Nukus konchilik instituti Fan : Fizika

Nukus konchilik instituti

Fan : Fizika

6- Mustaqil ish

Bajardi : Safarov B

Qabul qildi : Ibadullaev A

Ushbu bobda biz oddiy elektr zanjirlarini tahlil qilamiz, ularda batareyalar, rezistorlar,va turli xil kombinatsiyalardagi kondansatörler. Ba'zi sxemalarda bo'lishi mumkin bo'lgan rezistorlar mavjudoddiy qoidalar yordamida birlashtirilgan. Murakkabroq sxemalarni tahlil qilish energiyani saqlash qonunlaridan kelib chiqadigan Kirchhoff qoidalaridan foydalangan holda soddalashtirilgan.va izolyatsiyalangan tizimlar uchun elektr zaryadining saqlanishi. Tahlil qilinayotgan zanjirlarning aksariyati barqaror holatda deb taxmin qilinadi, ya'ni zanjirdagi oqimlarkattaligi va yo'nalishi bo'yicha doimiy. Yo'nalishi doimiy bo'lgan oqimto'g'ridan-to'g'ri oqim (DC) deb ataladi. Biz o'zgaruvchan tokni (AC) o'rganamiz, bunda oqim vaqti-vaqti bilan yo'nalishini o'zgartiradi, 33-bobda. Va nihoyat, biz elektroqim va potentsial farqni o'lchash uchun hisoblagichlar va keyin elektrni muhokama qilinguydagi sxemalar.

Ushbu bobda biz oddiy elektr zanjirlarini tahlil qilamiz, ularda batareyalar, rezistorlar,va turli xil kombinatsiyalardagi kondansatörler. Ba'zi sxemalarda bo'lishi mumkin bo'lgan rezistorlar mavjudoddiy qoidalar yordamida birlashtirilgan. Murakkabroq sxemalarni tahlil qilish energiyani saqlash qonunlaridan kelib chiqadigan Kirchhoff qoidalaridan foydalangan holda soddalashtirilgan.va izolyatsiyalangan tizimlar uchun elektr zaryadining saqlanishi. Tahlil qilinayotgan zanjirlarning aksariyati barqaror holatda deb taxmin qilinadi, ya'ni zanjirdagi oqimlarkattaligi va yo'nalishi bo'yicha doimiy. Yo'nalishi doimiy bo'lgan oqimto'g'ridan-to'g'ri oqim (DC) deb ataladi. Biz o'zgaruvchan tokni (AC) o'rganamiz, bunda oqim vaqti-vaqti bilan yo'nalishini o'zgartiradi, 33-bobda. Va nihoyat, biz elektroqim va potentsial farqni o'lchash uchun hisoblagichlar va keyin elektrni muhokama qilinguydagi sxemalar.

