Электричество шаг за шагом

После долгих поисков находится, наконец, горка хорошая во всех отношениях. На ней, правда, как и на предыдущей, также чередуются лед, снег и оттаявшая земля, но наклон этих разных участков тоже разный: там, где лед, — дорога пологая, где снег — наклон побольше, а там, где появилась голая земля, — спуск совсем крутой. Одним словом, там, где санкам трудней двигаться, там спуск круче. Поэтому санки, скорее всего, с горы будут спускаться ровно, с постоянной скоростью.

ВК-76.Двести лет назад в несложных опытах было выявлено, что электрический ток поворачивает стрелку компаса, то есть создаёт магнитное поле. Так, союз электричества и магнетизма впервые показал людям, что он может работать. Прошло всего несколько десятилетий, и из глубокого понимания существа дела родились эффективно работающие электродвигатели, прародители миллионов или даже миллиардов нынешних электрических моторов, работающих в поездах метро, во фрезерных станках и в кофемолках.

Т-67. Созданные генератором избыточные заряды автоматически распределяются в последовательной цепи так, чтобы ток везде был одинаковым. Три придуманные нами горки иллюстрируют три варианта распределения избыточных зарядов в электрической цепи. Первый вариант: все избыточные заряды, появившиеся в генераторе, сконцентрированы на его электродах. Этот вариант уже забракован нами — в замкнутой цепи не может быть электрического обрыва. Второй вариант: избыточные заряды равномерно распределяются по всем участкам цепи, и свободные электроны, создающие ток, на каждом из участков подталкиваются с одной и той же силой. Но такое тоже невозможно — на участках с разным сопротивлением в этом случае будет разный ток. Потому что заряды на всех участках цепи подталкиваются с одинаковой силой, а участки сопротивляются этому подталкиванию по-разному, картина напоминает горку с одинаковым по всей длине наклоном и с участками, имеющими разное покрытие.

От неудачного второго варианта остаётся всего один шаг до следующего, третьего, который в точности соответствует действительности: избыточные заряды в реальной цепи распределяются в соответствии именно с этим третьим вариантом.

Третий вариант санного спуска (крутизна отдельных участков тем больше, чем больше трение на их поверхности) иллюстрирует точно установленный порядок распределения избыточных зарядов в последовательной цепи. До тех пор, пока генератор находится в одиночестве, пока к нему не подключена внешняя цепь, избыточные заряды сконцентрированы на электродах генератора. Но подключите к генератору внешнюю цепь, и его продукция (избыточные заряды) появится во всей цепи, распределится по различным её участкам. Причём заряды автоматически распределятся так, что на участок с большим сопротивлением придётся большее их количество. А это значит, что чем больше сопротивление участка, тем сильнее генератор будет проталкивать через него свободные электроны, и в итоге во всех участках, независимо от их сопротивления, установится одинаковый ток (Р-32.2).

Хочется обратить особое внимание на слово «автоматически» Скопление зарядов на разных участках цепи регулируется самим током. Если вдруг в какой-нибудь точке по каким-то причинам избыточных зарядов станет чуть больше или чуть меньше, то тут же изменится и ток, он исправит нарушение баланса, добавит немного зарядов или убавит, причём всегда с таким расчётом, чтобы восстановить своё одинаковое значение во всей цепи.

ВК-77. В простом опыте стрелка компаса отклоняется в сторону проводника, по которому идёт ток. Это значит, что магнитные свойства создают движение электрических зарядов. Почему это происходит? Почему неподвижный электрический заряд — это всего лишь электрический заряд, а движущийся — ещё и магнит? Ответ известен — так устроен наш мир. Кстати, в некоторых веществах движение зарядов создаёт «элементарные магнитики» — магнитные домены. Их поляризация и формирует постоянные магниты.