Розподіл напруги в провіднику зі струмом

Ми бачили, що в разі рівноваги зарядів напруга між будь-якими точками провідника дорівнює нулю. Навпаки, якщо по провіднику тече струм, то між різними точками провідника повинно існувати напруга. Досліджуємо розподіл напруги в провіднику зі струмом.

Прикрутимо до кінців дерев’яного ізольованого стержня дроти і з’єднаємо їх з полюсами працюючої електричної машини. Так як дерево є провідником, хоча і поганим, то в стержні виникає струм. (Цей струм настільки слабкий, що його можна виявити і виміряти, тільки застосовуючи чутливий гальванометр.)

Приєднавши листки і корпус електрометрії до яких-небудь двох точок стрижня і, ми виявимо, що між ними існує деяка напруга. Напруга ця тим більша, чим далі один від одного відстоять уздовж стержня порівнювані точки, і досягає найбільшого значення між крайніми точками стержня.

Те ж само можна показати, користуючись замість електричної машини гальванічними елементами і створюючи струм не в дерев’яному стержні, а в металевому провіднику. Для цього можна взяти шматок залізного дроту і замкнути його на батарею з декількох елементів, з’єднаних послідовно. Струм в дроті буде набагато сильніший, ніж в дерев’яному стержні, і його можна легко виміряти, ввівши послідовно в ланцюг амперметр. Однак напруга між різними точками дроту буде в цьому досліді невелика, і для його вимірювання потрібно застосувати замість звичайного шкільного електрометра більш чутливий прилад. І в цьому досліді ми знайдемо, що між різними точками дроту існує напруга, яка досягає найбільшого значення між кінцями дроту. При наявності в провіднику електричного струму між кінцями будь-якої її ділянки існує електрична напруга.

Існування різниці потенціалів між точками провідника зі струмом абсолютно аналогічна існуванню різниці тисків в струмені рідини при її течії з тертям по трубах. Цю схожість можна простежити на приладі і зрозуміло\ без подальших пояснень. Якщо закрити кінець горизонтальної трубки краном, то струму рідини не буде, при цьому у всіх манометрах 1,2, … рідина встановлюється на одній і тій же висоті (позначеної штрих-пунктирною лінією), тобто між різними точками трубки немає різниці тисків, точно так само, як між точками провідника, по якому не тече струм, немає різниці потенціалів. При відкриванні крана виникає більш-менш сильний струм рідини, і рівні манометрів розташовуються по похилій лінії, вказуючи на падіння тиску уздовж трубки.

Посилання на основну публікацію