1-mavzu. Kirish. Elektronika va sxemalar1 faniga kirish. Fanning maqsadi va
vazifalari.
Reja:
1. Zamonaviy elektronika va sxemalardagi diskret qurilmalardan integral
sxemalargacha rivojlanishining tarixiy davrlari va rivojlanishi
istiqbollari
2. Zamonaviy elektronika tarixi, rivojlanish bosqichlari va istiqbollari.
3. Elektrotexnika va elektronika sohalaridagi standartlar va texnik
talablar.
1.1
Elektronika va sxemalar 1 fanining o’rni va ahamiyati. Hozirgi zamon
axborot- kommunikatsiya texnologiyalari soxasidagi yetuk olimlarning
qo’shgan hissalari.
Hozirgi zamon elektroenergetikasi
— mamlakatning yetakchi sohasidir. U
ilmiy-texnik taraqqiyotda har qanday soha ishlab chiqarishini jadallashtirishda
hal qiluvchi rolni o'ynaydi. Inson o'z faoliyatining barcha sohalarida elektr
energiyadan foydalanadi. Elektr energiya boshqa energiya turlaridan quyidagi
ajoyib xossalari bilan ajralib turadi:
a) boshqa (mexanik, kimyoviy, issiqlik, yorug'lik, atom) energiya turlaridan
olinishi nihoyatda sodda;
b) uzoq masofaga yuqori foydali ish koeffitsiyenti (FIK) bilan uzatish va
yuklamalarga oson taqsimlash mumkin;
v) boshqa turdagi energiyaga oson aylantirish mumkin;
g) turli quwatga ega yuklamalarni bitta manbaga ulash mumkin;
d) turli fizik tabiatli parametrlarni tok va kuchlanishga o'zgartirish sodda;
e) signallami uzoq masofalarga bir onda uzatish mumkin (telefon, telegrafiya,
radioaloqa).
Elektr energiyaning bu xususiyatlari qisqa tarixiy muddatda nafaqat
elektroenergetikaning asosiy masalalarini, balki noelektr texnikalami yangi sifat
darajaga ko’tarishga imkon berdi. Elektronika va sxemalar1 fanining zamirida
elektrotexnik, radiotexnik, elektromexanik va avtomatik uskunalar, shu jumladan
hisoblash texnikasi tez sur'atlar bilan rivojlandi,
Elektronika va sxemalar1ning yuzaga kelishi o'zgarmas tok manbaining
yaratilishi va elektr va magnetizm sohasidagi kashfiyotlar bilan bog'liq.Qadim
o'tmishda dastlab yunonlar kichik Osiyoning Magneziya tog' rudalarining
parchalari temir jismlami tortish xususiyatini payqadilar va bu hodisani
magnetizm deb atadilar. Miletlik Fales eramizdan awalgi VIII
—VII asrlardanoq
qahrabo ishqalanish natijasida elektrlanishi va unda elektr maydon paydo
bo'lishini ta’kidlagan. Elektr va magnit hodisalar qadim dunyodan ma'lum, lekin
bu hodisalar to'g'risidagi fan 1600 yilda ingliz fizigi U. Gilbert elektr va magnit
hodisalar to'g'risida tadqiqotlarini e'lon qilgandan keyin boshlandi. Elektr
to'g'risidagi fanni rivojlanish bosqichida elektr hodisalarning tabiatini o'rganishga
bag’ishlangan M.V. Lomonosov, G.V. Rixman, B. Franklino, Sh. Kulonlarning
amaliy tadqiqotlari muhim ahamiyat kasb etdi.
Elektr va magnit hodisalarni o’zaro
bog'langanligini rus olimi F. Epinus 1758 yilda o'z ma'ruzasida aytib o'tgan.1785
yilda fransuz olimi Sh.Kulon o'z nomi bilan atalgan qonunni kashf etdi. U elektr
maydoni kuchlanganligi tushunchasini kiritdi. Elektr zanjir tushunchasi 1794
yilda A. Volta tomonidan kiritilgan.
Volt ustuni esa 1800 yilda yaratilgan. Rus akademigi V.V. Petrov 1802
yilda elektroximiya bo'yicha birinchi tadqiqotlarini o ’tkazgari va u
elektroximiyaniing asoschisi hisoblanadi.Magnit strelkaga tokning ta'siri X,
Ersted tomonidan 1819 yilda, toklaming o'zaro ta'siri esa A. Amper tomonidan
1820 yilda o ’rganilgan. Amper birinchi bo'lib elektr toki, tok kuchi, elektr
kuchlanish terminlarni kiritgan. Magnit maydonining dastlabki tadqiqotlari J.B.
