Запорожец  Издания 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 [ 67 ] 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156

• средний диаметр витков составлял 266 мм; провод длиной около ®/з мили был плотно обмотан шелком и затем по всей длине покрыт коллодием. Стенки футляра были покрыты толстым слоем сургуча. Колебания успокаивались .массивным медным демпфером.

2. Решение этой задачи

Если на изолированном проводнике сосредоточено некоторое копи-чество Е свободного электричества, то, позволив этому электричеству стечь через мультипликатор (и включенный водяной столб) в землю, мы будем наблюдать отклонение магнитной стрелки. Величина первого отклонения для данной стрелки и данного мультипликатора зависит исключительно от количества разряжаемого электричества, поскольку время разряда так мало по сравнению с периодом колебаний стрелки, что действие может рассматриваться как удар.

Если пропустить через мультипликатор в течение такого же короткого времени постоянный ток, то стрелке будет сообщен такой же т шчок, причем и в этом случае величина первоначального отклонения зависит единственно от количества электричества, прошедшего через поперечное сечение провода мультипликатора за время прохождения тока.

Если при данном мультипликаторе наблюдается в точности одно и то же отклонение, один раз - при разряде известного количества свободного электричества Е, а другой раз - при пропускании в течение короткого времени постоянного тока, то можно доказать, что количество положительного электричества, которое протекло через поперечное сечение в течение этого короткого промежутка времени при постоянном токе и в направлении этого тока, равно У2Е.

Поэтому поставленная задача требует решения следующих двух задач;

a) измерить накопленное количество Е свободного электричества в вышеуказанной электростатической мере и произвести наблюдение вызываемого разрядом этого количества электричества отклонения магнитной стрелки гальванометра:,

b) оаоеделить малое время t, в течение которого постоянный ток гит I (в магнитной мере) должен пропускаться через мультипликатор того же гальванометра чтобы вызвать такое же отклонение стрелки.

Умножив УоЕ на число, показывающее, сколько раз -с содержится в

секунде, мы получим тогда величину , которая выражает то количество

положительного электричества, которое при токе силой 1 в магнитных мерах проходит в секунду через поперечное сечение проводника в направлении положительного тока.

Задача а была разрешена следующим образом.

Сперва при помощи синус-электрометра было с большой точностью определено отношение, в котором заряд небольшой лейденской банки распределялся между самой банкой и покрытым станиолем шаром, диаметром около 13 вершков; последний был хорошо изолирован и подвешен на удалении от стен комнаты. После того как удалось измерить количество электричества, перешедшее на шар, можно было вычислить с точностью до доли процента также и количество его, оставшееся в маленькой банке.

Затем были произведены следующие наблюдения.

Лейденская банка разряжалась и большой шар приводился в соприкосновение с ее шариком. Спустя три секунды оставшийся в банке заряд разряжался через мультипликатор, состоящий из 5635 витков, и две



наполненные водой длинные трубки. Первое отклонение 9 наблюдалось с помощью магнитной стрелки, снабженной зеркалом подобно стрелке магнетометра. Одновременно большой шар приводился в соприкосновение с неподвижным шаром (диаметром приблизительно в 1 вершок) очень больших крутильных весов!. Будучи вложен в ящик весов, этот неподвижный шар отдавал половину своего заряда подвижному шару, после чего измерялось кручение. Кручение, необходимое для поддержания некоторого заранее подобранного расстояния между обоими шарами, постепенно- в течение довольно длительного времени-уменьшалось. Из наблюдения колебаний обычным образом определялся коэфициент кручения проволоки. Зная этот коэфициент и точные размеры устройства, а также учитывая неравномерное распределение электричества на обоих шарах (учет этого обстоятельства необходим вследствие того, что размеры шаров не малы, по сравнению с их расстоянием друг от друга), можно было вычислить в требуемых абсолютных единицах то количество электричества, которое в каждое мгновение находится на крутильных весах. Из наблюдаемого уменьшения кручения определяется убыль количества электричества и таким образом оказывается возможным найти, каково было бы это количество, если бы оно могло находиться внутри весов уже в тот момент, когда большой шар был заряжен от лейденской банки. Именно это количество электричества перешло с большого шара на неподвижный шар весов. Согласно Плана [Plana], распределение электричества между обоими шарами может быть вычислено из точно измеренных радиусов этих шаров. Таким образом, количество электричества, -которое осталось в лейденской банке после зарядки большого шара и которое спустя 3 секунды было разряжено через мультипликатор, может быть найдено без дальнейшего измерения, производимого в крутильных весах. При этом, однако, необходимо внести малую поправку на потерю наличного заряда, обусловленную истечением электричества в воздух в течение этих трех секунд и образованием остаточного заряда.

