Elektrotexnikaning nazariy asoslari
Download 1.76 Mb. Pdf ko'rish
|
elektrotexnikaning nazariy asoslari birinchi kitob ozbekiston respublikasi oliy va orta maxsus talim vazirligi huzuridagi ilmiy-uslubiy birlashmalar faoliyatini muvofiqlashtiruvchi kengash 5520200 5521300 5521400 55
- Bu sahifa navigatsiya:
- 1.5. Katta toklarda Om qonunining buzilishi
- 1.6. Potensial diagramma
- 1.7. Elektr energiya va elektr quvvat. Quvvatlar balansi 1.7.1. Elektr energiya
Masala: tarmoqlanmagan zanjirda (1.15-rasm) EYuK Е 1 =110 V , Е 2 =48 V, rezistor R 1 =18 Om , R 2 = 13 Om . a va b nuqtalar orasidagi kuchlanishni aniqlang. Tokning musbat yo'nalishini soat mili harakati yo'nalishi bo'yicha qabul qilamiz. Om qonuniga asosan: . 2 13 18 48 110 2 1 2 1 R R E E R E I EYuK Е 1 ning yo'nalishi tok I yo'nalishi bilan bir xil bo'lgani uchun Е 1 musbat ishorada, Е 2 yo'nalishi esa tok I yo'nalishiga teskari bo'lgani uchun manfiy ishorada olindi. Tok yo'nalishi ixtiyoriy qabul ELEKTROTEXNIKANING NAZARIY ASOSLARI 30 qilinadi. Agar topilgan tokning qiymati manfiy ishora bilan chiqsa, u holda tokning haqiqiy yo'nalishi dastlab qabul qilingan tok yo'nalishiga teskari yo'nalgan bo'ladi. a va b nuqtalar orasidagi potensiallar ayirmasi U ab ni aniqlash uchun zanjirni adb qismini olib, unga zanjirning EYuK manbali qismi uchun Om qonuni qo'llaniladi: 2 2 2 2 R E U R E I аb b а , bundan . 74 2 13 48 2 2 В I R E U аb Zanjirning aсb qismi uchun esa 1 1 1 1 R E U R E I bа а b , bundan . 74 2 18 110 1 1 1 В I R E U bа Demak, В U аb 74 yoki . 74 В U bа 1.5. Katta toklarda Om qonunining buzilishi Shu paytgacha biz elektronlarni faqat elektr maydon ta'siridagi harakatini o'rganib keldik. Lekin ma'lumki, o'tkazgichdan o'tayotgan tok magnit maydonining manbaidir. Magnit maydoni esa o'tkazgichni nafaqat tashqarisida, balki ichkarisida ham mavjuddir. Misol uchun I = 10 A tok o'tayotgan va diametri d=1 mm bo'lgan o'tkazgich atrofidagi magnit maydonning induksiyasi В=4 I/d Tl ( V s/Am -magnit doimiysi). Tokning magnit maydoni Om qonunini buzilishiga olib kelishi mumkin. Darhaqiqat, magnit maydonida harakatlanayotgan elektronga uning trayektoriyasini buzuvchi Lorens kuchi ta'sir qiladi. Agar maydon induksiyasi B elektron tezligi v ga perpendikulyar bo'lsa, u xolda elektron trayektoriyasi r = mv/eB radiusli aylana ko'rinishiga ega bo'ladi ( m, e -elektron massasi va zaryadi). Agar B va v vektorlar orasidagi burchak bo'lsa, u holda elektron diametri d=2 (mv/eВ)sin li spiral bo'yicha harakat qiladi. Bunda elektron spiralning bir o'ramini Т=2 m/eВ vaqt davomida bosib o'tadi. Agar elektronning erkin harakatlanish vaqti >>T , bo'lsa, u spiral bo'ylab harakatlanadi (1.16-rasm, a). Bu holda spiralning diametri d vaqt davomida magnit maydoni yo'qligida elektronning siljish masofasi l=v dan ancha kam bo'ladi. Shuning uchun vaqt ELEKTROTEXNIKANING NAZARIY ASOSLARI 31 davomida elektron diametri d bo'lgan quvurda "qamalib" qolganday bo'ladi. Natijada o'tkazgichning qarshiligi magnit maydon bo'lmagan holga nisbatan kattaroq bo'ladi. Binobarin, o'z tokining magnit maydoni ta'sirida bo'lgan o'tkazgichning R qarshiligini o'zgarishi katta toklarda Om qonunining buzilishiga olib keladi. Agar << bo'lsa, u holda ikkita ketma-ket keladigan to'qnashuvlar orasidagi elektronlar harakati to'g'ri chiziqdan juda kam farq qiladi. Bu