Ózbekstan respublikasí joqarí HÁm orta arnawlí bilimlendiriw ministrligi

ELEKTR ÓTKIZIWSHEŃLIK METODLARÍNÍŃ AGROXIMIYADA QOLLANÍLÍWÍ
Elektr ótkizgishlikti ólshew arqalı awıl xojalıǵında zárúrli maǵlıwmatlar alınadı.
Urıw, dán, paxta sıyaqlı awıl xojalıq ónimleriniń ızǵarlıǵın anıqlaw tábiyiy suwdıń minerallanǵan dárejesin anıqlaw topıraqtaǵı duzlardıń muǵdarın anıqlaw sıyaqlı jumıslar tiykarlanıp eritpelerdiń elektr ótkizgishligin ólshew jolı menen atqarıladı. Bul islerdi orınlawda kondutometriya metodlarınan keń kólemde paydalanıladı.
Dán ónimleriniń ızǵarlıǵın ólshew ásbapları (qadaǵan ólshewshiler) dıń islew principi júdá ápiwayı bolıp, bunda ızǵarlıǵı ólshenerlik úlgi (dán) arnawlı ıdısdaǵı eki elektrod arasına qoyıladı hám Kolraush kóprigi járdeminde sol úlginiń qarsılıǵı ólshenedi. Dánde ıǵallıq qansha kóp bolsa, onıń elektr qarsılıǵı sonsha kem boladı.
Ásbaptıń shkalası hár qaysı túrdegi dán ushın ıǵallıqtıń massa procentlerinde dárejelengen boladı. Bul metod júdá ápiwayılıǵı menen bir qatarda jumıs tez atqarılıp, júdá anıq nátiyje alınadı, usınıń sebebinen, awıl xojalıq ámeliyatında kóp qollanıladı. Házirgi waqıtta topıraqtaǵı duzlar muǵdarı topıraq sıpaması (eritpesi) nıń elektr ótkezgishligin ólshew tiykarında anıqlanıp atır. Sol maqsette isletiletuǵın ásbaplar duz ólshewshiler dep ataladı.
Elementler ózleriniń elektr ótkizgishligine qaray úchge bólinedi. Elektr
togin jaqsı ótkeriwshi - ótkeriwshiler, ulıwma ótkermeytuǵın elementler
dielektriklar hám bóleklengen ótkeriwshiler (yarım ótkeriwshiler) ge bólinedi.
Egerde neytral ótkizgish sırtqı elektrostatik maydanǵa jaylastırılsa, onıń
zaryadlarına elektr maydan tásir etedi hám olar háreketke keledi. Zaryadlardıń
kóshiw tokı zaryadlar bólistiriwinde teń salmaqlılıq júzege kelgenge shekem dawam etedi. Bul halda ótkizgish ishindegi eletrostatik maydan nolge teń boladı. Eger sonday
bolmaǵanda edi, sırtqı maydan tásir etpese de zaryadlar kóshiwi hám tok
aǵıwı múmkin bolar edi. Sonday eken, elektr maydan kúshlengende ótkizgish
ishindegi hámme noqatlarda Ye = 0 boladı. Ótkizgish ishinde maydandıń
joq ekenligi onıń hámme noqatlarında potensial birdey bolıwın kórsetedi (φ= const),
yaǵnıy elektrostatik maydanda ótkizgish sırtı ekvipotensial esaplanadı. Bul bolsa
maydan kúshlaengenligi i vektorınıń ótkizgish sırtına normal bolıwın kórsetedi.
Eger sonday jaǵday bolmasa zaryadlar maydan tásirinde háreketke keler edi.

Suwrette: Elektrostatik maydanda ótkizgish. a-induksiyalangan zaryadlar
payda bolıwı, b-kúshlengenlik sızıqlarınıń úziliwi.
Ótkizgishtiń eki ushı eki belgili, zaryadlanıp qaladı, sonday eken, neytral
ótkizgish elektrostatik maydanǵa kiritilse, kúshlangenlik sızıqları uziledi.
Indusirlangan zaryadlar sırtında bólistiriledi.
