Виктор Борисов - Юный радиолюбитель [7 изд] стр 28.

КОРОТКО О ПЛАВКОМ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕ

Этот прибор представляет собой отрезок проволоки, толщина которой рассчитана на пропускание тока некоторого определенного значения, например 0,25 А. Он предохраняет источник тока от перегрузки. Предохранители имеют все электросети, иногда штепсельные розетки, радиоконструкции, питающиеся от электроосветительной сети.

Плавкий предохранитель вставляют в разрыв электрической цепи, чтобы через него проходил весь ток, потребляемый цепью. Пока ток не превышает допустимой нормы, проволока предохранителя чуть теплая или совсем холодная. Но как только в цепи появится недопустимо большая нагрузка или произойдет короткое замыкание, ток резко возрастет, расплавит проволоку и цепь автоматически разорвется. Патрон плавкого предохранителя, используемого в осветительной электросети, устроен так же, как патрон электролампы. В него ввертывают фарфоровую "пробку" (рис. 71 слева), внутри которой имеется свинцовая проволока. Один конец ее припаян к металлическому донышку пробки, а другой - к металлическому цилиндру с резьбой, которым предохранитель ввертывают в патрон.

Рис. 71.Плавкие предохранители

Проволока плавкого предохранителя радиоконструкции (на рис. 71 - справа) заключена в стеклянную трубочку и концами припаяна к металлическим колпачкам, выполняющим роль контактов. Этими контактами предохранитель вставляют в специальный патрон (держатель) или между двумя металлическими стоечками, к которым подведены провода защищаемой от перегрузок сети.

Причину, вызвавшую перегорание предохранителя, надо найти, устранить, и только после этого, соблюдая осторожность, можно вставлять в электрическую цепь новый предохранитель.

ОСТОРОЖНО - ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ!

Да, юный друг, всегда, когда приходится иметь дело с электросетью, надо быть особенно внимательным, осторожным и никогда не забывать о действующем в ней опасном высоком напряжении.

Иногда, балуясь или хвастая, ребята касаются рукой оголенного провода или контактов штепсельной розетки. Вроде ничего опасного. Но может случиться непоправимое, потому что электросеть не любит шуток. "Эффект" такого "опыта" всецело зависит от электрического сопротивления тела человека и изоляции его от земли, влажности пола, на котором он стоит. У разных людей в разном возрасте и при различном состоянии всего организма электрическое сопротивление тела может быть от тысячи до нескольких десятков тысяч ом. И если человек со сравнительно небольшим сопротивлением тела коснется провода электросети, через него может пройти значительный ток, который может стать причиной электрической травмы.

Простой расчет: если напряжение сети 220 В, а сопротивление тела 22 кОм, то ток по закону Ома будет равен 220:22000 = 0,01 А. Такой ток для человека опасен, но не смертелен. А если сопротивление мало - всего 2,2 кОм? Тогда ток возрастет до 220:2200 = 0,1 А. Такой ток уже смертельно опасен!

Как предотвратить неприятности, которые может причинить электросеть?

Прежде всего никогда, ни при каких условиях, не касайся руками оголенных участков проводов электроосветительной сети, монтажа или контактных соединений монтируемой или налаживаемой аппаратуры, питающейся от сети. А если понадобится заизолировать провод, улучшить контакты штепсельной розетки, делай это только после обесточивания сети выключателем на квартирном электрораспределительном щитке.

При налаживании приемника или усилителя с питанием от сети щуп измерительного прибора (или инструмент) держи одной рукой во избежании прикосновения токонесущих проводников обеими руками. Прежде чем заменить испортившуюся деталь или внести изменения в монтаж, полностью отключи приемник, усилитель или питающий их выпрямитель от сети.

* * *

На этом я прерываю беседу. Но "экскурсия" в электротехнику еще не закончена. Впереди - другие электрические явления и приборы, с которыми тебе придется иметь дело.

Беседа 6
ПОЛУПРОВОДНИКИ И ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ

Ты, юный друг, современник технической революции во всех областях радиоэлектроники. Суть ее заключается в том, что на смену электронным лампам пришли полупроводниковые приборы, а их теперь все больше теснят микросхемы. Предком одного из наиболее характерных представителей "армии" полупроводниковых приборов - транзистора - был так называемый генерирующий детектор, изобретенный еще в 1922 г. советским радиофизиком О. В. Лосевым. Этот прибор, представляющий собой кристалл полупроводника с двумя примыкающими к нему проволочками-проводниками, при определенных условиях мог генерировать и усиливать электрические колебания. Но он тогда из-за несовершенства не мог конкурировать с электронной лампой. Достойного полупроводникового соперника электронной лампе, названного транзистором, создали в 1948 г. американские ученые Браттейн, Бардин и Шокли. В нашей стране большой вклад в разработку полупроводниковых приборов внесли А.Ф. Иоффе. Л. Д. Ландау, Б. И. Давыдова, В. Е. Лошкарев и ряд других ученых и инженеров, многие научные коллективы.

