Поэтому для электропроводок применяют медные или алюминиевые провода, а для нагревательных приборов — нихромовые или константановые.
Но электрическое сопротивление проводника зависит не только от строения вещества, из которого он сделан. Оно зависит и от длины проводника, и от его толщины,
Чем длиннее проводник, тем больше его электрическое сопротивление. А вот с увеличением толщины (диаметра) проводника наоборот: чем толще проводник, тем просторнее и легче по нему передвигаться свободным электронам и, значит, тем меньше его электрическое сопротивление.
Закончив свое объяснение, учитель рекомендовал нам на первых порах не пользоваться током от сети для своих практических занятий по электротехнике, а работать с элементами и батареями.
ТАК НАЧАЛИСЬ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ ДЕЛА
После первого знакомства с электротехникой у меня без конца возникали самые замысловатые проекты различных электрических устройств. Сначала мы с братом решили улучшить освещение в помещении, где стоял верстак. Для этого пришлось вычертить схему проводки. На схеме две лампочки (одна для освещения верстака,
а другая для общего освещения), два выключателя, электрические элементы и провода.
Мы выбрали лампочки, рассчитанные на напряжение 6,3 вольта. Поэтому пришлось взять пять элементов, соединенных последовательно. Так как ЭДС одного элемента равна 1,25 вольта, то общая ЭДС батареи оказалась равной 5X1,25 вольта = 6,25 вольта.
Патрончики для лампочек и выключатели были самодельными. Элементы мы установили на полочке. Проводку сделали медными проводами, плотно обмотанными хлопчатобумажными нитками. Нитки не дают медным жилам соединиться друг с другом при соприкосновении. Если же их нужно соединить между собой, то предварительно очищают изоляцию ножом. Затем плотно скручивают провода плоскогубцами и места соединения обматывают изоляционной лентой.
Мы наметили места укладки и подвески проводов, затем нарезали необходимые куски провода и заготовили скобочки для их укрепления на стенке. Чтобы скобочки не повреждали изоляцию, пришлось сделать из картона предохранительные гильзы.
Проложив провода по стенам, мы присоединили к ним патроны для лампочек и затем установили и присоединили выключатели. Осталось только соединить последовательно элементы и подключить их к проводке. Когда мы это сделали и включили свет, то оказалось, что все в порядке.
Исправно работали оба выключателя. Можно было зажигать и гасить то одну, то другую лампочку. В заключение из бумаги был склеен колпак и надет на лампочку, подвешенную над верстаком.
После этого нам захотелось сделать электрическое освещение циферблата стенных часов, чтобы можно было ночью включать свет и узнавать время, не вставая с постели. Мы решили применить лампочку от карманного фонаря. Для лампочки изготовили патрончик, который можно было прикрепить к стене. Кроме того, сделали электрическую кнопку, чтобы с ее помощью включать свет. Я составил схему и разметил трассу будущей проводки так, чтобы она была
как можно менее заметна и не портила вида стен. Батарейку мы разместили в металлической коробке из-под зубного порошка, привернутой шурупами к стене. Кнопку прикрепили у изголовья кровати, а провода проложили по плинтусам вдоль пола и частично по стене и закрепили их маленькими скобочками. После того как были сделаны все соединения проводов, ввернули лампочку. Теперь достаточно было нажать на кнопку — и лампочка загоралась, ярко освещая циферблат часов. Это устройство служило долго: батарейку приходилось менять примерно один раз в три месяца, а в летнюю пору еще реже.
Следующей нашей работой была установка электрического звонка. В первые дни, после того как нам его подарили, я забавлялся тем, что подключал к нему батарейку и слушал мелодичный звон. Однако очень скоро этот звон надоел всем окружающим, и они настойчиво просили, чтобы мы поскорее поставили звонок на предназначенное для него место.
Но нам с братом очень хотелось узнать, как он работает. Мы снимали крышку звонка, смотрели на его детали, но так и не могли понять, что к чему.
Пришлось снова обратиться к учителю физики. Он посмотрел на звонок и сказал, что хоть звонок и старой конструкции, но на его устройство стоит обратить внимание.
Под крышкой звонка находятся катушки, надетые на железный сердечник,— это электромагнит. Он отличается от обычного магнита тем, что притягивает к себе железные и стальные предметы только тогда, когда по катушкам проходит электрический ток.
