關於電流、電壓和功率的蘇聯兒童讀物：簡單明了

在科學技術發展取得巨大成就的蘇聯，無線電愛好者運動變得普遍。數以千計的年輕公民在擁有專門技術文獻、工具和儀器的無線電界和無線電俱樂部的講師指導下學習了無線電工程。他們中的許多人在未來成為合格的工程師、設計師和科學家。

流行的科學文獻針對這種無線電電路出版，其中物理、機械、電氣工程和電子學的各種問題都以簡單的語言和大量的插圖進行了解釋。

此類書籍的一個例子是 Cheslov Klimchevsky 的書“無線電業餘愛好者的字母表”，由“Svyazizdat”出版社於 1962 年出版。該書的第一部分稱為“電氣工程”，第二部分為“無線電” Engineering”，第三部分是“Practical Advice”。，第四部分——«We install ourself»。

這本書本身可以在這裡下載： 業餘無線電字母表（野生）

這類書在 1960 年代還不屬於高度專業化的文學。它們發行了數万冊，面向大眾讀者。

Raz 收音機在人們的日常生活中應用得如此全面，所以在當時人們認為，您不能僅僅受限於轉動旋鈕的能力。Nika。每個受過教育的人都應該學習無線電，以便了解無線電傳輸和無線電接收是如何進行的，了解作為無線電工程理論關鍵的基本電磁現象。一般來說，還需要熟悉接收設備的系統和設計。

讓我們一起看看，判斷一下他們當時是如何知道如何用簡單的圖片來解釋複雜的事情的。

我們這個時代的業餘無線電新手：

關於電流

世界上的所有物質，相應地，我們周圍的所有物體，山脈、海洋、空氣、植物、動物、人，都是由不可估量的小粒子、分子組成，而後者又是由原子組成的。一塊鐵，一滴水，微不足道的氧氣，都是數十億個原子的積累，一種在鐵中，另一種在水或氧氣中。

如果你從遠處看森林，它看起來像一條黑色的條帶，是一體的（例如，將它與一塊鐵進行比較）。當他們接近森林的邊緣時，可以看到個別的樹（在一塊鐵中——鐵原子）。森林由樹木組成；同樣，物質（如鐵）也是由原子組成的。

針葉林中的樹木與落葉林中的樹木不同。同樣，每種化學元素的分子由不同於其他化學元素分子的原子組成。因此，鐵原子不同於氧原子。

走近樹木，我們看到每棵樹都由樹乾和樹葉組成。同樣，物質的原子由所謂的原子核（主幹）和電子（片）。

主乾重，核心重；它代表原子的正電荷 (+)。樹葉是光，電子是光；它們在原子上形成負電荷 (-)。

不同的樹的樹幹有不同數量的樹枝，葉子的數量也不相同。同樣，一個原子，取決於它所代表的化學元素，由（以其最簡單的形式）帶有幾個正電荷的原子核（樹幹）組成 -所謂的質子（分支）和一些負電荷——電子（片）。

森林中，樹木之間的地面上，堆積著許多落葉。風把這些樹葉從地上吹起來，它們在樹叢中循環。因此，在物質（例如金屬）中，單個原子之間存在一定數量的不屬於任何原子的自由電子；這些電子在原子之間隨機移動。

如果將來自電池的電線連接到一塊金屬（例如鋼鉤）的末端：將其一端連接到電池的正極 - 帶來所謂的正電勢（+）到它，另一端到電池的負極 - 帶負電勢（-），然後自由電子（負電荷）將開始在金屬內部的原子之間移動，沖向電池的正極。

這可以通過電荷的以下性質來解釋：相反的電荷，即正電荷和負電荷相互吸引；就像電荷一樣，也就是正電荷或負電荷，相反，相互排斥。

金屬中的自由電子（負電荷）被吸引到電池（電流源）的帶正電 (+) 端子，因此不再隨機地在金屬中移動，而是移動到電流源的正極。

我們已經知道，電子是電荷。大量電子在金屬內部沿一個方向運動，構成電子流，即電荷。這些在金屬中移動的電荷（電子）形成電流。

如前所述，電子沿著導線從負向正移動。然而，我們一致認為電流是反向流動的：從正流向負，也就是說，好像不是負的，而是正電荷沿著導線移動（這樣的正電荷會被吸引到電流源的負） .

