Электроника - наука изучающая электрические и магнитные явления. Практическое применение законов электроники изучает наука которая называется электротехника. Исследование электрических явлений и их практических приложений исторически началось с изучения свойств не изменяющегося во времени тока - постоянного тока на рубеже XVIII-XIX веков. Этим исследованиям способствовали наличие и доступность источников электрической энергии постоянного тока - сначала гальванических элементов (А. Вольта, 1745-1827), позднее аккумуляторов, а также первые успехи применения электричества для освещения (П. Яблочков, 1847-1894).
Слово "ток" означает течение, направленное движение. Вам наверняка известны такие понятия, как приток, водосток. Они означают направленное движение воды. В электронике под электрическим током понимается направленное движение электронов. В электрическом токе участвуют свободные, не связанные, электроны. Электроны имеют отрицательный заряд (-).
Материалы содержащие, в большом количестве, свободные электроны являются проводниками электрического тока. Наилучшими проводниками электрического тока являются металлы. Электрический ток в проводнике не может возникнуть сам по себе, нужна какая-то сила, которая будет двигать электроны в заданном направлении. В отсутствие такой силы свободные электроны совершают в проводнике хаотические движения. Сила, которая придает электронам направленное движение называется Электро Движущей Силой (ЭДС).
| Источниками ЭДС могут быть аккумулятор, батарейка, генератор, фотоэлемент. Никуда не подключенная батарейка, например, не установленная в электрический прибор, имеет в себе запасенную химическую энергию, которая называется потенциальной энергией. Любой источник ЭДС имеет два вывода для подключения к электрической схеме. Один вывод обозначают знаком "+", а второй знаком "-". Разность потенциалов (так как энергия потенциальная) между положительным и отрицательным выводами называют напряжением. Напряжение можно измерить прибором который называется вольтметром, а само напряжение измеряется в единицах которые называют ВОЛЬТ (на схемах обозначается буквой V). |  |
| Если между положительным и отрицательным выводами источника ЭДС включить проводник электрического тока (электропровод или просто провод), то по проводу потечет электрический ток. Так как электроны имеют отрицательный заряд то они будут притягиваться к положительному полюсу источника ЭДС, следовательно движение электронов будет происходить от "-" к "+" . Направленное движение электронов (электрический ток) вызывает разогрев проводника и, если источник ЭДС обладает достаточной мощностью, проводник перегорит. Такое включение проводника к источнику ЭДС называется "коротким замыканием". При коротком замыкании, потенциальная энергия, запасенная в источнике ЭДС, переходит в энергию кинетическую, которая расходуется на разогрев проводника. |
|
|
Хотя движение электронов в проводнике происходит от "-" к "+" источника, положительное направление тока, в электротехнике, принято обозначать от "+" к "-". Электрический ток в проводнике на электрических схемах обозначается буквой I, а величина тока измеряется в единицах которые называются АМПЕР и обозначаются буквой А. |
Удельное сопротивление, как было отмечено выше, зависит от температуры проводника. Чем выше температура, тем больше удельное сопротивление, поэтому величину удельного сопротивления проводников в справочниках указывают для температуры 20° Цельсия. В таблице указано удельное сопротивление для некоторых наиболее распространенных проводников.
Мы знаем, что ток проходящий по проводнику, разогревает его. Это явление используется в электротехнике для изготовления нагревательных - паяльник, утюг, электроплитка и т.д. и осветительных устройств - лампы накаливания. Например, рабочий элемент электропаяльника (спираль) изготовлен из тугоплавкого сплава - нихрома. Нихром имеет высокое удельное сопротивление. При протекании электрического тока через спираль, она разогревается до высоких температур.
|
Источник ЭДС в электротехнике принято называть - ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ, а любое электротехническое устройство, подключенное к источнику питания называется - НАГРУЗКОЙ. Нагрузка обладает определенным электрическим сопротивлением. Это сопротивление называется СОПРОТИВЛЕНИЕ НАГРУЗКИ и обозначается Rн. |
К источнику питания можно подключить несколько нагрузок, причем, соединение нагрузок может быть как последовательным (Рис. 1), так и параллельным (Рис. 2). Нагрузкой может являться не только лампа, но и любое электротехническое устройство. Если у источника питания несколько нагрузок то они нумеруются, например, как в нашем примере Rн1, Rн2.
При большом количестве элементов на электрической схеме, рисовать ее становится сложно, а порой и невозможно. Поэтому для изображения электрических схем применяется система условных обозначений на электрических схемах. Эти условные обозначения закреплены ГОСТом (Государственным Стандартом) и ЕСКД - Единой Системой Конструкторской Документации. На рисунке показаны условные графические обозначения элементов электронных схем.
