Электроника шаг за шагом [Практическая энциклопедия юного радиолюбителя]

Т-45. Время заряда (разряда) конденсатора зависит от его емкости и от сопротивления зарядной (разрядной) цепи. В момент, когда мы подключаем конденсатор к электрическому генератору, в цепи появляется некоторый зарядный ток — это свободные электроны идут к одной обкладке конденсатора и уходят с другой, происходит накапливание зарядов на обкладках (Р-29;7). Зарядный ток будет протекать до тех пор, пока конденсатор не примет все, что он может принять, пока не запасет столько зарядов, сколько позволяет ему емкость. Чем больше емкость, чем больше зарядов должен накопить конденсатор, тем дольше будет продолжаться процесс заряда, тем дольше будет существовать в цепи зарядный ток. Но как только заряд конденсатора закончится, этот ток прекратится. Если последовательно с конденсатором в зарядную цепь включить резистор, то он ограничит ток в цепи и процесс заряда конденсатора будет длиться дольше.

Если соединить обкладки заряженного конденсатора резистором, то начнется процесс разряда, по внешней цепи избыточные заряды будут переходить с одной обкладки на другую, стремясь нейтрализовать друг друга.

Во время разряда в цепи тоже течет ток и его величина также зависит от емкости и также ограничивается сопротивлением резистора. Разряд конденсатора, подобно заряду, будет длиться тем дольше, чем больше емкость конденсатора (то есть чем больше зарядов должно уйти с обкладок) и чем больше общее сопротивление разрядной цепи.

Быстрее всего разряд произойдет, если соединить обкладки накоротко.

Наблюдая за зарядом и разрядом конденсатора, мы впервые сталкиваемся с тем, что элементы электрической цепи определяют продолжительность тех или иных процессов, в данном случае время заряда и разряда. Электрическая цепь, состоящая из С и R, или, как ее часто называют, RC-цепочка, в данном случае чем-то напоминает песочные часы, время «разряда» которых зависит от количества песка и диаметра отверстия, по которому он течет. Не случайно произведение RC называют постоянной времени.

Т-46. Любой элемент электрической цепи может влиять на режим (напряжение, ток, мощность) всех других ее элементов. Обдумывая очередной ход в шахматной партии, приходится учитывать множество возможных его последствий. Точно так же, изменяя сопротивление какого-либо участка сложной электрической цепи, приходится думать о том, что произойдет на всех других участках. Потому, что элементы сложной цепи взаимосвязаны, они разными путями и в разной степени влияют на условия жизни своих близких и далеких соседей (Т-8). Научиться разбираться в электронных схемах, научиться, как принято говорить, свободно читать схемы — это прежде всего значит научиться быстро оценивать, как именно связаны между собой элементы сложной цепи, как они влияют на токи, напряжения, потребляемые мощности, — одним словом, на режим других элементов.

Именно на это направлено наше постепенное, шаг за шагом, путешествие в мир электротехники и электроники. Несколько полезных шагов поможет сделать рисунок (Р-30), где показано, как тот или иной элемент цепи влияет на режим всех остальных.

Р-30

Вдумайтесь в эти примеры, присмотритесь внимательно к тому, какие изменения происходят при переходе от одного из них к другому, и постарайтесь объяснить, почему именно так должны были измениться токи и напряжения, — для этого вам понадобится не более чем закон Ома. Если ваши расчеты совпадут с тем, что указано на рисунках, то можете считать, что получили пятерку и сделали серьезный шаг вперед.

Но, конечно, главные шаги в изучении языка электрических и электронных схем еще впереди.

* * *

12. Единица работы (энергии) — джоуль (Дж): работа, выполненная при подъеме массы 102 грамма на высоту 1 метр (Т-29).

13. Чем больше ЭДС (напряжение), тем лучше поработает каждый заряд, пройдя по цепи. Единица ЭДС — вольт; каждый кулон выполняет работу в один джоуль (Т-30).

14. Закон Ома: чем больше ЭДС (Е), тем больше ток (I); чем больше сопротивление (R), тем меньше ток (Т-31).

15. Невозможно изучать электронику, не зная основных законов электротехники (Т-4).

Глава 5 Созданный движением