Электромагниты очень широко применяются в технике. На заводах лом черных металлов переносят краном с помощью мощных электромагнитов. В любом электродвигателе, на автомобиле, самолете, телефонной станции применяются электромагниты.
Рядом с электромагнитом на плоской пружинке укреплен якорь. Он состоит из небольшой железной пластины с молоточком на конце. К якорю прикреплена другая маленькая латунная пружинка с подвижным контактом. Когда ток в обмотках не проходит, к этому контакту прикасается острие регулировочного контактного винта. Винт укреплен на дощечке и соединен с выводным зажимом звонка. Начало обмотки электромагнита подведено к другому выводному зажиму звонка, а ее конец присоединен к якорю. «Секрет» звонка состоит в том, что если присоединить к выводным зажимам звонка батарейку, то в момент включения батарейки якорь притянется к полюсам электромагнита. Одновременно контактная пружинка якоря отходит от контактного винта, ток перестает идти через обмотку электромагнита и, следовательно, электромагнит перестает притягивать якорь. Под действием пружины якорь снова отходит от электромагнита, и снова его контактная пружина соединяется с контактным винтом. Через обмотку опять идет ток, якорь снова притягивается и т. д. Таким образом, пока батарейка подключена к зажимам звонка, его якорь все время колеблется, а молоточек ударяет по чашечке звонка, и мы слышим звон.
Если снять чашечку звонка, то он по своему устройству будет напоминать весьма распространенный электрический прибор — электромагнитное реле. Реле, так же как и звонок, имеет электромагнит и несколько контактов, связанных с якорем. Включая и выключая ток в обмотке реле, можно замыкать или размыкать его контакты. А они, в свою очередь, могут включать какие-либо другие электрические устройства. Благодаря своим замечательным свойствам реле нашли большое применение в современной технике. На их использовании основана новая область техники — автоматика. В наши дни широко применяются
заводы-автоматы, станки-автоматы, автоматические телефонные станции и радиостанции. Создание и совершенствование этих замечательных достижений техники немыслимо без применения реле.
Рассказ учителя о звонке и реле так меня заинтересовал, что я решил ввести автоматику у себя дома. Но никто, кроме младшего брата, не верил в эту возможность, и мне пришлось ограничиться просто установкой звонка.
Это оказалось не очень сложным. Для питания звонка мы взяли два элемента, соединили их последовательно и установили на полочке в коридоре. Кнопку укрепили на входной двери. Для проводки
использовали двухжильный провод, прикрепив его скобочками. Звонок действовал безотказно. Каждый из нас старался лишний раз нажать на его кнопку, и дома стоял такой трезвон, что родители пригрозили нам совсем выключить звонок. Мы обещали больше не звонить без дела, и звонок начал работать нормально.
В ПИОНЕРСКОМ ЛАГЕРЕ
На каникулы я поехал в новый, недавно построенный пионерский лагерь. Мы с товарищами бегали по зеленым лужайкам и любовались красивыми домиками, еще пахнувшими краской. Нам хотелось поскорее везде побывать, всё осмотреть и узнать.
Не все еще было готово в лагере. Первое, что бросалось в глаза,— это свежеотесанные столбы линии электрического освещения. Они лежали на земле вдоль дороги к лагерю. Через несколько дней столбы были установлены. На них укрепили большие крюки с фарфоровыми изоляторами, к которым подвесили отливающие серебром алюминиевые провода. Вскоре к нам пришли электромонтеры.
Им нужно было электрифицировать лагерь. Это была нелегкая задача — монтеров всего несколько, а домов в лагере много.
Работа затянулась бы надолго, если бы на помощь не пришли пионеры — любители-электротехники. Среди них, разумеется, был и я.
Монтеры принесли много различных материалов, приборов и инструментов. Здесь были электрический белый шнур, мотки провода с черной, пахнущей смолой изоляцией, двухжильный провод в ленточной хлорвиниловой оболочке, резиновые трубки, изоляционная лента, ролики, втулки, деревянные круглые розетки, штепсельные розетки, выключатели, патроны, лампочки, щитки с предохранителями, черные лакированные счетчики электроэнергии.
В удобные сумки были уложены инструменты монтеров: пассатижи, отвертки, ножи, буравы, шлямбуры. Там же лежали резиновые перчатки. Кроме того, у монтеров были легкие раздвижные лестницы-стремянки.
Нас разбили на три бригады. В каждую бригаду входило два рабочих и шесть пионеров.
