Будем учиться вместе. Книга для мальчиков - Страница 7

Электрический же ток с количественной стороны характеризует величина тока (иногда ее называют сила тока). Вместо термина «величина тока» обычно говорят ток. Ток – это количество электрических зарядов, проходящих через поперечное сечение провода (в см²) за 1 сек.

Сравним с водой: из малой трубы (сечение трубы меньше) воды в 1 сек выльется меньше по отношению к трубе большего диаметра за то же время).

Так и в электричестве. Чем больше электронов проходит в одну секунду через поперечное сечение провода, тем больше величина тока, которую измеряют в амперах (а). Названа в честь немецкого физика Ампера.

Если ток равен одному амперу, то это значит, что в одну секунду через поперечное сечение провода проходит 1 кулон электричества, т. е 6,3 × 10¹⁸ электронов.

В обычных осветительных лампах в вашей квартире мощностью несколько десятков ватт ток составляет несколько десятых долей ампера. В электронагревательных приборах (что обогревают нас зимой) он равен нескольким амперам, а в проводах мощных электрических линий может достигать тысяч ампер.

Однако во многих случаях, особенно в радиоаппаратуре, величина тока значительно меньше одного ампера. Поэтому весьма часто применят более мелкие единицы измерения тока – миллиампер (мА), равны одной тысячной доле ампера, и микроампер (мкА), равный одно миллионной доле ампера.

Для измерения величины тока существует прибор – амперметр. На его шкале обозначены деления в соответствующих единицах – а, ма, мка. Естественно, что мы не можем измерять величину тока в амперах, взяв прибор, рассчитанный на измерение миллионных долей ампера – микроамперметр. Такой прибор сразу же выйдет из строя. Поэтому необходимо соблюдать меры предосторожности и быть внимательным.

Для измерения величины тока надо разорвать провод и к разрыву подключить микроамперметр. Тогда весь ток пройдет через прибор и будет измерен. У подобных приборов зажимы также имеют знаки (+ и (—). Для чего? Для того, чтобы плюсовый зажим соединить с (+) источника тока, а минусовый – с (—), чтобы направление тока и в амперметре и в проводнике было от его плюсового зажима к минусовому.

Второй основной величиной, характеризующей электропоток, является его напряжение. Именно оно является причиной возникновения электрического тока или движения электронов. Ток будет протекать (двигаться) в проводнике тогда, когда между концами проводника есть напряжение, т. е. (+) и (—).

Снова обратимся к примеру с водой. Она всегда стремится из места с более высоким давлением в место с более низким давлением, т. е. только в том случае, если имеется разница в давлении. Ведь именно для этого сооружаются водонапорные башни или подключаются к магистрали водяные насосы.

Точно так же теплота переходит от одного тела к другому лишь в случае, если эти тела имеют разную температуру.

Единицей для измерения напряжения служит вольт (в). Назван в честь немецкого физика Вольта, определившего количество этой единицы. Кроме того, применяются более мелкие единицы: милливольт (мв) – тысячная доля вольта и микровольт (мкв) – миллионная доля вольта, а также более крупная единица киловольт (кв), равная 1000 в.

В нашей осветительной электросети напряжение составляет 220 или 127 в, а в линиях электропередачи, идущих от электростанций, оно достигает сотен вольт, в телевизорах – тысячи вольт. В антенне радиоприемника под действием радиоволн, приходящих от какой-либо далекой радиостанции, создается напряжение, измеряемое лишь несколькими микровольтами.

Напряжение измеряют с помощью прибора – вольтметра. Его назначение – измерять напряжение, т. е. разность электрических потенциалов между какими-либо двумя точками проводника электрического тока. Поэтому проводниками от зажимов вольтметра (+) и (—) прикасаются к тем двум точкам проводника, электрического тока, между которыми необходимо измерить напряжение, не разрывая проводник, в отличие от измерения амперметром.

При включении вольтметра надо соблюдать те же меры предосторожности, какие были указаны и для ампера. Нельзя, например, вольтметр со шкалой на 10 в включать для измерения совершенно неизвестного напряжения, которое может оказаться значительно больше, чем 10 в, и испортит прибор.

И, наконец, третья важнейшая характеристика электротока – его мощность. Давайте зададим себе вопрос – для чего мы вырабатываем, а потом используем электроток? Просто, чтобы получить его? Нет, конечно! Для проведения определенной работы с помощью электрического тока.

А какой работой электрического тока называют превращение его энергии в какую-либо другую энергию, например, в тепловую (электронагревательные приборы), в световую (электрические лампочки), в механическую (электромоторы) и т. д.

Как оценить – много или мало сделал работы электроток?

В электротехнике принято оценивать работоспособность тока по величине его мощности, которая обозначается буквой Р.

Мощность определяется работой, совершаемой электротоком в одну секунду Иначе можно сказать, что мощность есть расход электрической энергии в одну секунду.

Единицей измерения мощности является ватт, обозначаемый буквами вт (ва). Мощность, равная одному ватту, есть мощность тока в один ампер при напряжении в один вольт.

Чем больше напряжение и чем больше ток, тем больше и его мощность. Поэтому, чтобы посчитать мощность тока, нужно умножить напряжение в вольтах на ток в амперах.

Например, если при напряжении 220 в через некоторое сопротивление проходит ток величиной 3 а, то мощность тока в этом сопротивлении будет составлять 660 вт.

Подсчет работы тока, или расхода электроэнергии, очень прост. Нужно умножить мощность прибора на время его использования. Например, ваш телевизор имеет мощность 500 вт. Он работает в сутки 4 часа. За сутки работа тока будет равна 500 вт × 4 ч. = 2000 вт, или 2 киловатта.

…Когда Саша и Миша прослушали такой серьезный рассказ электрика, многое для них об электричестве стало более понятным. Они смогли уже различить по мощности электролампочки в гостиной и прихожей: одна была в 100 вт, а другая – в 60 вт. Поняли, почему и как нужно экономить электроэнергию. Они уже знали, откуда идет ток, что такое электрическая цепь. И уже совсем хорошо разобрались в принципе действия своих электрических игрушек: автомата, фонарика, гоночной машины и др.

Затем постепенно мы стали изучать устройства практически всех потребителей электротока в квартире. Начали такое изучение с электролампочек, а потом всей электроцепи квартиры. В нее входит не так уж много составных частей: монтажный провод, электросчетчик, предохранители, штепсельная розетка и выключатели.

– Почему же мы не видим проводов в квартире? – спросил сын.

– Да потому, что электропроводку делают в квартирах скрытой, – пояснил я. – При строительстве дома после каменщиков в квартиру приходят электрики и размещают на стенах и потолке электропровода. А уж за ними в дело вступают штукатуры, закрывая кирпичи и провода слоем штукатурного раствора. Такое размещение проводов позволяет уберечь людей от случайного поражения током и повышает устойчивость дома в противопожарном отношении. Кстати, скажите мне, друзья, почему и какой ток может поразить человека?

– Почему? Это понятно, – сразу ответил Миша. – Ведь живой организм является проводником тока.

– А ток величиной ОД ампера уже считается смертельным, – дополнил друга сын.

– Ну, а теперь, чтобы вы знали, куда не надо вам «соваться», изучите, разберите и соберите электроламповый патрон, предохранительную коробку, штепсельную розетку, выключатель, штепсельную вилку и провод. Затем зарисуйте их и составьте электрическую цепь квартиры вот на этом листе фанеры. – Я подал Саше и Мише заранее приготовленный фанерный лист и набор электрической арматуры.