У батарейки для карманного фонаря, например, э.д.с. — около 4 вольт, а значит, каждый кулон зарядов, которые эта батарейка протолкнет по цепи, может выполнить работу в 4 джоуля. Вспомните, что одного джоуля достаточно, чтобы поднять полстакана воды на метровую высоту. Но вот для тепловых работ 4 джоуля — величина очень небольшая: чтобы вскипятить полстакана воды, нужно 10–20 тысяч джоулей.
Единица сопротивления — ом — тоже произвольная величина. Сама характеристика «сопротивление» говорит о том, легко или трудно генератору создавать ток в данном проводнике (Т-8). Если под действием э.д.с. 1 вольт в проводнике идет ток в 1 ампер, то сопротивление такого проводника принимается за единицу сопротивления — 1 ом. Если при той же э.д.с. ток меньше, значит, сопротивление больше одного ома, если ток больше, значит, сопротивление меньше ома. Например, если при э.д.с. 1 вольт ток в проводнике 10 ампер, то значит, сопротивление проводника в десять раз меньше единичного, то есть составляет 0,1 ома. А если при э.д.с. 1 вольт ток всего 0,001 ампера, то сопротивление 1000 ом или в 1 килоом.
Все названные единицы имеют сокращенные обозначения: метр — м, килограмм — кг, секунда — с (иногда пишут сек), ньютон — Н, джоуль — Дж, ватт — Вт, кулон — К, вольт — В, ампер — А, ом — Ом.
Обратите внимание: названия единиц, которые произошли от собственных имен, при сокращении пишутся с большой буквы. Это дань уважения людям, чьи имена присвоены этим единицам измерения.
10. Единица электрического заряда — кулон. Это суммарный заряд 6 280 000 000 000 000 000 электронов или протонов (Т-30).
11. Величина тока (сила тока) говорит о том, насколько интенсивно движутся заряды. Единица тока — ампер: за секунду через «контрольный пункт» проходит кулон зарядов (Т-30).
Глава 4
Конституция электрической цепи
Т-31. Закон Ома: чем больше э. д. с, тем больше ток, чем больше сопротивление, тем меньше ток. То, о чем рассказано в этой главе, есть нечто очень важное, а может быть, даже самое важное на вашем пути в электронику. Вам сейчас предстоит познакомиться с основными законами электрических цепей, и прежде всего с законом Ома. Выучить и пересказать законы электрических цепей несложно. Но этого мало — вам нужно понять и прочувствовать все описанные этими законами взаимозависимости и взаимные влияния электрических величин. Вчитываясь в объяснения и всматриваясь в рисунки, вы должны при каждом удобном случае спрашивать себя: «А почему именно так?» — и отвечать себе на все эти «почему?» обстоятельно и точно. Если вы преодолеете эту главу, если поймете существо законов электрических цепей и привыкнете к ним, то можете смело считать, что путь в электронику для вас открыт.
Торжественные слова «закон Кулона», или «Третий закон Ньютона», или «закон Ома для участка цепи» мы часто воспринимаем так, будто бы Кулон, Ньютон и Ом придумали какие-то законы, которым теперь подчиняется природа и которые поэтому нужно учить и знать на экзаменах. В действительности же дело обстоит совсем не так. И вообще в выражении «закон природы» смысл слова «закон» не имеет ничего общего с его привычным, житейским смыслом.
Когда мы говорим «закон», то имеем в виду определенные правила, которые придумали сами люди для того, чтобы упростить и упорядочить какие-то свои отношения. Законы природы никто не придумывает, люди только записывают их под диктовку реальности. Законом природы принято называть подмеченную человеком некоторую общую, одинаковую черту в какой-то группе явлений, некоторые правила, которые действуют в природе только потому, что все в ней устроено именно так, а не иначе. Если бросать с высокой башни камень, медный подсвечник и кусок мыла, то эти разные предметы, падая на землю, будут постепенно ускорять свое движение, причем одинаково — каждую секунду их скорость будет увеличиваться на 9,8 м/с. Одинаковое ускорение всех падающих предметов может быть подтверждено в любых других подобных экспериментах, и именно такую одинаковость, разумеется, после того, как она замечена и точно описана, можно называть законом природы.