Делаем фонарик с регулируемой яркостью
Итак, ставлю задачу: необходимо с помощью известных деталей сделать
фонарик, который мог бы светиться на полную яркость или в пол-накала, в
зависимости от положения выключателя.
Как это сделать? Вероятно, для того чтобы лампочка светилась в полный
накал - надо подавать на нее питание непосредственно с батарейки. Чтобы
она светилась в пол-накала, надо ограничить ток, идущий через нее. То
есть - подать на нее питание через резистор.
Нарисуем для каждого режима свою схему.
1 режим - полный накал
2 режим - неполный накал
Чтобы их объединить, надо поставить второй выключатель, который будет
пускать ток либо через резистор, либо в обход него. Вот как будет
выглядеть такая схема:
Теперь, когда выключатель SB2 замкнут, ток течет в обход резистора R1,
то есть, подается на лампочку без ограничений. Когда SB2 разомкнут -
току ничего не остается как течь через резистор.
Теперь задание для самых не ленивых: рассчитать сопротивление резистора
R1.
Нам известно, что батарейка выдает напряжение 9В, лампочка при этом
потребляет ток 0,33 А.
Думаем. Лампочка должна гореть в пол-накала, иными словами - напряжение
на ней должно быть в два раза меньше, чем отдает батарейка, то есть -
4,5В. Оставшиеся 4,5 вольта должен взять на себя резистор. Очевидно, что
сопротивление резистора должно быть равно сопротивлению лампочки.
Почему? По закону Ома. Объясняю:
Токи I1, I2, I3, I4 равны между собой, потому что это, по сути - один и
тот же ток. Он так и бегает все время по кольцу: батарейка - выключатель
- резистор - лампочка - батарейка? Значит, через лампочку и резистор
течет один и тот же ток.
Iл = IR1
Вспоминаем закон Ома. I = U/R.
Для резистора он звучит так:
IR1
= UR1/R1
Для лампочки - так:
Iл
= Uл/Rл
Поскольку токи и напряжения в обеих формулах равны, то значит - и
сопротивления будут равны! Не правда ли, очевидно?
Теперь самое страшное - найти сопротивление лампочки. Мы знаем её
напряжение питания - 9В, знаем ток потребления - 0,33 А (когда она
включена без резистора). По закону Ома находим сопротивление.
R = U/I = 9/0,33 = 27 Ом
Сопротивление резистора равно сопротивлению лампочки. То есть, оно
составляет тоже 27 Ом. Ответ получен. Ура товарищи! Если что-то не
понятно, перечитайте еще раз. Вдумчиво.
Только что мы рассчитали нашу первую схему. Хоть на расчет и ушло
пол-страницы текста - все же, это очень и очень простая схема. Однако
настоятельно рекомендую вдуматься в ход расчета, потому что без
понимания таких простейших вещей нечего делать дальше. Потому что дальше
нам предстоит рассчитывать усилительные каскады, генераторы,
времязадающие звенья, трансформаторы и много много еще чего страшно
сложного? но - интересного! =)
Источник: РадиоКот |