Александр Кульский - КВ-приемник мирового уровня? Это очень просто!

«Н»:Ну, это, очевидно, просто значит, что через соответствующий резистор течет и соответствующий ток!..

«А»:Не догоняешь, Незнайкин! Это значит слегка больше, чем ты думаешь! А именно, что ПРОИЗВЕДЕНИЕ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ соответствует ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МОЩНОСТИ, которая, выделяясь на данном резисторе, преобразуется в ТЕПЛОТУ!

Ix U= Р;

1 АМПЕРх 1 ВОЛЬТ= 1 ВАТТ!

Говорят также, что если по резистору R протекает ток I , то выделяется электрическая мощность, равная:

I 2x R= Р.

«Н»:И это все, на что способен резистор?

«А»:Далеко не все! А теперь, Незнайкин, я жду от тебя разумных пояснений относительно принципиальной схемы, которую предлагаю твоему вниманию теперь. Вот на этом рис. 1.6.

«Н»:Попробую… Как заметил однажды т. Сталин — «Попытка не пытка, не так ли, товарищ Берия?» Итак, пойдем простым логическим путем… На схеме я вижу два резистора, включенных один за другим…

«А»:Насчет логического пути — пойдем лучше вместе! Кстати, в технике подобное включение именуется ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ.

«Н»:Принято… Постой, но ведь через оба резистора течет один и тот же ток! А отсюда следует, что на каждом из этих резисторов имеет место падение напряжения. ПРОПОРЦИОНАЛЬНОЕ величине сопротивления данного резистора!

«А»:Молодцом! А теперь даю еще одну вводную. Объясни, как работает принципиальная электрическая схема, изображенная теперь (рис. 1.7)?

«Н»:У меня возникли проблемы с подсчетом напряжения U 2, которое падает на резисторах, включенных параллельно…

«А»:Я тебе помогу. Следи за ходом моей шахматной мысли! В точке «С» ток I разветвляется на два тока, соответственно I 1и I 2:

I 1 + I 2 = I .

С другой стороны:

U 2= Ix R экв

R экв= ( R 1∙ R 2)/( R 1+ R 2),

I 1R 1= I 2R 2= U 2.

При этом резисторы R 1и R 2образуют, так называемое ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ соединение. Значит, чем БОЛЬШУЮ величину будет иметь, например, резистор R экв— тем МЕНЬШИМ будет ток I ! Ну вот, после этого можно перейти и к более интересным вещам!

«Н»:Ну теперь эту легкотню я всегда расколю! Последовательное и параллельное соединение вопросов уже не вызовут!

«А»:Ой не говори так! Поскольку в электронике, кроме резисторов, в изобилии и значительно более экзотические компоненты! И потом, ты забыл, что мы собрались коснуться темы о проводниках, изоляторах и полупроводниках?

«Н»:Я просто стеснялся напомнить…

«А»:Ты ли это?… Так вот, электрическое сопротивление того или иного элемента электрической цепи, а значит и материала или вещества, из которого этот элемент изготовлен, зависит от количества в нем свободных электрических зарядов. Поэтому еще на заре электротехники все вещества разделили на две основные группы, а именно: ПРОВОДНИКИ и ИЗОЛЯТОРЫ (или ДИЭЛЕКТРИКИ). К числу проводников, кстати, относится целый ряд растворов и даже газы в определенном состоянии.

«Н»:Ну, а изоляторы?…

«А»:Это, например, стекло, эбонит, бумага, резина и т. д. Следует заметить, что атомы изоляторов устойчивы. Для того, чтобы их внешние электроны перешли в состояние проводимости, иначе говоря, оторвались от своих атомов, нарушив свою связь с ядром, требуется приложение прямо-таки отчаянных усилий! Строго говоря, даже в самых совершенных изоляторах в одном из миллиарда или в одном из сотни миллиардов атомов электрон, в силу некоторых причин, покидает свой атом и становится «пилигримом». Вот этим самым «ИЛИ» и определяется — «плохой» это изолятор, или «хороший»!

«Н»:Ну и как поясняет наука факт существования подобных «пилигримов»?

«А»:Несколькими причинами. Например, как результат тепловых колебаний атомов. Ведь чем выше температура, тем энергичнее колеблется атом на своем месте в кристаллической решетке. А, следовательно, вероятность того, что электрон покинет атом — возрастает. При температуре абсолютного нуля (или — 273 °C) тепловые колебания атомов полностью прекращаются! В этом случае в любом изоляторе, даже самом никудышном, вообще не оказывается свободных электронов… А теперь, Незнайкин, давай поиграем в кубики. Не возражаешь?

«Н»:…Дружище, да что с тобой?! Нормально?!.. Вот дела!..

«А»:Да не переживай так! Я в порядке. Но вот от кубиков нам с тобой сейчас никуда не деться… Это вовсе не моя прихоть, поверь! Таково повеление Великой Электроники!

«Н»:Что, «а токмо волею пославшей мя жены?».

«А»:Литературную викторину сообразим как-нибудь в другой раз. Лады?… А пока… вырежем из проверяемого изоляционного материала кубик со стороной равной ОДНОМУ САНТИМЕТРУ. Затем… подведем к нему напряжение ОДИН ВОЛЬТ и будем измерять ток в этой электрической цепи. Эксперимент этот, такой простой на первый взгляд, проделаем мысленно, в силу многих причин. Итак…

«Н»:Ну вот, начинается! Ты хочешь сказать, что в твоем хозяйстве не найдется обыкновенного тестера, батарейки и ножовки?

«А»:Раз ты так настаиваешь, то знай!.. Ни «обыкновенный» тестер, ни батарейка с ножовкой нам не помогут! Вот смотри — самая чувствительная шкала моего тестера имеет предел — ШЕСТЬДЕСЯТ МИКРОАМПЕР! И это позволяет отнести данный тестер к разряду высокочувствительных! Но для «игры в кубики» с изоляторами нужна чувствительность в МИЛЛИОН раз более высокая! А еще лучше — в ДЕСЯТЬ МИЛЛИОНОВ раз! Кроме того, напряжение для подобной «игры» берется вовсе не от батарейки, а от специального высокостабильного источника напряжения.

«Н»:«Я понял все — к чему слова…» Итак, давай мысленно сделаем кубик из стекла?

«А»:Нет проблем… Включили в цепь кубик из стекла и выяснили, что через него течет ток равный ста пикоамперам! Иначе говоря, ОДНА ДЕСЯТИТЫСЯЧНАЯ МИКРОАМПЕРА. Иными словами — 630000000 электронов в секунду!

«Н»:Так много?! Ничего себе — изолятор!

«А»:Дружище, это совсем немного! Будь у нас кубик из такого проводника, как СЕРЕБРО, ток в цепи достиг бы почти МИЛЛИОНА АМПЕР! Однако отметим, что подсчитывать число свободных электронов не принято. Обычно просто вычисляют электрическое сопротивление кубика. С использованием всё той же формулы Ома. Но есть и нюанс! Поскольку в действительности в этом эксперименте мы измеряем важнейшую величину — УДЕЛЬНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. Эта величина имеет размерность (ОМхСМ). Для наглядности составим таблицу (табл. 1.1).