ELEKTR TOKI. TOK KUCHI VA UNING ZICHLIGI. ELEKTR TOKINING MAVJUD BO‘LISH SHARTLARI. OM VA JOUL-LENS QONUNLARINING INTEGRAL VA DIFFERENSIAL KO‘RINISHLARI. GALVANIK ELEMENTLI ZANJIRNING BIR QISMI UCHUN OM QONUNI. KIRXGOF QOIDALARI Reja: 1. Elektr toki. Tok kuchi va zichligi 2. Om va Djoul-Lens qonunining integral va differensial ko’rinishi 1. Elektr toki. Tok kuchi va zichligi Agar o‘tkazgichning ikki nuqtasi orasidagi potentsiallar ayirmasi doimiy saqlansa (1-2=const), o‘tkazgichichidan oldan farqli maydon hosil bo‘ladi. Bu maydon o‘tkazgichdagi erkin zaryadlarning bir tomonga yo‘nalgan tartibli harakatini yuzaga keltiradi. Bu holda musbat zaryadlar o‘tkazgichning katta potentsialli nuqtasidan kichik potentsialli nuqtasiga, manfiy zaryadlar esa, aksincha harakatlanadilar. Elektr zaryadining tartibli harakatiga elektr toki deb aytiladi. Elektr tokini metallarda erkin elektronlarning, elektrolitlarda musbat va manfiy ionlar-ning, gazlarda esa musbat, manfiy ionlar va elektronlarning harakati hosil qiladi. Tok kuchi deb, o‘tkazgichning ko‘ndalang kesimi yuzasidan vaqt birligi ichida o‘tgan elektr zaryadiga miqdor jihatidan teng bo‘lgan fizik kattalikka aytiladi. Ushbu xolatni biz elektr xolatni xisoblaymiz tartibli xarakat Endi biz sarflanishni urganib chiqamiz. Netral bo’lgan elektir utkazgichni qarab chiqing. dt dq I  , Tokning kuchi va yo‘nalishi vaqt o‘tishi bilan o‘zgarmay qoladigan bo‘lsa, o‘zgarmas tok deb ataladi: Oqim I Q ga tenglashganda bita nuqtani boshqa nuqtaga ko’chadi delta va t orqali t q I  , XB tizimida tok kuchining birligi Amper (A) bilan o‘lchanadi. 1 Amper – o‘tkazgichning ko‘ndalang kesimidan 1 sekund ichida 1 Kulon zaryad miqdori o‘tishini ko‘rsatuvchi kattalikdir. Agar tok kuchi o‘tkazgichning ko‘ndalang kesimi bo‘yicha bir jinsli bo‘lmasa, u holda o‘tkazgichning ko‘ndalang kesimi bo‘yicha tok kuchining taqsimlanishini ifodalash uchun tok kuchining zichligi deb ataluvchi fizik kattalik tushunchasi kiritiladi: Bu bo’limda biz zaryad va resistor to’g’risidagi bahsni davom etiramiz Aylanish analizida,aylanish oddiy diagrammada ta’svirlangan cos dS dI dS dI j    , bu yerda  - dS yuza bilan unga o‘tkazilgan n normal orasidagi burchakdir. Bu ifodadan o‘tkazgichning ixtiyoriy yuzasidan o‘tayotgan tok kuchini hisoblab topish mumkin.      S S jdS jdS I cos , (1.1) Tok kuchining zichligi deb, o‘tkazgichning bir birlik ko‘ndalang kesim yuzasidan o‘tgan tok kuchiga miqdor jihatidan teng bo‘lgan fizik kattalikka aytiladi. O‘tkazgichning ichida, Kulon kuchi hosil qilgan maydonning kuchlanganligi E  o‘tkazgichning ikki uchidagi potentsiallar farqi yo‘qolguncha saqlanadi. Demak, zanjirda uzluksiz o‘zgarmas tok o‘tib turishi uchun, Kulon kuchidan tashqari potentsiallar farqini hosil qiluvchi tashqi noelektrik kuchlar ham mavjud bo‘lishi zarur. Bunday kuchlarni elektrga yot kuchlar deb ataymiz. Elektrga yot kuchlar uzluksiz tokni ta’minlab turishi uchun har xil ishorali zaryadlarni ajratib, potentsiallar farqini doimiy saqlab turadi.Bunday elektrga yot kuchlarni elektr energiya manbalari (galvanik elementlar, akkumulyatorlar, elektr generatorlari) yetkazib turadi. Elektrga yot kuchlarni hosil qiluvchi qurilmalar tok manbalari deb ataladi. Tok manbalari, elektrga yot kuchlarning ish bajarishi natijasida, u yoki bu energiya turining elektr energiyaga aylanishi sababli xosil bo‘ladi. Shu sababli bu kuch elektr yurituvchi kuch (EYuK) deb ataladi. q   A , (1.2) Manbaning EYuK zanjir ochiq bo‘lganda, uning qutblaridagi potentsiallar ayirmasiga teng bo‘ladi va Voltlarda o‘lchanadi. 