Действующие лица

Незнайкин. - Но это дьявольски сложно.
Любознайки. - А вот лампа. которую я купил для будущего радиоприемника. Тетушка постепенно отпустит все необходимые средства для покупки деталей. Незнайкин. - Мне кажется, эта лампа никуда не годится. Ведь она совсем не прозрачная и, конечно, будет плохо светить.
Любознайки. - Эх, ты, глупый, эта лампа вовсе не предназначена для освещения. Это электронная усилительная лампа-триод с косвенным накалом.
Незнайкин. - Да ты просто издеваешься надо мной, употребляя эти непонятные слова. Я лучше уйду.
Любознайки. - Подожди. Я тебе все по порядку объясню. Это особая лампа, в которой электроны перемещаются от отрицательного катода к положительному.
Незнайкин. - Час от часу не легче! Выходит. что ток идет от отрицательного полюса к положительному. А почему же мне с детства внушали, что ток идет от положительного полюса к отрицательному? Как же это понять?!

ЛЮБОЗНАЙКИН НАЧИНАЕТ С ОСНОВ.

Любознайки. - Теперь я вижу. что действительно надо начать с изложения основ электричества, так как у тебя об этом сложилось неправильное представление в результате изучения старых школьных учебников. По крайней мере знаешь ли ты, что такое атом?
Незнайкин. - Да, это самая маленькая частица вещества, которая поэтому неделима.
Любознайки. - Я так и думал. Но это давно устарело, и теперь уже точно известно, что атом состоит из еще более мелких частиц.
Незнайкин. - Которые в свою очередь, наверное, тоже делятся на более мелкие частицы? Любознайки. - Возможно, что это будут изучать наши дети. Пока же считают, что атом состоит из электронов и протонов. Электроны - элементарные отрицательные заряды электричества. Протоны - элементарные положительные заряды электричества.
Незнайкин. - Так что же, они собраны в одну общую кучу?
Любознайки. - Нет это не так. Во-первых, они все находятся в движении, во-вторых, между ними существует силы взаимодействия. Между одноименными зарядами (электронами и электронами, протонами и протонами) действуют силы отталкивания, а между электронами и протонами как разноименными частицами - силы притяжения.
Так как электроны движутся (как планеты вокруг Солнца) вокруг центрального ядра, состоящего из протонов и нескольких нейтронов, не имеющих электрического заряда (рис.1.2), то в атоме силы отталкивания и притяжения уравновешиваются

Незнайкин. - Это настоящая солнечная система в миниатюре.
Любознайки. - Совершенно верно. Заметь теперь, что если в атоме имеется столько же электронов, сколько и протонов, то отрицательный заряд превосходит положительныйзаряд и атом становится отрицательным.Наконец...
Незнайкин. - ...если меньше электронов, чем протонов, о атом будет положительным.
Любознайки. - Отлично! Я вижу. что ты понял.

ЗДРАВЫЙ СМЫСЛ НА СТОРОНЕ РАВНОВЕСИЯ.

Незнайкин. - Однако я хотел бы узнать, каким образом атом может оказаться положительным или отрицательным.
Любознайки. - Электроны, которые находятся далеко от ядра, используют слабое притяжение и, попадая в сферу притяжения соседнего атома, у которого хватает электронов, покидают свой собственный атом, чтобы дополнить, или уравновесить, соседний атом.
Незнайкин. - Это как японцы...
Любознайки. - Я не вижу, при чем тут сыны Империи Восходящего Солнца...
Незнайкин. - Как же! Япония перенаселена, и японцымигрируют в страны, где плотность населения меньше.
Любознайки. - Если тебе так нравится... Во всяком случае запомни, что электроны перемещаются от атомов, где они более многочисленны(или отрицательно заряженных атомов), к атомам, где электроны менее многочисленны (или положительно заряженным атомам). Если каким-либо путем на одном конце металлической проволоки удастся сосредоточить отрицательно заряженные атомы(имеющие избыток электронов), а на другом - положительно заряженные (имеющие недостаток электронов), то электроны начнут перемещаться от одного атома к другому через все промежуточные атомы проволоки до момента установления расновесия(рис.1.3). В каком направлении пойдут электроны?

Незнайкин. - Очевидно, от отрицательного конца к положительному.
Любознайки. - Правильно.Такое упорядоченное движение электронов и называют электрическим током.
Незнайкин. - Поразительно. Вот теперь понятно почему ток идет от отрицательного к положительному...,а наш учитель нам говорил...
Любознайки. - Он говорил об условном направлении тока. В то время кагда надо было установить направление тока, произвольно выбирали направление от положительного полюса к отрицательному, потому что еще не было электронной теории. Запомни хорошо, что электроны движутся от отрицательного полюса к положительному.

6 000 000 000 000 000 000 ЭЛЕКТРНОВ.

Незнайкин - Ты только что говорил о металической проволоке. Я знаю, что электрический ток проходит только через металлы. Но почему это?
Любознайкин - Ток проходит также через растворы кислот или щелочей и через уголь. Все эти вещества называются проводниками. Их атомы содержат много электронов, которыке слабо связаны с ядром. Однако. существуют и другие тела, в которых электроны настолько сильно связаны с ядром, что они не могут покинуть атом. В этих телах, называемых изоляторами или диэлектриками, не может образовываться электрический ток. Лучшими изоляторами, применняемыми в радио, является кварц, эбонит, янтарь, бакелит,стекло, различные керамики, парафин. Между изоляторами и проводниками находятся полупроводники, например, влажное дерева (в котором проводимаость определяется наличием воды).
Незнайкин - А какой самый лучший диэлектрик?
Любознайкин - Сухой воздух.
Незнайкин - А лучший проводник?
Любознайкин - Серебро. Красная медь также является хорошим проводником и так как она стоит дешевле серебра, то используется чаще.

