关于电流、电压和功率的苏联儿童读物：简单明了

在科学技术发展取得巨大成就的苏联，无线电爱好者运动变得普遍。数以千计的年轻公民在拥有专门技术文献、工具和仪器的无线电界和无线电俱乐部的讲师指导下学习了无线电工程。他们中的许多人在未来成为合格的工程师、设计师和科学家。

流行的科学文献针对这种无线电电路出版，其中物理、机械、电气工程和电子学的各种问题用大量的插图进行了简单的语言解释。

此类书籍的一个例子是 Cheslov Klimchevsky 的书“业余无线电爱好者的字母表”，由“Svyazizdat”出版社于 1962 年出版。该书的第一部分称为“电气工程”，第二部分为“无线电” Engineering》，第三部分是《Practical Advice》，第四部分——《我们自己安装》。

这本书本身可以在这里下载： 业余无线电字母表（野生）

这类书在 1960 年代不属于高度专业化的文学。它们发行了数万册，面向大众读者。

Raz 收音机在人们的日常生活中应用得如此全面，所以在当时人们认为，您不能仅仅受限于转动旋钮的能力。Nika。每个受过教育的人都应该学习无线电，以便了解无线电传输和无线电接收是如何进行的，了解作为无线电工程理论关键的基本电磁现象。一般来说，还需要熟悉接收设备的系统和设计。

让我们一起看看，判断一下他们当时是如何知道如何用简单的图片来解释复杂的事情的。

我们这个时代的业余无线电新手：

关于电流

世界上的所有物质，相应地，我们周围的所有物体，山脉、海洋、空气、植物、动物、人，都是由不可估量的小颗粒、分子组成，而后者又是由原子组成的。一块铁，一滴水，微不足道的氧气，都是数十亿个原子的积累，一种在铁中，另一种在水或氧气中。

如果你从远处看森林，它看起来像一条黑色的条带，是一体的（例如，将它与一块铁进行比较）。当他们接近森林的边缘时，可以看到个别的树（在一块铁中——铁原子）。森林由树木组成；同样，物质（如铁）也是由原子组成的。

针叶林中的树木与落叶林中的树木不同。同样，每种化学元素的分子由不同于其他化学元素分子的原子组成。因此，铁原子不同于氧原子。

走近树木，我们看到每棵树都由树干和树叶组成。同样，物质的原子由所谓的原子核（主干）和电子（片）。

主干重，核心重；它代表原子的正电荷 (+)。树叶是光，电子是光；它们在原子上形成负电荷 (-)。

不同的树的树干有不同数量的树枝，叶子的数量也不相同。同样，一个原子，取决于它所代表的化学元素，由（以其最简单的形式）带有几个正电荷的原子核（树干）组成 -所谓的质子（分支）和一些负电荷——电子（片）。

森林中，树木之间的地面上，堆积着许多落叶。风把这些树叶从地上吹起来，它们在树丛中循环。因此，在物质（例如金属）中，单个原子之间存在一定数量的不属于任何原子的自由电子；这些电子在原子之间随机移动。

如果将来自电池的电线连接到一块金属（例如钢钩）的末端：将其一端连接到电池的正极 - 带来所谓的正电势（+）到它，另一端到电池的负极 - 带负电势（-），然后自由电子（负电荷）将开始在金属内部的原子之间移动，冲向电池的正极。

这可以通过电荷的以下性质来解释：相反的电荷，即正电荷和负电荷相互吸引；就像电荷一样，也就是正电荷或负电荷，相反，相互排斥。

金属中的自由电子（负电荷）被吸引到电池（电流源）的带正电 (+) 端子，因此不再随机地在金属中移动，而是移动到电流源的正极。

我们已经知道，电子是电荷。大量电子在金属内部沿一个方向运动，构成电子流，即电荷。这些在金属中移动的电荷（电子）形成电流。

如前所述，电子沿着导线从负向正移动。然而，我们一致认为电流是反向流动的：从正流向负，也就是说，好像不是负的，而是正电荷沿着导线移动（这样的正电荷会被吸引到电流源的负） .

森林里的树叶越多，被风吹动的树叶就越厚；同样，金属中流动的电荷越多，电流量就越大。

并非每种物质都能同样轻松地携带电流。自由电子很容易移动，例如在金属中。

电荷容易在其中移动的材料称为电流导体。一些称为绝缘体的材料没有自由电子，因此没有电流流过绝缘体。绝缘体包括玻璃、瓷器、云母、塑料等材料。

存在于传导电流的物质中的自由电子也可以与水滴进行比较。

静止的单个液滴不会产生水流。大量的它们在运动中形成一条朝一个方向流动的小溪或河流。这条小溪或河流中的水滴在流动中流动，其力量越大，沿其路径的渠道水平差异就越大，因此，个人“潜力”（高度）的差异就越大这条路径的各个部分。

