Kirish. Elektromagnitizm tabiati xaqida tassavurlarning rivojlanishi to’g’risida tarixiy ma’lumotlar

Elektr sig'imi

Kirish. Elektromagnitizm tabiati xaqida tassavurlarning rivojlanishi to’g’risida tarixiy ma’lumotlar.

Zaryadlarning saqlanish qonuni.

Elektr zaryadning o’zoro ta’siri. Elektr maydon.

Tinch holatda bo’lgan zaryadlar va ular atrofida mavjud bo’lgan elektr maydonning o’zoro ta’sirining nuqtaviy bog’lanish bilan o’rganuvchi bo’limga elektrostatika deyiladi.

Elektrlanishni uch usul bilan amalga oshirish mumkin: ishqalanish yo’li bilan, tekizish yo’li bilan va ta’sir orqali.

Ishqalani va ta’sir usuli bilan ayrim jisimlar elektrlanganda, ulardan biri musbat zaryadlansa ikkiachisi manfiy zaryadlanadi va hamma vaqt bu zaryadlarning miqdorlari o’zaro teng bo’ladi. Boshqacha aytganda, neytral jismdagi musbat vamanfiy zaryadlarning miqdorlari xamma vaqt o’zora teng bo’ladi. Nechta musbat zaryad bo’lsa, manfiy zaryad xam shuncha bo’ladi. Yakkalangan sistemadagi zaryadlar miqdori vaqt o’tishi bilan o’zgarmaydi. Bu hol zaryadlarning saqlanish qonuni deb yuritiladi.

Rezerford tajribasini esga olaylik. Vodorod (H), geliy (He), ko’mir (C), azod(N), kislorod (O) va boshqa yuzdan ortiq element atomlarining 10** -10** m* hajimli yadrosida massalari qariyib bir hil musbat zaryadli proton va zaryadsiz neytronlar joylashgan bo’lib uning atrofida protonlar soniga teng elektronlar xarakat qiladi. Xar bir atom yoki umuman xar qanday jisimlarga elektronlar soni undagi protonlar soniga teng bo’lsa, ular eng yaqin (10**m) masofada bir birlarining o’zaro ta’siri bilan bog’langan bo’lib, atrofdagi boshqa muxit zaryadlariga sezilarli ta’sir qilmaydi, bunday jisimlar amalda elektrlanmagan xolda bo’lganligi uchun neytral jism yoki neytral atom deyiladi. Agar ma’lum bir vosita yoki kuchli energetik ta’sir bilan jismda n- dona electron ajratib olinsa, undagui elektronlar soni n-taga kamaygan bo’ladi. Bunday jismni musbat zaryadlangan jism deb yuritiladi, aks xolda jismdagi elktronlar soni undagi musbat zaryadlangan protonlar sonidan ko’p bo’lsa, bu jism manfiy zaryadlangan jism deyiladi. Ko’pincha metallar tezgina elektronlaridan ajralib, musbat zaryadlanadi, gazlar esa manfiy zaryadlanadi.Shuning uchun elektrlanishda bir jism n-dona ikkinchisida n-dona ortiqcha musbat zaryadlar qolgan bo’ladi.Hamma vaqt neytral jismlarda manfiy va musbat zaryadlar soni o’zaro teng bo’ladi, ularning algebraik yig’indisi nolga teng bo’ladi.Bu hol ham elektr miqdorining saqlanish qonuni tasdiqlaydi.

Kulon o’z qonunini amaliy isbotlar bilan taklif etganda tinch holdagi zaryadlarning uzoq masofadan turib ta’sir etishini asos etib olingan,ammo Faradey esa 19 asrning boshlarida zaryadlar aro ta’sir bo’sh oraliq orqali o’z-o’zidan o’tmaydi, oraliqda albatta mavjud bo’lgan biron muhit vositasi bilan ro’y beradi degan edi, keyinchlik bu “muhitni” elektr maydon deb yuritila boshladi.Maydondagi kuch chiziqlari va ularning zichligiga qarab uning har bir nuqtasida ro’y beruvchi ta’sir miqdori haqida ham fikr yurita olamiz. Qanday vosita bilan bo’lmasin ob’ektiv borliqning harakat shakli yoki u bilan ro’y beruvchi xossasini ongimizda aks etishi tasvir qoldirishi sezilsa, u materiya deyiladi.

Ta’rifga ko’ra modda materiyaning bir shakli bo’gani kabi, maydon ham materiyaning bir shaklidir. Aniq tekshirishlar modda va maydonning tabiati bir hil bo’lmasa ham bir necha xossalari umumiy ya’ni bir-biriga to’g’ri kelganini ko’rsatadi. Modda ob’ektiv borliq, maydon ham ob’ektiv borliq. Modda energiyaga ega, maydon ham energiyaga ega, modda harakat va o’zgarish xossalariga ega, maydon ham huddi shunday xossalarga ega va hakozo.

Modda o’z tabiati bilan 100 dan ortiq kimyoviy elementlar shaklida uchrasa, maydon xam tabiati turli bo’lgan gravetasion (o’zoro tortishish) elektr marnit va hakozo ob’ektiv borliqdan iborat. Shuning uchun ham maydon materiyaning shakillaridan bir turidir (misollar kelteriladi qaxrabo tayoqchasi bilan elektroskopga ta’sir va hakozo).

Neytral holdagi elektroskop sharchasiga manfiy elektrlangan ebonite sterjin yaqinlashtirilsa, sharchadagi elektronlar elektroskop yaproqlari orqali harakatlanib bir-biridan qochadi, bu manfiy zaryadlar soniga teng bo’lgan musbat zaryadlar sharchada ebonitdagi manfiy zayadlar bilan bog’langan xolda bo’ladi. Bu holda sharchaga barmoqni tegizsak yaproqchalardan elektronlar biz orqali erga o’tib ketadi, elektroskop yaproqchalari tushib neytral holga keladi, barmoqlarni olsak ham, elektroskop zaryad yo’qligini ko’rsatadi. Ebonit toyoqchani elektroskopdan uzoqlashtiramiz, bunda ebonitnintning manfiy zaryadlari bilan bog’langan holda ajralib turadi musbat zaryadlarga yaproqchalardan elektronlar o’tib, unda musbat zaryadlar ajralib qoladi va natijada elektroskop yaproqchalari og’b, zaryad borligini ko’rsatadi.

Bu erda sharchadagi musbat zaryadlarning bir-biridan ko’chishi natijasida ularning bir qismi yaproqchalarga o’tgandek seziladi. Bu usulda zaryadlash, elektr ta’sir (induksiya) usulida zaryadlash deb yuritiladi.

Kulon qonuni.

Jismni elektrlangan va neytral holda tarozida tortib ko’rganda ham og’irlik farqini sezish mumkin emas. Ba’zilar ilgari zamonda elektr zaryadi (vazinsiz suyuqlik) bo’lsa kerak uni bir idishdan ikkinchisiga ko’yish mumkun deb yo’laganlar. 18-asr ohirida (1785yil) fransuz fizigi Kulon elektrlangan jismlarning o’zaro ta’sir kuchi oz yoki ko’p bo’lishini sezib,elektrlangan jismda elektr zaryad miqdori oz yoki ko’p bo’lishi mumkunligini payqagach, “zaryad miqdori” degan atamani ishlatadi.

Zaryadlarning o’zaro ta’sirini o’rganish uchun Kulon maxsus buralma tarozi yasab u bilan o’tkazgan tajribalari asosida o’z qonuni kashf etdi. (Kulon tajribasi tushuntiriladi).

Ma’lumki elastic deformatsiyada burilish burchagi aylantirish momentiga mutanosib bo’ladi, avvaldan tajriba qilib simning burilish deformatsiya koefisentini aniqlab olib, zaryadlarning o’zaro ta’sir kuchini aniqlab olgan unga to’g’ri kelgan masofani yozib olgach zaryadlarning o’zaro ta’sir kuchi F masofaning kvadratiga teskari proporsional, yani Kulon topgan ~ xulosaga kelamiz.

Masofaga nibatan sharlarning radiusi R0 darajada kichik bo’lsa, undagi zaryadlarni nuqtada to’plangan yaniy nuqtaviy zaryad deb hisoblash mumkin.

Ta’rif: Ikki nuqtaviy zaryadning o’zaro ta’sir kuchi zaryadlar ko’paytmasiga to’g’ri, ular orasidagi masofaning kvadratiga teskari proporsional bo’lib, ularni birlashtiruvchi to’g’ri chiziq bo’yicha yonalgan. Kulon qonuning matematik ifodasi quyidagicha bo’ladi.

yoki vector ko’rinishda:

va birinchi zaryadning ikkinchisiga va ikkinchi zaryadning birinchisiga ta’sir qiladi.

K-zaryad masofa va kuchlarning o’lchash uchun qabul qilingan birlik.lar sistemasiga bo’g’liq bo’lgan koefisent.

SI sistemasida (1) ni ekanligini hisobga olsak (1)ni quyidagicha yozamiz E0vakumning elektr doimiysi.

Zaryadni kulonda, masofani metrda ifodalab F=9*109H deb olsak (chunki )

Biron muhit (dielektrik) dagi zaryadlarning o’zaro ta’sir kuchi muhit ta’sir bilan vakuumga nisbatan ε marta kam bo’ladi. Shuning uchun umumiy xolda Kulon qonuni quyidagi shakilda yoziladi

ε – muhitning nisbiy dielektrik singdiruvchanligi.

Elektr maydon. Maydon kuchlanganligi. Metodlar qo’shilishi (supperpozisiya)

Biron 0 nuqtaga +q0zaryadni joylashtirgan xolda tinch saqlab, uni atrofiga qandaydir a, b, v nuqtalarga sinash uchun q1, q2, q3musbat zaryadlarni kiritish bilan

1-rasm

erkin qutib yuborsak, y+q0zaryaddan to’g’ri chiziq bo’ylab cheksizlikgacha uzuqlashadi. (1-rasim).Bu radius chiziqlar q0zaryad joylashan 0 nuqtaning hamma atrofini to’ldirib, ularning qay biri yo’nalishida bo’lmasin, ixtiyoriy nuqtasiga keltirilgan paytda qandaydir kuch ta’siri mavjut ekanligini ko’ramiz. Bunday kuchlar vektorlarning yo’nalishi-q zaryad xarakati tomon yo’nalgan deb qabul qilingan.

