1. O’zgarmas tok zanjirlariga oid umumiy tushunchalar

1. O’zgarmas tok zanjirlariga oid umumiy tushunchalar

2. Elektr energiya manbalari va iste’molchilari.Tokning passiv manbai

3. OM qonuni. Elektr zanjir tuguni, shoxasi va konturi

4. Murakkab elektr zanjirlarini hisoblash usullari. Kirxgof konunlari

O’zgarmas tok zanjirlariga oid umumiy tushunchalar

Elektr zanjiri — elektr energiyasi manbalari, qabul qilgichlari (isteʼmolchilari) va ularni bir-biriga tutashtiruvchi oʻtkazgichlar (simlar) majmui. Elektr zanjiri tarkibiga ulabuzgichlar, qayta ulagichlar saqlagichlar, himoyalash va kommutatsiya (uzibulash) apparatlari, oʻlchash va nazorat asboblari va boshqalar ham kiradi. Elektr zanjiri yordamida elektr energiyasi (elektromagnit energiya yoki zanjirida elektr toki, elektr yurituvchi kuch EYUK, potensiallar farqi mavjud boʻlgan boshqa tur energiya) uzatiladi, tarqatiladi hamda kuchlanishi pasaytiriladi yoki oshiriladi. Elekt energiyasi manbalarida biror turda gi energiya (suv, issiklik va boshqalar ener giyasi) elektr energiyasiga, qabul qil gichlar (isteʼmolchilar)da elektr ener giyasi issqlik, mexanik va boshqalar tu| energiyaga aylantiriladi. Elektr zanjiri rejim” (ish maromi) barcha qismalardagi tok va kuchlanish qiymatiga bogʻlq boʻladi. Elektro zanjirlarda 2 xil elektro quvvatdan foydalanadi (AC) o’zgaruvchan tok va o’zgarmas tok. (DC).O’zgaruvchan tok asosan katta apparatlar va motorlarniishga tushiradi va uzgaruvchan tok elektro stansiyalarda ishlab chqariladi.transpotr vositalari va boshqa mashinalar hamdaelektronikda o’zgarmas tok kuchidan foydalaniladi.

Bunday manba qismalaridagi kuchlanish u hosil qilgan tok qiymati I ga bog’lq bo’lmaydi. Ideal EYuK manbai uchun manbaning ichki qarshiligi .Shuning

uchunU = E = const bo’ladi. Ideal EYuK manbai VAX absissa

o’qiga parallel to’g’ri chizqdan iborat (1.10-rasm, a dagi 1-to’g’ri chizq). 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 anq funksiyani bajaradi.Elektr zanjirning elementlari shartli belgilar bilan tasvirlanadi.Elektr zanjirning elementlari va ularni o’zaro ulanishining grafik tasviri elektr zanjirining sxemasi deb ataladi. Elektr qarshilik — elektr zanjiri (yoki zanjir bir qismi)ning elektr tokka koʻrsatadigan aks taʼsirini ifodalaydigan fizik kattalik; omlarda oʻlchanadi. Elektr qarshilik elektr energiyasining boshqa tur energiyaga aylanishiga bogʻlq; elektr energiyasi oʻzgarmaydigan

Jarayondagi elektr qarshilikni aktiv qarshilik, tok manbai energiyasi elektr yoki magnit maydoniga uzatiladigan jarayonlardagi electr qarshilikni reaktiv qarshilik deyiladi.