В нижеследующей таблице сопоставлены результаты пяти последо1. нательных опытов. В столбце Е приведены значения количеств разряжен* ного электричества, в столбце s - соответствующие отклонения магнит ной стрелки в делениях шкалы, а в столбце 9 - те же отклонения, но выраженные в радианах.

36 060 ООО

73.5

0.0057087

41 940 ООО

80.0

0.0062136

49 700 000

96.5

0.0074952

44350 000

91.1

0.0070757

49660 000

97.8

0.0075ебЗ

Для решения задачи b необходимо знать времена t, ь течение которых ток, равный в магнитных мерах единице, должен проходить через тот же

1 Ящик крутильных весов, посредине которого помещались шары, представлял собой параллелепипед длиной в 1.16, шириной 0.81 и высотой в 1.44 м. Подвижный шар был прикреплен к бруску из шеллака посредством поперечногэплеча из того же материала; брусок был снабжен зеркальдем для наблюдения положения шара и был опущен в сосуд с маслом, благодаря чему колебания очень быстро успокаивались.



мультипликатор, чтобы получались отклонения, приведенные в нашей таблице.

Во второй части «Определения электродинамических мер» В. Вебера выведено выражение вращающего момента, сообщаемого вышеупомянутым током магнитной стрелке, установленной параллельно виткам мультипликатора. Этот вращающий момент пропорционален магнитному моменту стрелки и числу витков и, кроме того, является функцией размеров мультипликатора и распределения магнитных флюидов в стрелке. При этом достаточно определить расстояние между центрами тяжести обоих магнитных флюидов, считая, что эти центры тяжести заменяют действительное распределение магнетизма по поверхности стрелки. Учитывая малость размеров стрелки по сравнению с диаметром мультипликатора, можно с достаточной точностью принять это расстояние равным размеру самой стрелки. Таким образом, вышеупомянутый вращающий момент D будет содержать в качестве неизвестной величины лишь магнитный момент стрелки. Если этот вращающий момент действует в течение времени t, очень короткого по сравнению с временем колебания стрелки /, то сообщаемое стрелке угловое ускорение может быть найдено из выражения

где К обозначает момент инерции. Отношение между этим угловым ускорением и первым отклонением у приводит тогда к следующему уравнению между т и 9:

причем А вычисляется из очень точно измеряемых величин и, следовательно, представляет собой известную константу, а именно - если в качестве единицы времени принята секунда - Л =0.020915.

Итак, если спрашивается, в течение какого времени t через мультипликатор должен течь постоянный ток с магнитной силой =1 для того, чтобы создать наблюденные ранее пять отклонений, то для ответа достаточно подставить значения этих отклонений в уравнение для -с. Таким путем мы получаем следующие значения в секундах:

с

0.0 001 194

0.0 001 300

0.0 001 568

0.0 001 480

0.0 001 589

Разделив теперь значения уЕ в пяти опытах на соответствующие значения т, мы получим:

151 ооо. 10

161 300.10

158 500.10

149 800.10

156 250.10



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 [ 67 ] 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156