Что ж, вместо постоянной ЭДС подаем знакопеременную высокой частоты и высокого потенциала. Очевидно, что траектория физического перемещения отдельных носителей заряда в проводнике даже в теории уже не образует замкнутый контур, вместо поступательного движения по мере роста частоты те же свободные носители заряда все больше переходят к колебательному движению и физически перемещаются все меньше. Перемещение электрической энергии уже нельзя в полной мере и во всех случаях объяснить физическим перемещением свободных носителей заряда, и тогда физики «для удобства» вводят понятие тока смещения, который определяется как вектор скорости изменения напряженности электрического поля
. Проще говоря, электрические токи смещения — это направленное изменение состояния электрического поля.Если еще проще, то все, что нужно понять на этом этапе, — это то, что кроме «обычного» электрического тока, который определяется как направленное движение носителей электрического заряда, даже в общепринятой теории существует еще один ток — ток смещения электрического поля, который не связан с переносом носителей заряда, но перемещает электрическую энергию. Этот ток можно наглядно продемонстрировать, включив в цепь переменного тока последовательно лампочку и конденсатор. Конденсатор разрывает цепь для токов переноса носителей заряда, но все же электрический ток в цепи есть — лампочка горит. При этом фактическая скорость протекания электрического тока в цепи равна скорости распространения именно электрического поля, как правило, она близка к скорости света. Понятие тока смещения введено Максвеллом, подробнее о нем будет сказано позже.
И вот здесь начинается интересное. Из описания многочисленных экспериментов Теслы с токами высокой частоты и потенциала, вообще говоря, следует вывод, что при большой скорости изменения
электродвижущей силы, помимо силовых и индукционных эффектов, порождаемых магнитным полем (обусловленным перемещением носителей заряда), начинают проявлять себя специфические эффекты, порожденные именно большой скоростью изменения только электрического поля. Чем больше частота, или, точнее говоря, чем больше скорость изменения электродвижущей силы, тем больше обнаруживается различие между эффектами, обусловленными обычным электрическим током и эффектами, обусловленными резким изменением электрического поля. Вот это быстро изменяющееся электрическое поле и есть то, что Тесла называет «электростатической силой», ибо порождаемые ей явления идентичны тем, которые наблюдаются в электростатике: электростатическая индукция, распространение электризации вдоль проводника, поверхностная наэлектризованность проводника, обратно квадратичная зависимость затухания индукционных эффектов от расстояния и т. д. Такую же терминологию будем применять и мы.
Поскольку термин «электростатическая» подразумевает некое электрическое постоянство, следует заметить, что в этих опытах сила не постоянна, она меняется со скоростью, которую можно назвать умеренной, примерно миллион раз в секунду или около того… Я предпочитаю термин «электростатическая сила»… При использовании этого термина возникает неудобство, так как он подразумевает статическое электрическое состояние; но правильная терминология со временем расставит всё по местам.
Никола Тесла, «О свете и других высокочастотных явлениях», 1893 г. (42)Высокочастотные импульсы дают мощный эффект индукции… Эти индуктивные эффекты либо электростатические, либо электродинамические. Первые затухают гораздо быстрее с увеличением расстояния — в квадрате, а вторые — в обычной пропорции к расстоянию. С другой стороны, первые усиливаются в квадрате по отношению к росту мощности источника, а вторые — прямо пропорционально мощности.
Никола Тесла, «Высокочастотные генераторы для электротерапевтических и иных целей», 1898 г.