Эти рассуждения и вытекающая из них как следствие надежда получить электричество при помощи обыкновенного магнетизма в разные времена побуждали меня экспериментально изучить индуктивное действие электрических токов. Недавно я добился положительных результатов, и при этом не только оправдались мои надежды, но я получил в руки ключ, который, как мне кажется, открывает дверь к полному объяснению магнитных явлений Араго, а также к открытию некоторого нового состояния, которое, быть может, играет большую роль в некоторых наиболее важных действиях электрических токов.
Эти результаты я предполагаю описать не в том порядке, в каком они были получены, а таким образом, чтобы дать наиболее сжатое образование их в целом.
Около двадцати шести футов медной проволоки диаметром в одну двадцатую дюйма было намотано на деревянный цилиндр в виде спирали; отдельные витки спирали предохранялись от касания проложенным между ними тонким шнурком. Эта спираль была покрыта коленкором, а затем таким же способом была навита вторая проволока. Этим путем были навиты одна на другую двенадцать спиралей длиной в среднем по двадцать семь футов проволоки каждая, и все в одном направлении. Первая, третья, пятая, седьмая, девятая и одиннадцатая спирали были соединены конец с концом так, что образовали одну общую катушку; остальные были соединены таким же способом; таким образом, получились две основные, тесно переплетенные друг с другом спирали, имеющие одинаковое направление, нигде не соприкасающиеся и содержащие каждая по сто пятьдесят пять футов проволоки.
Одна из этих спиралей была соединена с гальванометром, другая — с хорошо заряженной гальванической батареей из десяти пар пластин в четыре квадратных дюйма каждая, причем медные пластины были двойные; однако не удалось наблюдать ни малейшего отклонения стрелки гальванометра.
Была изготовлена подобная же составная катушка, состоящая из шести отрезков медной проволоки и шести отрезков проволоки из мягкого железа. Полученная таким образом железная катушка содержала двести четырнадцать футов проволоки, а медная — двести восемь; однако, независимо от того, как проходил ток батареи: через медную или через железную катушку,— гальванометром не удавалось обнаружить никакого действия на другую катушку.
В этих, как и многих подобных, опытах между железом и другими металлами не было обнаружено никакой разницы в действии.
Двести три фута медной проволоки в одном куске были намотаны на большой деревянный барабан; другие двести три фута такой же проволоки были проложены в виде спирали между витками первой обмотки, причем металлический контакт был везде устранен посредством шнурка. Одна из этих спиралей была соединена с гальванометром, а другая — с хорошо заряженной батареей из ста пар пластин в четыре квадратных дюйма с двойными медными пластинами. При замыкании контакта наблюдалось внезапное, но очень слабое действие на гальванометр, и подобное же слабое действие имело место при размыкании контакта с батареей. Но в дальнейшем, при прохождении гальванического тока по одной из спиралей, не удавалось обнаружить отклонения гальванометра или иного действия на вторую спираль, похожего на индукцию, хотя мощность батареи и была явно велика, о чем можно было судить по нагреванию всей присоединенной к ней спирали и по яркости разряда, если он пропускался через древесный уголь.
Повторение опытов с батареей из ста двадцати пар пластин не производило других действий; но в этом, как и в предыдущем, случае было установлено, что незначительное отклонение стрелки, получающееся в момент замыкания контакта, всегда имело одно и то же направление и что подобное ему слабое отклонение, вызываемое размыканием контакта, было направлено в обратную сторону, и далее, что эти действия наблюдались и с прежними катушками.
Результаты, которые к этому времени были мною получены с магнитами, привели меня к мысли, что ток от батареи при пропускании его через один проводник действительно индуцирует подобный же ток в другом проводнике, но что этот ток длится всего один момент и по природе своей походит скорее на электрическую волну, возникающую при разряде обыкновенной лейденской банки, чем на ток от гальванической батареи, и что поэтому он, быть может, окажется в состоянии намагнитить стальную иглу, хотя на гальванометр действует едва-едва.
Это предположение подтвердилось: действительно, когда я, заменив гальванометр небольшой полой спиралью, намотанной на стеклянную трубку, ввел внутрь ее стальную иглу, соединил батарею, как и ранее, с индуцирующим проводом и затем вынул иглу еще до момента размыкания контакта с батареей, то она оказалась намагниченной.
