|
O`zgarmas to`k qonunlari Reja
|
| Sana | 17.01.2024 | | Hajmi | 23,38 Kb. | | #139488 |
Bog'liq OZgaruvchi tok
O`zgarmas to`k qonunlari
Reja:
1.O`tkazgichlar, yarimo`tkazgichlar va dielektriklar. Elektr tokining mavjud bo`lish sharti.
2. O`zgarmas to`k qonunlari
3. Oʻzgarmas tok — tok kuchi va yoʻnalishi
Xulosa
Foydalanilgan adabiyotlar
Oʻzgarmas tok — tok kuchi va yoʻnalishi vaqt oʻtishi bilan oʻzgarmaydigan elektr toki. Oʻzgarmas tok oʻzgarmas elektr yurituvchi kuch taʼsirida oʻtkazgichdan yasalgan berk zanjirda vujudga kelishi mumkin. Agar elektr zanjiri tarmoqlanmagan boʻlsa, uning hamma qismlaridan oʻtayotgan tok kuchi bir xil boʻladi. Oʻzgarmas tokning asosiy qonunlari Om qonuni va Joul — Lens qonunipan iborat. Ishtirok etayotgan qarshiliklar va elektr yurituvchi kuchlardan foydalanib, zanjir tarmoqlarining har biridan oqayotgan tok kuchi va yoʻnalishi Kirxgof qoidalari asosida hisoblanadi. Oʻzgarmas tokdan turli sanoat tarmoqlarida, mas, elektrometallurgiya, transport, aloqa, avtomatika va boshqalarlarda foydalaniladi.
Om qonuni haqida qisqacha tushuncha
Om qonuni – o`tkazgichda o`tayotgan o`zgarmas tok kuchi bilan uchlaridagi potensiallar farqi V ning o`zaro bog`liqligini ifodalovchi qonun. Formulasi quyidagicha: V=IR Om qonunining tarmoqlangan elektr zanjiri uchun umumlashgan ko`rinishi Krixgof qoidalari bilan tushuntiriladi. Om qonuni 1826-yilda Olmon fizigi va matematigi Georg Om tomonidan o`rganilgan bo`lib, 1827-yili nashr etilgan va uning nomiga atalgan.
O’zgarmas elektr tok qonunlari. O’tkazgichda elektr maydoni hosil bo’lganda zaryad tashuvchilarning tartibli harakati, ya’ni, musbat zaryadlarning maydon yo’nalishi bo’yicha, manfiy zardlarning qarama-qarshi yo’nalgan harakati vujudga keladi. Zaryadlarning tartibli harakati elektr toki deyiladi. Agarda o’tkazgichning S ko’ndalang kesimidan t dt vaqtda q dq zaryad o’tsa, tok kuchi (skalyar kattalik) quyidagicha aniqlanadi: dt dq i (1) Elektr toki (+) va (-) zaryad tashuvchilarning harakatidan yuzaga kelishi mumkin. Qarama-qarshi yo’nalishdagi (+) va (-) zaryadlar ko’chishida ekvivalentdir. U vaqtda dq+ va dqta’sirida o’tkazgichdan o’tayotgan tok: dt dq dt dq i (2) bo’ladi. (+) zaryad tashuvchilarning yo’nalishi tokning yo’nalishi deb qabul qilingan. a) elektr maydon bo’lmaganda, molekulalar issiqlik harakatida zaryad tashuvchilar haotik v tezlik bilan harakatlanadi. b) Maydon ulanganda u tartibli tezlik qo’shiladi. Ammo 0 bo’lganligi sababli zaryad tashuvchilarning o’rta yig’indisi u ga teng bo’ladi: u u u (3) Elektr toki zichligi quyidagicha topiladi:
zichligi quyidagicha topiladi: dS di J (4) U+ning yo’nalishi j vektorning yo’nalishi, deb qabul qilinadi. O’tkazgichning har bir nuqtasidagi tok zichligi vektorini bilgan holda istalgan S sirtdan o’tuvchi tok kuchi quyidagicha aniklanadi: S i j n dS (5) Agarda birlik hajmda n + va p - zaryad tashuvchilar va unga moc zaryad miqdori e + va e - ga teng. Maydon ta’sirida zaryad tashuvchilar U+ va Utezlikka ega bo’ladi. Тok zichligi quyidagicha bo’ladi: j = e +n +u ++e -n -u - (6) Vaq o’tishi bilan o’zgarmaydigan tok o’zgarmas tok, deyiladi. O’zgaruvchan tok belgisini i holda saqlab,o’zgarmas tok kuchini I harfi bilan belgilaymiz. I = q/t (7) H,B - da I=1K/sek =1 amper bo’ladi. 1K = 9 310 sgs E tok kuchi birligi. ELEKТR YuRIТUVChI KUCh Тashqi kuchlarning birlik (+) zaryadni ko’chirishda bajargan ishga teng bo’lgan kattalik EYuK deyiladi.
