главная

основы

элементы

примеры расчетов

любительская технология

общая схемотехника

радиоприем

конструкции для дома и быта

связная аппаратура

телевидение

справочные данные

измерения

обзор радиолюбительских схем в журналах

обратная связь

       реклама 

Онлайн радио

С этой странички Вы можете по ссылкам попасть на страницы, описывающие основы электро-радиотехники.

что такое электрический ток   подготовка рабочего места   техника безопасности  немного о пайке

                    НЕМНОГО ОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ТОКЕ

Представьте себе большой резервуар, в котором находится под давлением вода, готовая в любую минуту вырваться наружу. От резервуара отходит труба с краном. Открыли кран, и вода устремилась через трубу, например, в бассейн. Если диаметр трубы мал, скорость потока небольшая. Увеличили диаметр трубы - возросла и скорость потока. Происходит так потому, что с увеличением диаметра труба оказывает меньшее сопротивление напору воды, и вода вытекает с большей скоростью.
Допустим, что резервуар с водой - это источник электрической энергии, обладающей определенным напряжением (давлением воды), а труба - нагрузка, сопротивление (диаметр трубы) которой может изменяться. Тогда водный поток можно принять за электрический ток, протекающий через нагрузку.
Пока сопротивление нагрузки мало (диаметр трубы большой), через нее течет значительный ток (большая скорость потока). Когда же сопротивление возрастает (уменьшается диаметр трубы), электрический ток (скорость потока), наоборот, падает. С помощью этой аналогии вы, наверное, можете самостоятельно определить, как изменится ток при увеличении напряжения (повышении давления воды в резервуаре).
А теперь перейдем к единицам измерения напряжения, тока и сопротивления. Напряжение измеряют в вольтах, обозначая эту единицу буквой В. Если вы посмотрите на этикетку плоской батареи от карманного фонаря, то заметите на ней надпись "4,5 В". Это значит, что напряжение батареи 4,5 Вольта. На этикетке круглой батареи (правильнее ее называть элементом) уже другая цифра - 1,5 В, то есть напряжение ее 1,5 В.
И еще на этикетке есть знаки " + " и " - ". Это полярность выводов. Она указывает, в каком направлении будет течь ток, если к батарее подключить нагрузку, скажем лампочку от карманного фонаря. Вы все, конечно, видели такую лампочку и знаете, что внутри стеклянного баллона в ней подвешен тонкий металлический волосок. Один конец его припаян к резьбовой части лампочки, а другой - к контакту внизу. Резьбовая часть и контакт - это выводы лампочки. Как только они оказываются подключенными к выводам батареи, через нить лампочки начинает течь электрический ток. Направление его будет определенным - от плюсового вывода батареи к минусовому. Поскольку ток течет постоянно в одном направлении, его называют постоянным, напряжение тоже постоянным.
У гальванических и аккумуляторных батарей и элементов есть еще один параметр - это ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЕМКОСТЬ. Электрическая емкость показывает, в течении какого времени источник может давать определенный ток. Электрическую емкость измеряют в АМПЕР-ЧАСАХ. 

ДЛЯ ПРИМЕРА: солевой гальванический элемент типа 316, или "АА" имеет (в зависимости от производителя и технологии изготовления) электрическую емкость около 0,6 а\ч. Это означает, что данный элемент может отдавать ток в 60 миллиампер в течении 10 часов непрерывно (600 ма\ч делить на 60 ма). Если рабочий ток элемента уменьшить до 10 миллиампер, то время непрерывной работы элемента увеличится до 60 часов. Теперь, по истечении 60 часов напряжение на элементе под нагрузкой упадет до 0,8 вольта (при начальном напряжении в 1,5 в). У щелочных  (алкалиновых) гальванических элементов электрическая емкость больше, чем у солевых в несколько (до 5) раз. Соответственно у них и выше стоимость...  Ток 10-часового разряда считается оптимальным для большинства элементов и аккумуляторов.