Bio va M. Savar tomonidan o'tkazilgan va Laplas tomonidan matematik
ravishda umumlashtirilgan (Bio
— Savar — Laplas qonuni).Elektrostatikaga oid
ayrim tenglamalami fransuz matematigi S. Puasson tadqiq etgan. Elektromagnit
may donning materialistik konsepsiyasi ingliz olimi M. Faradey tomonidan
rivojlantirilgan. U elektr va magnit maydonlarni tadqiq etish uchun kuch va
ekvipotensial chiziqlar atamalarini kiritgan.1782 y. Laplas o'z nomi bilan
ataladigan tenglamalarni og'irlik nazariyasiga tegishli asarlarida qo'llagan.
Elektromagnit induksiya qonunini 1831 yilda ingliz fizigi M. Faradey
tajriba yo'li bilan kashf etgan va elektrokimyo qonunlarini birinchi bor
o'rgangan. Rus injeneri P.Shilling tomonidan 1832 yili yaratilgan. Rus akadernigi
B. Yakobi 1838 yili suv kemasi uchun elektr mashina yaratgan. Elektr zanjiriga
oid Om qonuni 1826 yilda nemis olimi G. Om tomonidan kashf
etilgan.Elektromagnit o’lchash birligi absolyut tizimini nemis olimlari K.F.
Gauss va T. Veber 1831
— 1833 yillari yaratdilar.Tokning issiqlik ta'siri — Joul
— Lens qonunini ingliz fizigi D. Joul 1841 yili va rus akademigi E. Lens 1842
yilda ta'riflab berishgan. 1844 yil E. Lens elektromagnit inersiya qonunini bayon
qilgan. Nemis olimi G. Kirxgof 1845 yilda elektr zanjirlarga oid ikkita muhim
qonunga ta’rif bergan.Vektor potensiali, induktivlik va o'zaro induktivlikni birinchi
bor 1845 yil nemis olimi F. Neyman ifodalagan. Buyuk ingliz olimi D.
Maksvell 1873 yili siljish toklari tushunchasmi kiritdi, hamda uni nomi bilan
ataladigan o'zgaruvchan elektromagnit maydon tenglamalarini yaratdi. Bundan
faqat 25 yildan keyingina elektromagnit maydon mustaqil tarzdagi materiya deb
isbot etdi.Elastik muhitda energiya harakati rus olimi N.Umov tomonidan 1874
yilda nazariy jihatdan tadqiq qilingan. Rus injeneri F. Pirotskiy 1875 yilda
quvvati 4,4 kVt o'zgarmas tokni 1 km masofaga uzatish tajribasini o'tkazgan.
Cho'g'lanish lampasi 1875 yil A Lodigin tomonidan kashf etilgan. 1884
yil ingliz olimi D. Poyting elektromagnit maydon energiyasini uzatishni nazariy
jihatdan tadqiq etgan.1889 yil rus injeneri M.O. Dolivo
— Dobrovolskiy elektr
energiyaning uch fazali tizimi qismlari (generator, transformator)ni ishlab
chiqqan va kuchlanishi 15 kV, quvvati 150 kVA bo’lgan elektr energiyani 175
km masofaga uzatishni amalga oshirgan.
1872 yilda rus olimi A. Stoletov fotoeffekt hodisasini kashf etgan. Dunyoda
birinchi bo'lib A.Popov radio aloqani amalga oshirgan, 1887
— 88 yillarda nemis
olimi G.Gers elektromagnit to'lqinlami mavjudligini eksprimental ravishda isbot
etdi. Relyativistik elektrodinamikaning rivojlanishi 1905
— 1908 yillarda G. Lorens
va G. Minkovskilarning izlanishlari bilan bog'liq.O’ta o’tkazuvchanlik hodisasi
nemis olimi G. Kamerling Onessom tomonidan 1911 yilda kashf etilgan.
"Elektronika va sxemalarning nazariy asoslari" faniga bevosita aloqasi bo'lgan
matematik va umumnazariy ishlar to'g'risida quyidagi ma'lumotlami berish
mumkin.
Fransuz matematigi J.Dalamber, Peterburg fanlar akademiyasi
akademiklari L. Eyler va D. Benullilar bilan birgalikda to’lqin tenglamalari
nazariyasini hamda matematika fizika asoslarini yaratishdi.Laplasning to'g'ri
o'zgartirish formulasi 1782 yilda taklif etilgan. Hajm integralini sirt integraliga
o'zgartirish formulasini M.V. Ostrogradskiy 1828 yilda bergan. Differensial
tenglamalami operator usulida integrallashni rus matematigi M. Vashenko
—
Zaxarchenko taklif etgan. O'rama (svertka) teoremasi birinchi bor P.L. Chebishev
tomonidan 1867 yil, Dyuamel integrali esa 1883 yil berilgan. Ma'lum harakatning
turg'unlik nazariyasini akademik A.M. Lyapunov bayon etgan. Operator usuli
elektronika faniga O. Xevisayd tomonidan 1892
— 1912 yillarda tadbiq etilgan.
