КВ-приемник мирового уровня? Это очень просто!

«Н»: Ну и как поясняет наука факт существования подобных «пилигримов»?

«А»: Несколькими причинами. Например, как результат тепловых колебаний атомов. Ведь чем выше температура, тем энергичнее колеблется атом на своем месте в кристаллической решетке. А, следовательно, вероятность того, что электрон покинет атом — возрастает. При температуре абсолютного нуля (или — 273 °C) тепловые колебания атомов полностью прекращаются! В этом случае в любом изоляторе, даже самом никудышном, вообще не оказывается свободных электронов… А теперь, Незнайкин, давай поиграем в кубики. Не возражаешь?

«Н»: …Дружище, да что с тобой?! Нормально?!.. Вот дела!..

«А»: Да не переживай так! Я в порядке. Но вот от кубиков нам с тобой сейчас никуда не деться… Это вовсе не моя прихоть, поверь! Таково повеление Великой Электроники!

«Н»: Что, «а токмо волею пославшей мя жены?».

«А»: Литературную викторину сообразим как-нибудь в другой раз. Лады?… А пока… вырежем из проверяемого изоляционного материала кубик со стороной равной ОДНОМУ САНТИМЕТРУ. Затем… подведем к нему напряжение ОДИН ВОЛЬТ и будем измерять ток в этой электрической цепи. Эксперимент этот, такой простой на первый взгляд, проделаем мысленно, в силу многих причин. Итак…

«Н»: Ну вот, начинается! Ты хочешь сказать, что в твоем хозяйстве не найдется обыкновенного тестера, батарейки и ножовки?

«А»: Раз ты так настаиваешь, то знай!.. Ни «обыкновенный» тестер, ни батарейка с ножовкой нам не помогут! Вот смотри — самая чувствительная шкала моего тестера имеет предел — ШЕСТЬДЕСЯТ МИКРОАМПЕР! И это позволяет отнести данный тестер к разряду высокочувствительных! Но для «игры в кубики» с изоляторами нужна чувствительность в МИЛЛИОН раз более высокая! А еще лучше — в ДЕСЯТЬ МИЛЛИОНОВ раз! Кроме того, напряжение для подобной «игры» берется вовсе не от батарейки, а от специального высокостабильного источника напряжения.

«Н»: «Я понял все — к чему слова…» Итак, давай мысленно сделаем кубик из стекла?

«А»: Нет проблем… Включили в цепь кубик из стекла и выяснили, что через него течет ток равный ста пикоамперам! Иначе говоря, ОДНА ДЕСЯТИТЫСЯЧНАЯ МИКРОАМПЕРА. Иными словами — 630000000 электронов в секунду!

«Н»: Так много?! Ничего себе — изолятор!

«А»: Дружище, это совсем немного! Будь у нас кубик из такого проводника, как СЕРЕБРО, ток в цепи достиг бы почти МИЛЛИОНА АМПЕР! Однако отметим, что подсчитывать число свободных электронов не принято. Обычно просто вычисляют электрическое сопротивление кубика. С использованием всё той же формулы Ома. Но есть и нюанс! Поскольку в действительности в этом эксперименте мы измеряем важнейшую величину — УДЕЛЬНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. Эта величина имеет размерность (ОМхСМ). Для наглядности составим таблицу (табл. 1.1).

«Н»: Очень наглядная разница! Но я вижу что ПОЛУПРОВОДНИКИ выделены в «особое производство»!

«А»: А вот здесь ты абсолютно прав! Как в прямом, так и в переносном смысле! И дело совсем не в том, что их удельное сопротивление «особь статья»! А в том, что их ПРОВОДИМОСТЬ носит особый характер.

«Н»: Ты сказал — проводимость. Это еще что за параметр?

«А»: Ну, это совсем просто. Проводимость есть величина ОБРАТНО ПРОПОРЦИОНАЛЬНАЯ сопротивлению! Иными словами:

G = I/U,

R = U/I.