holda magnit maydoni o'tkazgich qarshiligiga amalda ta'sir qilmaydi. Magnit maydonining induksiyasi В 0 ta'sir qiladigan qiymatni elektronni aylanma orbita bo'ylab harakat davrining Т=2 m/еВ erkin harakat vaqti ga tengligidan keltirib chiqariladi: В 0 = m/e . Metall o'tkazgichlarda mazkur qiymat taxminan 0,01 Tl ga teng. Bunday maydon diametri d=1 mm bo'lgan simdan I=10 А tok o'tganda paydo bo'ladi. Metall o'tkazgich qarshiligini undan o'tayotgan tokka bog'liqligining eksperimental grafigi 1.16-rasm, b da keltirilgan. Grafikdan ko'rinib turibdiki, tok oshishi bilan qarshilik bir necha barobar ko'payadi. Shunday qilib, tok magnit maydonining u o'tayotgan o'tkazgich qarshiligiga ta'sir qilishi Om qonunining buzilishiga olib keladi. Biz o'tkazgichlarda Om qonunining katta toklarda buzilishini fizik sabablarini ko'rib chiqdik. Bundan tashqari texnikada keng qo'llaniladigan nochiziq elementlar-diod va tranzistorlarda hamda turli metallarning kontaktlashgan joylarida Om qonunining buzilishi kuzatiladi. O'zgaruvchan elektr va magnit maydonlari ta'siridagi o'tkazgichlarda ham Om qonuni buzilishi ro'y beradi. ELEKTROTEXNIKANING NAZARIY ASOSLARI 32 1.6. Potensial diagramma Zanjirning biror qismi yoki berk zanjir (kontur) uchun belgilangan nuqtalardagi potensiallar qiymatini shu zanjir qarshiliklarining qiymatiga qarab o'zgarish grafigiga potensial diagramma deb ataladi. Potensial diagrammani qurish uchun to'g'ri burchakli koordinatalar tekisligining abssissa o'qiga kontur bo'yicha olingan rezistorlar qarshiliklari qiymati, ordinata o'qiga esa tegishli potensiallar qiymati qo'yiladi. Diagrammadan zanjirning yoki konturning biror qismiga tegishli potensiallarni aniqlash mumkin bo'ladi. 1-masala: bir konturli elektr zanjir uchun potensiallar diagrammasini quring (1.17 - rasm). Berilgan: V 24 1 E ; V 110 2 E ; Оm R 4 1 ; Оm R 3 2 ; Оm R 7 3 ; . 1 2 1 Оm r r ich ich Yechish: EYuK Е 2 Е 1 bo'lganligi uchun tokning haqiqiy yo'nalishi Е 2 EYuKning yo'nalishi bilan bir xil bo'ladi. Berk zanjir uchun Om qonuniga ko'ra tokni topamiz: . 375 , 5 7 1 3 1 4 24 110 3 2 2 1 1 1 2 R r R r R E E I ich ich Potensial diagrammani qurish uchun zanjirning barcha nuqtalari potensiallarini bilish zarur. a nuqtani yerga ulangan deb qabul qilamiz. Shuning uchun uning potensiali а =0 bo'ladi. Elektr zanjirda a nuqtadan b nuqtaga o'tishda R 1 qarshilikli rezistor mavjud. Bu rezistorda R 1 I -kuchlanish tushuvi hosil bo'ladi, ya'ni u a va b nuqtalar potensiallari ayirmasiga teng: I R b a 1 bundan . V 5 , 21 1 I R a b ELEKTROTEXNIKANING NAZARIY ASOSLARI 33 b va c ' nuqtalar orasida Е 1 EYuK manbai ulangani uchun c ' nuqta potensiali b nuqta potensialidan Е 1 kattalikka pasayadi, ya'ni: . V 5 , 45 24 5 , 21 1 ' E b с c' nuqtadan c nuqtaga o'tishda r ich1 rezistor bor. Shuning uchun: . V 875 , 50 375 , 5 5 , 45 1 ' I r ich с с Endi boshqa nuqtalarning potensiallarini topamiz: . V 995 , 66 12 , 16 875 , 50 , 2 2 I R I R с d d с . V 01 , 43 110 995 , 66 2 2 E E d e d e . V 625 , 37 375 , 5 43 2 ' I r ich e е . V 0 625 , 37 625 , 37 3 3 I R I R e a а е Potensial diagrammani koordinatalar tekisligida qurish uchun berilgan konturning ekvivalent qarshiligini hisoblaymiz: . 