассмотрении взаимного действия двух токов нет необходимости удерживать в памяти те связи между электричеством и магнетизмом, которые мы пытались иллюстрировать с помощью правого винта. Даже если бы мы забыли их, то всё равно пришли бы к правильным результатам при условии, что неизменно придерживались одной из двух возможных форм этой связи.

498.

Сведём теперь воедино все магнитные явления, связанные с электрическим контуром в той мере, в какой, мы их изучили.

Мы можем представить себе электрический контур состоящим из вольтовой батареи и провода, соединяющего её клеммы, или из термоэлектрического устройства, или из заряженной лейденской банки с проводом, соединяющим её положительную и отрицательную обкладки, или из любого иного устройства, предназначенного для создания электрического тока вдоль какого-то определённого пути.

Ток является причиной возникновения магнитных явлений, происходящих вблизи него.

Проведём какую-либо замкнутую кривую и возьмём вдоль всей этой кривой линейный интеграл от магнитной силы. Если замкнутая кривая не охватывает контур, то линейный интеграл обратится в нуль, если же замкнутая кривая охватывает контур, так что ток протекает сквозь эту кривую, то линейный интеграл будет равен 4i и окажется положительным, когда направление интегрирования вдоль замкнутой кривой совпадает с направлением движения часовых стрелок в предположении, что наблюдатель смотрит на них, проходя сквозь замкнутую кривую в том же направлении, в котором течёт ток.

Но для наблюдателя, который проходит сквозь электрический контур, двигаясь по замкнутой кривой в направлении интегрирования, ток также будет казаться текущим по направлению движения часовых стрелок. Мы можем выразить всё это иначе, сказав, что соотношение между направлениями двух замкнутых кривых может быть представлено с помощью одного правостороннего винта, вставленного в электрический контур, и другого правостороннего винта, вставленного в замкнутую кривую. Если направление нарезки любого из винтов при движении вдоль неё совпадает с положительным направлением движения другого винта, то линейный интеграл положителен, в противоположном случае линейный интеграл отрицателен.

499.

Замечание.

Линейный интеграл 4i зависит только от величины тока и ни от чего другого. Он не зависит от природы проводника, по которому проходит ток, будь то, например, металл или электролит или неидеальный проводник. У нас есть основания считать, что даже при отсутствии нужных токов проводимости, а только лишь при изменении электрического смещения (как это имеет место внутри стекла Лейденской банки при её заряде или разряде ) магнитный эффект, обусловленный электрическим движением, получается точно таким же.

Далее, величина линейного интеграла 4i не зависит от природы среды, внутри которой проведена замкнутая кривая, и будет одной и той же и когда вся замкнутая кривая находится в воздухе, и когда проходит через магнит, или через мягкое железо, или через любое другое парамагнитное или диамагнитное вещество.

500.

Когда контур помещён в магнитное поле, взаимное действие между током и другими элементами зависит от поверхностного интеграла от магнитной индукции, взятого по любой поверхности, ограниченной этим контуром. Если этот поверхностный интеграл может быть увеличен путём некоторого заданного перемещения всего контура или части его, то будет существовать механическая сила, стремящаяся заданным образом двигать этот проводник или какую-то его часть.

Движение проводника, приводящее к увеличению поверхностного интеграла, есть движение такого типа, при котором проводник перемещается перпендикулярно направлению тока и поперёк линий индукции [рис. 25].

Рис. 25. Соотношения между положительными направлениями движении и вращением определяется тремя правыми винтами

Если нарисовать параллелограмм, стороны которого параллельны и противоположны соответственно силе тока и магнитной индукции в одной и той же точке, то сила, действующая на единицу длины проводника, численно окажется равной площади этого параллелограмма и направленной перпендикулярно к этой плоскости в ту сторону, в какую возникало бы перемещение правого винта при вращательном движении его рукоятки от направления тока к направлению магнитной индукции.

Отсюда мы получаем новое определение линии магнитной индукции. Это линия, всегда перпендикулярная силе, действующей на проводник.

Её можно также определить как такую линию, при передаче электрического тока вдоль которой проводник, несущий этот ток, не испытывал бы действия никакой силы.

501. Следует чётко помнить, что механическая сила, стремящаяся перемещать проводник с током поперёк линий магнитной индукции, действует не на электрический ток, а на токонесущий проводник. Если этот проводник представляет собой вращающийся диск или жидкость, он будет двигаться, подчиняясь действию этой силы, причём это движение может сопровождаться, а может и не сопровождаться изменением положения электрического тока, который несёт этот проводник.