Ájiniyaz atíndaǵÍ NÓkis mámleketlik pedagogikalíq institutí fizika-matematika fakulteti

Batareyalar hám kernew. Batareya tasıw elektr zaryadınıń deregi bolıp, ótkizgishde tok ótiwin támiyinleydi. Batareyadaǵı teris hám oń zaryadlarda ximiyalıq reakciya boladı, nátiyjede batareyadaǵı bir elektrot oń, ekinshisi bolsa teris boladı. Batareyanıń eki klemmasi (sım menen) jalǵanǵanda elektronlar aǵımı júzege keledi. Eger bul aǵıs onsha úlken bolmasa, batareyadaǵı ximiyalıq process dawam etip, 1- elektrodtaǵı elektronlar 2- elektrodqa ótip aldınǵı zaryadın saqlaydı.
a) Batareyadaǵı ximiyalıq processte qaysı elektrodtan elektronlar alınadı?
b) Elektronlar qaysı elektrodtan sım arqalı aǵıp shıǵadı?
c) Toktiń sım arqalı ápiwayı aǵımı qaysı jóneliste boladı?
Juwaplar :
a) oń ;
b) teris;
c) ońdan teriske.
Itibar bergen bolsańız, batareyaǵa " volt" belgi qoyılǵan. Ulıwma fonar batareyası, mısalı, 1,5 voltti quraydı. Batareya kernewi bir elektroddaǵı hár bir Kulon zaryadta qansha kóp energiya bar ekenin kórsetedi. Zaryad bir elektroddan 2-shi elektrodqa ótkende energiya joǵaltadı, bul joǵalǵan energiya ıssılıq hám jaqtılıqqa aylanadı. Solay etip, qashan 1 Kl oń zaryad 1. 5 V li batareyanıń oń polisinen teris polisine ótkende, ol málim energiyanı joǵaltadı (beredi). 2 kulon zaryad aǵımı 1, 5 volt lik batareyadan aǵıp ótse, eki ret kóp energiya joǵaltadı. 3 kulon úsh ret kóp energiya joǵaltadı. Kernew hár bir zaryad kulon bergen energiyaǵa teń.
a) Eger 1 kulon zaryad 3 voltli batareyadan aǵıp ótkendegi energiyanı 1 Kl zaryad 1, 5 volt akkumulyatorda ótkendegi energiya menen salıstırıń.
b) Oń hám teris elektrodtan qay-qaysısında oń zaryad kóp energiyaǵa iye? Juwaplar:
a) eki ret kóp;
b) teris (sebebi ol ońelektrodga energiya beredi);
c) oń.
Kernew termini bir ret zaryadlanıw energiyasın ańlatadı, biraq bunıń ornında potensiyallar parqı texnikalıq termini isletiledi. Standart fonar batareyası klemmasıdagi potensiyallar parqı 1. 5 V ti quraydı.
volt = 1 joul / kulon 1 v=1 J/Kl
Kulon zaryadınıń energiya muǵdarı sarpı potensiyallar parqı 1 V ga kemeyse 1 J di quraydı. (Bizge belgili, oń tok ońnan teriske baradı, tap joqarıdan tómenge túsip atırǵan obiekt sıyaqlı. Uqsaslıq ushın biz kóbinese elektr zaryadınıń “túsiwi” dep aytamńız.)
Múddetli kernew zaryadı energiyasın súwretlewi múmkin, biraq bul kóbirek texnikalıq termin bolıp tabıladı.
Standart shıra batareyanıń terminalları 1,5-volt esaplanadı. 1 volt bir potencial parq 1 Joul esaplanadı, ol túskende energiya muǵdarı bir kulon joǵaltadı.
Zaryad úsh kulon
a) 1. 5 voltlik batareyadan 3 Kl zaryad aǵımı alınsa, elektr zaryadı qansha energiya joǵaltadı?
b) 12 Joul energiya alıw ushın 3 voltlik batareya klemmaları arasında qansha zaryad aǵıp ótedi?
Juwaplar :
a) 4, 5 Joul (3-1. 5);
b) 4 kulon
Om nızamı
Qaǵıyda boyınsha batareya bir kontakt klemmasına ótkizgish jalǵanbasa, júda úlken tok aǵıwına alıp keledi, nátiyjede batareya zaryad klemmalarinda kerekli tezlikte qayta tikley almay qaladı. Batareya “tómenleydi” (azayadı ). Bunnan tısqarı, shınjır paydalı hesh nárse atqarmaydı, shama menen oylaymız, 1-suwretde kórsetilgeni sıyaqlı, shınjırda lampa bar.
Biz kóbinese shınjırda túrli elektr komponentlerdi ańlatıw ushın belgilerden paydalanamız. 2-suwretde shınjır kórsetilgen. Pıshqı formasındaǵı belgi bul halda lampani belgileydi, biraq ol elektr togı aǵımına qarsılıq etiwshi qurilmanı qurawı múmkin hám ol qurılma málim kernew menen ótip atırǵan tok úlkenligin azaytadı. Biz bul qurılmanı qarsılıq dep ataymız. Tok aǵımına qoyılǵan úlken qarsılıqtan qanday effekt kútiw múmkin?
Juwap : tokti azaytadı.

