Dalam artikel singkat ini saya akan mencoba menjelaskan dasar-dasar teknik elektro di jari saya. Bagi yang tidak mengerti dari mana listrik itu berasal, tapi rasanya tidak senonoh untuk bertanya.
1. Apa itu arus listrik.
"Kepala insinyur memutar saklar, dan arus listrik mengalir lebih cepat dan lebih cepat melalui kabel" (c)
1.1 Beberapa kata umum tentang fisika pertanyaan
Arus listrik adalah pergerakan partikel bermuatan. Dari partikel bermuatan, kita memiliki elektron dan sedikit ion. Ion adalah atom yang telah kehilangan atau memperoleh satu atau lebih elektron dan karena itu telah kehilangan netralitas listrik, memperoleh muatan listrik. Ini adalah bagaimana atom netral secara listrik - muatan inti bermuatan positif dikompensasi oleh muatan kulit elektron. Ion biasanya pembawa muatan dalam elektrolit, dan elektron adalah pembawa dalam kabel logam. Logam menghantarkan arus dengan baik karena beberapa elektron dapat melompat dari satu atom ke atom lainnya. Dalam bahan non-konduktif, elektron melekat pada atomnya dan tidak dapat bergerak. (Biarkan saya mengingatkan Anda bahwa artikel ini adalah penjelasan fisika di satu sisi! Cari lebih detail di bawah "teori konduksi elektronik").
Kami akan mempertimbangkan arus dalam konduktor logam, yang dibuat oleh elektron. Sebuah analogi dapat ditarik antara elektron dalam konduktor dan cairan dalam pipa air. (Pada tahap awal, listrik dianggap sebagai cairan khusus.) Sama seperti air tidak mengalir melalui dinding pipa, elektron tidak dapat meninggalkan konduktor, karena inti atom bermuatan positif akan menarik mereka kembali. Elektron hanya dapat bergerak di dalam konduktor.
1.2 Pembangkitan arus listrik.
Namun begitu saja, arus pada penghantar tidak akan timbul. Ini seperti menuangkan air ke dalam sepotong pipa dan mengelasnya di kedua ujungnya. Air tidak akan mengalir kemana-mana. Dalam sepotong konduktor, elektron juga tidak dapat bergerak dalam satu arah. Jika elektron karena alasan tertentu bergerak ke kanan, maka muatan positif yang tidak terkompensasi akan muncul di sebelah kiri, yang akan menariknya kembali. Oleh karena itu, elektron hanya dapat melompat dari satu atom ke atom lain dan kembali. Tetapi jika pipa digulung menjadi cincin, maka air sudah bisa mengalir di sepanjang pipa, jika dibuat bergerak. Demikian juga, ujung-ujung konduktor dapat dihubungkan satu sama lain, dan kemudian elektron dapat bergerak sepanjang konduktor jika dipaksa. Jika ujung konduktor dihubungkan satu sama lain, maka diperoleh sirkuit tertutup. Arus searah hanya dapat mengalir pada rangkaian tertutup. Jika rangkaian terbuka, tidak ada arus yang mengalir.Sebuah pompa digunakan untuk memaksa air mengalir melalui pipa. Dalam rangkaian listrik, baterai akan memainkan peran pompa. Baterai menggerakkan elektron di sepanjang konduktor dan dengan demikian menciptakan arus listrik. Secara ilmiah, baterai disebut generator. Jadi dalam teknik elektro mereka menyebut pompa untuk menciptakan arus listrik.
- .
, ! .
, - . - , - . , - . , .
, - , , SW1 - , \ , R1 - \ - . - , . - , . . , . . () , ! 0, . U! , . ( ) .
.
? ! I, , ( ). - I. () .
- I! () . .
- . ( " . " ())
2. .
c
R U,
I =U/R
R I, U=I*R
- . , . R=U/I. - - U, I, R. , . . -
R1 R2 I. U1 U2?
!
, . , I. .
- " ", "" () , , U=I*R.
.
1. .
, - - .
( " . " ())
3.
.
, .
, (), . () . - R. . 1 , .
. ? , R12. I, R1 R2. R1 U1=I*R1, R2 U2=I*R2. . U=U1+U2, . U=I*R1+I*R2=I*(R1+R2).
.
I=U/(R1+R2)
, U2. U2=I*R2= U* R2/(R1+R2).
. , Ux .
- () (, )
, ∝. . , . r.
, , , . 10, , . 1 , . 0.5, . , - .
Jika resistansi keluaran sumber (resistansi internal r pada gambar) sebanding dengan resistansi input penerima (R3 pada gambar), maka resistor ini akan bertindak sebagai pembagi tegangan. Dalam hal ini, penerima tidak akan menerima tegangan penuh dari sumber U, tetapi U1 = U * R3 / (r + R3). Jika rangkaian ini dirancang untuk mengukur tegangan U, maka ia akan berbohong!
Pada artikel selanjutnya, direncanakan untuk mempertimbangkan rangkaian dengan kapasitor dan induktor.
Kemudian dioda, transistor dan penguat operasional.