1 Laboratoriya ishi O‘zgarmas tok zanjirlarida Om va Kirxgof qonunlarini o‘rganish

№ 1 Laboratoriya ishi

O‘zgarmas tok zanjirlarida Om va Kirxgof qonunlarini o‘rganish.


Kirish
Kundalik turmushimizda biz o‘zgarmas elektr tokidan keng foydalanamiz. Masalan elektr soatlar, qo‘l telefonlari, avtomashina va boshqa qator qurilmalar o‘zgarmas tok manbaidan, ya’ni batareyalar yoki akumulyatorlar tokidan foydalanib ishlaydi. Amaliyotda o‘zgarmas tok manbaining qayta tiklanuvchi (zaryadlanadigan) turlari akkumlyator, qayta tiklanmaydigan (zaryadlanmaydigan) turlari batareya deb yuritiladi. Batareya va akkumultorlarda elektr energiyasi xosil qilish turli xil moddalarda ximiyaviy reaksiyalar natijasida ionlanish xosil bo‘lishiga asoslanadi.
Bugungi kunda sanoatda akkumulyator va batareyalar ishlab chiqarish juda yaxshi yo‘lga qo‘yilgan va ularning ko‘plab turlari ishlab chiqarilmoqda. Masalan, maishiy sharoitda keng ishlatiluvchi 1.5 V kuchlanishli A, AA, AAA tipidagi batareya va akkumulyatorlar, tugmasimon mitti batareyalar, maxsus elektrolit quyilgan 12, 24 volt kuchlanishli avtomobil akkumulyatorlari, quyosh elektrostansiyalarida energiya yig‘uvchi katta quvvatli maxsus akkumulyatorlar va xokazo. Bundan tashqari ko‘pgina qurilmalarda bevosita o‘zgarmas tok ishlab chiqaruvchi generatorlar ham qo‘llaniladi (masalan, avtomobillarning tok generatorlari) va ular shu qurilmaning elektr energiya bilan ishlovchi qismlarini o‘zgarmas tok bilan taminlaydi. Ko‘rsatib o‘tilgan akkumulyatorlar va generatorlar elektr qurilmalarida tok manbai sifatida ishlatilib, unga iste’molchilar turli (ketma-ket, parallel va aralash) usullarda ulanadi.
Iste’molchilarni tok manbaiga ulash uchun elektr tokini yaxshi o‘tkazuvchi metallardan yasalgan simlardan foydalaniladi. Odatda elektr simlari mis, alyumin va po‘latning turli navlaridan yasaladi.


I. Qisqacha nazariy tushunchalar.
Zaryadlangan zarrachalarning tartibli harakati elektr toki deb aytiladi. Elektr toki o‘zgaruvchan va o‘zgarmas elektr toklariga bo‘linadi. Yo‘nalishi va son kiymati vaqt davomida o‘zgarmaydigan tok o‘zgarmas elektr toki deb ataladi.
O‘zgarmas elektr toki bilan ishlovchi elektr zanjirlari o‘zgarmas tok zanjiri deb aytiladi. Bu zanjir tok manbasi va iste’molchidan iborat bo‘ladi. Elektr tokining manbai va iste’molchi simlar bilan birlashtiriladi. Elektr zanjirida iste’molchidan tashqari qo‘shimcha yordamchi elementlar ham bo‘lishi mumkin, bular kalitlar(vklyuchatel) va o‘lchov qurilmalaridir.
Elektr zanjiri tarkibiga kiruvchi va ma’lum bir funksiyani bajaruvchi qurilmalar elektr zanjirining asosiy elementlari deyiladi. Elektr zanjiriga ulangan o‘lchov qurilmalari zanjirning yordamchi elementlari deb ataladi. Eng sodda elektr zanjiri iste’molchilari ketma-ket ulangan zanjirdir (1-rasm). Bunda manbaning U₀ kuchlanishi (V voltmetrning ko‘rsatishi) ayrim iste’molchilardagi (R_1, R₂, R₃ qarshiliklardagi) kuchlanishlar tushuvlarining yig‘indisiga teng (Kirxgofning ikkinchi qonuni);
U₀ = U₁ + U₂ + U₃ . (1)

1.1 - rasm. Iste’molchilari ketma-ket ulangan o‘zgarmas tok zanjiri.
Zanjirdan o‘tayotgan tok kuchi esa Om qonuniga ko‘ra
I₀ = , (2)
bu erda R_um - zanjirning to‘la qarshiligi. Iste’molchilari ketma-ket ulangan zanjirda umumiy qarshilik ayrim qarshiliklarning yig‘indisiga teng:
R_um = R₁ + R₂ + R_{3 .} (3)
Zanjirning umumiy qarshiligi ekvivalent qarshilik deb ham yuritiladi. Ketma-ket ulangan zanjirda tarmoqlangan qismlar bo‘lmaganligi uchun zanjirdan o‘tayotgan umumiy tok kuchi (mA milliampermetrning ko‘rsatishi) R₁ , R₂ , R₃ ayrim qarshiliklardan o‘tayotgan tokka teng:
I₀ = I₁ = I₂ = I₃ . (4)
Iste’molchilarni ketma-ket ulashning asosiy kamchiligi shundaki, bita iste’molchi ishdan chiыsa zanjir uziladi. Bunday ulanish ko‘proq manbaning kuchlanishi iste’molchilar nominal kuchlanishidan katta bo‘lgan xollarda ishlatiladi.
Barcha iste’molchilari ketma-ket ulangan elektr zanjirlari amalda kamdan-kam ishlatiladi. Ko‘proq, iste’molchilari manbaga parallel ulangan elektr zanjirlari keng tarqalgan. Bunday ulashning afzalligi shundaki, ayrim istemolchining ishlashi boshqa iste’molchiga bog‘liq emas.
Iste’molchilari tok manbaiga parallel ulangan zanjir 2 - rasmda ko‘satilgan. U₀ o‘zgarmas kuchlanishli manbaga R₁, R₂ va R₃ qarshiliklar parallel ulangan.

1.2 - rasm. Iste’molchilari parallel ulangan o‘zgarmas tok zanjiri.
Bunday zanjir tarmoqlangan elektr zanjiri deb ataladi. Zanjirning tarmoqlanish nuqtalari A, V, S, D tugunlar deb ataladi. Zanjirning tarmoqlanmagan qismidan o‘tayotgan I₀ tok kuchi (mA₀ ampermetrning ko‘rsatishi) A va V tugunlarga kelib I₁ , I₂ va I₃ tarmoq toklariga bo‘linib ketadi. Kirxgofning birinchi qonuniga ko‘ra tugundagi toklarning algebraik yig‘indisi nolga teng, ya’ni tugunga kelayotgan toklarning yig‘indisi tugundan chiqayotgan toklarning yig‘indisiga teng, demak:
I₀ =I₁+I₂ + I_{3 .} (5)
S va D tugunlarda I₁, I₂ va I₃ tarmoq toklari (mA_1, mA₂ va mA₃ ampermetrlarning ko‘rsatishlari) yana yig‘ilib I₀ tokni xosil qiladi.
Tarmoqlangan elektr zanjiri uchun R₁ , R₂ va R₃ qarshiliklardagi kuchlanishlar, ya’ni tarmoq kuchlanishlari teng bo‘lib, u , manbaning kuchlanishi U₀ ga teng.
U₀ =U₁=U₂ = U₃. (6)
Zanjirning umumiy (to‘la) R_um qarshiligi:
. (7)