1-Мавзу: Кириш. Ўзгармас ток манбалари ва электр занжирлари Режа

Электротехника фанининг ривожланиш тарихи
Электротехника тарихи ўз илдизлари билан қадим замонларга кириб кетган. У мусбат ва манфий зарядланган электр заррачалар ва оҳанграбо темирлар (магнитлар) хусусиятларини ўрганишдан бошланган. Аммо шунга қарамай, XIX асрнинг бошларига қадар, 300-400 йил мобайнида, ҳеч ким электр ва магнит ҳодисаларини бир-бири билан чамбарчас боғланганлигини айтиб беролмаган. Айнан электр ва магнит ҳодисалари ягона табиатли электромагнит майдонининг икки турли, икки томонли хусусияти эканлиги исботланганидан кейин электротехника қудратли техника соҳасига ай Биринчи изланишлар - электр ва магнит ҳодисаларини ўрганишдаги дастлабки ютуқлар сабабчилари сифатида инглиз физиги У.Гилъберт (1544-1603 й.,), рус олимлари М.В. Ломоносов (1711-1765 й.) ва Ф. Энипус (1724-1802 й.), француз физиги Ш.Кулон (1736-1806 й.) ва бошқаларни кўрсатиш ўринлидир. Улар туфайли инсоният ҳаёти билан чамбарчас боғланган табиатнинг вужуди тўла-тўкис электромагнит ҳодисалардан иборатлиги исботланди. Қолаверса, бу олимлар очган қонун-қоидалар ҳозирги замонавий фундаментал фанларга ҳам асос бўлди.
1735 йилда Ш.Кулон ҳар қандай иккита q₁ ва q₂ электрланган заррачалар (зарядлар) ўртасида электр майдон кучлари ҳосил бўлишини исботлаб, улар ўртасидаги ўзаро тортишиш (ёки итарилиш) кучи шу зарядларнинг массаларига тўғри пропорционал ва улар орасидаги масофанинг квадратига тескари пропорционаллигини кўрсатиб берди. Ундан ташқари Кулон электр зарядларини ток ўтказгичларининг фақат сиртидагина жойлашишини айтиб берди. Магнит моменти ва зарядларнинг қутбланиши тўғрисидаги маълумотларни ҳам ушбу олим қолдирган.
1820 йилда Даниялик физик Х.Эрстед (1777-1851 й.) ҳаракатдаги заряд (ёки электр токи) ўз атрофида магнит майдони ҳосил қилишини исботлади: бу ҳодиса электр ва магнит майдонларининг ўзаро боғланган ҳолатда вужудга келишини тажрибада тасдиқлади.
Худди ўша 1820 йилда француз олими А.Ампер (1775-1836 й.) думалоқ ғалтак (соленоид) атрофида, ўзгармас ток ўтиши натижасида, ҳосил бўлган магнит майдони табиий темир магнитларининг майдонидан фарқ қилмаслигини кўрсатди. Демак ўзгармас магнитлар майдони ҳам улар таркибидаги молекуляр токлар оқими натижасида вужудга келади деб хулоса қилди олим. Шуниси қизиқарлики, ер магнетизми тўғрисидаги замонавий назариялар ҳам ер атрофидаги магнит майдонини ер юзидаги токлар билан боғлайди.
Кейинги ўта муҳим кашфиёт - 1831 йилда топилган электромагнит индукция ҳодисаси, яъни магнит майдонида ҳаракат қилаётган ўтказгич сим чеккаларида электр юритувчи куч ҳосил бўлиши ҳисобланади. Бу физикавий фундаментал қонунни яратган инглиз олими М.Фарадей (1791-1867 й.) яна бир бор магнит ва электр ҳодисалари бир-биридан ажралган ҳолатда мавжуд бўла олмаслигини исботлади.
1833 йилда рус олими Э.Х.Ленц (1804-1865 й.) электр токи ҳосил қилган магнит майдони компас милини ҳаракатлантириши ва магнит майдонида ҳаракатда бўлган ўтказгичда э.ю.к. ҳосил бўлиши қонуниятларига ягона электромагнит ва ўзаро тескари жараёнлар деб баҳо берди. Аммо шу билан бирга бу изланишлар Х.Эрстед ва М.Фарадей яратган қонунларнинг бир-бирига боғлиқлигини намойиш этган.
