Детская энциклопедия
Том 1. Земля. Том 4. Растения и животные. Том 7. Человек. Том 10. Зарубежные страны.
Том 2. Мир небесных тел. Числа и фигуры. Том 5. Техника и производство. Том 8. Из истории человеческого общества. Том 11. Язык. Художественная литература.
Том 3. Вещество и энергия. Том 6. Сельское хозяйство. Том 9. Наша советская Родина. Том 12. Искусство.

недостатком и принялись искать способ его выпрямить. Для этого прибегли к так называе­мому коммутатору. Во второй машине, напри­мер, оба конца рамки подсоединили к кольцу, которое разрезали пополам, и изолировали каждую половину слоем не проводящего ток вещества. Один скользящий контакт касался только того конца вращающейся рамки, на котором был «плюс», а второй контакт замы­кался на «минусе». Но хотя ток в цепи и стал постоянным по направлению, его величина ме­нялась с каждым полуоборотом рамки. Чтобы избежать резких изменений величины тока, увеличили количество рамок. Их концы под­соединили к диаметрально противоположным участкам разрезанного кольца-коллектора. Ток от такой машины тем более похож на постоян­ный, чем больше рамок на вращающемся ба­рабане — роторе (неподвижные магниты в такой машине называют статором).

Униполярная машина. Рассмотрим движе­ние проводника длиною L в плоскости, перпен­дикулярной направлению поля, когда один конец проводника неподвижен, а другой опи­сывает окружность. Электродвижущая сила на концах проводника определяется формулой за­кона электромагнитной индукции:

Eинд=-DФ/D.

Изменение потока индукции (рис. 21) вы­разится произведением площади малого сектора DS, которую опишет проводник при враще­нии с угловой скоростью w за время Dt, на индукцию магнитного поля В, в котором дви­жется проводник:

DФ=BDS= В•1/2L2wDt. Величина ЭДС выразится так:

Eинд=-1/2BL2w.

Машина, работающая по этой схеме (рис. 22), может быть построена, если проводник за­менить проводящим диском, который вращается относительно оси, располо­женной параллельно магнитно­му полю.

Электрическую цепь следует подключить одним кон­цом к оси диска, а другим — к его краю с помощью скользя­щего контакта. Машина эта называется униполярной, так как она генерирует ток одного направления.

ЭДС униполярной машины тем больше, чем больше индук­ция магнитного поля, радиус диска и угловая скорость вра­щения. Усилить индукцию маг­нитного поля постоянных маг­нитов нельзя, но их можно заменить катушкой проволоки и пропускать по ней постоян­ный ток; поток индукции, соз­даваемый катушкой, пропорционален силе про­текающего в ней тока. Униполярная машина очень проста, но она в состоянии создать очень большую ЭДС и, значит, постоянный ток боль­шой силы.

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ

Если размеры наэлектризованных тел по срав­нению с расстоянием между ними малы, то вели­чина силы, с которой они взаимодействуют, опреде­ляется законом Кулона. Трудность, как и в ре­шении проблемы взаимодействия намагниченных тел, была связана с пониманием, как действуют заряды. И в этом случае одержала верх «теория близкодействия»: каждый из электрических зарядов возбуждает вокруг себя электри­ческое поле, которое оказывает действие на другой заряд.

Силовая характеристика электрического поля — напряженность. Она определяется силой, действующей на единичный поло­жительный заряд в каждой точке поля:

E=F/q.

В Международной системе единиц (т. е. в систе­ме СИ) сила F измеряется единицей н (ньютон), а заряд q — единицей k (кулон). У единиц на­пряженности электрического поля нет специаль­ного названия, она измеряется единицей н/k. Напряженность поля удобнее измерять едини­цей в/м, которая выводится из уравнений н•м=дж и дж=k•в.

209