Трактат об электричестве и магнетизме. Том 2.

Чтобы показать это, Фарадей ⁵ изготовил проводник из двух проволок, сделанных из разных металлов; он изолировал их шёлковой обмоткой, сплёл вместе и на одном из концов спаял. Другие же концы проводов он подсоединил к гальванометру. При этом оба провода по отношению к первичному контуру располагались равноправно, и если бы электродвижущая сила в одном из них превысила бы электродвижущую силу в другом, то гальванометр зарегистрировал бы возникновение тока. Фарадей обнаружил, однако, что такая комбинация может находиться под действием самых мощных электродвижущих сил, обусловленных индукцией, без каких-либо отклонений гальванометра. Он нашёл также, что независимо от того, состояли ли обе ветки этого составного проводника из двух металлов или из металла и электролита, никакого воздействия на гальванометр не возникало ⁶.

⁵

Exp. Res., 195.

⁶Exp. Res.

, 200.

Следовательно, электродвижущая сила в любом проводнике зависит только от формы и движения этого проводника, а также от силы, формы и движения электрических токов в поле.

535. Другое негативное свойство электродвижущей силы состоит в том, что она сама по себе не проявляет никакой тенденции вызывать механическое движение какого-либо тела, она только вызывает в нём электрический ток.

Если она действительно создаёт ток в теле, то появляется механическое действие, обусловленное этим током, но если воспрепятствовать образованию тока, то механического действия на само тело не возникнет. Однако если тело электризовано, то электродвижущая сила будет приводить его в движение, что мы уже описывали в Электростатике.

536. Экспериментальное исследование законов индукции электрических токов в неподвижных контурах может быть проведено со значительной точностью при помощи методов, в которых электродвижущая сила (а следовательно, и ток в цепи гальванометра) сводится к нулю [рис. 32].

Рис. 32

Так, например, если мы хотим показать, что индукция витка A на виток X равна индукции витка B на виток Y, поместим первую пару витков A и X на достаточном расстоянии от второй пары B и Y и подсоединим витки A и B к вольтовой батареи, так чтобы можно было получить один и тот же первичный ток, текущий через A в положительном, а затем через B в отрицательном направлении. Соединим также X и Y с гальванометром, чтобы вторичный ток, если он появится, потёк в одном и том же направлении последовательно через X и Y.

Тогда, если индукция A на X равна индукции B на Y, гальванометр не покажет присутствия тока индукции при замыкании или размыкании цепи батареи.

Точность этого метода повышается с ростом силы первичного тока и чувствительности гальванометра к мгновенным токам; эти эксперименты проводятся значительно проще, чем опыты, связанные с электромагнитными притяжениями, где сам проводник должен очень деликатно подвешиваться.

Очень поучительную серию хорошо продуманных и разработанных опытов такого рода описал профессор Феличи из Пизы ⁷.

⁷

Annales de Chimie, XXXIV, p. 64 (1852); Nuovo Cimento, IX, p. 345 (1859).

Я только вкратце укажу некоторые из законов, которые могут быть доказаны таким способом.

(1). Электромагнитная сила индукции одного контура на другой не зависит от площади поперечного сечения проводников и от материала, из которого они сделаны.

Действительно, мы можем без изменения результатов опыта заменять любой из контуров на другой, отличающийся сечением, материалом, но не формой.

(2). Индукция контура A на контур X равна индукции X на A.

Действительно, если мы поместим A в цепь гальванометра, а X - в цепь батареи, равновесие электродвижущей силы не нарушается.

(3). Индукция пропорциональна индуцирующему току.

Действительно, если мы удостоверились, что индукция A на X равна индукции B на Y, а также индукции C на Z, мы можем заставить ток батареи сначала течь через A, а потом разделиться в любом отношении между B и C. После этого, если подсоединить последовательно к гальванометру X в обратном, а Y и Z в прямом направлениях, то электродвижущая сила в X уравновесится суммой электродвижущих сил в Y и Z.

(4). У пары контуров, образующих геометрически подобную систему, индукция пропорциональна их линейным размерам.

Действительно, если три пары контуров, упомянутых выше, являются подобными, а линейные размеры первой пары равны сумме соответствующих линейных размеров второй и третьей пар, то, соединив A, B и C последовательно с батареей, а X, Y Z - последовательно с гальванометром (причём X - в обратном направлении), получим равновесие.

(5). Электродвижущая сила, производимая в катушке, состоящей из n витков, током, текущим в катушке из m витков, пропорциональна произведению nm.