Sırt zaryadlarınıń sırtqı elektrostatik maydanda qayta bólistiriliw ózgesheligi
elektrostatik induksiya hádiysesi dep ataladı (induksiya latınsha sóz induation -
qozǵaltıw, oyatıw degen mánisti ańlatadı ). Sırt qasında maydan
kúshlengenligi tómendegishe ańlatıladı.
E= d/eeo
Bul jerde d -zaryadlar sırt tıǵızlıǵı, e - ótkizgishin qorshap turıwshı ortalıq
dielektrik sińiriwshiligi. Ótkizgish ishinde maydan joyılıwına tıykarlanıp
elektrostatik qorǵaw qollanıladı. Jalǵızlanǵan ótkizgishge berilgen zaryad
potensialǵa tuwrı proporsional bolıp tabıladı, yaǵnıy q ~ φ Eger proporsionallıqtan teńlikke ótsek, ol jaǵdayda q = S. φ Bunda S- jalǵızlanǵan ótkizgish elektr sıyımlılıǵı dep ataladı :
S =q/j
Elektr sıyımınıń birligi (1 Kl/1 v) = farad (f). 1 Farada dep oǵan 1 Kulon zaryad berilgen potensialı 1 voltga ózgeretuǵın ótkizgish elektr sıyımlılıg'ina aytıladı. Ótkizgishtiń elektr sıyımlılıǵı onıń ólshemleri hám formasına baylanıslı bolǵan áhmiyetli elektr shama bolıp tabıladı. Biraq, bundaydew tek birden-bir turǵan ótkeriwshiler ushın orınlı boladı.
Farad sıyımlılıqtıń hádden tıs úlken birligi bolıp tabıladı. Sol sebepli kóbinese
mikrofarada (mkf) hám pikofarada (pf) den paydalanıladı. 1 mkf =10−6 f
1 pf =10−6 mkf. Bul sıyımlılıqlar radiusı 9 km hám 0, 9 sm bolǵan jalǵızlanǵan
ótkizgish sharlar sıyımlılıgı boladı. Jerdiń radiusı R = 6400 km bolǵan
ótkizgish shar dep esaplaw múmkin. Bul halda Jer sharınıń elektr sıyımlılıqı
C = 9/6400= 711 mkfr. Dielektriklar menen ajıratılǵan ótkeriwshilerden dúzilgen elektr
sistema kondensator dep ataladı. Bunday sistema ólshemi kishi bolǵanda da
sıyımlılıqı úlken boladı. Eń ápiwayı kondensator juqa dielektrik qatlamı menen
ajıratılǵan eki parallel metall qatlamlardan dúzilgen boladı jáne bul qatlamlarǵa
shama tárepten teń bolǵan túrli belgili zaryadlar beriledi.

Tegis kondensatordıń sıyımlılgın tómendegi formula arqalı ańlatıw múmkin:
C= eoeS/d
Bul jerde d − kondensator qatlamları arasındaǵı aralıq, S − hár bir
qatlamnıń júzi, e − qatlamlar arasındaǵı ortalıqtıń dielektrik sińiriwshiligi.
Ámelde erkin zaryad tasıwshıları bolmaǵan elementler dielektrikler dep ataladı.
Mısalı : shıyshe, plastmassa hám taǵı basqa.
Dielektriklar hám taǵı basqa elementler qatarı atom hám molekulalardan dúzilgen.
Elementdeǵı barlıq yadrolardıń oń zaryadları barlıq elektronlardıń
zaryadlar jıyındısına teń bolǵanı sebepli molekula zaryad tárepten zaryadsız
boladı.
Egerde sırtqı elektr maydan tásiri bolmaǵanda oń hám teris zaryadlar
“salmaqlıq” orayları ústpe-úst túsedi, bul halda molekula dipol momenti P nolge
teń boladı. Bunday dielektriklar molekulaları polyussız dep ataladı. Polyussız
molekulaǵa iye bolǵan dielektriklarga (N2, H2, O2, CO2, CH4... ) ler kiredi.
Sırtqı elektr maydan tásirinde polyussız molekulalardıń zaryadları qarama-qarsı tárepke jıljıy baslaydı hám molekula dipol momentine iye bola baslaydı.