Незнайкин - Почему серебро лучший проводник, чем медь?
Любознайкин - Потому что в одинаковых условиях через серебрянный провод будет проходить ток большей силы, чем провод такого же размера, но из меди.
Незнайкин - Что ты называешь "силой тока"?
Любознайкин - Количество электронов, принимающее участие в движении, называется электрическим током.
Незнайкин - Значит, можно говорить о токе силой в 10 электронов или в 1000 электронов?
Любознайкин - Да. Но практически измеряют силу тока в Амперах (А). Один Ампрер соответствует прохождению 6000000000000000000 электронов в секунду. Я тебе говорю это, округляя цифры...
Незнайкин - Спасибо!...
Любознайкин - Пользуются очень часто также более мелкими единицами: милиампером(мА), равным 1/1000 А, и микроампером (мкА), равным 1/1000000 А Как видишь, это очень просто.
Незнайкин - Все это, наоборот, дьявольски сложно. А от чего зависит сила тока?
Любознайкин - От напряжения, приложенного к проводнику, и от сопротивления последнего.

СЛОВА МЕНЯЮТ СМЫСЛ.

Незнайкин - Я полагаю, что под "напряжением" и "сопротивлением" подрозумевается что-то особенное. Вроде понятия о круге...
Любознайкин - Причем тут круг?

Незнайкин - Ну да! Пока я не изучал геометрию, я хорошо знал. что такое круг. Но с тех пор, как мне оъяснили, что это "геометрическое место, все точки которого находятся на одинаковом рассоянии от данной точки", я и перестал понимать...
Любознайкин - В электротехнике сопротивление есть свойство проводника оказывать... более или менее большое сопотивление току. Оно зависит от природы самого проводника, т.е. от числа электронов, легко отделяемых от его атомов. Сопротивление зависит также от длины проводника: чем больше его длина, тем больше сопротивление. Наконец, оно зависит от сечения проводника: чем больше сечение, тем больше электронов может проходить одновременно и, следовательно, сопративление будет меньше(#). Сопротивление измеряется в Омах (Ом),тысяча Ом, или килоомах (Ком0) и миллионах Ом или мегаомах (Мом). 1 Ом - это приблизительно сопотивление, которое имеет медная проволока длиной 62м и сечением 1 мм^2.

ФИЛОСОВСКИЕ ЗАМЕЧАНИЯ ОБ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ.

Незнайкин - А что такое напряжение?
Любознайкин - Напряжение - это в некотором роде давление, которое оказывает на электроны разница в электрическом состоянии концов проводника.
Незнайкин - Это дьвольски сложно и неясно.
Любознайкин -
Да нет же, это очень просто. Как я тебе говорил, соотношение электронов и протонов определяет электрическое состояние или потенциал атома. Представь себе, что у тебя два атома. В первом не хватает трех электронов, а во втором пяти.
Незнайкин - Оба положительны. И,если я осмелюсь сказать, второй атом более положителен, чем первый.
Любознайкин - Надо осмелиться, так какэто так и есть. Но хотя оба атома положительны, можно также сказать, что относительно второго первый является отрицательным.
Незнайкин - Вот так штука!... В жизни все относительно.
Любознайкин -
Конечно. Например, из двух людей, имеющих деньги, тот, кто имеет 10 руб., беден по сравнению с другим, у которого их сотни, но богат по сравнению с третим, у которого все "богатство" в 1000 руб. долгу. В мире атомов тот атом, который лишен трех электронов, менее отрицателен, по отношению к тому, у которого не хватает десяти электронов, и положителен по отношению к тому, который имеет избыток в два электрона. Потенциалы этих трех атомов различны.
Незнайкин - А разница потенциалов измеряется разницей в числе электронов?
Любознайкин - Можно было бы так сделать. Но практически разность потенциалов, или, что равномерно, напряжение, измеряется в вольтах (В). Вольт - это напряжение, которое будучи приложено к концам проводника с сопротивлением в 1Ом, создает ток солой 1А.
Незнайкин - Таким образом, есл я хорошо понял. напряжение - это вид
электрического давления, которое толкает электроны от одного конца проводника к другому?
Любознайкин - Совершенно верно. И ты легко догадаешься, что чем больше напряжение...
Незнайкин - ...тем больше сила тока.
Любознайкин - И наоборот, чем больше сопротивление...
Незнайкин -... тем меньше сила тока.
Любознайкин - Таким образом мы только что вновь открыли основной закон электричества - ЗАКОН ОМА. Сокращенно говорят, что ток равен напряжению, деленному на сопротивление(##).
Незнайкин - Я начинаю ощущать настоящий венегрет в моей черепной коробке. Электроны, протоны, сопротивление, ом, напряжение, вольт, сила тока, ампер, закон Ома... Все это дьявольски сложно.
Любознайкин - Поразмысли об этом еще раз до нашей следующей встречи, и ты увидишь, что все это очень просто.