Agar biron fazoda l uzoqlikda +q va –q zaryadlar tinch turib, ular orasidagi biron nuqtag a keltirilgan + q1zaryad erkin ko’yib yuborilsa biror chiziq bo’ylab +q dan –q tomon keladi (2-rasim)

Umumiy holda + q1zaryadning qo’ylishiga qarab xarakat taektoriyasining ko’rsatuvchi chiziq togori chiziq emas, egri chiziq bo’lishi ham mumkin. Bu chiziqning istalgan nuqtalaridan zaryadga ta’sir etuvchi kuch vektorining yo’nalishi bu egri chiziqning shu olinbgan nuqtasidan (3-rasim) o’tgan urinma egri chiziq bo’lib yo’nalgan bo’ladi. Bunday chiziqlarga elektr maydonning kuch chiziqlari deyiladi.

Kuch chiziqlari bilan tassavur etilgan xodisada kuch ta’sirining ro’y berishi, uning sababchisi sifatida biron moddiy muhit borligini bildiradi. Shu fizik reallik-borliq elektr maydonning o’zginasi bo’lib, y materiya shakillaridan biri hisoblanadi. q0zaryadga q1, q2,q3zaryadlarni navbatma-navbat keltirsak (4-rasm), ularga turli F1, F2,F3…

4-rasm	kuchlarning ta’sir etganini ko’ramiz, ammo shu nuqtaga keltirilgan xar bir zaryad miqdori birligiga to’g’ri kelgan kuchni o’lchasak, hamma keltirilgan zaryadlar bir hil qiymat kelib chiqadi: Bu ifodadan har bir nuqta uchun qandaydir bitta qiymat kelib chiqadi.

bu ifodadagi E ning qiymatini kuch chizig’I bo’yicha olingan turli nuqtalar uchun turlicha bo’ladi va E ga maydonning shu nuqtadagi kuchlanganligi deb aytiladi: kuch vector bo’lganligi uchun kuchlanganlik ham vector: bo’lganligi uchun kuchlanganlik ham vector:

bundan

Vakuum uchun Kulon qonuni hisobga olinsa:

Biron uzoqlikda joylashgan +q1va +q2zaryadlarga nisbatan ihtiyoriy 0 nuqtaga +q zaryadni keltiramiz uning birlik miqdoriga to’g’ri kelgan kuch vektorlar ya’ni kuchlanganlik vektorlari E1va E2ikkita o’z radial yo’nalishida mavjud bo’lib ularning gometrik yig’indisi to’liq maydonning kuchlanganlik vekrori ni beradi: (5-rasm) = + + 2

	Umumiy yig’indi ta’sirining son qiymati 1ular orasidagi burchak α deb olinsa , vektorning yo’nalishi 1va 2lar usrtiga chizilgan parallellogramning dioganali bo’yicha yo’nalgan bo’ladi. Agar zaryadlar joylashgan nuqtalar ko’p bo’lib ularning ihtiyoriy biron nuqtadagi kuchlanganliklari E1, E2, E3, …. Enbo’lsa yi’g’indi vector

kuchlanganlik = 1+ 2+ 3+…+ nNuqtaviy kuchlanganlik vektorini tashkil etuvchi kuchlanganlik vektorining geometric yig’indisiga teng bo’lishi superpozitsiya prinsipi deyiladi. F=1H va q=1Kl bo’lsa:

Dipol’. Uning elektr maydoni, o’zaro ta’siri

Bir-biridan juda kichik masofada joylashgan bir zaryad miqdoriga ega bo’lgan qarama-qarshi ishorali nuqtaviy zaryadlar yig’indisi dipol’ deyiladi.

Dipol’ musbat zaryadini zaryadlar orasiga ko’paytmasi dipol’ momenti deyiladi. U vector kattalik bo’lishi zaryadlarni birlashtiruvchi to’g’ri chiziq, ya’ni dipol’ o’qi bo’yicha yo’nalgan bo’ladi. P=ql yoki

-dipolning elektr momenti l- dipolning elkasi q-uning musbat zaryadi dipollarni o’rganishdan asosiy maqsad dielektriklarni elementar dipollardan iborat deb qarab elektr hodisalarini o’rganishga asos bo’ladi. Faraz qilaylik X-o’qi yo’nalishida uzunligi l bo’lgan dipolning zaryadlari +q va –q bo’lsin. Koordinata A(x,y) bo’lgan nuqtada r- yo’nalishdagi kuchlanganligi 1va unga tik ;yonalishdagi kuchlanlganlik 2bo’lsin (1-rasm)

	U xolda: E= agar A nuqta vakum bo’lsa uning kuchlanganligi U= Rasmdan r1- r2=l cosα: r1.r2= r2deb olsak; U= kuchlanish va maydon kuchlanganligi orasida

bog’lanish mavjutligi sababli

Supperpozisiya prinsipiga asosan;

Agar olingan A nuqta dipol chizig’I bo’yicha olingan to’g’ri chiziq ustida bo’lsa 2=0 bo’ladi va agar A nuqta dipole chizig’ining o’rtasiga tik ravishda olingan to’g’ri chiziq ustida bo’lsa hosil bo’ladi. Demak dipole chizig’i yo’nalishida olingan nuqtadagi maydon kuchlanganligi tik chiziq ustida olingan kuchlanganlikdan ikki marta katta bo’ladi. Bir jinsli (kuch chiziqlari parallel) elektr maydoning dipolga ta’sirini ko’rib chiqaylik. Agar dipol momenti tashqi elektr maydon kucjlanjganligi bilan ma’lum α-burchak hosil qilsa unga ta’sir etuvchi kuch momenti (1-rasm), qoyidagicha bo’ladi

	M=Flsinα=qEl sinα=pEsinα (1) p-dipol momenti, α=( )-dipol momenti va kuchlanganlik orasidagi burchak, M-kuch momenti bo’lib birinchi ifoda kuch momenting son qiymatidir. Uning vector shakli ko’rinishda bo’lib, yo’nalishi

va vektorlariga tik bo’lib, parma sistemasini tashkil etadi (2-rasm)

2–rasm	Dipol bir jinsli bo’lmagan elektr maydonga kiritilganda uning ekvipotensial sirtlar orasidagi energiyasi. W=-qφ1+ qφ2=q(qφ1+ qφ2) bo’lib, dipol uzunligi juda kichik desak, ni yozish mumkin. Bu erda ekvipotentsial sirtga tushirilgan normal, buning son qiymati: =l cosα. ni hisobga olsah ni

deb yozish mumkin. u holda energiya W= -pE cosα=-( ) ga teng bo’ladi. Bundagi dA1=Mdα juft kuch momenti tasirida dipolning aylanishida bajarilgan; dipolning massa markazini dn ga kuch ta’siri ostida ko’chishda bajarilgan ish; α=0 bo’lganda dA1=0 bo’ladi.

bo’lib, kuch bo’ladi. Demak bir jisli bo’lmagan maydonda dipole burilib, maydonning kuchli tomoniga tortiladi.

Ostrogradskiy- Gauss teoremasi.

Zaryadning sirt chizig’i

Elektr zaryadlarning hajm bo’yiga taqsimlanishi

Ostragradskiy- Gauss teoremasi.

Zaryadlangan yassi cheksiz tekislikning elekrt maydoni.

Zaryadlangan selindrning elekrt maydoni.

Zaryadlangan sfera-sharining elektr maydoni.

Jismga elektr zaryad berilganda yuzi birligiga to’g’ri kelgan elektr miqdori bilan o’lchanadigan kattalik zaryadning sirt zichligi deyiladi va δ orqali belgilanadi.

S yuzada q zaryad tekis taqsimlansa,

Zaryad sirt bo’yibcha tekis taqsimlanmagan holda sirtni juda mayda elementlarga bo’lib chiqaylik. U vaqtda har bir yuza elementlarda elektr zaryadni tekis taqsimlangan deb qarash mumkin. Bu yerda yuza elementi ΔS ga Δq elektr zaryad to’g’ri kelsa,zaryadning o’rtacha sirt zichligi:

cheksiz kichraib borayotgan ikki kattaliklar nisbatining limeti nuqtadagi zaryad sirt zichligini ifodalaydi:

2. Jismning (V) xajm birligiga to’g’ri kelgan elektr zaryad (q) miqdori bilan o’lchanadigan kattalik elektr zaryadning hajmiy zichligi deyiladi va ρ orqali belgilanaldi. Yuqoridagi mulohazalaridan foydalanib quyidagini yozamiz va

η- zaryadning chiziqli zichligi dV va dl mos ravishda olingan hajm va uzunlik elementlari.

3. Hususiy xolda q zaryadni o’rab olgan yopiq sirt orqali o’tuvchi maydon kuchlanganlik oqimini qarab chiqamiz. Buning uchun q nuqtaviy zaryadni radiusi r bo’lgan sfera markazga o’rnatsak, sferaning hamma yerda maydon kuchlanganligi bo’ladi va radial yonalishda bo’lib, nuqta q zaryaddan tarqalgan kunlanganlik kuch chiziqlarining uni o’rab olgan yuzadan o’tayotgan qiymati kuchlanganlik orqali ifodalanadi. Yopiq kontur ichida olingan zaryadlarning elekrt maydon kuchlanganlik, oqimi kontur shakliga bo’g’liq bo’lmay, zaryadlarning algebraic yig’indisiga teng.

Bu tenglama integrallanganda =

Muhit uchun esa bo’ladi.

Agar yopiq sirt ichida bir necha q1q2 q3… nuqtaviy zaryadlar bo’lsa, u vaqtda xar bir zaryad uchun kuchlanganlik oqimi bo’lib,to’la oqim esa yoki

Bu ifodada q-zaryadlarning algebraic yig’indisi. Bu natija har qanday zaryad va zaryadlar sistemasi uchun to’g’ridir.

Agar yopiq sirt ichidagi zaryadlarning algebraic yig’indisi musbat bo’lsa, bu vaqtda kuchlanganlik oqimi tashqariga yonalgan bo’lib, musbat ishora agar manfiy bo’lsa kuchlanganlik oqimi ichkariga yonalgan bo’lib manfiy ishora bilan olinadi.

Ostragradskiy-Gauss teorimasi tadbiqi.

4. Teoremadan foydalanib zaryadsirt zichligi δ-bilan zaryadlangan yassi tekislik atrofidagi elektr maydon kuchlanganligini hisoblaymiz.