Tábiyatda sonday gruppa dielektrikler (H2 O, NH3, SO2, CO, …) bar,
olardıń molekulaları asimmetrik dúziliwge iye, yaǵnıy oń hám teris zaryadlardıń “salmaqlıq” orayları uyqas kelmeydi hám dipol momentine iye boladı.
Bunday dielektriklerdiń molekulaları polyussız dep ataladı.
Dielektrikti sırtqı elektrostatik maydanǵa jaylastırılsa ol polyuslanadı. Yaǵnıy
maydan parıq etiwshi dipol momentine iye boladı. Dielektrik polyarlanıwın
muǵdarlıq bahalaw ushın polyuslanyanlıq vektor úlkenliginen paydalanıladı.
Polyuslanǵanlıq (R) elektr maydan kúshlengenligine (Ye) tuwrı sızıqlı
baylanıslılıqqa iye esaplanadı. Egerde dielektrik izotrop element bolsa hám Ye onsha úlken bolmaǵan halda tómendegi formula orınlı boladı :
P= ceoE
Bunda c − elementtıń dielektrik kiritiwshiligi bolıp, dielektrik ózgesheliklerdi
xarakterleytuǵın ólshemsiz shama bolıp tabıladı. Mısalı : spirt ushın c ≈ 25 ke, suw ushın c = 80 ge teń. c mudamı oń hám c >0 boladı. Ortalıqtıń dielektrik
sińiriwshiligi dep tómendegi ólshemsiz shamaǵa e =1+ c ga aytıladı hám
dielektrik tásirinde maydan neshe ret kúshsizlengenligi i kórsetedi.
Nemis fizigi G. S. Om tájiriybe jolı menen bir jınslı metall ótkizgishten
ótetuǵın tok kúshi ótkizgish úshlerindegi kernew ol túsuwshege tuwrı
proporsional hám ótkizgish qarsılıǵına teris proporsional ekenligin anıqlandı.
Ótkizgish qarsılıǵı onıń ólshemine, formasına jáne onıń ózgesheliklerine hám de
qanday materialdan jasalǵanlıǵına baylanıslı boladı. Ótkizgish materialı ózgesheligine
baylanıslı bolǵan elektrik shama salıstırma qarsılıq dep ataladı hám r -menen
belgilenedi, ólshem birligi Om ⋅ m larda ańlatıladı.
Ótkizgishtiń salıstırma qarsılıǵı 10 -7 Om ⋅ m ga, dielektriklerdiń
salıstırma qarsılıǵı 108 Om⋅ m ga teń hám odan úlken boladı. Tábiyatta ámeldegi
bolǵan kóplegen elementlerdiń salıstırma qarsılıǵı 10 -7 Om⋅ m - 108 Om⋅ m
aralıǵinda jaylasqan boladı. Olar yarım ótkeriwshiler dep júritiledi hám elektrik
ózgeshelikleri menen metallardan parıq etedi. Mısalı : temperatura artıwı menen yarım ótkizgishtiń qarsılıǵı azayadı.
Metallardan ayrıqsha túrde yarım ótkeriwshilerde elektr tokı tek erkin
elektronına emes, bálki atom menen baylanısıwda bolǵan elektronlardıń
háreketi menen hám júzege keledi, jáne onıń ótkizgishliginde tiykarǵı roldi
oynaydı. Yarım ótkeriwshilerde kem muǵdarda qosılǵan qospa salıstırma
qarsılıǵın keskin ózgertirip jiberedi. Elektronlar tiykarlanıp atomlar menen
baylanısqan jaǵdayda boladı hám tómen temperaturada erkin elektron muǵdarı kem boladı.
Yarım ótkizgish elektr maydanı tásirinde bolǵanda erkin elektronlar
maydanǵa qarsı jóneliste háreket etip, hálsiz tok payda etiwi múmkin. Erkin
elektronlardıń bunday háreketinen júzege keliwshi ótkezgishlik “elektron”
ótkezgishlik yamasa “n” tip ótkizgishlik (negative - teris) dep ataladı. Atom
menen baylanısqan elektronlardı baylanısıwınan azat etiw ushın jetkilikli jumısqa teń
bolǵan sırtqı energiya, yaǵnıy ıssılıq energiya beriw kerek. Bul halda yarım
ótkeriwshilerdiń qarsılıǵın azayıwı yamasa ótkizgishliginiń asıwına sebep
bolıwshı erkin elektronlardıń muǵdarı artadı. Yarım ótkeriwshiler qarsılıq
termometri “termistor” sol jaǵdayǵa tiykarlanǵan túrde isleydi. Bul termistor
járdeminde ósimlik hám janlı organizmlerdiń noqatlıq bólimleriniń temperarurasın
ólshew múmkin.
