I-bob. OʻZgarmas tok qonunlari va elektr zanjirlari 1-§. Elektrotexnika, elektronika va elektroʻtkazgichlar fanining rivojlanish tarixi

Download 16,65 Kb.
Sana	20.02.2024
Hajmi	16,65 Kb.
	#159427

I-BOB. OʻZGARMAS TOK QONUNLARI VA ELEKTR ZANJIRLARI
1.1-§. Elektrotexnika, elektronika va elektroʻtkazgichlar fanining rivojlanish tarixi
Elektrotexnika, elektronika va elektroʻtkazgichlar faninining yuzaga kelishi elektr va magnetizm sohasidagi kashfiyotlar bilan bogʻliq. Elektr va magnit hodisalar qadim dunyodan maʻlum, lekin bu hodisalar toʻgʻrisidagi fan 1600-yilda ingliz fizigi U.Gilbert elektr va magnit hodisalar toʻgʻrisida tadqiqotlarini eʻlon qilgandan keyin boshlandi. Elektr hodisalarning tabiatini oʻrganishga bagʻishlangan M.V.Lomonosov, G.V.Rixman, B.Franklino, Sh.Kulonlarning amaliy tadqiqotlari muhim ahamiyat kasb etdi. Elektr va magnit hodisalarni oʻzaro bogʻlanganligini rus olimi F.Epinus 1758-yilda oʻz maʻruzasida aytib oʻtgan. 1785-yilda fransuz olimi Sh.Kulon elektr maydoni kuchlanganligi tushunchasini fanga kiritdi. Elektr zanjir tushunchasi 1794-yilda A.Volta tomonidan kiritilgan. Volt ustuni esa 1800-yilda yaratilgan. Magnit strelkaga tokning taʻsiri X.Ersted tomonidan 1819-yilda, toklarning oʻzaro taʻsiri esa A.Amper tomonidan 1820-yilda oʻrganilgan. Amper birinchi boʻlib elektr toki, tok kuchi, elektr kuchlanish atamalarini fanga kiritdi. Magnit maydonining dastlabki tadqiqotlari J.B.Bio va M.Savar tomonidan oʻtkazilgan va Laplas tomonidan matematik jihatdan umumlashtirilgan (Bio-Savar-Laplas qonuni). Elektromagnitli telegraflar rus injeneri P.Shilling tomonidan 1832-yili yaratilgan. Rus akademigi B.Yakobi 1838-yili suv kemasi uchun elektr mashinasini yaratdi. Elektr zanjiriga oid qonuni 1826-yilda nemis olimi G.Om tomonidan kashf etilgan. Elektromagnit oʻchash birligi absolyut tizimini nemis olimlari K.F.Gauss va T.Veber 1831-1833-yillari yaratdilar. Tokning issiqlik taʻsiri qonunini ingliz fizigi D.Joul 1841-yili va rus akademigi E.Lens 1842-yilda taʻriflab berishgan. 1844-yili E.Lens elektromagnit inersiya qonunini bayon qilgan. Nemis olimi G.Kirxgof 1845-yilda elektr zanjirlarga oid ikkita muhim qonunga taʻrif bergan. Rus injeneri F.Pirotskiy 1875-yilda quvvati 4,4 kW oʻzgarmas tokni 1 km masofaga uzatish tajribasini oʻkazgan. Choʻgʻlanish lampasi 1875-yil A.Lodigin tomonidan kashf etilgan. 1884-yil ingliz olimi D.Poyting elektromagnit maydon energiyasini uzatishni nazariy jihatdan tadqiq etgan. 1889-1991-yillarda rus injeneri M.O.Dolivo-Dobrovolskiy elektr energiyaning uch fazali tizimi qism (generator, transformator) larini ishlab chiqdi va kuchlanishi 15 kV, quvvati 150 kW boʻgan elektr energiyani 175 km masofaga uzatishni amalga oshirgan. 1872-yilda rus olimi A.Stoletov fotoeffekt hodisasini kashf etdi. Dunyoda birinchi boʻlib A.Popov radio aloqani amalga oshirgan.
