Kommunikatsiyalarini rivojlantirish vazirligi muhammad al-xorazmiy nomidagi toshkent axborot texnologiyalari universiteti

2. Elektromagnit konturining potensial va kinetik energiyalari konturning qaysi qismida joylashadilar.
Konturda qanday qilib elektromagnit tebranishlar yuzaga kelishini yaqqolroq tasavvur qilish uchun konturdagi tebranishlarni prujinali mayatnik tebranishlari bilan taqqoslab boramiz. 2- rasmda tebranish konturi va prujinali mayatnik tasvirlangan. Kondensator zaryadlanmagan va konturda tok bo‘lmagan vaqtda konturning elektr energiyasi ham, magnit energiyasi ham nolga teng bo‘ladi. Muvozanat vaziyatida tinch turgan mayatnikning mexanik (potensial va kinetik) energiyasi ham nolga teng bo‘ladi. Vaqtning dastlabki t₀ = 0 paytida kondensatorga q zaryad beramiz. Kondensator qoplamalari orasida elektr maydon hosil bo‘ladi (2- a rasm). Kontur kondensatorni zaryadlash uchun bajarilgan ish bilan o‘lchanadigan va kondensatorning elektr maydon energiyasi ga teng energiya zaxirasiga ega bo‘ladi. (Kondensator qoplamalariga zaryad berish prujinali mayatnikning tashqi kuch ta’sirida muvozanat holatidan chetga chiqarilishi va uning muvozanat holatidan x siljishiga mos keladi. Bunda prujina ga teng bo‘lgan elastik deformatsiyaning potensial energiyasiga ega bo‘ladi.) Keyin kondensator g‘altak orqali razryadlana boshlaydi. Konturda vaqt o‘tishi bilan ortib boruvchi I tok paydo bo‘ladi, g‘altakda esa magnit maydon yuzaga keladi. Kondensator razryadlangan sari uning elektr maydoni zaiflashadi, g‘altakning magnit maydoni esa

2 – rasm.


kuchayadi. Vaqtning t = 1 /4 T paytida kondensator to‘la razryadlanadi, elektr maydon energiyasi nolga teng bo‘ladi, tok eng katta qiymatga erishib, magnit maydon energiyasi maksimal qiymatga ega bo‘ladi. Konturning butun energiyasi g‘altakning magnit maydon energiyasi dan iborat bo‘ladi (2- b rasm.) Bu bosqich mayatnikda kvazielastik kuch nolga teng bo‘lgan holga va mayatnikning inersiyaisi tufayli harakatini davom ettirib, muvozanat holatidan o‘tishiga mos keladi. Bu vaqtda mayatnikning energiyasi butunlay kinetik energiyaga aylanadi va energiya ifoda orqali aniqlanadi. Vaqtning keyingi onlarida g‘altakning magnit maydoni zaiflasha boshlaydi, shu sababli unda Lens qoidasiga muvofiq kondensatorning razryadlanish toki yo‘nalishida tok induksiyalanadi. Magnit maydon butunlay yo‘qolguncha, konturda oqib turgan induksion tok kondensator qoplamalarini qayta zaryadlay boshlaydi. Vaqtning t₂=T/2 paytida (2- d rasm) kondensator to‘la qayta zaryadlanadi, tok kuchi esa nolga teng bo‘ladi. Natijada konturning magnit maydon energiyasi yana kondensatorning elektr maydon energiyasiga aylanadi. Biroq bunda elektr maydonning yo‘nalishi uning t₀ paytidagi yo‘nalishiga qarama-qarshi bo‘ladi. Vaqtning bu paytiga prujinali mayatnikning tebranishlarida uning potensial energiyasi eng katta bo‘lgan eng pastki vaziyati to‘g‘ri keladi. Shundan keyin jarayon teskari tartibda takrorlanadi (2- e, f rasm) va t4 = T paytda kontur boshlang‘ich holatga qaytadi, mayatnik esa eng yuqori vaziyatga o‘tadi va yuqoridagi ko‘rib o‘tgan jarayonlar yana takrorlanadi. Shunday qilib, konturda T davrli elektr tebranishlar vujudga keladi. Davrning birinchi yarmi davomida tok bir yo‘nalishda, davrning ikkinchi yarmi davomida esa qarama-qarshi yo‘nalishda oqadi. Konturdagi elektr tebranishlar vaqtida kondensatordagi elektr maydon energiyasi va induksiya g‘altagidagi magnit maydon energiyasi davriy ravishda o‘zaro bir-biriga aylanib turadi, bu xuddi mayatnikning mexanik tebranishlarida mayatnik potensial va kinetik energiyalarining o‘zaro bir-biriga aylanishiga o‘xshaydi. Bunday taqqoslashda mayatnikning potensial energiyasini kondensatorning elektr maydon energiyasiga, mayatnikning kinetik energiyasini esa g‘altakning magnit maydon energiyasiga, mayatnikning harakat tezligini konturdagi tok kuchiga o‘xshatish mumkin. Mayatnik inersiyasi rolini g‘altakning induktivligi, mayatnikka ta’sir qiluvchi ishqalanish kuchi rolini konturning aktiv qarshiligi o‘ynaydi. Agar konturda energiya isrofi (o‘tkazgichlarning qizishi va elektromagnit nurlanishi) bo‘lmaganda edi, elektr tebranishlar istagancha uzoq vaqt davom etgan, ya’ni so‘nmas tebranishlar bo‘lar edi. Lekin haqiqatda energiya isrof bo‘lmasdan iloji yo‘q. Chunki g‘altak va ulovchi simlarning aktiv qarshiligi mavjud, bu esa Joul—Lens qonuniga binoan issiqlik chiqishiga sabab bo‘ladi. Tebranuvchi sistemaning o‘zida paydo bo‘ladigan kuchlar (kvazielastik kuchlar) ta’sirida hosil bo‘ladigan mexanik tebranishlar xususiy tebranishlar deb atalar edi. Xuddi shunga o‘xshash, konturda unga biror energiya zaxirasi berganda hosil bo‘ladigan va konturda vujudga keladigan induksion tok bilan tutib turiladigan elektromagnit tebranishlar xususiy yoki erkin elektromagnit tebranishlar deb ataladi. Konturning aktiv qarshiligi hamma vaqt noldan farqli bo‘lganidan, dastlab, konturda zaxirada saqlangan energiya uzluksiz ravishda issiqlik ajralishiga sarf bo‘ladi. Buning natijasida elektromagnit tebranishlarning intensivligi tobora kamayib boradi, binobarin, erkin tebranishlar so‘nuvchi tebranishlar bo‘ladi. Konturda so‘nmaydigan elektromagnit tebranishlar hosil qilish uchun, isrof bo‘layotgan energiyani bir davr davomida to‘ldirib turish kerak.