Bunday tekislikning hamma joyida zaryad sirt zichligi bir hil qiymatga ega bo’lib, kuch chiziqlari shu tekislikka tik va ikki qarama-qarshi tomonga chiqqan bo’ladi. (1-rasm)

A va B nuqtalar o’rtasidagi maydon kuchlanganligi hisoblash uchun shu nuqtalarda o’tgan kuch chiziqlarga tik olingan ΔS yuzani olamiz, natijada A va B nuqtalar orasida ΔS yuzali silindir hosil bo’ladi ΔSyuzalar kuch chiziqlariga tik bo’lgani uchun har ikki tomonda ham oqimlar musbat bo’lin, ummuyi oqim:

NE= N1+ N2=E.2ΔS (1.)

Ostragradskiy-Gauss teorimasidan maydon kuchlanganligi oqimi uchun

(2.)

va (2.) ni taqqoslab (3.) ni topamiz.

Demak, zaryadlangan tekislik elektr mayhdon kuchlanganligi o’ng va chap tomonlarda bir hil bo’lib, A va B nuqtalarning uzoqligiga bog’liq bo’lmay, faqat zaryadning sirt zichligiga .bo’g’liq.

Tekisliklardan tashqariga o’ng va chap tomonlarda kuch chiziqlari qarama qarshi yonalishda bo’lsa

( - rasm)	Demak, qarama-qarshi ishorali zaryadlangan ikki tekislik atrofida elektr maydon bo’lmaydi Uzunligi l, ko’ndalang kesimi r- radiusli selindr olamiz, uning tubi va usti orqali o’tadigan kuchlanganlik oqimi 0 ga teng bo’ladi, chunki vector tub va ust normaliga tik, sirtdan o’tadigan kuchlanganlik oqimi

bo’ladi.

Zaryadlangan silindirning l-uzunlikdagi yon sirtida q=2πRlδ elektr zaryad miqdori bor bunda R-zaryadlangan silindr radiusi Ostragradskiy-Gauss teorimasiga asosan kuchlanganlik oqimi

Demak shartga muvofiq zaryadlankgan silindrning elektr maydon kuchlanganligi shu silindr o’qidan berilgan nuqtagacha bo’lgan oraliq r-ga teskari proporsional ekan.

Agar sharning sirtida q zaryad tekis taqsimlangan bo’lsa, zaryadning sirtidagi δ- bo’ganda q=4πR2δ; R- shar radiusi.

Endi shu sharni radiusi r bo’gan ikkinchi komsintrik shar sirti bilan oraylik bu vaqtda shu sitr orqali o’tgan maydon kuchlanganligi oqimi: NE=

bo’ladi - o’zaro parallel.

	Ikkinchi tomondan Ostragradskiy-Gauss teorimasiga ko’ra kuchlanganlik oqimi Bu formula zaryadlangan sharning markazidan r- masofada o’tgan maydon kuchlanganligini beradi zaryadlangan shar sirti ichida (Rr1) radiusli sfera ichida zaryad bo’lmagani uchun kuchlanganlik oqimi Ostragradskiy-Gauss teorimasiga asosan nolga teng bo’ladi

Elektrostatik maydonda o’tkazgichlarning elektr sig’imi.

1.Elektr statik maydonda o’tkazgichlar.

2.Maydon kuchlanganligi.

3. O’tkazgichlarning elektr sig’imi.

1. O’tkazgich metallarda erkin kristal panjara tugunlariga bo’g’.liq bo’lmaganelektronlar mavjut, ular gaz mollekulalari kabi metal ichida tartibsiz harakatda bo’ladi. Agar biror metal bo’lagining zaryad jism yaqiniga keltirsak, undagi elektronlar bir tomon o’tib, qarshi tomonga elektronlar kamayadi va u musbat zaryadlanadi. Shu holda ikki qismga ajratilgan metaldagi musbat va manfiy zaryadlarning bir- biridan ajratish mumkin. (Ta’sir bilan zaryadlash) (Elektroskop bilan o’tkazilgan tajriba tushuntiriladi). Metallarda erkin elektronlar mavjut bo’lib, tashqi maydon ta’sirida maydon kuch chiziqlari yonalishiga qarshi tomon yonalishida harakat qilishlari mumkin. Ammo metalga bir jinsli tashqi elektr maydon ta’sir etmasa, ular tajribadagi erkin .elektronlarning tartibsiz harakati tufayli tok hosil bo’lmaydi. Bir jismli zaryadlar (erkin elektronlar) bir-biridan uzoqlashadi va ularni metalning sirtiga to’planishga olib keladi.

O’tkazgichlar sirtiga erkin zaryadlarning taqsimlanishi quyidagich bo’ladi. Buning uchun izolyator dastali metal sharchadan foydalaniladi.

	D- izolyator ustidagi kovak A B shkilbdagi metal jismni o’rnatib uni elektrlaymiz. So’ngra izolyator dastasi o’rnatilgan va elektroskopga sim orqali ulangan C metal sharchani idish devorining turli joylariga tekizamiz. Alohida A ga va alohida B ning ichi qismiga tekizib, sharchaning prujina sim orqali ulangan elektrometr ko’rsatishini kuzatsak, A zaryad

ko’p bo’lgani uchun strelka ko’proq va B da zaryad kam bo’lgani uchun strelka kamroq og’adi. Bundan zaryad A da B da esa kamligi kuzatiladi.

2. sinash zaryadi qsinyordamida nupqtaviy zaryad q paydo qilgan moydonning tekshiraylik.

	Zaryad q ga nisbatan holati radius vekptor r bilan aniqlangan nuqtaga zaryadni joylashtirsak (rasm) bu zaryadga quyidagi kuch ta’sir qiladi.

Bu ifodadan sinash zaryadiga ta’sir kilayotgan kuch maydonni belgilovchi kattaliklardan tashqari sinash zaryadiningkattaligi qsinga ham bog’liq ekanligi ko’rinadi.

Agar turli kattalikdagi qsin, qsinva hokazo sinash zaryadlarni tanlab olsak, maydonning ma’lum nuqtasida bu sinash zaryadlariga ta’sir qiladigan kuchlar F1, F2... ham har hil bo’ladi. Lekin yuqoridagi ifodadan barcha sinash zaryadlar uchun olingan nisbat ga teng ekanligi va r kattalikga bog’liq ekanligi ko’rinadi. Shuning uchun bu nisbatni elektr maydonning belgilovchi kattalik sifatida qabul qilinadi bu formuladagi vektor kattalik elektr maydonning kuchlanganligi deb ataladi. Elektr maydon kuchlanganligining miqdori ohirgi formulaga muvofiq maydonning ma’lum nuqtasida joylashgan birlik nuqtaviy zaryadga ta’sir qilayotgan kuchga teng. Vektor ning yo’nalishi musbat zaryadga ta’sir qilayotgan kuchning yonalishiga mos keladi.

3. Agar o’tkazgichga biror q zaryad berilsa, u o’tkazgich sirti bo’yicha shunday taqsimlanadiki, o’tkazgichdagi maydonning kuchlanganligi nolga teng bo’ladi.

Agar q zaryadga ega bo’lgan o’tkazgichga kattaligi xuddi shunday zaryad berilsa, bu zaryad ham oldingi zaryad kabi taqsimlanishi kerak. Aks holda u o’tkazgichda nolga teng bo’lmagan maydon paydo qiladi.

Jismning istalgan ikki nuqtasi uchun olingan zaryad zichliklarning nisbati zaryadlarning kattaligi qanday bo’lishiga qaramay doimiy bo’ladi. Zaryad miqdorining bir necha marta ko’paytirilishi o’tkazgich atrofidagi fazoning har bir nuqtasidagi maydon kuchlanganligini shuncha marta oshiriladi. Demak, birlik zaryad cheksizlikdan o’tkazgich sirtiga istalgan yo’l bo’yicha ko’chkirishda bajarilgan ish, ya’ni potensial ham shuncha marta oshadi. Shunday qilib, yakkalangan o’tkazgich uchun quyidagini yozamiz. (1.)

Potensial va zaryad o’rdasidagi proporsionallik koefisinti C- elektr sig’imi deyiladi.

(1.)-dan (2.)

Sig’im son jixatdan shunday zaryadga tengki,bu zaryad o’tkazgichga berilsa, uning potensiali bir birlikka oshadi. Radiusi R ga teng bo’lgan zaryadlangan sharning potensialini hisoblaylik. Potensiallar ayirmasi va maydon kuchlanganligi o’rtasida quyidagi bo’g’liqlik mavjud. (3.) Shunga asosan sharning potensiali φ-ni ifodasi ni r bo’yicha R dan gacha bo’lgan chegaralarda integrallaymiz (4.)

Agar (3.)ni (2.) bilan taqqoslasak, radiusi R ga teng bo’lgan va nisbiy kirituvchanligi ε ga teng bo’lgan bir jinsli cheksiz dielektrikga botirilgan yakkalangan sharning sig’imi C=4πε0εR ga tenligini topamiz.

Sig’im birligi sifatida shunday o’tkazgichning sig’imi qabul qilinadiki, unga 1 K zaryad berilganda potensizali 1V ga o’zgaradigan bo’lsin sig’imning birligi Farada.

Elektrostatik maydon energiyasi. Elektrostatik maydon energiya zichligi.

1.Kondensatorni zaryadlanishi.

2.Induksiya oqimi.

3.Yassi konmdensator sig’imi ifodasi.

4.Maydon energiya zichligi.

Elekrtostatik maydonning energiyasini tushinish uchun yassi kondensator zaryadlanishini ko’ramiz. Yassi kondensatorning +q va –q zaryadni qoplamalarini bir-biridan d masofaga uzoqlashtirish uchun o’zaro tortish elektr kuchlarini engib, A ish bajarishga to’g’ri keladi.

	Agar shu holda qatlamlar qo’yib yuborilsa, elektr maydon kondensator qoplamalarini bir-biriga yaqin keltirib, o’sha A ishni bajaradi. Bajariladigan ishga sarf qilinadigan energiya hisobiga qoplamalar orasidagi elektr maydon energiyasi W hosil bo’lgan, shuning uchun W=A qatlamiga

bir hil, keskin qarama-qarshi zaryadlar bilan elektrlangan ikki qatlam oralig’idagi elektr maydon energiyasi zaryadlarni ajratish uchun bajarilgan ishga teng bo’ladi. Umuman, kuchlanganligi bo’lgan elektr maydonga q zaryad keltirilsa,unga maydon kuch bilan ta’sir etadi, kuchlanganlik esa ; Ikkinchi tamondan q=δS hisobga olinsa, Zaryadlangan A-plastinka bu kuch bilan zaryadlangan. B-plastinkaga ta’sir etadi va aksincha.