Elektr qarshilik tok kuchi va kuchlanishdan farqi unda zaryadga bog’lq emas. Unga olimlar uning uzunligi ko’ndalang uzunligigan bog’lq zaryadga bog’lq emas deyishadi olimlar. Uning formulasi R=Lp/selektir kuchlanish va tok kuchi orasidagi munosabat R=U/I

EYuK manbai.Bunday EYuK manbaining ichki qarshiligi noldan farq qiladi. Shuning uchun manba qismlaridagi kuchlanish , ya’ni U tok qiymati I ga bog’lq bo’ladi. Real EYuK manbai VAX 1.10-rasm, a da keltirilgan.Real EYuK manbaiga misol tarqasida akkumulyator batareyasi, o’zgarmas tok generatorini keltirish mumkin.Real manbaning EYuKi mqdor 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

Avvalgqiymatinisaqlabqolaolmaydi, chunki manba qisman ichki qarshilikka ega. Tok ortib borishi bilan ko’payadi, kuchlanish U = E-richI esa, kamayadi .

Boshqariluvchi manbalar

Avvalda ko’rsatilgan manbalar mustaqil manbalar deb ataladi.Mu-taxassisiligimizda boshqariluvchi manbalardan ham foydalaniladi.

Boshqariluvchi manba – bu elektr manbadir, uning hosil qilgan toki yoki kuchlanishi boshqa zanjir elementining tokiga yoki kuchlanishiga bog’lq bo’ladi.

Amalda boshqariluvchi manba- larning 4 xil shaklidan foydalaniladi:

Eng sodda noideal tok manbai rezistor bilan ketma-ket kuchlanish manbaidan tarkib topgan. Ushbu manbadagi yigindi kuchlanishni rezistor qarshiligivakuchlanish manbai o’rtasidagi munosabat orqali aniqlanadi.

( Om qonuni; I = U/R). Tokning bu qiymati uning chqishidagi nol kuchlanish pasayuvi tufayli faqat uzoq yuk bo’ladi. (qisqa tutashuv,shu bilan barga zaryadlanmagan kondensator, zaryadlangan induktor, virtual erga ulangan zanjir va hokazo.) Oldingi nol kuchlanishli yuklama (pasayish) terminallar orqali (anq qarshilikli chizig’iy va nochizig’iy rezistor, zaryadlangan kondensator, zaryadlanmagan induktivlik,kuchlanish manbai va hokazolar) hamma vaqt har xil bo’ladi. Bu rezistordagi kuchlanish pasayuvi munosabati (qo’zg’atuvchi kuchlanish va yuklamadagi kuchlanish) uning chidamliligi uchundir. Qariyb ideal tok manbai uchun rezistor nominal juda katta bo’lishi lozim, lekin bu faqat anq bir tok uchun kuchlanish manbai juda katta bo’lishi lozimligini bildiradi ( ma’lum chegarada qarshilik va kuchlanish cheksizga intiladi va tok manbai ideal bo’ladi va tok yuklamadagi kuchlanishga bog’lq bo’lmay qoladi). Shunday qilib, buning effekti kichik (rezisordagi quvvat isrofi tufayli) va bu holatda qoidaga binoan “Yaxshi” tok manbaini qurish uchun maqsadga to’g’ri kelmaydi, Shunga qaramay ko’pincha bunday sxemalar ishchi tokda va uncha katta bo’lmagan yuklama qarshiligida etarli darajada ishlab chqarishni ta’minlay oladi. Masalan,kuchlanish manbai-5 volt ketma-ket 4.7 kOm rezistor orqali yuklama qarshiligi 50 dan to 450 Om gacha diapazonda taxminan 1 mA ± 5% o’zgarmas tokni ta’minlay oladi. Van de Graaf generatori -bu shunday yuqori kuchlanishli tok manbaiga misol bo’la oladi.U o’zini xuddi o’zgarmas tok manbaidek tutadi,chunki uning juda katta chqish qarshiligi kabi juda katta chqish kuchlanishi ham bor, shuning uchun u katta laborator versiyalarda xoxlagan bir necha yuz volt (yoki o’nlab megavolt) chqish kuchlanishida ham faqat bir nechta mikroamperga teng bo’ladi..

Om qonuni

Om qonuni kuchlanish va bir jinsli metal oʻtkazgichdan oʻtayotgan oʻzgarmas tok kuchi o’rtasidagi bog’lqlikni ifodalaydi.Bu bog’lqlikka ko’ra bir jinsli metal o’tkazgichdagi kuchlanish undagi tok kuchiga proportsionaldir.

