1-маъруза электр занжири ва унинг элементлари. Электр занжирларининг асосий қонунлари

Электр токининг иссиқлик таъсири.

Электр занжирларидаги қаршилик табиати жиҳатидан механикадаги ишқаланишга ўхшаб кетади, чунки ўтказгичда электр токини ҳосил қилувчи эркин электронларнинг илгариланма ҳаракати электронларнинг ўтказгич ичида атомлар ёки молекулалар билан қўшимча тўқнашишига сабаб бўлади. Тўқнашишлар (ишқаланишлар) натижасида механик энергия иссиқлик энергиясига айланиб (бунда ишқаланиш кучини енгиш учун маълум бир иш бажарилади), ўтказгич (сим) қизийди. Ом қонунига биноан эканлигини ҳисобга олсак, ток I нинг R қаршиликли занжир қисмида бажарилган иши қуйидагини ташкил этади:

(1.14).

14. 
    формула Жоуль-Ленц қонунини аналитик ифодасидир.
    

Электр токининг иссиқлик таъсири электр ёритиш электр пайвандлаш, электр металлургия, электр қизитиш, шунингдек, автоматик назорат асбоблари фойдали ҳисобланади. Аммо электр двигателларда, трансформаторларда ва манба билан истеъмолчини бирлаштирувчи узатиш симларида бу иссиқлик зарарлидир. Чунки бунда электр энергиясининг бир қисми иссиқлик энергияси тарзида исроф бўлади. Шунинг учун электр симларининг кўндаланг кесимини унинг қизиш даражасидан келиб чиқиб танлаш муҳим аҳамиятга эга.

Ўтказгичдан электр токи ўтиши натижасида ҳосил бўлган иссиқлик ўтказгичини қизитиб, атроф-муҳитга тарқалади. Электр токи ажратиб чиқарган иссиқлик миқдори ташқи муҳитга тарқалаётган иссиқлик миқдорига тенг бўлганда, ўтказгичда иссиқлик мувозанати юзага келади. Шу ўтказгичда турғун температура юзага келади. Бу температура берилган ўтказгич (сим) учун чегаравий қизиш температураси ҳисобланади. Чегаравий қизиш температураси ўтганда ўтказгичнинг температураси ташқи муҳит температурасидан юқори бўлади. Симларнинг ортиқча қизиши уларнинг изоляциясига путур етказиши, очиқ симнинг механик хусусиятларини сусайтириб юбориши мумкин. Қизиган изоляция совуқ изоляцияга қараганда тезроқ эскириб, электр машиналари ва аппаратларининг хизмат муддатини кескин қисқартиради. Электр симларнинг ортиқча қизиб кетмаслиги учун маълум кўндаланг кесимга эга бўлган ўтказгичдан ўтадиган узоқ вақтли турғун юклама токининг миқдорини аниқлаш керак бўлади.

Амалий ҳисоблашларда турли кўндаланг кесимга эга бўлган электр симлар чегаравий юклама токларининг қийматлари кўрсатилган тайёр жадваллардан фойдаланилади.
Электр занжирида қувватлар мувозанати

Ҳар қандай электр занжирида манбанинг ишлаб чиқарган электр энергияси (қуввати) истеъмолчида, узатиш линиясида ва манбанинг ўзида сарф бўлган энергияга (қувватига) тенгдир. Мисол тариқасида 1.4- расмда берилган электр занжири учун қувватлар мувозанатини кўриб чиқайлик. Бунинг учун Кирхгофнинг иккинчи қонуни бўйича занжирнинг электр мувозанат тенгламаси:

Унинг иккала томонини I га кўп айтирсак, занжирнинг қувватлари мувозанати тенгламаси ҳосил бўлади:



ёки
(1.15)

Бу ерда манба ҳосил қилган электромагнит қувват. У манбанинг ўзида (ичида) қувватга узатиш линияси маълум қаршилик (R_л) га эга бўлгани сабабли узатилаётган қувватнинг қисми иссиқлик энергиясига, қолган қисми (юкламага) сарфланади.

Шундай қилиб, кўриб чиқилган занжирнинг қувватлар мувозанати, яъни (1.15) ифода занжирнинг энергетик ҳолатини тўла намоён қилади (1.9-расм)

Амалда электр манбаининг ички қаршилиги занжирнинг ташқи қаршилигидан жуда кичик бўлади, яъни _т . Шунга кўра, электр генераторларнинг фойдали иш коэффициенти катта бўлади.