Rasmdan ko’rinadiki, plastinkalar orasidagi induksiya oqimi N=q va elektr induksiya D=δ bo’lganidan, kuch uchun quyidagi ifodani yozamiz:

Plastinkalardan birini ikkinchisiga nisbatan d-masofaga vakuumda ko’chirilgan ish:

ekanligini hisobga olsak va D=δ ga asosan bo’ladi.Bu ish miqdori kondensator plastinkalari orasidagi elektr maydonning to’la energiyasini ifodalaydi.

Ko’rinib turibdiki, kondensator qatlamlari orasidagi elektr maydonning energiyasi shu maydonning V=S.d hajmiga proportsional bo’ladi. U holda ga teng bo’lganligi uchun bo’ladi.

Yassi kondensator uchun edi. Shunga ko’ra kondensator energiyasi;

bo’ladi. ( ni hisobga olsak). W= (a)

Demak, maydonning hajm birligidagi energiya miqdori bilan o’lchanadigan kattalik energiya zichligi deyiladi. ; elektr maydonning energiya zichligi bo’ladi. (b)

U holda (a) va (b) formulalarda energiya va energiya zichligi muhit uchun ifodalasak quyidagicha bo’ladi.

Dielektriklar va o’tkazgichlar. Dielektrikni qutblanishi.Bog’langan zaryadlar. Dielektrikdagi maydon kuchlanganligi.

1.Dielektrikning tuzilishi.

2.Dielektrikning qutblanishi.

3.Bog’langan zaryadlar.Elektr indyksiya oqimi.

4.Maydon kuchlanganligi.

1.Ba’zi jismlarda bo’lgan zaryadlar orasidagi masofa atom yoki malekulyar o’lchami tartibida 10-10m yoki yana ham kichik bo’lsa; ular orasidagi elektr maydon kuchlanganligi katta bo’ladi. Shunday tuzilishdagi qattiq jismlarning ba’zilarida kristall tuginiga bog’lanmagan erkim elektronlar uchraydi, bular matall ichida ihtiyoriy hamma tamonga erkin harakat qila oladilar, bunday jiamlarga o’tkazgichlar deyiladi.

Bulardan tashqari shunday qattiq jiamlar borki, ularda erkin elektronlar yo’q. ulardan o’tgan toklarning mavjud o’lchov asboblari orqali kuzata olmaymiz. Bumday o’zidan elektronni o’tkazmaydigan yoki yomon o’tkazadigan jismlarni dielektr (izolyator) lar deyiladi. bularga tashqi elektr maydon bilan ta’sir etsak ham undagi elektronlar o’z o’rinlarida tebranib, elektr o’tkazuvchanlik ro’y beradi. Metallarga nisbatan dielektriklardagi elektr o’tkazuvchanlik 1020marta kam bo’ladi, absalyut izolyator yo’q.Havo, sof suv, suyiltirilgan ko’pchilik gazlar, suyuq havo, olmos, kvarts, oltingugurt, shisha, rezina, ipak va h k izolyator hiaoblanadi.

Temperatura ko’tarilishi bilan materiallarning elektr o’tkazuvchanligi kamaysa, dielekltriklarda aksincha, elektr o’tkazuvchanlik ortadi. Demak normal sharoitdagi dielektriklarning elektron va yadrolari o’zaro juda katta kuchlanganlik bilan shunday qattiq bog’langanlik, biz qo’ygan kuchlanishga mos kuchlanganlik ta’sirida elektronlar o’z atom yoki malekulasidan ajralmaydi.

2. Ikkita bir-biridan d –masofada o’zaro parallel o’rnatilgan metall plastinkalar musbat va manfiy zaryadlangan bo’lib, plastinkalarda zaryadning sirt zichligi δ+va δ- bo’lsin. Ular orasidagi muhit vakuum bo’lsa, musbat zaryadlangan plastinadan elektr maydon kuch chiziqlarining hammasi manfiy zaryadlangan plastinaga etib boradi. Bu holda vakuumdagi elektr maydon kuchlanganligi bo’ladi.

	Agar vakum o’rnida izolyatsiyalangan metal o’tkazgich kiritilsa, uning erkin elektrolari δ+dan chiqqan kuch chiziqlari bilan bog’lanib, o’tkazgichning δ_ tomondagi sirti musbat zaryadlanadi va shu zaryadlar orqali δ+dan chiqqan kuch chiziqlariga teng kuch chiziqlari δ-plastinaga borib etadi, metall ichida maydon

bo’lmay, δ-ga etgan kuchlanganlik bo’ladi (rasm b)

Agar o’rtadagi vakuum o’rniga dielektrik bo’lsa (rasm v) tashqi elektr maydon ta’sirida dielektriklarni tashkil etuvchi atom yoki molekulyar maydon bo’yicha siljib tartibli joylashadi va uning ikki tomoni va manfiy zaryadlanadi

	(rasm). Bu hodisaning qutblanishi deyiladi. δ+dan chiqqan kuch chiziqlarining bir qismi dielektriklarning tartibga tushgan zarralarning manfiy zaryadlari bilan bog’lanib, δ- li plastinaga borib etmaydi, bog’lanmay qolgan kuch chiziqlarigina manfiy zaryadlangan plastinaga borib etadi. Dielektrikka bog’langan kuch chiziqlar E0ga teskari yo’nalishda kuchlanganlikning hosil qiladi.

Dielektrikdagi natijaviy kuchlanganlik bo’ladi.

Ikkinchi tamondan δ+dan chiqqan hamma E0kuchlanganlik elektrostatik induksiyaga teng, , shuning uchun

Agar dielektr kondensator qoplamalariga tegib tursa δ+va δk, δ-va δkzaryad zichliklari bilan birga juda yaqin bo’ladiki, ularning birgalikdagi ta’siri o’tkazgich-dielektrik bir-biridan δ/= δ- δk sirt zaryad zichligi bilan ajralib turgan bo’ladi. Bu zichliklarga mahsus nomlar berilgan: δ/- effektiv yoki umumiy, δk -bog’langan yoki qutblangan, δ-haqiqiy (aslida ozod) zaryad sirt zichligi.

Bu erda δ/yig’indi elektr maydonni aniqlaydi, haqiqatdan dielektriklardagi hosil bo’ladigan maydon kuchlanganligi.

Ko’pchilik dielektriklar uchun qutblash vektori kuchlanganlikka proportsianal bunda X-elektrlashish koefisenti bo’lib, uning qiymati dielektrikning tabiatiga bog’liq.

Qutblanish vektorining qiymatini elektr siljish D-ifodasiga kiritsak:

bo’ladi.

Ma’lumki, hisobiga olinsa,

bu muhitning effektiv zaryadi erkin δ zaryadlardan necha marta kam ekanligini ko’rsatadi.

3. Elektr maydon kuchlanganlikvektorini shu muhit dielektruk singdiruvchanligiga bo’lgan ko’paytmasi elektr induksiya vektori deyiladi.

Nuqtaviy zaryad uchun Ikki turli muhitda zaryad va masofa bir hil

bo’lganda

Demak D=D2bo’ladi. Ya’ni elektrastatik induksiya dielektrikning tabiatiga bog’liq

emas ekan.

Induksiya vektori ni tasvirlovchi chiziqlarni induksiya chiziqlari deyiladi. istalgan yuza S orqali o’tuvchi induksiya chiziqlarining soni induksiya oqimi deyiladi

Kuch chiziqlari maydonning har bir nuqtasida kuchlanganlik induksiya vektorining yo’nalishini ko’rsatadi. Induksiya chiziqlariga tik bo’lgan ds yuza orqali o’tuvchi induksiya oqimi elementi dN=Dds bo’ladi.

Agar yuza tushirilgan normal induksiya chiziqlariga nisbatan qiya o’rnatilgan bo’lsa, bu vaqtda shu yuza orqali o’tuvchi induksiya oqimi kamroq bo’ladi.

	ya’ni induksiya oqimi elementi dN induksiya vektori ning S yuzaga tushirilgan normal yo’nalishdagi proeksiysi bilan yuzaning ko’paytmasiga teng. Agar sirt elementlari cheksizkp’p bo’lsa va uning har biri cheksiz kichik deyilsa, yig’idi oqim quyidagicha bo’ladi.

Yopiq sirt orqali o’tuvchi induksiya oqimi esa bo’ladi.

Demak induksiya oqimi yopiq sirt bo’yicha o’tuvchi dielektrikdagi erkin zaryadlarning algebraik yig’indisiga teng.

Dielektrikdagi maydon kuchlanganligi deganda E ning haqiyqiy maydoni fizikaviy cheksiz kichik hajm bo’yicha olingan o’rtacha qiymati tushiniladi. Dielektrikdagi haqiqiy maydon malekulalari maydon orasidagi masofalarda kuchli o’zgaradi. Lekin maydonning mikrosko;pik jismlarga ta’siri ko’rimgada bu o’zgarishlar sezilmaydi va maydonning ta’siri E ning o’ rtacha qiymati bilan aniqlanadi.

Makroskopik maydon ikkita ma ydonning ustma-ust qurilishi nati jasida paydo bo’ladi. Bu maydonlardan birinchi E0ni erkin, ya’ni jismlarni bi r-biriga tekkizganda bir jismni ikkinchisiga o’ta oladigan zaryadlar paydo qilsa, ikkinchi E1ni bog’langan zaryadlar paydo qiladi. superpozitsiya prinsiplariga asosan

(1)

Bog’langan zaryadlar deganda ular tartibiga kirgan molekulalarning tashqarisiga chiqa olmaydigan zaryad tushiniladi. (1) ifoda orqali belgilanadigan E vector uchun Gauss teoremasini quyidagicha yozi sh mumkin.

(2)

Ya’ni E vektorning yopiq sirt orqali hisoblanganda faqat erkim zaryadlarning yig’indisigina emas balki shu sirt ichidagi bog’langan zareyadlarning yig’indisini ham e’tiborga olish kerak. Shuning uchun (2)formula E vektorning dielektritdagi kattaligini topish uchun yaramaydi, chunki bu formula kattalikni bog’lagan zaryadlar q1orqali ifodalaydi, bu zaryadlar esa o’z navbatida E orqali topiladi.

(2) ifodadan q1ni chiqarib yuborish va R vektorning oqimi bilan almashtirish uchun(2)ifodani quydagi formula birlashtirib,quydagi ifodaga ega bo’lamiz,

ε0φE+φP=(ε0E+P)nds=εq (3)

Integral ostidagi qavs ichidagi ifoda biz izlayotgan yordamchi kattalikdir. Uni Dbilan belgilaymiz va elektr siljish (elektr induksiya) deb ataymiz.

