Радио и телевидение?.. Это очень просто! - Айсберг Евгений Давыдович - Страница 7

Так, миллион ом называется мегаом, а его сокращенное обозначение МОм. Тысячная доля вольта называется милливольт, а ее сокращенное обозначение мВ. Миллионная часть ампера — микроампер или мкА.

Применение закона Ома

Теперь, когда мы научились пользоваться полными или сокращенными обозначениями различных единиц измерения, я хочу показать тебе условные графические обозначения различных элементов электрических цепей. Вот для начала графические обозначения электрических элементов и приборов, измеряющих силу тока, которые (в зависимости от назначения) называют амперметрами, миллиамперметрами или микроамперметрами.

Вот самая простая схема (рис. 10).

Рис. 10. Условные обозначения резистора, гальванического элемента и прибора, измеряющего силу тока (а), и схема, состоящая из этих устройств (б).

Ты видишь здесь резистор R, включенный последовательно с амперметром; оба эти устройства соединены с батареей напряжением 4,5 В.

Предположим теперь, что стрелка амперметра показывает силу тока 0,1 А. Сможешь ли ты рассчитать сопротивление резистора?

Ты, Незнайкин, самостоятельно сформулировал закон Ома и теперь без труда можешь вывести из основного его выражения

Рассмотрим теперь случай с батареей, напряжение которой неизвестно, но от которой через резистор сопротивлением 50 Ом протекает ток 0,4 А.

И здесь, исходя из закона Ома, ты легко вычислишь напряжение батареи:

U = I х R = 0,4 x 50 = 20 В.

Электрическая мощность

А теперь рассчитаем электрическую мощность (Р), рассеиваемую на резисторе. Мощностью называют количество энергии, рассеиваемое за одну секунду. Она, естественно, пропорциональна напряжению и силе тока. Единица измерения мощности называется ватт и сокращенно обозначается Вт.

Для рассмотренного нами случая

P = U х R = 20 x 0,4 = 8 Вт.

Падение напряжения

Составим цепь из батареи напряжением 40 В и трех последовательно соединенных резисторов, имеющих сопротивление соответственно 10, 30 и 40 Ом.

Сумма этих сопротивлений равна 80 Ом. По закону Ома протекающий по цепи ток будет равен:

При прохождении по первому резистору ток создаст на его выводах напряжение, равное 0,5 х 10 = 5 В. На втором резисторе напряжение будет равно 0,5 x 30 = 15 В и на третьем 0,5 x 40 = 20 В. В сумме эти три напряжения составляют 5 + 15 + 20 = 40 В, что равно напряжению батареи. Каждое из этих составляющих напряжений называется падением напряжения.

Я полагаю, мой дорогой друг, что эти элементарные расчеты не были утомительными. А теперь для продолжения занятий и для подхода к электронике я рекомендую тебе познакомиться с основными понятиями электромагнетизма и переменного тока.

Беседа третья

ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ

В ходе этой беседы двое наших друзей устанавливают связь между электричеством и магнетизмом.

Притяжение и отталкивание

Любознайкин. — Следуя советам моего дядюшки, я принес магнитную стрелку и два магнита: один подковообразный, а другой в виде прямого стержня.

Незнайкин. — Все это не только притягивает железо, но и вызывает у меня большой интерес…

Л. — Ну раз это тебя интересует, не можешь ли ты сказать, какое положение занимает магнитная стрелка, свободно вращающаяся на острие иглы?

Н. — Само собой разумеется, что окрашенный кончик стрелки направлен на северный полюс Земли.

Л. — Это почти верно. На самом деле магнитный полюс нашей планеты несколько смещен от ее географического полюса. Во всяком случае это острие стрелки само носит название северного полюса. А теперь я подношу к стрелке один из концов магнитного стержня.

Н. — Я вижу, что стрелка повернулась; ее южный полюс притянут магнитом. Уж не принимаешь ли ты меня, Любознайкин, за полного невежду? Я очень хорошо знаю, что разноименные полюсы притягиваются, а одноименные отталкиваются друг от друга. Следовательно, ты поднес к компасу северный полюс магнита.

Л. — Правильно. Магнитные поля действительно ведут себя аналогично электрическим полям или электрическим зарядам: одноименные отталкиваются, а разноименные (как, например, протоны и электроны) притягиваются (рис. 11).

Рис. 11. Северный полюс N намагниченного стержня притягивает южный полюс S свободно вращающейся магнитной стрелки компаса.

Н. — Любопытно то, что человек не способен непосредственно воспринимать эти магнитные и электрические поля.

Л. — Не сожалей об этом, Незнайкин. Нам, скорее, повезло. Ведь, если бы наш организм был чувствителен к этим полям, мы одновременно ощущали бы все электромагнитные волны, излучаемые бурями, а также радио- и телевизионными передатчиками.

Прогулка по полям

Н. — Я признаю, что это было бы не очень приятно. Но как можно определить направление магнитного поля?

Л. — Очень просто: перемещая в поле магнитную стрелку и отмечая, какое положение она занимает. Так, можно вычертить то, что называют силовыми линиями поля. Ты видишь, что у каждого из наших магнитов они идут от северного полюса к южному.

Н. — Может быть, я говорю глупость, но мне кажется, что имеется определенная аналогия между магнитом и электрической цепью. На основании этой аналогии я предполагаю, что внутри магнита силовые линии идут от южного полюса к северному и что, таким образом, путь силовых линий замыкается (рис. 12).

Рис. 12. Силовые линии магнитных полей (показаны пунктиром) идут от северного полюса к южному.

Л. — Прими мои поздравления, Незнайкин! Твоя аналогия между магнетизмом и электричеством полностью соответствует природе этих физических явлений. Их родственные отношения еще более близки, ибо их силы притяжения и отталкивания подчиняются схожим математическим законам: в обоих случаях они пропорциональны количеству электричества или магнетизма и обратно пропорциональны квадрату расстояния.

Н. — Поскольку подобным образом ведут себя и гравитационные силы, я не могу не отметить, сколь велико единство законов природы!