Страница:Радиолюбитель 1926 г. №05-06.djvu/18

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок
Эта страница не была вычитана


о № 5-6 РАДИОЛЮБИТЕЛЬ

107 О

Е.И.

Жизнь и работа электронов

Инж. И. Г. Дрейзен

Проводники и изоляторы

Имеете ли вы дело с комнатной осветительной проводкой или с антенной, или хотя бы с простейшим радиоприемником — везде вас но покидает мысль, как бы не сделать „короткого" соединения, как бы не допустить утечку тока с голой медной жплы провода в землю или к другому проводу. Вы тщательно обертываете нзоляцнопной лентой опасное место, а если возникает подозрение, что самый ящик или панель, на которой монтируется приемник, несколько сыроваты и могу т дать через себя утечку тока в землю, вы, недолго думая, устраиваете ему .лечебную ванну" в расплавленном парафине. Еще не техническое, а чисто житейское чутье,подсказывает вам следующие мысли: электричество есть нечто такое,. что „течет" по проводу, подобно какой-то чрезвычайно подвижной жидкости, текущей в резиновой трубке. Крошечного отверстия в стенке трубки достаточно, чтобы жидкость била фонтаном из него. Электричество, подобно жидкости, также стремится использовать всякий случай к „разливу" возможно шире, потому - то и принимаются меры ограничить его в пределах медной жплы проводника, за- изолировав последнюю то резиновой, то хлопчато-бумажной оплеткой, то, накопец, „воздухом" (в последнем случае провод оставляют голым, устанавливая его на изоляторах). Итак,'медь, бронза, железо и всякий другой металл проводят электрический ток, а резина, бумага, парафин, стекло, смола, сухое дерево и т. д, наоборот, непроницаемы для электричества, это „непроводники", или изоляторы. Это те простые житейские уроки, которые дает нам ежедповный опыт; пока что это не изучение и не познание, а только чутье, догадка, как именно делает свою работу электричество. А если „зачерпнуть" немножко физики и спросить не только „как", но и „почему", почему электричество так охотно растекается по металлу и не может преодолеть преграды, которые ставит ему непроводник, — то ответ последует такой: электрический ток состоит из электронов, подобно тому, как струя жидкости состоит пз бесконечно маленьких капелек.

Электроны

Электрой — мельчайшая частица электричек ва.Даже самый сильный микроскоп (в который можно разглядывать разные болезненные бациллы) не покажет нам электрона, по различными обходными путями жизнь н работа электрона, нсе-таки, доказана и изучена человеком. Самого богатого воображения недостаточно, чтобы представить себе, насколько мал один электрон. Так, если к неважному кристаллическому приемнику приключить не одну, а 4000 телефонных трубок параллельно (все трубки к одной и той же паре

Рисунки 'настоящей статьи имеют целью дать наглядное преденгавлепие об электрических явлениях в проводниках и диэлектриках. Они. конечно, являются лигиъ отдаленным и грубим отображением той карт ины, которую мыслит себе точная теория.

клемм), то и тогда через каждую трубку пройдет за каждую секупду ни мало, намного, как около миллиарда электронов. Однако, эта армия электронов даже не тронет мембраны, и, конечно, пи о какой слышимости в телефонах нс может быть и речи. По хитрому человеку именно нужен такой крохотный носитель электричества: благодаря юму, что электрон, мало сказать, легок, но просто „невесом", его можно заставить передвигаться со страшной скоростью, около 300 километров в секунду, — и это в толще металла,

Рис. 1. Отрицательный заряд (скопление электронов) гребенки вызывает смещение электронов в бумаге. На ближайшей к гребенке стороне бумаги создается недостаток электронов (-{-), а на дальней стороне избыток (—).

где он нснресташю наталкивается па препятствия.Внутри провода частички металла (они пазываются молекулами) твердо сидят на своих местах и образуют как бы решетку, сквозь которую пробирается электрон. Йасколько проницаема эта решетка л меди, настолько трудно и почти невозможно электрону прокладывать себе путь в массо стекла, резины или бумаги (эти вещества называются непроводниками, или изоляторами). Говоря языком электротехники, можно сказать, что металлы представляют из себя малое сопротивление, а непроводники (изоляторы) огром- иое, почти бесконечное сопротивление электрическому току. Однако, не следует думать, что электрону совершенно нет, места в „непроводниках", напротив, элен- троны присутствуют в иаждои предмете, в наждом теле. Только в проводниках (па-

прнмер, металлах) оии пользуются некоторой свободой передвижения, а* н об „изоляторах" они как бы „посажены на цепь". Именно так: в бумаге или стекле самый материал состоит из пезримых узелков, своего рода „колышков", к каждому из 'которых привязано несколько электронов. Правда, в защиту жестокой природы надо сказать, что* „привязь" эта достаточно гуманная, либеральная, что в некоторых случаях эта цепочка может растягиваться, и электрон на некоторое расстояние удаляется от своего узелка. Поэтому, правнльпее всего вообразить, что цепочка, удерживающая электрон, сделана в виде как бы упругой пружинка или резинового шнура.

Что ж»*, однако, может заставить электрон сместиться, а пружинку растянуться?

Ответ простой: приближение другого такого же электрона, а тем более группы электронов. Значит, электрон электрону „враг", если выразиться фигурально. И нет таких препятствий, такого трудного пути, на который не пошел бы электрон, лишь бы подальше удалиться от соседпе- го Электрой а. Если электрон все-таки примиряется с неизбежностью—быть по соседству с приблизившимся другим электроном, то только благодаря пружине (она называется электрической силовой линией), которая удерживает своей упругостью электрон (рис. 1). Таково явление наблюдаемое в непроводниках.

Что же касается проводников, то здесь свободные электроны не сдерживаются никакими привязями, и, как только появится причина, способная привести электроны в движение, — они помчатся по проводу: в проводе образуется электрический ток.

Электрический ток

Вызвать электрический ток в проводнике можпо, присоединив концы провода хотя бы к зажимам батареи (например, хотя бы той батарейки которая употребляется для карманных фонарей). Один из этих зажимов (полюсов) отмечен знаком .минус", другой знаком „плюс -. Электродвижущая сила, которой обладает такая батарея, создаст постоянное скопление электронов на зажиме „минус ;иа этом зажиме мы имеем избыток электроиов.

Электроны в проводо могут свободно передвигаться, и как только появятся скопища их собратий — на том же полюсе, гдо стоит знак „минус",— электроны мчатся по ироводу, ватыкаясь на частички его массы и друг на друга. При этом и проводо царит стихийный беспорядок, но, тем но менее, в результате, мириады элоктронов несутся с полюса „минус" па полюс „плюс" батареи,—получается то. что мы называем электрическим током по проводнику (рис. 2р Сами эти обозначения — „минус", „плюс" условны и введены, как некоторые удобные понятия. Весь жо смысл происходящего здесь заключается в том, что