D=ε0E+R bundan φD=φsDnds=Σq.

O’zgarmas tok. Zanjirning bir qismi uchun Om qonuni. O’tkazgich qarshiligi. O’ta o’tkazuvchanlik.

1.Tok to’g’risida tushuncha.

2. Om qonuni. O’tkazgich qarshiligi.

3.Solishtirma qarshilik va temperatura orasidagi bog’lahish.

4.O’ta o’tkazuvchanlik.

1. Elekt zaryadlarning bir tomonlama oqimi elektr toki deb yuritiladi. Zaryadlrning qaysi tomonga harakat qilishidan qat’iy nazar, elektr tokining yo’nalishi shartli ravishda musbat zaryadlarning harakat yo’nalishi deb qabul qilingan.

Metallarda erkin elektronlar tartibsiz harakatlanadi bunda tok hosilbo’lmaydi, elektronlar bir tomonlama harakatlanganda bu elektronlarning harakat yenalishiga teskari yo’nalgan elektr toki mavjud deb hisoblaymiz.

Elektronlarning o’tkazgichdagi bir tomonlama harakati uzluksiz bo’lishi uchun undagi elektr maydon ta’siri ham bo’lishi kerak.

Erkin musbat zaryadlarning elektr maydondagi harakati, potensiali yuqori bo’lgan nuqtadan potensial kam bo’lgan nuqta tomon bo’ladi. Metallarda elektronlarning harakat yo’nalishi tokning yo’nalishiga teskari bo’ladi.O’tkazgichning uchlariga ma’lum potensiallar ayirmasi qo’yilgan zohati elektr maydon yorug’lik tizimi bilan o’tkazgichda tarqaladi va bu maydon o’z navbatida o’tkazgichning hamma joyda mavjud bo’lgan erkin elektronlarni kichik potensialli joylardan katta potensialli joylarga qarab harakat qilishga majbur etaadi, natijada o’tkazgich bo’ylab bir tomonlama yo’nalishda elektr toki o’ta boshlaydi. O’tkazgichda elektr maydon kuchlnganligi 100volt/m bo’lganda, elektronlarning harakat tezligi 0,1m/s ga yaqin bo’ladi. S.I.sistemasida tok kuchining birligi 1A hisoblanadi; J=q/t

2.Om qonuniga asosan bir jinsli metal o’tkazgichdan o’tayotgan tok kuchi o’tkazgichdagi kuchlanish tushuvchi I ga proporsional bo’ladi;

J=1/RI (1)

Bir jinsli o’tkazgich deb, tashqi kuchlar ta’sir etmaydigan o’tkazgichga aytiladi. Bu holda kuchlanish o’tkazgichlar uchlaridagi φ1-φ2potensiallar ayirmasiga teng bo’ladi. R- kattalik o’tkazgichning qarshigi deb ataladi. Qarshilik birligi Om bo’lib, u shunday o’tkazgichning qarshiligiki 1B bo’lganda o’tkazgichdan 1 A tok o’tadi.

Qarshilikning materialiga bog’liq. bir jinsli silindrsimon o’tkazgich uchun

l-o’tkazgich uzunligi, s-uning ko’ndalang kesim yuzasi, -o’tkazgich yasalgan materialning tartibiga bog’liq bo’lib, solishtirma elektr qarshilik deyiladi.

Om qonuniga differensial ko’rinishda yozish mumkin. O’tkazgich ichidagi qandaydir nuqta atrofida fikran, yasovchilari shu nuqtadagi tok zichligi vektori j ga parallel bo’lgan elementar silindrik hajm ajratamiz.

	Silindrning ko’ndalang kesimidan jds tok oqadi. Slindrga qo’yilgan kuchlanish Edl ga teng, bunda E-berilgan nuqtadagi kuchlanganlik.

Slindrning qarshiligi gat eng. Bu qiymatni (1) ga qo’ysak ifoda hosil bo’ladi.

Zaryad tashuvchilar har bir nuqtada E vector yo’nalishi bo’ylab harakatlanadi. Shuning uchun j va E ning yo’nalishi mos tushadi. ifodani yozamiz. bunda materialning elektr o’tkazuvchanlik koeffisenti yoki o’tkazuvchanlik deyiladi.

Ohirgi ifoda Om qonuning diferensial ko’rinishni ifidalaydi. Ko’pchlik metallarning solishtirma qarshiligi tempuratura oshishi bilan tahminan chiziqli qonun bilan oshib boradi. dagi solishtirma qarshilik.

Absalyut tempuraturaga o’tsak T gat eng. Past tempuraturada bu qonundan chetlanish mavjud. Ko’pchilik hollarda qolning kattaligi materialning tozaligiga va undagi qoldiq mehanik kuchlanishlarga kuchli bog’langan. SHuning uchun materiallarga texnik ishlov bergandan so’ng keskin kamayadi. Ideal to’g’ri panjaraga ega bo’lgan absalyut toza metal uchun absalyut nol’ tempuraturada Metallar va qotishmalarning ko’pchilik gruhlarda bir necha Kel’vin gradus tartibdagi tempuraturada qarshilik sakrab nol’ga aylanadi. (grafik 2-chiziq)

	O’ta o’tkazuvchanlik deb ataluvchi bu xodisani birinchi bo’lib 1911 yilda Kamerling-Onnes simobda payqagan. Keyinchalik o’ta o’tkazuvchanlik xodisasi qo’rg’oshin, qalayi, ruh, alyuminiy va boshqa metallar shuningdek bir qator qotishmalarda payqaldi. Har bir o’ta o’tkazuvchan modda o’zining Tkkritik tempiratirasiga ega bo’lib, bunda u o’ta o’tkazuvchan moddaga magnit

maydoni ta’sir etganda uning o’tkazuvchanlik holati buziladi. O’ta o’tkazuvchanlikni buzuvchi Hkkritik maydon T=Tkbo’lganda nol’ga teng bo’ladi va tempuratura pasayishi bilan opshadi.

1958 yilda YU.N. Bogolyubov o’ta o’tkazuvchanlikni nazariy jihatdan to’la tushuntirib berdilar.

Tokning zichligi. Stotsionar toklarning birligi. Joul-Lens qonuni.
Tokning zichligi

Joul-Lens qonuni

Qarshilikning haroeratga bog’liqligi.

Elektr tokini miqdoriy tomondan harakterlash uchun tok kuchi degan kattalik kiritilgan. tok kuchining son qiymatini o’lchash uchun o’tkazgishning ko’ndalang kesim yuzi orqali vaqt birligi ichida o’tgan zaryad miqdori olingan. Agar Δt vaqt ichida o’tkazgichning ko’ndalang kesim yuzi orqali Δq zaryad o’tsa ta’rifga muvofiq: bo’ladi. teng vaqtlarda o’tadigan zaryad miqdorlari Δq har xil bo’lsa (1) ni o’rniga tok kuchuning o’rtacha qiymatini olamiz. Δq- bir hil bo’lsa J=const bo’ladi. O’tkaz gichning kesim yuzi birligiga to’g’ri kelgan tok kuchi shu tok kuchini zichligi deyiladi.

n-zaryad konzentrasihyasi, e- electron zaryad, v-zaryad tezligi.

Tok zichligining birligi .

Agar q- o’zgaruvchan bo’lsa har ondagi tok kuchi zichligi har hil bo’lib u deb yoziladi. O’tkazgichdan tok o’tganda o’tkazgich qiziydi buni quyidagicha tushuntiriladi o’tkazgichda tok bo’lmaganda undagi erlin elektronlar tartibsiz xarakakatlanadi va kristall panjaraning ionlari bilan to;qnashib, ular bilan energiya almashadi. Erkin elektronlarning ionlarga beradigan energiyasi o’rta hisobda ionlarning elektronlarga shu to’qnashish vaqti davomida berayotgan energiyasiga teng bo’ladi. Bu holda erkin elektronlar sistemasi bilan panjaradagi ionlar sistemasi o’rtasida issiqlik muvozanati yuzaga keladi.

O’tkazgichdan tok o’tayotganda esa elektronlar tartibli harakatga keladi. Elektronlar kristal panjaradagi ionlar bilan ketma-ket to’qnashganda ularga ko’proq energiya beradi, lekin ulardan kamroq energiya oladi. Elektronlar energiyasining kamayishi elektr maydon energiyasi hisobiga tezda tiklanadi. Natijada erkin elektronlar sistemasi bilan panjaradagi ionlar sistemasi o’tsadidagi issiqlik muvozanati buziladi.O’tkazgichninf ichki energiyasi oshadi va o’tkazgich bilan atrofdagi muhit o’rtasida issiqlik muvozanati yuzaga kelmaguncha o’tkazgichning harorati qo’tarila boradi.

Rus olimi E.X. Lents va ingliz olimi Joul bir-biridan behabar holda, turli hollarda tok ajratgan issiqlik miqdorini tajribada o’lchab tobdilar. Sarflangan elektr energiya bilan ajralib chiqqan issiqlik orasidagi munosabatni o’rgandilar (tajriba tushuntiriladi).

	Agar toza suvli kalorimetrga C spiral sim tushirib, ampermetr va voltmeter bilan tok kuchi va kuchlanish o’lchnsa, sekundamer yordamida tokning o’tish vaqti belgilansa, tokning ishi A=IUt bo’ladi. Agar zanjirga elektr energiyasini boshqa tur energiyaga aylantiruvchi maxsus asboblar ulanmagan bo’lsa,energiyaning saqlanish qonuniga asosan tokning butun ishi issiqlik ajralishga ketadi.

Shu sababli:Q=IUt speralning qarshiligi R bo’lsa, zanjirning bir qismi uchun Om qonuniga asosan U=IRbo’lganligi uchun Q=I2Rt. Bu formula Joul-Lents qonunini ifodalaydi: Zanjirning bir qismidan tok o’tganda ajralib chiqadigan issiqlik miqdori tok kuchi kvadrati bilan qism qarshiligi va tokning doimyi saqlanib o’tgan vaqti ko’paytmasiga teng, Joul-lents qonunini quyidagicha ham yozish mumkin:

3.Ma’lumki, harorat ortishi bilan o’tkazgich qarshiligi ortadi, chunki yuqori haroratda elektronlar issiqlik harakati tengligi ortishi bilan ularning tartibli siljishi kamayishi tufayli tok kuchi kamayadi, shuning uchun o’tkazgich qarshiligi ortgan bo’ladi.

