Электроника для начинающих

Георг Симон Ом, изображенный на рис. 1.23, родился в Баварии в 1787 г. И работал в безвестности большую часть своей жизни. Он изучал природу электричества, используя металлическую проволоку, которую сделал для себя сам (вы не смогли бы спуститься в подвал дома для того, чтобы достать моток проволоки в начале 1800-х годов).

Рис. 1.23. Георг Симон Ом после награждения за свою новаторскую работу, большую часть которой он выполнил в относительной безвестности

Несмотря на свои ограниченные ресурсы и недостаточные математические способности, Ом в 1827 г. оказался в состоянии доказать, что электрическое сопротивление проводника, например меди, имеет прямо пропорциональную зависимость от поперечного сечения этого проводника, а ток, который протекает через него, пропорционален напряжению, приложенному к нему при постоянной температуре. Через 14 лет Королевское научное общество Великобритании в Лондоне окончательно признало значение его вклада и удостоило его своей высшей наградой — медалью Копли (Copley Medal). Сегодня это открытие известно, как закон Ома.

Дальнейшие исследования

Присоедините разъем для подключения батарейки (он был показан ранее на рис. 1.8) к 9-вольтовой батарейке типа «Крона». Возьмите два провода, которые присоединены к контактам разъема, и держите их таким образом, чтобы оголенные концы проводов находились всего лишь в нескольких миллиметрах друг от друга. Коснитесь ими вашего языка. Затем увеличьте расстояние между проводами до нескольких дюймов и коснитесь языка снова (рис. 1.24). Заметили разницу?

Используя мультиметр, измерьте электрическое сопротивление вашего языка, на этот раз изменяя расстояние между двумя наконечниками измерительных щупов. Когда электрический ток преодолевает меньшее расстояние, то он встречает на своем пути меньшее сопротивление. В результате сила тока (количество переносимого заряда в единицу времени) возрастает. Вы можете попытаться провести похожий эксперимент с вашей рукой, как это показано на рис. 1.25.

Рис. 1.24. Изменяя опыт определения тока с помощью языка, можно показать, что чем меньше расстояние между проводами источника, тем меньше сопротивление языка и соответственно тем больше электрический ток, что чувствуется по росту болевого ощущения

Рис. 1.25. Смочите вашу кожу перед тем, как пытаться измерить ее сопротивление. Вы должны обнаружить, что сопротивление увеличивается по мере удаления друг от друга концов измерительных щупов. Сопротивление будет возрастать пропорционально этому расстоянию

Попробуйте с помощью мультиметра измерить сопротивление воды. Растворите некоторое количество соли в воде и выполните свой опыт снова. Теперь попытайтесь измерить напряжение в дистиллированной воде (в чистом стакане).

Мир вокруг вас полон материалов, которые проводят электричество с различной степенью сопротивления.

Наведение порядка и повторное использование компонентов

В ходе этого эксперимента ваша батарейка не должна быть повреждена или в значительной степени разряжена. Вы, разумеется, можете использовать ее снова. После выполнения всех опытов не забудьте выключить ваш мультиметр.

Эксперимент 2. ДАВАЙТЕ СОЖЖЕМ БАТАРЕЙКУ!

Чтобы лучше понять, что такое электрическая энергия, вы сделаете то, что в большинстве книг рекомендуется не делать. Вы закоротите батарейку. Закоротить это значит непосредственно, накоротко, соединить два вывода источника напряжения.