Ilmiybaza.uz
ELEKTR ZARYADI VA ELEKTROSTATIK MAYDON.
ELEKTROSTATIK MAYDONDAGI DIELEKTRIKLAR VA
O‘TKAZGICHLAR. O‘ZGARMAS ELEKTR TOKI,TURLI
MUHITLARDA ELEKTR TOKI. TOKLARNING BO‘SHLIQDAGI
MAGNIT MAYDONI. BIO-SAVAR-LAPLAS QONUNI, AMPER
QONUNI. MAGNIT MAYDONIDA HARAKATLANAYOTGAN
ZARYADGA TA’SIR ETUVCHI KUCH. MAGNIT OQIMI.
ELEKTROMAGNIT INDUKSIYA HODISASI. O‘ZGARUVCHAN TOK
REJA:
1.
Elektr zaryadi va elektrostatik maydon. elektrostatik maydondagi
dielektriklar va o’tkazgichlar..
2.
O’zgarmas elektr toki,turli muhitlarda elektr toki. toklarning
bo’shliqdagi magnit maydoni. Bio-Savar-Laplas qonuni, Amper qonuni..
3.
Magnit maydonida harakatlanayotgan zaryadga ta’sir etuvchi kuch.
4.
Magnit oqimi. Elektromagnit induksiya hodisasi.
5.
O’zgaruvchan tok
Ilmiybaza.uz
Tayanch Iboralar: elektrlanish; elektr suyuqligi; Rezerford; dielektriklar;
izolyatorlar; elektr maydoni.
1.
Jismlarning elektrlanishi. Elektr zaryadlari.
Eramizgacha bo’lgan VII – asrdayoq qadimgi yunon olimi Fales ipakka
ishqalangan qahraboning o’ziga yengil buyumlarni tortishini aniqladi.
Keyinchalik, XVI-asr oxirida angliyalik olim Gilbert bir qator tajribalar
o’tkazib, bu hodisani o’rgandi. U faqat ipakka ishqalangan qahraboda emas,
balki mo’yna, movut singari yumshoq materiallarga ishqalangan chinni, shisha
kabi moddalarda ham tortish xususiyati paydo bo’lishini aniqlandi. Keyinchalik
bu hodisaga elektrlanish deb nom berildi. Tabiatda ikki xil elektrlanish mavjud:
musbat va manfiy. Tajribalar bir xil ishorali zaryadlangan jismlar bir – birini
itarishini, har xil ishorali zaryadlangan jismlar esa bir – birini tortishini
ko’rsatdi.
Elektrlanish hodisasining mohiyatini olimlar turli davrlarda turlicha
tushuntirib keldilar. Bunda elektrlanishni bir jismdan ikkinchi jismga o’tib
turadigan “elektr suyuqligi” hosil qiladi, degan tushuncha paydo bo’ldi. Lekin
bu tajribada isbotlanmadi. Faqat 1881 yilda nemis olimi Gelmgols
elektrlanishni, umuman elektr hodisalarini zaryadlangan elementar zarrachalar
hosil qiladi, degan gipotezani aytdi. 1897 yilda ingliz olimiTomson tomonidan
elektronning, 1919 yilda ingliz olimi Rezerford tomonidan protonning kashf
etilishi Gelmgols gipotezasini isbotladi.
Elektronning massasi
kg
me
,91082 10 31
, zaryadi
kl
e
,160091 10 19
ga
teng. Protonning zaryadi musbat bo’lib, son jihatdan elektronning zaryadiga
teng. Protonning massasi
.
,167 10
1836
27kg
m
m
e
p
Zaryadlangan barcha jismlarning zaryadlari elementar e zaryadga karrali:
Ne
q
(1)
Ilmiybaza.uz
Zaryadlanmagan, ya’ni neytral jismlarda manfiy va musbat zaryadlar
o’zaro teng. Zaryadlangan jismlarda esa ularning soni turlicha.
Elektr zaryadlari erkin harakat qila oladigan jismlarga o’tkazgichlar
deyiladi. O’tkazgichlar ikki xil bo’ladi. Barcha metallar birinchi tur
o’tkazgichga kiradi. Ularda elektr tokini erkin elektronlarning tartibli harakati
hosil qiladi. Ulardan elektr toki o’tganida hech qanday ximiyaviy o’zgarishlar
sodir bo’lmaydi. Ikkinchi tur o’tkazgichlarga elektrolitlar kiradi. Ularda zaryad
tashuvchilar musbat va manfiy ionlardir. Elektrolitdan tok o’tganida ximiyaviy
o’zgarishlar sodir bo’ladi.
Zaryadlarning
harakati
cheklangan,
ya’ni
o’zidan
elektr
tokini
o’tkazmaydigan moddalarga dielektriklar yoki izolyatorlar deyiladi. (masalan:
chinni, shisha, rezina).
2. Kulon qonuni. Elektr maydonining kuchlanganligi.
Elektr zaryadlarining o’zaro ta’sirini fransuz olimi Kulon o’rganib, 1785
yilda tajriba yo’li bilan quyidagi qonunni yaratdi:
Ikkita nuqtaviy zaryad vakuumda zaryadlar kattaligiga to’g’ri, ular
orasidagi masofaning kvadratiga teskari va bu zaryadlarni birlashtiruvchi to’g’ri
chiziq bo’ylab yo’nalgan kuch bilan o’zaro ta’sirlashadi.
2
2
1
r
q
k q
F
(1)
bu yerda q1, q2 – zaryadlar, k – proporsionallik koeffisienti
0
4
1
K
(2)
bu yerda
0
-vakuumning dielektrik singdiruvchanligi bo’lib, unga elektr
doimiysi deyiladi.
M
F
12
0
,8 85 10
(1) va (2) dan quyidagini yozamiz:
2
0
2
1
4
r
q
q
F
(3)
Ilmiybaza.uz
Agar elektr zaryadlari vakuumda emas, balki dielektrik singdiruvchanligi
ε bo’lgan biror muhitda joylashgan bo’lsa, Kulon qonuni quyidagicha yoziladi.
2
0
2
1
4
r
q
q
F
(4)
Elektr zaryadlarining o’zaro ta’sirlashishiga vosita bo’lgan materiya turiga
elektr maydoni deyiladi. Zaryadlangan har bir jism atrofida elektr maydoni
mavjud. Bu maydonda joylashgan har bir zaryadga Kulon kuchi ta’sir qiladi.
Zaryad maydonining biror nuqtasiga kichik musbat q0 zaryad – “sinash
zaryadi” qo’yilsa, unga F0 kuch ta’sir qiladi.
0
0
q
E F
(5)
kattalikka elektr maydonining kuchlanganligi deyiladi.
Muayyan nuqtadan elektr maydon kuchlanganligi kattaligi jihatidan shu
nuqtaga qo’yilgan musbat birlik zaryadga ta’sir qiluvchi kuchga teng va shu
kuch bilan bir xil yo’nalishga ega. Kuchlanganlik m
v birligida o’lchanadi.
Barcha nuqtalarida kuchlanganligi bir xil bo’lgan maydonga bir jinsli
maydon deyiladi.
(3) va (5) dan quyidagini hosil qilish mumkin:
2
0
4
r
q
E
(6)
Maydonning kuch chiziqlarini musbat zaryaddan chiqib, manfiy zaryadga
kiradi, deb qabul qilingan.
