 |
 |
 |
 |
д(1 + 2в""Ч2з"+...). или Q
1 Это обьясиеиие пришло мне в голову приблизительно полтора года тому назад как следствие математического исследования существования колебательного разряда в известных случаях. Только после я узнал, что Гельмгольц упоминает о том же в виде предположения в его статье: «ErhaItung der Kraft» (Berlin, 1847). {Далее В. Томсон цитирует Гельмгольца- См. стр. 246 настоящего сборника}.
проводник большой электродинамической емкости и малого сопротивления. Если бы вследствие слишком частого следования друг за другом отдельных разрядов оказалось невозможным невооруженным глазом разделить их, то можно было бы применить для этой цели уитстоновский метод вращающегося зеркала; тогда возможно было бы увидеть искру не в вице одиночной светящейся точки или сплошной линии, как было бы в случае мгновенного или более или менее продолжительного непрерывного разряда, а в виде ряда светлых точек или черточек, разделенных темными промежутками.
Опыты Рисса, Феддерсенаи других над намагничиванием тонких стальных игл помощью разряда наэлектризованных проводников показывают весьма наглядно существование при известных условиях колебательного разряда; и не только в занимавшем нас до сих пор случае, когда все механическое действие разряда совершается в одном линейном проводнике, но также тогда, когда часть окончательного термического действия производят токи, индуцированные во вторичных цепях.
Фарадей показал, что при разложении воды током от обыкновенной электрической машины на каждом полюсе появляются вместе кислород и водород в количестве, превышающем электрохимический эквивалент протекшего количества элек1ричества. Возможно, что это происходит вследствие электрических колебаний, обусловленных последовательными искрами .
Если общие законы электрохимического разложения применимы к токам столь малой длительности как у каждого колебания в том колебательном разряде, который возможен в этих условиях, то будет разложено столько воды, сколько электрохимически эквивалентно сумме количеств электричества, прошедших при всех последовательных токах в обоих направлениях. Количества же кислорода и водорода на каждом из обоих электродов будут отличаться друг от друга на количества их, получающиеся из массы воды, эквивалентной электрохимически количеству электричества, первоначально бывшему на главном проводнике. Вышеисследо-ванные формулы применимы и к этому последнему случаю, если ближайший к машине конец разрядника металлически соединить с изолированным проводником, удовлетворяющим поставленным в начале этой статьи условиям для «главного проводника», и если этот проводник электризовать последовательными искрами от машины. Полное количество разложенной воды бут,ет, следовательно, электрохимическим эквивалентом суммы абсолютных значений количеств электричества, притекающих и утекающих из главного проводника во время последовательных перемен направления тока. Другими словами, количество разложенной воды будет эквивалентно количеству электричества:
Это количество буцет тем больше, чем ближе е 2° единице, т.е. чем
2Аа 4А , 1/3 "Ч 4А
больше или -р - 1 , J или чем больше Отсюда следует,
что чем больше электродинамическая емкость разрядника, чем меньше его сопротивление и чем меньше электростатическая емкость главного проводника - тем больше будет полное количество разложенной воды. Вероятно на практике наилучшим устройством было бы такое, когда вместо главного проводника, соответствующего вышеприведенным условиям, был бы помещен маленький шарик или пуговка; но тогда явления не подчинялись бы точно выведенным здесь формулам именно потому, что условия, на которых последние основаны, не были бы выполнены. Взяв большие платиновые электроды вместо острий, применявшихся Волластоном, можно было бы сильно уменьшить сопротивление и, следовательно, увеличить количество разложенной воды. Но в этом случае водород и кислород, разделенные первым током одного направления, остались бы на платиновых поверхностях и при последующем обратном токе выделенные им кислород и водород частью вступили бы в соединение с оставшимися от первого разряда водородом и кислородом; и так продолжалось бы при каждой перемене направления тока до конца разряда. Действительно, если электроды чересчур велики, все эквивалентные количества обоих газов, последовательно появляющихся у одного и того же электрода, вступят в соединение и в конце разряда у одного электрода будет только кислород, а у другого только водород, в количествах, электрохимически эквивалентных начальному заряду главного проводника. Отсюда мы видим, что необходимо применять Очень малые электроды и заставлять в течение каждого разряда протекать по проводнику большое количество электричества; тогда в течение каждой перемены направления тока газы будут не только выделяться из воды, но и отделяться от электродов. Вероятно, наиболее эффективным устройством было бы такое, в котором лейденская банка или другое тело большой емкости было бы соединено с машиной и разряжалось бы искрами через мощный разрядник не только большой электродинамической емкости и сколь возможно малого сопротивления,-кроме того места, где металлическая цепь прерывается в электролитическом сосуде,-но также большой электростатической емкости; тогда, если не все, то возможно большая часть участвующего в колебании электричества может оставаться в нем и не будет давать начала искрам через воздушный промежуток, отделяющий разрядник от источника электричества.
Начальное действие постоянной электродвижущей силы при установлении тока в линейном проводнике может быть определено, если положить
в выведенных формулах С и Q бесконечно большими, а ~ равным конечной величине V; это соответствует предположению, что потенциал на одном конце разрядника поддерживается постоянно равным V, а на другом конце поддерживается потенциал нуль. Подходящими к этому случаю формулами будут уравнения (6), так как разряд, очевидно, не будет колебательным; из этих уравнений мы выводим
что совпадает с результатами Гельмгольца и других.
Этот результат показывает, что если к концам проводника, находившегося первоначально в состоянии электрического равновесия, будет прило-
жена постоянная электродвижущая сила V. то в проводнике возникает ток
и постепенно усиливается до предельной величины Вполне точно
этот предел не может быть достигнут в конечное время, хотя в действительности обыкновенно по истечении чрезвычайно малого промежутка времени
ток нарастает до величины, столь близкой к - , что дальнейшее увеличение уже незаметно
Уравнения (6), изображающие непрерывный разряд, принимают при бесконечно малом А следующий вид
Ск
(17)
который показывает, что, в случае отсутствия чего-либо подобного электрической инерции, ток начинается сразу со своего максимального значения и затем, по мере постепенного и непрерывного исчезновения заряда с главного проводника, постепенно ослабевает.
Один из результатов предыдущего исследования показывает, что вебе-ровское экспериментальное определение «продолжительности» преходящего тока может привести к весьма важному приложению, а именно к определению численного отношения между электростатическими и электромагнитными единицами.Действительно, если о обозначает количество электричества в электростатической мере, протекающее в единицу времени при прохождении электромагнитной единицы силы, то сила тока, обозначенная
прежде Yj будет ~ в электромагнитной мере. Если К обозначает
сопротивление в электромагнитных единицах линейного проводника, сопротивление которого, измеренное как выше в электростатических единицах, равно к, то можно написать
/((iy = fcY%
откуда
fc=. (18)
Первое из уравнений (П) дает тогда
-О-")" (19)
Вебер не только определил величину Т в некоторых указанных выше случаях, но также показал, как можно определить величину К для любого линейного проводника. Далее, согласно Грину и Фарадею, величина С для лейденской банки может быть найдена из формулы
C=lL (20)
1 См. статью Гельмгольца в Pogg. Ann., 1852 г., в которой имеются ценные исследования по этому вопросу, теоретические и экспериментальные.
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