Шаг за шагом. Транзисторы - Сворень Рудольф Анатольевич - Страница 36

ВОСПОМИНАНИЕ № 6. ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ.

Общее сопротивление в основном определяется малым сопротивлением, а роль мухи достается большому.

ВОСПОМИНАНИЕ № 7 (ОДНО ИЗ САМЫХ ВАЖНЫХ ДЛЯ НАС). ДЕЛИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ.

Подведем напряжение к двум последовательно соединенным резисторам. Оно автоматически распределится между ними так, что на большем сопротивлении будет действовать и большая часть напряжения.

Такое распределение напряжений легко объяснить. Дело в том, что во всех участках последовательной цепи течет один и тот же ток: сколько зарядов входит в электрическую цепь (не забывайте о примечании на стр. 26), столько же выйдет из нее. А чтобы продвинуть один кулон по участку с сопротивлением 10 ому нужно поработать в десять раз больше, чем для продвижения этого же кулона по участку с сопротивлением 1 ом.

Напряжение, ток, сопротивление на любом участке делителя, так же как и во всей цепи, связаны формулами закона Ома. Разновидностью делителя является потенциометр — переменное сопротивление, позволяющее плавно менять распределение напряжений.

В том, что делитель действительно делит подведенное к нему напряжение пропорционально сопротивлениям отдельных участков, легко убедиться, подключив вольтметр к каждому из резисторов.

ВОСПОМИНАНИЕ № 8. ШУНТ.

В переводе на русский «шунт» означает «обходной путь». Так называют резистор или другой элемент, подключаемый параллельно какому-либо участку цепи. Через шунт, естественно, идет часть тока, и, чем меньше шунтирующее сопротивление, тем больший ток ответвится в него, тем меньшая часть тока пойдет через шунтируемый участок цепи. Напряжение на резисторах, соединенных параллельно, всегда одинаково, а их общее сопротивление меньше наименьшего (Воспоминание № 6).

Если вы хотите убедиться в том, что усвоили понятия «делитель» и «шунт», попробуйте составить несколько эквивалентных схем (все детали представлены резисторами) уже знакомой нам цепи (рис. 41, листок А), состоящей из лампочек, выключателей и диодов. Составьте эквивалентные схемы этой цепи для всех возможных комбинаций включения и выключения Вк₁ и Вк₂, причем для обоих полупериодов. При этом считайте, что прямое сопротивление диода равно 2 ом, обратное — 20 ком и сопротивление лампочки — 200 ом.

ВОСПОМИНАНИЕ № 9. ГЕНЕРАТОР И НАГРУЗКА.

Пекарь, выпекающий хлеб, обязательно должен и сам чего-нибудь поесть. Так и генератор, вырабатывающий электрическую энергию, часть ее расходует на свои внутренние нужды. Можно сказать, что внутреннее сопротивление генератора R_г вместе с сопротивлением нагрузки R_н образует делитель (Воспоминание № 7): чем больше R_н по сравнению с R_г, тем большая часть э. д. с. достается нагрузке. Об этом можно сказать и иначе: чем меньше R_н, тем больше потребляемый от генератора ток, тем больше падение напряжения на R_г и, следовательно, меньше напряжение на выходе генератора.

Попробуйте постепенно увеличивать число лампочек, подключаемых параллельно батарейке карманного фонаря. Вы увидите, что, чем больше лампочек, тем более тускло горит каждая из них. Происходит это потому, что потребляемый ток растет, возрастают потери на внутреннем сопротивлении батареи и напряжение на ее зажимах падает. Естественно, что напряжение на выходе генератора зависит и от самого внутреннего сопротивления.

Пример. У старых батареек R_г сильно возрастает, и напряжение, которое дает такая батарея под нагрузкой, уменьшается. В то же время при отключенной нагрузке, когда ток через R_г практически не идет, вольтметр показывает у старых батарей нормальную э. д. с. (ток, потребляемый самим вольтметром, мал, и мы его не учитываем).

Все, о чем сейчас говорилось, относится к генератору в широком смысле слова. Генератором можно считать всякий элемент цепи, передающий энергию своему соседу независимо от того, как была получена эта энергия. Генератор — это и гальванический элемент, и антенна приемника, и транзисторный усилитель, и колебательный контур, и электрическая сеть. Во всех случаях нужно учитывать и то, что генератор отдает, и то, что теряется в нем самом; нужно учитывать и соотношение сопротивлений потребителя и самого генератора.

ВОСПОМИНАНИЕ № 10. ПЕРЕМЕННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ И ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК.

Генератор, на зажимах которого «плюс» и «минус» непрерывно меняются местами, дает переменное напряжение. А под действием переменного напряжения в цепи протекает переменный ток — заряды двигаются «туда» и «обратно». Для многих элементов (например, для лампочки, электроплитки, холодильника) совершенно безразлично, куда двигаются заряды, меняется ли их направление или остается неизменным. Главное — чтобы заряды двигались и работали. Но, конечно же, многие элементы электрических цепей совершенно по-разному ведут себя при постоянном и переменном токе. Более того, поведение многих элементов зависит от параметров (характеристик) переменного тока.

ВОСПОМИНАНИЕ № 11. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (НАПРЯЖЕНИЯ).

Период. Это время, в течение которого ток проходит полный цикл изменений. Измеряется в секундах. Иногда удобно вести речь о полупериодах, которые условно называют положительным и отрицательным.

Частота — число периодов в секунду. Измеряется в герцах (гц), килогерцах (кгц), мегагерцах (Мгц) и т. д. 1 гц = 1 период за 1 сек.

Амплитуда — наибольшее значение напряжения, тока или мощности. Измеряется соответственно в вольтах, амперах и ваттах. Напряжение и ток дважды за период достигают амплитудного значения — во время положительного и отрицательного полупериодов.

Мгновенное значение напряжения, тока, мощности. Посмотрев на часы и точно заметив момент времени, можно (по крайней мере, в мысленном опыте) измерить ток именно для этого момента. Это и будет мгновенное значение тока (напряжения, мощности). Естественно, для разных моментов времени мгновенные значения различны — на то у нас и переменный ток.

Форма кривой. Официально ее не числят в параметрах переменного тока. А зря. Судить о форме кривой, то есть о характере изменения тока (напряжения), можно по его графику. А точное описание формы переменного тока (напряжения) может дать спектр — набор синусоидальных составляющих (см. стр. 60).