Рис. 2.30. Когда переключатель замкнет контакты, то между соответствующими его выводами, к которым подсоединены измерительные щупы мультиметра, установленного в режим прозвона, прибор будет показывать нулевое сопротивление, и при этом еще будет раздаваться звуковой сигнал
Примечание
В мультиметре режим прозвона можно использовать только при измерении в цепях или на компонентах, которые не находятся под напряжением в момент выполнения их прозвона.
Старые системы переключателей
Переключатели относятся к настолько фундаментальному явлению, существующему в нашем мире, а их концепция настолько проста, что очень легко забыть, что они прошли многоступенчатый процесс развития и улучшения конструкции.
Примитивные ножевые переключатели вполне устраивали основоположников электричества, которые просто хотели выполнить или разорвать электрическое соединение каких-либо аппаратов в лаборатории, но затем, когда стали развиваться телефонные системы, потребовался более сложный подход.
Обычно оператор на «коммутаторе» должен был найти способ подключить любую из 10 000 линий на своей панели. Как это можно было сделать?
В 1878 Чарльз Е. Скрибнер (Charles E, Scribner) (рис. 2.31) разработал «гнездовой ножевой переключатель» («jack-knife switch»), названный так, поскольку часть этого переключателя оператор держал как ручку складного ножа. Выступающей частью в нем был штырь, и когда этот штырь вставлялся в гнездо, то он замыкал контакт внутри гнезда. Гнездо, по сути, и было переключателем (коммутатором).
Рис. 2.31. Чарльз Е. Скрибнер (Charles E. Scribner) изобрел «перекидной ножевой переключатель», который удовлетворял потребностям телефонных систем в начале 1900-х. Сегодня вилки для подключения аудиоустройств работают по тому же принципу
Аудиоразъемы гитар и усилителей все еще работают по тому же принципу, а когда мы говорим про них «вставить в гнездо» («jacks»), то этот термин относится к изобретению Скрибнера. Контакт переключателя все еще находится внутри гнезда. В настоящее время, конечно, телефонные коммутаторы стали такой же редкостью, как и телефонные операторы. Сначала их заменили реле — переключатели с электрическим управлением, о которых я расскажу далее в этой главе. А затем реле были заменены транзисторами, которые осуществляют подключения не имея подвижных частей. Еще до конца этой главы мы, используя транзисторы, научимся выполнять переключения.
Введение в графическое отображение схем
На рис. 2.32 я схему эксперимента 6 нарисовал несколько иначе, в более упрощенном виде, который известен, как «графический» или «схематический». Начиная с этого места и далее, я буду иллюстрировать цепи, изображая их графически, поскольку это делает их более простыми для понимания. Вам надо будет запомнить несколько символов, чтобы их интерпретировать.
Рис. 2.32. Эта схема отображает ту же самую цепь, приведенную ранее на рис. 2.17. На этой схеме более понятны функции используемых переключателей (тумблеров)
Сравним это схематическое представление с изображением цепи, приведенной на рис. 2.17. Они оба иллюстрируют одну и ту же цепь: компоненты и соединения между ними. Серые прямоугольники на графическом отображении означают переключатели, а точнее тумблеры, зигзагообразной линией показан резистор, а символом в виде черного треугольника с поперечной линией, размещенных в небольшом кружке, и с двумя параллельными стрелками, направленными от него, показан светодиод.
В условном графическом изображении светодиода эти две стрелки показывают, что этот элемент излучает свет, поскольку таким же символом, но без стрелок, изображаются обычные диоды, к которым мы еще обратимся позднее. Черный треугольник внутри символа диода всегда направлен от более положительного к отрицательному выводу.
Проследим путь, который проходит электрический ток в цепи, и мысленно представим, что переключатели установлены в то или иное положение. Вы теперь ясно должны понимать, почему тумблеры изменяют состояние светодиода при их переключении.
Та же самая цепь используется в домах, когда для подсветки ступенек один выключатель находится внизу, а другой, который управляет той же лампочкой, находится вверху пролета лестницы (рис. 2.33). Провода в доме, конечно, значительно длиннее и они переплетаются друг с другом прямо в стене, но поскольку их соединения аналогичны, они могут быть представлены той же самой схемой.