Если от элемента брать ток небольшими "порциями" (например - включать фонарик каждый час на несколько минут),  общее время работы (а значит - и емкость!) элемента возрастут. Происходит это из-за частичного восстановления активных веществ внутри элемента (так называемый "эффект самовосстановления"). Этот эффект наблюдается только у свежеизготовленных элементов и батарей. У полностью разряженных элементов внутри еще остается большое количество неотработанных компонентов, поэтому (в крайнем экстренном случае!) работу такого элемента можно несколько восстановить. Простейшим из способов восстановления является нагрев элемента примерно до 50 градусов, другим способом является механическое воздействие на корпус такого элемента (можно корпус слегка "прокатать" между двумя дощечками). Второй способ менее пригоден, так как корпус элемента может разрушиться, что вызовет вытекание электролита в питаемую конструкцию (и тем самым - может вызвать порчу!), но его также можно использовать в особых экстренных случаях. Главное - не "перестараться"! Третий из способов заключается в зарядке элемента постоянным током (как аккумулятора). Некоторые из элементов допускают до 10-15 циклов "заряд - разряд", но такое восстановление также может вызвать разрушение (взрыв!) корпуса элемента, поэтому производители пишут на этикетке элемента фразу "не перезаряжать - опасно!". Используйте этот способ на свой страх и риск...
Во время хранения гальванических элементов происходит их саморазряд (обусловлен рядом причин), что понижает емкость элементов и батарей. Снижение емкости происходит, в основном, за счет необратимых химических процессов, происходящих во время хранения. Обычно на элементах и батареях указывают конечный срок хранения, но часто элемент продолжает работать и после окончания срока хранения (иногда - и наоборот!) - все зависит от условий хранения и добросовестности изготовителя. Если элемент хранить в сухом, прохладном месте (считается, что температура хранения около плюс 4 градусов Цельсия - самая оптимальная), срок его хранения может быть увеличен в несколько раз! По истечении какого-то времени, батарея может вообще потерять свою емкость. Для отбраковки таких элементов можно использовать измерительный прибор - ВОЛЬТМЕТР, но при этом необходимо обязательно подключать к элементу нагрузочный резистор! Дело в том, что вольтметр, обладая высоким внутренним сопротивлением, практически не нагружает элемент и напряжение на выводах элемента будет мало отличаться от указанного на этикетке. Сопротивление такого резистора должно быть таким, чтобы при измерении нагрузить элемент или батарею номинальным током. Так, для примера, элемент типоразмера "D" имеет емкость около 3,5 ампер/часов, следовательно его при измерении нужно нагрузить резистором сопротивлением около 5 ом (можно просто использовать электролампочку от карманного фонаря)...
"А почему не указывают полярность на гнездах сетевой розетки?" - спросите вы. Дело в том, что сетевое напряжение переменное. То в одном гнезде розетки плюс напряжения, в другом - минус, то наоборот. Такая смена полярности происходит 100 раз в секунду. При включении в розетку, например, настольной лампы, через ее нить потечет ток, направление которого будет меняться столько же раз в секунду, сколько и полярность напряжения.
Электрический ток измеряют в амперах, обозначая эту единицу буквой А. Но в практике радиолюбителя с такими токами встречаются редко, поэтому пользуются более мелкой единицей измерения - миллиампером - тысячной долей ампера, обозначаемой буквами мА, либо микроампером - одной тысячной долей миллиампера, обозначаемой буквами Мка.
Сопротивление измеряют в омах (условное обозначение Ом). Кроме этой единицы, используются более крупные: килоом (1 кОм = 1000 Ом) и мегаом (1 МОм=1000 кОм=1 000 000 Ом).
В практике конструирования электронных устройств вам неоднократно придется проводить различные расчеты электрических цепей. 
Для большинства расчетов пользуются законом Ома. Это основной  закон всей радиотехники : 

"СИЛА ТОКА В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ ПРЯМО ПРОПОРЦИОНАЛЬНА ПРИЛОЖЕННОМУ НАПРЯЖЕНИЮ И ОБРАТНО ПРОПОРЦИОНАЛЬНА СОПРОТИВЛЕНИЮ ЭТОЙ ЦЕПИ". 

Как это расшифровать? Ток в цепи тем больше, чем больше напряжение. При увеличении сопротивления в цепи (при неизменном напряжении) ток уменьшается. И наоборот.
Для практических целей достаточно запомнить вот этот треугольник:

Например, если взять какой либо узел (соединение нескольких проводов или элементов в одной точке), то сила тока, входящего в этот узел будет равна силе тока, выходящей из этого узла. Для упрощения на рисунке показан простейший узел электрической цепи. Вытекающих токов может быть сколько угодно...

На рисунке I1 - притекающий, I2, I3 вытекающие токи.

                                                      вверх

                                                       реклама