Электростатическое поле. Яковлев И.А - 3 стр.

                                          4
внутренней сферам подведены провода от источника тока, поддерживающего между
сферами ту же разность потенциалов, которая была между сферами в первом случае. В
шаровом слое, разумеется, идет постоянный ток.
       Как известно, в однородном проводнике при прохождении по нему постоянного
тока нет объемных зарядов; это значит, что поле в шаровом слое между сферами должно
остаться таким же, каким оно было при наличии на сферах только статических зарядов и
в отсутствие проводящей среды в шаровом слое.
       Таким образом, можно заменить изучение электростатического поля между
системой заряженных проводников изучением электростатического поля постоянного тока
между той же системой проводников, если потенциалы проводников поддерживаются
постоянными и соотношение проводимостей среды и проводника допускает
предположение об эквипотенциальности последних.
       Указанная замена изучения поля неподвижных зарядов изучением поля
стационарного тока дает больше экспериментальных преимуществ: 1) вводя в
проводящую среду в качестве зондов простые металлические электроды, мы
автоматически получаем выравнивание потенциалов зонда и той точки поля, в которую
введен зонд; 2) зонды в этом случае могут быть соединены с токоизмерительными
приборами, а не с электростатической аппаратурой, которая всегда гораздо сложнее и
ненадежнее в работе, чем токовые приборы.
       Надо иметь в виду, что электрическая цепь зонда должна обладать большим
сопротивлением по сравнению с сопротивлением проводящих слоев вещества между
точкой. В которую помещен зонд, и ближайшим электродом. В противном случае
включение зонда исказит распределение потенциалов в исследуемом поле.
       Отдельного    замечания    заслуживает     вопрос   об    изучении    строения
электростатического поля в пространстве, заполненном диэлектриком. Как известно, в тех
случаях, когда весь объем поля заполнен однородным диэлектриком, структура поля
остается такой же, как и в отсутствие диэлектрика. Поэтому такое поле может быть
заменено на общих основаниях полем стационарного тока. Если же объем изучаемого
поля заполнен неоднородным диэлектриком, то такому полю должно быть приведено в
соответствие поле стационарного тока в среде с неоднородной проводимостью. Мы не
останавливаемся здесь на дальнейшем обсуждении этого вопроса так как он в
лабораторной работе экспериментально не исследуется, но предостерегаем от одной
довольно распространенной среди начинающих работать ошибки. Именно: иногда
предполагают, что введение в проводящую среду (в которой поле тока воспроизводит
электростатическое поле) диэлектрических тел изменит конфигурацию поля в
соответствии со значением диэлектрической проницаемости введенных тел. Это
ошибочное предположение. Поле тока изменится в таком случае в соответствии со
значением проводимости введенного тела, а не его диэлектрической проницаемости.
       Практическое осуществление описанного приема изучения электростатического
поля будет ясно из объяснения устройства применяемой для этой цели простейшей
установки.

      Описание экспериментальной установки. В ванну, сделанную из материала с
хорошими электроизолирующими свойствами (например, из оргстекла), помещают
металлические электроды А и Б, поле между которыми хотят изучить (рис. 1); контуры
ванны показаны пунктирными линиями. Ванна заполняется жидким электролитом,
проводимость которого мала по сравнению с проводимостью металла (например, водой).
Электроды опираются на дно ванны и возвышаются над поверхностью налитого в ванну
электролита.
      Напряжение на электроды подается с потенциометра R, включенного на выходе
выпрямителя (см. рис. 1). В измерительную часть схемы входят зонд Z, нулевой
гальванометр Г и вольтметр В. Нулевым гальванометром называется стрелочный