Изобретатель гальванического элемента
Алессандро Вольта, изображенный на рис. 1.37, родился в Италии в 1745 году, задолго до того как наука разделилась по отраслям знаний. После изучения химии (в 1776 году он открыл метан), он стал профессором физики и проявил интерес к так называемому гальваническому рефлексу, при котором конечность лягушки дергается в ответ на разряд статического электричества.
Рис. 1.37. Алессандро Вольта обнаружил, что химические реакции могут производить электричество
С помощью стакана, наполненного соленой водой, Вольта продемонстрировал, что в результате химической реакции между двумя электродами (один сделан из меди, а другой из цинка) возникнет стабильный электрический ток. В 1800 году он улучшил свой аппарат, разместив пластины меди и цинка в виде стопки и разделив их смоченным в соленой воде картоном. Этот «Вольтов столб» стал первой электрической батареей в истории Западной цивилизации.
«Отец» электромагнетизма
Родившийся в 1775 году во Франции Андре-Мари Ампер (изображен на рис. 1.38) был гением математики, который стал преподавать науку, несмотря на то, что сам обучался в основном самостоятельно в библиотеке отца. Его самая известная работа – созданная в 1820 году теория электромагнетизма, которая объясняет появление магнитного поля при протекании электрического тока. Он также сконструировал первый прибор для измерения потока электричества (теперь известного как гальванометр) и открыл химический элемент фтор.
Рис. 1.38. Андре-Мари Ампер обнаружил, что проходящий через провод электрический ток создает вокруг него магнитное поле. Он использовал это свойство, чтобы провести первые надежные измерения того, что впоследствии назвали силой тока
Повторное использование компонентов
Батарейка, которую вы привели в негодность коротким замыканием, больше не понадобится вам. Но не стоит выбрасывать ее в мусорное ведро, поскольку она содержит тяжелые металлы, которые не должны попасть в экосистему. В вашем регионе или городе должна быть государственная схема утилизации (например, в штате Калифорния принято, что все батареи должны быть переработаны). Подробности узнавайте в местных нормативных актах.
Сгоревший предохранитель не подлежит дальнейшему использованию, его можно выбросить.
Вторая батарея, которая была защищена предохранителем, должна быть по-прежнему рабочей. Держатель батареи тоже еще пригодится вам.
Эксперимент 3. Ваша первая электрическая цепь
Теперь пришло время сделать с помощью электричества что-нибудь более полезное. Чтобы достичь этого, поэкспериментируем с компонентами, которые называются резисторами, и со светоизлучающим диодом.
Что вам понадобится
• Батарея 9 В (1 шт.)
• Резисторы: 470 Ом (1 шт.), 1 кОм (1 шт.), 2,2 кОм (1 шт.)
• Стандартный светодиод (1 шт.)
• Тестовые провода с зажимами «крокодил» на концах (3 шт.)
• Мультиметр (1 шт.)
Первое знакомство с резистором
Пришло время познакомиться с самым основным компонентом, который мы будем использовать в электрических схемах: скромным резистором. Как подразумевает его название, он оказывает сопротивление электрическому току. И как вы, наверное, догадались, номинал резистора измеряется в омах.
Если вы приобрели резисторы в отделе уцененных товаров, то надписи на упаковке могут отсутствовать. Не беда, определить их номинал достаточно просто. На самом деле, даже если упаковка четко промаркирована, рекомендую вам проверить эти резисторы, прежде чем мы пойдем дальше, потому что они могут легко перепутаться.
У вас есть два варианта:
• измерить сопротивление мультиметром, настроив его соответствующим образом.
• расшифровать цветовые коды, которые нанесены на большинстве резисторов. Я объясню это чуть позже.
После того как вы определили номиналы резисторов, хорошо бы рассортировать их по маркированным отсекам пластиковых коробок для мелких деталей. Лично мне нравится покупать эти коробки в сети магазинов Michael’s (в США), но есть множество других вариантов. Подойдут также маленькие полиэтиленовые пакеты, которые сможете найти в онлайн-магазине eBay по запросу: пластиковые пакеты для деталей.
Расшифровка номиналов резисторов