Трактат об электричестве и магнетизме. Том 2.

Единственной силой, воздействующей на электрические токи, является сила электродвижущая, и мы обязаны отличать её от механической силы, которая и составляла предмет рассмотрения в настоящей главе.

ГЛАВА II

ИССЛЕДОВАНИЯ АМПЕРА ПО ВЗАИМОДЕЙСТВИЮ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ТОКОВ

502.

В предыдущей главе мы рассмотрели природу магнитного поля, создаваемого электрическим током, а также механическое действие на помещённый в магнитное поле проводник с током. После этого мы перешли к рассмотрению действия одного электрического контура на другой, определив действие второго контура на первый как обусловленное магнитным полем, создаваемым вторым контуром. Но такое действие одного контура на другой было первоначально исследовано Ампером прямым путём почти сразу же после опубликования открытия Эрстеда. Поэтому сначала мы изложим основные положения метода Ампера, а метод, принятый в этом трактате, резюмируем в следующей главе.

Идеи, которые руководили Ампером, принадлежат к системе взглядов, допускающих прямое действие на расстоянии. Мы увидим, что основанное на этих взглядах замечательное направление размышлений и исследований было продолжено Гауссом, Вебером, Ф. Е. Нейманом, Риманом, Бетти, К. Нейманом, Лоренцом и другими и оно привело к выдающимся результатам, состоящим как в открытии новых фактов, так и в построении теории электричества (см. п. 846- 866).

Идеи, которым я попытался следовать, это идеи действия через среду - от одной части к другой, близлежащей, примыкающей к ней. Такой подход часто применялся Фарадеем; его развитие в математической форме, а также сравнение результатов с известными фактами было моей целью в нескольких опубликованных работах. Сопоставление с философской точки зрения результатов этих двух методов, столь противоположных в своих исходных принципах, должно давать ценный материал для изучения условий построения научных теорий.

503. Теория Ампера взаимодействия электрических токов базируется на четырёх экспериментальных фактах и одном предположении.

Все основополагающие опыты Ампера являют собой примеры того, что было названо нулевым методом сравнения сил (см. п. 214). Вместо того чтобы измерять силы либо динамически - путём сообщения движения некоторому телу, либо статически - путём уравновешивания весом другого тела или упругостью нити, в нулевом методе две силы одинакового происхождения одновременно воздействуют на тело, уже и до того пребывающее в равновесии, и если при этом не возникает никаких эффектов, то это означает, что эти силы уравновешивают друг друга.

Этот метод особо ценен при сравнении эффектов, производимых электрическим током, когда он проходит по контурам различных конфигураций. Соединяя все проводники в один непрерывный ряд, мы обеспечиваем постоянство силы тока во всех точках его пути, и, поскольку ток всюду на своём пути начинается почти одновременно, мы можем доказать, что силы, обусловленные его действием на подвешенное тело, находятся в равновесии в том случае, если тело совершенно не реагирует ни на возникновение, ни на прекращение тока.

504. Весы Ампера состоят из лёгкой рамки, способной вращаться вокруг вертикальной оси и несущей провод, который образует два контура одинаковой площади; контуры лежат либо в одной плоскости, либо в параллельных плоскостях, а токи в них текут в противоположных направлениях. Цель этого устройства состоит в том, чтобы избавиться от влияния земного магнетизма на проводящую проволоку. Когда электрический контур может свободно перемещаться, он стремится расположиться так, чтобы охватить собою возможно большее число линий индукции. Если эти линии обусловлены земным магнетизмом, то для контура в вертикальной плоскости это будет положение, при котором плоскость контура совпадает с плоскостью, проходящей через магнитный восток и магнитный запад при направлении тока, противоположном кажущемуся направлению хода Солнца.

Жёстко связывая расположенные в параллельных плоскостях контуры равной площади, в которых текут одинаковые, но противоположно направленные токи, мы образуем комбинацию, не подверженную действию земного магнетизма и потому называемую астатической (см. рис.26). Она испытывает, однако, действие сил, возникающих от токов или магнитов, расположенных столь близко к ней, что их воздействие на оба эти контура оказывается различным.

Рис. 26