Единица измерения проводимости — ОДИН СИМЕНС. Ну, пожалуй, на сегодня достаточно. А в следующий раз поговорим на тему ПЕРЕМЕННЫХ напряжения и тока.

Глава 2. Волны электрического моря

«Н»: Ну, поздравляю с выздоровлением. А теперь, может, перейдем к электронике? Кстати, объясни мне разницу между электротехникой и электроникой. Она вообще существует?

«А»: За поздравление благодарю! Но ты задал интересный вопрос. Не претендуя на академическую формулировку, я отвечу так, Спец рассказывал, что в ВУЗах по электронике ключевой является дисциплина под названием «Радиотехнические цепи и сигналы». Так вот: электротехника — это просто наука о функционировании и методах расчета различных электрических цепей, которые, даже будучи достаточно сложными, способны нормально функционировать сами по себе. Например, лампочка, электромотор, трансформатор и т. д. Но если цепь способна самостоятельно реагировать на внешнее воздействие, имеющее в той или иной степени электрический характер (то есть на СИГНАЛ) — то это уже электроника!

«Н»: Так, может, для экономии времени перейдем сразу к рассмотрению сигналов?

«А»: Это уже будет совсем в стиле О. Бендера — «потеря качества при выигрыше темпа!».

Нет Незнайкин, электроника для успешного ее усвоения, требует определенной последовательности изложения. А потому возвращаемся к электрическим цепям. Но уже переменного тока.

«Н»: Объясни мне толково и вразумительно — что такое переменный ток?

«А»: Переменный ток имеет (что естественно) свою причину. И эта причина — переменное напряжение! То есть это такое напряжение, величина и полярность которого имеют периодический характер в функции от времени. Да вот, посмотри на рисунок (рис. 2.1).

На этом графике представлены НЕ ВСЕ, но многие важнейшие характеристики переменного напряжения. Заметь, что зависимость амплитуды U_a переменного напряжения от времени t носит СИНУСОИДАЛЬНЫЙ характер. То есть мы имеем дело с колебательным, ВОЛНОВЫМ процессом.

«Н»: А можно сказать, что этот волновой процесс состоит из положительных и отрицательных полуволн, отмеченных на рисунке, соответственно, плюсами и минусами в кружочках?

«А»: Безусловно, но обрати внимание на характер изменения амплитуды! В течение каждого ПЕРИОДА, то есть временного промежутка, вмещающего в себе одну отрицательную полуволну и одну положительную или, иначе говоря, ОДИН ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ ПОЛУПЕРИОД и ОДИН ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ ПОЛУПЕРИОД — амплитуда переменного напряжения проходит через НУЛЬ не менее (но и не более) ТРЕХ РАЗ!

Физический смысл этого такой. В точке 0 (см. рис. 2.1) никакого напряжения, а значит и тока в проводнике нет! Затем появляется ПОЛОЖИТЕЛЬНОЕ напряжение, достигающее своего максимума через промежуток времени t₁.

«Н»: Этот момент на временной оси соответствует точке А.

«А»: Верно! После этого, в течение временного промежутка t₂ напряжение плавно уменьшается до нуля.

«Н»: …Затем оно возникает снова, но полярность его уже ОТРИЦАТЕЛЬНА!

«А»: Максимум отрицательной амплитуды достигается в точке Б. Затем следует снова плавное уменьшение до нуля (промежуток времени t₄).

«Н»: Судя по рисунку, весь процесс занимает временной промежуток, равный:

t₁ + t₂+ t₃ + t₄?

«А»: Естественно, или просто — Т! Это и есть ПЕРИОД!

«Н»: А величина обратная периоду называется ЧАСТОТА?

«А»: Совершенно верно! Частота показывает, сколько раз в течение ОДНОЙ СЕКУНДЫ переменное напряжение изменило свою полярность! Или же сколько периодов (циклов) переменное напряжение претерпело за одну секунду.

«Н»: Понял! Но почему ты ранее оговорил, что на графике отображены НЕ ВСЕ характеристики переменного напряжения?

«А»: Нарисуем новый рисунок (рис. 2.2). На нем изображен ТОЛЬКО один период…