 |
 |
 |
 |
Фиг.
В самом деле, если место приключения расположить так, чтобы пути от него до обоих шариков микрометра были равны, то каждое изменение, распространяющееся через соединительный провод, будет достигать обоих шариков в одинаковых фазах, и разность потенциалов между ними не может появиться. Это предположение подтверждается опытом. Так, если мы место подвода к смежной цепи, которое мы до сих пор представляли находящимся у одного из шариков микрометра, будем удалять все больше и больше от последнего, то длина искры будет уменьшаться; при некотором положении искры потухнут совершенно или почти совершенно; искры будут увеличиваться опять, по мере того как место подвода будет приближаться ко второму шарику микрометра, и достигнут здесь такой же длины, как и у первого шарика. Точку, у которой наступает минимальная длина искры, можно назвать нейтральной точкой. Большей частью ее положение можно определить с точностью до нескольких сантиметров. Оказывается, что она находится почти по середине проволоки, соединяющей шарики микрометра. Если провод симметричен вправо и влево от линии, соединяющей микрометр с нейтральной точкой, то всегда происходит совершенное затухание искры. Явление это можно наблюдать даже в очень короткой ответвленной цепи. Фиг. 2 показывает целесообразное расположение этого опыта, abed-прямоугольник из голой медной проволоки, диаметром в 2 мм, изолированный на сургучных подставках. В моих опытах ширина прямоугольника была равна 80 см, а длина-125 см. Если подводящий провод будет присоединен к шарикам 7 или 2, либо у точек о или Ь, то между шариками 7 и 2 появляются искры, длиной в 3-4 мм; при подводе к точке е, как показано на фигуре, получить искры совершенно невозможно; при перемещении места подвода на несколько сантиметров вправо или влево в микрометре появляются искры. Следует заметить, что искры длиной в несколько сотых миллиметра мы считаем уже заметными.
Следующий опыт показывает, что наше толкование явления еще не достаточно полно. А именно: если после установки соединительного провода на исчезновение искры присоединить к одному из шариков микрометра еще добавочный провод, то опять появятся интенсивные искры. Одновременный приход волн, исходящих из е в 7 и 2, не может быть изменен этим добавочным проводом. Между тем легко объяснить и этот опыт: происходящее явление не ограничивается однократным пробегом волны ко и 6, но волны отражаются и несколько, а, может быть, и много раз пробегают по смежной цепи и, таким образом, вызывают в ней стоячие волны. Если пути ecal и edb2 равны, то и отраженные волны придут одновременно в 7 и 2. Если же будет отсутствовать волна, отраженная от одного из шариков, как в последнем опыте, то искры будут вызваны, хотя и не первым импульсом, идущим от е, но все же отраженными волнами. Следовательно, мы должны себе представить, что внезапное изменение, достигающее е, возбуждает собственные колебания в смежной цепи, вроде того, как удар молотком вызывает собственные колебания упругого стержня. Если такое представление верно, то существенным условием для исчезновения
искр в М должно быть равенство периодов колебаний обоих отрезков е1 и е2. Эти периоды колебаний определяются произведением коэфи-циента самоиндукции этого отрезка провода на емкость его концов; они почти не зависят от сопротивления отрезка. Нижеследующие опыты могут послужить для проверки этого вывода, их результаты оказываются в согласии с ним.
Если подвод установить в нейтральной точке и прикоснуться к одному из шариков микрометра изолированным проводником, то сейчас же опять появятся искры, так как емкость ветви будет увеличена. Достаточно даже изолированного шарика, диаметром в 2-4 см; чем больше присоединенная емкость, тем интенсивнее становятся искры. Прикосновение к нейтральной точке е не оказывает никакого влияния, так как оно затрагивает обе ветви одинаково. Действие присоединения емкости к одной ветви может быть уничтожено присоединением равной емкости к другой ветви. Это действие может быть также компенсировано перемещением подводящего провода по направлению к нагруженной ветви, т. е. посредством уменьшения самоиндукции последней. Такое же действие, как и присоединение емкости, производит увеличение коэфициента самоиндукции. Если разрезать одну ветвь и вставить несколько сантиметров или дециметров свернутой в катушку медной проволоки, то опять появятся искры. Произведенное изменение может быть компенсировано посредством включения медной проволоки одинаковой длины в другую ветвь, либо посредством перемещения соединительной проволоки по направлению к измененной ветви, либо посредством присоединения подходящей емкости к другой ветви. Но следует заметить, что если ветви неодинаковы, то можно достигнуть лишь минимальной длины искры, но не полного ее тушения.
