Приборы для измерения сил. Весы

Силу F измеряют главным образом по деформации тела х, которую она производит: F= kx. В качестве деформируемого тела чаще всего берут пружины (динамометр, рис. 36, а). Чем на большие силы рассчитан динамометр, тем жестче должна быть пружина (больше коэф­фициент k). Деформация измеряется непосредственно по смещению указателя, скрепленного с концом пружины, или любыми другими методами измерения малых перемещений), особенно если необ­ходимы дистанционные измерения с помощью электрических сигна­лов. На рисунке 36, б, в показаны индуктивный и тензометрический методы измерения деформаций под действием силы. В первом случае в результате упругого разжатия прочного стального кольца с раз­резом уменьшается индуктивность катушки, поскольку магнитная проницаемость зазора много меньше проницаемости стали. Шкала при­бора, измеряющего индуктивность, градуируется в единицах силы (ньютонах). Во втором –полоски тензодатчика соединяются в схе­му моста и электроизмерительным прибором измеряется сила тока разбаланса этого моста.

Основы электрических цепей и электронных приборов Единица количества электричества

Радиоэлектроника — наука приклад­ная. Это означает, что она не только изучает явления, но и создает новые и сложные устройства. Проектирование и конструирование этих устройств свя­зано, с одной стороны, с математикой, а с другой — с величинами, характери­зующими электричество.

Мы уже знаем, что при электриза­ции тел имеет места или отдача, или присоединение электронов. Для оценки этого явления существует понятие ко­личество электричества. Единица коли­чества электричества называется кулон в честь французского физика Шарля Кулона (1736—1806). Один кулон электричества равен такому огромно­му числу электронов:

I кулон = 6 300 000 000 000 000 000 электронов.

Натирая стеклянную или эбонитовую палочку, наэлектризовывая ее, мы от­нимаем или добавляем тысячные части кулона электричества, однако, число участвующих в этом процессе электро­нов огромно и насчитывает сотни и тысячи миллиардов.

Электрическое поле

Вокруг каждого заряженного (наэлект­ризованного) тела существует электри­ческое поле, невидимое нашему глазу. Электрическое поле имеет такое свойство: если поместить в него другие заряженные тела, то на них начнут дей­ствовать определенные силы. Следова­тельно, электрическое ноле является носителем энергии. Эта энергия не по­лучается извне, а возникает за счет тех причин, которые наэлектризовали те­ло. В связи с этим вспомним основной закон природы (закон сохранения энер­гии): энергия не возникает и не исче­зает, она только переходит из одного вида в другой и из одного тела в другое.

На рис. 2.4 показано, как заряжен­ные тела взаимодействуют посредст­вом своих электрических полей. Сле­дует помнить, что тела, наэлектризо­ванные разноименными зарядами, при­тягиваются, одноименными – оттал­киваются.

Электрическое поле характеризует­ся, главным образом, двумя величина­ми: направлением и напряженностью.

Положительным направлением поля принято считать направление от поло­жительного заряда к отрицательному. Для наглядности электрическое поле изображается т. н. электрическими си­ловыми линиями, которые выходят из положительно заряженного тела и вхо­дят в отрицательно заряженное. Их форма связана с силой, которая дейст­вовала бы на свободный положи­тельный заряд, помещенный в данную точку поля.

Рис. 2 4. Тела, наэлектризованные одноимен­ными зарядами, отталкиваются, а наэлектризо­ванные разноименными зарядами – притягиваются.

Рис. 2.5. Силовые линии электрического поля

На рис. 2.5. показаны электрические поля разноименных и одноименных зарядов. Там, где силовые линии расположены более густо, напряженность поля больше.

Рис. 2.6.

На рис. 2.6 показано электрическое поле между двумя разноименно заря­женными металлическими пластинами. Положительный электрический заряд, помещенный в это поле, будет дви­гаться в направлении поля, потому что будет притягиваться отрицательной и отталкиваться положительной пластиной. А если в то же самое поле помес­тить электрон (рис.2.7), то, поскольку он является отрицательно заряженной частицей, он будет отталкиваться от отрицательно заряженной пластины и притягиваться к положительно заря­женной, т. е. электрон будет двигаться против направления поля.

Оба примера показывают, что поле действительно является носителем энергии, т.к. при определенных условиях оно может совершать работу по переносу электрических зарядов.