Bizning muhokamamizda odatda batareyadan zanjirlar uchun energiya manbai sifatida foydalanadi.Chunki batareya terminallaridagi potentsial farq ma'lum bir holatda doimiydirkontaktlarning zanglashiga olib, zanjirdagi oqim kattaligi va yo'nalishi bo'yicha doimiy va bo'ladito'g'ridan-to'g'ri oqim deb ataladi. Batareya elektromotor kuchning manbai yoki boshqalar deb ataladiodatda, emf manbai. (Elektromotor kuch iborasi baxtsiz tarixiykuchni emas, balki voltsdagi potentsial farqni tavsiflovchi atama.)
EMF manbasini "zaryadlovchi nasos" deb o'ylashingiz mumkin. Elektr bo'lgandaIkki nuqta o'rtasida potentsial farq mavjud, manba zaryadlarni "tepaga" siljitadipastki potentsialdan yuqoriga.Umuman olganda, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan simlari hech qanday qarshilikka ega emas deb taxmin qilamiz.Batareyaning musbat terminali salbiy terminalga qaraganda yuqori potentsialda. Haqiqiy akkumulyator materiyadan qilinganligi sababli, oqimga qarshilik mavjudbatareya ichida zaryadlang. Bu qarshilik ichki qarshilik r deb ataladi. Nol ichki qarshilikka ega ideallashtirilgan batareya uchun batareyadagi potentsial farq (uning terminal kuchlanishi deb ataladi) uning emfiga teng. Biroq, haqiqiy akkumulyator uchun terminal kuchlanishi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kontaktlarning zanglashiga olib keladigan batareya uchun EMFga teng emas.joriy. Buning sababini tushunish uchun 28.1a faol rasmdagi elektron sxemani ko'rib chiqing.Ushbu diagrammadagi batareya chiziqli to'rtburchaklar bilan tasvirlanganideal, qarshiliksiz emf e ichki qarshilik r bilan ketma-ket. ning rezistoriqarshilik R batareyaning terminallari bo'ylab ulanadi. Endi harakat qilishni tasavvur qilingakkumulyator orqali a dan d gacha va elektr potentsialini har xilda o'lchashjoylar. Salbiy terminaldan musbat terminalga o'tish, potentsialmiqdorga ortadi e. Qarshilik r orqali harakatlanayotganimizda, lekinpotentsial Ir miqdoriga kamayadi, bu erda I zanjirdagi oqim. Shuning uchun,batareyaning terminal kuchlanishi V Vd Va bo'ladi
FAOL RASM 28.1(a) manbaning sxemasiemf e (bu holda, batareya), ofichki qarshilik r, ulanganR qarshiligining tashqi rezistori.(b) Grafik tasvirni ko'rsatishelektr potentsiali qanday o'zgaradi(a) dagi sxema bo'ylab o'tganligi sabablisoat yo'nalishi bo'yicha.Www.thomsonedu.com saytiga kiring vasozlash uchun ThomsonNOW ga o'tingemf va qarshiliklar r va R va qarangoqimga va oqimga ta'siri(b) qismidagi grafik.
Ushbu ifodadan e'tibor bering, Ɛ ochiq kontaktlarning zanglashiga, ya'ni oqim nolga teng bo'lgan terminal kuchlanishiga ekvivalentdir. EMF - batareyada belgilangan kuchlanish; masalan, D xujayrasining emfsi 1,5 V ni tashkil qiladi. Batareyaning terminallari orasidagi haqiqiy potentsial farq 28.1 tenglamada tasvirlangan batareyadagi oqimga bog'liq.Faol 28.1b-rasmda kontaktlarning zanglashiga olib, soat yo'nalishi bo'yicha elektr potentsialidagi o'zgarishlarning grafik tasviri berilgan. Faol shakl 28.1a terminal kuchlanish AV ko'pincha yuk qarshiligi deb ataladigan tashqi qarshilik R bo'ylab potentsial farqga teng bo'lishi kerakligini ko'rsatadi. Yuk qarshiligi 28.1a-rasmdagi kabi oddiy rezistiv zanjir elementi bo'lishi mumkin yoki batareyaga ulangan ba'zi elektr moslamalarining (masalan, tushdi mashinasi, elektr isitgich yoki lampochkaning) qarshiligi bo'lishi mumkin (yoki, agar shunday bo'lsa). uy jihozlari, rozetkaga). Rezistor batareyaga yukni ifodalaydi, chunki batareya qarshilikni o'z ichiga olgan qurilmani ishlatish uchun energiya bilan ta'minlashi kerak. Yuk qarshiligidagi potentsial farq AV = IR. Ushbu ifodani 28.1 tenglama bilan birlashtirib, biz buni ko'ramiz
Ɛ = IR + Ir
Oqim uchun yechim beradiMen R+r(28.3)Tenglama 28.3 shuni ko'rsatadiki, bu oddiy kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim ham batareyaga Rexternal yuk qarshiligiga, ham ichki qarshilik r ga bog'liq. Agar R ko'plab real davrlarda bo'lgani kabi r dan kattaroq bo'lsa, biz r ni e'tiborsiz qoldirishimiz mumkin.28.2 tenglamani kontaktlarning zanglashiga olib keladigan tok I ga ko‘paytirish natijasida hosil bo‘ladi18 = 12R+ I²r(28.4)28.4 tenglama shuni ko'rsatadiki, quvvat P = IAV (27.20-ga qarang), batareyaning umumiy quvvat chiqishi IE I2R miqdoridagi tashqi yuk qarshiligiga va I2r miqdoridagi ichki qarshilikka etkaziladi.