Oʻzbekistonda bu sohada, M.Z.Xomidxonov, S.Z.Usmonov, N.M.Usmonxoʻjayev, M.Xusanov, O.O.Xoshimov, K.Moʻminov X.Fozilov, K.R.Allayev, T.X.Nosirov, S. Solihov, R.A.Zohidov, J.Abdullayev, A.Dadajonov, G.R.Rahimov, Z.I.Ismoilov, P.F.Hasanov E.Payziyev kabi olimlar energetika va elektrotexnika fanlarini nazariy va amaliy jihatlarini tadqiq etganlar.
Elеktrotеxnika- elеktr enеrgiyasi hosil qilish masalalari, uni amaliy maqsadlar uchun foydalanish yoʻnalishlarini oʻrganadigan fanga aytiladi. Hozirgi paytda elеktr enеrgiyasi maʻlum boʻlgan barcha enеrgiyalardan farqli oʻlaroq sanoatda, transportda, qishloq xoʻjaligida, maishiy xizmat koʻrsatishda va xalq xoʻjaligini barcha sohalarida alohida tеngi yoʻq oʻrin egallaydi.
Elektr energiya boshqa energiya turlaridan quyidagi ajoyib xossalari bilan ajralib turadi:
- elektr energiyasini boshqa enеrgiya turiga (mexanik, kimyoviy, issiqlik, yorugʻlik, atom) aylantirish qulay yoki istalgan enеrgiyani elеktr enеrgiyasiga aylantirish mumkin;
- eng sodda va arzon qurilma va moslamalar yordamida elеktr enеrgiyasini juda katta tеzlik bilan, istalgancha miqdorda va uzoq masofalarga, yuqori foydali ish koeffitsiyenti bilan uzatish mumkin;
- ekologik jihatdan toza, atrof muhitni ifloslantirmaydi, hidi va rangi yoʻq, oʻzidan chiqindi chiqarmaydi;
- turli quvvatga ega yuklamalarni bitta manbaga ulash mumkin;
- turli fizik tabiatli parametrlarni tok va kuchlanishga oʻzgartirish sodda;
-signallarni uzoq masofalarga bir onda uzatish mumkin (telefon, telegrafiya, radioaloqa),kabi bir qancha afzalliklarga va yuqori iqtisodiy samaradorlikka ega.
Elektr energiyaning bu xususiyatlari qisqa tarixiy muddatda nafaqat elektrotexnika fanining asosiy masalalarini, yangi sifat darajaga koʻtarishga imkon berdi,bu fanining zamirida elektromexanika, elektronika, mikroelektronika, nanoelektronika, radiotexnik, elektroʻtkazgichlar, avtomatik uskunalar, shu jumladan hisoblash texnikasi kabi fanlar paydo boʻldi va tez surʻatlar bilan rivojlandi.
Elektronika-fan va texnika sohasi boʻlib, axborot uzatish, qabul qilish, qayta ishlash va saqlash uchun ishlatiladigan elektron qurilmalar hamda asboblar yaratish usullarini oʻrganish, ishlab chiqish bilan shugʻullanadi. Elektronika elektromagnit maydon nazariyasi, kvant mexanikasi, qattiq jism tuzilishi nazariyasi va elektr oʻtkazuvchanlik hodisalari kabi fizik bilimlarga asoslanadi. Elektronikaning rivojlanishi elektron asboblar texnologiyasining takomillashuvi bilan chambarchas bogʻliq boʻlib, hozirgi kungacha toʻrt bosqichni bosib oʻtdi.
Birinchi bosqich, asboblari: rezistorlar, induktiv gʻaltaklar, magnitlar, kondensatorlar, elektromexanik asboblar (qayta ulagichlar, rele va shunga oʻxshash) passiv elementlardan iborat edi.
Ikkinchi bosqich, Lide Forest tomonidan 1906-yilda triod lampasining ixtiro qilinishidan boshlandi. Triod elektr signallarni oʻzgartiruvchi va eng muhimi, quvvat kuchaytiruvchi birinchi aktiv elektron asbob boʻldi. Elektron lampalar yordamida kuchsiz signallami kuchaytirish imkoniyati hisobiga radio, telefon soʻzlashuvlarni, keyinchalik esa, tasvirlarni ham uzoq masofalarga uzatish imkoniyati (televideniya) paydo boʻldi. Bu davrning elektron asboblari passiv elementlar bilan birga aktiv elementlar- elektron lampalardan iborat edi.
