«elеktrotеxnika» fakultеti «elеktr mеxanikasi elеktr tеxnikasi va elеktr tеxnologiyalar» kafеdrasi

Tokning ishi va quvvati. Joul-Lents qonuni

Binobarin, t vaqt ichida bajarilgan ish

A=UIt.
Oʻzgarmas tok va kuchlanish elektr zanjiridagi quvvat
.
SHu ifodani U=Ir yoki I=Ug Om qonuniga asosan oʻzgartirsak, oʻzgarmas tok quvvatining oʻz ifodasini hosil qilamiz: . Quvvatning bu ifodalaridan hisoblash shartiga qarab foydalaniladi.
Quvvatning oʻlchov birligi sifatida vatt ishlatiladi.
Vt=J/s yoki bu 1s davomida 1 J ga teng ish bajariladigan quvvat. Elektr zanjirida bu quvvat oʻtkazgichda uning uchlaridagi kuchlanish 1V va tok kuchi 1A boʻlganda sarflanadigan quvvatdir.
Tokli oʻtkazgichdan ajralib chiqadigan issiqlik miqdori Q zaryad q siljiganida elektr maydon bajaradigan ish A ga teng:
Q=A=U q=UIt

yoki U=Ir va I=Ug ni qoʻysak, quyidagini olamiz:

Q=I² rt = U²gt

Agar issiqlikni Joulp hisobida emas, balki kaloriya hisobida ifodalasak, Q=0,24I²r t=0,24U² gt kaloriya boʻladi. Bu Joulp-Lents qonuni boʻlib, elektr toki oʻtganida oʻtkazgichdan ajralib chiqadigan issiqlik miqdorini aniqlaydi. Bu qonunni ingliz olimi J. Joulp va undan bexabar holda rus akademigi E.X. Lents aniqlaganlar.

Kirxgof qoidalari ham deyiladigan Kirxgofning ikkita qonuni murakkab elektr zanjirlarini hisoblashda ishlatiladi va ularning elektr holatini toʻliq aniqlaydi. Murakkab zanjirlar uchun tarmoq, tugun va kontur degan tushunchalar qoʻllaniladi. Elektr zanjir tarmogʻi zanjirning bitta tok oʻtadigan qismi boʻlib, u ketma-ket ulangan elementlardan rezistorlar, elektr energiyasi manbalari va shunga uxshashlardan tarkib topadi. Elektr zanjir konturi bu bir necha tarmoqlar boʻyicha aylanib oʻtish mumkin boʻlgan istalgan yopiq yoʻl. 2.2-rasmdagi zanjir uchta tarmoqdan tarkib topgan boʻlib, unda ikkita tugun va uchta kontur bor.

Kirxgofning birinchi qonuni (toklar uchun qonun) elektr zanjir tugunlariga taalluqlidir. Bu qonunga muvofiq elektr zanjirining istalgan tugunida tugundan yoʻnalgan toklarning yigʻindisi tugunga yoʻnalgan toklarning yigʻindisiga teng.
2.2-rasmda «a» tugun uchun I₁ + I₂ = I₃ boshqacha aytganda, zanjirning istalgan tugunida toklarning algebraik yigʻindisi nolga teng:
I=0,

bunda tugundan yoʻnalgan toklar manfiy, tugunga yoʻnalganlari esa musbat hisoblanadi yoki aksincha. 2.2-rasmda

I₁ + I₂ – I₃ = 0. Kirxgofning birinchi qonuni elementar zarrachalar zaryadi saqlanish printsipining oqibati hisoblanadi, bu zarrachalar statsionar harakatlanganda tok hosil boʻladi.
Kirxgofning ikkinchi qonuni berk elektr zanjir konturlaridagi muvozonatni xarakterlaydi. Bu qonunga muvofiq har qanday berk konturda EYuK ning algebraik yigʻindisi shu konturga kiradigan elementlardagi kuchlanishlarning algebraik yigʻindisiga teng, boshqacha qilib aytganda EYuK ning algebraik yigʻindisi konturning tegishli qismlaridagi toklarning qarshiliklarga koʻpaytmasining algebraik yigʻindisiga teng:


E = Ir.

Bu ifodada yoʻnalishi koʻrib chiqilayotgan konturni aylanib oʻtishning ixtiyoriy tanlangan yoʻnalishi bilan mos tushadigan EYuK va tokni musbat deb hisoblash kerak, mos tushmaydiganlarini esa manfiy ishora bilan olinadi.

Kirxgofning ikkinchi qonuni zanjir istalgan nuqtasining potentsiali uning zanjirdagi oʻrniga koʻra aniqlanadi, degan fikrning oqibati hisoblanadi. Bu Kirxgofning ikkinchi qonunining yozilishidan yaqqol koʻrinadi:


E - Ir = 0,
yahni berk konturni aylanib oʻtishda potentsial oʻzgarishining algebraik yigʻindisi nolga teng, chunki istalgan berk konturni aylanib oʻtgandan keyin biz boshlangʻich nuqtaga, binobarin, boshlangʻich potentsialga qaytamiz.
Kirxgofning ikkinchi qonuni asosida tenglama tuzishda dastlab zanjirdagi toklarning yoʻnalishini ixtiyoriy belgilab olish kerak, keyin aylanib oʻtish konturlarini shunday tanlash kerakki, bunda har qaysi keyingi konturga ilgari aylanib oʻtilgan konturlarga ulanmagan kamida bitta tarmoq kirsin. Tarmoqlar soni n nomahlum toklar soniga teng. Ana shu n toklarni aniqlash uchun Kirxgofning birinchi qonuni asosida (m-1) tenglama oldin tuzilgan, bu yerda m - zanjirdagi tugunlar soni. Demak, Kirxgofning ikkinchi qonuniga koʻra toklarni hisoblash uchun yana n-(m-1)=n-m+1 tenglama tuzish kerak. 2.2-rasmdagi n=3, m=2 sxema uchun Kirxgof ikkinchi qonunining tenglamalari soni n-m+1= 3-2+1 =2 boʻladi.
Bu tenglamalar quyidagicha yoziladi:

E₁ = I₁ R₁ + I₃ R₃;

E₂ = I₂ R₂ + I₃ R₃.

Bu sxemadagi uchinchi konturda dastlabki ikki konturga kirgan tarmoq bor, shu sababli Ye₁ – Ye₂ = I₁ R₁ – I₂ R₂ tenglama hisoblash uchun kerak emas.

NAZORAT SAVOLLARI

1) Tok kuchi qanday aniqlanadi?

2) Tok zichligini tushuntirib bering.
3) Elektr yurituvchi kuchi nima?
4) Om qonuni qachon va kim tomonidan topilgan?
5) Oʻtkazgichning elektr qarshiligi va oʻtkazuvchanligini topish formulalarini yozing.
6) Qarshilik va solishtirma qarshilik temperaturaga qanday bogʻlangan?
7) Eng oddiy elektr zanjiri uchun Om qonuni ifodasini yozing.