Т-108. Замечательные достоинства электрического сигнала: высокая скорость и широкие возможности обработки. Мировой рекорд в марафонском беге чуть меньше 2 часов 18 минут. Электрический гонец проходит марафонскую дистанцию за 0,00015 сек— скорость электрического сигнала такая же, как и скорость света — 300 000 км/сек. Не нужно, однако, думать, что с такой гигантской скоростью движутся электроны в электрической цепи — движение свободных зарядов происходит довольно медленно, за секунду они проходят какие-то миллиметры. Со скоростью света вдоль проводов движется электрическое поле, оно-то и заставляет двигаться заряды сразу по всей цепи. Это несколько напоминает картину трогания с места длинного железнодорожного состава. Первый рывок электровоза довольно быстро достигает последнего вагона (подобно электрическому полю) и заставляет сразу все вагоны сдвинуться с места, хотя скорость вагонов вначале очень мала (подобно скорости свободных электронов).
Другое важное достоинство электрического сигнала — его, если можно так сказать, исключительная пластичность, податливость самым разным видам обработки. Делитель или шунт могут уменьшить напряжение или ток, трансформатор может их увеличить. Направив два тока в общий провод, можно получить суммарный ток, сложить сигналы; изменив направление одного из токов, вы получите разностный сигнал. С помощью фильтров можно разделять сигналы разных частот или отделять постоянные токи от переменных. И это лишь небольшая часть операций, которые производят с электрическими сигналами.
И еще одно достоинство — самые разные физические, химические, биологические и иные показатели легко перевести на электрический язык, отобразить в виде электрических сигналов (Р-11; Р-68). Так, например, термопара — два определенным образом подобранных металлических проводника (медь — висмут, железо — константан, медь — константан) — при нагревании создает э.д.с, и она тем больше, чем сильней нагрета термопара. Поэтому любые изменения температуры с помощью термопары отображаются в электрическом сигнале.
Появление э.д.с. в термопаре объясняется тем, что при нагревании энергия свободных электронов в одном из металлов повышается сильнее, чем во втором, электроны переходят из одного металла в другой, и один из них оказывается заряженным положительно, второй — отрицательно. Другой датчик температуры — терморезистор. Его сопротивление меняется с температурой сильнее, чем у рядовых проводников, и поэтому ток в цепи достаточно хорошо повторяет все изменения температуры терморезистора, включенного в эту цепь.
Подобным же образом датчики света — фотоэлемент и фоторезистор — переводят на электрический язык информацию об освещенности. Фотоэлемент — это генератор, в нем под действием света происходит обычная электризация электродов: попадая на один из них, порции световой энергии просто вырывают электроны из некоторых атомов, превращают их в положительные ионы. В фоторезисторе под действием света меняется подвижность свободных зарядов, а значит, меняется и сопротивление фоторезистора.
А вот еще один тип датчика — пьезокристалл. Если сжать такой кристалл, то на определенных его гранях в результате сложных внутренних процессов появятся избыточные электрические заряды, появится э.д.с. Она будет тем больше, чем сильнее сжат кристалл, если заменить сжатие на растягивание, то изменится и полярность э.д.с. Такой пьезокристалл переводит на электрический

P-67

P-68

язык самые сложные движения, перемещения, если они как-то передаются кристаллу
С одной разновидностью датчиков движения мы сейчас познакомимся несколько более подробно. Это микрофоны — собиратели информации об изменениях звукового давления, переводчики звуковых сигналов на электрический язык.

Читать следующую теорию
Вернуться на предыдущую
 

значёк