Трактат об электричестве и магнетизме

Максвелл Джеймс Клерк

Но даже после того, как этот ток затухает, остаточный ток не является постоянным и не указывает на настоящую проводимость вещества. Найдено, что ток продолжает уменьшаться в течение по меньшей мере получаса, и, таким образом, определение сопротивления по току даёт большую величину в случае, если подождать некоторое время, по сравнению со случаем, когда измерение производится немедленно по включении батареи.

Например, для изолирующего материала Хупера (Hooper) сопротивление, определённое через десять минут, оказалось в четыре раза больше, а через девятнадцать часов - в двадцать три раза больше, чем сопротивление,

измеренное по истечении одной минуты. Если направление электродвижущей силы меняется, сопротивление падает так же низко, как сначала, или ниже, а затем постепенно возрастает.

Эти явления, по-видимому, вызваны тем свойством гуттаперчи, которое за неимением лучшего названия мы можем назвать поляризацией и которое мы можем сравнить, с одной стороны, со свойством последовательно соединённых заряжаемых Лейденских банок, а с другой стороны, со свойством вторичной батареи Риттера, п. 271.

Если некоторое число лейденских банок большой ёмкости соединить последовательно с помощью проводников, обладающих большим сопротивлением (как, например, влажные хлопчатые нити в опытах г-на Гогена (Gaugain)), то действующая на эту последовательность электродвижущая сила вызывает ток, отмечаемый гальванометром; ток будет постепенно падать, пока банки полностью не зарядятся.

Наблюдаемое сопротивление такой последовательности будет возрастать, и если диэлектрик в банках является идеальным изолятором, сопротивление будет возрастать неограниченно. Если отключить электродвижущую силу и соединить концы последовательности, будет наблюдаться обратный ток, полное количество которого в случае идеальной изоляции будет тем же самым, что и для прямого тока. Аналогичные явления наблюдаются и в случае вторичной батареи, с той разницей, что конечная изоляция не столь хороша, а ёмкость на единицу поверхности неизмеримо больше.

В случае кабеля, покрытого гуттаперчей и т. п., обнаружено, что если батарея включена в течение получаса, а затем провод соединяется с внешним электродом, возникает обратный ток, который идёт в течение некоторого времени и постепенно приводит систему к её первоначальному состоянию.

Эти явления имеют ту же природу, что и те, которые были названы «остаточным разрядом» лейденской банки, за исключением того, что степень поляризации оказывается гораздо больше в гуттаперче и т. п., чем в стекле.

Это состояние поляризации, по-видимому, является направленным свойством вещества, для возникновения которого требуется не только электродвижущая сила, но и прохождение значительного количества электричества путём смещения или иным способом, и это прохождение требует значительного времени. Когда поляризованное состояние установилось, имеется внутренняя электродвижущая сила, действующая на вещество в обратном направлении, которая существует либо до тех пор, пока не создаст обратного тока, равного первому по общему количеству, либо до тех пор, пока состояние поляризации спокойно не исчезнет из-за истинного прохождения тока через вещество.

Полная теория того, что названо остаточным разрядом, поглощением электричества, электризацией или поляризацией, требует тщательного исследования и, по-видимому, приведёт к важным открытиям, относящимся к внутреннему строению тел.

367. Сопротивление большей части диэлектриков уменьшается с ростом температуры.

Например,

сопротивление гуттаперчи при 0°С приблизительно в двадцать раз больше, чем при 24°С. Господа Брайт и Кларк обнаружили, что следующая формула даёт результаты, которые согласуются с их опытами. Если сопротивление гуттаперчи при температуре T по шкале Цельсия равно r, то сопротивление при температуре T+t будет равно R=rxC^t где C для различных образцов гуттаперчи заключено между 0,8878 и 0,9.

Г-н Хоккин установил любопытный факт: после того как гуттаперча приняла свою окончательную температуру, сопротивление достигает своего соответствую щего значения не раньше, чем через несколько часов.

Влияние температуры на сопротивление каучука оказывается не столь большим, как в случае гуттаперчи.

Сопротивление гуттаперчи значительно возрастает под действием давления.

Сопротивление в Омах кубического метра разных образцов гуттаперчи, использованных в различных кабелях, равно следующим величинам ⁵:

Название кабеля

Красное море

0,267

·

10

¹²

до 0,362

·

10

¹²

Мальта - Александрия

1.23

·

10

¹²

Персидский залив

1,80

·

10

¹²

Второй атлантический

3,42

·

10

¹²

Персидский залив,

сердечник Хупера

7,47

·

10

¹²

Гуттаперча при

24°С

3,53

·

10

¹²

⁵ Jenkin’s Cantor Lectures.

368. Следующая таблица составлена на основе опытов Баффа (Buff), описанных в п. 271. Она показывает сопротивление в Омах одного кубического метра стекла при различных температурах:

Температура,

°С

Сопротивление

200

227

000

250

13

900

300

1

480

350

1

035

400

735

369. М-р Варлей ⁶ исследовал недавно свойства тока, идущего через разреженные газы. Он находит, что электродвижущая сила E складывается из некоторой постоянной величины E₀ и части, зависящей от тока по закону Ома, т. е. E=E₀+RC.