Жданов Л. С., Маранджян В. А. Курс физики. Для средних специальных заведений. Часть вторая. Изд-во «Наука», Главная редакция физико-математической литературы, 1970 г. 608 с.


Введение. История развития техники показывает, что открытие новых мощных источников энергии и их практическое использование часто ведет к бурному развитию производительных сил общества, к быстрому прогрессу техники. Изобретение паровой машины способствовало бурному прогрессу техники в XVIII в. К середине XIX в. теплоэнергетика достигла больших успехов, но темп ее развития замедлился: требовались новые источники энергии, более мощные, чем тепловые машины. Существенное значение к этому времени приобрел и вопрос о передаче энергии от места ее получения к потребителю, так как транспорт был перегружен перевозками топлива.
Все эти проблемы были решены с помощью использования электрической энергии. Без электрической энергии техника никогда не смогла бы достигнуть современного уровня развития. Только использование электрической энергии позволило передавать практически неограниченные количества энергии на большие расстояния с незначительными потерями. Если к этому добавить легкость преобразования электрической энергии в другие виды энергии, высокие коэффициенты полезного действия устройств, в которых эти превращения происходят, при самой различной мощности (от сотых долей ватта до сотен тысяч киловатт), то станет ясным, что практическое использование электрической энергии в промышленности привело к революции в технике.
Электрическую энергию стали применять с середины X в., вначале для телеграфирования и освещения. Быстрый прогресс электротехники в конце XIX в. сделал электрическую энергию незаменимой. В настоящее время с помощью электрической энергии осуществляется искусственное освещение, приводятся в действие станки, осуществляются сигнализация, связь, телевидение и почти все измерения величин в науке и технике. Без электрической энергии были бы крайне затруднены, а иногда и невозможны, автоматизация производства в широких масштабах, управление агрегатами на расстоянии, изучение космического пространства. Электроэнергия получила разнообразные специальные применения в металлургии (электроплавка, получение легких металлов), в машиностроении (сварка, резка металлов), в химии (электролиз), на транспорте и т. д. Общеизвестно и широкое применение электроприборов в быту.
Кроме того, электромагнитные явления лежат в основе процессов, происходящих внутри атома. Не зная закономерностей электромагнитных явлений, нельзя было бы изучать строение атомов и атомных ядер.
Современная цивилизация не может существовать без использования электрической энергии. Мы живем в век электричества и атомной техники. Выдающуюся роль электрической энергии для науки и техники подчеркнул В. И. Ленин, указав, что «коммунизм — это есть Советская власть плюс электрификация всей страны».
Таким образом, раздел физики «Электричество» имеет особо важное значение для изучения науки и для освоения современной техники.
§ 246. Электризация тел. Вспомним некоторые классические факты, относящиеся к развитию учения об электричестве. Поднесем пластинку из пластмассы к мелко нарезанным кусочкам бумаги. Она не окажет на них никакого действия. Хотя между пластинкой и бумажками действуют силы тяготения, но они настолько малы, что в рассматриваемом случае никакого практического значения не имеют. Потрем теперь ту же пластинку о шерстяную материю или проведем ею несколько раз по сухим волосам. Оказывается, что после этого кусочки бумаги притягиваются к пластинке (рис, 244). Тот же результат получится, если потереть стекло о кожу, и вообще при трении многих веществ друг о друга. ти опыты показывают, что сила притяжения каждой бумажки к пластинке в огромное число раз превосходит силу тяготения между бумажкой и пластинкой. Что же является причиной этого притяжения? Дальнейшее изучение этого явления показало, что онс вызывается электрическими зарядами, находящимися на пластинке. Тело, обладающее свойством притягивать к себе другие тела вследствие наличия на нем электрических зарядов, называется наэлектризованным. Из описанного опыта, казалось бы, можно сделать вывод, что заряды возникают при трении. На самом же деле электрические заряды всегда
имеются в любом веществе, так как электрически заряженные частицы являются составными частями атомов всех веществ. Чтобы понять явление электризации и выяснить роль трения, нужно знать строение атома (оно рассмотрено в § 250).
§ 247. Понятие о проводниках и диэлектриках. Известны вещества, в которых электрические заряды не могут свободно перемещаться и остаются в тех местах тела, где они появились во время опыта. Такие вещества называются непроводниками, или изоляторами, или же диэлектриками. К ним относятся стекло, смола, фарфор, каучук, эбонит, шелк, вода, керосин, газы и многие другие вещества.
Если же сообщить электрические заряды какому-нибудь участку поверхности металлического тела, то заряды самопроизвольно распределяются по всей его поверхности. Вещества, в которых электрические заряды могут свободно перемещаться, называются проводниками. К ним относятся все металлы, уголь, графит, растворы кислот, оснований, солей и т. д.
Из изложенного ясно, чтоесли мы хотим, чтобы тело удерживало электрический заряд, то оно должно быть со всех сгоронокружено непроводящими веществами (изоляторами).