O’zgarmas proportsionallik “Qarshilik”deb ataladi va “R” deb belgilangan.

Om qonuniga ko’ra u = I R ga teng

Bu yerda u qarshilik va o’zgarmas tok kuchi o’rtasidagi potensial farqni ifodalaydi. Biologik ish uchun ko’pincha o’tkazuvchanlik g = 1/R ga teng; Bunda Om qonuni I = g u ga teng.

Om qonuniga bo’ysunadigan materiallar “_chizqli ___”deb ataladi ,chunki undagi potensial farq o’zgaruvchan bo’ladi.

Agar elektr zanjir faqat bitta manba va ketma-ket yoki parallel ulangan qarshiliklardan iborat bo’lsa, bunaqa zanjirlarni hisoblash uchun Om qonuni kifoya masalan, ketma-ket ulangan zanjirda. Bu zanjirlar berk zanjir hisoblanadi.Unda kamida bitta kuchlanish manbai mavjud (shunday qilib potensial energiyaning oshishi ta’minlanadi) va birta potensial energiyani kamaytiruvchi potensial ayirmamavjud. Berk janjirdagi kuchlanish summasi nolga teng .

Zanjirdagi potensial energiyaning oshishi zaryadlarning quyi potensialdan yuqori potensialga harakatlanishga sabab bo’ladi.Potensial energiya va potensial o’rtasidagi farqga e’tibor bering.

Elektrostatik kuch tufayli batareya ichida zaryadni quyi potensialdan yuqori potensialga harakatlantiruvchi boshqa “kuch”bo’lishi kerak.Bu elektro harakatlantiruvchi kuch deb ataladi va unig birligi volt ( bu aslida kuch emas)

Biz elektroharakatlantiruvchi kuchni E bilan ifodalaymiz, belgisi - , potensial energiya tushushi turli omillarga sabab bo’lishi mumkin.Masalanelektr qarshilik sababli yoqotilgan issqlik energiya yo’qolish manbai bo’lishi mumkin.

Energiya saqlanishi tufayli potensialelektro harakatlantiruvchi kuchdagi potensial farq zanjirdagi qolgan qismlarining potensial sarfiga teng bo’lshi kerak.Shunda Om qonuni mos keladi:

Berk elektr zanjirida tok kuchi, elektr yurituvchi kuch va qarshilik o‘zaro ma’lum holatda bir-biriga bog‘lq.

Butun zanjir uchun Om qonuni: berk zanjirdagi tok, zanjirdagi E.YU.K. ga to’g’ri proporstional bo’lib, butun zanjirning qarshiligiga teskari proporstionaldir.

Har qanday murakkab, tarmoqlangan o‘zgarmas tok zanjirining qismlaridan o‘tayotgan toklarni va potentsiallar ayirmalarini Om qonuni yordamida hisoblashimiz mumkin, ammo Kirxgof taklif etgan ikki qoidadan foydalansak masala ancha soddalashadi. Qoidalardan biri chizqli o‘tkazgichlarda elektr zaryadining saqlanish qonunini, ikkinchisi esa Om qonuni tadbqining natijasini ifodalaydi va quyidagicha ta’riflanadi.

1845 yilda nemi sfizigi Kirxgof qonunlar majmuini taklif etdi. Buikki qonun ;Kirxgofning chizqli o‘tkazgichlarda elektr zaryadining saqlanish qonunini, ikkinchisi esa o‘tkazgichlarda kuchlanishning saqlanish qonuni. Konturdagi alohida qarshiliklaridagi kuchlanish pasayishlarining (pasayuvlarining) algebraic yig’indisi shu konturning E.YU.K.larning algebraic yig’indisiga teng.

