Электродинамика*

— Э. Называется тот отдел учения об электрических явлениях, в котором рассматриваются притяжения или отталкивания, которые возникают между проводниками, по которым течет электрический ток. В основе Э. Лежат опыты Ампера (произведенные в 1822 г.). Результаты, к которым пришел Ампер, известны.1) Два параллельных проводника, по которым проходит ток, притягиваются, если в них токи одинаково направлены, и отталкиваются, если токи направлены в противоположные стороны. Фиг. 1 изображает прибор, служащий для обнаружения этого свойства.Подвижной контур abcd, по которому течет электрический ток, совершенно определенно устанавливается относительно неподвижной проволоки fg, по которой также идет ток, именно к проволоке fg притягивается сторона bc или ad в зависимости от того, как течет ток в fg.

В случае изображенном на рисунке, сторона bс должна оттолкнуться, а сторона ad притянуться к fg. Однако контур аbсd и без присутствия контура ef устанавливается определенным образом, а именно, в плоскости, перпендикулярной к магнитному меридиану (см. Электромагнетизм). Чтобы ослабить действие магнитного поля на подвижный контур, Ампер изобрел "астатический" контур, устроенный, как показано на фиг. 2.В нем рядом расположены 2 четыреугольника, которые ток пробегает в противоположных направлениях, и, следовательно, магнитное поле земли, стремящееся повернуть оба четыреугольника в противоположные стороны, не будет или почти не будет действовать на астатический подвижный контур. 2) От токов параллельных Ампер перешел к случаю отталкиванию двух элементов тока, лежащих на одной оси и по которым течет ток в одном и том же направлении.

Этот случай может быть осуществлен таким образом (фиг. 3).В доске сделано два параллельных желоба М и N, заполненных ртутью. В ртуть опущены проводники X и Y от батареи. Соединение между двумя желобами устанавливается при посредстве подвижной скобки, горизонтальные части которой, кроме кончиков, тщательно изолированы. При замыкании тока скобка отплывает от Х и У. 3) Далее Ампер разобрал случай электродинамического взаимодействия двух элементов тока, произвольно расположенных. Известно, как обыкновенно формулируется в элементарных курсах вывод Ампера. Два скрещивающихся тока притягиваются, если они одновременно приближаются или одновременно удаляются от линии скрещения (кратчайшего расстояния). Два скрещивающихся тока отталкиваются, если один приближается, а другой удаляется от линии скрещения.

Отсюда вывод. Два непараллельных тока всегда стремятся стать параллельными и одинаково направленными. Это свойство может быть обнаружено, напр., на приборе фиг. 4.На этом свойстве основан электродинамометр. На основании его же Фарадей достроил несколько вертушек, приходящих во вращение при пропускании через них тока. Укажу вкратце некоторые другие выводы Ампера.1) Два рядом расположенных параллельных и равных проводника, по которым идут токи одинаковой силы, но противоположного направления, не оказывают никакого действия на подвижный контур. Следовательно, изменение направления тока в проводнике не меняет силы электродинамического действия его на третий проводник, но меняет направление этого действия на противоположное.2) Два проводника, один прямой, другой зигзаговидный, расположенные параллельно подвижному контуру и на равных расстояниях от него, действуют на подвижный контур с одинаковой силой, если по нему течет одинаковый ток.

Следовательно, мы имеем право рассматривать электродинамическое действие элемента тока как совокупность электродинамических действий трех его проекций. Совокупность всех наблюденных Ампером явлений привела его к следующему элементарному электродинамическому закону. Пусть мы имеем два элемента тока. Длины их — ds и ds1. Силы тока в них — i и i1. Расстояние между ними — r. Углы, составляемые ими с линией соединения, q и q 1. Угол между элементами — e. Тогда для силы электродинамического взаимодействия этих двух элементов мы получаем такое выражение. Fdsds1 = k1.