КВ-приемник мирового уровня? Это очень просто!

I² x R = Р.

«Н»: И это все, на что способен резистор?

«А»: Далеко не все! А теперь, Незнайкин, я жду от тебя разумных пояснений относительно принципиальной схемы, которую предлагаю твоему вниманию теперь. Вот на этом рис. 1.6.

«Н»: Попробую… Как заметил однажды т. Сталин — «Попытка не пытка, не так ли, товарищ Берия?» Итак, пойдем простым логическим путем… На схеме я вижу два резистора, включенных один за другим…

«А»: Насчет логического пути — пойдем лучше вместе! Кстати, в технике подобное включение именуется ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ.

«Н»: Принято… Постой, но ведь через оба резистора течет один и тот же ток! А отсюда следует, что на каждом из этих резисторов имеет место падение напряжения. ПРОПОРЦИОНАЛЬНОЕ величине сопротивления данного резистора!

«А»: Молодцом! А теперь даю еще одну вводную. Объясни, как работает принципиальная электрическая схема, изображенная теперь (рис. 1.7)?

«Н»: У меня возникли проблемы с подсчетом напряжения U₂, которое падает на резисторах, включенных параллельно…

«А»: Я тебе помогу. Следи за ходом моей шахматной мысли! В точке «С» ток I разветвляется на два тока, соответственно I₁ и I₂:

I₁ + I₂= I.

С другой стороны:

U₂ = I x R_экв

R_экв = (R₁•R₂)/(R₁ + R₂),

I₁R₁ = I₂R₂ = U₂.

При этом резисторы R₁ и R₂ образуют, так называемое ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ соединение. Значит, чем БОЛЬШУЮ величину будет иметь, например, резистор R_экв — тем МЕНЬШИМ будет ток I! Ну вот, после этого можно перейти и к более интересным вещам!

«Н»: Ну теперь эту легкотню я всегда расколю! Последовательное и параллельное соединение вопросов уже не вызовут!

«А»: Ой не говори так! Поскольку в электронике, кроме резисторов, в изобилии и значительно более экзотические компоненты! И потом, ты забыл, что мы собрались коснуться темы о проводниках, изоляторах и полупроводниках?

«Н»: Я просто стеснялся напомнить…

«А»: Ты ли это?… Так вот, электрическое сопротивление того или иного элемента электрической цепи, а значит и материала или вещества, из которого этот элемент изготовлен, зависит от количества в нем свободных электрических зарядов. Поэтому еще на заре электротехники все вещества разделили на две основные группы, а именно: ПРОВОДНИКИ и ИЗОЛЯТОРЫ (или ДИЭЛЕКТРИКИ). К числу проводников, кстати, относится целый ряд растворов и даже газы в определенном состоянии.

«Н»: Ну, а изоляторы?…

«А»: Это, например, стекло, эбонит, бумага, резина и т. д. Следует заметить, что атомы изоляторов устойчивы. Для того, чтобы их внешние электроны перешли в состояние проводимости, иначе говоря, оторвались от своих атомов, нарушив свою связь с ядром, требуется приложение прямо-таки отчаянных усилий! Строго говоря, даже в самых совершенных изоляторах в одном из миллиарда или в одном из сотни миллиардов атомов электрон, в силу некоторых причин, покидает свой атом и становится «пилигримом». Вот этим самым «ИЛИ» и определяется — «плохой» это изолятор, или «хороший»!

«Н»: Ну и как поясняет наука факт существования подобных «пилигримов»?

«А»: Несколькими причинами. Например, как результат тепловых колебаний атомов. Ведь чем выше температура, тем энергичнее колеблется атом на своем месте в кристаллической решетке. А, следовательно, вероятность того, что электрон покинет атом — возрастает. При температуре абсолютного нуля (или — 273 °C) тепловые колебания атомов полностью прекращаются! В этом случае в любом изоляторе, даже самом никудышном, вообще не оказывается свободных электронов… А теперь, Незнайкин, давай поиграем в кубики. Не возражаешь?

«Н»: …Дружище, да что с тобой?! Нормально?!.. Вот дела!..

«А»: Да не переживай так! Я в порядке. Но вот от кубиков нам с тобой сейчас никуда не деться… Это вовсе не моя прихоть, поверь! Таково повеление Великой Электроники!

«Н»: Что, «а токмо волею пославшей мя жены?».

«А»: Литературную викторину сообразим как-нибудь в другой раз. Лады?… А пока… вырежем из проверяемого изоляционного материала кубик со стороной равной ОДНОМУ САНТИМЕТРУ. Затем… подведем к нему напряжение ОДИН ВОЛЬТ и будем измерять ток в этой электрической цепи. Эксперимент этот, такой простой на первый взгляд, проделаем мысленно, в силу многих причин. Итак…

«Н»: Ну вот, начинается! Ты хочешь сказать, что в твоем хозяйстве не найдется обыкновенного тестера, батарейки и ножовки?

«А»: Раз ты так настаиваешь, то знай!.. Ни «обыкновенный» тестер, ни батарейка с ножовкой нам не помогут! Вот смотри — самая чувствительная шкала моего тестера имеет предел — ШЕСТЬДЕСЯТ МИКРОАМПЕР! И это позволяет отнести данный тестер к разряду высокочувствительных! Но для «игры в кубики» с изоляторами нужна чувствительность в МИЛЛИОН раз более высокая! А еще лучше — в ДЕСЯТЬ МИЛЛИОНОВ раз! Кроме того, напряжение для подобной «игры» берется вовсе не от батарейки, а от специального высокостабильного источника напряжения.

«Н»: «Я понял все — к чему слова…» Итак, давай мысленно сделаем кубик из стекла?

«А»: Нет проблем… Включили в цепь кубик из стекла и выяснили, что через него течет ток равный ста пикоамперам! Иначе говоря, ОДНА ДЕСЯТИТЫСЯЧНАЯ МИКРОАМПЕРА. Иными словами — 630000000 электронов в секунду!

«Н»: Так много?! Ничего себе — изолятор!

«А»: Дружище, это совсем немного! Будь у нас кубик из такого проводника, как СЕРЕБРО, ток в цепи достиг бы почти МИЛЛИОНА АМПЕР! Однако отметим, что подсчитывать число свободных электронов не принято. Обычно просто вычисляют электрическое сопротивление кубика. С использованием всё той же формулы Ома. Но есть и нюанс! Поскольку в действительности в этом эксперименте мы измеряем важнейшую величину — УДЕЛЬНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. Эта величина имеет размерность (ОМхСМ). Для наглядности составим таблицу (табл. 1.1).

«Н»: Очень наглядная разница! Но я вижу что ПОЛУПРОВОДНИКИ выделены в «особое производство»!

«А»: А вот здесь ты абсолютно прав! Как в прямом, так и в переносном смысле! И дело совсем не в том, что их удельное сопротивление «особь статья»! А в том, что их ПРОВОДИМОСТЬ носит особый характер.

«Н»: Ты сказал — проводимость. Это еще что за параметр?

«А»: Ну, это совсем просто. Проводимость есть величина ОБРАТНО ПРОПОРЦИОНАЛЬНАЯ сопротивлению! Иными словами: