Kirish Kuchlanish, tok va qarshilik

Manbalarni ekvivalent o’zgartgichlari haqida teorema (generatorlar).
Manbalarni ekvivalent o’zgartgichlari haqidagi teorema tasdiqlaydiki, har qanday sxema rezistorlar va kuchlanish manbaidan iborat bo’lgan va ikkita chiqishga ega bo’lganini ekvivalent sxema ko’rinishida faraz qilish mumkin, bir rezistordan iborat kuchlanish manbaiga U ketma – ket ulangan kabi. Uni qancha qulay qilib faraz qilish mumkin. Rezistorlar va batareyadan iborat bo’lgan sxemani tushunish uchun bitta batareya va bitta qarshilikni olish mumkin (rasm 1.9). (Bu yerda ekvivalent o’zgartirgich haqida yana bir teorema ma’lum, u shunday tasdiqqa egaki, tok manbai va parallel ulangan qarshilikka nisbatan).

Rasm 1.11
Berilgan sxema uchun R_EKV va U_EKV parametrlar qanday aniqlanadi? Oddiy ekan. U_EKV – bu ekvivalent sxemani chiqishlari orasidagi kuchlanish uni uzilgan (iste’molchi ulanmagan) holatidagi; Ikkala sxema ham bir xil ishlagani uchun bu kuchlanish chiqishlar orasidagi kuchlanish bilan berilgan sxemadagi uilgan holatidagi mos keladi (uni hisoblash yo’li bilan aniqlash mumkin, agar sxema sizga ma’lum bo’lsa, yoki o’lchash agar sxema noma’lum bo’lsa). Shundan keyin R_EKV ni aniqlash mumkin, ekvivalent sxemadagi tokni agar sxema ulangan sharoitida (iste’molchi ulansa), u U_EKV/ R_EKV ga teng.
Boshqacha aytganda
U_EKV – U (sxema uzuq bo’lsa)
R_EKV - U(sxema uzuq bo’lsa) / I (sxema ulangan bo’lsa)


UNIVERSAL O’LCHOV ASBOBLARI
Sxemalardagi kuchlanish va tokni o’lchash uchun bir necha asboblar mavjud. Ularni ishida eng universali ossilograf hisoblanadi (A ilovaga qarang); uning yordamida kuchlanishni vaqt bo’yicha o’zgarishini sxemani bir yoki bir necha nuqtasidan kuzatish mumkin. Raqamli sxemalardagi muvaffaqiyatlarnin aniqlash uchun mahsus mantiqiy shublar va mantiqiy analizatorlardan foydalaniladi. Universal o’lchov asbobni , kuchlanishni, tokni va qarshilikni yetarli darajada yuqori aniqlik bilan o’lchash imkonini beradi, ammo unda reaksiyasi sekin va u ossilografni o’rnini bosa olmaydi, shu hollardagi qachonki o’zgaruvchi kuchlanishga qiziqish bildirilganda. Universal o’lchov asboblarini ikki guruhga bo’lish mumkin: ko’rsatkichi odatdagi shkalaga ko’ra strelkasini ko’chishi bilan aniqlanuvchi asboblar va ko’rsatkichlarni raqamli aks ettiruvchi asboblar.
Standart voltmetr strelkani siljishiga ko’ra tokni o’lchash imkonini beradi (odatda shkalani to’liq diopazoni 50mkA ni tashkil qiladi). (O’lchov asbobini ishlashini tushunish uchun elektrotehnika bo’yicha kitoblardan o’qib olishga maslahat beramiz, elektron sxemalarni ishlab chiqish bo’yicha qo’llanmalardan emas, hozircha asbobda induktiv g’altak va o’zaklardan foydalanish haqida axborot bizni qanoatlantiradi). Kuchlanishni o’lchashda voltmetrda asosiy sxemaga ketma – ket qilib resistor ulangan. Masalan 1V ga teng kuchlanishni o’lchash uchun shkala diopazonida rezistorlarni ketma – ket ulanishi bilan 20 kOm qarshilik ta’minlanadi, bunda sxema 50mkA tokga mo’ljallangan. Katta diopazonlar uchun katta qarshilikli rezistorlardan mos ravishda foydalaniladi. Bunday voltmeter 20 000 Om/V ga bo’ljallangan asbob kabi ifodalanadi. Bu shuni bildiradiki buning rezistorini qarshiligi 20kOm ga teng va u kuchlanishni to’liq qulochiga ko’paytiriladi, tanlangan o’lchash diopazonida. To’liq quloch kuchlanishni xohlagan diopazonida 1/20 000 V/Om ni yoki 50mkA ni tashkil qiladi. Ko’rinib turibdiki bunday voltmeter sxemaga kam ta’sir qiladi, diopazon qancha yuqori bo’lsa rezistorni ro’li katta qarshilik bilan muhim ro’l o’ynaydi (quyi chegarasi kuchlanish bo’lgichidan iborat voltmetrni faraz qilamiz, shu vaqtda uning yuqorigi yelkasi sxemani ekvivalent chiqishi bilan hosil qilingan, unga asbob ulangan) ideal holatda voltmetr cheksiz kirish qarshiligiga ega bo’lishi kerak. Hozirgi kunda turli – tuman o’lchov asboblaridan foydalaniladi, ularni kirish qarshiliklari 10⁹Om ga yetadi. Bunday asboblarga raqamli o’lchov asboblarini ko’pchiligi kiradi va maydon tranzistorida yig’ilgan analog hisoblashga ega bo’lgan ba’zi asboblar ham ( 3 – bobga qarang). Tushuntirish: ba’zi hollarda o’lchov asboblarining kirish qarshiligi maydon tranzistorini kirishiga qaraganda juda katta farq qilishi mumkin, eng sezgir diopazonlarda, boshqa diopazonlarda esa ular kamroq qiymatga ega bo’lishi mumkin. Masalan 10⁹ Om qiymat 0,2V diopazon uchun va 10⁷ Om boshqa qolgan diopazonlar uchun kerakli bo’lishi mumkin. Asboblarni harakteristikalarini e’tibor bilan o’rganing, tranzistorli sxemalar bilan ishlash uchun 20 000 Om/V ga mo’ljallangan volt om metrlar mos keladi. Ular uchun uncha katta bo’lmagan yuklanish hosil qiladi. Xohlagan holatda o’lchov asbobini sxema ishiga ta’sirini aniqlash qiyin emas, agar kuchlanish bo’lgichi uchun tenglamalardan foydalansak. Odatda universal o’lchov asboblari 1V dan (va undan kam), 1kV (va undan ko’p) o’lchash diopazoniga ega bo’ladi, shkalani to’liq qulochi uchun.
Voltommetr yordamida tokni o’lchash mumkin, asbob ko’rsatkichini oddiy og’ishi kattaligiga ko’ra baholab (avvalgi misolimizda tokni o’lchash diopazoni 50mkA ni tashkil qilgan edi) yoki uncha katta bo’lmagan qarshilikli resistor hisobiga , asosiy sxemaga parallel ulangan (shunt). Chunki ko’rsatkichni siljishi uchun uncha katta bo’lmagan kuchlanishni tushuvi zarur (odatda 0,25 shkalani to’liq qulochi uchun), shunt asbobni tayyorlash vaqtida tanlanadi, shundaki maksimal tok mos keladigan kuchlanish tushuviga mos kelsin, shuntni parallel ulanishida va o’lchov asbobi rezistoriga (siz uchun shuntni tanlash o’lchash diopazonini keraklisini uzib ulanishini o’rnatish uchun kerak). Ideal holatda tokni o’lchaydigan asbob uchun 0 qarshilikka ega bo’lishi kerak, shunda uni sxemaga ulanishi ketma – ket unga ta’sir ko’rsatmaydi. Amalda V ni o’ndan bir xissasini tashkil qiluvchi kuchlanishni tushuvi bilan kelishishga to’gri keladi, voltmetrlar uchun ham raqamli asboblar uchun ham (chunki kuchlanishni o’lchashda sarf harajatlar lozim bo’ladi, ulardan hech qayoqqa qochib qutulolmaysan). Odatda universal o’lchov asboblari tokni o’lchash diopazonini 50mkA dan (yoki kamroq) 1A gacha (yoki ko’proq) diopazonlarga ega bo’ladi, shkalani to’liq qulochi uchun.
Universal o’lchov asboblari bir yoki bir necha batareyalarga ega bo’ladi, qarshilikni o’lchashdagi manbani berish uchun. Uncha katta bo’lmagan tokni oqqan vaqtida kuchlanishni tushuvini o’lchash uchun qarshilik qiymatini aniqlash imkonini beradi: bu maqsad uchun 1 Om dan 10 MOm gacha qarshilik kattaliklarini qoplaydigan o’lchash diopazonlari uchun ko’zda tutilgan. Ogohlantirish: kuchlanish manbai tokini o’lchashga harakat qilmangiz. O’lchov asbobini devordagi razetkaga tiqib huddi shuni qarshilik o’lchash haqida ham gapirish mumkin. Bunday “o’lchashlar” ko’pchilik asboblarni ishdan chiqishi uchun asosiy sabab bo’ladi.
Yuqorida bayon qilingan usulni kuchlanish bo’lgichiga qo’llab ko’ramiz, buning uchun uning ekvivalent sxemasini tuzamiz:

1. 
   Zanjir uzuq bo’lgandagi kuchlanish:
   

U=Uvx[R₂/(R₁+R₂)]

2. 
   Qisqa tutashtirilgan zanjirdagi tok:
   

Uvx/R₁
Shunda ekvivalent sxema kuchlanish manbaidan iborat bo’ladi.
U_EKV=Uvx[R₂/(R₁+R₂)]
Unga resistor qarshiligi ketma – ket ulangan
R_EKV=R₁R₂/(R₁+R₂).
(Parallel ulangan R₁ va R₂ qarshiliklarni qarshiligi u qarshilikka tengligi tasodifiy emas, bu fakt haqida tushuntirish quyida beriladi)

Rasm 1.12
Keltirilgan misol shuni ko’rsatadiki, kuchlanish bo’lgichi yaxshi batareya bo’la olmaydi, shunki uni chiqish kuchlanishi iste’molchi ulanishi bilan ancha kamayadi. Bizga ma’lumki uni hammasi aniq hisoblash uchun zarur agar sxemaga ma’lum qarshilikli iste’molchisini ulasak, chiqish kuchlanishi qanchaga kamayadi. Ekvivalent sxemadan foydalanib iste’molchini ulang va yangi chiqish kuchlanishini hisoblang, shunda yangi sxema kuchlanish bo’lgichidan iboratligini ko’rsatadi (rasm 1.12).