Ilmiybaza.uz
1-rasm
3. Ostrogradskiy – Gauss teoremasi.
Biror zaryadni o’rab turgan yopiq sirt orqali o’tayotgan kuchlanganlik
oqimini aniqlaymiz. Masalan, q zaryadni R radiusni sferik sirt o’rab turgan
bo’lsin.
Bu holda butun sferada maydon kuchlanganligi bir xil bo’ladi:
2
0
4
R
q
E
(1)
Bu yerda R – sferaning radiusi. Kuchlanganlik oqimi, ya’ni induksiya
potogini hisoblaymiz.
0
2
2
0
4
4
q
R
R
q
ES
N
(2)
Endi n ta zaryadni istalgan egri sirt o’rab turgan bo’lsin. Bu holda
kuchlanganlik oqimi quyidagicha bo’ladi:
i
n
i
i
n
i
q
q
N
1
0
0
1
1
(3)
2-rasm
Ilmiybaza.uz
Demak, elektr zaryadlarini o’rab turgan ixtiyoriy yopiq sirtni yorib o’tuvchi
kuchlanganlik oqimi o’rab turilgan zaryadlarning algebratik yig’indisiga
proporsional bo’ladi va bu zaryadlarni o’rab turgan sirt kattaligiga bog’liq emas.
Bu Ostrogradskiy-Gauss teoremasi bo’lib, uning yordamida zaryadlangan
turli jismlar hosil qilgan maydonlarning kuchlanganligini aniqlash mumkin.
Agar bu zaryadlar vakuumda emas, balki dielektrik singdiruvchanligi ε
bo’lgan muhitda joylashgan bo’lsa, (3) formula quyidagi ko’rinishda yoziladi:
n
i
iq
N
1
0
1
(4)
1.
Elektr maydonida zaryadni ko’chirishga bajarilgan ish. Potensial.
Elektr maydonida har bir zaryadga bu zaryadni harakatlantiruvchi kuch
ta’sir qiladi. Q manfiy zaryad maydonida q musbat zaryadni 1 – nuqtadan 2 –
nuqtaga ko’chirishda maydon kuchlarining bajargan ishini hisoblaymiz.
3-rasm
Kulon qonuniga asosan
2
0
4
r
qQ
F
(1)
bu yerda r – zaryadlar orasidagi o’zgaruvchan masofa. Bajarilgan ishni
hisoblaymiz.
dA=-Fdr
(2)
bu yerda manfiy ishora yaqinlashuvchi zaryadlar uchun dr manfiy
bo’lpgani uchun qo’yiladi.
Ilmiybaza.uz
2
1
2
1
)
4
(4
4
0 1
2
0
2
0
r
r
r
r
r
Q
r
Q
q
r
dr
qQ
Fdr
A
(3)
r
qQ
W
40
(4)
bu yerda W – elektr maydonining berilgan nuqtasiga zaryadning potensial
energiyasi.
birlik musbat zaryadning potensial energiyasiga teng bo’lgan
r
Q
40
(5)
kattalikka elektr maydonining potensiali deyiladi. (5) ni (2) ga qo’yamiz.
)
(
2
1
A q
(6)
Agar q=+1 bo’lsa
2
1
A
(7) kelib chiqadi
Demak, maydonning ikki nuqtasi orasidagi potensiallar ayirmasi maydon
tomonidan birlik musbat zaryadni bir nuqtadan ikkinchisiga ko’chirishga
bajaril[gan ishga son jihatdan teng.
Endi q musbat zaryadni maydonning biror nuqtasidan cheksizlikka
ko’chiramiz. U holda
2 O
bo’ladi hamda
q
A
(8)
hosil bo’ladi. Demak, elektr maydoni nuqtasining potensiali birlik musbat
zaryadni shu nuqtadan cheksizlikka ko’chirishda bajarilgan ishga teng. Potensial
volt birligida o’lchanadi.
Barcha nuqtalarida potensiali bir xil bo’lgan sirtga ekvipotensial sirt
deyiladi.
1.
Elektr sig’imi. Kondensatorlar.
Tajribalar shuni ko’rsatadiki, o’tkazgichning zaryadi ortgani sari uning
potensiali ham ortadi. Biroq zaryadning potensialga bo’lgan nisbati shu
o’tkazgich uchun o’zgarmas kattalik bo‘lib, unga otkazgichning elektr sig’imi
deyiladi.
Ilmiybaza.uz
С q
(1)
bu yerda C – elektr sig’imi bo’lib, u o’tkazgichning o’lchamlariga va
shakliga bog’liq.
Demak, yakkalangan o’tkazgichning elektr sig’imi son jihatdan shu
o’tkazgichning potensialini bir birlikka o’zgartiruvchi zaryadga teng. Elektr
sig’imi farada birligida o’lchanadi. Amalda faradaning ulushli birliklari
ishlatiladi.
F
mkF
10 6
1
F
nF
10 9
1
F
pF
10 12
1
Elektr zaryadlarini o’zida to’playdigan asbobga kondensator deyiladi.
Kondensatorlar xilma – xil bo’lib, uning eng sodda turi yassi kondensatordir.
Yassi kondensatorning sig’imi:
d
S
С
0
(2)
bu yerda S – kondensator qoplamasining yuzasi, d – qoplamalar orasidagi
masofa, E – qoplamalar orasidagi muhitning dielektrik singdiruvchanligi.
Sharsimon kondensatorning sig’imi:
r
С
40
(3)
bu yerda r – sharning radiusi. Bu formula yordamida Yer sharining sig’imi
C=711mkF ekanligini hisoblash mumkin.
Zaryadlangan kondesatorning energiyasi quyidagi formulalar yordamida
aniqlanadi:
C
q
qU
CU
W
2
2
2
2
2
(4)
Odatda kondensatorlar elektr zanjiriga ikki xil ulanadi: parallel va ketma –
ket.
Parallel ulashda umumiy sig’im:
2
1
С
С
С
(5)
Ketma – ket ulanganda esa umumiy sig’im:
Ilmiybaza.uz
2
1
1
1
1
С
С
С
(6)
bo’ladi.
2.
Dielektriklarning qutblanishi.
Ma’lumki, dielektriklar elektr tokini o’tkazmaydigan moddalardir. Agar
dielektrik elektr maydoniga joylashtirilsa, u qutblanadi. Ya’ni undagi manfiy
zaryadlar bir tomonga, musbat zaryadlar esa ikkinchin tomonga bo’linadi.
Turli dielektriklarning qutblanishini qisqacha qarab chiqamiz:
1)
Qutbsiz molekulalardan tuzilgan dielektriklarning qutblanishi.
Bunday molekulaga benzol molekulasini misol qilib olish mumkin. Dastlab,
molekulani (a) ko’rinishida ifodalash mumkin. Kuchlanganligi E bo’lgan tashqi
maydon
4-rasm
ta’sirida molekulaning musbat zaryadi maydon yo’nalishida siljiydi. (b).
Molekula deformatsiyalanadi. Elektron qobiq qarama – qarshi tomonga siljiydi.
Molekula elektr dipoliga o’xshab qoladi, ya’ni u qutblanadi. Bu holda
molekulaning qutblanish darajasi dielektrikning xossalariga va maydon
kuchlanganligiga bog’liq.
2.
Qutbli molekulalardan tuzilgan dielektrikning qutblanishi.
Ba’zi dielektriklarning molekulalari tashqi maydon bo’lmaganda
ham elektr jihatdan nosimmetrik joylashgan, ya’ni ular doimiy dipol momentiga
ega (masalan, suv, atseton molekulalari). Bunday molekulalarga qutbli yoki
Ilmiybaza.uz
polyar molekulalar deyiladi. Lekin issiqlik harakati tufayli, bunday dipolli
molekulalarning o’qlari tartibsiz joylashgan (4 a) -rasm).