Прежде всего монтеры выяснили у начальника лагеря, где нужно ставить лампочки, выключатели и штепсельные розетки. Затем составили схему и начали размечать проводку. Для разметки монтеры пользовались специальными приспособлениями с длинной тонкой веревкой, натертой мелом или кусочком древесного угля. Приложив концы веревки в нужных местах к потолку или стене, они туго натягивали её, а потом отпускали. Щелк! — на стене или потолке оставался ясно различимый прямой след. Вертикальные участки трассы «отбивали» таким же способом с помощью отвеса — куска тонкой веревки с привязанным на конце грузом.
Места для лампочек, выключателей, штепсельных розеток, щитков и роликов монтеры разметили с помощью метра. В отмеченных местах установили деревянные розетки, ролики, и щитки с предохранителями. В деревянных домах все это укреплялось просто с помощью шурупов, ввинчиваемых в стену или потолок. Отверстия для прохода проводов из одной комнаты в другую они просверливали буравом.
В кирпичных домах работа оказалась сложнее. Там под каждый ролик, под каждую розетку пришлось шлямбуром выдалбливать отверстие, вставлять в него проволочную спираль с ввернутым шурупом и замазывать алебастром. Монтеры рассказали, что в кирпичных домах, да и в деревянных тоже, проводку удобнее делать ленточным проводом. Его прибивают к стенкам гвоздиками, а затем, закрывают обоями или
сухой штукатуркой. В результате получается красивая и удобная скрытая проводка.
Но вот наконец все ролики и деревянные розетки установлены. Монтеры по схеме сосчитали, где и сколько проводов следует уложить, и отмерили нужное количество. После этого началась работа по соединению проводов в необходимых местах, а также подготовка концов проводов для подключения к патронам, выключателям и другим приборам. Затем провода были натянуты на ролики и привязаны к ним.
Наконец в доме, где жил наш отряд, были подключены все приборы, ввернуты все лампочки и предохранители.
Но свет так и не зажегся. Монтеры нам объяснили, что на линии и в других домах монтажные работы еще не закончены и поэтому электрическое напряжение в линию не включено во избежание несчастных случаев.
— Каких несчастных случаев? — спросили мы.
— Несчастный случай может произойти,— ответил монтер,— если человек прикоснется к проводам, между которыми имеется напряжение. Тогда через его тело пройдет ток, что опасно для жизни. Поэтому к проводам с напряжением более тридцати — сорока вольт запрещено прикасаться. Еще более опасно, если напряжение между проводами составляет сто двадцать семь или двести двадцать вольт. В нашей лагерной электросети напряжение двести двадцать вольт. Работать под таким напряжением нельзя.
— А как же быть? — заинтересовались ребята.— Как же исправить какие-либо повреждения в проводке, когда ток не выключен?
Нам объяснили, что для этого «обесточивают», то есть отключают тот участок проводки, на котором нужно работать. Скажем, если в доме необходимо устранить какую-либо неисправность или, например, надо присоединить новую проводку, то для этого достаточно вывернуть пробки предохранителей на щитке.
Узнали мы, что и прикосновение даже к одному проводу, несущему электрическое напряжение, тоже опасно, так как при этом ток может пройти через тело человека в землю или в сырой пол, если человек на нем стоит. И еще мы выяснили, что в крайних случаях опытные монтеры могут вести работы под напряжением, но для этого обязательно надевают резиновое перчатки, резиновые сапоги, на ручки инструмента натягивают резиновые трубки и применяют специальные приемы работы.
Я подумал, что, наверное, предохранители только и служат для того, чтобы отключать проводку от сети в случае необходимости, и попросил объяснить, как они действуют. Оказалось, что предохранители играют большую роль в работе электрической сети и подключаемых к ней устройств и приборов. Всякий предохранитель включается в электрическую цепь последовательно. Он рассчитан на определенный ток, который может через него проходить. Если по каким-либо причинам в цепи ток вдруг станет больше допустимого, тоненькая проволочка предохранителя разогревается, плавится и обрывается. При этом цепь автоматически разрывается, и ток в ней прекращается.
Если вместо тонкой проволочки нормального предохранителя вставить более толстую проволоку, или несколько кусочков тонких проволочек (так называемый жучок), или гвоздик, то даже при резком повышении тока в цепи предохранители не перегорят. Большой ток будет по-прежнему проходить по проводам, от этого они могут нагреться так сильно, что их изоляция загорится и начнется пожар. Поэтому применение «жучков» в предохранителях недопустимо.