Используя стакан для вина, заполненный соленой водой, Вольта продемонстрировал, что химическая реакция между двумя электродами, один из которых был сделан из меди, а другой из цинка, будет приводить к возникновению постоянного электрического тока. В 1800 году он улучшил свою конструкцию, выполнив ее в виде пластин из меди и цинка, разделенных картоном, смоченным в соленой воде. Эта «вольтова стопка» стала первой электрической батареей.
Рис. 1.34. Алессандро Вольта открыл, что химические реакции могут создавать электрический ток
Основные сведения о вольтах
Электрическое напряжение измеряется в вольтах. Вольт является международной единицей измерения (входит в систему СИ). Один милливольт это 1/1000 вольта (табл. 1.2).
Основные сведения об амперах
Мы измеряем электрический ток в амперах. Ампер — это международная единица, которая очень часто имеет такое международное обозначение, как «A». Один миллиампер это 1/1000 ампера (табл. 1.3).
Постоянный и переменный ток
Электрический ток, который вы получаете с помощью батарейки, называется постоянным током и в английской литературе обозначается, как DC (direct current).
Как и поток воды из крана постоянный ток это поток электрических зарядов, который движется в одном направлении. Ток, который имеется в проводе под напряжением, подключенном к сетевой розетке в вашем доме, существенно отличается. Он меняет свое направление от положительного полюса к отрицательному около 50 раз в секунду (в Великобритании и в некоторых других странах эта величина составляет 60 раз в секунду). Этот ток известен, как переменный ток и обозначается в английской литературе, как AC (alternating current), и больше похож на пульсирующий поток воды, который вы можете наблюдать в мощном душе.
Переменный ток очень важен при осуществлении некоторых задач, например при передаче электрического напряжения на большие расстояния. Переменный ток также используется при подключении двигателей и различного домашнего оборудования. Внешний вид сетевой розетки, используемой в США, приведен на рис. 1.35. В некоторых других странах, например в Японии, также используются розетки того же типа, что и в США.
Рис. 1.35. Этот тип сетевой розетки можно видеть в Северной Америке, Южной Америке, Японии и некоторых других странах. Европейские розетки выглядят несколько иначе, но принцип их конструкции является аналогичным. Контакт «А» это контакт, который находится под напряжением и называется «фазой», он подает напряжение, которое меняется от положительного до отрицательного значения относительно потенциала контакта «В», который называется «нейтралью» или «нулем». Если в каком-либо домашнем приборе возникает неисправность, например появление фазы на корпусе, то можно защитить от этого, отведя это напряжение через контакт «С» на землю
В большей части своей книги я собираюсь говорить о постоянном напряжении по двум причинам: во-первых, большинство простейших электронных схем в качестве источников напряжения используют источники постоянного тока, а, во-вторых, его поведение гораздо легче понять.
Я не хочу больше повторять, что я использую источник постоянного тока. Просто предполагается, что везде используется именно постоянный ток, за исключением специально оговоренных случаев.
Отец электромагнетизма
Родившийся в 1775 году во Франции, Андре-Мари Ампер (рис. 1.36) был математически одаренным ребенком, который стал преподавателем естественных наук, несмотря на то, что большую часть своих знаний он приобрел самостоятельно — в лаборатории своего отца. Его наиболее известной работой была разработанная им в 1820 году теория электромагнетизма, которая позволяет объяснить, что источником магнитного поля является движущийся электрический заряд, т. е. электрический ток. Он также построил первый прибор для измерения слабого электрического тока (сейчас этот прибор известен, как гальванометр) и открыл такой элемент, как фтор.
Рис. 1.36. Андре-Мари Ампер обнаружил, что электрический ток, протекающий по проводу, создает магнитное поле вокруг него. Он использовал этот принцип для того, чтобы создать первый надежный способ измерения того, что теперь известно, как сила тока