2. Om va Joul-Lents qonunlarining differentsial va integral ifodalari Elektrga yot kuchlar ta’sir etmaydigan zanjirning qismi bir jinsli o‘tkazgich deb ataladi (R1, R2) (1-rasm). Om qonuniga asosan, bir jinsli o‘tkazgichdan o‘tayotgan tok kuchi kuchlanishga to‘g‘ri proportsional, o‘tkazgich qarshiligiga teskari proportsionaldir: R I U , (1.3) 1-rasm. Ikkita bir jinsli qarshilikdan iborat elektr zanjiri bu yerda R – o‘tkazgichning elektr qarshiligi. Bir jinsli tsilindrik o‘tkazgich qarshiligi quyida-gicha ifodalanadi: S R   , (1.4) bu yerda  - o‘tkazgich uzunligi, S – uning ko‘ndalang kesimi yuzasi,  - o‘tkazgichning solishtirma elektr qarshiligidir. Tok zichligi – j va maydon kuchlanganligi yo‘nalishiga mos bo‘lgan, uzunligi  d ga teng bo‘lgan tsilindrik o‘tkazgichni olamiz (2-rasm). 2-rasm. Bir jinsli tsilindrik o‘tkazgich j - tok zichligi yo‘nalishi maydon kuchlanganligi yo‘nalishiga mos keladi. O‘tkazgichning ko‘ndalang kesimi yuzasidan oqib o‘tuvchi tok kuchi jdS I  ga teng. O‘tkazgichning qarshiligini dS  d va undagi kuchlanish tushishini Ed U  deb olsak, bu holda Om qonunini shunday ifodalasak bo‘ladi:   d Ed dS jdS   yoki E j   1 Tok zichligi va maydon kuchlanganligining yo‘nalishlari bir xil bo‘lgani uchun E E j         1 , (1.5) bu yerda  - o‘tkazgichning solishtirma o‘tkazuvchanligi. Bu ifoda Om qonunining differentsial ko‘rinishi deb ataladi. Tok kuchi qarshilikdan o‘tayotganda, uning energiyasi o‘tkazgichni qizitishga sarf bo‘ladi R t I I I R t I U t Q           2 , (1.6) bu ifoda Joul-Lents qonuni deb ataladi. Agar, tok kuchi vaqt bo‘yicha o‘zgarsa, u holda t – vaqt ichida ajralib chiqayotgan issiqlik miqdori quyidagicha hisoblanadi:   t I Rdt Q 0 2 , (1.7) Elementar hajmda dS d dV   hajmda ajralib chiqayotgan issiqlik miqdori quyidagicha hisoblanadi: dS j dt d dt j dS dS d RI dt dQ 2 2 2 ) (            , dV dt j dQ     2  , (1.8) bu yerdan birlik hajmdan birlik vaqt ichida ajralib chiqayotgan issiqlik miqdorini topamiz: ) ( 2 2 2 . E j dt dV dQ Qsol           2 . E Qsol   , (1.9) Bu ifoda Joul-Lents qonunining differentsial ko‘rinishidir. TEST 1.Metalli o’tkazgichlarda zaryad tashuvchilar nimalar hisoblanadi? A) Erkin elektronlar B) Musbat va manfiy ionlar C) Musbat ionlar va elektronlar D) Elektronlar va kovaklar 2.Tok zichligi uchun ta’rif bering. A) O’tkazgichning ko’ndalang kesimi birlik yuzasi orqali o’tuvchi tok kuchiga son jihatdan teng bo’lgan kattalik .. B) O’tkazgichning ko’ndalang kesimidan vaqt birligi ichida o’tuvchi zaryadga son jihatdan teng bo’lgan kattalik. C) Maydon kuchlanganligini singdiruvchanlikka ko’paytmasiga teng bo’lgan skalyar kattalik. D) O’tkazgich birlik yuzasi orqali o’tuvchi zaruadga teng bo’lgan kattalik . 3.Tok zichligiga ta’rif bering A) O’tkazgichning ko’ndalang kesimi yuzasidan vaqt birligi ichida oqib o’tayotgan tok kuchiga son jihatdan teng bo’lgan kattalik B) O’tkazgichning ko’ndalang kesimidan vaqt birligi ichida o’tayotgan zaryadga son jihatdan teng bo’lgan kattalik C) Maydon kuchlanganligining singdiruvchanlikka ko’paytmasiga teng bo’lgan skalyar kattalik D)O’tkazgich birlik yuzasidan o’tayotgan zaryadga teng bo’lgan kattalik 4.Keltirilgan formulalardan qaysi biri tok kuchini aniqlaydi? A) dq I dt  B) U I R  C) I R r    D) S I jdS  5. Keltirilgan formulalardan qaysi biri tok zichligini aniqlaydi? A) dq I dt  B) dS j  di C) E j   1 D)  P j  6.Formulalardan qaysi biri elektr yurituvchi kuchni aniqlovchi hisoblanadi? A) dI   L dt B) ñò î ð A q   C) dt  d  D) 1 BI ne a   7.Keltirilgan formulalardan qaysi biri, tok manbaiga ega bo’lgan berk zanjir uchun Om qonunining ifodasi hisoblanadi? A) dq I dt  B) U I R  C) I R r    D) 2 P I R  8.Bir jinsli bo’gan zanjir qismi uchun Om qonunining differensial ko’rinishini aniqlang: A)   E2 B)  E j  C)     nq0 j D)  E j  9.Bir jinsli bo’lgan zanjir qismi uchun Om qonunining integral ko’rinishini ko’sating: А) U I R  В) 1 2 12 I R       С) I r  D) I R r   