Введение в электронику
Шрифт:
Материалы с высоким сопротивлением называются изоляторами. Изоляторы содержат немного свободных электронов и оказывают высокое сопротивление току. Как упоминалось ранее, стекло, резина и пластмасса являются примерами хороших изоляторов.
Сопротивление измеряется в омах (Ом), эта единица названа в честь немецкого физика Георга Симона Ома (1787–1854). Один ом — это такое сопротивление, которое позволяет
1–5. Вопросы
1. Какой термин используется для обозначения противодействия току?
2. Какое основное отличие между проводниками и изоляторами?
3. Какой символ используется для обозначения сопротивления?
4. Какой символ используется для обозначения единицы сопротивления?
РЕЗЮМЕ
• Материей является все, что заполняет окружающее нас пространство.
• Материя может быть элементом или соединением.
• Элемент является основным строительным материалом природы.
• Соединение — это комбинация двух или более элементов.
• Молекула — это наименьшая частица соединения, которая сохраняет его свойства.
• Атом — это наименьшая частица материи, которая сохраняет структуру элемента.
• Атом состоит из ядра, содержащего протоны и нейтроны. Он также содержит электроны, находящиеся на орбитах вокруг ядра.
• Протоны имеют положительный заряд, электроны имеют отрицательный заряд, а нейтроны не имеют заряда.
• Атомный номер элемента — это число протонов в ядре.
• Атомная масса элемента является суммой масс протонов и нейтронов.
• Орбиты, по которым движутся электроны, называются оболочками.
• Внешняя оболочка атома называется валентной оболочкой.
• Число электронов на валентной оболочке называется валентностью.
• Атом, который имеет одинаковое число протонов и электронов, называется электрически нейтральным.
• Процесс, при котором атом присоединяет или теряет электроны, называется ионизацией.
• Поток электронов называется током.
• Ток обозначается символом I.
• Заряд 6 280 000 000 000 000 000 электронов называется кулон.
• Ток в один ампер означает, что через данную точку за одну секунду проходит один кулон заряда.
• Ампер обозначается символом А.
• Ток измеряется в амперах.
• Электрический ток течет через проводник при наличии избытка электронов на одном конце проводника и дефицита на другом конце.
• Источник, обеспечивающий избыток электронов, характеризуется потенциалом или электродвижущей силой.
• Потенциал или электродвижущая сила связаны с напряжением.
• Напряжение — это сила, перемещающая электроны в цепи.
• Для обозначения напряжения используется символ Е.
• Единицей измерения напряжения является вольт (В).
• Сопротивление — это противодействие току.
• Сопротивление обозначается символом R.
• Все материалы оказывают некоторое сопротивление току.
• Сопротивление материала зависит от размеров материала, его формы и
• Проводники — это материалы с низким сопротивлением.
• Изоляторы — это материалы с высоким сопротивлением.
• Сопротивление измеряется в омах (Ом).
• Для обозначения омов используется греческая буква омега .
Глава 1. САМОПРОВЕРКА
1. Каким критериям должен удовлетворять атом хорошего проводника?
2. Что определяет принадлежность материала к проводникам, полупроводникам или изоляторам.
3. Почему важно понимание связи между проводниками, полупроводниками и изоляторами?
4. Объясните разницу между током, напряжением и сопротивлением.
5. Опишите, как определяется сопротивление материала.
Глава 2. Ток
ЦЕЛИ
После изучения этой главы студент должен быть в состоянии:
• Сформулировать два закона электростатических зарядов.
• Дать определение кулона.
• Дать определение единицы, используемой для измерения тока.
• Записать формулу, связывающую амперы, кулоны и время.
• Описать, как протекает ток в цепи.
• Описать, как электроны перемещаются по проводнику.
• Определять и использовать научные обозначения.
• Знать обычно используемые префиксы для степеней десяти.
Атом был определен как наименьшая частица элемента. Он состоит из электронов, протонов и нейтронов.
Электроны отрываются от атомов и перемещаются по проводнику, образуя электрический ток.
В этой главе рассматривается, как электроны отрываются от атомов для образования электрического тока, и вводится краткая математическая запись, позволяющая работать с очень малыми и очень большими числами.
Два электрона вместе или два протона вместе представляют собой одноименные заряды. Подобные заряды сопротивляются сближению и стремятся удалиться друг от друга. Процесс называется отталкиванием. Первый закон взаимодействия электростатических зарядов гласит: одноименные заряды отталкиваются друг от друга (рис. 2–1).
Рис. 2–1. Основные законы взаимодействия электростатических зарядов.
Согласно второму закону взаимодействия электростатических зарядов, разноименные заряды притягиваются друг к другу.
Отрицательные электроны притягиваются к положительным протонам в ядре атома. Эта сила притяжения уравновешивается центростремительной силой, обусловленной вращением электронов вокруг ядра. В результате электрон остается на орбите и не падает на ядро.