Не говоря уже о том, что на это тепло затрачивается энергия, оно само по себе может явиться разрушающим фактором, в особенности для изоляторов, поддерживающих проводники.

При очень высоких частотах (так называемых ультрачастотах) разряд принимает форму факела, горящего на проводе наподобие свечи и имеющего температуру вольтовой дуги.

Для образования короны или факела достаточно, чтобы напряжендость поля вблизи проводника перешла некоторый предел. Этот предел колеблется от 20 - 30 кв на сантиметр при низших частотах до 5 - 8 кв при ультрачастотах.

Возникшая корона может поддерживаться при значительно более низких напряженностях поля.

Укажем две основные причины, повышающие напряженность поля и способствующие, следовательно, возникновению короны.

Во-первых, вблизи всякого острия или выступающей части проводника образуется сгущение силовых линий (что равнозначно увеличению напряженности поля). 7 Во-вторых, такое же сгу-

=-j=--щение происходит на границе В [ ~~Л--:L ~ ~ J касания изолятора с проводни-

ком, и притом в тем большей степени, чем больше диэлек-

Фиг. 1.41. трическая проницаемость веще-

ства изолятора.

Чтобы пояснить это, положим, что металлический заряженный цилиндр В соприкасается своим дном с цилиндрическим изолятором А по плоскости Г, как это показано на фщ?. 1.41.

Сила взаимодействия между зарядами определяется по закону Кулона,

F = , (1.74)

где S - диэлектрическая проницаемость среды, окружающей заряды и Qg-В рассматриваемом случае изолятор А занимает часть среды, окружающей заряды, и поэтому уменьшает силу взаимодействия между ними, притом тем значительнее, чем больше его диэлектрическая проницаемость.

Особенно ослабляется взаимное отталкивание зарядов, расположенных на поверхности дна цилиндра, так как силовые линии здесь идут практически целиком в изоляторе. Поэтому на дне цилиндра и на его краю заряды сильно сгустятся. Сильное сгущение будет иметь место и снаружи на краю цилиндра. На границе между цилиндрами А и В электрическая сила, пропорциональная густоте линий D, будет: в диэлектрике

Ех = -5-. (1-75)

в воздухе

E2 = D = eEi. (1.76)

Последнее равенство показывает, что электрическая сила возрастает в районе около места соприкосновения металла с изолятором.

В электрических приборах вообще и в конденсаторах, в частности, это часто приводит к роковым последствиям. Например, если прибор находится под напряжением, близким к тому, которое может создать корону, то соприкосновение с изолятором вызывает эту корону.

В плоских воздушных конденсаторах края пластин являются местом наибольшей электрической силы. Если край Пластин острые, то пробой наступает здесь при напряжении, которое в других местах конденсатора еще не создает опасного градиента. Коэфициент использования вследствие этого снижается. Для того чтобы избежать этого, края пластин утолщают и дают ребру округленную форму.

/<ом/7йуе:н

Фиг. 1 42

Фиг. 1.43.

То же относится к конденсаторам с жидким диэлектриком. В конденсаторах с твердым диэлектриком пробой наступает по той же причине у краев, т. е. в том месте, где диэлектрик выступает из-за металлических обкладок.

При переменном токе здесь происходит наиболее сильное разогревание диэлектрика, которое может привести к разрушению прибора. Для избежания этого иногда диэлектрик на краях утолщают. Это, например, часто делается в так называемых лейденских банках.

В высокочастотных приборах изоляторы являются той частью конструкции, у которой краевой эффект проявляется в наибольшей степени. Поэтому вещество изолятора должно выбираться не только с малым углом потерь, но и с возможно малой диэлектрической проницаемостью.

Совершенно ясно, что при высоких напряжениях и при высокой частоте не следует применять скреплений металла с изолятором по типу фиг. 1.41. На фиг. 1.42 показана конструкция, пригодная для такого соединения. Здесь место стыка металла А с изолятором В закрыто колпаком S, который разрежает поле в месте стыка.

Ддя уменьшения градиента на всякого рода заострениях полезно применять конструкции, аналогичные показанной на фиг. 1.43, где острый край винта закрыт внешним металлическим колпачком закругленной формы.

§ 15. Магнитное поле.

Магнитным полем называется пространство, в котором проявляются магнитные явлеция.

Магнитный полюс, помещенный в магнитное поле, испытывает механическую силу, стремящуюся сообщить ему перемещение. Величина этой силы и направление ее, в случае воздействия на северный полюс с принятым за единичное количеством мапетизма, характеризует силу и направление поля.

Для изображения поля применяют тот же метод силовых линий, что и в случае электрического поля. В отличие от электрических линий магнитные линии всегда замкнуты. Поэтому магнитное поле не является потенциальным, как статическое электрическое поле.

Густота линий характеризует так называемую магнитную индукцию i).

Магнитная индукция В представляет собой вектор, связанный с вектором магнитной силы, или напряженности поля Н соотношением

B==(iH,

еде }х-магнитная проницаемость.

Совокупность магнитных линий образует магнитный поток.

Если в равномерном магнитном поле мысленно вырезать цилиндр так, (фиг. 1.44), чтобы образующая совпадала с направлением линий поля, то

) Этот термин никоим образом не надо смешивать с термином электромагнитная индукция*, который относится к явлению взаимного превращения электрического и магнитного полей.

Фиг. 1.44.

магнитный поток Ф, проходящий через этот цилиндр, определяется соотношением

где М называют магнитодвижущей силой на краях цилиндра, а - магнитным сопротивлением.

Магнитное сопротивление определяется формулой

(1.77)

аналогичной по виду (но отнюдь не по физическому смыслу) формуле для омического сопротивления.

При неравномерном поле пространство делится на бесконечно малые участки и путем суммирования элементарных сопротивлений подсчиты-вается полное магнитное сопротивлейие всей цепи.

Величина, обратная магнитному сопротивлению, называется магнитной: проводимостью .

Пользование понятием магнитного сопротивления или проводимости представляет удобство.

Однако здесь надо остерегаться понимать термины сопротивление и проводимость в том же смысле, как и при электрическом токе.

Электрическая проводимость приводит, как уже было сказано, к уничтожению электрического поля.

Электропроводник - это такое вещество, в котором имеются заряды обоих знаков, могущие перемещаться под действием поля. Силовая линия

поля, оканчивающаяся на этих зарядах, укорачивается по мере того, как заряды сближаются, и, наконец, исчезает вовсе, когда разноименные заряды входят в соприкосновение. Поэтому внутри проводника статическое электрическое поле не может существовать, и это является определением свойства электрической проводимости.

В этом смысле проводников магнетизма нет, так как нет вещества, которое могло бы уничтожить или разорвать силовую лцнию. Если допустить существование такого вещества, то надо допустить существование свободной магнитной массы, что, как мы видели, несовместимо с понятием о магнитном поле.

Магнитнде сопротивление или магнитную проводимость следует понимать лишь как некоторые материальные коэфициенты, показывающие, отношение между магнитодвижущей силой и потоком. С формальной стороны они тождественны терминам диэлектрическое сопротивление и емкость . Вообще же можно отметить, что термин сопротивление во всех случаях является мало удачным.

Если по бесконечно длинному проводу (фиг. 1.45) протекает ток /, то вокруг провода образуются кольца магнитного поля Н.

Сила поля обратно пропорциональна расстоянию от провода и выражается равенством

Фиг. 1.45.

(1.78)

где d - расстояние от оси провода до точки, в которой определяется напряженность поля.

Ур-ние (1.78) может служить для определения единицы для измерения напряженности поля.