Sinusoidal tok elektr zanjirlarini simvolik usulda hisoblash usulini amerika
olimi. Ch. Shteynmets 1894 yilda taklif etgan. Garmonik balans usulida nochiziq
elektr zanjirlarni hisoblash usulini fransuz olimi M. Joli 1911 yil joriy etgan.
Sekin o'zgaradigan amplitudalar usulini 1927 yil golland olimi B. Vander
—
Pol taklif etgan. Kichik parametrlar usulini esa 1928 yil fransuz olimi G.
Puankare taklif etgan. Nochiziq tebranishlar nazariyasidagi fundamental ishlarni
akademiklar L. Mandelshtamm, N. Papaleksi va A. Andronov 1937 yil amalga
oshirdilar. Nochiziq zanjirlarni cbastotaviy usulda tahlil etishni rus olimlari
N.M. Krilov va N.N. Bogolyubov birinchi bo'lib taklif etdilar. Elektr zanjirlar
sintezini birinchi bor nemis olimlari I.O. Sobel (1924 y.), amerika olimi R.
Foster (1924 y.) rus olimlari S. Yevlanov (1937 y) hamda B.V. Bulgakov (1949
y.) nazariy jihatdan asosladilar.Elektr zanjirlarni signal graflar bilan tahlil qilishni
rus olimi B.N. Petrov (1945 y.) va amerika olimi S. Mezon (1953 y.) taklif
etishgan. Maydon nazariyasi masalalarini yechishda integral tenglamalami
qo'llashni rus olimlari G.A. Granberg, V.M. Alexin, O.V. Tozoni, E.V.
Kotelnikovlar (1948 y.) taklif etdilar, 1904 yilda Peterburg politexnika institutida
professor V.F. Mitkevich "Elektr va magnit xossalari" fanidan, 1915 yilda
Moskva Bauman oliy texnologiya o'quv yurtida professor K.A Krug
"O'zgaruvchan toklar nazariyasi" fanidan ma'ruzalar o'qidi.
O'zbekistonda energetika va elektrotexnika fanlarini o’rganish va
rivojlantirish XX
—asrning 30 yillaridan boshlandi. Respublikadagi energetika
va eiektrotexnikaning asosiy ilmiy yo'nalishlari N. Shcherdin va akademik X.
Fozilov rahbarligida belgilandi va elektr stansiyalar elektr tizimi va jihozlarmi
takomillashtirish, puxtaligini oshirish, samaradorligini ko’tarishga qaratildi.
Elektr tizimlarini hisoblashning ixcham usullari (X.Fozilov, K.R. Allayev, T.X.
Nosirov, 1960 - 70 yillar) taklif etildi.Elektr tizimlari rejimini ifodalaydigan katta
o’lchamli nochiziq tenglamalami yechish (S. Solihov) masalalari tadqiq qilindi.
An'anaviy energiya hamda tiklanuvchi energiyadan kompleks foydalanish (R.A.
Zoxidov) masalalari xalq xo’jaligi uchun muhim ahamiyat kasb etadi.1970 —
1980 yillarda akademik J .Abdullayev tomonidan energetika tizimlarida o'lchash
texnikasi aniqligi, puxtaligi va samaradorligini oshirish bo'yicha muhim
tadqiqotlar amalga oshirildi. Shu yillarda o'zbek olimlari (M.Z.Xomidxonov,
S.Z.Usmonov, N.M.Usmonxodjayev, M.Xusanov, O.O.Xoshimov, K.Mo'minov)
avtomatlashgan. elektr yuritmalarning yangi avlodini hamda ko'p rotorli
asinxron motorlami (A.Dadajonov) yaratishga muvaffaq bo'ldilar. Elektr
tarmoqlari optimal rejimlarini boshqarish asoslari (E. Payziyev) yaratildi.
Nazariy elektrotexnika sohasida nochiziq elektr zanjirlari va tizimlari nazariyasi
(G.R. Raximov, Z.I. Ismoilov, P.F. Xasanov) hamda avtoparametrik tebranishlar
zanjirlarida o'zgaruvchan tok fazalar soni va chastotasini o'zgartirish nazariyasi
(A.S.Karimov, M.I. Ibodullayev) takomillashtirildi.Tarqoq parametrli zanjirlar
nazariyasi va ular asosida elektrotexnik hamda elektr o'lchash o'zgaitkichlarini
takornillashtirish (M.F. Zaripov) yo'nalishlarida ijobiy natijalarga erishildi. Elektr
o'lchashlar fanida yangi xarakteristikalarga ega chastotasi o'zgaruvchan
o'zgartgiclilar va o'lchash ko'priklari nazariyasi Sh Sh. Zoxidov tomonidan
takomillashtirildi
| 