Жизнь и творчество Майкла Фарадея (стр. 3 из 5)

Такое отсутствие действия обусловлено отнюдь не тем, что индуцированный ток электричества не может проходить через жидкости, а, вероятно, его малой продолжительностью и слабой интенсивностью, ибо при введении в цепь на индуцируемой стороне двух больших медных пластин, погруженных в раствор поваренной соли и предохраняемых от соприкосновения проложенной между ними материей, действие на регистрирующий гальванометр или же на испытательную спираль имело место, как и ранее. Индуцируемое электричество проходило также через гальванический элемент. Когда, однако, количество промежуточной жидкости было уменьшено до капли, то гальванометр не давал показаний.

Попытки получить аналогичные явления при употреблении проводов, несущих обыкновенное электричество, оказались по своим результатам сомнительными. Была взята составная спираль, сходная с уже описанной и содержащая восемь элементарных спиралей. Подобные концы четырех спиралей были связаны друг с другом проволокой, и полученные таким образом два главных конца были соединены с небольшой намагничивающей спиралью, заключавшей в себе ненамагниченную иглу. Остальные четыре спирали были устроены таким же образом, но концы их были соединены с лейденской банкой. При пропускании разряда игла становилась магнитом; однако было не лишено вероятности, что часть электричества из лейденской банки прошла в маленькую спираль и таким образом намагнитила иглу. В самом деле, не было оснований ожидать, чтобы электричество от лейденской банки, обладающее, как известно, высоким напряжением, не распространялось через все металлические части, находящиеся между изолирующими прокладками.

Однако же отсюда не следует, что разряд обыкновенного электричества через провод не вызывает явлений, аналогичных тем, которые создаются гальваническим электричеством; но так как представляется невозможным отделить действия, производимые в момент начала разряда, от равных им, но противоположных действий, производимых при его исчезновении, поскольку для обыкновенного электричества эти моменты совпадают, трудно надеяться, чтобы подобного рода опытами можно было эти явления обнаружить.

Таким образом, очевидно, что токи гальванического электричества обнаруживают явления индукции, до некоторой степени аналогичные явлениям, создаваемым электричеством напряжения, хотя, как будет видно далее, между ними существует много различий. Следствием этого является создание других токов (которые однако мгновенны), параллельных или же обнаруживающих стремление быть параллельными индуцирующему току. По расположению полюсов иглы, возникающему в испытательной спирали, и из отклонений стрелки гальванометра во всех случаях было ясно, что индуцируемый ток, производимый первым действием индуцирующего тока, был по направлению противоположен последнему, а ток, производимый прекращением индуцирующего тока, имел одинаковое с ним направление. Для краткости я предлагаю назвать это действие тока от гальванической батареи вольта-электрической индукцией. Свойства вторичного провода, когда индукция уже произвела первый ток и когда в соседнем индуцирующем проводе еще продолжает течь электричество от батареи, доказывают существование особого электрического состояния, к рассмотрению которого мы вернемся далее. Все эти результаты были получены с вольтовым прибором, состоявшим из одной пары пластин.

Из круглого брускового железа было сварено кольцо; толщина металла была равна семи восьмым дюйма, а наружный диаметр кольца — шести дюймам. На одну часть этого кольца было намотано три спирали, содержавшие каждая около двадцати четырех футов медной проволоки толщиной в одну двадцатую дюйма. Спирали были изолированы от железа и друг от друга и наложены одна на другую описанным выше способом, занимая приблизительно девять дюймов по длине кольца. Ими можно было пользоваться по отдельности и в соединении; эта группа обозначена буквой А (рис. 1). На другую часть кольца было намотано таким же способом около шестидесяти футов такой же медной проволоки в двух кусках, образовавших спираль В, которая имела одинаковое направление со спиралями А, но была отделена от них на каждом конце на протяжении приблизительно полудюйма голым железом.

Спираль В соединялась медными проводами с гальванометром, помещенным на расстоянии трех футов от кольца. Отдельные спирали А соединялись конец с концом так, что образовали общую спираль, концы которой были соединены с батареей из десяти пар пластин в четыре квадратных дюйма. Гальванометр реагировал немедленно, и притом значительно сильнее, чем это наблюдалось, как описано выше, при пользовании в десять раз более мощной спиралью без железа (10); однако, несмотря на сохранение контакта, действие прекращалось, и стрелка вскоре возвращалась в свое нормальное положение, обнаруживая как бы полное безразличие по отношению к связанной с ней электромагнитной схеме. При размыкании контакта с батареей стрелка снова сильно отклонялась, но в направлении, противоположном тому, которое индуцировалось в первом случае.

