3-Mavzu Asosiy elektr kattaliklar (zaryad, tok, kuchlanish, energiya, quvvat) va ularning o‘zaro munosabatlari. Elektr sxemaning asosiy passiv elementlari

Rezistor (ba`zan rezistiv element, rezistiv qarshilik, Omik qarshilik degan nomlari ham uchraydi) deb, elektr energiyasi sarflanib, uning xususiyatlari U=Ri yoki i=GU bog‘lanishlar bilan ifodalangan elementga aytiladi (2.1-rasm). Bunda R- qarshilik va G- o‘tkazuvchanlik deb nomlangan proportsionallik koeffitsientlari. 2.1-rasmda ularning sxemalarda belgilanishi keltirilgan. R va G o‘zgarmas bo‘lganda chiziqli (2.1a-rasm) va aksincha, R va G lar tok yoki kuchlanishga bog‘liq o‘zgarganda nochiziqli (2.1b-rasm) qarshilik yoki nochiziqli o‘tkazuvchanlik deyiladi. 2.1d-rasmda mos ravishda ularning VAX lari keltirilgan.

2.1-rasm. Rezistorlar ((a)-chiziqli, (b)-nochiziqli) va ularning VAXsi (d).
Elektromagnit energiyani zahiralash xossasiga ega bo‘lgan, fizik xususiyatlari tenglama bilan ifodalanuvchi induktiv g‘altakning ideallashtirilgan elementi induktivlik elementi (yoki induktivlik) deyiladi. L proportsionallik koeffitsiyenti induktivlik deyiladi va Genri [H] o‘lchov birligiga ega. 2.2-rasmda chiziqli induktivlikning belgilanishi hamda bog‘lanishlar keltirilgan.

2.2-rasm. Chiziqli (a) va nochiziqli (b) induktuvlik elementi va ularning veber-amper xarakteristikalari (d).
Elektr energiyasini zahiralash xossasiga ega bo‘lgan, fizik xususiyatlari q=Cu tenglama bilan ifodalanuvchi kondensatorning ideallashtirilgan elementi sig‘im elementi deyiladi. C proportsionallik koeffitsiyenti sig‘im deyiladi va Farada [F] o‘lchov birligiga ega. 2.3-rasmda chiziqli (a), nochiziqli (b) sig‘imning belgilanishi hamda q=Cu bog‘lanishlar keltirilgan.

2.3-rasm. Chiziqli (a) va nochiziqli (b) sig‘im elementi va ularning xarakteristikalari (d).


2.2. Elektr zanjirlarning asosiy elementlari. Aktiv elementlar. Real elementlarni ideallashtirib almashtirish.

Elektr zanjirlarining asosiy elementlari qatoriga elektromagnit energiyasi manbalari (qisqalik uchun elektr manbalari-aktiv elementlar), elektromagnit energiyani uzatish, qayta ishlash va qabul qiluvchi qurilmalar kiradi.