Jaqtılıq intensivligin ólshew ushın paydalanılaqtuǵın termistorlar
fotoqarsılıq dep ataladı. Yarım ótkizgishler ushın baylanısqan elektronlardıń
kóshiwi menen bolǵan, yaǵnıy bir tur ótkgishlik xarakterli bolıp tabıladı.
Elektron yarım ótkizgish sızılması.
Germaniy atomları arasındaǵı elektron baylanısıwlardıń tegisliktegi
sxeması kórsetilgen. Sheńbersheler menen germaniy atomları, noqatlar menen sırtqı
elektronlar, sızıqlar menen atomlardıń elektron baylanısıwları belgilengen. Sırtqı
qızdırıw yamasa jaqtılandırıw tásirinde atom baylanısıwdan bir elektron azat boladı hám onıń ornında shama tárepten teń bolǵan oń “tesik” dep atalatuǵın zaryad
payda boladı, yaǵnıy elektrondı azat bolıwı menen tesik payda boladı. Áyne
waqıtta sırtqı maydan tásirinde baylanısqan elektronlardıń bir qońsılas
baylanısıwdan ekinshisine hám áyne waqıtta tesiklerdiń keri tárepke
háreketi baslanadı. Tesiklerdiń bunday tártipli háreketi de yarım ótkizgish
payda bolıwın támiyinleydi hám bunday ótkizgishlik tesikli
ótkezgishlik yamasa r tipli ótkezgishlik (positive - oń ) dep ataladı.
Yarım ótkeriwshilerde elektron hám tesiklerdiń ulıwma háreketi elektr
togın payda etedi hám yarım ótkizgishtiń menshikli ótkezgishligi dep ataladı.
Menshikli ótkizgishlik sap yarım ótkeriwshilerde boladı, sap yarım ótkizgish
bolsa tábiyatda joq. Negizinde, yarım ótkizgishge azǵantay qosılǵan qospa
onıń ótkizgishligin keskin ózgertirip jiberedi. Birpara qospalar yarım
ótkizgishdi erkin elektronlar menen bayıtadı hám n - tip qospa dep júritiledi. N
- tip qospa donor (beretuǵın ) dep atalıp, bul halda elektron ótkizgishlik
asadı. Ayırım arlaspalar yarım ótkizgishli tesikler menen bayıtadıi hám tesikli
ótkizgishlikti asıradı. Bunday qospa akseptor dep ataladı hám yarım
ótkizgish r - tip yarım ótkizgish dep ataladı.
Germaniyga 0, 0001% mishyak qospası qosılǵanda sırtqı ıssılıq
háreketi yamasa basqa tásir sebepli erkin elektronlar sanı 1000 ret artadı. Bunda
tesikler sanı artpaydi. Germaniyge kem muǵdarda indiy qosılǵanda, onıń hár
bir atomı yarım ótkizgishde birden tesik payda etedi hám bunda erkin elektronlar
sanı kóbeymeydi. Nátiyjede germaniy tesikler menen bayıydı hám germaniy
qospalı tesikli yarım ótkizgishge aylanadı.
Dielektrik kiriwsheńligin bilgen halda tiri organizmde bolatuǵın birpara
ózgerisler haqqında juwmaq shıǵarıw múmkin. Organizmdegi kletkanı jáne onı qorshap alǵan kletkalardan tısqarı biologiyalıq ortalıq sırtqı ortalıqtan yarım ótkeriwshi Kletka membranası menen bóleklengen quramalı sistema dep qaraw múmkin. Kletka ashıq termodinamik sistema bolıp, sırtqı ortalıq penen úzliksiz energiya, element hám maǵlıwmat almasıladı. Jáne bul almasıw membranalar arqalı ámelge asadı.
