3-Mavzu Asosiy elektr kattaliklar (zaryad, tok, kuchlanish, energiya, quvvat) va ularning o‘zaro munosabatlari. Elektr sxemaning asosiy passiv elementlari

Real elementlarni ideallashtirib almashtirish. Ko‘rilgan real elementlar (rezistor, sig‘im, induktivlik) ning har biri faqatgina o‘ziga hos bo‘lgan xususiyatli bo‘lmasdan, balki o‘zidan boshqa har bir elementlarning ham xususiyatlariga ega.
Masalan, solishtirma qarshiligi katta bo‘lgan qotishmadan spiralsimon o‘ramlar sifatida yasalgan rezistor xossasini ko‘raylik. Uning asosiy xususiyati bo‘lmish omik qarshiligadan tashqari, yonma-yon o‘ramlarining orasida biroz sig‘im hosil bo‘ladi; shu o‘ramlardan oqayotgan tok esa rezistor o‘tkazgichi atrofida biroz magnit maydoni va demak, induktivlik hosil qiladi. Shu sababli real rezistorda ham omik qarshiligi R, sig‘imi C, induktivligi L mavjud ekan.
Yuqori chastotalarda R qarshilik parazit sig‘imga ham ega bo‘ladi. Shuningdek kondensator va g‘altaklar ham parazit qo‘shimcha parametrlarga ega (2.5-rasm).

2.5-rasm. Ideal elementlarning yuqori chastotalardagi ekvivalent sxemalari (p-indeksli elementlar parazit elementlar).
Lekin amaliyotda biz yetarlicha kichik chastotalarda umumlashgan parametrli elektr zanjirlari bilan ish ko‘ramiz. Masalan ketma-ket (2.6-rasm) ulangan rezistor (a-b oraliq), kondensator (c-d oraliq) va induktivlik g‘altagidan (h-j oraliq) iborat bo‘lgan zanjir tuzilgan bo‘lsin. Faraz qilaylik, elektromagnit energiyasi issiqlik energiyasiga faqat a-b sohadagi rezistordagina o‘tayapti, ya`ni bu oraliqda zanjirning barcha qarshiligi r miqdorida umumlashgan.

2.6-rasm. Umumlashgan parametrli elektr zanjirlar.
Elektr siljish toklari faqat c-d oraliqda kondensator qoplamalari orasida mavjud, ya`ni bu sohada zanjirning barcha C sig‘imi umumlashgan. Nihoyat, o‘zgaruvchan magnit maydon EYuKni faqat h-j oraliqda umumlashgan g‘altakda induktivlaydi, ya`ni ushbu sohada zanjirning barcha L induktivligi yig‘ilgan.
Umumiy holda ancha murakkabroq ko‘rinishga ega bo‘lgan va har xil elementlardan tashkil topgan shunga o‘xshash elektr zanjirlari, umumlashgan parametrli elektr zanjirlari deyiladi.
Demak, elektr zanjirlari va sxemalari umumiy holda shoxobchalar hamda tugunlardan iborat. Elektr zanjirining tugunlari deb shoxobchalarning ulangan nuqtalariga aytiladi. Tugun elektr sxemasida nuqta bilan belgilanadi. 2.7- rasmda elektr zanjiridagi tugunlar ko‘rsatilgan (1-4 nuqtalar).

2.7-rasm. Elektr zanjiridagi tugunlar.
Elektr zanjiri sxemasining shoxobchasi deb zanjirning shunday qismiga aytiladiki, uning ixtiyoriy bo‘lagida tokning miqdori doimo bir xil bo‘ladi.
Shoxobcha tarkibida ixtiyoriy miqdordagi ketma-ket ulangan qarshilik, kondensator, induktivlik elementlari, EYuK manbalari bo‘lishi mumkin. Bunga misol sifatida 2.8-rasmni keltirish mumkin. Unda sxemaning d nuqtasidan c nuqtasiga L₁, r₁, e va r₂ elementlari bo‘ylab yursak, shu elementlarning har biridan bir xil tok oqishini ko‘ramiz. Demak, sxemaning d - L₁ - r₁ - e - r₂- c bo‘lagi shoxobcha ekan. Shu d-c oraliqni c – C– r₃ – d bo‘ylab yursak, yana bir shoxobchani ko‘ramiz. Ushbu sxemada yana c – r₄ – f, f -r₆ - h, q - L₂ - r₇ – h va d - r₅ – h shoxobchalar ham mavjud. Demak, har bir shoxobchadagi elementlar o‘zaro ketma-ket ulangan ekan.