Электр манбалари яратишда ва улар энергиясининг истеъмол қилиниши, бошқа турли энергияларга айланиши назариясини ишлаб чиқишда яна бир гуруҳ олимлар фаол ижод қилганлар. Булар ичида: итальян физиги А.Вольта (1745-1824 й.) ўзининг кашфиёти билан дунёда биринчи электр кимёвий генератор яратган (1799 й.); рус академиги В.В. Петров (1761- 1834 й.) тарихда биринчи бўлиб (1822 й.) электр ёй кашф этган; немис физиги Г.С. Ом (1787-1854 й.) электр токининг кучини занжир қаршилиги билан боғлаган (Ом конуни - 1826 й.); немис олими Г.Р. Кирхгоф (1824-1887 й.) ўз ватандоши Г.С. Омнинг галъваник электр занжирларига бағишлаган назариясини муваффақият билан давом эттириб, 1847 йилда ўзининг машҳур “I ва II Кирхгоф қонунлари” ни яратди. Натижада XIX асрнинг иккинчи ярмидан бошлаб электротехника ҳам назарий, ҳам амалий жиҳатдан жуда ривожланиб кетди. Европанинг деярли хамма йирик давлатларида (Франция, Англия, Германия, Россия, Италия ва х.к.) саноат энергетикаси оёққа тура бошлади: электр машиналар, трансформаторлар, электр узатувчи линиялар ва бошқа энергетика техникаси яратилиши авж олди. Шу билан бир қаторда электр алоқа техникаси (телеграф, телефон ва х.к.) ва автоматика элементлари пайдо бўла бошлади.
Электротехника назарияси эса йилдан-йилга бойиб борди ва ниҳоят буюк инглиз олими Ж.К. Максвелл (1831-1879 й.) бу фаннинг тўла-тўкис ғалаба қозонишига асосий сабабчи бўлди. М.Фарадей асослаган электромагнетизмга тегишли порлоқ ғоялар Ж.Максвелл ижросида янги кучли сифатларга эга бўлди. Натижада табиатнинг бошқа соҳаларига ҳам электромагнит қиёфа берилди; шу жумладан ёруғлик тарқалиши қонуниятларига ҳам электромагнит сайқал берилди. Хуллас, кўп йиллар мобайнида ҳар хил илмий йўналишларда тўпланиб қолган талай муаммолар Максвелл назариялари ёрдамида ечила бошлади. Физика тарихида биринчи марта ”Электромагнит майдони фазонинг шундай бир қисмики, у ўзини ва ўз ичига олган моддаларни (нарсаларни) электрланган ёки магнитланган ҳолатда ушлаб туради“ - деб хулосага келинди. Ж.Максвеллнинг машхур бўлган тўртта дифференциал тенгламаси электродинамика фанининг янада ривожланишига асос бўлди. Чуқур тушунчалар бериб тўхталмаганда, бу тенгламалар тегишлича: Гаусс теоремаси, электромагнит индукция ҳодисаси, магнит куч чизиқлари узлуксизлиги ва тўла ток қонунларини дифференциал кўринишда акс эттиради.
Ж.Максвеллнинг электромагнит майдон назарияси XIX асрнинг охири ва XX асрнинг бошларида буюк олимлар Генрих Герц (1857-1894 й.), П.Н.Лебедев (1866-1912 й.), А.С.Попов (1859-1906 й.) томонидан амалий тасдиқланиб, электромагнит тўлқинлар (радио тўлқинлари) ҳисобига электротехника, радио ва телевидение вужудга келишига сабабчи бўлди.
Электротехниканинг ривожланиши XX асрнинг бошларида фан ва техниканинг йирик ва амалий сохаларини кашф қилиш билан нишонланди. Электр энергиясини ишлаб чиқаришда катта-катта электрогенераторлар, уни масофага узатишда эса йирик ва юқори кучланишли трансформаторлар кашф этилди. Электр юритгичлар (моторлар) завод ва фабрикаларда буғ машиналарининг ўрнини эгаллади ва секин-аста транспортда электор юритма вазифасини ҳам бажара бошлади. Бу эса электротехникадан ”электр машина ва трансформаторлар“, ”электр юритма“, ”корхона ва шахарларни электрлаштириш“, ”электр станциялар, электр тармоқлар ва системалар“ каби янги йўналишлар ажралиб чиқиб, уларнинг мустақил фан соҳаларига айланишига олиб келди.