E=A/q (1) q zaryadga ta’sir etuvchi T K f . tashqi kuch ( ) * / f E q r T K teng bo’ldi. E* vektor kattalik tashqi kuchlar maydonining kuchlanganligi. Тashqi kuchlarning yopiq zanjirda bajargan ishi: A Фf dl qФ dl Т К * , (3) Bu ishni q ga bo’lib zanjirda EYuK ni topamiz: Ф edl * (4) Тashqi kuchlar bo’lmaganda U kuchlanish 1 2 potensiallar farqiga teng. U12 1 2 E12 Yopiq, zanjirda elektrostatik kuchlarning bajargan ishi nolga teng bo’lgani uchun A=q teng bo’ladi. ТOK MANBAINING FOYDALI IShI. ТOK MANBAINING FOYDALI ISh. KOEFITSIYENТI. Foydali quvvatning zanjirdagi EYuKning umumiy quvvatiga nisbati tok manbaining foydali ish koeffitsiyentini (f.i.k.) ko’rsatadi: 100% 0 R R R P PH Bu formuladan nagruzkaning R qarshiligi tok manbaining R0 qarshiligidan qancha katta bo’lsa, F.I.K.ning shuncha katta bo’lishi kelib chiqadi. Shu sababli manbaining qarshiligini iloji boricha kichik qilishga harakat qilinadi. Agarda R=0 bo’lsa, tok manbaining quvvati maqsimal bo’ladi. Bu quvvat befoyda bo’ladi.
OʻTKAZGICHLAR, YARIMO`TKAZGICHLAR VA DIELEKTRIKLAR. ELEKTR TOKINING MAVJUD BO`LISH SHARTI. TASHQI KUCHLAR. Tok tashuvchilarning (elektronlar, ionlar) mavjudligi jismni elektr o`tkazuvchanligini asosiy sharti bo`ladi. Jismlarda tok tashuvchilarning xarakteriga qarab, ular o`tkazgichlarga, dielektriklarga va yarimo`tkazgichlarga bo`linadi. O`tkazgichlar - shunday jismlarki, ularda zaryadlar jismning butun hajmi bo`ylab erkin ko`chaoladi. O`tkazgichlar ikki turga bo`linadi: birinchi tur o`tkazgichlar (masalan, metallar) ularda erkin elektronlarning ko`chishi kimyoviy o`zgarishlarsiz sodir bo`ladi; ikkinchi tur o`tkazgichlar (masalan, eritmalar, kislotalar), ularda zaryadlarning ko`chishi (musbat va manfiy ionlar) kimyoviy o`zgarishlar orqali sodir bo`ladi. Dielektriklar - (masalan, shisha, plastmassa) - elektr tokini o`tkazmaydigan jismlardir, ularda erkin elektronlar juda kam. Yarimo`tkazgichlar (masalan, germaniy, kremniy)-elektr o`tkazuvchanligi bo`yicha o`tkazgichlar bilan yarimo`tkazgichlar orasidagi jismlar bo`lib, zaryad tashuvchilik vazifasini elektronlar va musbat zaryadlangan kovaklar bajaradi. Ularni o`tkazuvchanligi tashqi sharoitlarga (masalan, temperaturaga) bog’liq.
YARIMO`TKAZGICHLAR VA DIELEKTRIKLAR. ELEKTR TOKINING MAVJUD BO`LISH SHARTI. TASHQI KUCHLAR. Tok tashuvchilarning (elektronlar, ionlar) mavjudligi jismni elektr o`tkazuvchanligini asosiy sharti bo`ladi. Jismlarda tok tashuvchilarning xarakteriga qarab, ular o`tkazgichlarga, dielektriklarga va yarimo`tkazgichlarga bo`linadi. O`tkazgichlar - shunday jismlarki, ularda zaryadlar jismning butun hajmi bo`ylab erkin ko`chaoladi. O`tkazgichlar ikki turga bo`linadi: birinchi tur o`tkazgichlar (masalan, metallar) ularda erkin elektronlarning ko`chishi kimyoviy o`zgarishlarsiz sodir bo`ladi; ikkinchi tur o`tkazgichlar (masalan, eritmalar, kislotalar), ularda zaryadlarning ko`chishi (musbat va manfiy ionlar) kimyoviy o`zgarishlar orqali sodir bo`ladi. Dielektriklar - (masalan, shisha, plastmassa) - elektr tokini o`tkazmaydigan jismlardir, ularda erkin elektronlar juda kam. Yarimo`tkazgichlar (masalan, germaniy, kremniy)-elektr o`tkazuvchanligi bo`yicha o`tkazgichlar bilan yarimo`tkazgichlar orasidagi jismlar bo`lib, zaryad tashuvchilik vazifasini elektronlar va musbat zaryadlangan kovaklar bajaradi. Ularni o`tkazuvchanligi tashqi sharoitlarga (masalan, temperaturaga) bog’liq.