森林裡的樹葉越多，被風吹動的樹葉就越厚；同樣，金屬中流動的電荷越多，電流量就越大。

並非每種物質都能同樣輕鬆地攜帶電流。自由電子很容易移動，例如在金屬中。

電荷容易在其中移動的材料稱為電流導體。一些稱為絕緣體的材料沒有自由電子，因此沒有電流流過絕緣體。絕緣體包括玻璃、瓷器、雲母、塑料等材料。

存在於傳導電流的物質中的自由電子也可以與水滴進行比較。

靜止的單個液滴不會產生水流。大量的它們在運動中形成一條朝一個方向流動的小溪或河流。這條小溪或河流中的水滴在流動中流動，其力量越大，沿其路徑的渠道水平差異就越大，因此，個人“潛力”（高度）的差異就越大這條路徑的各個部分。

電流大小

要了解電流引起的現象，請將其與水流進行比較。少量的水在溪流中流動，而大量的水在河流中流動。

假設溪流中的水流量值等於1；讓我們以河流中的流量值為 10 為例。最後，對於一條強大的河流，水流量值為 100，即溪流流量值的一百倍。

一股微弱的水流只能驅動一個磨坊的輪子。我們將此流的值設為 1。

兩倍的水流可以驅動其中兩個磨坊。在這種情況下，水流值等於 2。

五倍的水流可以驅動五個相同的磨坊；現在水流的值是5，可以觀察河流中水流的流量；電流流過我們肉眼看不見的電線。

下圖顯示了由電流驅動的電動機（電動馬達）。在這種情況下，讓我們將電流值設為 1。

當一個電流驅動兩個這樣的電動機時，那麼流過主導線的電流量將是原來的兩倍，即等於2。最後，當電流為五個相同的電動機供電時，主線上的電流是第一種情況的五倍；因此它的大小是 5。

用於測量水或其他液體流量（即每單位時間，例如每秒，通過河床、管道等橫截面的流量）的實用單位是升每秒。

為了測量電流的大小，即單位時間內流過導線橫截面的電荷量，實際單位是安培，因此，電流的大小是以安培為單位確定的。縮寫的安培由字母 a 表示。

電流源例如可以是原電池或蓄電池。

電池或蓄電池的大小決定了它們可以提供的電流量和動作的持續時間。

要測量電氣工程中電流的大小，請使用特殊設備，電流表 (A)。不同的電氣設備承載不同量的電流。

電壓

與電流大小密切相關的第二個電量是電壓。為了更容易地理解電流的電壓是多少，讓我們將其與渠道的水位差異（河流中的水位下降）進行比較，就像我們將電流與水流進行比較一樣。由於通道電平差異很小，我們將差值設為 1。

如果河道水位差異越大，則落水量相應越大。例如，假設它等於 10，即比第一種情況多十倍。最後，如果瀑布水位的差異更大，則為 100。

如果水流從一個很小的高度落下，那麼它只能驅動一個磨坊。在這種情況下，我們取一滴等於 1 的水。

同一條水流從兩倍的高度落下可以轉動兩個相似的磨坊的輪子。在這種情況下，水滴等於 2。

如果通道水位的差異大五倍，則相同的流量驅動五個這樣的磨機。水滴為5。

考慮電壓時會觀察到類似的現象。將術語“水滴”替換為術語“電壓”就足以理解其在以下示例中的含義。

只讓一盞燈點亮。假設施加等於 2 的電壓。

為了使五個以相同方式連接的這樣的燈泡燃燒，電壓必須等於 10。

當兩個相互串聯的相同燈泡點亮時（因為燈泡通常連接在聖誕樹花環中），電壓為 4。

在所有考慮的情況下，相同大小的電流通過每個燈泡並且相同的電壓被施加到它們中的每一個，這是總電壓（電池電壓）的一部分，這在每個單獨的示例中是不同的。

讓河流流入湖中。有條件地，我們將湖中的水位設為零。那麼第二棵樹附近的河道水位與湖中水位的比值等於1米，第三棵樹附近的河道水位與湖中水位的比值。樹將是 2 m。第三棵樹附近的通道水平面比第二棵樹附近的水平面高 1 m，即這些樹之間的距離等於 1 m。

