Эксперименты в области электромагнитных явлений
173
ние электрической напряженности может происходить в продольном направлении, то и распространение плотности тока может иметь волновой характер.
Однако волновой характер любого возмущения может происходить тогда, когда материальный носитель этого возмущения способен сжиматься, образуя тем самым градиент плотности, который в данном месте и является причиной дальнейшего продвижения процесса.
Формулировка задачи
Необходимо проверить факт сжатия и волнового распространения электрического тока в проводнике.
Постановка эксперимента
Для проверки факта сжатия электрического тока может быть использована коммутируемая цепь. Поскольку в разрыве цепи на контактах образуется разность потенциалов, то после замыкания контакта оказывается, что эта разность потенциалов подключена к участку цепи с нулевым сопротивлением, что должно вызвать всплеск тока на этом нулевом сопротивлении. Этот всплеск затем будет расходиться вдоль цепи. Схема эксперимента приведена на рис. 5.1а.
Рис. 5.1. Эксперимент по определению факта сжимаемости тока: а- схема отводов от проводника; б - импульсы, возникающие на отводах
174
Глава 4.
Электрическая цепь представляет собой два отрезка провода по несколько метров длиной подключенных каждый одним концом в электрической батарее, а вторым концом к периодически замыкаемому и размыкаемому контакту. От проводов отходят отводы, припаянные к проводу основной цепи на расстоянии одного метра друг от друга. При замыкании контакта в цепи возникают импульсы, которые могут фиксироваться осциллографом. Устанавливается факт того, что при замыкании контакта на каждой паре отводов возникают короткие импульсы, при этом на отводах, удаленных от контакта, амплитуда импульсов уменьшена, а длительность увеличена. Это и означает начальное сжатие, а затем рассасывание тока вдоль проводника. В принципе это может быть охарактеризовано как сверхпереходной режим коммутации.
Результаты эксперимента
Результаты эксперимента приведены на рис. 5.1 б. Как видно, на отрезках проводника, расположенных вблизи периодически замыкающего и размыкающего цепь контакта возникают импульсы, амплитуда которых больше, а длительность короче, чем на отдаленных участках.
Выводы
Эксперимент подтверждает факт сжимаемости электрического тока и волновой характер его распространения вдоль проводника. Этот процесс может быть охарактеризован как сверхпере- ходной процесс. Результаты эксперимента подтверждают также необходимость и в этой части уточнения уравнений электродинамики.
