2. Elektr zanjir va uni elementlari.
Elektr zanjir tuzish va elementlari haqida tushuncha
Elektr zanjir elektr tokni hosil qilish va uning o'tishini ta'minlaydigan qurilma va
ob'ektlarning majmui bo'lib undagi elektromagnit jarayonlar elektr yurituvchi kuch
(EYuK), tok va kuchlanish tushunchalari bilan ifodalanadi Elektr zanjir
tushunchasi elektrotexnika fanining tayanch tushunchasidir.Elektr energiya
manbai, iste'molchi va ularni o'zaro birlashtiruvchi o'tkazgichlar elektr zanjirning
asosiy elementlari, o'lchash asboblari, ulab-uzgichlar va himoyalash qurilmalari
esa uning yordamchi elementlari hisoblanadi. Demak, elektr zanjir elementi bu
elektr zanjir tarkibiga kiruvchi alohida qurilma bo'lib, u zanjirda aniq funksiyani
bajaradi. Elektr zanjirning elementlari shartli belgilar bilan tasvirlanadi. Elektr
zanjirning elementlari va ularni o'zaro ulanishining grafik tasviri elektr zanjirining
sxemasi deb ataladi. 1.3-rasmda oddiy elektr zanjirining sxemasi keltirilgan.
1.3-rasm
G
- akkumulyator - elektr energiya manbai. U kimyoviy energiyani elektr
energiyaga aylantiradi.
EL
– cho’g'lanma lampa -iste'molchi, unda elektr
energiyasi yorug'lik va issiqlik energiyalariga aylantiriladi.
SA
- kalit, zanjirni
ulab uzadi.
pA
- ampermetr,
pV
-voltmetr. To'g'ri chiziqlar - ulagich simlar -
o'tkazgichlardir. Elektr energiya manbalarining shartli belgilari-sxemalari: 1.4- a,
b, v, g, rasmlarda keltirgan. Elektr energiya manbalarida turli tabiatli energiya
maxsus o'zgartgichlar vositasida elektr energiyaga aylantiriladi. O'zgartiriladigan
energiyaning turiga ko'ra elektr energiya
manbalari kimyoviy va fizik manbalarga bo'linadi. Kimyoviy reagentlar orasida
oksidlanish-qaytarilish jarayonlari hisobiga elektr energiya ishlab chiqaruvchi
manbalar kimyoviy manbalar deyiladi. Kimyoviy manbalarga galvanik elementlar,
akkumulyatorlar va batareyalar kiradi. Mexanik, issiqlik, elektromagnit, yorug'lik,
radiatsion nurlanish, yadroviy parchalanish energiyalarini elektr energiyaga
aylantiradigan qurilmalar fizik manbalar deyiladi. Ularga elektr generatorlar,
termoelektr generatorlar, termoemission o'zgartgichlar, magnitogidrodinamik
(MGD) generatorlar va quyosh nurlanishi hamda atom parchalanish generatorlari
kiradi.
a)
galvanik element,
b) doimiy magnitli o'zgarmas tok elektr generatori,
v) termojuft,
g) fotoelement.
Elektr energiyasi iste'molchilarining shartli belgilari-sxemalari 1.5 - a, b, v, g, d, e
rasmlarda keltirgan.Elektr energiya iste'molchilari (elektr motorlar, elektr qo'ralar,
issiqlik asboblari, cho'g'lanish lampalari, rezistorlar va b.) elektr energiyani boshqa
tur energiyaga aylantirish uchun xizmat qiladi. a) rezistor, b) elektr qizdirgich, v)
cho'g'lanma lampa, g) kondensator, d) induktiv g'altak, e) o'zakli g’altak - drossel.
Elektr zanjir yordamchi elementlarining shartli belgilarisxemalari 1.6-a, b, v, g, d,
e - rasmlarda keltirilgan.
a)kalit (ulab-uzgich), b) qayta ulagich, v) shtepsel (raz'em), g)ajratish mumkin
bo'lgan o'tkazgichning ulangan joyi-qisqich, d)eruvchan saqlagich, e) o'tkazgichlar
kavsharlanib ulangan tugun.Manba bilan iste'molchilar o'zaro o'tkazgich simlar
yordamida birlashtiriladi. Ular elektr energiyasini manbadan iste'molchiga kam
isrof bilan uzatadi. Elektr zanjirlariga ko'pincha yordamchi va o'lchash qurilmalari
ulanadi. Ular elektr zanjiri ish holatini (misol uchun saqlagichlar) boshqarish, o'ta
kuchlanish va katta toklardan saqlash va h.k. uchun xizmat qiladi. Demak, har
qanday
elektr
zanjirining
asosiy
vazifasi
elektrenergiyasini
manbadan
iste'molchiga uzatishdan iboratdir.Elektr zanjirdagi elektromagnit jarayonlar
EYuK,
tok,
kuchlanish,qarshilik
(o'tkazuvchanlik),
induktivlik,
sig'im
tushunchalari bilan ifodalanadi. Har qanday tur energiyani elektr energiyaga
aylantirishda EYuK hosil bo'ladi. O’zgarmas tok zanjirlarida EYuK skalyar
kattalik bo'lib, tashqi maydon va induksiyalangan elektr maydonning elektr tok
hosil qilish xususiyatini tavsiflaydi. Manba ichida zaryadlangan zarrachani siljitish
uchun tashqi kuchlar tomonidan bajariladigan A ishni shu zarracha q zaryadiga
bo'lgan nisbati EYuKning qiymatini aniqlaydi: E=
Agar q=1 Kl bo'lsa, unda Е=А
bo'ladi. Binobarin, EYuK manbaining ichida potensiali pastroq qismdan potensial
yuqoriroq bo'lgan qismga birlamchi zaryadlarni ko'chirish uchun bajarilgan ish
EYuKga teng. Agar manbaning ichki qarshiligi nolga teng, yani rich=0 bo’lsa, u
holda EYuK qiymat jihatdan energiya manbaidan tok o'tayotgan holatda musbat va
manfiy qisqichlar orasidagi kuchlanishga teng bo’ladi(1.7 - rasm):
E=φ
1
- φ
2
=U
12
Berk zanjirda EYuK ta'sirida I tok hosil bo'ladi. Elektr zanjirlar tarmoqlanmagan
vatarmoqlangan bo'ladi. Agar berk zanjirning barcha qismlaridan bitta tok o'tsa, u
holda bunday zanjir tarmoqlanmagan bo'ladi (1.8 - rasm, a).Tarmoqlangan
zanjirning har bir shoxobchasida o'zining toki bo'ladi (1.8 - rasm, b). Elektr
sxemada shoxobcha, tugun va kontur tushunchalaridan foydalaniladi. Shoxobcha -
elektr zanjirning bir xil qiymatli tok o'tuvchi qismi. Bunda elektr zanjirning
elementlari ketma-ket ulangan qismi tushuniladi.Tugun-elektr zanjirning uchtadan
kam bo'lmagan shoxobchalari ulangan o'rni.
