Трактат об электричестве и магнетизме

СВОЙСТВА ТЕЛ В ИХ ОТНОШЕНИИ К СТАТИЧЕСКОМУ ЭЛЕКТРИЧЕСТВУ

Сопротивление прохождению электричества через тело

51. Если электрический заряд передаётся некоторой части металлического тела, то электричество быстро перемещается из областей высокого потенциала в области низкого до тех пор, пока потенциал всего тела не становится одинаковым. Для образцов металла, применяемых в обычных экспериментах, этот процесс совершается за столь малое время, что его нельзя измерить, однако в случае очень длинных и тонких проводов, таких, например, как в телеграфии, потенциал уравнивается лишь по истечении некоторого вполне ощутимого промежутка времени вследствие сопротивления провода прохождению электричества по нему.

Различные вещества очень сильно различаются по сопротивлению прохождению электричества, как можно видеть из таблиц в п. 362, 364 и 367, которые будут пояснены при рассмотрении Электрических Токов.

Все металлы являются хорошими проводниками, хотя сопротивление свинца в 12 раз больше сопротивления меди или серебра, сопротивление железа в 6 раз больше, а сопротивление ртути в 60 раз больше сопротивления меди. Сопротивление всех металлов увеличивается с повышением температуры.

Многие жидкости проводят электричество посредством электролиза. Проводимость такого рода будет рассмотрена в части II. Здесь же мы можем рассматривать все жидкости, содержащие воду, и все влажные вещества как проводники, значительно уступающие металлам, но неспособные изолировать электрический заряд в течение времени, достаточного для наблюдения. Сопротивление электролитов уменьшается с ростом температуры.

С другой стороны, газы при атмосферном давлении, как сухие, так и влажные, являются столь совершенными изоляторами при малых электрических натяжениях, что мы до сих пор не имеем свидетельств прохождения через них электричества за счёт обычной проводимости. Постепенная потеря заряда наэлектризованным телом всегда в конце концов сводится к несовершенной изоляции опоры: электричество утекает либо через вещество его опоры, либо вдоль её поверхности.

Поэтому если рядом подвешены два заряженных тела, то их заряд будет сохраняться дольше, если они заряжены разноимённо, нежели в случае одноимённого заряда. Ибо хотя электродвижущая сила, стремящаяся вызвать движение электричества через газ, разделяющий проводники, значительно больше в случае противоположного заряда тел, никакой заметной потери заряда через газ не наблюдается. Фактические потери происходят через опоры, а электродвижущая сила через опоры больше при одноимённых зарядах тел.

Этот результат кажется странным лишь до тех пор, пока мы ожидаем утечки заряда за счёт прохождения электричества через воздух между телами. Прохождение электричества через газы имеет место при пробое и не наступает, прежде чем электродвижущая напряжённость достигнет определённого значения.

Предельное значение электродвижущей напряжённости в диэлектрике, не вызывающей в нём разряда, называется Электрической Прочностью диэлектрика. Электрическая прочность воздуха уменьшается по мере понижения давления от атмосферного до примерно трёх миллиметров ртутного столба. При дальнейшем уменьшении давления электрическая прочность быстро увеличивается, а при максимально достижимом в настоящий момент разряжении электродвижущая напряжённость, необходимая для получения искры в четверть дюйма длиной, больше напряжённости, вызывающей восьмидюймовую искру при обычном давлении.

Таким образом, вакуум, т. е. то, что остаётся в сосуде после того, как из него удалено всё, что можно удалить, является изолятором с очень большой электрической прочностью.

Электрическая прочность водорода значительно меньше, чем прочность воздуха при том же давлении.

Некоторые сорта стекла в холодном состоянии являются изумительно хорошими изоляторами. Сэр У. Томсон сохранял электрические заряды в герметически запаянных колбах в течение нескольких лет. Однако то же стекло становится проводником при температуре, не превосходящей температуры кипения воды.

Гуттаперча, каучук, эбонит, парафин и смолы являются хорошими изоляторами; так сопротивление гуттаперчи при 75° F в 6x10¹⁹ раз больше сопротивления меди.

Лёд, кристаллы и затвердевшие электролиты также являются изоляторами.

Некоторые жидкости, как, например, керосин, скипидар и некоторые масла, также являются изоляторами, но значительно уступающими хорошим твёрдым изоляторам.

ДИЭЛЕКТРИКИ

Удельная индуктивная способность

52. Все вещества, изолирующая способность которых такова, что при их помещении между двумя проводниками, находящимися под различным потенциалом, действующая на них электродвижущая сила не производит немедленного перераспределения электричества до установления постоянного значения потенциала, названы Фарадеем Диэлектриками.