电流大小

要了解电流引起的现象，请将其与水流进行比较。少量的水在溪流中流动，而大量的水在河流中流动。

假设溪流中的水流量值等于1；让我们以河流中的流量值为 10 为例。最后，对于一条强大的河流，水流量值为 100，即溪流流量值的一百倍。

一股微弱的水流只能驱动一个磨坊的轮子。我们将此流的值设为 1。

两倍的水流可以驱动其中两个磨坊。在这种情况下，水流值等于 2。

五倍的水流可以驱动五个相同的磨坊；现在水流的值是5，可以观察河流中水流的流量；电流流过我们肉眼看不见的电线。

下图显示了由电流驱动的电动机（电动马达）。在这种情况下，让我们将电流值设为 1。

当一个电流驱动两个这样的电动机时，那么流过主导线的电流量将是原来的两倍，即等于2。最后，当电流为五个相同的电动机供电时，主线上的电流是第一种情况的五倍；因此它的大小是 5。

用于测量水或其他液体流量（即每单位时间，例如每秒，通过河床、管道等横截面的流量）的实用单位是升每秒。

为了测量电流的大小，即单位时间内流过导线横截面的电荷量，实际单位是安培，因此，电流的大小是以安培来确定的。缩写的安培由字母 a 表示。

电流源例如可以是原电池或蓄电池。

电池或蓄电池的大小决定了它们可以提供的电流量和动作的持续时间。

要测量电气工程中电流的大小，请使用特殊设备，电流表 (A)。不同的电气设备承载不同量的电流。

电压

与电流大小密切相关的第二个电量是电压。为了更容易地理解电流的电压是多少，让我们将其与渠道的水位差异（河流中的水位下降）进行比较，就像我们将电流与水流进行比较一样。由于通道电平差异很小，我们将差值设为 1。

如果河道水位差异越大，则落水量相应越大。例如，假设它等于 10，即比第一种情况多十倍。最后，如果瀑布水位的差异更大，则为 100。

如果水流从一个很小的高度落下，那么它只能驱动一个磨坊。在这种情况下，我们取一滴等于 1 的水。

同一条水流从两倍的高度落下可以转动两个相似的磨坊的轮子。在这种情况下，水滴等于 2。

如果通道水位的差异大五倍，则相同的流量驱动五个这样的磨机。水滴为5。

考虑电压时会观察到类似的现象。将术语“水滴”替换为术语“电压”就足以理解其在以下示例中的含义。

只让一盏灯点亮。假设施加等于 2 的电压。

为了使五个以相同方式连接的这样的灯泡燃烧，电压必须等于 10。

当两个相互串联的相同灯泡点亮时（因为灯泡通常连接在圣诞树花环中），电压为 4。

在所有考虑的情况下，相同大小的电流通过每个灯泡并且相同的电压被施加到它们中的每一个，这是总电压（电池电压）的一部分，这在每个单独的示例中是不同的。

让河流流入湖中。有条件地，我们将湖中的水位设为零。那么第二棵树附近的河道水位与湖中水位的比值等于1米，第三棵树附近的河道水位与湖中水位的比值。树将是 2 m。第三棵树附近的通道水平面比第二棵树附近的水平面高 1 m，即这些树之间的距离等于 1 m。

通道电平的差异以长度为单位进行测量，例如，像我们一样，以米为单位。在电气工程中，任何一点的河床水位相对于某个零水位（在我们的示例中为湖水水位）都对应于电势。

电位差称为电压。电势和电压由相同的单位测量——伏特，缩写为字母 c。因此，测量电压的单位是伏特。

称为电压表 (V) 的特殊测量设备用于测量电压。

像电池这样的电流源是众所周知的。所谓的铅酸电池（其中铅板浸入硫酸水溶液中）的一个电池在充电时具有约2伏特的电压。

用于通过电流为电池收音机供电的阳极电池通常由几十个干原电池组成，每个电池的电压约为 1.5 V。

这些元素按顺序连接（即，第一个元素的正连接到第二个元素的负，第二个元素的正连接到第三个元素的负，等等）。在这种情况下，电池的总电压等于组成它的电池单元的电压之和。

因此，一个 150 V 电池包含 100 个彼此串联的此类电池。

在电压为 220 V 的照明网络的插座中，可以插入一个设计用于 220 V 电压的白炽灯泡或 22 个串联的相同圣诞树灯，每个都设计用于 10 V 电压。在这种情况下，每个灯泡将只有线路电压的 1/22，即 10 伏。

作用在特定电气设备（在我们的例子中是灯泡）上的电压称为电压降。如果 220 V 灯泡消耗的电流与 10 V 灯泡相同，则花环从网络汲取的总电流将与流过 220 V 灯泡的电流大小相同。