2.8-rasm. Elektr zanjirdagi shahobchalar.
Bunda elektr zanjiri qismlarining ketma-ket ulanishi deb shunday ulanishiga aytiladiki, unda zanjir shu bo‘lagining har bir qismidan oqayotgan tok bir biriga teng bo‘ladi.
Ketma-ket ulangan elementlarga misol sifatida 2.9-rasmda keltirilgan sxemalarni ko‘rib chiqaylik. Unda a – b oraliqda r₁, C va r₂ elementlari ketma-ket ulangan (2.9a-rasm). Bunda uchala elementning toklari i_r1 = i_C = i_r2 o‘zaro teng. Ikkinchi shoxobchada esa c va d nuqtalari orasida r va L elementlari ketma-ket ulangan va i_r= i_L o‘zaro teng (2.9b-rasm).

2.9-rasm. Ketma-ket ulangan elementlardan tuzilgan turli zanjirlar.

Elektr zanjiri (elementlari) shoxobchalarining parallel ulanishi deb shunday ulanishga aytiladiki, unda barcha (elementlar) shoxobchalar zanjirning bir juft tugunlariga ulanadi va barcha (elementlar) shoxobchalardagi kuchlanishlar bir xil bo‘ladi.

Shoxobchalari (elementlari) aralash ulangan elektr zanjirida ketma-ket va parallel ulanishlar birgalikda bajariladi, ya`ni sxemaning bir qismi parallel, boshqa qismi ketma-ket ulanadi.
Aralash ulangan zanjir uchun 2.8-rasmdagi sxema misol bo‘la oladi. Unda ketma-ket ulangan r<sub>7</sub> qarshilik va L<sub>2</sub> induktivlik f va h nuqtalarda r<sub>6</sub> qarshilikga parallel ulanadi. Ular, o‘z navbatida qo‘shilib natijaviy qarshilik hosil qiladi va r<sub>4</sub> va r<sub>5</sub> qarshiliklarga ketma-ket ulanadi. O‘z navbatida, ular natijaviy qarshilikni hosil qilib, r<sub>4</sub> va r<sub>5</sub> qarshiliklarga qo‘shilib, ketma-ket ulangan C va r<sub>3</sub> shoxobchaga c va d nuqtalarda parallel ulanadi.
Tarkibida elektr energiya manbasiga ega bo‘lsa, aktiv ikki qutblik deyiladi. Chiziqli aktiv ikki qutblik uchun yana uning uzilgan klemmalarida ikki qutblik ichidagi manba sababli kuchlanishning mavjudligi - qo‘shimcha sharti qo‘yiladi, ya`ni ushbu manbalarning ta`sirlari ikki qutblik ichida kompensatsiyalanmasligi zarur. Passiv ikki qutblik deb tarkibida elektr energiya manbalari bo‘lmagan ikki qutblikka aytiladi. Manbalari o‘zaro kompensatsiyalanib, ikki qutblikning ikki uzilgan klemmalarida kuchlanish bo‘lmasa, chiziqli ikki qutblik tarkibida elektr energiya manbalari mavjudligi joiz bo‘ladi.
Passiv ikki qutblik bo‘la turib, uning tarkibida o‘zaro kompensatsiyalanuvchi manbalar mavjud bo‘lishining mumkinligi haqidagi shart – bu zaruratdir. Chunki zanjirning bir butun qismini ikki qutblik bilan almashtirish g‘oyasi, shu qismning umumiy xususiyatlarini uning faqat tashqi klemmalariga nisbatan o‘rganilishini nazarda tutadi. Ushbu shart faqat chiziqli zanjirlargagina taalluqlidir, chunki nochiziqli zanjirlarda bunday kompensatsiya faqat bitta yoki faqat bir necha rejim uchun olinishi mumkin va boshqa rejimlar uchun olinishi mumkin bo‘lmaydi.