Uchinchi bosqich, J.Bardin, V.Bratteyn va U.Shoklilar tomonidan 1948-yilda elektronikaning asosiy aktiv elementi boʻlgan bipolyar tranzistorning ixtiro qilinishi bilan boshlandi. Bu ixtiroga Nobel mukofoti berilgan. Tranzistor elektron lampaning barcha vazifalarini bajarishi bilan birga uning past ishonchlilik, koʻp energiya sarflash, katta oʻlchamlari kabi asosiy kamchiliklarini bartaraf etdi.
Toʻrtinchi bosqich, integral mikrosxemalar (IMS) asosida elektron qurilma hamda tizimlar yaratish bilan boshlandi va mikroelektronika davri deb ataldi.
Mikroelektronika-fizik, konstruktiv-texnologik va sxemotexnik usullardan foydalanib yangi turdagi elektron asboblar-IMSlar va ularning qoʻllanish prinsiplarini ishlab chiqish yoʻlida izlanishlar olib borayotgan elektronikaning bir yoʻnalishidir. Hozirgi kunda telekommunikatsiya va axborotlashtirish tizimining rivojlanish tom maʻnoda mikroelektronika va nanoelektronika mahsulotlarining ularda qoʻllanilish darajasiga bogʻliq.
Birinchi IMSlar 1958-yilda yaratildi. IMSlarning hajmi ixcham, ogʻirligi va energiya sarfi kichik, ishonchliligi yuqori boʻlib, uch konstruktiv-texnologik variantlarda yaratilgan, bular qalin, yupqa pardali, yarimoʻtkazgichli va gibrid kabi turlarga boʻlingan. 1965-yildan buyon mikroelektronikaning rivoji G.Mur qonuniga muvofiq bormoqda, yani har ikki yilda zamonaviy IMSlardagi elementlar soni ikki marta ortmoqda. Telekommunikatsiya va axborot-kommunikatsiya tizimlarini loyihalovchi va ekspluatatsiya qiluvchi mutaxassislar uchun mikroelektron element bazaning imkoniyatlari haqidagi bilimlarga ega boʻlish muhim. Integral mikroelektronika rivojining fizik chegaralari mavjudligi sababli, anʻanaviy mikroelektronika bilan birqatorda elektronikaning yangi yoʻnalishi -nanoelektronika jadal rivojlanmoqda.
Nanoelektronika oʻlchamlari 0,1 dan 100 nm gacha boʻlgan yarimoʻtkazgich tuzilmalar elektronikasi boʻlib, mikroelektronikaning mantiqiy davomi hisoblanadi. U qattiq jism fizikasi, kvant elektronikasi, fizikaviy-kimyo, elektroʻtkazgichlar va yarimoʻtkazgichlar elektronikasining soʻnggi yutuqlari negizidagi qattiq jismli texnologiyaning bir qismini tashkil etadi. Soʻnggi yillarda nanoelektronikada muhim amaliy natijalarga erishildi, yani zamonaviy telekommunikatsiya va axborot tizimlarning negiz elementlarini tashkil etuvchi, geterotuzilmalar asosida yuqori samaradorlikka ega lazerlar va nurlanuvchi diodlar yaratildi; fotoqutublagichlar, oʻta yuqori chastotali tranzistorlar, birelektrodli tranzistorlar, turli xil sensorlar hamda boshqalar yaratildi. Nanoelektron mikroprotsessorlarni ishlab chiqarish yoʻlga qoʻyildi. Shvetsiya Qirolligi fanlar akademiyasi ilmiy ishlarida tezkor tranzistorlar, lazerlar, integral mikrosxemalar (chiplar) va boshqalarni ishlab chiqish bilan zamonaviy axborot kommunikatsiya texnologiyalariga asos solgan olimlar: J.I. Alferov, G.Kremer, J.S.Kilbinilar Nobel mukofoti bilan taqdirlandi. Integral mikroelektronika va nanoelektronika bilan bir vaqtda funksional elektronika rivojlanmoqda. Elektronikaning bu yoʻnalishi anʻanaviy elementlar (tranzistorlar, diodlar, rezistorlar va kondensatorlar)dan voz kechish va qattiq jismdagi turli fizik hodisa (optik, magnit, akustik va h.k.)lardan foydalanish bilan bogʻliq.

Download 16,65 Kb.