Kirxgofning birinchi qoidasiga ko’ra, tugunga kirayotgan elektr zaryadlar hajmi tugundan chqayotgan zaryadlar hajmiga teng , chqib ketadigan joy bo’lmaganligi sababli hech qanday tok yo’qotilmaydi”. Boshqa chaqilib aytadigan bo’lsak o‘tkazgichlarning tarmoqlanish nuqtasida toklarning algebraik yig‘indisi nolga teng bo’lishi kerak I(exiting) + I(entering) = 0 . Kirxgofning bu g’oyasi elektr zaryadining saqlanish qonuni sifatida ma’lum.

Bu yerda 3 ta ,tugunga qarab yo’nalgan toklarniI1, I2, I3 musbat (+) ishorabilanva 2 tatugundan yo’nalgan toklarniI4 va I5 manfiy (-) ishora bilan olinadi. Bushu asosida biz quyidagi tenglamani yozaolishimizni anglatadi

I1 + I2 + I3 – I4 – I5 = 0

Kirxgofning ikkinchi qonunida tasvirlanishicha” berk konturdagi alohida qarshiliklaridagi kuchdanish pasayishlarining (pasayuvlarining) algebraik yig’indisi shu konturning E.YU.K.larning algebraik yig’indisiga teng”va ular nolga teng.Boshqacha qilib aytganda kuchdanish pasayishlarining (pasayuvlarining) algebraik yig’indisi ham nolga teng bo’lishi kerak.Kirxgofning bu g’oyasi Energiyaning saqlanish qonuni sifatida ma’lum.

Agar konturning ixtiyoriy tanlangan aylanib chqish yo’nalishi, shu konturning alohida qismlaridagi toklarning yo’nalishi bilan mos tushsa, shu qismning kuchlanish pasayishi [IR] tenglamada musbat (+) ishora bilan olinadi, aks holda manfiy (-) ishora bilan olinadi. Konturdagi EYUK larning yo’nalishi, ixtiyoriy tanlangan aylanib chqish yo’nalishi bilan mos tushsa, tenglamada EYUK lar musbat (+) ishora bilan olinadi, qarama-qarshi yo’nalishda EYUKlar manfiy (-) ishora bilan olinadi.Biz seriyali zanjirlarni tahlil qilishda Kirxgofning kuchlanish qonunidan foydalanamiz.

Zanjir – bu elektr toki oqadigan berk kontur yo’lidir

Traektoriya- elementlerni yoki manbalarni bog’laydigan chizq

Elektr sxemasining ikkidan ortq shoxalari birlashgan nuqtasiga tugun deb aytiladi. Tugun nuqta bilan belgilanadi

Ikki tugun orasidagi zanjirning qismi shaxobcha deyiladi. Har bir shaxobchada o’z toki oqadi. Kontur – bu zanjir elemetnti bo’lmagan zanjirdagi oddiy berk yo’l.

Kirxgofning birinchi qonuni

Tarmoqlangan elektr zanjirida tok kuchi bir necha qarshiliklar ulangan joyiga oqib kelib, ulardan qaytib ketayotgan toklarning yig‘indisiga tengdir.

Murakkab elektr zanjiri.

Kirxgofning birinchi qonuniga asosan tenglama quyidagicha yoziladi:

I1 = I2 + I3 + I6.

G harfi bilan belgilangan tugundagi ulanish joyidagi tok quyi-dagicha anqlanadi:

I4 = I2 + I3.

Har qanday yopq elektr zanjirida elektr yurituvchi kuch-larning algebraik yig‘indisi zanjirning alohida qismlaridagi kuch-lanishlarning yig‘indisiga teng.

Elektr zanjirlarni Kirxgofning ikkinchi qonuniga asosan hi-soblaganda, hisoblar algebraik hisobda olib boriladi.

Agar elektr zanjir faqat bitta manba va ketma-ket yoki parallel ulangan qarshiliklardan iborat bo’lsa, bunaqa zanjirlarni hisoblash uchun Om qonuni kifoya masalan, ketma-ket ulangan zanjirda