Р-36. ИЗМЕРЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ, РАБОТЫ, МОЩНОСТИ И СОПРОТИВЛЕНИЯ НАГРУЗКИ. С электродвижущей силой (э.д.с.) и напряжением мы впервые познакомились ещё на рисунке Р-20 и вынуждены были лишь назвать эти характеристики и оценить их с помощью тогда ещё не известного нам закона Ома. Сейчас мы уже можем сообщить, что единица э.д.с., или напряжения, вольт — это, по сути дела, энергетическая единица, она участвует в оценке той работы, которую выполняет электричество. Если на выходе какого-либо генератора напряжение U составляет 1 вольт, то этот генератор затрачивает на продвижение заряда в 1 кулон энергию в 1 джоуль (1). Эту энергию заряд при необходимости может отдать нагрузке, выполнив в ней работу в 1 джоуль. Напряжение ничего не говорит о том, сколько времени это будет происходить, об этом сообщает другая характеристика — сила тока I, она называет число кулонов, которые проходят по цепи за 1 секунду. Зная обе эти величины — работу каждого кулона (U) и число кулонов, работавших в течение секунды (7), — мы как раз и узнаем мощность (Р) — электрическую работу за секунду (2). Ну а зная мощность и время t, в течение которого велась работа А, мы легко подсчитаем всю её. Иногда эту работу А удобно представить не в джоулях, а в равных им ватт-секундах или в более крупных единицах киловатт-часах, каждый из которых в 3 600 000 раз больше джоуля (3).
Думая о столь известных и важных характеристиках, как напряжение и ток, не нужно забывать о скромном сопротивлении нагрузки Rн, которое определяет ток в цепи (4) и таким образом влияет на основные процессы в ней.
Мы видели, что магнитное поле проводника с током напоминает бублик (Р-44), оно окружает проводник и не имеет магнитных полюсов. А нельзя ли сделать это поле таким, как у стержневого магнита, — с явно выраженными северным и южным полюсами? Оказывается, что сделать это совсем несложно, мы сейчас просто мгновенно создадим такой стержневой электрический магнит, или коротко — электромагнит.
Чтобы всякий раз не путаться с дополнительными объяснениями, принято считать, что магнитное поле направлено в ту сторону, куда смотрит северный конец помещённой в это поле пробной магнитной стрелки.
Кто-то когда-то придумал гениально простой способ складывания магнитных полей, которые создаются разными участками одного и того же проводника, — нужно просто свернуть проводник в кольцо (Р-44). Магнитное поле внутри такого кольца станет суммой магнитных полей многих согласованно действующих участков провода — их магнитные поля имеют одно и то же направление и поэтому суммируются. А если вдоль условной оси проволочного кольца с двух разных направлений приближать к этому кольцу стрелку компаса, то эта стрелка будет вести себя точно так же, как при взаимодействии с обычным стержневым магнитом.