Agar 00-dagi o’tkazgich qarshiligi R0-bo’lib, uning xarorati Δt ga ko’tarilsa, uning qarshiligi moddaning tabiatiga bo’g’liq holda ΔR-ga ortadi, bu qarshilik o’zgarishi harorat o’zgarishi bilan avvalgi qarshilikga mutanosib bo’ladi, yani ΔR=αR0Δt0; bundan bo’lib, harorat 00C dan t0gacha o’zgarganda qarshilik R0dan R gacha o’zgarganligidan R=R0+R0αΔt0yoki R=R0(1+αt0) α- qarshilikning termik koefitsenti bo’lib,turli moddalar uchun turli son qiymatiga ega.

Ko’rinib turibdiki harorat 00C dan pasaya borsa, o’tgazgichning qarshiligi kamayadi.

Mettallar electron o’tkazuvchanligining klassik nazariyasi, undan Om, Joul-Lents qonunilarni keltirib chiqarish.

Molekulyar- kinetic nazariya asosida maydon

Drude-Lorentslarning klassik nazariyasi

Om qonuni.

Joul-Lents qonuni.

Har qanday metalning kristal panjara tugunlarning tashkil etuvchi atomlar,ionlar oralig’ida erkin harakatda bo’lgan elektronlar, gazlarning molekulyar kine;tik nazariyasida aytilganidek to’qnashishlar natijasida haotik harakatda bo’ladi.

Bu elektronlar hat bir momenti turli yonalishda tugunlarga to’qmashib, bir tomonga yonalgan electron guruhi bo’lmaganligi uchun o’tkazgichdan elektr tok o’tishi ro’y bermaydi, yani tok bo’lmaydi. Agar shu o’tkazgichlarning ikki uchi potensiallari φ1va φ2bo’gan tok manbai qutiblariga ulasak, metal ichida hosil bo’lgan elektr maydon hamma elektronlarga kuch bilan yonalishda ta’sir etib, musbat qutib tomon tezlanuvchan harakatga keltiriladi, o’tkazgichning ko’ndalang kesim yuzi orqali vaqt birligi ichida o’tgan zaryad miqdori tok kuchi o’tishiga olib keladi.

2. Drude- Lorenslarning klassik nazariyasi bo’yicha tartibsiz V tezlik bilan harakatda bo’lgan elektronli har bir atomli gaz malekulalari kabi issiqlik harakat energiyasi mv 2/2 ga ega bo’lib, kinetic nazariyaga asosan bunda T=273 K K=1,38.10-23J/k qiymatlardan foydalanib zaryadning issiqlik harakatidagi tezligini hisoblay olamiz:

Elektronning erkin yugurishi o’rtacha yo’li uzunligi

bo’lsa erkin yugurish o’rtacha vaqti bo’ladi ammo electron uchun ning qiymati noma’lum uni panjara doimiysi d-dan bir necha 10 marta katta deb olish mumkin.

Elektronning panjara ionlari bilan ikki ketma-ket to’qnashishi uchun o’tgan vaqt ichidagi o’zgarishi N’yuton qonuniga ko’ra Elektron dreyfining tezligi zanjir ulash momentida nol’ to’qnashish momentida maksimal bo’lib, gat eng.

Tezliklarning o’rtacha qiymatini aniqlang.

Tok zichligi formulasi ning ifodasini qo’ysak Om qonuni kelib chiqadi. (1)

Ko’rinib turibdiki, tok zichligi elektr maydon kuchlanganligiga to’g’ri proportsianal. Bu Om qonunining differensial ifodasidir.

Bundagi klassik electron nazariya asosida chiqqan solishtirma elektr o’tkazuvchanlik (2) Metallarning hajm birligidagi erkin elektronlar soniga va o’rtacha yuguhrish yo’l uzunligiga to’g’ri proportsianal.

Amalda ko’pincha solishtirma electron o’tkazuvchanlik o’rnida uning teskari qiymati ni solishtirma qarshilik yoziladi. oxirgi formuladan ko’rinib turibdiki, agar electron panjaradagi ionlar bilan to’qnashmasa erkin yugurish yo’li cheksizlikka intiladi, demak elektr o’tkazuvchanlik ham cheksizlikka intilgan bo’lar edi. n0ning Avagadro soni NAga nisbati n0/NAmetal zichligi d ning atom massa soni A ga nisbatiga teng. natijada j=n0eυ dan bo’ladi. Ko’pincha mettallar uchun zichlik atom o’g’irligining zichligiga nisbatan =10 dan oshmaydi.

Bir moldagi ionlar zaryadning miqdori q=NA*e=6,02*10-23mol-1*1,6*10-19kl=

=9,63*104kl\mol. Agar metall simdan o’tayotgan tokning zichligi bo’lsa elektronning tartibsiz harakati tezligi 10-3m\s gat eng bo’ladi. Demak, bunday tezlik bilan ancha yetib boradi. Bu vaqtda elektron emas balki u hosil qilayotgan elektr maydonning tarqalish tezligini o’tkazgich uzunligi bo’yicha tashkil etuvchi katta tezlik bilan, ya’ni elektromagnit to’lqinning tezligi 109m\s bilan tarqaladi.

4. Klassik electron nazariyadan foydalanib Joul-Lents qonunini keltirib chiqaraylik. Buning uchun elektroning tugundagi zarraga urilish ol]didagi maksimal kinetik energiyasidagi tezlik o’rniga (1.) ni qo’ysak quyidagi hosil bo’ladi

(3.)

u vaqtda o’tkazgichning birlik hajmidagi elektronlar vaqt ichida bir marta uriladi va natijada shuncha ko’p issiqlik chiqadi. Vaqt birligi (1s) da ajralgan issiqlik miqdori (4.)

(2.) ifodani hisobga olsak (4.) ni quyidagicha yozamiz: (5.) Bu ifoda Joul-Lents qonunining differentsial ko’rinishini ifodalaydi. Demak, ajralayotgan issiqlik miqdori elektr maydon kuchlanganligining kvadratiga to’g’ri proportsional ekan. Bu ifodani integral ko’rinishda ifodalash uchun uni o’tkazgich uzunligi l ga, ko’ndalang kesimi S ga va tok o’tish vaqtiga ko’paytiramiz.

(6.) kelib chiqadi.

5. Klassik nazariyaning qiyinchiligi va kamchiligi:

Klassik electron nazariya asosida metallarni electron gazlardan iborat deb qarab, bir atomli ideal gazlar kabi issiqlik o’tkazuvchanlik koeffitsenti kontsentratsiyasiga bo’g’lik deb qaraymiz. U vaqtda metallarning solishtirma elektr o’tkazuvchanlik koeffitsenti ham kontsenratsiyaga bo’g’liqligi (2.) orqali ifodalangan.

Videman-Frants electron gazdagi elektronlar bit hil tezlikka ega deb qarashgan, metallardagi issiqlik o’tkazuvchanlik koeffitsenti (T) ning solishtirma elektr o’tkazuvchanlikka nisbati (7.) ekanligi aniqladi, uni tajriba ham tasdiqlagan. Ammo gaz molekulalari molekulyar fizikada Maksvell tezliklar taqsimotida ko’rganimizdek, har hil tezlik bilan harakatlanadi, u vaqtda (7.) dagi 3 koeffitsenti o’rnini ikkinchisi oladi. Bu tajribada tasdiqlanmadi. Buni tushuntirish uchun Zomerfeld electron gaz uchun klassik statistika o’rnida Fermi-Dirakning kvant statistikasi qo’llanilganda (7.) formula hosil bo’lgan.

Bundan tashqari, klassik electron nazariya asosida metellning o’ta o’tkazuvchanlik hodisasini ham tushuntirish qiyin.

E.Yu.K. Tashqi kuchlar kuchlanganligi tsirkulyatsiyasi. O’zgarmas tok zanjirida quvvat.

1. E. Yu. K.

2. O’zgarmas tokning ishi.

3. O’zgarmas tok quvvati.

1.Elemebtning E.Yu.K. quyidagi ifoda bilan ifodalanadi

Agar ikkita (1,2) 1:2 yo’l golvanik elementini manfiydan musbat tomon kesib o’tsa, E.Yu.K. musbat, unga qarshi tomon o’tsa manfiy bo’ladi.

Zanjirga tok manbayi ulansa,berk zanjirning E.Yu.K. faqat manba ichidagina ta’sir etadi. E.Yu.K. ning qiymati zanjirdagi tok kattaligiga bo’g’liq emas va ochiq manba qutiblaridagi potentsiallar ayirmasiga teng bo’ladi

	Zanjir ochiq bo’lganda E.Yu.K. manba qutiblaridagi berk bo’lganda potentsiallar ayirmasi bilan kompenstsiyalansa, zanjir manba ichidagitok kuchi, zanjirning bir qismi uchun Om qununi quyidagicha ifodalanadi.

Butun zanjir uchun Om qonuni dan E.Yu.K.ni topamiz: ε=IR+Ir.

Demak: Birlik musbat zaryadni butun zanjir bo’yicha ko’chirishda bajargan ish bilan o’lchanadigan kattalikga manbayining E.Yu.K. si deb ataladi.

Zanjirdagi tok kuchi E.Yu.K.ga, tashqi va ichki qarshilikga bo’g’lik. Agar ichki qarshilik tashqi qarshilikga nisbatan juda kichik (Rr) bo’lsa, ichki qarshilik tok kuchiga sezilarli ta’sir qo’rsatmaydi. Bu holda manba qutiblaridan kuchlanish E.Yu.K.ga deyarli tenf bo’ladi.

2. Elektr zanjirida energiya bir turdan boshqa turga bir necha marta aylanadi. Tok manbaiga biror hil energiya (mexanik, kimyoviy energiya) elektr energiyasiga aylanadi, tok zanjirida esa elektr energiya ekvivalent miqdorda boshqa hil energiyaga aylanadi. Elektr energiyasining boshqa tur energiyalarga aylanishiga , elektr zaryadning zanjir bo’ylab harakatlantiruvchi elektr maydan kuchlarining bajargan ishi tokning ishini ifodalaydi. Zanjirning bir jinsli o’tkazgichdan iborat ixtiyoriy qismidan t vaqt ichida q zaryad miqdori o’tgan bo’lsin, deb faraz qilaylik. Unda elektr maydoni A=qU ish ,bajaradi, tok kuchi bo’lgani uchun bu ish quyidagiga teng A=IUt (1.)

