Die Gespräche über Elektrotechnik: Elektrizität - von einfach bis komplex. Teil 3.

Interessanterweise ist auch in starken elektrischen Feldern die mittlere Geschwindigkeit Inkrement ist nicht mehr als ein paar Zentimeter pro Sekunde. Und zur gleichen Zeit ermöglicht es das elektrische Feld jedes der freien Elektronen in einer Schaltung fast gleichzeitig erhöht wird. Dies wird die Ausbreitungsgeschwindigkeit des elektrischen Feldes in einem Leiter bezeichnet. Es ist ein Wert, der etwas größer ist als 200.000 km pro Sekunde! Etwas weniger Lichtgeschwindigkeit im Vakuum (300.000 km pro Sekunde).

Jede Quelle oder eines elektrischen Feldgenerator wird durch eine elektromotorische Kraft (EMF) gekennzeichnet, die erzeugt wird durch das elektrische Feld angegeben wird durch die elektronische Schaltung zu steuern. EMF wird in Volt gemessen. Wenn Sie die elektrische Ladung in einem Coulomb (1 C) eine Stromquelle für die Arbeit in einem Joule (J 1) bewegen, wenn die Quelle eine EMF von 1 V hat Ist die EMF ist, beispielsweise 5 V, dann führte die Arbeit zu 5 Joule entspricht aus. Übrigens 1 J - arbeitet Ladung mit einem Gewicht von 109 g bis zu einer Höhe von 1 m auf Anheben!

Somit ermöglicht die Stromquelle aufgrund bestimmter interner Prozesse zu externen Ausgangs einige Unterschiede in den elektrischen Zuständen oder EMF. Aber wenn wir etwas verbinden - oder Leitungssystem, beginnt diese Elektroden in diesem System elektrischer Strom fließen kann. Hier wird die externe, elektrisch leitende System ist eine elektrische Schaltung genannt! Und aufgrund der Tatsache, daß diese Schaltung (per Definition) ist, beide Elektroden EMF Quelle, wie zum externen Stromkreis geschlossen ist. Im allgemeinsten Fall kann der externe elektrische Schaltkreis wird durch einen Parameter wie Widerstand (R) aus, die durch die folgende Beziehung ausgedrückt wird:

R = U / I, wobei U - Spannung, I - Strom.

Es ist nützlich, sich daran zu erinnern: 1 mV = 1000 mV = 1000000. 1 A = 1000 mA = 1000000 uA. 1 Ohm = 0,001 k = 0,000001 MW. Oder besser vertraut: 1M Ohm = 1000 = 1.000.000 Ohm. Im allgemeinen sagt man, daß die Schaltung, durch die der Strom fließt von 1 A bei einer Spannung von 1 V, einem Widerstand von 1 Ohm hat.

Die Elektronik wird oft verwendet, und solche Werte sind 1 mA = 1000 = 1000000 pA. 1 GOhm = 1000 MW = 1.000.000 Ohm = 1000000000 Om! 1 kW = 1000 V. Um leicht und eindeutig den Betrieb von beliebig komplexen elektrischen Schaltungen beschreiben, angenommen, ein System von Symbolen. Wir benutzen sie zwei einfache Schaltungen darzustellen. Abbildung 5 und zeigt die elektrische Schaltung eines gewöhnlichen tragbaren Taschenlampe.

Es enthält eine Glühbirne A, der Schalter S und die EMF Quelle (Batterie) G. Da die Batterien können "Kron" oder BSC verwendet werden. Das Bild von jeder elektrischen Schaltung (Dokumentation), ein System der bedingten graphischen Bezeichnungen von Elementen verwendet wird, ist der Standardname eines Schaltbild dieser Schaltung.

Somit ist 5b ein schematisches Diagramm einer Schaltung mit einem Widerstand R1 umfasst, und der Batterieschalter S G. Im Allgemeinen wird ein Widerstand in der Elektro- und Elektronik insbesondere findet breiteste Anwendung. Erste einige der Eigenschaften des Widerstands zu wissen mit dem Ohmschen Gesetz beginnen. Wenn der Nähe der Schalter S, wird der Stromfluss sichergestellt I, die leicht aus der Beziehung in der einfachsten Schaltung bestimmt wird: I = U / R, wobei U - Source-Spannung, V; R - elektrischer Widerstand, Ohm.

Elektrische Widerstand ist ein Wert umgekehrt proportional zur Leitfähigkeit. Natürlich, wenn man diesen Widerstand eines Materials Gitter bilden, die eine komplexe Struktur aufweist, wie der Abstand zwischen den Gitterplätzen sind klein, dann ist das Inkrement der durchschnittlichen Geschwindigkeit der Elektronen, wenn ein elektrisches Feld klein!

Dies geschieht aufgrund der Tatsache, dass die Rate der Überschuß durch die Kristallstruktur in Kollisionen von freien Elektronen mit den Gitteratomen absorbiert. Die Atome erhalten zusätzliche Energie, die einen thermischen Charakter hat. Daher ist es vernünftig zu sagen, dass die Widerstände Energie des elektrischen Feldes umgewandelt werden, das heißt, Energiequelle - zu erwärmen.

Die thermische Energie (Abbildung 6 a) ist leicht durch die Formel zu berechnen

P = UI = (IR) I = I 2 R.

Dies bedeutet, dass die Last (in diesem Fall ein Widerstand R) von der Strom gleich P. elektrische Energie verbraucht, zu beachten, daß die Potentialdifferenz an den Punkten "A" und "B", wie leicht aus Figur 6 ersichtlich ist, und U. Dies ist Fall, dass wir sagen, dass ein Tropfen zwischen den Punkten "A" und "B" auf U. gleich wir wenden uns nun auf 6, b. wobei die beiden Widerstände, nämlich R1 und R2 sind in Reihe in Bezug auf die Spannungsquelle enthalten. In diesem Fall: I = U / (R1 + R2); U = I (R1 + R2). Aber der Spannungsabfall über die Widerstände R1 und R2 kann geschrieben werden als

U1 = IR1; U2 = IR2; U = U1 + U2.

Betrachten wir einen anderen Fall. Figur 7 zeigt die sogenannte Mischschaltung von Widerständen R1, R2 und R3, das heißt Vorwiderstand R1 und R2-Gruppen und die Widerstände R3, parallel miteinander verbunden.

Für diesen Fall können wir schreiben

U = U1 + U2; U1 = IR1; U2 = I (R2 || R3) = IR2R3 / (R2 + R3).

Aber was ist genug visuelle elektronische Schaltungen praktisch zusammengebaut werden können, auf der Grundlage der bereits "theoretischen Niveau" erreicht? Derzeit ist eine der häufigsten und billige elektronische Komponenten werden so genannte LEDs.

Dieses erstaunliche Produkt! Nach seinem Namen, sie sind in der Lage, Licht zu emittieren. So sind sie eine Art von Glühbirne? Und hier und da, weil der physikalische Mechanismus der LED-Licht ganz anders. Zum Vergleich - die Glühwendel Lampen, die in Taschenlampen, rotglühenden fast bis 2000 ° C verwendet wird! Ein Kristall der LED ist fast kalt, da die Temperatur selten über 50 ° C Darüber hinaus sendet die Lampe eine weißlich gelbes Licht, und die LED nur wählen - spektral reinen Farben: gelb, grün, orange, rot! In den letzten Jahren gab es sogar blau und blau.

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