Лабораторный практикум по электричеству и магнетизму. Ч. 4. Алейников Н.М - 14 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

14
[q]
СГСЭ
= [F]
½
[r] = см
⅜
г
½
с
– 1
.
Тогда размерность силы тока (единица силы тока) в системе СГСЭ будет
[I ]
СГСЭ
=[q]·[t]
–1
= см
⅜
г
½
с
– 2
.
В системе СГСМ за единицу силы тока принимается такой ток, который,
протекая по двум тонким прямым бесконечным параллельным проводникам ,
расположенным в вакууме на расстоянии r =1 см друг от друга, вызывает между
проводниками силу взаимодействия F = 1 дн на единицу длины проводника l =
1 см . Сила тока определяется из условия взаимодействия двух параллельных
проводников с токами I
1
и I
2
. Из закона Ампера, который в системе СГСМ
имеет вид F =
r
lII
21
2
, можно определить размерность силы тока (единицу силы
тока) в СГСМ системе.
[I ]
СГСМ
=[F]
½
=дн
½
= см
½
г
½
с
– 1
.
Таким образом , один и тот же ток, измеренный в единицах СГСЭ и
СГСМ систем , будет отличаться множителем с =
СГСМ
СГСЭ
I
I
, имеющим размер -
ность скорости [с] = [см ] ·[ с]
– 1
. Величина с называется электродинамической
постоянной и численно совпадает со скоростью света в вакууме с = 3·10
10
см·с
– 1
.
Различие в определении единиц силы тока приводит к различиям и других
величин . Например , диэлектрическая и магнитная проницаемости вакуума ε
0
и
µ
0
в этих системах различны :
в системе СГСЭ
ε
0
= 1, µ
0
=
2
1
с
=
20
10
9
1
⋅
см
– 2
с
2
,
в системе СГСМ
ε
0
=
2
1
с
=
20
10
9
1
⋅
см
– 2
с
2
, µ
0
= 1.
Чтобы устранить неравноправную роль в системах СГСЭ и СГСМ, Гаус-
сом была создана абсолютная симметричная система электрических и магнит -
ных единиц Гаусса , объединяющая по сути СГСЭ и СГСМ системы. В системе
Гаусса все электрические величины (заряд, напряженность электрического по -
ля , потенциал, емкость, сила тока и др .) измеряются в единицах системы СГСЭ,
а все магнитные (напряженность и индукция магнитного поля , индуктивность,
магнитный поток и др .) – в единицах системы СГСМ. Диэлектрическая и маг -
нитная проницаемости вакуума ε
0
и µ
0
в системе Гаусса представляют безраз -
мерную единицу ε
0
= µ
0
=1.
Методика работы
Из определения электродинамической постоянной следует , что для ее из -
мерения необходимо измерить один и тот же ток I
1
и I
2
в различных системах
единиц СГСЭ и СГСМ и вычислить отношение с =
СГСМ
СГСЭ
I
I
(1).
Равенства токов I
1
и I
2
можно достигнуть, добиваясь одинакового отклонения
стрелки тангенс-гальванометра при прохождении через него тока, измеряемого
в СГСЭ системе, и тока , измеряемого в СГСМ системе. 
                                             14
                          ½        ⅜     ½   –1
              [q]СГСЭ = [F] [r] = см г с .
Т огда р аз мер ностьсилы тока (единица силы тока) в системеС Г С Э будет
              [I ]СГСЭ =[q]·[t]–1 = см ⅜ г ½ с–2.
      В системеС Г С М з а единицу силы тока пр инимается такой ток, котор ы й,
пр отекая по двум тонким пр я мы м бесконечны м пар аллельны м пр оводникам,
р асполож енны м в вакуумена р асстоя нии r =1 см др уг от др уга, вы з ы вает меж ду
пр оводниками силу вз аимодействия F = 1 дн на единицу длины пр оводника l =
1 см. Сила тока опр еделя ется из условия вз аимодействия двух пар аллельны х
пр оводников с токами I1 и I2. И з з акона А мпер а, котор ы й в системеС Г С М
                2I1 I 2l
имеет вид F =            , мож но опр еделить р аз мер ность силы тока (единицу силы
                  r
тока) в С Г С М системе.
              [I ]СГСМ =[F]½ =дн½ = см ½ г ½ с–1.
      Т аким обр аз ом, один и тот ж е ток, из мер енны й в единицах С Г С Э и
                                                       I С ГС Э
С Г С М систем, будет отличаться множ ителем с =                , имею щ им р аз мер -
                                                       I С ГС М
ность скор ости [с] = [см]·[с]–1. В еличина с наз ы вается электр одинамической
постоя нной и численно совпадает со скор остью света в вакуумес = 3·1010 см·с–1.
       Раз личиев опр еделении единиц силы тока пр иводит кр аз личия м и др угих
величин. Н апр имер , диэлектр ическая и магнитная пр оницаемости вакуума ε0 и
µ0 в этих системах р аз личны :
                                                           1         1
            в системеС Г С Э ε0 = 1,               µ0 =        =           см –2 с2,
                                                           с 2
                                                                 9 ⋅ 10 20

                                       1         1
            в системеС Г С М ε0 =          =           см –2 с2,              µ0 = 1.
                                       с 2
                                             9 ⋅ 10 20

       Чтобы устр анитьнер авнопр авную р оль в системах С Г С Э и С Г С М , Гаус-
сом бы ла соз дана абсолю тная симметр ичная система электр ических и магнит-
ны х единиц Гаусса, объединя ю щ ая по сути С Г С Э и С Г С М системы . В системе
Гаусса всеэлектр ическиевеличины (з ар я д, напр я ж енность электр ического по-
ля , потенциал, емкость, сила тока и др .) из мер я ю тся в единицах системы С Г С Э ,
а всемагнитны е(напр я ж енность и индукция магнитного поля , индуктивность,
магнитны й поток и др .) – в единицах системы С Г С М . Д иэлектр ическая и маг-
нитная пр оницаемости вакуума ε0 и µ0 в системеГаусса пр едставля ю т безр аз -
мер ную единицу ε0 = µ0 =1.

М етод ика работы
      И з опр еделения электр одинамической постоя нной следует, что для ееиз -
мер ения необх одимо из мер ить один и тот ж еток I1 и I2 в р аз личны х системах
                                                                   I С ГС Э
единиц С Г С Э и С Г С М и вы числитьотнош ениес =                                  (1).
                                                                   I С ГС М
Равенства токов I1 и I2 мож но достигнуть, добивая сь одинакового отклонения
стр елки тангенс-гальванометр а пр и пр ох ож дении чер ез него тока, из мер я емого
в С Г С Э системе, и тока, из мер я емого в С Г С М системе.

Страницы