Agar bunday dielektrikka tashqi elektr maydoni ta’sir etsa, bu dipolli
molekulalarning o’qlari maydon ta’siri ostida tartibli joylashadi (4 b) -rasm).
Dielektriklarning bunday qutblanishiga orientrlangan yoki dipolli qutblanish
deyiladi.
Tashqi maydon olingandan keyin molekulalarning qutblanishi
yo’qoladi. Biroq maydon olingandan keyin ham ma’lum darajada o’zlarining
oreintatsiyasini saqlaydigan dielektriklar ham mavjud. Bunday dielektriklarga
segnotoelektriklar deyiladi. Bunday elektriklarga signet tizimi va bariy titanatni
misol qilib ko’rsatish mumkin.
2) Ionli kristallardan tuzilgan dielektriklarning qutblanishi.
Ion panjarali Kristal dielektrikda turli ishorali qo’shni ionlarning har bir
jufti dipolga o’xshash bo’ladi. Masalan natry xlor (osh tuzi) shunday
dielektrikka kiradi (5 a) -rasm).
5-rasm
Elektr maydoni ta’siri ostida bu dipollar deformatsiyalanadi. Agar ularning
o’qlari maydon bo’ylab yo’nalgan bo’lsa, uzayadi, maydonga qarshi yo’nalgan
bo’lsa qisqaradi. (5 b) -rasm). Dielektriklarning bunday qutblanishiga ionli
qutblanish deyiladi.
Ilmiybaza.uz
6-rasm
Ba’zi
kristallar
(masalan
kvarts)
mexanik
deformatsiyalanganda
qutblanadi. Bu hodisaga pezoelektrik effekt deyiladi. Bunga teskari hodisa
mavjud bo’lib, unda pezoplastinka maydon yo’nalishda deformatsiyalanadi.
Bunday dielektriklar ultratovush texnikasida keng ishlatiladi.
Nazorat savollari.
1.
Elektr maydonida zaryadni ko’chirishga bajarilgan ish. Formulasini
ayting?
2.
Kondensatorlar nima vazifani bajaradi?.
3.
Dielektriklarning qutblanishi qanday bo’ladi?
4.
Dipol momentini tushuntiring?
5.
Ekvipotensial sirt nima?
9-MAVZU: JOUL-LENTS QONUNI. TARMOQLANGAN ELEKTR
JANJIR SISTEMASI, TARMOQLANGAN ELEKTR ZANJIRINI
HISOBLASH. TARMOQLANGAN ZANJIR UCHUN KIRXGOF
QOIDALARI.
REJA:
1.
O’ta o’tkazuvchanlik hodisasi.
2.
Joul – Lens qonuni. Elektr tokning ishi va quvvati.
3.
Tarmoqlangan zanjirlar. Kirxgof qoidalari.
4.
Elektron emissiya. Termoelektron emissiya.
Tayanch iboralar: o’tkazuvchanlik; Joul – Lens; tokning ishi; Kirxgof;
Elektron emissiya; Termoelektron emissiya;
Ilmiybaza.uz
1.
O’ta o’tkazuvchanlik hodisasi.
Barcha
o’tkazgichlarning
qarshiligi
va
solishtirma
qarshiligi
temperaturaga bog’liq. Temperatura ortishi bilan metallarning qarshiligi oshadi.
Chunki
temperatura
ortishi
bilan
metall
panjara
tugunlarida
turgan
zarrachalarning tebranish amplitudasi ham ortadi. Buning natijasida zaryad
tashuvchi zarrachalarning, ya’ni erkin eliktronlarning panjara tugunida turgan
atomlar yoki ionlar bilan nuqnashish soni ortadi. Natijada elektronlarning tezligi
kamayadi, ya’ni tok kuchi kamayadi. Metallarda qarshilikning temperaturaga
bog’lanishini quyidagicha ifodalash mumkin.
)
0 1(
t
R
R
a
(1)
bu yerda R0 – o’tkazgichning t=O0C temperaturadagi qarshiligi R –
o’tkazgichning t temperaturadagi qarshiligi, α – qarshilikning temperatura
koeffisienti.
Qarshilikning
temperaturaga
bog’liqligiga
asoslanib,
qarshilik
termometrlari yasash mumkin (masalan, Platinali termometr).
Ayrim metallarning qarshiligi juda past temperaturalarda sakrash yo’li
bilan nolgacha kamayadi. Bu hodisaga o’ta o’tkazuvchnlik deyiladi.
8-rasm
Lekin bu Tk temperatura juda past. Masalan, alyuminiy rux, qo’rg’oshin
singari metallar uchun bu temperatura 8Kdan past.
Metallarning
soishtirma
qarshiligi
ham
temperaturaga
to’g’ri
proporsional.
Ilmiybaza.uz
)
0 1(
t
(2)
Hozirgi paytda xona temperaturasiga yaqin temperaturalarda o’ta
o’tkazuvchanlik xususiyatiga esa bo’lgan qotishmalar topish ustida tadqiqotlar
olib borilmoqda.
2.
Joul – Lens qonuni. Elektr tokning ishi va quvvati.
Tajribalar shuni ko’rsatadiki, elektr toki o’tganida o’tkazgich har doim
isiydi. Chunki, o’tkazgich bo’ylab harakatlanayotgan elektronlar kinetik
energiyasining bir qismi metall panjara ioni bilan to’qnashish natijasida issilikka
aylanadi.
Bu hodisani bir – biridan bexabar ravishda ingliz olimi Joul (1843) va rus
olimi Lens (1844) o’rganib, quyidagi qonunni yaratdi.
O’tkazgichdan tok o’tganda undan ajralib chiqqan issiqlik miqdori tok
kuchining kvadratiga, o’tkazgichning qarshiligiga va tokning o’tib turish vaqtiga
to’g’ri proporsional.
J Rt
Q
2
(1)
Vaqt birligi ichida o’tkazghichning hajm birligidan ajralib chiqadigan
issiqlik miqdori bilan o’lchanadigan W kattalik issiqlik quvvatining zichligi
deyiladi.
S lt
Q
Vt
Q
W
(2) bundan:
WS lt
Q
(3) bulardan
l
S
I R
W
2
(4) shuningdek
S
l
S
l
R
1
(5) buni (4) ga qo’yamiz:
2
2
2
1
1
J
S
I
W
(6)
Om qonunining differensial ko’rinishi
E
j
(7) bo‘lgani uchun
Ilmiybaza.uz
E2
W
(8)
hosil bo’ladi. Bu ifoda Joul – Lens qonunining differensial ko’rinishidir.
O’tkazgichning solishtirma qarshiligi qancha katta bo’lsa, undan shuncha
ko’p issiqlik ajraladi.
O’zgarmas tokning bajargan ishini quyidagicha yozish mumkin.
R t
U
JUt
J Rt
A
2
2
(9)
Quvvati esa quyidagicha aniqlanadi.
R
U
JU
J R
t
A
N
2
2
(10)
Elektrotexnikada tok ishining sistemaga kirmaydigan birliklari
vtsoat,
kvtsoat
lar ham ishlatiladi.
j
soat
vt
103
6,3
1
j
soat
kvt
106
6,3
1
3.
Tarmoqlangan zanjirlar. Kirxgof qoidalari.
