Трактат об электричестве и магнетизме

Невозможно выполнить соответствующий электрический эксперимент. Невозможно так наэлектризовать тело и так поместить его в закрытый сосуд, чтобы внешняя часть сосуда сначала не проявляла никаких признаков электризации, а затем стала бы наэлектризованной. Именно такого рода явление под именем абсолютного электрического заряда безуспешно искал Фарадей.

Тепло может быть скрыто в глубине тела и не оказывать внешнего воздействия, но невозможно изолировать какое-либо количество электричества так, чтобы предотвратить его от постоянной индуктивной связи с равным количеством электричества противоположного знака.

Поэтому в электрических явлениях нет ничего такого, что соответствовало бы теплоёмкости тела. Это непосредственно следует из принятой в настоящем трактате точки зрения, по которой электричество удовлетворяет тому же условию непрерывности, что и несжимаемая жидкость. Поэтому невозможно сообщить какому-либо веществу объёмный электрический заряд, загоняя внутрь этого тела добавочное количество электричества (см. п. 61, 111, 329, 334).

ГЛАВА III

ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА МЕЖДУ СОПРИКАСАЮЩИМИСЯ ТЕЛАМИ

Потенциалы различных веществ, находящихся в контакте

246. Если мы определим потенциал пустотелого проводящего сосуда как потенциал воздуха внутри этого сосуда, то мы можем найти этот потенциал с помощью электрометра, как было описано в части I, п. 221.

Если взять теперь два полых сосуда, сделанные из различных металлов, скажем медный и цинковый, и привести их в соприкосновение друг с другом, а затем измерить потенциалы воздуха внутри каждого из сосудов, то окажется, что потенциал воздуха внутри цинкового сосуда будет положительным по сравнению с потенциалом воздуха внутри медного сосуда. Разность потенциалов зависит от природы внутренних поверхностей сосудов и принимает наибольшее значение, если цинк имеет яркую поверхность, а медь покрыта окислом.

Отсюда вытекает, что когда два различных металла находятся в контакте, возникает, вообще говоря, электродвижущая сила, действующая от одного из них к другому так, что в результате потенциал одного из металлов превышает потенциал другого на определённую величину. В этом состоит Вольтова теория Контактного Электричества.

Если мы примем определённый металл, скажем медь, за стандарт и если потенциал железа, приведённого в контакт с медью, имеющей нулевой потенциал, равен I, а потенциал цинка, приведённого в контакт с медью, имеющей нулевой потенциал, равен Z, то потенциал цинка в контакте с железом, находящимся под нулевым потенциалом, будет равен Z-I, если среда, окружающая металлы, остаётся той же самой.

Из этого результата, справедливого для любых трёх металлов, следует, что разность потенциалов любых двух металлов, находящихся в контакте при равной температуре, равна разности потенциалов тех же металлов, когда они порознь находятся в контакте с третьим металлом. Поэтому если образовать цепь из любого числа металлов, находящихся при одинаковой температуре, то сразу же после того, как потенциалы металлов примут должные значения, установится электрическое равновесие, и в цепи не будет тока.

247. Если, однако, цепь состоит из двух металлов и электролита, то, по теории Вольта, электролит стремится уравнять потенциалы металлов, с которыми находится в контакте. Поэтому электродвижущая сила при соединении двух металлов уже не уравновешивается, и существует постоянный ток. Энергия этого тока обеспечивается химическим действием, которое имеет место между электролитом и металлами.

248. Однако электрический ток может быть создан без химического воздействия, если мы можем каким-нибудь другим способом произвести выравнивание потенциалов двух металлов, находящихся в контакте. Так, например, в эксперименте сэра У. Томсона ¹ медная воронка находится в контакте с вертикальным цинковым цилиндром, и, когда медные опилки пропускаются через воронку, они отделяются друг от друга и от воронки вблизи от середины цинкового цилиндра, а затем падают в помещённый снизу изолированный приёмник. В результате приёмник оказывается заряженным отрицательно, и, по мере того как опилки продолжают сыпаться в приёмник, величина заряда всё возрастает. В то же время цинковый цилиндр с расположенной в нём медной воронкой приобретает всё более и более возрастающий положительный заряд.

¹North British Review, p. 353; Proc. Roy. Soc. June 20, 1864.