Электроника для начинающих

3. Запишем окончательный результат, переместив в полученном числе десятичную запятую влево на то количество перемещений запятой, которое мы сделали в первом пункте, т. е. на 5. Таким образом, мы получим: 0,00020 или 0,0002.

При выполнении деления: аннулируйте десятичные запятые

Предположим. Вам надо разделить 0,006 на 0,0002:

1. Переместите десятичные запятые вправо в обоих числах на одно и то же количество позиций, до тех пор, пока оба числа не станут больше 1. В данном случае нам надо в каждом числе переместить запятые на 4 позиции. Таким образом, мы получим, что число 60 надо разделить на 2.

2. Выполните деление. В данном случае результат будет равен 30.

Насколько большое сопротивление требуется для светодиода?

Предположим, что мы применяем светодиод производства компании Vishay Semiconductors. Не забыли его технические характеристики, которые приведены в справочном листе технических данных? Максимальное значение прямого напряжения 3 В и безопасная величина тока 20 мА.

Для повышения безопасности я собираюсь ограничиться прямым напряжением 2,5 В. Для питания у нас есть батарейка на напряжение 6 В. Вычтем 2,5 В из 6 и получим 3,5 В. Поэтому нам в данной цепи необходим резистор, падение напряжения на котором должно составлять 3,5 В, и чтобы 2,5 В осталось для светодиода.

Сила тока в такой простой цепи является одинаковой во всех ее точках. Поэтому, если мы хотим, чтобы максимальное значение тока, который протекал бы через светодиод, было 20 мА, то такой же силы ток будет протекать и через резистор.

Теперь мы можем записать то, что мы знаем о резисторе в цепи. Однако следует помнить, что все значения должны быть приведены к единицам измерения в вольтах, амперах и омах, поэтому вместо 20 мА при вычислениях надо записать 0,02 А:

U = 3,5 В (падение напряжения на резисторе)

I = 0,02 А (ток, проходящий через резистор)

Нам нужно узнать сопротивление резистора R. Поэтому мы используем вариант написания закона Ома, в котором сопротивление находится в левой части уравнения:

R = U/I.

Теперь надо подставить известные значения в формулу:

R = 3,5/0,02

Выполните вычисление сопротивления с помощью вашего карманного калькулятора, если у вас есть проблемы с определением места, куда надо поставить десятичную запятую. Вы должны получить следующий ответ:

R = 175 Ом

Итак, сопротивление 175 Ом является точным значением для резистора. Вы можете использовать резисторы со стандартным значением сопротивления 180 или даже 220 Ом, поскольку это достаточно близкие значения.

Очевидно, что резистор с сопротивлением 470 Ом, который мы использовали в эксперименте 3, был выбран со слишком большим запасом. Я предложил его именно потому, что вначале предполагалось использовать светодиод любого типа. Я рассчитал, что вне зависимости от типа используемого вами светодиода, резистор с сопротивлением 470 Ом вполне подойдет.

Наведение порядка и повторное использование

Сожженный светодиод должен быть выброшен. Все остальное можно использовать снова.

Выполняйте эти вычисление с повторением вслух

Я собираюсь вернуться к вопросу, который я задал ранее при выполнении одного из предыдущих экспериментов — «Почему ваш язык не разогревается?»

Теперь, поскольку вы уже знаете закон Ома, вы можете сформулировать свой ответ с использованием цифр. Предположим, что батарейка создает напряжение величиной 9 В, а ваш язык имеет сопротивление, равное 50 кОм, или иначе 50 000 Ом. Запишим, что вам известно:

U = 9 В

R = 50 000 Ом

Мы хотим узнать значение электрического тока, поэтому используем вариант написания закона Ома, в котором сила тока находится в левой части уравнения:

I = U/R.

Теперь надо подставить известные значения в формулу:

I = 9 В/50 000 Ом = 0,00018 А

Переместим десятичную точку на три позиции влево, чтобы получить ответ в миллиамперах:

I = 0,18 мА

Это очень маленький ток, который не будет приводить к выделению сколь-нибудь значительного количества тепла.

Что происходит, когда вы закорачиваете батарейку? Сила тока какой величины нагревает провода? Отлично, предположим, что провода имеют сопротивление величиной 0,1 Ом (возможно, оно меньше, но я хочу начать с предположения, что оно равно именно 0,1 Ом).

Запишем, что нам известно:

U = 1,5 В

R = 0,1 Ом

Как только мы пытаемся найти величину тока, мы должны использовать следующую формулу:

I = U/R.

Теперь надо подставить известные значения в формулу:

I = 1,5 В/0,1 Ом = 15 А

Это примерно в 100 000 раз большее значения тока, который проходил по поверхности вашего языка. Причем этот ток выделяет гораздо больше тепла даже при том, что используется намного меньшее напряжение.