Электроника для начинающих

Химические реакции внутри батарейки создают некоторое «электрическое давление». Разумеется, правильным наименованием для этого давления будет слово напряжение, которое измеряется в вольтах в честь Алессандро Вольта, одного из первооткрывателей электричества.

Вернемся к «водяной» аналогии. Высота уровня воды в баке пропорциональна давлению воды, и ее можно сравнить с электрическим напряжением (рис. 1.29).

Но вольты это всего лишь половина истории. Когда поток электронов проходит через провод, то его называют током и меряют в амперах — это название введено в честь еще одного первооткрывателя электричества Андре-Мари Ампера. Этот поток обычно называют силой тока. Это тот самый ток (поток зарядов в единицу времени, выраженный в амперах), который приводит к тому, что происходит выделение тепла.

Рис. 1.29. Представим напряжение давлением, а электрический ток в амперах — потоком воды

Почему ваш язык не разогревается?

Когда вы языком касались контактов 9-вольтовой батарейки, то чувствовали некоторое покалывание, но ощутимого тепла не возникало. Когда вы закоротили батарейку, то происходит выделение какого-то количества тепла даже при использовании пониженного напряжения. Как вы можете это объяснить?

Электрическое сопротивление вашего языка достаточно высоко, что уменьшает поток электронов. Сопротивление провода, напротив, очень низкое, поэтому, как только провода подключаются к выводам батарейки, ток, проходящий по ним, будет существенно больше, что и приводит к выделению тепла. Если все остальные факторы остаются постоянными:

• Меньшее сопротивление приводит к протеканию большего тока (рис. 1.30).

Рис. 1.30.Чем больше результирующее значение сопротивления, тем меньше поток — но если вы увеличиваете давление, то вы можете преодолеть сопротивление и создать больший по величине поток

• Тепло, создаваемое электрическим током, пропорционально количеству электричества (заряду), который перетек.

Далее приведены некоторые основные положения:

• Сила тока (поток электричества в секунду) измеряется в амперах.

• Напряжение, которое приводит к созданию тока, измеряется в вольтах.

• Сопротивление току измеряется в омах.

• Большее сопротивление ограничивает ток.

• Более высокое напряжение приводит к преодолению сопротивления и повышению силы тока.

Если вам хочется знать точное значение электрического тока между выводами батарейки, когда вы закорачиваете ее, то это относится к числу вопросов, на которые дать ответ достаточно трудно.

Если же вы для измерения попытаетесь использовать мультиметр, то вы будете нести ответственность за перегорание предохранителя внутри этого прибора. Но при этом вы можете использовать имеющийся у вас автомобильный предохранитель на 3 А, который не жалко и сжечь, поскольку он достаточно дешевый.

Однако сначала надо тщательно проверить предохранитель, используя хотя бы увеличительное стекло, если конечно оно у вас есть. При этом вы должны увидеть тонкую S-образную проволоку в прозрачном окошке в центре предохранителя. Эта буква «S» является тонкой металлической проволокой, которая может легко расплавиться при токе, превышающем номинальное значение предохранителя.

Извлеките из держателя батарейку, которую вы немногим ранее закорачивали. Она теперь не пригодна ни для чего, и должна быть утилизирована, если это возможно. Установите свежую батарейку в держатель и подсоедините предохранитель так, как это показано на рис. 1.31, а затем понаблюдайте за ним. Вы должны в центре предохранителя заметить перегорание проволочки в форме буквы «S», где металл будет расплавлен почти мгновенно. На рис. 1.32 показан предохранитель до его подключения, а на рис. 1.33 — перегоревший. Это объясняет то, каким образом работает предохранитель: он расплавятся, чтобы защитить остальную цепь. Этот небольшой разрыв в центре предохранителя прекращает протекание электрического тока.

Рис. 1.31.Когда вы присоедините оба провода к предохранителю, то маленький проволочный его элемент в форме буквы «S» будет почти мгновенно расплавлен

Рис. 1.32. Целый автомобильный предохранитель номиналом 3 А до проведения опыта

Рис. 1.33. Тот же самый предохранитель после того, как он был расплавлен электрическим током

Изобретатель батарейки