Kontur - elektr zanjirning shoxobchalaridan hosil bo'lgan berk yo'l. O'zgarmas tok
- I harfi bilan, qarshilik - R va o'tkazuvchanlik - G harflar bilan belgilanadi. Elektr
zanjir elementi qismalaridagi kuchlanishni undan o'tuvchi tokka bog'liqligi
elementning voltamper xarakteristikasi (VAX) deb ataladi (1.9-rasm). Masalan,
rezistordan o'tuvchi tok bilan shu rezistordagi kuchlanish orasidagi bog'lanish
rezistorning VAX bo'ladi
.
Amalda abssissa o'qiga kuchlanish qiymatini, ordinata o'qiga esa tok
qiymatini tanlangan masshtabda belgilab elementning VAX quriladi. Agar rezistor
VAX to'g'ri chiziq bo'lsa, u holda bunday rezistor chiziqli rezistor, chiziqli
elementlardan tuzilgan zanjir esa chiziqli zanjir deb ataladi (1.9-rasm, a). Agar
rezistorning VAX egri chiziq bo'lsa (1.9 - rasm, b), u holda bunday rezistor
nochiziq rezistor, bunday rezistorlardan iborat elektr zanjir esa, nochiziq elektr
zanjir deb ataladi
Chiziqli passiv element- resistor R qarshilikka ega. Undan o'tuvchi tok va
rezistorning qismаlaridagi kuchlanish U ning o'zaro bog'lanishini Om qonuni
ifodalaydi: I= U /R. Qarshilikka teskari bo'lgan kattalik o'tkazuvchanlik deb
ataladi. O'lchov birligi Simens [Sm]. Chiziqli aktiv element - elektromagnit
energiya manbai bo'lib, shartli ravishda ikki turga bo'linadi: EYuK manbai va tok
manbai. Bu manbalar amalda ideal va real manbalar ko’rinishida bo’lishi mumkin.
Ideal EYuK manbai. Bunday manba qismalaridagi kuchlanish U u hosil qilgan tok
qiymati I ga bog'liq bo'lmaydi. Ideal EYuK manbai uchun manbaning ichki
qarshiligi rich=0, (1.10-rasm, a). Shuning uchun U = Е = const bo'ladi. Ideal EYuK
manbai VAX absissa o'qiga parallel to'g'ri chiziqdan iborat (1.10-rasm, a dagi 1-
to'g'ri chiziq).
Real EYuK manbai. Bunday EYuK manbaining ichki qarshiligi noldan farq qiladi.
Shuning uchun manba qismlaridagi kuchlanish Uаb= Е – richI, ya'ni U tok qiymati
I ga bog'liq bo'ladi. Real EYuK manbai VAX 1.10-rasm, a da keltirilgan (2-to’g’ri
chiziq). Real EYuK manbaiga misol tariqasida akkumulyator batareyasi, o'zgarmas
tok generatorini keltirish mumkin. Real manbaning EYuKi miqdor jihatidan uning
salt ish rejimida (tok nolga teng), qismalaridagi potensiallar ayirmasi –
kuchlanishga teng (1.10-rasm, b) bo'ladi. Bu manbaga tashqi zanjir ulanganda
uning EYuKi avvalgi qiymatini saqlab qola olmaydi, chunki manba qisman ichki
qarshilikka ega. Tok ortib borishi bilan Irich ko'payadi, kuchlanish U = E-richI esa,
kamayadi (1.10-rasm, a). Ideal tok manbai. Agar manbaning toki u ta'minlab
turgan zanjirning qarshiligiga bog'liq bo'lmasa, u holda bunday manba ideal tok
manbai deyiladi (1.11 - rasm). Agar manbaning EYuKi E va ichki qarshiligi rich ni
cheksiz oshirib borsak, unda с nuqta ordinata o'qi bo'yicha cheksizlikka, burchagi
esa 90
0
ga intiladi. Bunday manba ideal tok manbai deb ataladi (1.10 -rasm, v).
Demak, tok manbai elektromagnit energiya manbai bo'lib, manba toki va ichki
o'tkazuvchanligi bilan tavsiflanadi. Demak, ideal tok manbaining ichki
o'tkazuvchanligi gich = 0
Real tok manbai. Haqiqiy tok manbai ma'lum bir qiymatli ichki o'tkazuvchanlikka
ega bo'ladi.Bunda I=E/rich, gich=1/rich, Е=I/gich (1.12 - rasm). Tok manbaiga
misol qilib elektrostatik generatorni ko'rsatish mumkin
.
| 