Tarmoqlanmagan, ya’ni oddiy zanjirning barcha qismlarida tok kuchi bir
xil bo’ladi. Unday zanjirni Om qonuni yordamida oson hisoblash mumkin.
Tarmoqlangan zanjirlar esa ancha murakkab bo‘lib, ular bir nechta berk
zanjirlaridan tuzilgan bo’ladi.
9-rasm
Ilmiybaza.uz
Zanjirning
uchtadan
kam
bo’lmagan
o’tkazgichlar
birlashadigan
nuqtalariga tarmoqlanish tugunlari deyiladi (A).
Tarmoqlangan zanjirlarni nemis olimi Kirxgof o’rganib, quyidagi
qoidalari aniqladi:
1) Tarmoqlanish tugunida toklarning algebraik yig’indisi nolga teng
I O
(1)
Masalan, A tugun uchun bu qoidani yozamiz.
O
I
I
I
I
I
5
4
3
2
1
(2)
2) Tarmoqlangan zanjirning berk konturiga tok manbalarining elektr
yurutuvchi kuchlarining algebraik yig’indisi tok kuchining bu konturning
tegishli
qismlari
qarshiliklariga
bo’lgan
ko’paytmalarining
algebraik
yig’indisiga teng.
IR
(3)
Tarmoqlangan zanjirlar Kirxgof qoidalari yordamida oson hisoblanadi.
Masalan, Kirxgof qoidalari yordamida o’zaro parallel ulangan murakkab
zanjirlarning qarshiligini hisoblash, Uitson ko’prigi yordamida no’malum
qarshilikni aniqlash mumkin.
3 Elektron emissiya. Termoelektron emissiya.
Metallarda doim yuqori kinetik energiyaga ega bo’lgan erkin elektronlar
mavjud. Ularning energiyasi ma’lum kattalikka erishsa, metall sirtini tark etib,
uchib chiqishi mumkin.
Metallar sirtidan erkin elektronlarning uchib chiqish hodisasiga elektron
emissiya deyiladi.
Metall sirtidan uchib chiqqan elektronlar ma’lum sharoitda yana metalga
qaytib tushushi mumkin. Uchib chiqayotgan va qaytib tushayotgan elektronlar
orasida muvozanat mavjud.
Ilmiybaza.uz
Elektron emissiya sodir bo’lishi uchun elektron olgan kinetik energiya
uning metaldan chiqish ishiga nisbatan katta bo’lishi kerak.
2
Achiq mv2
(1)
Odatdagi sharoitda elektron emissiya juda zaif bo’ladi. Uning intensivligi
bir necha usullar bilan oshiriladi.
1) Juda katta kuchlanganlik hosil qilish (
sm
106 v
). Bunga “sovuq”
emissiya deyiladi.
2) Metalni
juda
katta
tezlikkacha
tezlatilgan
elektronlar
bilan
bombardimon qilish. Bu holda metall sirtiga tushgan har bir elektron bir necha
elektronni urib chiqaradi. Bunga ikkilamchi emissiya deyiladi.
3) Manfiy zaryadlangan meall sirtiga kuchli yorug’lik oqimi tashlash.
Bunga fotoemissiya deyiladi.
4) Metalni yuqori temperaturagacha qizitish. Bunga termoelektron
emissiya deyiladi.
Termoelektron emissiya kuchli elektronlar oqimini hosil qilishga imkon
beradi. U ko’pgina elektron asboblarda ishlatiladi. Jumladan undan elektron-
lampalar da foydalaniladi.
Elektron lampaning eng sodda turi diod bo’lib, u havosi so’rib olingan
shisha ballon ichiga joylashtirilgan ikkita elektroddan, ya’ni katod va anoddan
tashkil topgan.
Diod zanjirga quyidagi sxema bo’yicha ulanadi.
Ilmiybaza.uz
10-rasm
Katodga nakal batareyasi Bn yordamida ma’lum kuchlanish beriladi.
Natijada katod qizib, undan elektronlar ajralib chiqadi. Anod batareyasi BA
orqali anodga berilgan musbat potensial ta’sirida bu elektronlar anodga tomon
harakat qilib, IA anod tokini hosil qiladi.
Katod chiqish ishi kichik bo’lgan bariy, stronsiy kabi metallardan yasaladi.
Anod kuchlanishi UA ortgani sari anod toki IA ham orta boradi. Lekin,
kuchlanishning biror Um qiymatidan boshlab, anod toki maksimal Im qiymatiga
erishadi. Anod tokining bu qiymatiga tuyinish toki deyiladi. Buni quyidagi
grafikda ko’rish mumkin.
11-rasm
Grafikning OC qismi uchun Boguslavskiy – Lengmyur qonuni bajariladi.
I A BU 32
(2)
bu yerda B – elektrodning shakliga, o’lchamiga va o’zaro joylashishiga
bog’liq bo’lgan konstanta.
To’yinish tokining qiymatini oshirish uchun katodning temperaturasini
oshirish kerak. To’yinish tokining katod temperaturasiga bog’liqligini
Richardson formulasi ifodalaydi.
KT
A
m
CST e
I
2
(3)
Ilmiybaza.uz
bu yerda S- katod yuzasi, T-katod temperaturasi, A – elektronning chiqish
ishi, K – Boltsman doimiysi, C – emissiya doimiysi.
Diod bir tomonlama o’tkazish xususiyatiga ega bo’lgani uchun undan
o’zgaruvchan tokni o’zgarmas tokka aylantirishda, ya’ni to’g’rilagich sifatida
foydalaniladi.
12-rasm
Uch elektrodli lampaga Triod deyiladi. Unda katod va anod orasiga
uchinchi elektrod - to’r joylashtiriladi. To’r anoddan ko’ra katodga yaqin turgani
uchun to’r kuchlanishining anod tokiga ta’siri anod kuchlanishining ta’siridan
katta bo’ladi. Shu tufayli to’r kuchlanishining kichik miqdorga o’zgarishi ham
anod tokining ancha katta miqdorga o’zgarishiga olib keladi.
Triodning bu xususiyati undan kuchaytirgich sifatida foydalanishga imkon
beradi.
Ma’lumki, elektr zaryadlarining tartibli harakatiga elektr toki deyiladi. Tok
yo’nalishi sifatida musbat zaryadning harakat yo’nalishi qabul qilinadi.
O’tkazgichning ko’ndalang kesimi orqali bir sekundda o’tgan Δq elektr
miqdoriga tok kuchi deyiladi.
t
q
I
(1)
Vaqt mobaynida tok kuchining kattaligi va yo’nalishi o’zgarmaydigan
tokka o’zgarmas tok deyiladi. Tok kuchi amperda (A) o’lchanadi. Bu Xalqaro
Birliklar Sistemasining asosiy birligidir.
Ilmiybaza.uz
Tok manbaida elektronlarni ajratuvchi kuchlarga elektr ajratuvchi
kuchlar deyiladi.
Tashqi elektr ajratuvchi kuchning manba ichida uning qutblari orasida
birlik zaryadni ko’chirishda bajargan ishi tok manbaining elektr yurituvchi
kuchi deyiladi.
q
A
(2)
Ikkinchi tomondan
2
1
(3)
Demak, elektr yurituvchi kuch ajratilgan tok manbai qutblari orasidagi
potensiallar ayirmasiga teng.
Elektr yurituvchi kuch Voltlarda o’lchanadi (V). Tashqi elektr zanjiri
bilan tutashtirilgan tok manbai qutblaridagi potensiallar ayirmasiga tok
manbaining kuchlanishi deyiladi.
