Р-18
Кроме того, некоторым сопротивлением обладает и сам генератор: внутри генератора, между его электродами, тоже идет ток, тоже движутся заряды. Они, как обычно, сталкиваются с атомами среды и, как обычно, теряют какую-то часть энергии. Так что если рисовать полную схему даже самой простой цепи, то в нее нужно включить несколько новых элементов, в которых отражалось бы сопротивление проводов и внутреннее сопротивление генератора.
Можно нарисовать упрощенный чертеж электрической цепи, не вдаваясь в то, как устроен тот или иной элемент, а лишь показав условными знаками, что есть в цепи такие-то элементы и соединены они таким-то образом. Такой чертеж называется принципиальной схемой. Условные обозначения, принятые при составлении принципиальных схем, показаны на К-3 и К-4. Элемент, обладающий электрическим сопротивлением, независимо от того, что это за элемент (лампочка, электроплитка, кусок провода), в некоторых случаях на принципиальной схеме изображают в виде небольшого прямоугольника и обозначают латинской буквой R (от слова resistans — сопротивление). Этим как бы хотят сказать: «В данном случае для нас важно, что этот элемент оказывает сопротивление току. И ничего больше». В схеме простейшей электрической цепи Р-18 должно быть пять таких элементов: Ra— элемент, отображающий нагрузку, Rпр1, Rпр2 и Rпр3 — сопротивление кусков провода, Rвнутр — внутреннее сопротивление генератора. Если почему-либо сопротивление проводов учитывать не нужно, то элементы Rпр не рисуют (Р-18;3).
Но во всех случаях прямые линии, соединяющие на схеме один элемент с другим, принято считать идеальными проводниками, не имеющими никакого сопротивления.
Р-18;3
Т-35. Резистор — элемент электрической цепи, основное назначение которого оказывать сопротивление току. Представьте себе такую ситуацию: нужно уменьшить ток в цепи, а генератор при этом трогать нельзя. Что делать? Решение подсказывает закон Ома: нужно увеличить сопротивление цепи, ввести в нее дополнительный трудный участок. Есть детали, основное назначение которых именно в том, чтобы оказывать сопротивление току, они называются резисторами. Сопротивление таких деталей строго дозировано, и почти всегда прямо на самой детали написано, чему оно равно.
Резисторы делятся на две большие группы — проволочные и непроволочные (К-3;1,2). Чем длиннее и чем тоньше провод, которым намотан резистор, тем больше его сопротивление (Р-19).
Р-19
А еще сопротивление зависит от так называемого удельного сопротивления (сопротивление куска провода длиной 1 м и диаметром 1 мм или сопротивление кубика с ребром 1 см), которое характеризует свойство материала (С-3).
У некоторых металлов (серебро, медь, алюминий) количество свободных электронов, их подвижность сравнительно велики, и удельное сопротивление у этих металлов не очень большое. У других же (железо, ртуть и особенно некоторые сплавы — нихром, константан) движение свободных зарядов затруднено самой структурой вещества, и удельное сопротивление его сравнительно велико.
Резисторы с большим сопротивлением — килоомы, мегомы — из проволоки изготовить сложно, в них используют тонкие токопроводящие пленки, нанесенные на керамическую трубочку (К-3;2).
Особое место занимают переменные резисторы, или, иначе, резисторы переменного сопротивления (К-3;3), — их сопротивление можно менять, перемещая подвижный контакт и изменяя тем самым ту часть резистора, которая включена в цепь (Р-26;5).
Т-36. Сложная электрическая цепь — система из последовательно и параллельно соединенных элементов. Уже попытка нарисовать реальную схему карманного фонаря приводит к сравнительно сложной цепи из семи последовательно соединенных элементов (Р-18). На практике же приходится иметь дело с цепями более сложными, и значительно более сложными. Что такое, например, телевизор? Это тоже электрическая цепь, но состоящая из сотен или тысяч элементов, сложным образом соединенных между собой. А вычислительная машина? Цепь из тысяч или миллионов элементов. Даже простенький карманный приемник представляет собой электрическую цепь, в которой десятки деталей соединены сложным образом и подключены к общему генератору — гальваническому элементу или аккумулятору.