Инж. М. Боголепов.
Чтобы дать возможность каждому радиолюбителю при устройстве тех или иных приборов по радиотехнике работать не вслепую, а сознательно, мы с настоящего номера журнала даем ряд кратких статей по общей электротехнике и именно во всех тех ее отраслях, кои так или иначе соприкасаются с радиотехникой.
Имея в виду совершенно неподготовленного или малосведущего читателя, мы будем, по возможности, избегать каких-либо сложных формул и вычислений; принимая же во внимание недостаток места в журнале, статьи будут и, по возможности, кратки, с выводом лишь самых основных законов проявлений электричества.
Если взять стеклянную, каучуковую или сургучную палочку и потереть ее хотя бы фланелью или шерстью, то можно заметить, что натертая часть этой палочки начинает притягивать к себе легчайшие предметы, например, шарик из бузинной сердцевины, подвешенный на тонкой шелковинке (черт. 1), лоскуток бумаги и пр. Однако, после соприкосновения с натертой палочкой, такие предметы не только перестают притягиваться, но, наоборот, начинают даже отталкиваться от этой палочки (черт 2).
Черт. 1.
Если же мы возьмем, например, цинковую и медную пластинки и, поместив их в слабый раствор серной кислоты, соединим вверху, т,-е. вне жидкости, эти пластинки между собой самой тончайшей проволочкой, то увидим, что эта проволочка нагреется или даже накалится, при чем явление это будет наблюдаться довольно продолжительное время, и именно пока будет происходить химическое воздействие1) серной кислоты на цинк.
Черт. 2.
В указанных случаях, равно как и во многих других, наблюдаемые явления обусловлены одной и той же причиною, которая названа электричеством, при чем проявление электричества, как в наше время большинству известно, чрезвычайно разнообразно, и оно может производить нагревание, свечение, намагничение, давать механическую силу и пр., и пр.
Как мы видели, при натирании, например, сургучной палочки фланелью, она приходит в электрическое состояние, как говорят, электризуется, и лоскуток бумаги или шарик из бузинной сердцевины, подвешенный на шелковинке, притягивается к ней, но после соприкосновения тотчас же, наоборот, уже начинает отталкиваться от сургучной палочки; если же мы теперь приблизим к этому шарику фланель, которой натирали сургуч, то увидим, что шарик к ней притягивается и после соприкосновения точно так же начинает отталкиваться и снова притягиваться к сургучной палочке и т. д.
Это явление навело на мысль, что при трении образуются два разнородные электрические заряда. Один из этих зарядов был назван положительным и для обозначений на чертежах и т. п. ему был присвоен знак + (плюс), в отличие от другого, который назван отрицательным, и ему присвоен знак — (минус). Однородные электрические заряды, т.-е. два положительных или два отрицательных, всегда отталкиваются друг от друга, тогда как разнородные, т.-е. положительный с отрицательным, притягиваются, что мы и имели в опыте с сургучной палочкой, фланелью и шариком из бузинной сердцевины, где при натирании фланелью сургучная палочка заряжалась одним зарядом (отрицательным), фланель же — другим (положительным); при соприкосновении бузинного шарика с сургучем, как можно догадаться, часть заряда с сургуча переходила на шарик, и он начинал отталкиваться, будучи заряжен тем же зарядом (см. черт. 2), но зато начинал притягиваться к фланели, которая заряжена уже другим зарядом. После соприкосновения с фланелью, очевидно, в шарике начинал преобладать тот заряд, который был сосредоточен на фланели, и, следовательно, шарик начинал точно так же от нее отталкиваться и т. д.
Черт. 3.
В опыте с двумя пластинками, цинковой и медной, опущенными в раствор серной кислоты, оба разноименных заряда возникали благодаря химическому воздействию раствора на цинк, при чем цинк заряжался отрицательно, медь же — положительно (черт. 3).
Но отчего же образуются те или иные заряды, в каком количестве и какова их природа?
Новейшие исследования и изучения законов тех или иных явлений электричества дали нам теорию, т.-е. учение, проверенное многими опытами на практике, по которому всякое вещество признается состоящим из несметного количества неимоверно малых частиц, известным образом связанных между собой; эти частицы носят название атомов.
Чтобы представить себе, насколько ничтожна величина этих, казалось бы, неделимых частиц, т.-е. атомов, можно лишь сказать, что, например, в 1 грамме (около ¼ золотника) газа водорода содержится число атомов, равное числу, состоящему из двадцати четырех цифр.
Но это еще не все. Каждый атом опять-таки не есть еще нечто неделимое, — он в свою очередь состоит из центрального материального ядра, заряженного положительным зарядом и носящего название иона, вокруг которого на некотором расстоянии, как планеты вокруг солнца в нашей солнечной системе, быстро вращаются мельчайшие частицы отрицательного электричества, коим дано название электронов.
В нормальном состоянии, т.-е. при отсутствии всякого постороннего воздействия, как ионы, так и электроны ничем не обнаруживают своих зарядов, так как отрицательно заряженные электроны и положительный заряд ионов, воздействуя друг на друга, т.-е. притягивая друг друга, находятся как бы в связанном состоянии.
Но если на то или иное вещество произвести какое-либо воздействие, т.-е., например, путем ли трения или химическим путем, часть электронов может быть оторвана от их центральных ядер. В результате окажется, что в первом веществе окажется недостаток отрицательных частиц, но зато будут свободные положительно заряженные ионы, и это вещество будет обнаруживать в себе присутствие положительного заряда, тогда как в другом теле, куда перешли электроны, получится уже их избыток, и это тело будет уже показывать признаки отрицательного заряда.
Подобный случай мы и имели в опыте с сургучной палочкой, где при натирании шерстью часть электронов переходила от одного тела к другому, и именно от шерсти к сургучу.
Но лишенные некоторого количества электронов тела, равно как и при избытке электронов, стремятся восстановить свое электрическое равновесие, притягивая к себе другие тела, в коих имеется нормальное количество электронов или избыток недостающего им заряда.
При соприкосновении таких тел некоторое количество электронов переходит с одного на другое, и равновесие восстанавливается, при чем оба наэлектризованные тела уже перестают обнаруживать какие-либо электрические свойства.
В то же время, как было уже упомянуто, тела, наэлектризованные одноименно, т.-е., следовательно, или имеющие избыток электронов, или, наоборот, недостаток их, всегда отталкиваются друг от друга.
1) Кислота раз'едает и растворяет поверхность цинка, — это и будет ее химическое воздействае на цинк. Такое же химическое действие кислоты будет совершаться и по отношению к медной пластинке, но уже в значительно меньшей степени.