Электроника шаг за шагом [Практическая энциклопедия юного радиолюбителя]

Такая арифметика, однако же, несправедлива, а значит, и неверна. Потому что, независимо от того, в какую сторону идут заряды и какие это заряды — электроны или положительные ионы, — они всегда работают. И те и другие, к примеру, в процессе своего движения ударяют по атомам, вырабатывают тепло, свет. Поэтому, определяя ток в цепи, где движутся разные типы зарядов, нужно учитывать общее их количество, учитывать не разность, а сумму. Если по проводнику за 1 секунду в одну сторону прошло 6 миллиардов миллиардов электронов (1 кулон) и за то же время в другую сторону прошло столько же положительных однозарядных ионов (атомов с одним потерянным электроном, то есть одним лишним «плюсом»), то ток составляет 2 ампера. Потому что всего через поперечное сечение проводника за 1 секунду прошел заряд в 2 кулона.

Следующая на очереди — единица электродвижущей силы, вольт. Чтобы лучше понять, что она означает, можно в порядке шутки ввести аналогичную единицу, которая позволит оценить работоспособность мельничной плотины. Будем считать, что если литр воды, падая с этой плотины, может выполнять работу в 1 джоуль, то ее вододвижущая сила, то есть сокращенно ВДС плотины, составляет 1 мельник. А если тот же литр воды, падая вниз, наработает 5 джоулей, то ВДС плотины будет уже в 5 раз больше — 5 мельников. На эту характеристику, на ВДС, очень похожа наша электродвижущая сила — работа, которую может выполнить генератор, перемещая по цепи определенный электрический заряд (Т-28). Единица э.д. с: 1 вольт — это такая электродвижущая сила, при которой каждый кулон, пройдя по цепи, совершит работу в 1 джоуль.

У батарейки для карманного фонаря, например, э.д.с. — около 4 вольт, а значит, каждый кулон зарядов, которые эта батарейка протолкнет по цепи, может выполнить работу в 4 джоуля. Вспомните, что одного джоуля достаточно, чтобы поднять полстакана воды на метровую высоту. Но вот для тепловых работ 4 джоуля — величина очень небольшая: чтобы вскипятить полстакана воды, нужно 10–20 тысяч джоулей.

Единица сопротивления — ом — тоже произвольная величина. Сама характеристика «сопротивление» говорит о том, легко или трудно генератору создавать ток в данном проводнике (Т-8). Если под действием э.д.с. 1 вольт в проводнике идет ток в 1 ампер, то сопротивление такого проводника принимается за единицу сопротивления — 1 ом. Если при той же э.д.с. ток меньше, значит, сопротивление больше одного ома, если ток больше, значит, сопротивление меньше ома. Например, если при э.д.с. 1 вольт ток в проводнике 10 ампер, то значит, сопротивление проводника в десять раз меньше единичного, то есть составляет 0,1 ома. А если при э.д.с. 1 вольт ток всего 0,001 ампера, то сопротивление 1000 ом или в 1 килоом.

Все названные единицы имеют сокращенные обозначения: метр — м, килограмм — кг, секунда — с (иногда пишут сек), ньютон — Н, джоуль — Дж, ватт — Вт, кулон — К, вольт — В, ампер — А, ом — Ом.

Обратите внимание: названия единиц, которые произошли от собственных имен, при сокращении пишутся с большой буквы. Это дань уважения людям, чьи имена присвоены этим единицам измерения.

* * *

10. Единица электрического заряда — кулон. Это суммарный заряд 6 280 000 000 000 000 000 электронов или протонов (Т-30).

11. Величина тока (сила тока) говорит о том, насколько интенсивно движутся заряды. Единица тока — ампер: за секунду через «контрольный пункт» проходит кулон зарядов (Т-30).

Глава 4 Конституция электрической цепи

Т-31. Закон Ома: чем больше э. д. с, тем больше ток, чем больше сопротивление, тем меньше ток. То, о чем рассказано в этой главе, есть нечто очень важное, а может быть, даже самое важное на вашем пути в электронику. Вам сейчас предстоит познакомиться с основными законами электрических цепей, и прежде всего с законом Ома. Выучить и пересказать законы электрических цепей несложно. Но этого мало — вам нужно понять и прочувствовать все описанные этими законами взаимозависимости и взаимные влияния электрических величин. Вчитываясь в объяснения и всматриваясь в рисунки, вы должны при каждом удобном случае спрашивать себя: «А почему именно так?» — и отвечать себе на все эти «почему?» обстоятельно и точно. Если вы преодолеете эту главу, если поймете существо законов электрических цепей и привыкнете к ним, то можете смело считать, что путь в электронику для вас открыт.