Сопротивление ветвей оказывает очень незначительное влияние на явления. Когда в одной ветви толстая медная проволока была заменена значительно более тонкими проволоками из меди или нейзильбера, то равновесие ветвей этим не было нарушено, хотя сопротивление одной ветви было во сто раз больше сопротивления другой. Правда, очень большие жидкие сопротивления делали невозможной установку на исчезновение искры; такое же влияние оказывали короткие воздушные промежутки, включенные в одну из ветвей.
Коэфициент самоиндукции железных проволок при медленно изменяющихся токах приблизительно в 8-10 раз больше коэфициента самоиндукции медных проволок той же длины и толщины. Поэтому я полагал, что короткие железные проволоки будут уравновешивать длинные медные проволоки. Это предположение не оправдалось; равновесие между ветвями сохранялось, когда медная проволока заменялась железной проволокой одинаковой длины. Если наше представление о наблюдаемом явлении вообще верно, то это люжно истолковать только так, что магнетизм железа не может следовать за такими быстрыми колебаниями, как в данном случае, и поэтому остается в бездействии. Один из нижеприведенных опытов, повидимому, подтверждает это заключение.
Индукционные действия незамкнутых токов
Искры, появлявшиеся при предыдущих опытах, возникают, по нашему предположению, благодаря самоиндукции. Но если принять во внимание, что это индукционное действие вызывается крайне слабыми токами в коротких прямых проводах, то мы вправе усомниться, действительно ли его можно считать достаточным объяснением появления искры. Для того чтобы
устранить это сомнение, я старался узнать, не вызывают ли наблюдаемые электрические движения соответственных по силе действий также и в соседних проводах. Для этого я согнул из медной проволоки прямоугольники со сторонами в 10-20 см, имевшими весьма короткий искровой промежуток. Эти прямоугольники, будучи изолированными, приближались к прямым проводал!, в которых происходило движение электричества, и притом
так, что одна сторона прямоугольника была параллельна проводу. При достаточном приближении в том проводнике,
который приближали, всегда появлялся
-о д. с- Ю поток искр, сопровождающий разряды ин-(дукционной катушки. Интенсивнее всего эти индуцированные искры появлялись вблизи разрядника, но они наблюдались также и около провода, ведущего к смежной цепи, равно как и у ветвей этой последней. Между индуктирующим и индуктируе-
Фиг. 3.
С Ъ мьш проводами разряд не происходил.-это было тщательно констатировано; возможность такого разрядаспециально устранялась еще прокладкойтвердого изолятора. В этом отношении ошибка в истолковании явления едва ли возможна. То обстоятельство, что индукция между двумя простыми короткими отрезками проволоки, в которых движутся лишь небольшие количества электричества, может все-таки возрасти до образования искры, снова указывает, что время, в продолжение которого эти небольшие количества электричества двигаются в проводах туда и обратно, чрезвычайно мало.
Для того чтобы изучить эти явления поближе, я воспользовался прямоугольником, который раньше служил смежной цепью, применяя его в качестве индуктируемого проводника. Как показывает фиг. 3, вдоль короткой стороны прямоугольника на расстоянии 3 см была натянута вторая медная проволока gh, которая соединялась с какой-нибудь точкой разрядника. Пока конец h проволоки gh был свободен, в микрометре М появлялись лишь совершенно ничтожные искорки, которые возникали под влиянием разрядных токов проволоки gh. Но в микрометре появлялись искры длиной от одного до двух миллиметров, когда к h был подвешен изолированный кондуктор С, отделенный от электростатической машины, так что через проволоку должны были проходить большие количества электричества. Причиной этого не была электростатическая индукция кондуктора: когда он был подвешен вместо h в g, он не оказывал никакого действия. Зарядный ток кондуктора также не был тому причиной; это было исключительно действие внезапного разряда, вызванного искрой. В самом деле, когда шарики разрядника кондуктора были раздвинуты настолько, что между ними не проскакивала искра, то и в индуктированной цепи искра также совсем не появлялась. Не всякого рода искра вызывала достаточно сильно действующий разряд; только те искры, которые вызывали раньше сильные смежные искры, оказывались способными возбудить в данном случае индукционное действие. Во вторичной цепи возбужденные искры переходили не только .между шариками микрометра, но также и -.-л последних к другим изолированным проводникам.
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