Zamknięty obwód
Włączony układ elektroniczny można nazwać również zamkniętym
obwodem prądu elektrycznego. Prąd elektryczny może płynąć przez przewód (drut).
We włączonym komputerze lub telewizorze droga przepływu prądu jest bardziej
skomplikowana. W tym przypadku można wydzielić bardzo dużo pojedynczych obwodów
elektronicznych, które włączane są jednocześnie jednym wyłącznikiem i które
spełniają różne funkcje. Płyną w nich prądy elektryczne o różnych wartościach.
Dla elektronika bardzo ważna jest znajomość określonych prawidłowości,
rządzących obwodami elektronicznymi.
Na podstawie obwodu prądu elektrycznego elektronik może wyciągnąć wiele
wniosków o właściwościach układu. Musi on najpierw poznać sam obwód przepływu
prądu, a następnie zastanowić się nad nim i wykonać wiele pomiarów. Ważna jest
tu także dostateczna wiedza praktyczna. Przez praktyczne doświadczenia można
czasami szybciej zrozumieć i opanować niektóre zagadnienia niż na drodze
rozważań teoretycznych.
Rysunek 5.
Na rysunku 5 a przedstawiającym wodociąg z pompą wodną, widać właściwie wszystkie cechy zamkniętego obwodu prądu
elektrycznego. Prąd płynie zawsze w zamkniętym, dokładnie określonym obwodzie.
Z zamkniętego obwodu prądu elektrycznego nie może wypłynąć na zewnątrz żaden
prąd. Nie może także wpłynąć do niego żaden dodatkowy prąd. Jest on przecież
zamknięty (cząsteczki wody płyną zawsze w obwodzie utworzonym przez wodociąg;
ruch cząsteczek wody wywołany jest ciśnieniem wytworzonym
przez pompę wodną).
Podobną sytuację widzimy na rys. 5 b. Bateria zastępuje tu pompę, a przewód
elektryczny (drut) rurociąg. Wyobraźmy sobie teraz bardzo duże powiększenie
wnętrza drutu, w którym z kolei możemy wyobrazić sobie elementarne nośniki
ładunku elektrycznego elektrony. Elektrony te poruszają się między zewnętrznymi
orbitami atomów miedzi pod wpływem napięcia elektrycznego. Elektronom, jak i
cząsteczkom wody, jest obojętne, w którym kierunku się poruszają. W dobrym
przewodniku jest tak zawsze. Kierunek przepływu prądu w rurociągu przedstawionym
na rys. 5 a jest ustalony przez kierunek wirowania
pompy. Kierunek przepływu prądu elektrycznego jest określony przez polaryzację
baterii. Pamiętamy, że strumień elektronów płynie zawsze od bieguna ujemnego do
bieguna dodatniego.
Jak rysować obwód prądu elektrycznego?
Rysunek 6
Prosty zamknięty obwód
prądu elektrycznego, złożony z baterii i odbiornika przedstawiono na rys.
6a.Odbiornikiem może być np. drut rezystywny żelazka elektrycznego lub
rezystancja żarówki rowerowej. Rysując obwód elektryczny, elektronik przedstawia
odbiornik tak samo jak rezystor i oznacza go przez Rv
(rezystancja odbiornika) lub przez RL (rezystancja obciążenia). Na rysunku 6
a napięcie baterii oznaczono literą U. Napięcie to jest doprowadzone przewodami
do rezystora RL. Bateria ma biegun dodatni i biegun ujemny. Widzimy także, że w
obwodzie płynie prąd /, którego wartość możemy mierzyć dołączając przyrząd do
dwóch końców przerwanego przewodu. Prąd płynie wtedy również przez przyrząd
pomiarowy.
Na rysunku 6 b przedstawiono układ, z którym często spotykamy się w praktyce. W
tym układzie odbiornik w postaci żarówki rowerowej jest zasilany napięciem
baterii. Prąd płynący przez żarówkę jest wskazywany przez przyrząd pomiarowy. W
ten sposób mierzymy prąd odbiornika, czy też obciążenia (żarówki). Obwód prądu
jest tu zamykany wyłącznikiem. Po zamknięciu wyłącznika w obwodzie płynie prąd.
Przepływ prądu przerywamy przez ustawienie wyłącznika w pozycji „wył". W takim
położeniu wyłącznika prąd nie może płynąć. Ważne jest, że w zamkniętym obwodzie
elektrycznym prąd może płynąć bez przeszkód. Nie istnieje wówczas żadna
przyczyna, uniemożliwiająca przepływ prądu.