Бесіди по Електротехніці: Електрика - від простого до складного

А. Л. Кульский

Можна з цілковитою впевненістю стверджувати, що ареною найрізноманітніших фізичних процесів є не тільки земні простори, але також неймовірний за своїми масштабами зоряний світ і вся нескінченна Всесвіт. Тож не дивно, що колосальна кількість цих процесів ґрунтується на прояві ДУЖЕ ОБМЕЖЕНОГО числа СИЛ - гравітаційна, ЕЛЕКТРИЧНИХ, МАГНІТНИХ і ЯДЕРНИХ.

Гравітаційні сілисамие загадкові. Саме вони керують рухом галактик, зірок і планет, вони ж викликають тяжіння всіх тіл на Землі до її центру. Але при впливі елементарних частинок, атомів, молекул, невеликих тіл, гравітаційні сили грають роль настільки малу, що ними цілком можна знехтувати. Ядерні сили, забезпечуючи стійкість атомного ядра, дуже швидко зменшуються з рас стоянням і поза атомного ядра практично не виявляються. А ось ЕЛЕКТРОМАГНІТНІ СИЛИ в природі мають дивно широку "арену діяльності".

Вивчення і використання електромагнітних СИЛ лежить в основі всіх відомих електротехнічних явищ. Що і породило електротехніки. А розвиток електротехніки дало поштовх до виникнення ЕЛЕКТРОНІКИ.

Для того щоб наочно уявити собі, де проходить межа між електротехнікою і електронікою, корисно запам'ятати наступне. ЕЛЕКТРОТЕХНІКА - це область науки і техніки, яка розглядає закони функціонування і методи розрахунку різних електричних ланцюгів.

Наприклад, уявімо собі ланцюга, в складі яких є лампочки, електромотори, трансформатори і т.д. Але якщо ланцюг здатна самостійно реагувати на ЗОВНІШНЄ ВПЛИВ незалежно від того, чи має воно безпосередньо електричний характер або навіть Неелектричний, але перетворений до електричного виду спеціальними преосвітніми пристроями (датчиками), тобто якщо електричний ланцюг призначена для роботи з ЗОВНІШНІХ сигналом, це вже ЕЛЕКТРОНІКА!

Зовнішній сигнал може являти собою і світловий вплив, і теплове, а також механічне, хімічне, біологічне і т.д. Коли таким сигналом є електромагнітні хвилі, застосовують термін РАДІОЕЛЕКТРОНІКА.

Можна стверджувати, що "вік" радіоелектроніки лише трохи перевищує 100 років. Всі дивовижні чудеса, які виявилося можливим реалізувати завдяки успіхам радіоелектроніки (комп'ютери, телевізори, аудіо та відеоапаратуру, мініатюрні кінокамери, радіотелефони, пейджери і т.д.) це, по суті, ще тільки ПОЧАТОК електронних чудес! Радіоелектроніка (і майбутнє тільки підтвердить це) може незмірно більше! ...

Радіоелектроніку можна уподібнити дивовижною казковій країні, нескінченно багатої різноманітними чудесами і таємницями. І той, хто одного разу потрапив в цю країну, вже ні за що не захоче покинути її! Але, як і годиться в усіх казках (навіть в тому випадку, якщо вони абсолютно реальні), щоб потрапити в цю дивовижну країну, необхідний ЧАРІВНИЙ ключик. Саме він здатний відкрити двері, що ведуть в цей казковий світ. Цим ключиком, правда, треба ще заволодіти.

Що ж він собою являє? Перш за все - це знання основних законів електротехніки та електроніки. Розуміння суті фізичних процесів, що лежать в основі цих законів. Послідовне і наполегливе вивчення сучасної компонентної бази, методів конструювання і монтажу. І звичайно ж, прояв творчої ініціативи. Але навіть всього цього - ВКРАЙ НЕДОСТАТНЬО! Чому?

Коли ми гріємося ввечері біля багаття або коли ставимо на кухні чайник на плиту, ми маємо справу з вогнем. Він видимий, дуже гарячий, а тому - зрозуміло! Коли ж ми маємо справу з електричним колом, то, на перший погляд, НІЯКОЇ НЕБЕЗПЕКИ вона не несе. І це в основному так і є.

Правильно змонтована і експлуатована електротехнічна ланцюг - зразок безпеки! Але при цьому не варто забувати, що внесення в цей ланцюг (випадкове або навмисне) сторонніх проводять предметів здатне корінним чином порушити цю приємну картину.

Якщо звичайне багаття розгорається повільно (в кращому випадку для цього потрібні хвилини), і температура його незалежно від розмірів багаття обмежена (трохи більше 800 ° С), то температура, що розвивається при аварійній ситуації в електротехнічної ланцюга, МИТТЄВО досягає БАГАТЬОХ ТИСЯЧ ГРАДУСІВ!