Чтобы понять сущность явлений, происходящих в современных полупроводниковых приборах, нам придется "заглянуть" в структуру полупроводника, разобраться в причинах образования в нем электрического тока. Но перед этим хорошо бы тебе вспомнить ту часть первой беседы, где я рассказывал о строении атомов.

ПОЛУПРОВОДНИКИ И ИХ СВОЙСТВА

Напомню: по электрическим свойствам полупроводники занимают среднее место между проводниками и непроводниками тока. К сказанному добавлю, что к группе полупроводников относится гораздо больше веществ, чем к группам проводников и непроводников, взятых вместе. К полупроводникам, нашедшим практическое применение в технике, относятся германий, кремний, селен, закись меди и некоторые другие вещества. Но для полупроводниковых приборов используют в основном только германий и кремний.

Каковы наиболее характерные свойства полупроводников, отличающие их от проводников и непроводников тока?

Электропроводность полупроводников сильно зависит от окружающей температуры. При очень низкой температуре, близкой к абсолютному нулю (- 273 °C), они ведут себя по отношению к электрическому току как изоляторы. Большинство же проводников, наоборот, при такой температуре становятся сверхпроводимыми, т. е. почти не оказывают току никакого сопротивления. С повышением температуры проводников их сопротивление электрическому току увеличивается, а сопротивление полупроводников уменьшается. Электропроводность проводников не изменяется при действии на них света. Электропроводность же полупроводников под действием света, так называемая фотопроводимость, повышается. Полупроводники могут преобразовывать энергию света в электрический ток. Проводникам же это совершенно не свойственно. Электропроводность полупроводников резко увеличивается при введении в них атомов некоторых других элементов. Электропроводность же проводников при введении в них примесей понижается. Эти и некоторые другие свойства полупроводников были известны сравнительно давно, однако широко использовать их стали сравнительно недавно.

Германии и кремний, являющиеся исходными материалами многих современных полупроводниковых приборов, имеют во внешних слоях своих оболочек по четыре валентных электрона. Всего же в атоме германия 32 электрона, а в атоме кремния 14. Но 28 электронов атома германия и 10 электронов атома кремния, находящиеся во внутренних слоях их оболочек, прочно удерживаются ядрами и ни при каких обстоятельствах не отрываются от них. Только четыре валентных электрона атомов этих полупроводников могут, да и то не всегда, стать свободными. Запомни: четыре! Атом же полупроводника, потерявший хотя бы один электрон, становится положительным ионом.

В полупроводнике атомы расположены в строгом порядке: каждый атом окружен четырьмя такими же атомами. Они к тому же расположены настолько близко друг к другу, что их валентные электроны образуют единые орбиты, проходящие вокруг всех соседних атомов, связывая их в единое вещество. Такую взаимосвязь атомов в кристалле полупроводника можно представить себе в виде плоской схемы, как показано на рис. 72, а. Здесь большие шарики со знаком "+" условно изображают ядра атомов с внутренними слоями электронной оболочки (положительные ионы), а маленькие шарики валентные электроны. Каждый атом, как видишь, окружен четырьмя точно такими же атомами. Любой из атомов связан с каждым соседним двумя валентными электронами, один из которых "свой", а второй заимствован у "соседа". Это двухэлектронная, или валентная, связь. Самая прочная связь!

В свою очередь, внешний слой электронной оболочки каждого атома содержит восемь электронов: четыре своих и но одному от четырех соседних атомов. Здесь уже невозможно различить, какой из валентных электронов в атоме "свой", а какой "чужой", поскольку они сделались общими. При такой связи атомов во всей массе кристалла германия или кремния можно считать, что кристалл полупроводника представляет собой одну большую молекулу.

Схему взаимосвязи атомов в полупроводнике можно для наглядности упростить, изобразив ее так, как это сделано на рис. 72, б. Здесь ядра атомов с внутренними электронными оболочками показаны в виде кружков со знаком плюс, а межатомные связи - двумя линиями, символизирующими валентные электроны.