Membrana ápiwayı halda lipid qatlamınan ibarat bolıp, lipidler qatarına neytral
maylar, efirlar kiredi. Kletkada lipidler belok qatlamları menen qorshap alınǵan
boladı. Kópshilik membranalar shama menen 40% lipidlerden, 60% beloklardan
ibarat. Sitoplazmatik membrananıń qalıńlıǵı shama menen 5-10 mm. Kletka
membranalarınıń ulıwma maydanı kútá úlken. Mısalı, tıshqan bawırınıń
massası tek 6 g. Onıń membranalarınıń ulıwma maydanı 100 m
Membranada lipid qatlamı bar ekenligi onıń dielektrik ózgesheliklerin belgileydi. Membranalardıń salıstırma qarsılıǵı kútá úlken 108 om. m. átirapında boladı, bul bolsa sitoplazma hám kletkalar aralıq ortalıq qarsılıǵınan on millionlap úlken bolıp tabıladı. Membranalardıń dielektrik xarakteristikaları kópshilik texnikalıq bólek ójirelerinen úlken. Mısalı, mitoxondriya membranasınıń qalıńlıǵı 8 mm bolǵan halda betlerdegi potensiallar parqı 200 mvga teń. Sonday etip, membranadagıǵa elektr maydan kúshlengenligi
Ye= 200.
10 -3 v = 25. 10 6 v/m
8. 10 -9 m
Sonı aytıp ótiw kerek, dielektrik retinde isletiletuǵın shını bul
kúshlengenlikden júz ret kishi kúshlangenlikte «teshiladi».
Elektroximiya tómendegi ush bólekten shólkemlesken. Elektr ótkezgishlik, elektr jurgiziwshi kúsh hám elektroliz Búgingi lektsiyada biz tiykarlanıp elektr ótkizgishlik haqqında gáp júrgizemiz. Elektr ótkezgishlik elektr tokın ótkeriw qábileti bolıp tabıladı.
Elektr tokın ótkeriwshiler eki túrge bólinedi. 1 hám 2 túrdegi ótkeriwshiler.
1 túrdegi ótkeriwshilerge metallar hám olardıń eritpeleri, grafit, birpara qıyın eriwshi oksidler hám basqa materiallar kirip, olar elektr togın elektronlardıń tártipli háreketi sebepli ótkeredi. Bul waqıtta elektrodlarǵa element ótiwi júz bermeydi.
II túrdegi ótkeriwshilerge kislotalar, sıltılar, duzlar eritpesi, túrli suyıqlıqlar, birpara qattı duzlardıń suyultirilgan (erigen) jaǵdayı hám kristall jaǵdaydaǵı elektr ótkizgishlik mısal bolıp (mısalı NaCl, KCl hám basqalar ), olardaǵı elektr ótkezgishlik ionlardıń tártipli háreketi sebepli júz boladı (elektr maydanında ). Bul túrdegi elektr ótkeriwshilerde elektrodlarda element almasıwı júz beredi. Ionlardıń jıldamlıǵı qansha úlken bolsa, elektr ótkizgishlik hám sonsha úlken boladı.
Elektr ótkizgishlik - elektr togına bolǵan qarsılıqqa teris baha bolıp tabıladı. Sonıń ushın elektr ótkizgishlikti ólshew kerek bolsa, elektr togına bolǵan qarsılıq ólshenedi. Qarsılıqtı R háribi i menen ańlatpasaq, ol formula menen ańlatıladı. Yaǵnıy ótkizgishtiń qarsılıǵı onıń uzınlıǵı (l) ga tuwrı kelse, eni (S) ga teris proportsional bolıp tabıladı. Elektr ótkizgishlik grekshe (kappa) K hárıbi menen belgilenedi. Sonlıqtan
qarsılıqtı Om menen, elektr ótkizgishlikti Om-1 menen belgilenedi. Salıstırma elektr ótkIzgishlik dep ataladı. Salıstırma elektr ótkezgishlik - bul uzınlıǵı 1 sm, eni, maydanı 1 sm kvadrat bolǵan elementtıń elektr ótkiaazgishligi bolıp tabıladı.