通道電平的差異以長度為單位進行測量，例如，像我們一樣，以米為單位。在電氣工程中，任何一點的河床水位相對於某個零水位（在我們的示例中為湖水水位）都對應於電勢。

電位差稱為電壓。電勢和電壓由相同的單位測量——伏特，縮寫為字母 c。因此，測量電壓的單位是伏特。

稱為電壓表 (V) 的特殊測量設備用於測量電壓。

像電池這樣的電流源是眾所周知的。所謂的鉛酸電池（其中鉛板浸入硫酸水溶液中）的一個電池在充電時具有約2伏特的電壓。

用於通過電流為電池收音機供電的陽極電池通常由幾十個乾原電池組成，每個電池的電壓約為 1.5 V。

這些元素按順序連接（即，第一個元素的正連接到第二個元素的負，第二個元素的正連接到第三個元素的負，等等）。在這種情況下，電池的總電壓等於組成它的電池單元的電壓之和。

因此，一個 150 V 電池包含 100 個彼此串聯的此類電池。

在電壓為 220 V 的照明網絡的插座中，可以插入一個設計用於 220 V 電壓的白熾燈泡或 22 個串聯的相同聖誕樹燈，每個都設計用於 10 V 電壓。在這種情況下，每個燈泡將只有線路電壓的 1/22，即 10 伏。

作用在特定電氣設備（在我們的例子中是燈泡）上的電壓稱為電壓降。如果 220 V 燈泡消耗的電流與 10 V 燈泡相同，則花環從網絡汲取的總電流將與流過 220 V 燈泡的電流大小相同。