Tok o`zgarmas bo`lishi uchun tok o`tayotgan o`tkazgichning barcha nuqtalarida elektr maydon kuchlanganligi o`zgarmas saqlanishi lozim. Shuning uchun tok o`tayotgan o`tkazgichning biron joyida zaryadlar ko`payib yoki kamayib ketmaydi. Aks holda mazkur zaryadlarning elektr maydoni o`zgarib ketadi. Demak, o`zgarmas tok oqayotgan zanjir yopiq bo`lishi, tok kuchi esa zanjirning barcha ko`ndalang kesimlarida bir xil bo`lishi kerak. Tok kuchi skalyar kattalik bo`lgani uchun, berilgan sirt orqali elektr tokining taqsimlanishini va shu sirtning turli nuqtalarida tok yo`nalishini ifodalash uchun tok zichligi vektori degan kattalik kiritiladi. Tok zichligi deb o`tkazgich ko`ndalang kesimining bir birligiga to`g’ri kelgan tok kuchiga aytiladi: (6.3) bundan yoki (6.4) bu erda jn - tok zichligining sirtga o`tkazilgan normal yo`nalishidagi proyeksiyasi. O`zgarmas tok uchun esa
O`tkazgichda elektr tokini paydo bo`lishi uchun uning uchlarida potensiallar ayirmasini hosil qilish kerak, chunki zaryadlangan zarrachalar elektr maydoni ta`sirida harakatlanadi. A va B o`tkazgichlar turli ishorali zaryadlar bilan 1 va 2 potensiallargacha zaryadlangan bo`lsin .Maydon kuchlari ta`sirida musbat zaryadlar ACB, manfiylari esa qarama-qarshi yo`nalishda xarakatlana boshlaydilar. Tok o`tishi natijasida potensiallar tenglashadi va maydon kuchlanganligi nolga teng bo`ladi, tok to`xtaydi. Demak, elektr maydoni o`tkazgichda qisqa vaqtli tok hosil qiladi. Elektr zanjirida tokning o`tib turishini ta`minlash uchun zanjir tarkibida zaryadlarni ajratuvchi va o`tkazgichlarga ko`ciruvchi maxsus qurilma kerak bo`ladi. Bunday qurilmani tok manbai deyiladi. Bu qurilmada (generatorda) elektronlarga elektrostatik xarakterda bo`lmagan kuchlar ta`sir qiladi.
Tok manbai tomonidan zaryadlarga ta`sir qiluvchi bu kuchlarni tashqi kuchlar deyiladi. Tashqi kuchlarni tabiati har xil bo`lishi mumkin, masalan, kimyoviy energiya, magnit maydon energiyasi, mexanik energiya hisobiga va boshqalar Tashqi kuchlar, elekr zaryadini ko`chirib ish bajaradi: At/q= (6.6) Bu ishni tok manbaining elektr yurituvchi kuchi (EYUK) deyiladi. Boshqacha qilib aytganda tok manbaining elektr yurituvchi kuchi, tashqi kuchlarning birlik musbat zaryadni tok manbaini o`z ichiga olgan berk zanjir bo`ylab ko`chirishda bajargan ishi bilan ifodalanadi. Q zaryadga tahsir etuvchi tashqi kuch Ft = qEt (6.7) ko`rinishda ifodalanadi.
Elektr yurituvchi kuch birligi qilib volt (V) qabul qilinadi: 1 V - shunday tok manbaining eYUK ki, bunda tashqi kuchlar berk zanjir bo`ylab 1 Kl zaryadni ko`chirishda 1 J ish bajaradi. Umumiy holda o`tkazgichlardagi q zaryadli tok tashuvchilarga Kulon va tashqi kuchlar ta`sir etadi: bunda k - o`tkazgich ichidagi elektrostatik maydon kuchlanganligi; T tok manbai ichidagi tashqi kuchlar kuchlanganligi. Mazkur kuchlar tomonidan q zaryadni elektr zanjirining biron qismida ko`chirishda bajarilgan ish Elektrostatik va tashqi kuchlar birlik zaryadni ko`chirishda bajargan ishiga son jihatdan teng kattalikni zanjirning berilgan qismida kuchlanish tushishi yoki kuchlanish U deyiladi: U = 1 - 2 + 12 (6.8) Tashqi kuchlar bo`lmaganda kuchlanish U = 1 - 2 zanjirning berilgan qismidagi potensiallar farqiga teng bo`ladi.
