Я вже говорив у перших розділах цієї повісті, що електричний струм – це спрямований рух електричних зарядів Кількісно струм, точніше, сила струму, визначається кількістю зарядів, що проходять через поперечний переріз провідника за одиницю часу Коли ми говоримо про вимір струму, то вимірюємо ми силу струму

Якщо струм не змінюється за величиною і / або напрямку, то ми говоримо про постійному струмі Як часто ми зустрічаємося з «істинним» постійним струмом Вважається, що через лампочку кишенькового ліхтаря протікає постійний струм Але, якщо ліхтар включений довго, то, швидше за все, струм через лампочку буде з часом зменшуватися Формально, такий струм, що змінюється за величиною, що не буде постійним А з маленьким відрізком часу Коли ми включаємо ліхтар, струму не було, потім він зявився Він змінився за величиною з нуля до якогось значення Тобто, він не постійний

Не слід так драматизувати-яку модель процесу, поки ми можемо на основі цієї моделі зробити досить багато корисного Виберемо в прикладі з ліхтарем інтервал часу, коли струм зберігається по величині На цьому інтервалі часу будемо називати струм, що протікає через лампочку, постійним Момент включення ліхтаря і невеликий відрізок часу після цього, коли опір лампочки змінюється (опір холодної та розігрітій спіралі різне), що викликає зміну струму за величиною, назвемо перехідним процесом На цьому інтервалі часу струм, дійсно, змінний Оскільки струм, що змінюється за величиною або напряму (або і по величині, і по напрямку) ми називаємо змінним Найпростіший змінний струм ми отримаємо, включаючи і вимикаючи ліхтар багаторазово Але і в цьому випадку, розбиваючи інтервали часу за нашим бажанням, ми можемо отримати відрізки часу, на яких струм будемо розглядати як постійний

При розгляді змінного струму на практиці зручно використовувати синусоїдальний змінний струм Синус добре вивчена функція Щоб застосувати, скажімо, закон Ома, такий зручний на практиці, до змінного току, використовують таке поняття, як діюче значення Тобто, величину змінного струму (її ми вимірюємо мультиметром) заміняють величиною такого постійного струму, який надає еквівалентну дію У ліхтаря лампочка буде горіти при змінному струмі такої величини, який дає таке ж світіння лампочки, що і постійний струм тієї ж величини Інакше кажучи, надає таку ж дію

Завдяки такому підходу ми можемо записати: I = Uперем / Rлампочкі Поняття діючого значення відноситься і до змінному напрузі Для синусоїдальної напруги діюче значення буде в 141 раз менше амплітудного значення Мультіметром ми зазвичай вимірюємо діюче значення А на екрані осцилографа нам зручніше вимірювати амплітудне значення

Рис 111 Амплітудне і діюче значення синусоїдального струму

Якщо із зміною струму за величиною легше розібратися, то зі зміною струму по напрямку далеко не завжди все зрозуміло Найлегше зрозуміти, як змінюється струм (звичайно, в навантаженні) за напрямком, якщо замінити вимикач в ліхтарику перемикачем

Рис 112 Змінний струм в ліхтарику

У цьому випадку не виникає сумнівів, що струм змінюється за напрямком За технічний напрямок струму приймається струм від плюса до мінуса батарейки При одному положенні перемикача струм протікає від точки А до точки В, при іншому в зворотному напрямку Мультиметр, включений послідовно з лампочкою, якщо перестати працювати перемикачем, відобразив би цей факт: перед значенням струму зявився б знак мінус

До речі, в цьому випадку діюче значення напруги співпало б з амплітудним

Цей експеримент може здатися «несолідним» Зробимо його солідніше Використовуємо замість перемикача реле, а його перемиканням будемо керувати за допомогою генератора імпульсів Зазвичай генератор недостатньо потужний, щоб керувати реле Але ми можемо використовувати транзисторний підсилювач

Рис 113 Модифікація досвіду з кишеньковим ліхтарем

Приклад може здатися надуманим, навчальним Це так І не так Був час, коли цей принцип використовували для перетворення постійної напруги в змінну Реле було особливим, воно саме перемикалася при підключенні до джерела постійної напруги А резистор R2 замінювали трансформатором Використовуючи відповідну вторинну обмотку можна отримати велику змінну напругу Залишається його випрямити, щоб перетворити постійна напруга, покладемо, 12 В у постійну напругу 50 В А можна і не випрямляти Від отриманого змінної напруги в автомобілі за допомогою аналогічного перетворювача можна було живити електричну бритву, призначену для роботи на змінному напрузі 220 В

З появою транзисторів перетворювачі змінилися – реле виявлялося зайвим Транзистори працювали надійніше, були довговічніше Але сам принцип перетворення не змінився Сьогодні існує багато схем перетворювачів Є мікросхеми перетворення постійного напруження однієї величини в постійну напругу іншої величини А всі ми починали, як ви памятаєте, з кишенькового ліхтарика

Джерело: Гололобов ВН, – Самовчитель гри на паяльнику (Про електроніці для школярів і не тільки), – Москва 2012