從上述內容可以清楚地看出，例如，兩個相同的 110 伏燈泡可以串聯連接到 220 伏網絡。

可以加熱為 6.3 V 電壓設計的無線電管，例如，由三個串聯的電池組成的電池；設計用於 2 V 燈絲電壓的燈可以由單個電池供電。

無線電電子管的燈絲電壓在燈號開頭用圓角表示：1.2V——數字1； 4.4 英寸——4 號； 6.3 英寸——6 號； 5 c — 數字 5。

對於引起電流的原因

如果地球表面的兩個區域，即使相距很遠，位於不同的高度，那麼就會發生水流。水將從最高點流向最低點。

電流也是如此。只有當電平（電勢）存在差異時，它才能流動。在氣象圖上，最高氣壓水平（高壓）用“+”號標記，最低氣壓水平用“-”號標記。

級別將按箭頭方向對齊。風將吹向氣壓最低的區域。當壓力平衡時，空氣運動將停止。因此，如果電位相等，電流將停止流動。

在雷暴期間，雲層和地面之間或云層之間存在電位均衡。以閃電的形式出現。

每個原電池或電池的端子（極）之間也存在電位差。因此，如果您在其上安裝一個燈泡，電流就會流過它。隨著時間的推移，電位差減小（發生電位均衡）並且流動的電流量也減小。

如果將燈泡插入電源，電流也會流過它，因為插座之間存在電位差。然而，與原電池或蓄電池不同的是，這種電位差會一直保持——只要發電廠還在運行。

電能

電壓和電流之間存在著密切的關係。電功率的大小取決於電壓和電流的大小。讓我們用下面的例子來解釋這一點。

櫻桃從低處落下：低處-輕微緊張。低衝擊力——低電力。

椰子從一個小高度（相對於男孩爬的地方）掉落：大物體 - 大電流。低海拔——低壓力。相對較高的衝擊力——相對較高的功率。

小花盆從高處落下：小物是小水流。墜落的高度是巨大的壓力。高衝擊力——高功率。

從高處墜落的雪崩：大量的雪——一股巨大的水流。墜落的高度是巨大的壓力。雪崩的巨大破壞力是巨大的電力。

在大電流和高電壓下，獲得大電功率。但是相同的功率可以用更高的電流和相應的更低的電壓獲得，或者相反，用更低的電流和更高的電壓獲得。

直流電功率等於電壓值和電流值的乘積。電功率以瓦特表示，並用字母 W 表示。

已經說過，一定大小的水流可以驅動一磨機、兩倍流量 - 兩磨機、四倍流量 - 四磨機等，儘管事實上水滴（電壓）是相同的.

圖中顯示了由於水滴（對應於電壓）足夠大而導致四個水車的車輪轉動的小水流（對應於電流）。

這四個磨坊的輪子可以在跌落高度的一半處以兩倍的水流轉動。然後工廠的佈置會略有不同，但結果是一樣的。

下圖顯示了兩個並聯連接到 110V 照明網絡的燈。每隻燈管中流過1安培的電流，流過兩隻燈管的電流合計為2安培。

電壓和電流值的乘積決定了這些燈從網絡消耗的功率。

110V x 2a = 220W。

如果照明網絡的電壓為 220 V，則相同的燈必須串聯連接，而不是並聯連接（如前例所示），以便它們的電壓降之和等於網絡。在這種情況下，流過兩個燈的電流為 1 A。

電壓值與流經電路的電流的乘積將為我們提供這些燈消耗的功率 220 V x 1a = 220 W，即與第一種情況相同。這是可以理解的，因為在第二種情況下，從網絡中獲取的電流要少兩倍，但是網絡中的電壓是兩倍。

瓦特、千瓦、千瓦時

任何電氣設備或機器（電鈴、燈泡、電動機等）都會從照明網絡中消耗一定量的電能。

稱為瓦特表的特殊設備用於測量電功率。

如果電源電壓和流過與電源相連的電能消費者的電流量是已知。

同樣，如果已知電網功耗和電網電壓，則可以確定流過用戶的電流量。

例如，一個 110 伏的照明網絡包括一個 50 瓦的燈。什麼電流流過它？

由於以伏特表示的電壓與以安培表示的電流的乘積等於以瓦特表示的功率（對於直流電），則進行反向計算後，即瓦數除以伏特數（電源電壓），我們得到流過燈的電流量（以安培為單位），

一個=瓦特/乙，

電流為 50 W / 110 V = 0.45 A（大約）。

因此，大約 0.45 A 的電流流過該燈，該燈消耗 50 W 的能量並連接到 110 V 的電網。

如果房間的照明網絡中包含一盞帶四個 50 瓦燈泡的吊燈、一盞帶一個 100 瓦燈泡的檯燈和一個 300 瓦的熨斗，則所有能源消耗者的功率為 50 W x 4 + 100 W + 300 瓦 = 600 瓦。

由於電源電壓為 220 V，因此相當於 600 W / 220 V = 2.7 A（大約）的電流流過適用於該房間的普通照明電線。

讓電動機從網絡中消耗 5000 瓦的電力，或者，正如他們所說，5 千瓦。

1000 瓦 = 1 千瓦，就像 1000 克 = 1 千克。千瓦縮寫為 kW。因此，我們可以說電動機的功率為 5 kW。

要確定任何電氣設備消耗了多少能量，有必要考慮消耗該能量的時間長度。

如果一個 10 瓦的燈泡點亮兩個小時，則電能消耗為 100 瓦 x 2 小時 = 200 瓦時或 0.2 千瓦時。如果 100 瓦的燈泡點亮 10 小時，則消耗的能量為 100 瓦 x 10 小時 = 1000 瓦時或 1 千瓦時。千瓦時縮寫為 kWh。

這本書中還有很多有趣的東西，但即使是這些例子也顯示了那個時代的作者是如何負責任和真誠地對待他們的工作，尤其是在教育孩子的情況下。