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

XVIH. о количестве электричества, которое протекает при гальваническом токе через поперечное сечение цепи*

Вильгельм Вебер п Р. Кольрауш 1. Задача

Сравнение действий, производимых замкнутой гальванической цепью, с действиями, вызываемыми разрядным током скопившегося свободного электричества, заставляет предполагать, что и те, и другие действия происходят вследствие движения электричества в цепи. Можно себе представить, что нейтральное электричество в телах, составляющих цепь, находится в движении, причем вся его положительная часть движется по непрерывному замкнутому контуру в одном направлении, а отрицательная- в противоположном направлении. Тот факт, что это движение нигде не вызывает какого-либо скопления электричества, заставляет предполагать, что в одно и то же время через каждое поперечное сечение цепи протекает одинаковое количество электричества.

Величину этого потока, так называемую силу тока условились полагать пропорциональной количеству электричества, проходящего за некоторое время через поперечное сечение цепи. Следовательно, для численного выражения силы тока необходимо установить силу тока, долженствующую служить мерой, т.е., иначе говоря, величину потока, которая должна быть принята за единицу.

В данном случае, как и при всяком течении, всего проще было бы принять за единицу величину потока, получающуюся при прохождении через поперечное сечение единицы жидкости в единицу времени, т. е. определить меру силы тока из обусловливающей его причины. В электростатике еди-

1 {Ann. de Phys., 99, 10 (1858)>. Ввиду выраженного г-ном издателем этих Аниалов желания получить статью об исследовании, проведенном мною совместно с проф. Вебером, я сообщаю здесь вкратце полученные нами результаты. В полном виде, под редакцией проф. Вебера, они опубликованы в 5 томе «Abhandlungen der Konigl. Sachsischen Gesellschaft der Wissenschalten zu Leipzig* под заглавием «Определение электродинамических мер и в частности приведение измерения силы тока к механической мере».

14 Из предвсторин радио



ница количества электрического флюида определяется через силу, с которой свободные электричества взаимодействуют на расстоянии. Если мы представим себе два одинаковые количества электричества одного знака, сконцентрированные в двух точках, находящихся друг от друга на расстоянии единицы длины, причем сила, с которой они друг от друга отталкиваются, равна единице силы, то количество электричества в каждой из этих двух точек будет мерой или единицей свободного электричества.

При этом за единицу силы берется сила, которая ускоряет единицу массы в единицу времени на единицу длины. Таким образом, определяя единицы длины, времени и массы, мы тем самым, в соответствии с принципами механики, даем меру для сил, а, связывая последнюю с мерой для свободного электричества,-получаем одновременно и меру силы тока.

Эта мера, которую следует назвать механической мерой силы тока, полагает, таким образом, в качестве единицы силы тока такой ток, который получается при прохождении в единицу времени через любое поперечное сечение цепи единицы свободного положительного электричества в одном направлении и равного количества отрицательного электричества в противоположном направлении.

Однако посредством этой меры мы не можем измерить силы какого-либо фактически имеющегося тока, ибо нам в равной степени неизвестны как количество нейтрального электрического флюида, находящегося в единице объема проводника, так и скорость движения обоих электричеств. Мы можем сравнивать силы токов лишь по вызываемым этими токами действиям.

Примером такого действия является разложение воды. Существует достаточно оснований полагать, что сила тока пропорциональна количеству воды, разложенной в течение данного времени. Таким образом, мы можем взять за единицу силы тока такой ток, который в единицу времени разлагает единицу массы воды. Например, если за меры времени и массы принять секунду и миллиграмм, то единицей силы тока будет ток, разлагающий в секунду миллиграмм воды. Это так называемая электролитическая мера силы тока.

Но естественно возникает вопрос, как относится эта электролитическая мера силы тока к ранее нами установленной механической мере, т. е. вопрос о том, сколько положительных единиц электричества (измеренных электростатически или механически) проходит в секунду через поперечное сечение в направлении положительного тока, если при этом разлагается один миллиграмм воды.