Рисунок 1

При таком видоизменении прибора, когда спираль В была включена, а гальванометр был присоединен к одному из трех проводов А, а два остальных были соединены в одну спираль, через которую проходил ток от батареи, действия получались подобные же, но значительно более сильные.

Когда соединение с батареей производилось в одном определенном направлении, стрелка гальванометра отклонялась в одну сторону; при обратном направлении соединений отклонение происходило в противоположную сторону. Отклонение при размыкании контакта батареи было всегда противоположно отклонению, получаемому при замыкании. Отклонение при замыкании контакта батареи всегда указывало на существование индуцированного тока, по направлению противоположного току батареи; при размыкании же контакта отклонение указывало на ток, индуцированный в направлении, совпадающем с направлением тока батареи. Ни замыкание, ни размыкание контакта па стороне В или же в каком-либо месте цепи гальванометра не оказывало никакого действия на последний. Дальнейшее существование тока от батареи не вызывало никакого отклонения стрелки гальванометра. Поскольку приведенные выше результаты одинаковы для всех этих и подобных им опытов с обыкновенными магнитами, подробно рассматриваемыми далее, нет необходимости снова их описывать.

Когда я пользовался для упомянутого выше кольца силой ста пар пластин, толчок, сообщаемый гальванометру при замыкании и размыкании контакта, был настолько велик, что стрелка начинала вращаться и делала четыре или пять оборотов, прежде чем трение воздуха и земной магнетизм сводили ее движение к простым колебаниям.

При поднесении к концам спирали В древесного угля можно было обнаружить искорку при замыкании контакта с батареей в цепи А. Эта искорка не могла быть вызвана ответвлением части тока от батареи через железо в спираль В, так как при сохранении контакта с батареей гальванометр тем не менее возвращался к своему совершенно безразличному состоянию. При размыкании контакта искра наблюдалась редко. Платиновую проволочку раскалить этим индуцированным током не удавалось; однако есть, по-видимому, все основания думать, что это действие можно было бы получить при пользовании более сильным начальным током или более мощной комбинацией спиралей.

Через спираль В и гальванометр был пропущен слабый гальванический ток таким образом, чтобы стрелка отклонилась на 30 или 40°; после этого к цепи А была присоединена батарея из ста пар пластин; однако по прекращении первого действия стрелка гальванометра возвращалась в положение, строго соответствующее тому слабому току, который проходил по цепи самого гальванометра. Это имеет место независимо от того, каким путем осуществлять соединение с батареей, и указывает, что и в этом случае не существует постоянного влияния токов друг на друга ни в отношении их величины, ни в отношении их напряжения.

Затем было испытано другое устройство, связывающее первые опыты по вольта-электрической индукции с настоящими. Система спиралей, подобная вышеописанной, была навита на полый картонный цилиндр; спирали состояли из восьми отрезков медной проволоки общей длиной в 220 футов; четыре из этих спиралей были соединены концы с концом, а затем с гальванометром; остальные четыре были также соединены конец с концом, н через них разряжалась батарея из ста пар. При таких условиях действие на гальванометр было едва ощутимым, хотя индуцированный ток обладал намагничивающей способностью. Однако, когда внутрь картонной трубки, окруженной спиралями, вводился цилиндр из мягкого железа, толщиной в семь восьмых дюйма и длиной в двенадцать дюймов, индуцированный ток оказывал на гальванометр очень сильное действие, сопровождающееся всеми вышеописанными явлениями. Намагничивающая способность, которой он обладал, была, по-видимому, также выше, чем в отсутствие железного цилиндра.

Когда железный цилиндр заменялся таким же точно медным цилиндром, то не получалось никакого действия помимо того, какое имело место при наличии одних только спиралей. Устройство с железным цилиндром оказалось менее сильным, чем вышеописанное устройство с кольцом.

Подобные действия были затем получены при помощи обыкновенных магнитов: так, все элементарные спирали только что описанной полой спирали были соединены с гальванометром посредством двух медных проводов длиной по пять футов каждый; во внутрь спирали, по ее оси, был введен цилиндр из мягкого железа; два полосовых магнита длиной по двадцать четыре дюйма каждый были приложены друг к другу разноименными полюсами так, что давали подобие подковообразного магнита; другие два полюса прикладывались к концам железного цилиндра так, что он временно превращался в магнит (рис. 2); при размыкании магнитных контактов или при изменении их на обратные намагничение железного цилиндра можно было по желанию прекращать или изменять на противоположное.