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2°闭合螺线管对于电流元的作用是零。
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但是,电动力学势消失了,也就是说,当其强度保持不变的闭合电流和开路电流流回它们的初始位置时,则总功不是零。
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3.连续转动。在电动力学实验中,最引人注目的实验是产生连续转动的实验,有时也称其为单极感应实验。磁铁可以绕它的轴转动;电流先通过固定导线,经由N极进入磁铁,例如流过一半磁铁,再由滑动触点流出,重新流进固定导线。
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于是,磁铁开始连续不断地转动,永远也不能达到平衡;这是法拉第的实验。
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这怎么可能呢?如果它是形状不变的两个电路的问题,即一个是固定电路C,另一个是可绕轴转动的电路C’,那么后者永远也不会连续转动;事实上,这里存在着电动力学势;因此,当这个势是极大值时,必定有一个平衡位置。
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因此,只有当电路C’由两部分构成时,即一部分是固定的,另一部分可绕轴转动时,连续旋转才是可能的,情况有如法拉第实验。在这里,可以再次方便地做出区分。从固定部分到达可动部分,或者反过来,既可以用简单接触(可动部分的同一点始终与固定部分的同一点接触)来实现,也可以用滑动接触(可动部分的同一点依次与固定部分的各点接触)来实现。
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只有在第二种情况下,才能发生连续转动。系统趋向于取平衡位置,这就是接着发生的事情;但是,在到达平衡位置的点时,滑动接点使可动部分与固定部分的新点连通;它改变了连接关系,从而改变了平衡条件,可以说,它致使平衡位置在系统企图达到它之前就逃离了,所以转动可以无限期地进行下去。
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安培假定,电路对C’可动部分的作用与C’的固定部分不存在时一样,从而与通过可动部分的电流是开路电流时一样。
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因此,他得出结论说,闭合电流对于开路电流的作用,或者反过来,开路电流对于闭合电流的作用,可以引起连续转动。
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但是,这个结论取决于我已阐述的假设,正如我上面说过的,亥姆霍兹不承认这个假设。
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4.两个开路电流的相互作用。在涉及两个开路电流的相互作用时,尤其是涉及两个电流元的相互作用时,所有的实验都失败了。安培曾求助于假设。他假定:
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1°两个电流元的相互作用可以简化为沿它们的连线作用的力;
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2°两个闭合电流的作用是它们的各个电流元相互作用的合量,而且合量与这些电流元是孤立时的情况相同。
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引人注目之处在于,安培在这里又一次无意识地做了这些假设。
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不管怎样,这两个假设与关于闭合电流的实验一起,足以完备地决定两个电流元相互作用的定律。但是这样一来,我们在闭合电流的个案中遇到的大多数简单定律不再为真。
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首先,不存在电动力学势;正如我们看到的,在闭合电流作用于开路电流的个案中,也不存在任何电动力学势。
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其次,严格地讲,不存在磁力。
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事实上,我们上面已给出了这个力的三种不同的定义:
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1°借助加于磁极上的作用;
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2°借助取磁针方向的指向力偶;
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3°借助加于电流元上的作用。
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但是,在我们现在所讨论的个案中,不仅这三个定义不再和谐一致,而且每一个定义也丧失了它的意义,事实上:
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1°磁极已不再仅仅受到施加于这个极的单一力的作用。实际上,我们看到,由电流元对磁极的作用而引起的力没有施加在该磁极上,而是施加在该电流元上;而且,它可用施加在该磁极上的力和力偶来代替;
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2°作用在磁针上的力偶已不是简单的指向力偶,因为它对于磁针轴的力矩不是零。它可以分解为严格意义上所谓的指向力偶和倾向于产生我们所说的连续转动的附加力偶;
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3°最后,作用在电流元上的力并不垂直于这个电流元。
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