U
(4)
Kuchlanish ham Voltlarda o‘lchanadi.
2.
Zanjirning bir qismi uchun Om qonuni.
1826 yilda nemis olimi Georg Om tajriba yo’li bilan quyidagi qonunni
yaratdi.
O’tkazgichdan o’tayotgan tok kuchi o’tkazgichga berilgan kuchlanishga
to’g’ri proporsional bo’lib, o’tkazgichning qarshiligiga teskari proporsionaldir.
R
I U
(1)
bu yerda R – o’tkazgichning qarshiligi bo’lib, u erkin elektrolarning metall
ionlari bilan to’qnashishi natijasida hosil bo’ladi.
Tadqiqotlar shuni ko’rsatdiki, o’tkazgichning qarshiligi uning uzunligiga
to’g’ri
proporsional
bo’lib,
ko’ndalang
kesimi
yuzasiga
esa
teskari
proporsionaldir.
Ilmiybaza.uz
S
l
R
(2)
bu yerda l – o’tkazgichning uzunligi, S – ko’ndalang kesimi yuzasi, ρ –
proporsionallik koeffisienti bo’lib, unga o’tkazgich moddasining solishtirma
qarshiligi deyiladi. (6) dan ρ ni topamiz:
l
RS
(3)
Agar l=1m va S=1m2 bo’lsa ρ = R bo’ladi.
Demak, moddaning solishtirma qarshiligi shu moddadan yasalgan va
tomoni 1m bo’lgan kubning shu kub tomonlaridan biriga parallel oqayotgan
tokka ko’rsatgan qarshiligidir.
Uning o’lchov birligi XBS da om.m dir. Ba’zan esa uning sistemaga
kirmaydigan o’lchov birligi
m
mm
om
2
ishlatiladi.
Quyidagi
jadvalda
ayrim
moddalarning
solishtirma
qarshiliklari
ko’rsatilgan.
Modda
,108 om m
Mis
1,7
Alyuminiy
2,8
Po’lat
10
Oltin
2,4
Grafig
40
Nixrom
100
(1) va (2) dan
l
US
R
U
I
(4) yoki
l
U
S
I
1
(5)
Ilmiybaza.uz
1
moddaning
solishtirma
o’tkazuvchanligi,
l
E U
maydon
kuchlanganligi bo’lgani, shuningdek,
S
j I
(6)
Tok zichligi bo’lgani uchun (5) ni quyidagicha yozish mumkin.
E
j
(7)
Bu munosabat differensial ko’rinishdagi Om qonuni bo’lib, o’tkazgich
ichida joylashgan ixtiyoriy nuqtadagi tok zichligini shu nuqtadagi elektr
maydonini kuchlanganligi bilan bog’laydi.
3.
Berk zanjir uchun Om qonuni
Endi berk elektr zanjiridagi tok manbaining elektr yurituvchi kuchi ε bilan
tok kuchi I orasidagi bog’lanishni topamiz.
Buning uchun quyidagi ko’rinishdagi zanjir tuzamiz.
7-rasm
Bu zanjirda R – tashqi qarshilik, r – ichki qarshilik. Elektr yurituvchi kuch
tashqi va ichki qarshilikdagi kuchlanishlar yig’indisiga teng
U U1
(1)
bu yerda U – tashqi qarshilikdagi, U1 – ichki qarshilikdagi kuchlanish.
q
A
U
1
1
(2)
bu yerda A1 – tok manbai ichida q zaryadni kuchirishda bajarilgan ish.
I rt
A
2
1
(3)
(1), (2) va (3) dan.
Ilmiybaza.uz
q
I rt
U
2
(4)
Q=It va U=IR (5)
bo’lgani uchun quyidagini yozish mumkin.
Ir
IR
It
I rt
IR
2
(6) yoki
)
(
r
I R
(7)
Bundan tok kuchini topamiz
r
R
I
(8)
bu yerda (R+r) – zanjirning to‘liq qrshiligi
Zanjirning foydali ish koeffisienti quyidagicha ifodalanadi.
U
(9) yoki
r
R
R
(10)
4.
Elektroliz hodisasi. Faradey qonunlari.
O’zidan elektr tokini o’tkazadigan suyuqliklarga elektrolitlar deyiladi.
Bularga tuzlar, ishqorlarning eritmalari va kislotalarni misol qilib ko’rsatish
mumkin. Elektrolitlar ikkinchi tur o’tkazgichlarga kirishi oldin aytib o’tilgan
edi. Elektrolitlarda elektr tokini musbat va manfiy ionlarning tartibli harakati
hosil qiladi. Ma’lumki, metallarda temperatura ortishi bilan ularning qarshiligi
ortadi. (10-mavzuga qarang):
)
0 1(
t
R
R
(1)
Elektrolitlarda esa temperatura ortishi bilan ularning qarshiligi kamayadi.
)
0 1(
t
R
R
(2)
Temperatura ortishi bilan elektrolit ionlarining tezligi va konsentratsiyasi
oshadi. Buning natijasida elektrolitning qarshiligi kamayadi, o’tkazuvchanligi
Ilmiybaza.uz
esa ortadi. Elektrolit eritmasi orqali tok o’tganda, eritma tarkibiy qismlarining
elektrodlarda ajralishiga elektroliz hodisasi deyiladi.
Elektroliz hodisasini fransuz olimi Faradey chuqur o’rganib, 1836 yilda
uning miqdoriy qonunlarini yaratdi.
I – qonun:
Elektroliz vaqtida elektrodda ajralgan moddaning massasi eritma orqali
o’tayotgan tok kuchiga va tokning o’tib turgan vaqtiga to’g’ri proporsional
kIt
kq
m
(3)
bu yerda k – proporsionallik koeffisienti bo’lib, unga moddaning
elektroximiyaviy ekvivalenti deyiladi. Moddaning elektroximiyaviy ekvivalenti
son jihatdan undan t=1s vaqt obaynida I=1A tok o’tganda ajralib chiqqan modda
massasiga teng. U kl
kg birligida o’lchanadi. (3) dan:
q
m
It
m
K
(4)
Quyidagi jadvalda ayrim moddalarning elektroximiyaviy ekvivalenti
ko’rsatilgan
Modda
kl
kg
K
10 6
,
Alyuminiy
0,093
Mis
0,33
Nikel
0,30
Xrom
0,18
Kumush
1,12
II – qonun:
Moddaning elektroximiyaviy ekvivalenti uning atom og’irligiga to’g’ri,
ximiyaviy valentligiga esa teskari proporsionaldir
Z
A
F
K
1
(5)
Ilmiybaza.uz
bu yerda A – atom og’irlik, Z – valentlik, F – koeffisientga Faradey soni
deyiladi.
Z
A nisbatga moddaning ximiyaviy ekvivalenti deyiladi. Demak,
moddaning elektroximiyaviy ekvivalenti uning ximiyaviy ekvivalentiga to’g’ri
proporsional (3) va (5) dan
Z q
A
F
m
1
(6)
Agar moddaning bir ximiyaviy ekvivalentiga teng bo’lgan miqdori olinsa,
ya’ni
Z
m A
bo’lsa (6) dan F=q hosil bo’ladi.
Demak Faradey soni elektrodlardan bir ximiyaviy ekvivalentga teng
bo’lgan moddani ajratish uchun ularga berilishi lozim bo’lgan zaryad miqdorini
bildiradi. U hamma moddalar uchun bir xil qiymatga ega
ekv
g
kl
F
96520
Quyidagi rasmda elektroliz hodisasi sxematik ravishda tasvirlangan.
