Введение в электронику - страница 21

Путь электрического тока к нагрузке может проходить через три типа цепей: последовательную цепь, параллельную или последовательно-параллельную цепи. Последовательная цепь (рис. 5–1) предоставляет току только один путь от источника к нагрузке. Параллельная цепь (рис. 5–2) предоставляет более одного пути для протекания тока. Она позволяет источнику прикладывать напряжение к более чем одной нагрузке. Она также позволяет подключить несколько источников тока к одной нагрузке. Последовательно-параллельная цепь (рис. 5–3) является комбинацией последовательной и параллельной цепей.

Рис. 5–1. Последовательная цепь предоставляет один путь для протекания тока.

Рис. 5–2.Параллельная цепь предоставляет более чем один путь для протекания тока.

Рис. 5–3.Последовательно-параллельная цепь является комбинацией последовательной и параллельной цепей.

Ток электронов в электрической цепи течет от отрицательного вывода источника тока через нагрузку к положительному выводу источника тока (рис. 5–4). Пока этот путь не нарушен, цепь замкнута и ток течет (рис. 5–5). Однако если прервать путь, цепь станет разомкнутой и ток не сможет по ней идти (рис. 5–6).

Рис. 5–4. Ток электронов течет по электрической цели от отрицательного вывода источника тока через нагрузку и возвращается в источник тока через положительный вывод.

Рис. 5–5.Замкнутая цепь обеспечивает прохождение тока.

Рис. 5–6.Разомкнутая цепь не поддерживает прохождение тока.

Силу тока в электрической цепи можно изменять, изменяя либо приложенное напряжение, либо сопротивление цепи. Ток изменяется в таких же пропорциях, что и напряжение или сопротивление. Если напряжение увеличивается, то ток также увеличивается.

Если напряжение уменьшается, то ток тоже уменьшается (рис. 5–7). С другой стороны, если сопротивление увеличивается, то ток уменьшается. Если сопротивление уменьшается, то ток увеличивается (рис. 5–8). Это соотношение между напряжением, силой тока и сопротивлением называется законом Ома.

Рис. 5–7.Силу тока в электрической цепи можно изменять путем изменения напряжения.

Рис. 5–8. Силу тока в электрической цепи также можно изменять путем изменения сопротивления цепи.

5–1. Вопросы

Закон Ома или соотношение между силой тока, напряжением и сопротивлением был открыт Георгом Омом в 1827 году. Закон Ома утверждает, что ток в электрической цепи прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению цепи. Это может быть выражено следующим образом:

или

I = U/R,

где I = ток в амперах,

Е = напряжение в вольтах,

R = сопротивление в омах.

Если две из этих трех величин известны, то третья всегда может быть определена.

_{>ПРИМЕР. Какова сила тока в цепи, изображенной на рис. 5–9?}

_{>Рис. 5–9}

_>Дано:

_{>ЕТ = 12 В; >RT = 1000 Ом.}

_{>IT =?}

_{>Решение:}

_{>IT = ЕТ/RT = 12/1000}

_{>IT = 0,012 А или 12 мА.}

_{>ПРИМЕР. Какое надо приложить напряжение к цепи на рис. 5-10, чтобы получить ток 20 миллиампер?}

_{>Рис. 5-10}

_>Дано:

_{>IT = 20 мА = 0,02 А}

_{>RT >= 1,2 кОм = 1200 Ом.}

_{>ЕТ =?}

_{>Решение:}

_{>IT = ЕТ/RT = ЕТ/1200 = 0,02}

_{> ЕТ = (0,02)(1200)}

_{> ЕТ = 24 В.}

_{>ПРИМЕР. Каково должно быть значение сопротивления в цепи, изображенной на рис. 5-11, чтобы получить ток 2 А?}

_{>Рис. 5-11}

_>Дано:

_{>IT = 2 А; > ЕТ = 120 В}

_{>RT =?}

_{>Решение:}

_{>IT = ЕТ/RT}

_{>2 = 120/RT}

_{>120/2 = RT}

_{>RT = 60 Ом}

5–2. Вопросы