2-Amaliy mashg’uloti. Dielektrik tuzilishidagi qutblanish va energiya isroflari haqidagi eksperimental ma'lumotlar va nazariy g'oyalar. Asosiy tushunchalar

2-Amaliy mashg’uloti.
Dielektrik tuzilishidagi qutblanish va energiya isroflari haqidagi eksperimental ma'lumotlar va nazariy g'oyalar.Asosiy tushunchalar.
Agar dielektrikka elektr maydoni ta’sir ettirilsa, dielektrik asta-sekin qiziy boshlaydi, chunki ta’sir etayotgan energiyaning bir qismi uning qizishiga sarf bo’ladi. Qizishiga sarf bo’ladigan elektr quvvati dielektrikdagi isrof yoki dielektrikdagi energiya sochilishi deyiladi. Dielektrikdan ichki tok o’tishi natijasida undagi elektr energiyasining isrofi o’zgarmas va o’zgaruvchan kuchlanish ta’sirida ro’y beradi. O’zgarmas kuchlanish ta’sirida jismda davriy qutblanish kuzatilmaganligi sababli dielektrikdagi energiya isrofi uning solishtirma yuza va hajmiy qarshiligiga bog’liq bo’ladi. O’zgaruvchan kuchlanishda dielektrikda ichki toklardan tashqari, qo’shimcha sabablar (qutblanish) vujudga kelib, undagi elektr energiyasi isrofi ortadi.
Elektr maydonida joylashgan dielektrikda sarflanadigan quvvat miqdorini aniqlash uchun dielektrikdagi isrof burchagi , yoki shu burchak tangensi tgδ dan foydalaniladi. Buni yaxshi tushunib yetish uchun o’zgaruvchan tok to’g’risida umumiy tushunchaga ega bo’lish kerak. Elektr texnikada sinusoidal tokli elektr zanjiri eng ko’p tarqalgan.
Sinusoidal tok kuchlanishi o’z shaklini saqlagani holda, o’zgarishi mumkinligi bilan o’zgarmas tokdan farq qiladi. O’zgaruvchan tok turli usullarda hosil qilinadi. Bunday usullardan eng oddiysi generator yordamida tok hosil qilishdir.
Elektromagnit qonuniga asosan, o’zgarmas magnitmaydonida joylashtirilgan va o’zgarmas burchak tezlik () bilan to’g’ri burchakli ramka aylantirilganda o’tkazgichda elektr yurituvchi kuch hosil bo’ladi:
(3.1)
bunda: B - magnit induksiyasi; l - o’tkazgichning uzunligi;  - o’tkazgichning chiziqli tezligi; _C – ramka va tekislik oralig’idagi burchak; E_m – elektr yurituvchi kuch amplitudasi. Zanjirda sinusoidal tok va kuchlanish vaqt birligiga nisbatan sinusoidal funksiyaga ega:
; (3.2)
bunda: u-kuchlanish va i-tokning oniy qiymati; t+ sinusoidal funksiyaning fazoviy burchagi.
Bir davr ichida R-qarshilikdan sinusoidal tok o’tganda ajraladigan issiqlikka teng quvvat ajratuvchi o’zgarmas qiymatli tok I_E sinusoidal tokning effektiv qiymati deb qabul qilinadi:
(3.3)

chunki

Sinusoidal kuchlanishning effektiv qiymati:
.
Sinusoidal tok kuchlanishining o’rtacha qiymati yarim davr ichidagi qiymatlarga asosan topilgan o’rtacha arifmetik qiymatdan iboratdir:


(3.4)
Bir xil chastotali sinusoidal kattaliklarning soat mili yo’nalishiga teskari vektorlar orqali ifodasi sinusoidal tokning vektor diagrammasi deyiladi. Sinusoidal kattaliklarning boshlang’ich fazasi  = 0 bo’lsa, ularning yuqori va effektiv qiymatini ifodalaydigan vektor abssissa o’qi bo’ylab yo’naladi. Vektor diagramma sinusoidal kattaliklarni qo’shish yoki ayirish amallarini ancha soddalashtiradi. O’zgarmas tok zanjiri elementlaridagi tok, kuchlanish va quvvat qiymatlari o’zgarmas bo’lsa, o’zgaruvchan tok zanjiridagi bu parametrlar vaqt davomida o’zgarib turadi. Aktiv qarshilik R_a, induktivlik (L) va sig’im (C) lar sinusoidal tok zanjirini ifodalaydigan fizik parametrlardir.
Elektr energiyasini boshqa turdagi energiya (issiqlik, yorug’lik, mexanik)ga aylantiruvchi zanjir elementi aktiv qarshilik deyiladi. Agar zanjirdagi qarshilikdan o’zgaruvchan tok o’tsa, undagi elektr quvvati Joul-Lens qonuniga binoan qarshilik (R_a) ning qizishiga sarflanadi va qizishga sariflangan quvvat (P) ning o’rtacha qiymati aktiv quvvat deyiladi. Sig’imi C bo’lgan kondensator zanjiriga sinusoidal kuchlanish u = U_t sin t berilsa, qoplamalar goh musbat, goh manfiy zaryadlanib turadi va undan i = I_t sin(t =90)=CU_t cost o’zgaruvchan tok o’tadi. Ifodaga asosan, sig’imli zanjirdagi tok fazasi kuchlanish fazasidan 90⁰ ilgarilab ketadi. Sig’im yoki reaktiv qarshilik
tok chastotasi va zanjir sig’imiga teskari proporsional bo’ladi.
Kondensator zaryadlanib, qoplamalardagi kuchlanish ortganida elektr maydonning quvvati ga teng bo’ladi va zaryadsizlanish davrida tok manba tomon yo’naladi. Natijada elektr zanjiridagi quvvat foydali ishga sarflanmay, tok manbai bilan tebranib turadi. Mazkur tebranishga sarflangan quvvat reaktiv quvvat deyiladi. Sig’im qarshilikli zanjirdan o’tadigan tok sig’imiy yoki reaktiv tok deyiladi.