Электрическая цепь постоянного тока и закон Ома
В основе любого радиотехнического устройства лежат взаимосвязанные электрические цепи. Простейшую электрическую цепь постоянного тока (рис. выше) можно составить из источника постоянного напряжения, потребителя тока, соединяющих их проводников и выключателя любой конструкции. Источником постоянного напряжения может быть батарея гальванических элементов (Б), потребителем тока — лампочка накаливания (Л) для карманного электрического фонаря или резистор (R). Если цепь замкнута выключателем (Вк), то во всей цепи течет электрический ток (I). Составьте такую цепь. Ее схема будет аналогична схеме карманного электрического фонаря. Если батарея свежая (новая), то лампочка будет светиться ярко. Соединенные между собой последовательно, батарея образует внутреннюю часть, а лампочка, проводники и выключатель — внешнюю часть замкнутой электрической цепи. Ток во всей цепи одинаков.
Разомкните цепь выключателем, измерьте вольтметром постоянного тока напряжение на полюсах (выводах) батареи (рис. 2), а затем, не отключая вольтметр, снова замкните цепь. После замыкания цепи прибор показывает несколько меньшее напряжение. Первым измерением вы узнали э. д. с. батареи — разность потенциалов, действующая на полюсах батареи, когда к ней не подключен потребитель тока. Вторым измерением вы узнали напряжение, развиваемое батареей на концах внешней части цепи, которое всегда меньше э. д. с. батареи. Часть э. д. с. падает (теряется) на внутреннем сопротивлении батареи. По мере разряда батареи ее внутреннее сопротивление и падение э. д. с. на нем увеличиваются.
Включите последовательно в цепь еще одну такую же лампочку (рис. выше). Лампочки будут гореть вполнакала. Произойдет это потому, что сопротивление внешней цепи увеличится примерно вдвое (сопротивление соединительных проводников и контактов выключателя во внимание не принимаем, так как оно мало по сравнению с сопротивлением нитей накала ламп). Теперь напряжение батареи подается на две лампочки. На каждую из них приходится вдвое меньшее напряжение, чем ранее подавалось на одну. Соответственно уменьшился и ток, идущий через лампочки.
В замкнутой электрической цепи соотношение между током (в амперах), напряжением (в вольтах) и сопротивлением (в омах) определяется основным законом электротехники — законом Ома: Ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению. Решите: 1. На цоколе лампочки электрического карманного фонаря написано: 3,5В; 0,28А (лампочка нормально светится при напряжении 3,5В и токе 0,28А). Каково сопротивление ее нити накала в раскаленном состоянии? 2. Нить накала той же лампочки разрушится (перегорит), если через нее потечет ток более, чем 0,5—0,6А. Мри каком напряжении на нити накала это может произойти? 3. Ту же лампочку можно питать от батареи напряжением 12В, если последовательно с ней включить в цепь резистор, гасящий избыточное для лампочки напряжение (рис. ниже). Какое сопротивление должен иметь этот добавочный резистор?
|
Радиотехника
