Радиоэлектроника для начинающих (и не только)

Рис. 2.16.б) Из вольт-амперной характеристики нити накала лампы видно, что сопротивление нити накала зависит от напряжения (а, следовательно, от температуры) нелинейно. Среднее значение ТКС (α_ср) этого не учитывает.

При очень низких температурах, начиная с некоторой «критической», сопротивление многих металлов внезапно, скачком, падает до нуля. Это явление было открыто в 1911 г. нидерландским физиком X. Камерлинг-Оннесом и получило название сверхпроводимости. Критическая температура, при которой наступает сверхпроводимость, различна у разных металлов: у свинца она равна 7,3 К (около —266 °C формулу:

Т(К) = 273 + t (°С). (2.6)

Постарайтесь запомнить эту формулу, так как в справочниках по полупроводниковым приборам (диодам, транзисторам и т. д.), которыми вы будете пользоваться, температура, как правило, выражена в Кельвинах.

Камерлинг-Оннес (1853–1926 г.г.) сделал свинцовое кольцо и охладил его до сверхпроводящего состояния (-266 °C)

2.4. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ И ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ РЕЗИСТОРОВ

Лучший способ изучения закономерностей в цепи постоянного тока — это провести все измерения самостоятельно. Предполагается, что у вас дома имеется ампервольтомметр (авометр), прибор для измерения силы тока, напряжения и сопротивления резисторов, и Вы все опыты будете проводить дома. Прежде чем приступать к измерениям, вы должны внимательно изучить техническое описание авометра, чтобы научиться им пользоваться. Только после этого можете приступить к проведению опытов.

Задание первое. Приготовьте батарею 3336Л, либо «Крону» и два резистора: R1 = 100 Ом и R2 = 150 Ом. Если таких резисторов нет, возьмите другие, по номиналам близкие к этим. Соберите схему, изображенную на рис. 2.17,а; на этой схеме в качестве амперметра постоянного тока использован авометр. Чтобы выбрать верхний предел измерения авометра, воспользуйтесь законом Ома:

I = U/(R1 + R2).

Для нашего случая I = 4,5/(100 + 150) = 4,5/250 = 0,018 А = 18 мА. Значит, верхний предел измерения тока не должен быть меньше 18 мА. Предел измерения следует выбирать таким образом, чтобы стрелка прибора при измерении находилась во второй половине шкалы, в этом случае относительная погрешность измерения наименьшая. Снимите показания прибора. Затем отключите батарею и включите прибор между резисторами R1 и R2 (рис. 2.17,б), зафиксируйте его показания: миллиамперметр должен показывать такое же значение тока, что и в первом случае. Затем подключите прибор между положительным зажимом батареи и резистором R1 (рис. 2.17,в). Не забудьте отключать батарею на время переключения прибора.

Рис. 2.17.Из которого можно сделать вывод, что при последовательном соединении резисторов сила тока в электрической цепи одинаковая

Включите батарею и снова зафиксируйте показания прибора: его показания совпадут с двумя предыдущими. Из этих измерений следует вывод: при последовательном соединении элементов через них протекает одна и та же сила тока:

I1 = I2 = I3 = I. (2.7)

При изучении закона Ома мы получили формулу (2.3), которой сейчас воспользуемся для определения общего сопротивления R цепи:

R = U/I = 4,5/0,018 = 250 Ом.

Отсюда следует, что R₀ = R1 + R2. (2. 8)

Сделаем вывод:при последовательном соединении сопротивлений общее сопротивление цепи равно сумме этих сопротивлений. Это будет также справедливо, если последовательно включить любое количество резисторов.

А теперь подготовьте прибор для измерения напряжения постоянного тока. — Верхний предел измерения выберите равным 2,5 или 5 В, замерьте падение напряжения на резисторе R1 (рис. 2.18, а).

Вольтметр «покажет» напряжение 1,8 В. Затем подключите вольтметр к резистору R2 (рис. 2.18, б) и снимите его показания, — вольтметр покажет 2,7 В. Во время проведения опыта вы снимете показания, несколько отличающиеся от приведенных, не огорчайтесь, это закономерно, ведь при измерениях имеют место погрешности измерения.