– Смотрите, товарищи: я насыпаю много соли в нашу банку, лампочка горит почти полным светом, так как сопротивление раствора малое. Опустите теперь в банку палец. Он не чувствует ни малейшего раздражения. Теперь я сменяю воду в банке и насыпаю очень мало соли, так мало, что лампочка едва накаливается. Если теперь вы опустите палец в воду, то он испытает весьма болезненное раздражение.

– Как же понять эти два опыта? В первом ток был гораздо сильнее, чем во втором, а палец ощущал именно этот слабый ток, а не сильный.

Для решения этой задачи нужно вспомнить знаменитый закон, открытый немецким ученым Омом. Этот закон дает зависимость между силой тока, электродвижущей силой и сопротивлением. Закон Ома может быть символически записан так:

где I – сила тока в амперах, Е – э.-д. с. в вольтах и R – полное сопротивление всей цепи, выраженное в омах.

Нашу задачу мы решили следующим образом.

Для нашего опыта мы брали 10-свечную экономическую лампочку. Для полного накаливания ее волоска требовалось немного больше 0,1 ампера. Так как в первом опыте лампочка почти не изменяла яркости своего горения при включении банки с соленой водой, то мы приняли силу тока равной 0,1 ампера. Общее сопротивление лампочки и раствора можно было найти, пользуясь формулой Ома. Э.-д. с. в нашей цепи была 110 V, следовательно,

Сопротивлением проводов можно пренебречь ввиду его незначительной величины.

Ясно, конечно, что на долю сопротивления раствора соли приходилась очень незначительная часть всего сопротивления. Допустим для круглого счета, что оно равнялось 100 омам. Это во всяком случае больше истинной величины.

Мы уже говорили, что потенциал падает пропорционально сопротивлению цепи. Следовательно, если электрический ток, пройдя сопротивление в 1100 омов, снизил потенциал на 110 V, то очевидно, что, пройдя 100 омов, он понизит потенциал на 10 V. Таким образом, даже между шпильками будет существовать разность потенциалов всего в 10 V, а на поверхности пальца еще меньше. Это недостаточно для того, чтобы ощутить физиологическое действие тока.

Теперь нальем в банку наш слабый раствор, сопротивление которого огромно. Скажем даже, что сила тока в цепи теперь уменьшилась только в 10 раз. Тогда сопротивление всей цепи будет:

Лампочка из предыдущего расчета имеет сопротивление в 1000 омов, следовательно, на долю раствора теперь приходится 10 000 омов.

Повторяем предыдущее рассуждение: если потенциал на протяжении 11 000 омов снизился на 110 V, то на 10 000 омов он должен упасть на

Итак, теперь между шпильками разность потенциалов равна уже 100 V, и хотя, конечно, на палец будет действовать меньшая э.-д. с., но все же она будет достаточной для того, чтобы оказать физиологическое действие.

Вот и весь секрет этой задачи. Чем больше сопротивление будет у раствора соли, тем большая разность потенциалов будет между шпильками, а значит, и у пальца. Физиологическое действие тока происходит главным образом за счет величины э.-д. с. В электротехнике э.-д. с. до 220 V считают не опасными, до 500 V – опасными, а выше – смертельными.

Мы не удовлетворились одними теоретическими доказательствами. Мы показали и на опыте нашему товарищу, что он не прав. Мы опустили в раствор соли вместо пальца один конец проволочки, а к другому притрагивались пальцем, – как и следовало ожидать, мы ничего при этом не чувствовали.

После решения этой задачи нам пришлось вновь выслушать критику ее автора уже по другому вопросу.

– Товарищи, мы определенно запутались в двух понятиях: сила тока и э.-д. с. Мы начали с того определения, что ток произведет тем больший эффект, чем больше его сила. Это было вполне понятно. Но в решении задачи № 42 вы уже говорили, что физиологическое действие тока будет тем сильнее, чем больше э.-д. с. Конечно, может быть такое странное влияние э.-д. с. оказывает только на нервно-мышечную систему животных, но и тогда остается совершенно непонятным, почему же сила тока не оказывает на нее никакого влияния.

– Ничего подобного, – заговорил другой товарищ, – сила тока не менее непонятно ведет себя и по отношению к электрической лампочке. Я давно уже ищу случая поделиться с вами моим горем.