13-rasm
Elektroliz
hodisasidan
amalda
keng
foydalaniladi.
Masalan,
ampermetrlarni darajalashda, misni tozalashda, metallarni korroziyadan saqlash
uchun sirtini nikel, xrom va boshqa metallar bilan qoplashda hamda bir qator
boshqa maqsadlarda elektrolizdan foydalaniladi.
Magnit hodisalari, ya’ni tabiiy temirtak
FeO F eO3
ning temir buyumlarni
o’ziga tortishi, shuningdek Yer sayyoramizning magnit maydoni mavjudligi
ancha ilgari ma’lum edi. Doimiy magnitni 1600 yilda Gilbert batafsil tekshirdi,
Ilmiybaza.uz
1820 yilda Ersteg magnit hodisalariga doir bir qator tajribalar o’tkazdi. Bu
tajribalar yordamida shu narsa aniqlandiki, faqat harakatlanayotgan elektr
zaryadlari, o’zgarayotgan elektr maydonlari magnit ta’siriga egadir. Demak,
harakatlanayotgan elektr zaryadlari atrofida magnit maydoni vujudga keladi.
Barcha moddalar magnit xususiyatlari jihatidan 3 turga bo’linadi.
1) Diamagnit moddalar – magnit maydonini zaiflashtiradi. Bularga misol
tariqasida suv, oltin, kumushni ko’rsatish mumkin. Diamagnit moddalar uchun
magnit singdiruvchanlik
1
masalan, kumush uchun
,0 999984
ga teng.
2) Paramagnit
moddalar
–
magnit
maydonini
kam
miqdorda
kuchaytiradi. Ularning magnit singdiruvchanligi
1
masalan, alyuminiy uchun
,1 000023
ga teng.
3) Ferromagnit moddalar – magnit maydonini juda katta miqdorga
kuchaytiradi. Bularga temir va uning qotishmalari kiradi. Temir uchun
5000
.
Amper qonuni – magnit maydoniga joylashtirilgan, uzunligi l bo’lgan
o’tkazgichdan I tok kuchi oqayotgan bo’lsa, magnit maydoni tomonidan bu
o’tkazgichga quyidagi kuch ta’sir qiladi.
F BIl sin
(1)
bu yerda B – magnit maydonini harakterlaydigan kattalik bo’lib, unga
magnit induksiyasi deyiladi. (1) formulada - magnit maydoni kuch chiziqlari
bilan elektr toki yo’nalishidagi burchak. (1) dan quyidagini yozamiz
sin
Il
F
B
(2)
Agar tokli o’tkazgich magnit maydoni kuch chiziqlariga perpendikulyar
bo’lsa
Il
B F
(3)
Bu formuladan foydalanib, magnit induksiyasining mohiyatini ochish
mumkin.
Ilmiybaza.uz
Magnit induksiyasi son jihatdan magnit maydon kuch chiziqlariga
perpendikulyar joylashgan, 1m uzunlikdagi o’tkazgichdan 1A tok o’tganda unga
ta’sir qiladigan kuchga teng. Uning o’lchov birligi Tesla.
m
A
N
Tl
1
1
1
1
Magnit maydoni induksiyadan tashqari magnit kuchlanganligi H bilan
harakterlanadi. U m
A birligida o’lchanadi. Magit maydon kuchlanganligi bilan
induksiyasi quyidagicha bog’langan.
H
B
0
(4)
bu yerda μ – muhitning magnit singdiruvchanligi bo’lib, u bu muhitda tokli
o’tkazgichga ta’sir qilayotgan kuch vakuumdagiga nisbatan necha marta katta
ekanligini ko’rsatuvchi birliksiz kattalikdir.
0
magnit doimiysi bo’lib, uning
son qiymati
m
Gn
7
0
10
4
Biror S yuza orqali o’tayotgan kuch chiziqlarining soniga magnit oqimi
deyiladi. Magnit oqimining birligi Veber. Magnit oqimi magnit induksiyasi
bilan quyidagicha bog’langan
Ф BS cos
(5)
bu yerda - magnit kuch chiziqlari bilan S yuzaga o’tkazilgan normal
orasidagi burchak. Agar
0
bo’lsa
Ф BS
(6)
Agar uzunligi l bo’lgan o’tkazgich magnit maydonida v tezlik bilan
harakat qilsa, unda ε elektr yurituvchi kuchi paydo bo’ladi.
Blvsin
(7)
bu yerda - magnit maydoni kuch chiziqlari bilan tezlik yo’nalishi
orasidagi burchak. Agar zaryadlangan zarraga magnit maydoniga kirsa, unga
Lorens kuchi ta’sir qiladi.
F qBvsin
(8)
Magnit maydoni energiyasi quyidagicha aniqlanadi.
Ilmiybaza.uz
2
W LI 2
(9)
bu yerda I – tok kuchi, L - induktivlik.
Shu o’rinda ХБС ning asosiy birligi bo’lgan amperning ta’rifini
keltiramiz.
Vakuumda bir biridan 1m masofada joylashgan cheksiz uzun va o’ta
ingichka ikkita parallel o’takazgichning har bir metrida
2 10 7 N
o’zaro ta’sir
kuchini hosil qila oladigan o’zgarmas tok kuchiga bir amper deyiladi.
1.
Bio-Savar-Laplas qonuni.
Fransuz olimlari Bio va Savar toklarning magnit maydonini o’rganib, shu
narsani aniqladiki, to’g’ri chiziqli va uzun simdan tok o’tkazilganda, uning hosil
qilgan magnit maydonida sinov strelkasi ma’lum burchakka buriladi. Ular hosil
bo’lgan magnit maydoni induksiyasi simdan oqayotgan tok kattaligiga to’g’ri,
qarala’yotgan nuqtadan simgacha bo’lgan masofaga teskari proporsional
ekanligini aniqladi.
r
B ~ I
(1)
Biroq bu munosabat faqat uzun to’g’ri o’tkazgich bo’lgan xususiy hol
uchun o’rinli, xolos. Har bir alohida hol uchun magnit maydon induksiyasi bilan
tok oqayotgan simlarning umumiy vazyati orasidagi bog’lanish har xil bo’ladi.
Simdan oqayotgan tok hosil qilgan magnit maydonining induksiyasi B shu
simning ayrim qismlari ta’siridan tashkil topadi. Simning alohida qismlari ΔB
elementar induksiyalarni hosil qiladi. Umumiy B induksiya esa shu elementar
induksiyalarining vektor yig’indisidan iborat bo’ladi. Tajribada tokning alohida
qismini hosil qila olmaganimiz sababli, tok elementi hosil qilgan maydonni
bevosita o’lchash mumkin emas.
Fransuz olimi Laplas tajribadan olingan ma’lumotlarni umumlashtirib,
shunday qonunni topdiki, bu qonunni ixtiyoriy shakldagi konturning elementar
qismlariga nisbatan qo’llab, har qanday hollarda ham maydonning yig’indi
Ilmiybaza.uz
induksiya qiymatini hisoblash mumkin. Bu qonunga asoslanib topilgan natijalar
tajribada o’lchanganiga mos keldi. Shunday qilib Bio-Savar-Laplas qonuni
vujudga keldi.
Bu qonunga asosan I tok oqayotgan o’tkazgich Δl elementini fazoning
biror A nuqtasida hosil qilayotgan magnit maydoni induksiyasi quyidagicha
aniqlanadi.
sin
4
2
0
r
I l
B
(2)
bu yerda r o’tkazgichning Δl elementidan qaralayotgan A nuqtagacha
bo’lgan masofa,
r
yo’nalishi bilan tok yo’nalishi orasidagi burchak, μ –
muhitning magnit singdiruvchanligi.
