Трактат об электричестве и магнетизме. Том 2.

𝑑𝑇_𝑚𝑒

𝑑𝑥

.

Величина 𝑇_𝑚𝑒 содержит только произведения вида 𝑥̇𝑦̇, так что 𝑑𝑇_𝑚𝑒/𝑑𝑥̇ является линейной функцией сил токов 𝑦̇. Первый член, таким образом, зависит от скорости изменения сил токов и определяет механическую силу, действующую на проводник; сила эта равна нулю, когда токи постоянны, и положительна или отрицательна в зависимости от того, увеличиваются или уменьшаются величины токов.

Второй член зависит не от изменения токов, а от их действительной величины. Поскольку относительно этих токов он является линейной функцией, то его знак меняется при смене знака токов. Поскольку скорость 𝑥̇ входит во все члены, они обращаются в нуль, когда проводники покоятся. Из-за изменения во времени коэффициентов при 𝑦̇ в выражении для 𝑑𝑇_𝑚𝑒/𝑑𝑥̇ появляются ещё несколько членов. Сделанные нами замечания относятся и к ним.

Мы можем, таким образом, исследовать эти члены отдельно: если проводники покоятся, иметь дело только с первым членом, если токи постоянны - только со вторым.

574. Очень важно установить, представляется ли какая-нибудь доля кинетической энергии в форме 𝑇_𝑚𝑒, т.е. в форме, содержащей произведения обычных скоростей и сил электрических токов; поэтому было бы желательным проведение экспериментов, относящихся к этому вопросу, с особой тщательностью.

Трудно определить силы, действующие на тела при их быстром движении; поэтому мы проследим за первым членом, который зависит от изменения силы тока.

Если какая-то часть кинетической энергии зависит от произведения обычной скорости и силы тока, то, вероятно, её легче всего наблюдать в условиях, когда скорость и ток имеют одинаковые или противоположные направления. Возьмём круговую катушку с большим числом витков и подвесим её на тонком вертикальном проводе так, чтобы витки были горизонтальны, а катушка могла вращаться вокруг вертикальной оси либо в направлении, совпадающем с направлением тока в катушке, либо в противоположном направлении.

Мы будем предполагать, что ток подводится к катушке с помощью подвешивающего провода, а после прохождения тока через витки катушки его цепь замыкается через провод, идущий вниз вдоль линии подвеса и погружённый в чашку со ртутью.

Поскольку при прохождении тока через катушку действие горизонтальной компоненты земного магнетизма стремится повернуть эту катушку вокруг горизонтальной оси, мы будем предполагать, что горизонтальная компонента земного магнетизма в точности нейтрализуется с помощью неподвижных магнитов, или что эксперимент производится на магнитном полюсе. К катушке прикрепляется вертикальное зеркальце, позволяющее обнаружить любое её азимутальное движение [рис. 33].

Рис. 33

Пусть теперь по катушке в направлении север-восток-юг-запад пропускается электрический ток. Если бы электричество было жидкостью, подобной воде, текущей вдоль проводника, то, как в момент начала тока, так и по мере нарастания его скорости, было бы необходимо приложить силу, создающую угловой момент жидкости, проходящей через катушку. Эта сила должна была бы быть силой упругости провода подвеса, и катушка в начальный момент поворачивалась бы в обратном направлении, т.е. в направлении запад-юг-восток-север, что и было бы зарегистрировано с помощью зеркала. При прекращении тока зеркало двигалось бы иначе, на этот раз - в направлении тока.

Никаких явлений подобного рода до сих пор не наблюдалось. Если бы такой эффект существовал, его легко было бы отличить от уже известных действий тока по следующим особенностям.

(1). Он возникал бы только при изменении силы тока, например, когда цепь замыкается или размыкается, а не тогда, когда ток постоянен.

Все известные механические действия тока зависят от сил токов, а не от скорости их изменения. С этим электромагнитным действием не надо смешивать то электродвижущее действие, которое возникает в случае индуцированных токов.

(2). Направление этого действия токов было бы противоположным при смене знаков у всех токов в поле.

Все известные механические действия тока остаются неизменными при смене направлений всех токов на обратные, поскольку они зависят от квадратов и произведений этих токов.

Если бы было обнаружено какое-либо действие такого рода, мы могли бы рассматривать один из так называемых видов электричества (положительный или отрицательный) как некоторое реальное вещество и описывать электрический ток как действительное движение этого вещества в определённом направлении. Действительно, если бы электрические движения были бы каким-то образом сопоставимы с движениями обычной материи, то существовали бы члены вида 𝑇_𝑚𝑒 и это проявлялось бы через механическую силу 𝑋_𝑚𝑒.