У пар перетворюються самі тугоплавкі метали - платина і вольфрам! Їх розпечені бризки розлітаються з високою скоро- стю і здатні завдати тяжкі трав-ми і опіки. Крім цього, електротехнічні ланцюга мають ще одним вражаючим фактором. Він ЗАВЖДИ ПРИСУТНІЙ в будь-який, нормально функціонуючої електричного кола.

Йдеться про електричному напрузі. Його наявність в певній точці ланцюга зовсім непомітно! До того самого моменту, поки необережний користувач не стикнеться з ним. Тому майбутнім ентузіастам електроніки корисно засвоїти на все подальше життя кілька правил, які необхідно пам'ятати завжди і всюди:

1. ЕЛЕКТРИКА - ЦЕ НАДІЙНИЙ І НЕЗАМІННИЙ ДРУГ, АЛЕ ДУЖЕ СТРАШНИЙ, СМЕРТЕЛЬНО НЕБЕЗПЕЧНИЙ ВОРОГ!

2. БУДЬ ЕЛЕКТРОТЕХНІЧНІ РОБОТИ НЕСУМІСНІ З нехлюйство і халатність.

3. ВСЕ ЕЛЕКТРОМОНТАЖНІ РОБОТИ ВИКОНУЮТЬСЯ ТІЛЬКИ при відключенні електроживлення і вийняти з СЕТЕВОЙ РОЗЕТКИ ВИЛКИ.

4. НЕОБХІДНО ПАМ'ЯТАТИ, ЩО ПРИ ДЕЯКИХ УМОВАХ НЕБЕЗПЕКА ДЛЯ ЖИТТЯ ПРЕДСТАВЛЯЄ НАПРУГУ, РАВНОЕ 12 В!

Це, природно, не означає, що електроніка - щось вкрай небезпечне і недоступне. Ні в якому разі! Але ось зібраність, зосередженість і уважність - це якості, необхідні для майбутнього електронщика. Тепер можемо почати докладну розмову про електрику і електроніці ... Ми не можемо сказати в точності, коли люди вперше виявили, що тіла можуть бути наелектризовані.

У всякому разі сталося це дуже давно. Документально описав цей факт вперше філософ з Еллади Фалес (IV-е століття до н.е.). За його словами, ткалі помітили здатність бурштину притягати до себе легкі предмети, не стикаючись з ними, після того як цей бурштин потерли про шерсть. Дивна поведінка бурштину та деяких інших речовин, спочатку здавалося лише цікавим курйозом. А тим часом тут проявляються закони, що управляють більшістю явищ на Землі. Як же сьогодні пояснюється явище електризації?

Згідно з нашими сучасних знань, всі речовини складаються з атомів, які, в свою чергу, мають складний пристрій. В середині атома розташоване ядро, навколо якого, як часто прийнято говорити, обертаються електрони.

Кожен з електронів несе ЕЛЕМЕНТАРНОГО негативний заряд. При цьому, як підтвердили ВСЕ експерименти, НЕ ІСНУЄ ситуації, при якій заряд електрона можна змінити в ту чи іншу сторону! Інша справа - швидкість і енергія електрона. Ось вони-то чудово піддаються регулюванню.

Зауважимо, що в дійсності електрони навколо атомного ядра НЕ обертаються! Вони як би присутні на різних відстанях від ядра. І ЙМОВІРНІСТЬ їх присутності в певній галузі всередині атомного простору характеризується різними значеннями.

Додамо, що різні атоми (в залежності від складу ядра) мають і різну кількість електронів. У нейтральному атомі кількість ПРОТОНІВ в ядрі дорівнює кількості нейтронів. А кількість електронів дорівнює кількості протонів.

Електричні заряди протона і електрона рівні за величиною і протилежні за знаком! А ось їх маси відрізняються майже в 1800 разів. Ось в якому співвідношенні знаходяться маси "важкого" протона і "легкого" електрона.

Наступне фундаментальне поняття, без якого неможливо вивчати електротехніку, - це закони Взаємодія електричних зарядів.

Перш за все зазначимо, що однойменний електричні заряди ЗАВЖДИ взаємно відштовхуються, різнойменні завжди притягуються. Інакше кажучи, заряди ЗАВЖДИ взаємодіють один з одним. Ось уже сотні років, як триває в фізиці велика суперечка - як же здійснюється взаємодія двох зарядів?

Спочатку вважали, що електричні заряди безпосередньо через порожнечу (вакуум) діють один на одного. При цьому кожен заряд на відстані "відчуває" присутність іншого. Подібна точка зору відома, як ТЕОРІЯ дальнодействием.

<< Попередня [1] 2 3 4 5 6 7 Наступна >>