Elektromagnit energiyasining manbalariga energiyaning u yoki bu turidan – issiqlik, kimyoviy, yadro, quyosh, shamol, mexanik harakat energiyasi va h.k. – elektromagnit energiyasiga aylantiruvchi generator qurilmalari kiradi. Bularga, masalan, aylanuvchi elektr generatorlari, galvanik elementlar, akkumulyatorlar, termoelementlar va h.k. kiradi. Hozirgi kunda issiqlik, yadro, kimyoviy energiyalarni elektromagnit energiyasiga aylantiruvchi yangi qurilmalar yaratilmoqda, masalan, magnitogidrodinamik generatorlar, issiqlik elementlari, quyosh batareyalar va h.k.
Elektromagnit energiyani uzatish elementlariga aloqa liniyalari, elektr uzatish liniyalari, elektr tarmoqlari kiradi.
Elektromagnit energiyani qayta ishlashga tok va kuchlanishni o‘zgartiruvchi transformatorlar, chastota o‘zgartkichlari, kuchaytirgichlar, shuningdek, o‘zgarmas tokni o‘zgaruvchan tokga aylantiruvchi ionli va yarimo‘tkazgichli invertorlar, o‘zgaruvchan tokni o‘zgarmas tokga aylantiruvchi to‘g‘rilagichlar va h.k.lar kiradi.
Elektr zanjirlaridagi iste’molchilar yoki yuklamalar qatoriga elektr energiyasini boshqa turdagi energiyaga aylantiruvchi qurilmalar kiradi, masalan, radio va televizion jihozlar, elektron hisoblash mashinalari, elektr motorlar, elektroliz qurilmalari, akkumulyatorlar, isitkich jihozlari va h.k.
Doimo u yoki bu qurilmaning elektr zanjiri elementining asosiy vazifasi elektromagnit energiyaning generatsiyasi, uni uzatish, qayta ishlash yoki iste`mol qilish sifatida tayinlangan bo‘lsa, birinchi o‘ringa uning foydali ish koeffitsiyenti yuqori bo‘lishi talabi qo‘yiladi.
Ko‘pgina hollarda elektr zanjiridagi u yoki bu elementning asosiy vazifasi qilib, elektr signallarini uzatish yoki qayta ishlash, shuningdek u yoki bu kattaliklarni o‘lchash operatsiyasini bajarish, u yoki bu jarayonlarning sifatini boshqarish belgilanadi. Bu elementlar qatoriga telekommunikatsiya tizimlari, telefon va telegraf aloqa liniyalari va ularning uchlaridagi qurilmalar, avtomatika qurilmalarining turli xil elementlari, elektr o‘lchash qurilmalari, elektron hisoblash mashinalarining hisoblash va boshqarish qurilmalari, turli xil radiotexnik qurilmalar va h.k.lar kiradi. Ularning barchasi uchun eng muhim talab – uzatilayotgan va qayta ishlanayotgan signallarning ma`lum sifatda bo‘lishidir. Tabiiyki, bu holatlar uchun ham elektromagnit energiyasining uzatilishi va qayta ishlanishi amalga oshiriladi va asosiy bo‘lmasa ham imkon qadar yuqori foydali ish koeffitsiyentiga erishish maqsadi qo‘yiladi.
Elektr zanjirining elektromagnit energiya manbalari ta`sir etayotgan qismini zanjirning aktiv qismi (qisqacha aktiv zanjir) deb nomlaymiz. Aksariyat, uni o‘rtasida A harfi bo‘lgan to‘g‘ri to‘rtburchak shaklida va zanjirning qolgan qismiga ulash uchun zarur bo‘lgan sondagi klemmalar (o‘tkazgichlar) bilan chiziladi.
Shunga o‘xshash, zanjirning manbalarini aktiv elementlar, qolganlarini esa passiv elementlar deb ataymiz.
Elektr zanjirining manbalari ikki turga (2.4-rasm) bo‘linadi: kuchlanish va tok manbalari. Tok va kuchlanish manbalari tashqi ta`sir natijasida o‘zgarishiga ko‘ra, ularni mustaqil va nomustaqil manbalarga ajratiladi. Manbaning chiqish klemmalaridagi kuchlanish (tok) miqdori manbaning yukidagi tok (kuchlanish) qiymatiga bog‘liq bo‘lmasa mustaqil kuchlanish (tok) manbasi deyiladi. 2.4-rasmda mustaqil kuchlanish va tok manbasining tashqi tavsifi (2.4a-rasm) va (2.4b-rasm) ko‘rsatilgan. Bunday manbalar quyida keltirilgan real manbalarni ideallashtirish bilan hosil qilinadi. Aksincha, manbaning chiqish klemmalaridagi kuchlanish (tok) miqdori oqayotgan tok (kuchlanish) qiymatiga bog‘liq bo‘lsa, ya`ni kuchlanish manbasining yuklanish toki o‘zgarganda uning kuchlanishi ham o‘zgarsa, yoki tok manbasi zanjiridagi kuchlanish o‘zgarishi natijasida uning toki ham o‘zgarsa, ularni nomustaqil kuchlanish (tok) manbalari deyiladi. Real manbalarda aynan shunday bo‘ladi va ularning tashqi tavsiflari pasayuvchan (2.4-rasmlarda punktir chiziq) bo‘ladi.

2.4-rasm. Mustaqil kuchlanish manbasi (a), mustaqil tok (b) manbasining sxemada belgilanishi va ularning VAX lari.
Manbalar boshqarilmaydigan va boshqariluvchi guruhlarga ajratiladi. Boshqariluvchi tok va kuchlanish manbalarining har biri ularning kirish qismiga keltirilgan tok va kuchlanish bilan boshqarilishi mumkin.