Agar zanjir bir jinsli bo`lmasa, zaryadlarni ko`chirishda ishni elektr maydon va tashqi kuchlar bajaradi: A12=(U12+)It Zanjirning bir jinsli bo`lmagan qismiga tegishli Om qonunidan foydalansak A=(U12+)It=I2R12t Zanjir berk bo`lsa U12 = 0 A= It=I2Rt=I2(Ro+r)t (6.15) Berk zanjirda ishni tok manbai bajaradi. SHuning uchun E.YU.K. deb birlik musbat zaryadni berk zanjir bo`yicha ko`chirishda tok manbai bajargan ishga aytiladi. Elektr tokining birlik vaqt ichida bajargan ishini harakterlovchi kattalikka uning quvvati deyiladi: R=A/t (6.16) Zanjirning bir qismida ajralib chiqqan quvvat: R= IU12 + I Berk zanjirning to`la quvvati esa: Rt = I (6.17) Tashqi zanjirdan ajraladigan quvvat: Rt= IU = I2R = U2/R (6.18) Ish Joul, quvvat esa Vatt birligida o`lchanadi.
Zanjirda o`zgarmas tokni ushlab turish uchun doimiy A ishni bajarib turish kerak. elektr tokining energiyasi esa uzuluksiz boshqa turdagi energiyaga aylanib turadi. Agar zanjirda boshqa jarayonlar sodir bo`lmasa (kimyoviy jarayonlar, o`tkazgich harakatlanayotgan) elektr energiyasi to`lasicha Q issiqlikka aylanadi, natijada o`tkazgich qiziydi, ya`ni A=Q=IUt=I2Rt=U2t/R (6.19) (6.19 ) ifodani Joul’-Lents Qonunining integrall ko`rinishi deyiladi. Yuqoridagi J = jS va U = E larni inobatga olsak Q = jSEt = E2Vt (6.20) bu erda V = S o`tkazgichning hajmi. E - o`tkazgich ichidagi elektr maydon kuchlanganligi, - o`tkazgichning uzunligi. O`tkazgichning birlik hajmidan birlik vaqt ichida ajralib chiqayotgan issiqlikni solishtirma quvvat deyiladi. w = Q/Vt = E2 (6.21) Ushbu ifodani Joul-Lents qonunining differentsial ko`rinishi deyiladi.
Agar zanjirning berilgan qismida tok manbai bo`lmasa, (12=0) (6.25) dan I=U/R kelib chiqadi. Agar zanjir tutashtirilgan bo`lsa (1=2) I=12/R kelib chiqadi, bunda R=r+R1, r-manbaning ichki qarshiligi, R1-tashqi qarshilik. Agar zanjir uzuq bo`lsa (I=0), u holda 12=1-2 bo`ladi.Demak, zanjir ochiq bo`lsa, tok manbai klemmalaridagi potensiallar ayirmasi manbaning EYUK siga teng bo`ladi.
Xulosa
Odatda uch va undan ortiq o`tkazgichlar ulangan elektr zanjirining nuqtasini tugun deyiladi. Agar birinchi qoida bajarilmasa, tugunda elektr zaryadlari to`planib qolishi, vaqt o`tishi bilan o`zgarib ketishi va oqibatda elektr maydoni ham o`zgarib, tok doimiyligi saqlanmaydi. Demak, o`zgarmas tok zanjirning tugunida birinchi qoida bajarilishi shart. Kirxgofning ikkinchi qoidasi: Murakkab elektr zanjir ichida ixtiyoriy berk konturni ajratib olsak, unda ta`sir etayotgan elektr yurituvchi kuchlarning algebraik yig’indisi shu kontur qismlardan o`tayotgan tokni mos qismlaridagi qarshiliklariga ko`paytmalarining algebraik yig’indisiga teng bo`ladi.
Foydalanilgan adabiyotlar
O‘zbekiston Respublikasining “Ta’lim to‘g‘risida”gi Qonuni // Barkamol avlod –
O‘zbekiston taraqqiyotining poydevori. –Toshkent: SHarq, 1997. – 20-29 b.
2. O‘zbekiston Respublikasining “Kadrlar tayyorlash milliy dasturi
to‘g‘risida”gi Qonuni // Barkamol avlod – O‘zbekiston taraqqiyotining
poydevori. –Toshkent: Sharq, 1997. – 31-61 b.
3. O‘zbekiston Respublikasi Vazirlar Mahkamasining 2001 yil 23 maydagi
«2001-2005 yillarda kompyuter va axborot texnologiyalarini rivojlantirish,
“Internet” axborot tizimlariga keng kirib borishni ta’minlash dasturini ishlab
chiqishni tashkil etish chora-tadbirlari to‘g‘risida»gi 230-sonli Qarori.
4. O. U. Otamurzaev, S. K. Vaxobova.//Ta’lim texnologiyalari 2016. №2(58).
|
| |