Sonday eken, suyıqlıqtı elektr ótkizgishligin anıqlaw kerek bolsa, oǵan álbette elektrod túsiriledi. Suyıqlıqtı salıstırma elektr ótkizgishligi anıqlanıp atırǵan bolsa, túsirilip atırǵan elektrodlardıń ústtingi maydanı 1 sm2 hám olar arasındaǵı aralıq 1 sm bolıwı kerek. Ámelde bunday sharayattı payda etiw talay qıyın, sol sebepli, ádetde kuzetilip atırǵan elektr ótkizgishlik o'lshenedi. Keyninen esaplaw járdeminde salıstırma elektr ótkizgishlik tabıladı.
Eritpelerdiń elektr ótkizgishligin anıqlaw túrli formadaǵı ıdıslarda alıp barıladı. Elektr tokın jaman ótkeretuǵın eritpeler ushın elektrodlar júzesi úlken bolıp, olar bir-biri jaqın jaylastırılıwı kerek. Jaqsı ótkeriwshiler ushın bolsa, kerisinshe, elektrodlar júzesi kishi hám elektrodlar arası uzaq bolǵan ıdıslar qollanılǵanı maqul. Sonlıqtan joqarıda aytılǵan salıstırma elektr ótkizgishligin ólshew ushın ıdıs tayarlaw qıyın. Bunday jaǵdaylarda hár bir ıdıs ushın onıń turaqlılıǵı, yaǵnıy ıdıs turaqlılıǵı yamasa sıyımlılıǵı anıqlap alınadı. Ídıstıń turaqlılıǵı (sıyımlılıǵı ) tómendegi usılda anıqlanadı : salıstırma elektr ótkizgishligi málim bolǵan (kóbinese KCl, KNO3) eritpesi ıdısqa quyıladı. (olardıń 0 ma`nisi kestede berilgen boladı ). Nátiyje bolǵanı ushın, daslep sol eritpediń elektr ótkezgishligi anıqlanadı hám ıdıs turaqlılıǵı esaplab tabıladı. Keyininen ıdıstan eritpeni to'gip, ornına tekseriliwshi eritpe qoyıladı jáne onıń elektr ótkizgishligi tabıladı, hám de eritpeniń salıstırma elektr ótkezgishligi formula arqalı esaplap shıǵıladı
Salıstırma elektr ótkizgishlik ma`nisi elektrolit yamasa suyıqlıq tábiyatına, eritpe koncentraciyasına hám temperaturaǵa baylanıslı.
Ionlardıń háreket tezligi hám az bolsada dissotsialanıw dárejesi temperaturaǵa baylanıslı boladı. Elektr ótkizgishlikti anıqlawda temperaturanı turaqlılıǵına úlken itibar beriw kerek. Temperaturanı artıwı menen artadı, sebebi bunda ionlar jıldamlıǵı artadı. Ólshenerlik xanada temperaturanıń ózgeriwi úlken qátelikke alıp keledi. Nátiyjede, elektr ótkizgishlik termostatda anıqlanıwı kerek. Tómendegi kestede birpara taza suyıqlıqlardıń 180 S daǵı salıstırma elektr ótkizgishligi berilgen Dissosilanıw konstantasınıń dissosilanıw dárejesinnen parqı mınada, ol eritpedegi elektrolit konsentrasiyasina baylanıslı emes. Eritpe degi ionlardan birewiniń konsentrasyasi ózgerse, ionlar teń salmaqlılıqı jıljıydı. Mısal. Sirke kislota tómendegi teńleme boyınsha dissosilanadi. CH COOH →H + CH, COO. Eger bul kislota eritpesine, onıń C₂HO, ionın tutqan tuzinan qossaq, joqarıda keltirilgen teń salmaqlılıq sirke kislota molekulaları payda bolatuǵın tárepke jıljıydı :
CH, COOH + H+CH. COO
Eger sirke kislota eritpesine silti qossaq, , gidroksid ionlar vodorod ionları
teń salmaqlılıqtıń jılısıwı menen baylanısadı hám teń salmaqlılıq kislota dissosilanatuǵın tárepke jıljıydı : CH, COOH + H+CH COO
teń salmaqlılıqtıń jılısıwı kóp negizli kislotalar ushın izbe-iz dissosilanıw basqıshlı dissosilanıw) júz beredi Mısalı :
H₂PO→ H+ H₂PO CARXIv UZ
HPO H+HPO HPO → H+PO