Т-73. Определил силу тока, надо учитывать все движущиеся заряды. Мы вспомнили о том, что в газообразных и жидких проводниках ток могут создавать как отрицательные, так и положительные заряды и что двигаются они в разные стороны. Раз уж зашла об этом речь, давайте задумаемся: а как в подобном случае определяется сила тока?
На первый взгляд может показаться, что в счёт нужно принимать разность между количеством положительных и отрицательных зарядов. Потому что одни идут туда, другие — обратно, какое движение преобладает, то в итоге и создаёт ток. Такая логика, однако, неверна — независимо от того, в какую сторону идут заряды и какие это заряды (электроны или ионы), они всегда работают. И те и другие, к примеру, в процессе своего движения ударяют по неподвижным атомам (Т-8), вырабатывают тепло, свет. Поэтому, определяя ток в цепи, где движутся разные типы зарядов, нужно учитывать общее их количество, учитывать не разность, а сумму зарядов. Если по проводнику за 1 секунду в одну сторону прошло 6 миллиардов миллиардов электронов (1 кулон) и за то же время в другую сторону прошло столько же положительных однозарядных ионов (атомов с одним потерянным электроном, то есть с одним лишним «плюсом»), то ток составляет 2 ампера. Потому что всего через поперечное сечение проводника за 1 секунду прошёл заряд в 2 кулона — в одну сторону 1 кулон и в противоположную 1 кулон.
Отметив между делом этот любопытный факт, мы возвращаемся к своей основной теме — к законам электрических цепей и к процессам, которые в этих цепях происходят.
ВК-81. Магнит и путь, по которому замыкается его поле, иногда представляют как магнитную цепь. Для неё, по аналогии с электрической цепью, введены такие характеристики, как магнитодвижущая сила м.д.с., магнитное сопротивление, магнитный поток. Для магнитной цепи существует и свой закон Ома — магнитный поток (подобие электрического тока) растёт с увеличением м.д.с. и падает с ростом магнитного сопротивления. А оно зависит от вещества, по которому замыкается поле.
ВК-82. Проведём три несложных исследования очень популярного электротехнического прибора — электромагнита. Пропустим по его катушке ток и убедимся, что электромагнит работает, — у него появилось магнитное поле, которое сразу же притянуло небольшую стальную гирю. Небольшую потому, что витков в катушке сравнительно немного и ток по ней пока идёт сравнительно небольшой — всё это создаёт не очень сильное магнитное поле, на одну небольшую гирьку у него сил хватило, но не более.
ВК-83. Теперь на старом месте (ВК-82) стоит новая катушка, в ней уже 500 витков, в то время как в первой их было всего 200. Кроме того, и ток в катушке увеличен в три раза — был 1 ампер, а стало 3 ампера. Теперь у магнитного поля электромагнита сил побольше, он поднял сразу несколько гирь, в том числе одну довольно тяжёлую.
ВК-84. И наконец, третий, последний эксперимент — электромагнит поднял все стальные гири, в том числе одну очень большую и, значит, очень тяжёлую. Можно отметить, что по сравнению с предыдущим опытом (ВК-83) с катушкой никаких изменений не произошло — в ней так и осталось 500 витков и ток по обмотке идёт такой же — 3 ампера. Но секрет успеха виден сразу — это вставленный в катушку стальной сердечник, который, намагнитившись, может увеличить силу магнитного поля в десятки и в сотни раз.
Р-24. НЕЗАСЛУЖЕННО НЕЛЮБИМАЯ МАТЕМАТИКА. Тема, конечно, не для этого раздела и вообще не для этой книги. Школьники не любят математику по разным причинам, в том числе и потому, что не знают, не понимают, как много математика сделала для нормальной жизни человека. И иногда из-за этого без внимания остаются простые решения этой высокой и сложной науки, которые могли бы в трудную минуту принести пользу даже человеку без особой математической подготовки. На этом рисунке приведено несколько примеров простой задачи — у вас есть уравнение, позволяющее подсчитать неизвестную величину А при известных В и С. Но так случилось, что А вам в большинстве случаев известна, а неизвестна какая-то другая величина. Что делать? Всё очень просто — нужно так преобразовать каждое равенство, чтобы неизвестная величина осталась в них в одиночестве, и тогда её легко будет подсчитать, зная две остальные. На рисунках показано, как это делается, но, поскольку подобные задачи ещё будут вам встречаться, запомните общее правило: имея равенство, вы можете проводить с ним любые действия, но при одном условии — с обеими частями (до знака равенства и после него) одни и те же.