Выбрать главу

ВК-90. При электромагнитной индукции наведённая э.д.с. Е зависит от трёх величин: от индукции В магнитного поля, от скорости v движения проводника и от его длины l. Чем больше индукция В, тем сильнее влияет магнитное поле на происходящие события, тем больше наведённая э.д.с. Она растёт и с ростом длины проводника l, при этом больше электронов взаимодействует с полем. И, наконец, э.д.с. растёт с увеличением скорости v проводника — именно его движение создаёт электромагнитную индукцию.

P-30. ОБЩЕЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ РЕЗИСТОРОВ ЧАСТО ОПРЕДЕЛЯЮТ В НЕСКОЛЬКО ЭТАПОВ. Такое бывает при параллельном соединении разных резисторов, когда их три и более. В этом случае, оказывается, проще двигаться к неизвестному пока общему сопротивлению последовательно, пользуясь очень простой формулой для подсчёта общего сопротивления двух разных резисторов, соединённых параллельно (3). Фольклор радистов и электриков называет эту формулу «произведение на сумму», так как два главных действующих лица в ней — это произведение двух параллельно включённых сопротивлений (числитель) и их сумма (знаменатель). Подсчитав по этой формуле общее сопротивление пары резисторов, в дальнейшем рассматривают их как одно уже известное сопротивление и подсчитывают общее сопротивление трёх сопротивлений, затем четырёх, пяти и так до полного расчёта общего сопротивления всей цепи. Чтобы этот простой процесс не показался сложным, на рисунке приведены примеры использования формулы «произведение на сумму» (1,4).

Т-81. Напряжение на выходе генератора всегда меньше, чем э.д.с., и оно падает с увеличением нагрузки. Настал момент вспомнить о невидимом, но непременном участке электрической цепи — о внутреннем сопротивлении генератора Rвнг (Р-33). В химическом генераторе оно в основном складывается из сопротивления самих электродов и сопротивления электролита, в машинном генераторе это сопротивление его рабочих обмоток. По внутреннему сопротивлению генератора проходит весь ток, который идёт во внешней цепи, независимо от того, как выглядит эта цепь и насколько она сложна. Иными словами, внутреннее сопротивление генератора Rвнг включено последовательно с внешней цепью.

Мы знаем, что э.д.с. генератора делится между всеми участками последовательной цепи, и при этом внутреннему сопротивлению Rвн тоже что-то достаётся. Из этого можно сделать два вывода.

Первый вывод. Чем больше нагрузка, то есть чем больше потребляемый от генератора ток, тем меньше напряжение Uг на выходе генератора, или, как иногда говорят, на его зажимах. Потому что с увеличением тока растёт напряжение, которое остаётся на Rвнг и это напряжение вычитается из э.д.с. Можно и иначе взглянуть на происходящее: внутреннее сопротивление и внешняя цепь образуют своего рода делитель напряжения; чтобы увеличить потребляемый ток, нужно уменьшить сопротивление внешней цепи; в результате э.д.с. перераспределяется и внешней цепи достаётся меньше, чем до того.

Второй вывод. В химических генераторах внутреннее сопротивление со временем может увеличиваться, главным образом из-за изменений в химическом составе электродов и электролита. При этом увеличивается та часть э.д.с., которая остаётся внутри генератора, и уменьшается напряжение Uг на его выходе.

То, о чём сказано в этих двух выводах, каждый, скорее всего, знает из собственного опыта. Так, по мере того как расходует свою энергию батарейка, лампочка карманного фонаря светится всё более тускло — это растёт внутреннее сопротивление батарейки. Автомобилисты знают, что если заводить автомобиль при включённом свете, то в момент включения стартёра свет станет заметно слабее — это появился дополнительный большой ток через стартер, увеличился общий ток, потребляемый от аккумулятора, стало больше напряжение Uвнг которое теряется на его внутреннем сопротивлении Rвнг и поэтому уменьшилось напряжение Uг на его выходе.

Подавляющее большинство электрических систем проектируются с таким расчётом, чтобы внутреннее сопротивление Rвнг генератора было очень небольшим, и поэтому оно начинает чувствоваться лишь при очень большой нагрузке, когда на Rвнг теряется заметное напряжение.