Моисей Радовский - Фарадей

До того, как я узнал о методе, данном в указанном выше описании, мне удалось получить электрические эффекты следующим способом, который отличается от способа, примененного мистером Фарадеем, и, как мне кажется, обнаруживает некоторые новые и интересные факты.

Кусок медной проволоки около 30 дюймов длиной, покрытый эластичным лаком, был плотно намотай вокруг середины якоря из мягкого железа гальванического магнита, описанного в томе XIX «American Journal of Science», и который при возбуждении легко удерживает от 600 до 700 фунтов. Обмотки были наложены одна на другую так, чтобы они занимали только около 1 дюйма длины якоря, составлявшей всего 7 дюймов. Якорь, снабженный намотанной таким образом проволокой, был помещен в надлежащее положение к концам гальванического магнита и прикреплен там так, чтобы никакое движение не могло иметь места. Оба выступающие конца соленоида были погружены в две чашки с ртутью и соединены там с отдаленным гальванометром посредством двух медных проволок, каждая около 40 футов длиной. Когда это устройство было закончено, я занял место около гальванометра и предложил своему помощнику по словесному сигналу погрузить присоединенную к магниту гальваническую батарею в сосуд с слабой кислотой. В момент погружения северный конец иглы отклонился на 30° к западу, указывая на ток электричества, идущий от соленоида, намотанного на якорь. Эффект, однако, казался только как бы единичным импульсом, ибо игла после нескольких колебаний вернулась в свое прежнее положение покоя в магнитном меридиане, несмотря на то, что гальваническое действие батареи и, следовательно, магнитная сила продолжали еще существовать. Я был, однако, очень удивлен, когда увидел, что игла внезапно отклонилась от состояния покоя приблизительно на 20° к востоку или в противоположном направлении, когда батарея была удалена из кислоты, и снова отклонилась к западу, когда она была вновь в нее погружена. Эта операция была повторена несколько раз под ряд и постоянно с одним и тем же результатом, причем якорь все время оставался неподвижно прикрепленным к полюсам магнита, так как не требовалось никакого движения для получения этого эффекта, ввиду того, что он, повидимому, имел место только вследствие мгновенного проявления магнитного действия в одном случае и прекращения его — в другом.

Этот опыт самым поразительным образом показывает взаимодействие двух принципов — электричества и магнетизма, если он и не устанавливает их абсолютной тождественности. Во-первых, в мягком железе гальванического магнита под действием токов электричества от батареи наводится магнетизм, и, во-вторых, якорь, ставший магнитом вследствие соприкосновения с полюсами магнита, индуктирует в свою очередь токи электричества в окружающем его соленоиде; таким образом, мы как бы имеем электричество, превращенное в магнетизм, и этот магнетизм, снова превращенный в электричество.

Был обнаружен еще один факт, который представляет некоторый интерес, так как он в некотором отношении служит обобщению явлений. После того как батарея была удалена из кислоты и игле гальванометра дали вернуться в состояние покоя после вызванного этим действием отклонения, она опять была отклонена в том же направлении путем частичного отделения якоря от полюсов магнита, к которому он продолжал приставать из-за действия остаточного магнетизма, и таким образом был получен ряд отклонений просто путем постепенного отделения якоря до полного прекращения контакта. Следующая выдержка из записи опытов показывает относительные отклонения, замеченные при одном опыте такого рода.

В момент погружения батареи, отклонение в 40° к западу

В момент удаления батареи, отклонение в 18° к западу

Якорь частично отделен, отклонение в 7° к западу

Якорь совершенно отделен, отклонение в 12° к западу

Обратный эффект был получен в другом опыте, где игла, путем погружения батареи в кислоту сначала на небольшую глубину и затем путем постепенного полного ее погружения, была повернута рядом отклонений к западу.