Kernew, tok hám qarsılıqlar arasındaǵı baylanısıw Om nızamı arqalı ańlatıladı.
Kernew (v) = Tok (Amper) * Qarsılıq (Om) yamasa
V = IR
bul jerde I - elektr tokın ańlatadı. Qarsılıq (R) Om da olshenedi. Potensiallar parqı (kernew) energiyanıń kulonǵa qatnası formasında anıqlanıwına qaramastan bunı elektr togı aǵıwına tásir etiwshi “basım” dep oylaw múmkin, sebebi suwdiń úlken basımı trubada ótip atırǵan suw muǵdarınıń asıwına alıp keledi. Úlken kernew bolsa, úlken tok aǵıwına alıp keledi.
a) Om birlik amper hám voit arqalı qanday boladı?
b) Shama menen oylaymız, 3 V liq batareyadan 30 om qarsılıqlı lampanı qosıw ushın qansha tok aǵıwı kerek? V = IR formuladan paydalanıń.
a) V/A
b) 0. 1 A. I=V/R= 3 V/30 Om=0. 1 A.
Tolıq shınjır ushın Om nızamı.
Om nızamı fizika tiykarlarınan biri bolıp tabıladı. Tolıq shınjır ushın ámel etedi, jáne onıń maydanı ushın ulıwma formula, ámeldegi tezlik amperdegi aǵıs kúshin ańlatpa etken ma`nisine, ańlatpa voltli ma`nisin bóliw arqalı erisildi. Baptın teń ekenligin bildirdi. Bul ǵárezlilik ámelde artadı qarsılıq kúshin kemeytiw, dep kórsetedi. Soraw tuwıladı: ol nólden ushın qarsılıq kemeytiw, eń ámeldegi alıw múmkin? Ámeliyat bul múmkinshiliksiz, dep kórsetedi, ulıwma elektron ushın om nızamı kernew sırtqı hám ishki qarsılıq baylanıslı aǵıs deregi qarsılıq jıyındısı retinde aralıq ulıwma, birlesken qarsılıq tárepinen bólingen bolıwı kerek, dep kórsetedi, nólge sistemanıń ishki qarsılıǵın kemeytiw múmkin emes. Keri jaǵdayda, múmkinshiligi batareya jarılıw júdá joqarı boladı.
Tolıq shınjır ushın om nızamın deydi, ishki hám sırtqı qarsılıq, ne? Mısal ushın, shıra tutasıw jalǵanǵan bolsa, bul lampochkanıń sırtqı qarsılıǵı esaplanadı. Ishki qarsılıq mudamı sisteması ózinde payda boladı batareya keledi. Batareya ornına isletiletin bolsa elektroximalıq kletka, elektrolit eritpesi hám elektrodları pútkil dáwiri ushın om nızamı qarsılıq etedi.
Qálegen tuyıq elektr shınjırı ishki hám sırtqı bólimlerdrn ibarat. Elektr zaryadları tuyıq shınjır boylap ótip atırǵanda tek sırtqı bóleginde emes, bálkim ishki bóliminde de qarsılıqqa ushıraydı. Elektrodlari arasindaǵı aralıǵı ózgeretuǵın galvanik element alıp, oǵan shınjırdıń sırtqı bólegin jalǵaymız. Shınjırga jalǵanǵan ampermetr shınjırdaǵı tok kúshi elektrodlar arasındaǵı aralıq kemeyttirilgende artıwı hám uzayttırılǵanda azayıwın kórsetedi. Bunda derek ishindegi elektrolit eritpesi baǵanasınıń uzınlıǵı ózgergenliginen, shınjırdaǵı tok kúshi ózgeriwi ishki uzunlıǵı ózgergenliginen, shınjırdaǵı tok kushi ózgeriwi ishki bólim qarsılıǵı ózgeriwi sebepli boladı, dep juwmaq shıǵarıw múmkin. Pútkil shınjırdıń qarsılıǵı sırtqı bóleginiń (R) hám ishki bóleginiń (r) qarsılıqları jıyındısına teń

Shınjırdıń bir jınslı bolmaǵan bólegi ushın (shınjırda E. Yu. K bolsa ) Om nızamınıń ańlatpasın payda etiwde energiyanıń saqlanıw nızamına tiykarlanamiz.

Shınjır ushlarında ₁-₂ potensiyallar ayırması bar. Ótkizgishten dt waqıtta dq=Idt zaryad aǵıp ótse, bul zaryadtı kóshiriwde orınlanǵan jumıs:

dA=₁₂ dq+(₁ - ₂) dq
dt waqıtta ótkizgishten ajralıp shıqqan ıssılıq muǵdarı : dQ=I2 Rdt = IR (Idt) = Irdq, dA=dQ bolǵanı ushın
IRdq =₁₂dq+(₁ - ₂) dq
IR =₁₂+(₁ - ₂) ,
₁=_{2 bolsa, jabıq shınjır ushın Om nızamı ańlatpasın payda etmiz:}
yamasa ;
Bunda R=R₁+r bolıp barlıq shınjırdıń elektr qarsılıǵı, R₁ - sırtqı shınjır qarsılıǵı, r-ishki shınjır qarsılıǵı.