从上述内容可以清楚地看出，例如，两个相同的 110 伏灯泡可以串联连接到 220 伏网络。

可以加热为 6.3 V 电压设计的无线电管，例如，由三个串联的电池组成的电池；设计用于 2 V 灯丝电压的灯可以由单个电池供电。

无线电电子管的灯丝电压在灯号开头用圆角表示：1.2V——数字1； 4.4 英寸——4 号； 6.3 英寸——6 号； 5 c — 数字 5。

对于引起电流的原因

如果地球表面的两个区域，即使相距很远，位于不同的高度，那么就会发生水流。水将从最高点流向最低点。

电流也是如此。只有当电平（电势）存在差异时，它才能流动。在气象图上，最高气压水平（高压）用“+”号标记，最低气压水平用“-”号标记。

级别将按箭头方向对齐。风将吹向气压最低的区域。当压力平衡时，空气运动将停止。因此，如果电势相等，电流将停止流动。

在雷暴期间，云层和地面之间或云层之间存在电位均衡。以闪电的形式出现。

每个原电池或电池的端子（极）之间也存在电位差。因此，如果您在其上安装一个灯泡，电流就会流过它。随着时间的推移，电位差减小（发生电位均衡）并且流动的电流量也减小。

如果将灯泡插入电源，电流也会流过它，因为插座之间存在电位差。然而，与原电池或蓄电池不同的是，这种电位差会一直保持——只要发电厂还在运行。

电能

电压和电流之间存在着密切的关系。电功率的大小取决于电压和电流的大小。让我们用下面的例子来解释这一点。

樱桃从低处落下：低处-轻微紧张。低冲击力——低电力。

椰子从一个小高度（相对于男孩爬的地方）掉落：大物体 - 大电流。低海拔——低压力。相对较高的冲击力——相对较高的功率。

小花盆从高处落下：小物是小水流。坠落的高度是巨大的压力。高冲击力——高功率。

从高处坠落的雪崩：大量的雪——一股巨大的水流。坠落的高度是巨大的压力。雪崩的巨大破坏力是巨大的电力。

在大电流和高电压下，获得大电功率。但是相同的功率可以用更高的电流和相应的更低的电压获得，或者相反，用更低的电流和更高的电压获得。

直流电功率等于电压值和电流值的乘积。电功率以瓦特表示，并用字母 W 表示。

已经说过，一定大小的水流可以驱动一磨机、两倍流量 - 两磨机、四倍流量 - 四磨机等，尽管事实上水滴（电压）将是相同的.

该图显示了由于水滴（对应于电压）足够大而导致四个磨轮转动的小水流（对应于电流）。

这四个磨坊的轮子可以在跌落高度的一半处以两倍的水流转动。然后工厂的布置会略有不同，但结果是一样的。

下图显示了两个并联连接到 110V 照明网络的灯。每只灯管中流过1安培的电流，流过两只灯管的电流合计为2安培。

电压和电流值的乘积决定了这些灯从网络消耗的功率。

110V x 2a = 220W。

如果照明网络的电压为 220 V，则相同的灯必须串联连接，而不是并联连接（如前例所示），以便它们的电压降之和等于网络。在这种情况下，流过两个灯的电流为 1 A。

电压值与流经电路的电流的乘积将为我们提供这些灯消耗的功率 220 V x 1a = 220 W，即与第一种情况相同。这是可以理解的，因为在第二种情况下，从网络中获取的电流要少两倍，但是网络中的电压是两倍。

瓦特、千瓦、千瓦时

任何电气设备或机器（电铃、灯泡、电动机等）都会从照明网络中消耗一定量的电能。

称为瓦特表的特殊设备用于测量电功率。

如果电源电压和流过与电源相连的电能消费者的电流量是已知。

同样，如果已知电网功耗和电网电压，则可以确定流过用户的电流量。

例如，一个 110 伏的照明网络包括一个 50 瓦的灯。什么电流流过它？

由于以伏特表示的电压与以安培表示的电流的乘积等于以瓦特表示的功率（对于直流电），则进行反向计算后，即瓦数除以伏特数（电源电压），我们得到流过灯的电流量（以安培为单位），

一=瓦特/乙，

电流为 50 W / 110 V = 0.45 A（大约）。

因此，大约 0.45 A 的电流流过该灯，该灯消耗 50 W 的能量并连接到 110 V 的电网。

如果房间的照明网络中包含一盏带四个 50 瓦灯泡的吊灯、一盏带一个 100 瓦灯泡的台灯和一个 300 瓦的熨斗，则所有能源消耗者的功率为 50 W x 4 + 100 W + 300 瓦 = 600 瓦。

由于电源电压为 220 V，因此相当于 600 W / 220 V = 2.7 A（大约）的电流流过适用于该房间的普通照明电线。

让电动机从网络中消耗 5000 瓦的电力，或者，正如他们所说，5 千瓦。

1000 瓦 = 1 千瓦，就像 1000 克 = 1 千克。千瓦缩写为 kW。因此，我们可以说电动机的功率为 5 kW。

要确定任何电气设备消耗了多少能量，有必要考虑消耗该能量的时间长度。

如果一个 10 瓦的灯泡点亮两个小时，则电能消耗为 100 瓦 x 2 小时 = 200 瓦时或 0.2 千瓦时。如果 100 瓦的灯泡点亮 10 小时，则消耗的能量为 100 瓦 x 10 小时 = 1000 瓦时或 1 千瓦时。千瓦时缩写为 kWh。

这本书中还有很多有趣的东西，但即使是这些例子也显示了那个时代的作者是如何负责任和真诚地对待他们的工作，尤其是在教育孩子的情况下。