Другим примером действия тока является вращающий момент, создаваемый током и действующий на магнитную стрелку. При прочих равных условиях этот момент также полагается пропорциональным силе тока. При измерении силы тока с помощью действия этого рода, условия, при которых наблюдается вращающий момент, должны быть определены заранее. В качестве единицы может быть принята сила тока, который прилагает к произвольно выбранному магниту при произвольно установленном расположении в пространстве вращающий момент произвольно установленной величины. Если при тех же условиях наблюдается в т раз больший вращающий момент, то наличная сила тока должна быть обозначена через т. Однако непрактичность таких произвольно выбранных мер привела к установлению абсолютных мер и, следовательно, в данном случае электромагнитная мера силы тока должна быть приведена в связь с абсолютной мерой магнетизма. Это достигается посредством установления следующих нормальных условий для наблюдения магнитных действий тока:



Ток проходит через кольцеобразный проводник, окружающий единицу поверхности, и действует на магнит, обладающий единицей магнетизш и помещенный на любом, но большом расстоянии, равном /?; средняя точка магнита лежит в плоскости проводника и его магнитная ось направлена к центру этого кольцеобразного проводника. При этих условиях вращающий момент D, выраженный в механических единицах, с которым ток действует на магнит, изменяется как в зависимости от силы тока, так и в зависимости от расстояния Я. Произведение же RD зависит, однако, лишь от силы тока, вследствие чего при этих условиях оно представляет собой измеримое действие тока, при помощи которого может быть измерена сила тока. Таким образом, магнитной мерой силы тока является такой ток, при котором jRD=l. Электромагнитные законы учат тому, что эта мера силы тока является вместе с тем силой такого тока, который, окружая участок плоскости с площадью, равной единице, производит всюду вдали то же действие, что и .магнит, расположенный в центре этого участка плоскости, обладающий единицей магнетизма и направлением оси, перпендикулярным к этой плоскости. Равным образом, это есть сила тока, при котором тангенс-буссоль с одним витком радиуса R находится при отклонении

9 = arctg

от магнитного меридиана в равновесии, причем т обозначает горизонтальную силу земного магнетизма.

Здесь также возникает естественный вопрос о соотношении между механической мерой силы тока и этой магнитной мерой, т. е. вопрос о том, сколько раз электростатическая единица количества электричества должна проходить в течение секунды через поперечное сечение цепи для того, чтобы вызвать силу тока, обусловливающую вышеуказанное отклонение 9 стрелки тангенс-буссоли.

Тот же вопрос повторяется и при рассмотрении третьей меры силы тока, которая определяется из его электродинамических действий и, соответственно, носит название электродинамической меры силы тока.

Сравнение мер силы тока, основанных на различных его действиях, в настоящее время уже произведено. Мы знаем, что магнитная мера в ,/2 раз больше электродинамической, но в Юб/д раза меньше электролитической. Поэтому для разрешения вопроса об отношении этих трех мер к механической мере достаточно сравнить последнюю с одной из этих мер.

Это и являлось целью настоящей работы, каковая должна была быть достигнута путем решения следующей

Задачи

Пусть дан постоянный ток, поддерживающий в равновесии тангенс-буссоль с простым мультипликаторным контуром радиуса R mm при

отклонении (й= atctg, где -с обозначает силу отклоняющего буссоль

горизонтального земного магнетизма. Требуется определить, как относится количество электричества, проходящее при таком токе за одну секунду через поперечное сечение проводника, к количеству электричества на каждом из двух одинаковозаряженных{бесконечно)малыхшариков, отталкивающих друг друга с единицей силы на расстоянии в 1 миллиметр. При этом за единицу силы принимается сила, сообщающая массе в 1 миллиграмм в течение 1 секунды прирост скорости на 1 миллиметр.



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