Электричество шаг за шагом
- Автор: Сворень Рудольф Анатольевич
- Год: 2019
- Язык: русский
- Год: "ДМК Пресс"
- ISBN: 978-5-97060-604-9
- Жанр: Детское образовательние
Электронная книга - «Электричество шаг за шагом». Краткое содержание книги:
Используя 400 специально разработанных иллюстраций, автор рассказывает об истории изучения электричества, о сложившихся основных системах постоянного и переменного тока и о той важной роли, которая досталась электричеству в энергетике нашего мира.
Рудольф Анатольевич Сворень — автор многих популярных книг о физике и электронике, известный научный журналист, радиоинженер и кандидат педагогических наук, много лет проработавший в редакции журнала “Наука и жизнь” заместителем главного редактора.
Как видите, при изменении нагрузки в 10 раз ток в цепи меняется незначительно, примерно на 1 %. С учётом такого постоянства тока при изменении нагрузки подобный режим называется «генератор тока». В некоторых случаях он необходим, и ради постоянства тока при разной нагрузке мирятся с тем, что ей достаётся малая часть мощности, которую создаёт генератор.
Режим «генератор тока» нужен довольно редко, электричество практически всегда работает на нас в режиме «генератор напряжения»: в бортовой электросети автомобиля или катера, в карманном фонаре, в переносном приёмнике и, главное, в обычной нашей электросети. Чтобы получить режим «генератор напряжения», внутреннее сопротивление генератора Rвнг должно быть как можно меньше, во всяком случае, во много раз меньше, чем сопротивление нагрузки Rн. В этом случае основная часть э.д.с. и почти вся мощность генератора достаются нагрузке, внутреннее сопротивление Rвнг почти ничего не получит.
У «генератора напряжения», в отличие от «генератора тока», при изменении нагрузки Rн напряжение на ней, то есть напряжение на выходе генератора, меняться почти не будет, но зато будет меняться общий потребляемый ток. Если вы, скажем, пришли домой и сначала зажгли одну лампочку у входной двери, а затем включили люстру, телевизор и электрокамин, то напряжение, которое вы получаете от генератора, то есть из сети, практически не изменится, а общая потребляемая мощность возрастёт за счёт увеличения общего тока.
ВК-188. В самых разных приборах часто встречаются измерители с цифровым отсчётом. В них дешифратор в виде небольшой микросхемы прежде всего преобразует измеряемый показатель, например напряжение, в двоичный код. А затем ещё один микроблок прибора преобразует этот код и в виде привычных нам цифр высвечивает результат на небольшом, обычно жидкокристаллическом, экране. Для многих удобно такое отображение результатов, а кто-то любит измерения стрелочным прибором.
Проиллюстрируем режим «генератор напряжения» числовым примером. Электродвижущая сила Е = 220 В, внутреннее сопротивление генератора Rвнг = 0,01 Ом, и могут быть два сопротивления нагрузки — Rн1 = 2200 Ом (лампа дневного света мощностью 22 Вт) и Rн2 = 220 Ом (люстра с соединёнными параллельно десятью такими лампами общей мощностью 220 Вт). Поскольку Rвнг очень мало, будем считать, что ток в цепи определяет только сопротивление нагрузки, и подсчитаем, что при включении Rн1 этот ток равен I1 = Е: Rн1 = 220 В: 2200 Ом = 0,1 А, а при включении ток равен I2 = 220 В: 220 Ом = 1 А. При этом на внутреннем сопротивлении генератора остаётся напряжение в первом случае 0,001 В и во втором случае в 10 раз больше, то есть 0,01 В. То есть практически нагрузке всегда достаются обещанные 220 вольт. Так что генератор напряжения независимо от того, какая к нему подключается нагрузка (разумеется, из числа допустимых для данной цепи), всегда подаёт на неё практически одно и то же напряжение.
Т-163. Коэффициент полезного действия — цифра и символ. Генератор тока и генератор напряжения вплотную подвели нас к характеристике, о которой давно уже пора сказать. Это коэффициент полезного действия, или сокращённо к.п.д., он даёт чрезвычайно важную оценку многим техническим системам, в том числе электротехническим. Коэффициент полезного действия показывает, какую часть получаемой мощности эта система расходует для полезного действия. Если, например, у какой-нибудь машины к.п.д. составляет 0,95, или, что то же самое, 95 %, то из каждых полученных 100 ватт мощности в машине безвозвратно теряется 5 %, то есть 5 Вт, чаще всего они превращаются в ненужное тепло. Ну а оставшиеся 95 Вт расходуются на какое-то полезное дело — неплохой результат, к.п.д. составляет 95 %. Часто к.п.д. обозначают греческой буквой η — она называется «эта».
ВК-189. Имея чувствительный гальванометр (ток 50-100 микроампер, отклоняющий стрелку до конца шкалы), можно создать на его основе многопредельный вольтметр, хорошо измеряющий как небольшие, так и большие напряжения. Чтобы увеличить измеряемое напряжение, нужно просто увеличить сопротивление, включённое последовательно с прибором. Собрав цепочку из трёх резисторов или подключив к прибору три отдельных резистора, можно получить вольтметр для трёх разных напряжений.