Batareya 12,0 V emf va 0,05 ichki qarshilikka ega. Uning terminallari 3,00 0 yuk qarshiligiga ulangan.(A) Zanjirdagi tokni va batareyaning terminal kuchlanishini toping.YECHIMAConceptualize Study Active 28.1a-rasmda muammo bayoniga mos keladigan sxema ko'rsatilgan. Batareya yuk rezistoriga energiya etkazib beradi.Kategoriyalash Ushbu misol ushbu bo'limdagi oddiy hisoblarni o'z ichiga oladi, shuning uchun biz uni almashtirish muammosi sifatida tasniflaymiz.Zanjirdagi tokni topish uchun 28.3 tenglamadan foydalaning:12,0 V (3,00 Ō + 0,05 Ō) R+r = 3,93 ATerminal kuchlanishini topish uchun 28.1 tenglamadan foydalaning:AVE - Ir= 12,0 V (3,93 A) (0,05 ) = 11,8 VUshbu natijani tekshirish uchun R yuk qarshiligidagi kuchlanishni hisoblang:AV IR (3,93 A) (3,00 Q) = 11,8 V
(B) yuk rezistoriga etkazib beriladigan quvvatni, batareyaning ichki qarshiligiga etkazib beriladigan quvvatni va batareya tomonidan etkazib beriladigan quvvatni hisoblang.YECHIMA27.21 tenglamadan yuk rezistoriga etkazib beriladigan quvvatni toping:PRIR (3,93 A) (3,00 ) = 46,3 Vt =Ichki qarshilikka berilgan quvvatni toping:
P₁ = Ir= (3,93 A) (0,05 ) = 0,772 VtUshbu miqdorlarni qo'shish orqali batareya tomonidan etkazib beriladigan quvvatni toping:P = PRP = 46,3 Vt + 0,772 Vt = 47,1 VtAgar .. bo'lsa nima bo'ladi? Batareya eskirgan sari uning ichki qarshiligi ortadi. Aytaylik, ushbu batareyaning ishlash muddati tugashi bilan uning ichki qarshiligi 2,00 ga ko'tariladi. Bu batareyaning energiya yetkazib berish qobiliyatini qanday o'zgartiradi?Javob Bir xil 3.00 yuk qarshiligini batareyaga ulaymiz.Batareyadagi yangi oqimni toping:I= 12,0 V (3,00 +2,00 N) R+r = 2,40 AYangi terminal kuchlanishini toping:Yuk qarshiligi va ichki qarshilikka etkazilgan yangi quvvatlarni toping:AV= Ɛ - Ir= 12,0 V (2,40 A) (2,00 ₪) = 7,2 VPRIR (2,40 A) (3,00) = 17,3 VtP, Ir (2,40 A) (2,00 )= 11,5 Vt
Faol 28.1a-rasmda yuk qarshiligiga maksimal quvvat etkazib beriladigan yuk qarshiligi R ni toping.YECHIMAKontseptsiyalash Faol 28.1a-rasmdagi yuk qarshiligini o'zgartirish va yuk qarshiligiga etkazilgan quvvatga ta'siri haqida o'ylab ko'ring. R katta bo'lsa, oqim juda kam bo'ladi, shuning uchun yuk qarshiligiga etkazilgan quvvat IR kichikdir. R kichik bo'lsa, oqim katta bo'ladi va kuchning sezilarli yo'qolishi l'ras energiya ichki qarshilikka etkazib beriladi. Shuning uchun, yuk qarshiligiga etkazilgan quvvat yana kichik. Qarshilik R ning ba'zi bir oraliq qiymati uchun quvvat maksimal bo'lishi kerak.Turkumlarga ajrating Sxema 28.1-misoldagi bilan bir xil. Biroq, bu holda yuk qarshiligi R o'zgaruvchan.
28.2-rasm (28.2-misol) Batareya tomonidan qarshilikning yuk qarshiligiga etkazilgan quvvat P grafigi Ras funksiyasi R. Yuk qarshiligi batareyaning ichki qarshiligiga teng bo'lganda qarshilikka etkazilgan quvvat maksimal bo'ladi.
Turkumlarga ajrating Sxema 28.1-misoldagi bilan bir xil. Biroq, bu holda yuk qarshiligi R o'zgaruvchan.
Tahlil 27.21 tenglamadan foydalanib, yuk qarshiligiga etkazilgan quvvatni toping, I tenglama 28.3 bilan berilgan:R yuk qarshiligiga qarab quvvatni farqlang va quvvatni maksimal darajada oshirish uchun lotinni nolga tenglang:
Ikki yoki undan ortiq rezistorlar 28.3a-rasmdagi faol lampochkalar kabi bir-biriga ulangan bo'lsa, ular ketma-ket kombinatsiyada deyiladi. Faol 28.3b-rasm - rezistorlar va akkumulyator sifatida ko'rsatilgan lampochkalarning elektron diagrammasi. Ketma-ket ulanishda, agar Q zaryad miqdori R₁ rezistoridan chiqsa, Q zaryadi ikkinchi R rezistoriga ham kirishi kerak. Aks holda, zaryad rezistorlar orasidagi simda to'planib qoladi. Shuning uchun ma'lum vaqt oralig'ida ikkala rezistordan bir xil miqdordagi zaryad o'tadi va oqimlar ikkala rezistorda bir xil bo'ladi:I = I₁ = I₁₂bu erda I - batareyadan chiqadigan oqim, I - rezistor R₁dagi oqim, I - R rezistoridagi oqim.Rezistorlarning ketma-ket kombinatsiyasida qo'llaniladigan potentsial farq rezistorlar o'rtasida bo'linadi. Faol shaklda 28.3b, chunki kuchlanish pasayishi¹Voltajning pasayishi atamasi rezistordagi elektr potentsialining pasayishi bilan sinonimdir. Ko'pincha elektr zanjirlari bilan ishlaydigan shaxslar tomonidan qo'llaniladi.
