Делаем фонарик с регулируемой яркостью

Итак, ставлю задачу: необходимо с помощью известных деталей сделать фонарик, который мог бы светиться на полную яркость или в пол-накала, в зависимости от положения выключателя.

Как это сделать? Вероятно, для того чтобы лампочка светилась в полный накал - надо подавать на нее питание непосредственно с батарейки. Чтобы она светилась в пол-накала, надо ограничить ток, идущий через нее. То есть - подать на нее питание через резистор.

Нарисуем для каждого режима свою схему.

1 режим - полный накал

2 режим - неполный накал

Чтобы их объединить, надо поставить второй выключатель, который будет пускать ток либо через резистор, либо в обход него. Вот как будет выглядеть такая схема:

Теперь, когда выключатель SB2 замкнут, ток течет в обход резистора R1, то есть, подается на лампочку без ограничений. Когда SB2 разомкнут - току ничего не остается как течь через резистор.

Теперь задание для самых не ленивых: рассчитать сопротивление резистора R1.
Нам известно, что батарейка выдает напряжение 9В, лампочка при этом потребляет ток 0,33 А.

Думаем. Лампочка должна гореть в пол-накала, иными словами - напряжение на ней должно быть в два раза меньше, чем отдает батарейка, то есть - 4,5В. Оставшиеся 4,5 вольта должен взять на себя резистор. Очевидно, что сопротивление резистора должно быть равно сопротивлению лампочки. Почему? По закону Ома. Объясняю:

Токи I1, I2, I3, I4 равны между собой, потому что это, по сути - один и тот же ток. Он так и бегает все время по кольцу: батарейка - выключатель - резистор - лампочка - батарейка… Значит, через лампочку и резистор течет один и тот же ток.

Iл = IR1

Вспоминаем закон Ома. I = U/R.
Для резистора он звучит так:

IR1 = UR1/R1

Для лампочки - так:

Iл = Uл/Rл

Поскольку токи и напряжения в обеих формулах равны, то значит - и сопротивления будут равны! Не правда ли, очевидно?

Теперь самое страшное - найти сопротивление лампочки. Мы знаем её напряжение питания - 9В, знаем ток потребления - 0,33 А (когда она включена без резистора). По закону Ома находим сопротивление.

R = U/I = 9/0,33 = 27 Ом

Сопротивление резистора равно сопротивлению лампочки. То есть, оно составляет тоже 27 Ом.

Только что мы рассчитали нашу первую схему. Хоть на расчет и ушло пол-страницы текста - все же, это очень и очень простая схема. Однако настоятельно рекомендую вдуматься в ход расчета, потому что без понимания таких простейших вещей нечего делать дальше. Потому что дальше нам предстоит рассчитывать усилительные каскады, генераторы, времязадающие звенья, трансформаторы и много много еще чего страшно сложного… но - интересного! =)