16 3 2 2 1 1 Оm R r R r R R ич ич экв Qarshilik va potensial uchun masshtab tanlaymiz: , / 2 , 0 mm Оm m R . / V 2 mm m U Potensial diagrammadan berilgan kesmaning og'ish burchagining tangensi tok miqdoriga teng bo'lishiga ishonch hosil qilish mumkin. de uchastkada Е 2 =110 V , ya'ni r ich I=5,37 V potensialidan 20 martadan ko'proq. 2-masala: manba kuchla-nishi U=110 V , elementlar qarshiliklari R 1 =R 2 =0,5 Оm, R 3 =R 5 =10 Оm, R 4 =R 6 =R 7 =5 Оm bo'lgan elektr zanjiridagi toklar va elementlardagi kuchlanishlar ELEKTROTEXNIKANING NAZARIY ASOSLARI 34 tushuvi qiymatlarini aniqlang. Elektr zanjir sxemasi 1.19-rasmda keltirilgan. Yechish. Toklar qiymatini to'g'ridan-to'g'ri aniqlash mumkin emas, chunki elementlardagi kuchlanish qiymatlari noma'lum. Shuning uchun elektr zanjir sxemasini o'zgartirish usulini qo'llab, uning ekvivalent qarshiligini hisoblaymiz. . 6 5 , 0 5 , 0 5 , 5 10 5 5 10 ) 5 5 ( ) ( , 5 10 5 5 10 ) 5 5 ( ) ( 2 1 3 4 3 4 5 7 6 5 7 6 Оm R R R R Оm R R R R R R R Оm R R R R R R R аb ekv bс bс аb bc Zanjirdagi umumiy tok Om qonuniga binoan aniqlanadi: . 33 , 18 6 110 1 А R U I экв Kuchlanish V 65 , 91 33 , 18 5 1 I R U аb аb yoki B I R R U U аb 67 , 91 33 , 18 ) 5 , 0 5 , 0 ( 110 ) ( 1 2 1 . Shoxobchalardan o'tuvchi toklar . 9,17 16 , 9 33 , 18 , 16 , 9 10 65 , 91 3 1 4 3 3 I I I R U I аb I 5 =I 6 bo'lgani uchun R 5 va R 6 rezistorlardan o'tuvchi toklar . 58 , 4 2 / 16 , 9 2 / 4 6 5 I I I Tegishli kuchlanishlarning qiymatlari esa: . V 85 , 45 17 , 9 5 , V 8 , 45 58 , 4 10 4 4 5 5 I R U I R U ас bс 3-masala: 1.20 - rasmda keltirgan elektr zanjirini hisoblang. Berilgan: I 5 = 20A, R 1 = R 3 = 8 Оm, R 2 = R 4 = 4 Оm, R 5 = R 6 = 1,5 Оm, R 7 = 3 Оm. ELEKTROTEXNIKANING NAZARIY ASOSLARI 35 Yechish. E'tibor bering manba kuchlanishining qiymati berilmagan. Shuning uchun dastlab rezistor va shoxobcha toklari bo'yicha kuchlanishlarni hisoblaymiz: , V 80 . V 30 20 5 , 1 3 1 3 1 5 3 3 1 1 5 5 R R R R I I R I R U I R U ec ed . V 110 ec ed cd U U U Zanjirning shoxobchalanmagan qismidagi toklar , 4 , 31 5 , 3 110 4 4 4 4 5 , 1 110 4 2 4 2 6 246 6 R R R R R U R U I cd cd chunki R 1 =R 3 , R 2 =R 4 bo'lgani uchun I 2 =I 4 bo'ladi, ya'ni: . 7 , 15 2 4 , 31 2 6 4 2 I I I U cf kuchlanish . 8 , 62 7 , 15 4 2 2 I R U cf R 7 rezistordan o'tuvchi tok . 6 , 36 3 110 7 7 R U I cd Sxemaning shoxobchalanmagan qismidan o'tuvchi umumiy tok . 88 25 , 1 110 246 7 135 7 135 246 135 246 7 A R R R R R R U R R R R U I cd um cd ELEKTROTEXNIKANING NAZARIY ASOSLARI 36 1.7. Elektr energiya va elektr quvvat. Quvvatlar balansi 1.7.1. Elektr energiya Oddiy elektr zanjiri uchun tok Om qonuniga ko'ra quyidagicha aniqlanadi: , ich r R E I bundan . ich Ir IR E U IR ekanligini hisobga olib, ich Ir U E ifodani hosil qilamiz. Oxirgi tenglamani ikkala tomonini It ga ko'paytiramiz: , 2 t r I UIt EIt ich bu yerda G W EIt -manba energiyasi yoki u bajargan ish. t r I W It q q W q A U ich 2 , , / / tengliklardan W W W G ni hosil qilamiz. Bunda W -manba ichki qarshiligida isrof bo'lgan energiya. W – R qarshilikli iste'molchida sarf bo'lgan energiya. Shuni ta'kidlash kerakki, ish va energiya teng kuchli tushunchalardir. Energiyani o'lchash uchun jism shu energiyani sarflab bajargan ishini o'lchash kerak bo'ladi. Energiyaning o'lchov birligi Jl с A V UIt W . 1 kVt soat = 3600000 Jl . Download 1.76 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: |
Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling
ma'muriyatiga murojaat qiling