Bio – Savar – Laplas qonunidan shu narsa kelib chiqadiki, berilgan
tokning A nuqtada hosil qilgan magnit maydonining to’la H kuchlanganligi tok
konturining fikran ajratilgan elementlarining barchasi hosil qilgan ΔH
kuchlanganliklarning vektor yig’indisidan iborat bo’ladi.
Bio-Savar-Laplas qonunidan foydalanib, toklarning magnit maydoniga
doir bir qancha muammolarni hal qilish mumkin. Masalan, to’g’ri tokli
o’tkazgich qilayotgan magnit maydonini, cheksiz uzun to’g’ri o’tkazgichdan
magnit maydonini uzun g’altak ichidagi magnit maydonini hisoblash mumkin.
1.
Elektromagnit induksiya hodisasi.
Bir jinsli magnit maydoniga joylashtirilgan tokli ramka harakatlanishi
avvalroq aniqlangan edi. Tabiiyki, bunga teskari hodisa, ya’ni magnit
maydonida harakatlanayotgan berk ramkada tok paydo bo’lishi mumkin. Bu
hodisa Faradey tomonidan 1831 yil eksperimental ravishda aniqlandi.
Magnit maydoniga joylashtirilgan konturning harakati tufayli tok vujudga
kelishi hodisasiga elektromagnit induksiya deyiladi. Berk konturda hosil
bo’ladigan tokka induksion tok deyiladi. Induksion tokni hosil qiladigan elektr
yurituvchi kuchga induksiya elektr yurituvchi kuchi deyiladi.
Ilmiybaza.uz
Faradey induksion tokning shartlarini aniqlashga doir bir qancha tajribalar
o’tkazdi.
Ulardan
birida
induktiv
g’altak
ichida
doimiy
magnit
harakatlantirilganda, g’altakda induksion tok paydo bo’lishi kuzatildi. Faradey
quyidagi omillarni aniqladi:
1) Induksion tok hosil bo’lishi uchun faqat magniq maydoni mavjud
bo’lishi yetarli emas, balki magnit harakatlanishi, ya’ni magnit maydoni
o’zgaruvchan bo’lishi kerak.
2) Magnit
qo’zg’almas
bo’lib,
g’altak
magnit
maydonida
harakatlanganida ham induksion tok vujudga keladi.
Faradey yana shunday tajriba o’tkazdi: ikkita g’altak yonma – yon qo’yilib,
ularning biriga batareya, ikkinchisiga galvanametr ulandi.
14-rasm
K kalit har bir o’chirib, yoqilganda ikkinchi g’altakdagi galvanometr tok
paydo bo’lishini ko’rsatdi.
Bu tajribalarga asoslanib Faradey o’zining elektromagnit induksiya
qonunini yaratdi:
Berk kontur chegaralagan yuza orqali o’tuvchi magnit oqimi o’zgargan
barcha hollarda berk konturda tok induksiyalanadi. Induksiya elektr yurituvchi
kuchining kattaligi magnit induksiya oqimining o’zgarish tezligiga proporsional
dt
dф
i ~
(1)
Ilmiybaza.uz
Rus olimi Lens induksion tokning yo’nalishini aniqlaydigan qoidani
aniqladi: Induksiyalangan tok shunday yo’nalishda bo’ladiki, uning xususiy
magnit maydoni bu toki yuzaga keltirayotgan, magnit induksiya oqimining
o’zgarishini kompensiyalaydi, ya’ni unga qarama – qarshi yo’nalgan.
Lens qoidasini e’tiborga olib, Faradey qonunini quyidagicha yozish
mumkin.
dt
dф
i
(2)
2.
O’zaro induksiya va o’zinduksiya. Transformator.
Elektromagnit induksiya ikki turga bo’linadi: O’zaro induksiya va
o’zinduksiya. Biror konturda tokning o’zgarishi natijasida qo’shni konturda tok
induksiyalanishiga o’zaro induksiya deyiladi.
15-rasm
Birinchi konturda I1 tok oqayotgan bo’lsin. Bu tokning magnit maydoni
kuch chiziqlari 2 – konturni kesib o’tadi. 2-konturda hosil bo’layotgan Ф2
magnit oqimi 1 – konturdan o’tayotgan I1 tok kuchiga proporsional bo’ladi.
1
2
Ф MI
(1) Xuddi shuningdek
2
1
Ф MI
(2)
bu yerda M o’zaro induktivlik koeffisienti. (1) ni quyidagicha yozamiz.
1
2
dФ MdI
(3)
Ilmiybaza.uz
Faradey qonuniga asosan o’zaro induksiya elektr yurituvchi kuchi paydo
bo’ladi.
dt
M dI
dt
dФ
1
2
2
(4)
Toki o’zgarayotgan kontur faqat qo’shni konturdagina tokni induksiyalab
qolmasdan, balki o’z-o’zida ham induksiyalaydi. Ya’ni o’ramlarning har bir
qatlami ikkinchi qatlamda ham tok induksiyalashi mumkin. Shuning uchun
quyidagi formula o’rinli bo’ladi.
Ф LI
(5)
bu yerda L proporsionallik koeffisienti bo’lib, konturning induktivligi
deyiladi. (4) ga ko’ra quyidagini yozamiz.
dt
L dI
(6)
Induktivlikning o’lchov birligi Genri
A
vb
Gn
1
1
1
. Induktivlik konturning
shakliga,
o’lchamiga,
joylashishiga,
shuningdek
muhitning
magnit
singdiruvchanligiga bog’liq.
Transformator – o’zgaruvchan tok kuchini va kuchlanishini o’zgartirib
beradigan asbobdir. Uning ishlash prinsipi o’zaro induksiya hodisasiga
asoslangan. Transformator temir o’zak atrofiga o’ralgan ikkita cho’lg’amdan
iborat. U ikki xil bo’ladi. Kuchaytiruvchi va pasaytiruvchi.
16-rasm
Transformatorning transformatsiya koeffisienti.
Ilmiybaza.uz
2
1
2
1
n
n
U
U
K
(7)
bu yerda V1 – kirish kuchlanishi, V2 – chiqish kuchlanishi. n1 – birinchi
cho’lg’amdagi o’ramlar soni, n2 – ikkinchi cho’lg’amdagi o’ramlar soni.
Kuchaytiruvchi transformator uchun K<1, pasaytiruvchi transformator uchun
K>1.
1.
O’zgaruvchan tok.
Ma’lumki, magnit maydonida aylanuvchi konturda induksiya elektr
yurituvchi kuchi vujudga keladi. Bu hodisadan texnikada elektr toki olishda
foydalaniladi.
Bir jinsli magnit maydoniga uning induksiya chiziqlariga tik bo’lgan 001
o’q atrofida aylanuvchi to’g’ri burchakli yassi abcd konturni kiritamiz. Kontur
doimiy burchak tezlik bilan aylanayotgan bo’lsin.
17-rasm
Kontur bilan bog’langan magnit oqimi quyidagicha aniqlanadi.
t
BS
BS
Ф
cos
cos
(1)
Ilmiybaza.uz
bu yerda S – kontur bilan chegaralangan yuza, φ- konturning burilish
burchagi.
