Трактат об электричестве и магнетизме

Таким образом, если на проводнике имеются как положительные, так и отрицательные заряды, то в поле должно быть ещё какое-то тело с потенциалом того же знака, что и потенциал этого проводника, но большей абсолютной величины. Если же проводник произвольной формы находится один в поле, то заряд любого его участка будет того же знака, что и потенциал проводника.

Внутренняя поверхность полого проводящего сосуда, не содержащего заряженных тел, совершенно лишена зарядов. Действительно, если бы какой-то участок поверхности был заряжен положительно, то положительно наэлектризованная частица, движущаяся от этого участка в направлении действующей на неё силы, должна была бы достигнуть отрицательно заряженной поверхности, находящейся под меньшим потенциалом. Но вся внутренняя поверхность проводника имеет один и тот же потенциал. Таким образом, на ней не может быть никакого заряда.

Проводник, помещённый внутрь сосуда и соединённый с ним, может рассматриваться как ограниченный внутренней поверхностью. Поэтому на таком проводнике заряда нет.

Силовые Линии

47. Линия, описываемая точкой, движущейся всё время в направлении результирующей напряжённости, называется Силовой Линией. Она пересекает эквипотенциальные поверхности под прямым углом. Свойства силовых линий будут в дальнейшем рассмотрены более подробно, так как Фарадей выразил многие законы электрического взаимодействия через введённое им понятие силовых линий, проходящих в электрическом поле и указывающих как направление, так и напряжённость в каждой точке.

Электрическое Натяжение

48. Поскольку поверхность проводника является эквипотенциальной поверхностью, результирующая напряжённость перпендикулярна этой поверхности. В п. 80 будет показано, что она пропорциональна поверхностной плотности электризации. Таким образом, на электричество, находящееся на небольшом участке поверхности проводника, действует сила, направленная от проводника и пропорциональная произведению результирующей напряжённости на плотность, т.е. пропорциональная квадрату результирующей напряжённости.

Эту силу, действующую подобно натяжению наружу на каждый участок поверхности проводника, мы назовём электрическим Натяжением. Подобно обычному механическому натяжению, оно измеряется силой, действующей на единицу площади.

Слово Натяжение (Tension) употребляется в электричестве в нескольких довольно неопределённых значениях, и в математическом языке его пытаются использовать как синоним Потенциала. Однако, рассмотрев различные применения этого слова, я полагаю, что наиболее соответствует его применению и механической аналогии понимание натяжения как тянущей силы во столько-то фунтов веса на квадратный дюйм поверхности проводника или какой-либо иной поверхности. Мы увидим, что представление Фарадея о том, что это электрическое натяжение существует не только на заряженной поверхности, но и вдоль всей длины силовых линий, приводит к теории электрического взаимодействия как явления напряжения (stress) в среде.

Электродвижущая Сила

49. При соединении тонкой проводящей проволокой двух проводников с различными потенциалами стремление электричества течь по проводу измеряется разностью потенциалов обоих тел. Поэтому разность потенциалов между двумя проводниками или между двумя точками называется Электродвижущей Силой между ними.

Не во всех случаях электродвижущая сила может быть выражена в виде разности потенциалов. Однако такие случаи не рассматриваются в Электростатике. Мы встретимся с ними, когда перейдём к кусочно-однородным (heterogeneous) контурам, химическим действиям, движениям магнитов, неодинаковым температурам и т. п.

Ёмкость Проводника

50. Пусть один проводник изолирован, а все окружающие его проводники находятся под нулевым потенциалом, будучи соединёнными с землёй, и пусть этот проводник, заряженный количеством электричества E, имеет потенциал V. Тогда отношение E к V называется Ёмкостью проводника. Если проводник полностью заключён внутри проводящего сосуда, не прикасаясь к нему, то заряд на внутреннем проводнике будет равен и противоположен по знаку заряду на внутренней поверхности внешнего проводника и будет равен ёмкости внутреннего проводника, умноженной на разность потенциалов между обоими проводниками.

Электрические Накопители

Система, состоящая из двух проводников, прилегающие поверхности которых отделены друг от друга тонким слоем изолирующей среды, называется электрическим Накопителем (Accumulator). Эти два проводника называют Электродами, а изолирующая среда называется Диэлектриком. Ёмкость накопителя прямо пропорциональна площади прилегающих поверхностей и обратно пропорциональна толщине слоя между ними. Лейденская банка является накопителем, в котором изолирующей средой является стекло. Накопители иногда называют конденсаторами, но я предпочитаю ограничить применение термина «конденсатор» лишь к приборам, служащим не для хранения электричества, а для увеличения его поверхностной плотности.