Электричество для гуманитариев⁠⁠1

Самое главное в электричестве - это электрический ток, без него говорить просто не о чем, так что с него и начнем.

Формально все просто, берем заряженные частицы, обычно это оторванные от атомов электроны, и отправляем кучкой в каком-нибудь направлении. На практике же есть некоторые сложности, поскольку электроны не везде могут пройти. Самым надежным способом организовать правильное движение будет выделить им спецтрассу - проводник. А в нем у нас уже будет править закон Ома с картинки.

В классической формулировке он гласит, что сила тока (Амперы) прямо пропорциональна напряжению (Вольты) и обратно пропорциональна сопротивлению (Омы). Именно такой вид закона Ома расставляет приоритеты этих понятий. Сопротивление — это характеристика проводника, как-то ее изменить, не меняя сам проводник не получится, поэтому можем считать за данность. Напряжение — это характеристика источника тока, условные 220В в розетке. Можем ли мы их изменить? Да тоже вряд ли, надо менять сам источник тока или хотя бы режим его работы. А что же сила тока? Хоть это и есть непосредственно поток электронов, но она находится в полностью зависимом состоянии. Тем не менее, именно амперы совершают основную работу. А теперь давайте пройдемся по каждому участнику закона Ома.

Начнем с не самой правильной, но очень наглядной аналогии. Поскольку поток электронов это в первую очередь поток чего-нибудь, то и сравнить его можно с потоком воды (технари, этот пост не для вас, нефиг сразу плеваться). Да, есть большие отличия, но для первого знакомства пойдет.

Итак, сопротивление — это труба. Чем она толще, тем больше можно прогнать через нее воды, а чем толще проводник — тем лучше через него пройдет ток. А вот если внутри будет мусор, то воде будет тяжело двигаться по трубе, в проводнике за такой мусор отвечает природа материала, например медь проводит лучше железа. Чем длиннее труба, тем больше нужно усилий, для перекачки воды, а чем длиннее проводник - тем большее напряжение нам понадобится.

Напряжение — это насос. Дали больше мощности — воды/тока будет больше, все очень просто и логично. Ну а сила тока — это напор воды, при мощном насосе и чистой широкой трубе хоть цистерну в секунду нальет, а вот при слабеньком насосе и тонкой забитой трубе получите в час по чайной ложке.

Если мы к концу одной трубы прикрутим еще одну, то воде нужно преодолеть будет обе, для электричества это называется последовательное соединение проводов и сопротивления в этом случае суммируются. При этом сила тока/поток воды в каждой точке этой схемы будут одинаковые.

А вот если пустить от одного насоса воду одновременно по двум трубам, то вода в основном пойдет по той трубе, по которой ей проще течь. Но и по второй тоже что-то да потечет, а значит общий поток будет суммой потоков по этим трубам. Это называется параллельное соединение проводников, там сила тока считается как сумма, а общее сопротивление меньше чем самое малое сопротивление отдельного проводника.

Вот мы и познакомились с основными понятиями электричества, в следующий части узнаем, почему птичек на проводах не бьет током, а вот человека тот же провод запросто поджарит до хрустящей корочки.

Автор - Сергей Васильев

Ещё нас можно читать в ВК, телеге и Дзене

Подписывайтесь, чтобы не пропустить новые посты!