Из вышеизложенных фактов явствует, что всякий раз, когда в мягком железе наводится магнетизм, в соленоиде из медной проволоки, окружающем этот кусок железа, возникает на мгновение ток электричества; и, когда магнитное действие прекращается, возникает ток противоположного направления; кроме того, что мгновенный ток того или иного направления сопровождает всякое изменение магнитной интенсивности железа.

После того как я прочел указанное выше описание применявшегося мистером Фарадеем метода для получения электрических токов, я сделал попытку соединить эффекты движения и индукции; для этой цели брусок мягкого железа в десять дюймов длиной и в один с четвертью дюйма диаметром был прикреплен к обычному токарному станку и обмотан четырьмя соленоидами из медной проволоки таким образом, чтобы его можно было, когда он находился в быстром движении, внезапно и сильно намагнитить путем передачи гальванических токов через три из его соленоидов; четвертый, соединенный с отдаленным гальванометром, был предназначен для передачи тока индуктированного электричества; все соленоиды были неподвижными, когда железный брусок вращался между ними на своей оси. Из ряда следовавших друг за другом опытов, первого — с бруском в одном направлении, затем — в противоположном и следующего — с бруском в состоянии покоя, было обнаружено, что вращательное движение железа в соединении с внезапным его намагничиванием не оказывало никакого заметного действия на интенсивность магнитоэлектрического тока.

Этот же прибор, однако, дал средство для отдельного измерения относительной силы движения и индукции при получении электрических токов. Железный брусок был сначала намагничен токами посредством соленоидов, присоединенных к батарее, и, когда в нем было наведено магнитное состояние, один из его концов был введен в соленоид, соединенный с гальванометром; отклонение иглы в этом случае равнялось 7°.

Конец бруска был затем пропущен в тот же самый соленоид, когда брусок находился в естественном состоянии, и затем внезапно намагничен; отклонение в этом случае составило 30°, обнаружив большое преимущество метода индукции.

Следующей попыткой было повысить магнитоэлектрический эффект при неизменяющейся магнитной силе, и это мне удалось лучше.

Два железных бруска в 6 дюймов длиной и в 1 дюйм диаметром были каждый окружены двумя соленоидами и затем помещены перпендикулярно на поверхности якоря и между ним и полюсами магнита так, что каждый брусок образовал как бы продолжение полюсов и, когда магнит возбуждался, к ним приставал якорь. С этим устройством ток от одного соленоида дал отклонение в 37°; от двух соленоидов, находящихся на одном и том же бруске, — 52° и от трех — 59°; но, когда были применены четыре соленоида, отклонение равнялось только 55°, и после прибавления к ним соленоида с меньшим проводом вокруг якоря отклонение было не больше 30°. На этот результат, возможно, несколько влияло отсутствие надлежащей изоляции в нескольких витках соленоидов, но он все же устанавливает тот факт, что возрастание электрического тока получается благодаря применению не менее двух или трех соленоидов вместо одного. Тот же принцип был применен к другому устройству, которое, повидимому, дает максимальный электрический ток, могущий быть полученным из данной магнитной силы; вместо двух кусков железа и якоря, применявшихся в последних опытах, полюса магнита были соединены одним железным бруском, изогнутым в форме лошадиной подковы, и его концы были при помощи напильника сделаны совершенно плоскими, так чтобы они могли притти в полное соприкосновение с поверхностью полюсов; вокруг середины дуги этой подковы два проводника медного провода были плотно намотаны один на другой. Ток от одного из этих соленоидов отклонил иглу на 100°, и, когда были применены оба — игла отклонилась с такой силой, что завертелась. Но наиболее удивительный эффект был получен, когда, вместо пропускания тока по длинным проводам к гальванометру, противоположные концы соленоидов придерживали почти в соприкосновении друг с другом и магнит внезапно возбуждали; в этом случае видели, как между концами проводов проскакивала небольшая, но яркая искра, и этот эффект повторялся все время, пока менялось состояние [магнитной] интенсивности.