Zanjirning bir qismidagi o’zgarmas tokning bajargan ishi shu qism uchlaridagi kuchlanish bilan undan o’tayotgan tok kuchi va shu tok o’tib turgan vaqt kopaytmasiga teng.

Agar bir jinsli zanjirning bir qismiga oid Om qonuniga asosan tok kuchini kuchlanish orqali yoki kuchlanishni tok kuchi orqali ifodalasak, tok ishining bir-biriga ekvivalent bo’lgan quyidagi ifodani topamiz:

(2.)

O’tkazgichlar ketma-ket ulanganda I2Rt=A formuladan foydalanish qulay, chunki bu holda hamma o’tkazgichlardan o’tayotgan tok bir hil qiymatga ega bo’ladi.

O’tkazgichlar parallel ulanganda formuladan foydalanish qulay, chunki bu holda hamma o’tkazgich uchlarida kuchlanish bir hil bo’ladi.

Ishning SI dagi birligi .

Amalda tok ishi bilan bir qatorda tok quvvati tushunchasi kiritiladi. bu formulaga (2.) dagi ishning ifodalarini qo’ysak tok quvvati uchun ifoda kelib chiqadi. Zanjirning bir qismida tokning quvvati shu qism uchlaridagi kuchlanish bilan qismdan o’tayotgan tok kuchi ko’paytmasiga teng. SI sistemaisda quvvat birligi

Agar o’tkazgichda elektr maydon hosil qilinsayu, ammo uni saqlab turish uchun chora ko’rilmasa zaryad tashuvchilarning harakati o’tkazgich ichidagi maydonning tezlik bilan yo’qolishiga va demak, tokning to’htashiga olib keladi.Tok uzoq vaqt davomida oqib turishi uchun, tok orqali oqib keluvchi zaryadlarni o’tkazgichning kichik potentsialiga ega bo’lgan chekassidan (zaryad tashuvchilar musbat deb qabul qilinadi) uzluksiz olib ketish va katta potentsialli chekasiga uzluksiz keltirib turish zarur

	Boshqacha qilib aytganda, zaryadlarning yopiq yo’l bo’ylab xarakatini vujutga krltirish kerak. Elektrostatik maydon vektorining tsirkulyatsiyasi nolga teng . Shuning uchun yopiq zanjirda musbat zaryadlarning φ-ning kamayish tomoniga, ya’ni elektrostatik

maydon kuchlariga qarama-qarshi tomonga yo’nalgan harakat sohalari ham mavjut bo’lishi kerak.

Zaryad tashuvchilarning bu sohalardagi harakatini faqat tashqi kuchlar ta’siridagina bo’lishi mumkin. Demak tokning muntazam oqib turishi uchun zanjirning ma’lum sohalariga yoki butun zanjirga ta’sir etuvchi tashqi kuchlar zarur ekan. Ular himiyaviy protseslar,bir jinsli bo’lmagan muhit yoki har hil turdagi ikki hil modda chegarasida zaryad tashuvchilarning diffuziyasi, o’zgaruvchan magnit maydonlari hosil qiladigan elektr (elektrostatik emas), maydonidir va hokazolar vujutga keltirishi mumkin.

Tashqi kuchlarni zanjirda xarakatlantiruvchi zaryadlar ustida bajargan ishi orqali xarakterlash mumkin. Tashqi kuchlarning birlik musbat zaryad ustida bajargan ishga teng bo’lgan kattalik zanjirdagi yoki uning bir qismidagi elektr elektr yurituvchi kuch deyiladi. Demak, q zaryad ustida bajargan tashqi kuchlarning ishi A bo’lsa ta’rifga binoan (1.)

q- zaryad ta’sir etuvchi kuch f t.k.quyidagicha yozish mumkin : ftk=E*q; E*- vector kattalikni tashqi kuchlar maydonining kuchlanganligi deyiladi. Tashqi kuchlarining yopiq zanjir bo’ylab q-zaryadni ko’chirishda bajargan ishni quyidagicha yozamiz:

Bu ishni q ga bo’lib, zanjirdagi elektr yurituvchi kuchni topamiz.

(2.)

Demak yopiq zanjirdagi E.Yu.K.ni tashqi kuchlar maydoni kuchlanganlik vektorining tsirkulyatsiyasi sifatida ifodalash mumkin. 1-2 qismdagi E.Yu.K: (3.) gat eng bo’ladi. Zaryadga tashqi kuchlardan tashqari, elektrostatik maydonning fE=qE kuchlari ham ta’sir etadi. Demak, zanjirninghar bir nuqtasida q- zaryadga tas’ir etuvchi natijaviy kuch f=ft.k+fE=q(E*+E) ga teng.

Bu kuchning zanjirning 1-2 qismida q-zaryad ustida bajargan ishi quyidagicha aniqlanadi (4.)

Yopiq zanjir uchun elektrostatik kuchlarining bajargan ishi nolga teng bo’lgani uchun A=q bo’ladi. Elektrostatik va tashqi kuchlarning birlik musbat zaryadni ko’chirishda bajargan ishiga teng bo’lgan kattalik zanjirning berilgan qismidagi kuchlanish tushuvchi yoki kuchlanish deyiladi: ohirfi ifodadan

Tashqi kuchlar bo’lmaganida U kuchlanishi φ1- φ2potentsiallar farqiga teng bo’ladi.

Yarim o’tkazgichlar elektr o’tkazuvchanligi va uni temperaturaga bo’g’liqligi. To’liq zanjir uchun Om qonuni. KirxGorf koidalari va ularningtadbiqi.

Hususiy yarim o’tkazgichlar.

Kirishmali elektr o’tkazuvchanlik.

To’liq zanjir uchun Om qonuni.

Kirxgof qoidalari.

Hususiy yarim o’tkazgichlar.

Mendeleev jadvalining 4-gruppasiga kiruvchi elementlar bo’lib ular 4 valentlidir. Ularning velentlik ionlari kristal panjara tugunida atomlar bilan o’zaro ikkitadan electron bilan bo’g’langan

	Bunga kovalentli bo’g’lanish deyiladi. Yarim o’tkazgichlarga tashqi energiya berish orqali bu zaif bo’g’langan elektronlarni uzib erkin elektronlarga aylantirish mumkin. Bu ajralgan electron o’rni bo’shab qoladi. Bo’shab qolgan joyga “tishik” deb nom berilgan bo’lib, uni musbat zaryad deb qaraladi. Yarim o’tkazgichga elektr maydon ta’sir etirilsa, electron

va “teshik” qarama-qarshi yonalishda harakatlanib tok hosil bo’ladi.

	Chunki bo’shab qolgan “teshik” ka qo’shni turgan electron o’tadi. Bu elektronni o’rni esa bo’shmaydi, shu kabi electron va “teshik” qarama-qarshi yonalishda harakatlanadi. Ko’rilib turibdiki, yarim o’tkazgichlarda tok tashuvchi zarralar manfiy zaryadli electron va musbat zaryadli teshik bo’lar ekan.

Agar tashqi beriladigan energiya oshsa, elektronlar va “teshik”lar soni ham ortib tok ko’payadi, ya’ni lelktron o’tkazuvchalkigi ortadi.

Yarim o’tkazgichdagielektronlar va teshiklar kontsentratsiyasi mos holda n-, n+va harakatchanligi v- va v+desak, uning solishtirma elektr o’tkazuvchanligini quyidagicha yozamiz δ= δ++ δ-=en+v++en-v-(1.) Sof kremniyni xona haroratida elektronlar kontsentratsiyasi 1017m-3solishtirma qarshiligi 103Om.m dam katta, ammo 1000 K haroratda kontsentratsiya 1023m-3ga yetib, solishtirma qarshiligi 10-3Om.m gat eng bo’ladi, ya’ni 106marta kamayadi. Demak harorat ortishi bilan elektr o’tkazuvchanlik ortar ekan.

Kirishmali elektr o’tkazuvchanlik.

2. Yarim o’tkazgichlarga o’ziga qo’shni bo’lgan uch yoki besh valentlik element atomlaridan juda ozgina kiritganimizda ham ularning elektr o’tkazuvchanligi juda ortib ketadi.Masalan: kremniyga 0,001 foiz fosfat kiritsak, hona haroratida uning solishtirma qarshiligi 6.10-3Om.m, ya’ni sof kremniyning solishtirma qarshiligiga nisbatan 105marta kichi bo’lar ekan. Demak, yarim o’tkazgichning elektr o’tkazuvchanligi shuncha marta ortadi.

Shuning uchun kirishmali yarim o’tkazgichlarda elektr o’tkazuvchanligining shususiy hollarini qarab chiqaylik.

Buning uchun juda oz kremniyga margumush (As) kiritamiz. Margumush beshinchi gruppa elementi bo’lib, besh valentlidir. Margumush atomi kristal panjaradagi kremniy atomlarining birini o’rnini egallab, o’zining 4-ta elektroni bilan qo’shni 4-ta kremniy atoni bilan bo’g’lanadi, ortiqcha beshinchi elektroni panjaralar orasida erkin electron bo’lib qoladi. Margumush atomi esa musbat ionga aylanadi bu holda tishik hosil bo’lmaydi, zaryad tashunchi zarra faqat elektronlardan iborat bo’ladi. Shuning uchun bunday kirishmali yarim o’tkazgichlarni electron o’tkazuvchan yoki n tip yarim o’tkazgich deyiladi. Bunday kirishmali atomlarga donor deyiladi. Bular taqiqlangan zonada o;tkazuvchanlik zonasi yaqinida donar sathini hosilqiladi

	Ikkinchi holda kremniyga bor (B) atomidan juda oz miqdorda kiritaylik. Bor uch valentli bo’gani uchun kremniyning kristal panjara tugunlaridan biriga joylashganda o’zidagi uchta electron bilan qo’shi uchta kremniy atomi bilan bo’g’lanish uchun o’zidan nariroqda turgan bo’g’lanishdagi elektronni tortib olib, u yerda “teshik” hosil qiladi.

Bu holda bor atomi manfiy zaryadlanib manfiy ionga aylanadi buday kirishmali yarim o’tkazgichga elektr maydon ta’sir etsa “teshik” o’z navbatida qo’shni elektronni tortib olib, maydon yo’nalishida harakatlanadi. Bu holdagi lektr o’tkazuvchanlikga “teshik” elektr o’tkazuvchanlik deyiladi. Yarim o’tkazgichlarga esa p- tip deyiladi, demak yuqori temperaturalarda yarim yotkazgichlarning elektr o’tkazuvchanligi kirishmali va hususiy o’tkazuvchanliklar yig’nindisidan iborat bo’ladi.

