Трактат об электричестве и магнетизме. Том 2.

505. Первый опыт Ампера относится к действию двух равных, но противоположно направленных токов, близко прилегающих друг к другу. Покрытый изоляционным материалом провод сдваивается и помещается поблизости от контуров астатических весов. Когда через провод и весы пропускается ток, равновесие весов остаётся невозмущённым, показывая тем самым, что два близких, равных и противоположно направленных тока нейтрализуют друг друга. Если вместо двух расположенных рядом проводов взять один провод, изолировать его, поместив в середину металлической трубки, и пропустить ток в одну сторону по проводу, а в другую - по трубке, то действие этого тока вне трубки уже совершенно точно, а не приблизительно будет равно нулю.

Этот принцип имеет огромное значение для конструирования электрических приборов, так как он позволяет осуществлять подвод и отвод тока к любому гальванометру или другому прибору без какого-либо электромагнитного эффекта, связанного с прохождением тока туда и обратно. На практике обычно бывает достаточно связать провода вместе, тщательно следя, чтобы они были совершенно изолированы друг от друга; однако там, где они должны проходить вблизи чувствительных элементов аппаратуры, лучше всё же один из них выполнить в форме трубки, а другой - в виде протянутого внутри неё провода (см. п. 683).

506. Во втором опыте Ампера один из проводов многократно изогнут, образуя ряд небольших извилин, но так, что каждый участок его остаётся очень близким к прямому проводу. Оказывается, что ток, текущий в одну сторону по извилистому проводу, а обратно снова по прямому, не влияет на астатические весы. Это доказывает, что влияние тока, текущего по какой-нибудь искривлённой части провода, эквивалентно влиянию такого же тока, текущего по прямой линии, соединяющей крайние точки искривления, при условии, что искривлённая линия на каждом участке своего пути не сильно удалена от этой прямой. Следовательно, любой малый элемент контура эквивалентен элементам, состоящим из двух или многих элементов, и соотношение между составными элементами и результирующим элементом оказывается таким же, как и соотношение между компонентами и их векторной суммой в случае смещений или скоростей.

507.

В третьем опыте астатические весы заменены проводником, способным перемещаться только вдоль своей длины; ток входит в проводник и покидает его в фиксированных точках пространства. Обнаружено, что никакой замкнутый контур, помещаемый поблизости, не в состоянии приводить этот проводник в движение [рис. 27].

Рис. 27

Проводником в этом опыте служит провод в форме дуги окружности, подвешенный на коромысло, способное вращаться вокруг вертикальной оси. Дуга горизонтальна, а её центр совпадает с вертикальной осью. Два небольших корытца наполнены ртутью так, что выпуклая поверхность ртути возвышается над уровнем корытцев. Корытцы помещены под дугой окружности и подогнаны так, чтобы ртуть касалась проволоки, изготовленной из хорошо амальгамированной меди.

Ток направляется в одно из этих корытцев, проходит часть дуги окружности между корытцами и покидает её через другое корытце. Таким образом, ток протекает по участку дуги окружности; дуга в то же время имеет возможность достаточно свободно перемещаться в направлении её длины. К этому подвижному проводнику можно теперь приближать любые замкнутые контуры или магниты, не вызывая при этом ни малейших тенденций к его продольному перемещению.

508.

В четвёртом опыте с астатическими весами используются два контура, каждый из них подобен одному из контуров в самих весах, но один контур, C, обладает размерами в n раз большими, а другой, A, - в n раз меньшими. Они расположены на противоположных сторонах - от контура весов, которые мы обозначим через B, и пропорционально удалены от него: расстояние от C до B в n раз превышает расстояние от B до A. Направление и сила тока в A и C одинаковы. Направление тока в B может быть либо таким же, либо противоположным. Как было найдено, в этих условиях B оказывается в равновесии под действием A и C, какие бы формы эти три контура ни принимали и на каких бы расстояниях при выполнении приведённых выше соотношений они ни находились.

Поскольку действия между полными контурами могут быть рассмотрены как обусловленные действиями между элементами контуров, мы можем использовать следующий метод установления закона этих действий.