Введение в электронику
Шрифт:
• Когда элементы или батареи соединены в последовательно-дополняющей конфигурации, выходной ток остается таким же, как у каждого элемента в отдельности, а выходное напряжение увеличивается:
IT = I1 = I2 = I3, ET = E1 + Е2 + Е3
• Когда элементы или батареи соединены параллельно, выходное напряжение остается таким же, как и у отдельного элемента,
IT = I1 + I2 + I3, ET = E1 = Е2 = Е3.
• Последовательно-параллельная комбинация увеличивает как выходное напряжение, так и выходной ток.
• Напряжение, подключаемое к цепи, рассматривается как приложенное напряжение.
• Энергия, потребляемая цепью, рассматривается как падение напряжения.
• Падение напряжения в цепи равно приложенному напряжению.
• Защитное заземление создает на всех приборах и оборудовании одинаковый потенциал и используется для предотвращения электрического поражения.
• Защитное заземление обеспечивает общую точку отсчета.
Глава 3. САМОПРОВЕРКА
1. Действительно ли ток и напряжение выполняют работу в цепи?
2. Перечислите шесть видов энергии, которые могут быть использованы для получения электричества.
3. Чем характеризуются вторичные элементы?
4. Нарисуйте последовательно-параллельную комбинацию, которая будет выдавать 9 вольт при 1 ампере. Используйте 1,5 вольтовые элементы, дающие по 250 миллиампер.
5. Какое падение напряжения на трех лампах: 3 вольта, 3 вольта и б вольт при приложенном напряжении 9 вольт?
Глава 4. Сопротивление
ЦЕЛИ
После изучения этой главы студент должен быть в состоянии:
• Дать определение допустимого отклонения от номинального сопротивления (допуска) резистора.
• Описать композиционные, углеродистые, проволочные и пленочные резисторы.
• Описать работу переменного резистора.
• Описать три типа цепей с резисторами.
• Вычислить общее сопротивление последовательной, параллельной и последовательно-параллельной цепей.
Сопротивление — это противодействие протеканию тока. Некоторые материалы, такие как стекло или резина, оказывают сильное противодействие протеканию тока. Другие материалы, такие как серебро и медь, оказывают малое противодействие протеканию тока.
В этой главе исследуются характеристики сопротивления, типы резисторов и различные типы соединений сопротивлений в цепи.
Сопротивление является свойством всех электрических элементов. Иногда влияние сопротивления нежелательно, а иногда полезно. Резисторы являются элементами, изготовленными так, чтобы оказывать определенное сопротивление протеканию тока. Резистор является наиболее часто используемым элементом электрических цепей и представляет собой устройство, оказывающее определенное сопротивление току. Резисторы бывают с постоянным и переменным значениями сопротивления. Они имеют различные формы и размеры, в зависимости от условий их применения и предъявляемым к ним требованиям (рис. 4–1 и 4–2).
Рис. 4–1. Постоянные
Рис. 4–2. Переменные резисторы имеют различные конструкции, соответствующие требованиям производителей электронного оборудования.
Резисторы изображаются на схеме в виде зигзагообразной линии, как показано на рис. 4–3.
Рис. 4–3. Схематическое обозначение постоянного резистора
Разница между номинальным и действительным сопротивлениями, выраженная в процентах по отношению к номинальному сопротивлению, называется допускаемым отклонением от номинального сопротивления или допуском. Производить резисторы с точным значением сопротивления, когда в этом нет необходимости, очень дорого. Следовательно, чем больше допуск, тем дешевле обходится производство резистора. Резисторы выпускаются с допусками ±20 %, ±10 %, ±5 %, ±2 % и ±1 %.
Точные резисторы имеют еще меньшие допуски. В большинстве электронных цепей применение резисторов с допуском 10 % является удовлетворительным.
ПРИМЕР. В каких пределах может находиться сопротивление резистора номиналом в 1000 Ом и допуском 20 %?
Решение: 1000 x 0,2 = ± 200 Ом.
Допуск равен ± 200 Ом. Следовательно, резистор номиналом 1000 Ом может иметь сопротивление, лежащее в пределах от 800 до 1200 Ом.
Для единообразия производители выпускают резисторы со стандартными номинальными значениями. На рис. 4–4 перечислены стандартные номиналы резисторов с допусками ±5 %, ±10 % и ±20 %. Эти значения должны быть умножены на 10n, где n = 1, 2, 3 и т. д. для получения реально существующих величин резисторов.
Рис. 4–4. Стандартные номиналы резисторов (исключая множитель).
Резисторы делятся на четыре основные категории, в соответствии с материалом, из которого они сделаны: углеродистые резисторы, композиционные резисторы, проволочные резисторы и пленочные резисторы.
В электронных цепях обычно используются углеродистые резисторы (рис. 4–5). Эти резисторы недороги и выпускаются со стандартными значениями номиналов.
Рис. 4–5. Углеродистые резисторы наиболее широко используются в электронных цепях.