Трактат об электричестве и магнетизме

Предположим, что A, B, C соединены с лейденской банкой большой ёмкости, имеющей потенциал V, а A', B', A' соединены с другой банкой, имеющей потенциал -V.

Пусть P - один из носителей, движущийся по кругу от A к C и т. д. и приходящий на своём пути в соприкосновение с определёнными пружинами, из которых a и a' соединены соответственно с A и A', а c и c' соединены с Землёй.

Предположим, что, когда носитель P находится в середине A, коэффициент индукции между P и A равен -A. Ёмкость носителя P в этом положении оказывается больше, чем A, потому что он не полностью окружён приёмником A. Пусть ёмкость P равна A+a.

Тогда, если потенциал P равен U, а потенциал A равен V заряд на P будет равен (A+a)U-AV.

Пусть теперь P, находясь в середине приёмника A, касается пружины a. Тогда потенциал P равен V такой же, как и потенциал A, поэтому заряд P равен aV.

Если теперь носитель P покидает пружину a, он уносит с собой заряд aV. Когда носитель P покидает A, его потенциал уменьшается, и потенциал ещё больше уменьшается, когда P попадает под воздействие проводника C', который электризован отрицательно.

Если в то время, когда носитель P входит в C', его коэффициент индукции по отношению к C' равен -C', а его ёмкость равна C'+c' тогда, если потенциал P равен U, заряд на P равен (C'+c')U+C'V'=aV. Если C'V'=aV то в этой точке потенциал P обращается в нуль.

Пусть P в этой точке приходит в контакт с пружиной e', которая соединена с Землёй. Поскольку потенциал P равен потенциалу пружины, при замыкании контакта искра не возникает.

Этот проводник C', с помощью которого носитель P имеет возможность соединяться с Землёй без искры, соответствует устройству, которое в тепловых машинах называется регенератором. Поэтому мы будем называть его Регенератором.

Пусть теперь P движется дальше, находясь ещё в контакте с заземляющей пружиной e', пока он не входит в середину индуктора B, потенциал которого равен V. Если -B есть коэффициент индукции между P и B для этой точки, то, поскольку U=0, заряд на P будет равен -BV.

Когда носитель P отходит от заземлённой пружины, он уносит с собой этот заряд. По мере того как он движется из положительного индуктора B по направлению к отрицательному приёмнику A' его потенциал становится отрицательным и возрастает по величине. В середине A', если бы он сохранил свой заряд, его потенциал был бы равен (-A'V'+BU)/(A'+a), и если BV больше, чем a'V', численное значение потенциала будет больше, чем значение V'. Таким образом, перед тем, как P дойдёт до середины A', существует некоторая точка, в которой его потенциал равен -V'. Пусть в этой точке носитель вступает в контакт с отрицательной приёмной пружиной a'. Искры не возникает, поскольку оба тела находятся при одном и том же потенциале. Пусть P движется дальше до середины A', всё ещё находясь в контакте с пружиной и поэтому имея тот же самый потенциал, что и A'. Во время этого движения P передаёт A' отрицательный заряд. В середине A' носитель P отходит от пружины и уносит заряд -a'V' по направлению к положительному регенератору C, где его потенциал уменьшается до нуля, и он вступает в контакт с заземлённой пружиной e. Затем он скользит вдоль заземлённой пружины и переходит в отрицательный индуктор B', причём за время этого движения он приобретает положительный заряд B'V' который, наконец, передаёт в положительный приёмник A, и после этого цикл операций повторяется.

За время этого цикла положительный приёмник потерял заряд aV и получил заряд B'V'. Таким образом, полный прирост положительного электричества равен B'V'-aV.

Таким же путём находим, что полный прирост отрицательного электричества равен BV-a'V'.

Если сделать индукторы так, что они будут настолько близки к поверхности носителя, насколько это совместимо с изоляцией, значения B и B' можно сделать большими. В то же время можно так сделать приёмники, что они будут почти полностью окружать находящийся внутри них носитель. Тем самым значения a и a' могут быть сделаны очень малыми, и тогда заряды обоих лейденских банок будут возрастать при каждом обороте.

Условия, которым должны удовлетворять регенераторы, записываются в виде C'V'=aV и CV=a'V'.

Так как значения a и a' малы, регенераторы не должны быть ни велики, ни очень близки к носителям.

Об электрометрах и электроскопах

214. Электрометр - это прибор, с помощью которого могут быть измерены электрические заряды или электрические потенциалы. Приборы, с помощью которых можно обнаружить наличие электрических зарядов или разностей потенциалов, но которые не могут дать численную меру этих величин, называются Электроскопами.