3. To’la zanjir uchun Om qonunini ilgargi maruzalarda batafsil to’xtalib o’tgan edik. Shu sababli bunda, Om qonunining ifodasini keltiramiz:

bunda U-kuchlanish, R- zanjirning tashqi qarshiligi, r- manbai ichki qarshiligi.

Demak, zanjurdagi tok kuchi potentsiallar farqiga to’g’ri, tashqi va ichki qarshilikklar yig’indisiga teskari proprtsianal ekan.

Ikkitadan ortiq o’tkazgichningulanish nuqtasiga tugun deyiladi

	Faraz qilaylik: o’tkazgichdan o’tayotgan I0 tok kuchi B tugundan 1,2,3 tarmoqlar bo’yicha taqsimlansin. B tugunga kelgan tok kuchi I ish tugundan tarmoqlanib chiqqan tok kuchlari I1, I2, I3ning algebrayik yig’ndisiga teng bo’ladi. I=I1+I2+ I3 Btugunga kelgan tokni musbat, undan chiqqan toklarni manfiy deb olinsa, bu ifoda

quyidagicha yoziladi. I+(-I1)+(- I2)+(- I3)=0 yoki

Bunda n-tarmoqlangan o’tkazgichlarning umumiy soni. Bu formula Kirxgofning birinchi qonunini ifodalaydi. Tokning tarmoqlanish nuqtasidagi tok kuchlarining algebraic yig’indisi nolga teng.

Bu qonun o’zgarmas toklarga nisbatan olingan elektr zaryadlarning saqlanish qonunining o’zidir. Ko’rinib turibdiki, o’tkazgichning hech erida zaryad to’xtab qolmaydi, har qanday tugunga qancha zaryad kelsa shu tugundan shuncha zaryad chiqib ketadi.

Tok zanjiri bir necha qarshilik va manbadan iboratyopiq zanjirdan iborat murakkab zanjir bo’lsa bu vaqtda har qaysi qismni alohida tekshirish talab etiladi.

Tarmoqlanuvchi toklarning murakkab sistemasida

	ihtiyoriy ravishda 1,2,3 qismlarni ajratib olaylik. Faraz qilaylik: 1-2, 2-3,3-1 tomonlardagi tok manbalarining E.YU. K lari ulangan o’tkazgichlarning qarshiliklari R1,R2,R3hamda ularning uchlaridagi potensiallar ayirmasi bo’lsin. Umumiy holda zanjirning ba’zi bir qismlarida E. YU.

K

E1

bo’lmasligi yoki elementlar qarama-qarshi ulanishi ham mumkin.

Qismdagi tok va E.YU. K lar soat sitirelkasi bo’yicha yo’nalgan bo’lsa musbat, teskariga yo’nalgan bo’lsa manfiy deb hisoblab, har bir qismiga Om qonunini tadbiq etamiz: φ2- φ1+ε1=I1R1 φ3- φ2+ε2=I2R2φ4- φ3+ε3=I3R3Bu tenglamalarning hadma-had yig’indisi: ε1+ε2+ε3= I1R1+ I2R2+ I3R3chunki (φ2- φ1)+ (φ3- φ2)+ (φ1- φ3)=0 Demak: bu erda n-qismlar soni. Berk qismdagi E.YU.K larning algebraic yig’indisi tok kucjlarining tegishli o’tkazgich qarshiliklariga bo’lgan ko’paytmalarining yig;indisiga teng. (1) ifoda Kirxgofning ikkinchi qonuning matematik ifidasidir.

Elektron emmisiya. Vakuumli diodning V.A.X.i. To’yinishtoki.

Vakuumda elektr toki.

Elektron emmisiya.

Diod,uning tuzilishi.

To’yinish toki.

Ikki elektorli shisha nayda (rasm) mustaqil gaz razryadi bosim uncha past bo’lmagan hsaroitdagina yuz berishi mumkin.

G az bosimi 0,0001 mm simob ustunidan pasaytirilsa nay elektrolitdagi kuchlanish noldan farqli bo’lgan taqdirda ham razryad to’htamaydi, ya’ni tok nolga teng bo’lib qoladi. Chunki gaz siyraklashganda undagi atomlar va molekulalar juda kamayib, electron zarbidan ionlashishi va ionlarni katoddan elektronlarni urib chiqarishi hisobiga tok o’tib turishini ta’minlaydi.

Bosimyanada kamayganda siyraklashgan gaz elektr o’tkazmaydi. Naydagi gazni surib olaberib, undagi gaz zaralarining kontsentratsiyasini shu darajaga yetkazish mumkinki, bunda molekulalar bir-birlari bilan bir marta ham to’qashmay, nayning bir devoridan ikkinchi devoriga yeta oladi. Naydagi gazning bunday holati vacuum deb ataladi. Demak vacuum neg yaxshi izolyator bo’lib hisoblanadi.

Ammo vakuumda elektr toki hosil qilish mumkin, buning uchun vakuumga zaryad tashuvchi zarralar manbayi kiritilishi kerak bo’ladi. Bunday manbayining ishi ko’pincha yuqori temperaturagacha qizdirilgan metallarning elektronlar chiqarish xossasiga asoslanadi.

Ma’lumki, har qanday metal uning ichida erkin elektronlar bo’lishi bilan harakterlanadi, bu erkin lektronlar o’ziga hos electron gazi hosil qilib, issiqlik xarakatida qatnashadi.

2.Elektronlar metaldan tashqariga chiqishi uchun chiqish ishini bajarishi lozim. Agar elektronlarga qo’shimcha energiya berilsa, ularda metalni tashlab chiqish imkoniyati bo’ladi. Elektronlarni jismdan chiqish xodisasi electron emmisiya deyiladi. Bu hodisa Edison tomonidan kashf qilingan. Vakuumda tok hosil qilishda zaryad tashunchi zarralar yuzaga keltirishda termoemmisiyadan foydalaniladi.

Elektronlar zaryad tashuvchi zarralar bo’lgani uchun ularning elektr maydon ta’sirida katoddan anodga qarab oqishi natijasida elektr toki ortadi. Shu bilan birgalikda to’yinish tokining zichligi ham haroratga juda kuchli bog’liq xolda ortadi. Bu ifodaning matematik ravishda Richardson- Deshmen quyidagicha ifodalagan: (1)

Bunda A- barcha sof metallar uchun deyarli bir xil bo’lgan koeffisient. k- Boltsmon doimiysi, - metal sirtidan vakuumga elektronning ajralib chiqishi uchun zarur bo’lgan ish, buni elektronning chiqish ishi deyiladi.

Termoemissiya xodisasi electron lampalar, knisskoplar tayyorlashda, electron emissiya xodisasiga asosan ishlatiladigan asboblarni ishlab chiqarishda foydalanadilar.

3. Elektron lampa ichida havosi so’rib olingan va bir necha elektrodlar kavsharlangan shisha yoki metal ballondan iborat. Elektrodlar soni ikkita bo’lsa diod ichiga bo’lsa triod deb aytiladi. Barcha electron lampalarning ishlashi termoemissiya tufayli hosil bo’ladigan elektronlar oqimini boshqarishga asoslangan.

Konstriktsiya bo’yicha elektrodlar turli shaklda tayyarlanadi.

4.Anod kuchlanishi nol’ga teng bo’lganda termoemissiya tufayli katoddan uchib chiqayotgan electronlar uning atrofida elektronlar bulutini hosil qiladi.

Agar katod cho’g’lanishini birday saqlagan holda anod kuchining anod kuchlanishiga bog’liqligidan olingan egri chiziq diodning VAX deyiladi.

Elektron bulutga qaramasdan, unga ko’p bo’lmagan juda katta kinetik energiyaga ega bo’lgan elektronlar anodgacha uchub borishga muvaffaq bo’lib, anod zanjiridan kuchsiz tok oqa boshlaydi. Elektronlarning anodga tushishini to’la ko’rsatish uchun, ya’ni Ia=0 bo’lishi uchun anod va katod orasiga ma’lum kattalikdagi manfiy kuchlanish berilishiga to’g’ri keladi. Shuning uchun diodning VAXi nol’dan boshlanmay, balki koordinata bosishida bir oz chaproqdan boshlanadi.

Agar anod va katod orasida elektr maydon xosil qilinsa (Ua0), u xolda elektronlar bulutidagi elektronlar anodga qarab harkatlanadi. Kuchlanish ortishi bilan anodga tamon harakatlanuvchi elektronlar soni va unga mos ravishda anod toki ham ortadi. Kuchlanishning biror UaTqiymatida shu haroratda katoddan uchib chiqayotgan barcha elektronlar anodga etib boradi.

Kuchlanishning keyingi ortishi anod tokini oshirmaydi, ya’ni tok to’yinish qiymatiga ega bo’ladi. Demak, to’yinish toki ayni shu temperaturada katot sirtidan birlik vaqt ichida uchub chiqqan elektronlar soni bilan aniqlanadi. Demak, to’yinish tokini oshirish uchun katotning cho’g’lanish temperaturasini oshirish kerak. Bunda to’yinish toklari ham har xil bo’ladi. Ko’rinib turibdiki, VAX chiziqli emas, lampada hosil bo’luvchi tok Om qonuniga bo’ysinmaydi. Chunki anod va katad orasida mavjud bo’luvchi elektronlar fazoviy zaryadlar bo’lib, har doim dioddagi potensial taqsimotini o’zgartirib turadi. Shuning uchun tok fazoviy zaryad bo’lmagan holatdagidan kichik bo’ladi.

Diodda xosil bo’luvchi tok I anod kuchlanishi bilan quyidagicha bog’langan. I=CU3/2; C- elektrodlarning shakli va grafikdagi O A B qismini ifodalab Baguslavskiy –Lemmiyor qonuni yoki “3/2 qonuni” deb yurituiladi. Elektron lampaning cho’g’langan katodi faqat elektronlar chiqaradi. Shuning uchun lampaning katodi anod bateriyasining mabfiy qutbiga ulangandagina anod zanjirida tok paydo bo’ladi. Kuchlanish qutbi o’zgartirilganda barcha elekrtonlar katodga qaytadi. Demak, diod bir tamonlama tok o’tkazish hususiyatiga ega bo’lib, undan o’zgaruvchan tokni to’g’rilashda foydalaniladi. Bunday maqsad uchun mo’ljallangan diod kenotron deb ataladi.