Основы электротехники сильных токов. Электрические и магнитные явления, страница 2

Появление   электриче­ства одного рода всегда со­провождается появлением точно такого же количества электричества другого рода; например, если стекло за­тереть шелком, то оно элек­тризуется положительный электричеством,   а   самая шелковая материя в то же время электризуется отри­цательным электричеством; точно так же эбонитовая палочка при натирании сукномили мехом электризуется отрицательным электричеством, а сукно или мех электризуется в то же время положительным.

Если соединить какой-нибудь положительный заряд с равным: ему ^; по величине отрицательным зарядом, то оба заряда,  соединяясь взаимно уничтожат друг друга и в результате электрического заряда совсем не будет.

§ 4. Электроскоп.

Чтобы иметь возможность узнать, наэлектризовано ли какое-нибудь тело иди нет, применяют прибор, называемый электроскопом.

Электроскоп (рис. 8) состоит из небольшой стеклянной банки, закрытой пробкой, через которую пропущен металлический, стержень Этот стержень в верхней своей наружной части заканчивается металлическим шариком, а к нижнему его концу прикреплены два тонких листочка из папиросной бумаги или станиоля (оловянной бумаги).

Как только мы дотронемся наэлектризованным телом до шарика электроскопа, некоторая часть заряда тотчас же перейдет на металлический стержень и листочки и наэлектризует их, благодаря чему листочки, оттолкнувшись друг от друга, разойдутся на некоторый угол (рис. 8 и 9).

Как уже было указано, электроскоп дает возможность определить наэлектризовано ли какое-нибудь тело или нет. Кроме того, с помощь электроскопа можно узнать и род электричества, т. о. какой заряд имеется на теле - положительный или отрица­тельный. Для этой цели следует сна­чала зарядить электроскоп каким-ни­будь определенным электричеством, на­пример положительным, для чел) ка­саются шарика электроскопа стеклян­ной палочкой, потертой о шелковую материю. При этом, конечно, оба листочка электроскопа разойдутся на некоторый угол (рис. 8). Затем следует дотронуться до шарика электро­скопа испытуемым наэлектризованным телом; если угол расхождения листочков электроскопа увеличится, то это значит, что как в первом случае, так и во втором мы имеем дело с электричеством одного и того же рода. Если же, после касания шарика "электроскопа наэлектри­зованным телом, угол расхождения листочков, уменьшится, то это зна­чит, что испытуемое тело имеет заряд противоположного наименований, чем заряд самого электроскопа.

§ 5. Закон Кулона.

Возьмем два шарика А и В (рис. 10), находящиеся друг от друга на расстоянии, и зарядим их, положим, положительным электричеством. Мы еще не знаем, чем можно измерять количество электричества на, том или ином теле, но тем не менее допустим, что на шарике А находится q_xкаких-то единиц количества электричества, а на шарике В находится q₃ тех же единиц. Так как оба шарика заряжены одноименным электричеством, то мы знаем, что они будут отталкиваться друг друга с какой-то силой Французский ученый Кулон открыл: закон, по которому можно вы­числить силу взаимодействия между двумя заряженными шариками.

Закон Кулона: Сила взаимодействия между двумя наэлектризованными телами, находящимися в воздухе, пропорциональна произведению количества электричества на обоих телах и об­ратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Этот закон можно выразить формулой.

Эта формула показывает, что если расстояние между заряженными шариками увеличить в 2 раза, то сила взаимодействия между ними уменьшится в 4 раза. Если же расстояние между шариками увеличить в З раза, то и сила взаимодействия уменьшится в 9 раз, и т. д.

Эта же формула закона Кулона дает нам возможность определить, что ate следует при­нять за единицу количества электричества.

.

Итак, за единицу количества электричества принимают такое количество которое действует на такое же количество электричества, находящееся в воздухе, на расстоя­нии одного сантиметра, о силой в одну дину.

Такая единица называется абсолютной единицей количества электричества.

Однако, эта единица оказалась очень малой и мало удобной для практического применения, а потому ввели другую практическую единицу количества электричества и назвали ее кулоном.

Кулон больше абсолютной единицы количества'. электричества в 3 миллиарда раз, т. е.

1 кулон ~~ 3 000000000 абс. ед. кол. эл.

Пример 1. Определить силу взаимодействия между двумя наэлектризованным шариками, находящимися на расстоянии 4 см друг от друга, если; один шарик заряжен 100 абс. единиц положительного электричества, а другой шарик имеет отрицательный заряд в 160 единиц.

Оба шарика будут притягиваться друг к другу:

§ '6. Электрическое поле

Электрическим полей называется часть пространства, в котором обнаруживаются электрические силы. Так, напр., каждое наэлектризованное тело образует вокруг себя электрическое поле, так как, если мы поместим в различных точках поля электрические заряды, то тот­час же обнаружим, что они будут или отталкиваться или притяги­ваться к телу, создающему "электрическое поле

Эти силы взаимодействия в разных точках электрического поля будут неодинаковы как по величине, так и по направлению.

Сила, действующая на единицу электрического заряда, помещенную в какую-нибудь точку, называется напряжением электрического поля в данной точке. Рассмотрим электрическое поле, создаваемое шаром А (рис. 11), заряженным единицами положительного электричества и определим величину напряжения электрического поля в точке М, отстоящей от центра шара на расстоянии г1 Для этой цели поместим в точку Мединицу положительного электричества. Мы знаем, что по закону Кулонa электрический заряд, равный единице,  будет действовать на заряд q шара А с силой  

Следовательно, сила взаимодействия

Сила fи будет выражать собою силу, действующую на единицу положительного электричества, внесенную в точку М, является напряжением электрического поля в точке М. Как видно из рис. 11, сила fимеет строго определенное направленно по линии, соединяющей данную точку с центром тела А. Итак, напряженно поля в данной точке характеризуется не только величиной, выраженной в динах, но и определенным направлением, а потому говорят, что на­пряжение Электрического поля в данной точке определяется вектором Н.