Davriy o’zgarayotgan magnit oqimi konturda davriy o’zgaruvchi elektr
yurituvchi kuchini vujudga keltiradi.
t
BS
dt
dф
sin
(2)
Elektr yurituvchi kuchning maksimal qiymati
0 BS
(3)
Demak bir jinsli magnit maydonida o’tkazuvchan kontur tekis aylansa,
unda sinus qonuni bo’yicha o’zgaruvchan elektr yurituvchi kuchi vujudga
keladi. Bu Э.Ю.К konturda sinusoidal o’zgaruvchan tok hosil qiladi.
t
I
t
R
R
I
sin
sin
0
0
0
0
(4)
bu yerda I0 tok kuchining amplituda qiymati, ω-aylanma chastota.
2
2
Т
(5)
- o’zgaruvchan tok chastotasi, T – davri. Bizda
50Gs
bo’lgan
o’zgaruvchan tok ishlatiladi. Quyidagi rasmda o’zgaruvchan tok uchun elektr
yurituvchi kuch va tok kuchi grafiklari ko’rsatilgan.
18-rasm
O’zgaruvchan tokning effektiv qiymatlari quyidagicha aniqlanadi.
2
U ef U0
(6)
Ilmiybaza.uz
2
0I
I ef
(7)
O’zgaruvchan tokning ishi va quvvati esa quyidagicha topiladi.
t
R
U
I U t
I R t
A
ef
ef
ef
ef
0
2
0
2
(8)
0
2
0
2
R
U
U
I
I R
N
ef
ef
ef
ef
(9)
1.
Sig’im va induktiv qarshiliklar.
Ma’lumki, o’zgarmas tok kondensatordan o’tmaydi. Demak kondensator
o’zgarmas tok uchun cheksiz katta qarshilik bo’lib hisoblanadi. Agar
kondensator o’zgaruvchan tok zanjiriga ulansa, u davriy ravishda zaryadlanib va
razryadlanib turadi hamda elektr zaryadlarning harakatiga sharoit paydo bo’ladi.
O’zgaruvchan tok zanjiriga ulangan kondensatorning qarshiligi chekli
bo’lib, unga sig’im qarshiligi deyiladi.
Sig’im qarshiligi o’zgaruvchan tokning chastotasiga va kondensatorning
sig’imiga teskari proporsional.
c
c
Rc
2
1
1
(1)
bu yerda -o’zgaruvchan tokning chastotasi, C-kondensator sig’imi.
Sig’im qarshilikda tok kuchlanishdan chorak davr (900) oldin ketadi.
19-rasm
Ma’lumki, o’zgaruvchan tok kuchi o’tkazgichning shakliga bog’liq. Agar
otkazgich sim g’altak shaklida o’ralsa, bu o’tkazgichdan o’tayotgan tok kuchi
kamayadi. Demak qo’shimcha qarshilik paydo bo’ladi. Bu qo’shimcha qarshilik
o’tkazgichning induktivligiga bog’liq bo’lib, unga induktiv qarshilik deyiladi.
Ilmiybaza.uz
O’tkazgichning induktiv qarshiligi o’zgaruvchan tokning chastotasiga va
o’tkazgichning induktivligiga to’g’ri proporsional:
L
L
R
2
(2)
bu yerda L – o’tkazgichning induktivligi.
Induktiv qarshilikda tok kuchlanishdan chorak davr orqada qoladi.
O’tkazgichning faqat uning moddasiga bog’liq bo’lib, o’zgaruvchan tok
chastotasiga bog’liq bo’lmagan doimiy R0 qarshiligiga aktiv qarshilik deyiladi.
Bu qarshilik o’tkazgichning uzunligiga, ko’ndalang kesim yuzasiga va
temperaturaga bog’liq.
O’zgaruvchan tok chastotasiga bog’liq bo’lgan
c
R va
L
R qarshiliklarga
reaktiv qarshilik deyiladi. Shuni ta’kidlab o’tish lozimki, reaktiv qarshilikdan
tok o’tkazilganda, undan issiqlik ajralmaydi.
2.
O’zgaruvchan tok uchun Om qonuni. Elektr rezonansi.
Elektr zanjiriga bir vaqtning o’zida ham aktiv ham reaktiv qarshiliklar
ketma – ket ulangan bo’lsin.
20-rasm
Ilmiybaza.uz
Bu holda zanjirning umumiy qarshiligi quyidagiga teng
2
2
0
2
2
0
1 )
(
)
(
c
R
R
R
R
R
(1)
Umumiy tok amplitudasi hamda kuchlanish amplitudasining vektor
diagrammasini chizamiz.
21-rasm
Shakldan elektr yurituvchi kuchining amplituda qiymati ε0 ni hisoblaymiz
2
2
0
0
)
(
Uc
U
U
(2)
Zanjirdagi tok kuchini quyidagicha ifodalash mumkin.
2
2
0
1 )
(
c
R
I
ef
ef
(3)
Agar
Rc
R
bo’lsa Э.Ю.К tokdan ilgari ketadi. Agar
Rc
R
bo'lib tok
E.Y.K dan ilgari ketadi. Agar
Rc
R
bo’lib qolsa zanjirdagi tok va E.Y.K bir
fazada tebranadi. Bu holda tok kuchi katta miqdorga ortadi va bunga elektr
rezonansi deyiladi.
R0
I
ef
ef
(4)
Kondensator va induktivlik g’altakdan tuzilgan quyidagi sistemaga
tebranish konturi deyiladi.
Ilmiybaza.uz
22-rasm
Tebranish konturining tebranish davri
LC
T
2
(5)
Tebranish chastotasi esa
LC
2
1
(6)
bunga rezonans chastota deyiladi.
Agar zanjirda reaktiv qarshilik bo’lsa, quvvat quyidagicha ifodalaydi.
Ief Uef cos
N
(7)
bu yerdagi cosφ ko’paytmaga quvvat koeffisienti deyiladi. Rezonans
holatida cosφ=1 bo’ladi.
Nazorat savollari
1.
O’ta o’tkazuvchanlik hodisasini aytib bering?
2.
Joul – Lens qonuni aytib bering?
3.
Elektr tokning ishi va quvvati qonunini va formulasini ayting?
4.
Kirxgofning 1-qonunini ayting?
5.
Elektron emissiya nima?
Ilmiybaza.uz
6.
Termoelektron emissiya nima?
1.
Tok kuchi formulasini yozing?
2.
Kuchlanish nima?
3.
Zanjirning bir qismi uchun Om qonuni ayting?
4.
Berk zanjir uchun Om qonuni ayting?
5.
Elektroliz hodisasi ayting?
6.
Faradey qonunlari aytib bering?
7.
Toklarning magnit maydoni ta’rifini ayting.
8.
Amper qonuni aytib bering.
9.
Bio-Savar-Laplas qonuni aytib bering.
10.
Doimiy magnit turlarini sanab bering?
11.
Magnit oqimi birligi
12.
Elektromagnit induksiya hodisasini tushuntirib bering?
13.
Faradey qonunini aytib bering?
14.
Lens qoidasini aytib bering?
15.
Transformator turlarini sanab bering?
16.
Transformator ishlash prinsipini tushuntirib bering?
17.
Induktivlig birligini ayting?
18.
O’zgaruvchan tokni qonuni aytib bering?
19.
Sig’im va induktiv qarshiliklar deb nimaga aytiladi?
20.
Elektr rezonansi hodisasini aytib bering?
21.
aktiv qrshilik va reaktiv qarshilikdeb nimaga aytiladi?
22.
Bir jinsli magnit maydon deb nimaga aytiladi?
23.
