Во всех схемах, которые мы с тобой должны будем рассмотреть, задача сводится к тому, чтобы передать электрическую энергию от одного каскада к другому с минимальными потерями, иначе говоря, с максимальной эффективностью или к. п. д.
Следовательно, всегда имеется отправитель и адресат. Первый является по отношению ко второму источником энергии (генератором), а второй, получающий энергию, — потребителем (нагрузкой). Одним словом, их взаимоотношения напоминают отношения поставщика и потребителя (рис. 81).
Рис. 81. Вот как в самой общей форме можно представить передачу энергии от источника (генератора) к нагрузке (потребителю) в любой электрической цепи.
Извини меня. Незнайкин, за то, что я преподношу тебе азбучные истины, придав им философскую форму. На практике ты постоянно имеешь дело с такими генераторами и нагрузками. С генераторами ты встретишься не только на электростанции: генератором является, например, батарейка карманного фонарика, а нить питаемой ею лампочки служит нагрузкой.
Антенна радиоприемника, являющаяся источником сигналов, поступающих на вход приемника, — это тоже генератор, а входная цепь приемника, в которую вводится сигнал от антенны, — его нагрузка. Точно так же мощная оконечная лампа является генератором для нагрузки — громкоговорителя.
В схемах на транзисторах выходная цепь каждого транзистора представляет собой генератор энергии для входной цепи следующего каскада, выступающего в роли нагрузки.
Но стоит ли умножать количество примеров? Нужно хорошо понять, что любой источник энергии — генератор — характеризуется двумя величинами:
1) электродвижущей силой (э. д. с.) — максимальным напряжением, которое источник способен дать на выходе; это, если хочешь, его жизненная сила;
2) внутренним сопротивлением , т. е. сопротивлением, которое он оказывает, как и любой другой элемент электрической цепи, проходящему через него току (рис. 82).
Рис. 82. Переменная или постоянная э.д.с. Еисточника создает ток I, проходящий через внутреннее сопротивление генератора R внна котором возникает падение напряжения U вн, и через нагрузку R н, на которой появляется напряжение U н.
На этом внутреннем сопротивлении генератора R вн , разумеется, происходит падение напряжений за счет тока, создаваемого самим источником. Поэтому напряжение U н на зажимах источника, а следовательно, и на нагрузочном резисторе R н будет меньше э. д. с. Е . Разница между э. д. с. и напряжением на нагрузке тем значительней, чем больше ток I . Естественно, что если нагрузка отключена, то напряжение источника равно его э. д. с. В этом случае говорят, что генератор находится в режиме холостого хода .
Рискуя вызвать у тебя повышение температуры, я предлагаю тебе внимательно рассмотреть следующий очень элементарный расчет. Пусть общее сопротивление будет R вн + R н . Следовательно, по закону Ома ток
На внутреннем сопротивлении R вн этот ток создает падение напряжения
а на сопротивлении нагрузки R н — падение напряжения
Если ты еще в состоянии держать карандаш, то сложи эти два напряжения; в итоге получишь:
U вн + U н = Е,
что и следовало ожидать. Ты увидишь, что э.д.с. делится на два напряжения: U вн , представляющее собой внутреннее падение напряжения, и U н — напряжение на нагрузке (оно же на зажимах источника). Это распределение происходит пропорционально сопротивлениям генератора и нагрузки.
Если внутреннее сопротивление генератора очень мало по сравнению с сопротивлением нагрузки, то и падение напряжения в генераторе тоже очень мало, а напряжение на нагрузке почти равно э. д. с. Е . В этих условиях переменная э. д. с. проявляется на сопротивлении нагрузки в виде переменного напряжения, и поэтому говорят, что питание производится от генератора напряжения, причем режим его работы близок к холостому ходу.
Читать дальше