Электричество шаг за шагом

Естественно, что при этом на выходе генератора действует малая часть э.д.с., так как основная её часть остаётся или, лучше сказать, теряется внутри генератора, на его большом внутреннем сопротивлении R_внг.

ВК-187.Прибор, который может быть очень чувствительным и точным, — магнитоэлектрический гальванометр. Сам прибор измеряет слабые токи (обычно в несколько раз меньше 1 миллиампера), но с помощью небольших добавлений становится вольтметром постоянного и переменного напряжения, амперметром и омметром. Измеряемый во всех этих случаях ток подводится к квадратной катушке (рамке) через спиральные пружины, в зависимости от тока катушка со стрелкой отклоняется постоянным магнитом.

Для чего это нужно? Зачем умышленно снижать выходное напряжение генератора? Зачем бесполезно терять в самом генераторе основную часть его мощности?

В поисках ответа рассмотрим простейшую схему, где к генератору переменного тока подключено одно сопротивление нагрузки. Предположим, что э.д.с. генератора (эффективное значение) Е = 220 В, его внутреннее сопротивление R_внг = 1000 Ом, а сопротивление нагрузки R_н может меняться от 1 до 10 Ом, то есть оно всегда во много раз меньше, чем R_внг. Легко подсчитать, что при изменении нагрузки общее сопротивление цепи меняется от 1001 до 1010 Ом, и согласно закону Ома (I = Е: R_общ) ток в цепи будет меняться от примерно 220 мА до примерно 218 мА.

Как видите, при изменении нагрузки в 10 раз ток в цепи меняется незначительно, примерно на 1 %. С учётом такого постоянства тока при изменении нагрузки подобный режим называется «генератор тока». В некоторых случаях он необходим, и ради постоянства тока при разной нагрузке мирятся с тем, что ей достаётся малая часть мощности, которую создаёт генератор.

Режим «генератор тока» нужен довольно редко, электричество практически всегда работает на нас в режиме «генератор напряжения»: в бортовой электросети автомобиля или катера, в карманном фонаре, в переносном приёмнике и, главное, в обычной нашей электросети. Чтобы получить режим «генератор напряжения», внутреннее сопротивление генератора R_внг должно быть как можно меньше, во всяком случае, во много раз меньше, чем сопротивление нагрузки R_н. В этом случае основная часть э.д.с. и почти вся мощность генератора достаются нагрузке, внутреннее сопротивление R_внг почти ничего не получит.

У «генератора напряжения», в отличие от «генератора тока», при изменении нагрузки R_н напряжение на ней, то есть напряжение на выходе генератора, меняться почти не будет, но зато будет меняться общий потребляемый ток. Если вы, скажем, пришли домой и сначала зажгли одну лампочку у входной двери, а затем включили люстру, телевизор и электрокамин, то напряжение, которое вы получаете от генератора, то есть из сети, практически не изменится, а общая потребляемая мощность возрастёт за счёт увеличения общего тока.

ВК-188. В самых разных приборах часто встречаются измерители с цифровым отсчётом. В них дешифратор в виде небольшой микросхемы прежде всего преобразует измеряемый показатель, например напряжение, в двоичный код. А затем ещё один микроблок прибора преобразует этот код и в виде привычных нам цифр высвечивает результат на небольшом, обычно жидкокристаллическом, экране. Для многих удобно такое отображение результатов, а кто-то любит измерения стрелочным прибором.