Шаг за шагом. Транзисторы

Напряжение, которое может дать генератор в режиме холостого хода, то есть когда от него не потребляют энергии, называется электродвижущей силой, сокращенно э. д. с. Она, как и напряжение, измеряется в вольтах и так же говорит о работе, которую мог бы выполнить генератор, перемещая по цепи заряд в один кулон. Однако э. д. с. — это, откровенно говоря, хвастовство. Как только вы подключите к генератору нагрузку и в цепи пойдет ток, некоторая часть э. д. с. тут же потеряется на внутреннем сопротивлении этого генератора (см. стр. 146). Поэтому напряжение на зажимах генератора всегда меньше, чем э. д. с.

ВОСПОМИНАНИЕ № 2. НАПРАВЛЕНИЕ ТОКА.

Разбирая сложные схемы, нужно следить, где возникает «плюс», где «минус», куда идет ток и т. д. Ток могут создавать и положительные, и отрицательные заряды, которые, естественно, под действием одного и того же напряжения движутся в разные стороны. Положительные заряды всегда тянутся к «минусу», а отрицательные бегут от него. Чтобы не заводить лишней путаницы, договорились следить только за движением положительных зарядов, а на отрицательные (электроны), по возможности, вообще не обращать внимания. Поэтому официальное направление тока — от «плюса» к «минусу».

ВОСПОМИНАНИЕ № 3. ЗАКОН ОМА.

И о нем мы уже говорили не раз. Чтобы не допускать обидных ошибок при расчетах по формулам закона Ома, пользуйтесь приведенной здесь таблицей, в одном из вертикальных столбцов которой вы найдете удобный «комплект» единиц. Если цепь состоит из большого числа элементов, то нужно сначала найти ее общее сопротивление, которое позволит определить общий ток, а затем ток и напряжение на отдельных участках.

ВОСПОМИНАНИЕ № 4. МОЩНОСТЬ

Как известно, мощность — это произведение тока на напряжение. Если неизвестна одна из этих величин, ее легко получить, пользуясь все тем же законом Ома. «Комплекты» единиц для вычисления приведены в таблице.

ВОСПОМИНАНИЕ № 5. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ.

Общее сопротивление равно сумме соединенных сопротивлений, причем главную роль играет наибольшее из них.

Пример. Если соединить последовательно два резистора R₁ = 1000 ом и R₂ = 1 ом, то их общее сопротивление R_общ = 1001 ом. Резистор R₂  выглядит на фоне своего коллеги R₁ как муха, помогающая волу тянуть плуг.

ВОСПОМИНАНИЕ № 6. ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ.

Общее сопротивление в основном определяется малым сопротивлением, а роль мухи достается большому.

Пример. Включим те же два резистора R₁ = 1000 ом и R₂ = 1 ом. Нетрудно подсчитать общее сопротивление (произведение нужно делить на сумму) — оно равно 0,999 ом. Параллельно подключенное сопротивление может лишь уменьшить сопротивление участка, и поэтому общее сопротивление всегда меньше наименьшего.

ВОСПОМИНАНИЕ № 7 (ОДНО ИЗ САМЫХ ВАЖНЫХ ДЛЯ НАС). ДЕЛИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ.

Подведем напряжение к двум последовательно соединенным резисторам. Оно автоматически распределится между ними так, что на большем сопротивлении будет действовать и большая часть напряжения.

Такое распределение напряжений легко объяснить. Дело в том, что во всех участках последовательной цепи течет один и тот же ток: сколько зарядов входит в электрическую цепь (не забывайте о примечании на стр. 26), столько же выйдет из нее. А чтобы продвинуть один кулон по участку с сопротивлением 10 ому нужно поработать в десять раз больше, чем для продвижения этого же кулона по участку с сопротивлением 1 ом.

Напряжение, ток, сопротивление на любом участке делителя, так же как и во всей цепи, связаны формулами закона Ома. Разновидностью делителя является потенциометр — переменное сопротивление, позволяющее плавно менять распределение напряжений.

В том, что делитель действительно делит подведенное к нему напряжение пропорционально сопротивлениям отдельных участков, легко убедиться, подключив вольтметр к каждому из резисторов.

ВОСПОМИНАНИЕ № 8. ШУНТ.

В переводе на русский «шунт» означает «обходной путь». Так называют резистор или другой элемент, подключаемый параллельно какому-либо участку цепи. Через шунт, естественно, идет часть тока, и, чем меньше шунтирующее сопротивление, тем больший ток ответвится в него, тем меньшая часть тока пойдет через шунтируемый участок цепи. Напряжение на резисторах, соединенных параллельно, всегда одинаково, а их общее сопротивление меньше наименьшего (Воспоминание № 6).

Если вы хотите убедиться в том, что усвоили понятия «делитель» и «шунт», попробуйте составить несколько эквивалентных схем (все детали представлены резисторами) уже знакомой нам цепи (рис. 41, листок А), состоящей из лампочек, выключателей и диодов. Составьте эквивалентные схемы этой цепи для всех возможных комбинаций включения и выключения Вк₁ и Вк₂, причем для обоих полупериодов. При этом считайте, что прямое сопротивление диода равно 2 ом, обратное — 20 ком и сопротивление лампочки — 200 ом.

ВОСПОМИНАНИЕ № 9. ГЕНЕРАТОР И НАГРУЗКА.

Пекарь, выпекающий хлеб, обязательно должен и сам чего-нибудь поесть. Так и генератор, вырабатывающий электрическую энергию, часть ее расходует на свои внутренние нужды. Можно сказать, что внутреннее сопротивление генератора R_г вместе с сопротивлением нагрузки R_н образует делитель (Воспоминание № 7): чем больше R_н по сравнению с R_г, тем большая часть э. д. с. достается нагрузке. Об этом можно сказать и иначе: чем меньше R_н, тем больше потребляемый от генератора ток, тем больше падение напряжения на R_г и, следовательно, меньше напряжение на выходе генератора.