 |
 |
 |
 |
Результирующий импеданц равен, как обычно,
+ . (И)
Однако едва ли правильно допущение, что разряд останется колебательным, когда одна из ветвей разветвленной цепи ил1еет высокое сопротивление. Конечно, нельзя пользоваться формулами, имеющими столь частный характер, при отыскании критерия колебательности разряда.
Общие выражения таковы:
р 12 I (12-2l) /J9\
7?1-Ь7?2 ?1+?2 (R,+ R,f+n4L, + L,r >
J LRl + URl {LiR,-L,R,y , (L.R-UR.r ,
Чтобы найти частоту, надо воспользоваться всеми тремя уравнениями сразу; но даже и в этом виде решение неполно, так как п входит также в истинное выражение для Ri и R так, что полное решение случая разряда конденсатора в разветвленной цепи далеко не просто.
Опыты с воздушным зазором в качестве одного из возможных путей- лучше, ибо тут можно быть уверенным, что ни один разряд не выберет этот путь, если зазор так отрегулирован, чтобы едва-едва исключить возможность проскока искр.
Подверженкость различных предметов ударам мелний
В упомянутой выше моей лекции в Научном обществе были описаны также некоторые опыты по подверженности различных предметов ударам молний. Проводится различие между двумя возможными случаями:
(1) когда воздух над предметом подвергается действию непрерывно нарастающего напряжения до тех пор, пока не произойдет пробой;
(2) когда напряжение начинает действовать на воздух и проводники сразу, внезапным скачком.
В первом случае путь в воздухе подготавливается индуктивно, и пробой происходит в том месте, где напряжение раньше всего достигает предельной величины; обычно это бывает на каком-нибудь небольшом шарике или поверхности, а потому последняя претерпевает удар и отводит весь разряд независимо от своего сопротивления. Если сопротивление велико, то удар .может быть слабым; если сопротивление мало -удар может быть громким, но место удара молнии не зависит от этих соображений. Тлеющий и кистевой разряды на остриях или малых поверхностях могут легко предотвратить появление громких разрядов.
Второй случай носит иной характер. Когда происходит неожиданный скачок, разряд распределяется между несколькими проводниками пропорционально их импеданцам и совершенно независимо от каких-либо соображений о максимальном напряжении или о подготовке пути посредством индукции; благодаря этому, здесь не наблюдается никакого различия между остриями и большими шарами. Острия теряют свои защитные
Фиг. 1.
Банка разряжается обычным образом в А и в то же время на дальнем конце двух длинных проводов в В проскакивает еще более длинная искра. Если же концы проводов В раздвинз/ты слишком далеко, чтобы искра могла проскочить, то на проводах появляется свечение и образуются кистевые разряды при каждом разряде конденсатора в А.
Теория этого явления состоит, повидимому, в том, что в цепи А происходят колебания, согласно уравнению (3) с периодом
где L-индуктивность цепи А, а S - емкость банки. Эти колебания возмущают окружающую среду и посылают излучение той же природы, что и свет, длину волны которого можно получить, помножив вышеупомянутый период на скорость распространения. Эта скорость, как известно, равна
отсюда длины волны
kvT = 2./±.f. (15)
Но Y является электромагнитной мерой индуктанса, а -j--электростатическая мера емкости. Обе эти величины имеют размерность длины, а длина волны является их средним геометрическим, умноженным на 2тс.
Распространение этих колебательных возмущений вдоль проводов к В происходит согласно следующим законам:
Пусть Z, будет индуктивность на единицу длины проводов; пусть «1 - их емкость или проницаемость [permittance], как на.зывает ее г-н Хевисайд, на единицу длины, а г, -сопротивление на единицу длины.
свойства и подвергаются ударам шумящих искр так же легко, как и шарики. Легче всего обычно подвергается удару самый высокий предмет, если только его импеданц не слишком велик. Если его сопротивление очень велико, то он почти не подвергается ударам и, таким образом, не предохраняет другие предметы.
Опыты с обратным ударом
Среди описанных в вышеупомянутой лекции было несколько опытов, имеющих, повидимому, большой теоретический интерес; в этих опытах на концах длинных проводов, присоединенных одним концом к цепи разряжающегося конденсатора, наблюдался обратный удар.
Схема показана на этом рисунке.
4Ig- а
тогда как Г1=среднему геометрическому между его обычной величиной и 2""t*o, где fj. и К относятся к пространству вне материала проводов, {о относится к их материалу, а есть радиус их сечения и b-расстояние между ними.
Второй член в выражении для 1 при таких высоких частотах, как мы видели, практически равен нулю. Отсюда -скорость распространения разрядов конденсатора вдоль двух параллельных проводников - равна просто скорости света, как и в обычном пространстве, так как /iSi=f<.K.
Пульсации пробегают вдоль поверхности проводников с известной долей рассеивания и отражаются на дальних концах, вызывая наблюдаемый обратный удар в В. Они продолжают колебаться туда и обратно, пока не исчезнут полностью вследствие затухания подвлияниемэкспоненциаль-ного множителя в (18). Наилучший эффект должен наблюдаться, когда длина каждого из проводов равна половине длины волны или какому-либо кратному половины длины волны. В этом случае период собственных колебаний в проводах будет согласован с периодом колебания контура и оба будут колебаться в унисон подобно струне или воздушному столбу, резонирующему с язычком.
I Г-н Хевисайд рассматривал эту задачу гораздо более общим способом, см. Phil. Mag., 1888 г., особенно февраль 1888 г., стр. 146.
Тогда для падения потенциала вдоль них мы имеем
-dT= + C, (16)
а для накопления заряда или повышения потенциала по (времени
(17)
dt S, dx >
Это уравнения распространения волны и они дают стоячие волны в конечных проводниках соответствующей длины, находящихся под действием приложенной переменной э.д.с.
Решение для длинных проводов, для случая малого и большой частоты будет
У = У,ег cosn(/-0. (18)
Следовательно, скорость распространения равна Лд, а длина волны равна
Далее, для двух параллельных проводов, как на рисунке
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 [ 103 ] 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156