Если сначала включить батарею и уже после этого ввести вовнутрь служившей для наблюдения небольшой спирали ненамагниченную иглу и, наконец, разомкнуть контакт с батареей, то игла оказывается намагниченной и, по-видимому, в такой же степени, как и раньше, но полюсы оказываются противоположного знака.
Такие же действия имели место при опытах с описанными большими составными спиралями.
Если ненамагниченная игла вводилась внутрь испытательной спирали раньше, чем был соединен с батареей индуцирующий провод, и оставалась там до момента размыкания контакта, то она совсем не обнаруживала магнетизма или обнаруживала его лишь в слабой степени; в этом случае первое действие было почти целиком нейтрализовано вторы. Сила действия тока, индуцируемого при замыкании контакта, оказывалась всегда больше той, которая индуцировалась при размыкании контакта; поэтому, когда контакт замыкался и размыкался много раз подряд, причем игла оставалась внутри испытательной спирали, то она, в конце концов, оказывалась обладающей некоторым намагничением, но намагничивалась таким образом, как будто на нее действовал только ток, индуцированный при замыкании контакта. Это действие может объясняться так называемой аккумуляцией на полюсах разомкнутой батареи; вследствие этой аккумуляции ток при первоначальном замыкании контакта оказывается более сильным, чем впоследствии при размыкании его.
Если цепь между спиралью или подвергаемым индукции проводом и гальванометром, или испытательной спиралью не была замкнута перед тем, как замыкалось или размыкалось соединение между батареей и индуцирующим проводом, то нельзя обнаружить никакого действия на гальванометр. Таким образом, если сначала сделать соединения в цепи батареи, а затем соединить подвергаемый индукции провод с испытательной спиралью, то намагничивающая способность не проявляется. Но если теперь сохранить эти соединения и размыкать соединения батареи, то в спирали образуется магнит, но второго рода, т.е. с полюсами, указывающими на существование тока того же направления, что и ток батареи, или тока, который всегда индуцируется при прекращении тока батареи.
В предыдущих опытах провода были расположены близко друг от друга, и контакт индуцирующего провода присоединялся к батарее на то время, когда требовалось иметь индукционное действие. Но так как можно было бы предполагать, что это особое действие проявляется только в моменты замыкания и размыкания контакта, то я производил индукцию и другим путем. Несколько футов медного провода были натянуты большими зигзагами, в виде буквы W, на поверхности широкой доски; второй провод был натянут точно такими же зигзагами на второй доске, так что при поднесении ее к первой провода коснулись бы друг друга на всем протяжении, если бы между ними не был проложен лист толстой бумаги. Один из этих проводов был соединен с гальванометром, а другой — с гальванической батареей. Затем первый провод перемещался по направлению ко второму, и во время его приближения стрелка отклонялась. Во время удаления провода стрелка отклонялась в противоположном направлении. Если заставлять провода сближаться, а затем удаляться друг от друга в такт с колебаниями стрелки, последние скоро становились весьма значительными; однако по прекращении движения проводов по направлению друг к другу или друг от друга стрелка гальванометра в скором времени возвращалась в свое обычное положение.
При сближении проводов индуцированный ток имел направление, обратное направлению индуцирующего тока. При удалении друг от друга проводов индуцированный ток имел то же направление, что и индуцирующий ток. Когда провода оставались неподвижными, индуцированного тока не было вовсе.
Когда в цепь между гальванометром и его спиралью или проводом вводилась небольшая гальваническая установка таким образом, чтобы создалось постоянное отклонение стрелки в 30 или 40°, а затем индуцирующий провод соединялся с батареей из ста пластин, то, как и ранее, имело место мгновенное действие; однако стрелка гальванометра немедленно возвращалась обратно и неизменно сохраняла свое положение, несмотря на продолжающийся контакт между индуцирующим проводом и батареей. Это явление происходит независимо от того, каким способом производился контакт.
Отсюда, по-видимому, следует, что расположенные рядом токи — как одинакового, так и противоположного направления — не обнаруживают способности оказывать друг на друга непрерывное индуцирующее действие, могущее сказаться на их величине или же на их напряжении.
Мне не удалось убедиться в прохождении электричества через подвергаемый индукции проводник ни с помощью ощущения на язык, ни посредством искры, ни путем нагревания тонкой проволоки или древесного угля; равным образом я не мог получить никаких химических действий, хотя контакты с растворами металлических и других солей замыкались и размыкались с контактами батареи попеременно, так что второе действие индукции не должно было бы ни противодействовать первому, ни нейтрализовать его.