FAOL RASM 28.3(a) R va R qarshiliklari bo'lgan ikkita lampochkaning ketma-ket kombinatsiyasi. (b) Ikki rezistorli zanjirning sxemasi. R dagi oqim R dagi bilan bir xil. (c) Rezistorlar ekvivalent qarshilikka ega bo'lgan bitta rezistor bilan almashtirildi Req = R₁ + RWww.thomsonedu.com saytiga kiring va akkumulyator kuchlanishini va R va R qarshiliklarini sozlash uchun ThomsonNOW saytiga o'ting va alohida rezistorlardagi oqim va kuchlanishlarga ta'sirini ko'ring.a dan b gacha bo'lgan IR ga teng, b dan c gacha bo'lgan kuchlanish IR ga teng, a dan cis gacha bo'lgan kuchlanish pasayishi Batareyadagi potentsial farq Re ekvivalent qarshilikka ham qo'llaniladi 28.3c-rasmda:AV IR + IRAV = IReq
bu erda ekvivalent qarshilik zanjirga ketma-ket birikma bilan bir xil ta'sir ko'rsatadi, chunki u batareyada bir xil oqim I ga olib keladi. AV uchun ushbu tenglamalarni birlashtirib, biz ikkita rezistorni ketma-ket bitta ekvivalent qarshilik bilan almashtirishimiz mumkinligini ko'ramiz, uning qiymati individual qarshiliklarning yig'indisiga teng:(28,5)bu erda men, men va men oqimlarni bekor qildik, chunki ularning barchasi bir xil.Ketma-ket ulangan uch yoki undan ortiq rezistorlarning ekvivalent qarshiligiAV= IReq = IR1 + LR2 → Req = R₁ + R₂Req=R+R+ Rg + ...(28,6)Bu munosabat rezistorlarning ketma-ket birikmasining ekvivalent qarshiligi individual qarshiliklarning sonli yig'indisi ekanligini va har doim har qanday individual qarshilikdan katta ekanligini ko'rsatadi.28.3 tenglamaga nazar tashlasak, maxraj tashqi va ichki qarshiliklarning oddiy algebraik yig'indisi ekanligini ko'ramiz. Bu faol shakl 28.1a da ichki va tashqi qarshiliklarning ketma-ket bo'lishiga mos keladi.Agar 28.3-rasmdagi bitta lampochkaning filamenti ishlamay qolsa, sxema endi to'liq bo'lmaydi (natijada ochiq tutashuv holatiga olib keladi) va ikkinchi lampochka ham o'chadi. Bu fakt ketma-ket sxemaning umumiy xususiyatidir: agar seriyadagi bitta qurilma ochiq kontaktlarning zanglashiga olib keladigan bo'lsa, barcha qurilmalar ishlamay qoladi.
Tezkor test 28.2 28.4a-rasmdagi (780-bet) zanjiridagi kalit yopiq bo'lsa, R da oqim yo'q, chunki oqim kalit orqali muqobil nol qarshilik yo'liga ega. R da oqim mavjud va bu oqim kontaktlarning zanglashiga olib boradigan pastki qismidagi ampermetr (tokni o'lchash uchun qurilma) bilan o'lchanadi. Agar kalit ochilgan bo'lsa (28.4b-rasm), R da oqim mavjud. Nima bo'ladi
kalit ochilganda ampermetrda o'qish? (a) O'qish ko'tariladi. (b) o'qish pasayadi. (c) o'qish o'zgarmaydi.
Endi 28.5-rasmda ko'rsatilgandek parallel kombinatsiyadagi ikkita rezistorni ko'rib chiqing. E'tibor bering, ikkala rezistor ham batareyaning terminallari orqali to'g'ridan-to'g'ri ulangan. Shuning uchun rezistorlar bo'ylab potentsial farqlar bir xil: bu erda AV - batareyaning terminal kuchlanishi.AV = AV₁ = AV₂Zaryadlar faol shakl 28.5b da a nuqtaga yetganda, ular ikki qismga bo‘linadi, bir qismi R tomon, qolgan qismi esa R tomon yo‘naladi. O‘zaro bog‘lanish zanjirning tok bo‘linishi mumkin bo‘lgan har qanday nuqtasidir. Ushbu bo'linish har bir alohida rezistorda batareyadan chiqadigan oqimga qaraganda kamroq oqimga olib keladi. Elektr zaryadi saqlanib qolganligi sababli, a nuqtasiga kiradigan tok I shu nuqtadan chiqadigan umumiy oqimga teng bo'lishi kerak:I = I + I2Bu yerda I, R da tok va I, R dagi tok. 28.5c faol rasmda Req ekvivalent qarshiligidagi tok, bu erda ekvivalent qarshilik zanjirga parallel bo'lgan ikkita rezistor bilan bir xil ta'sir ko'rsatadi. ; ya'ni ekvivalent qarshilik bir xil oqimni / dan tortib oladiAV talabi I
FAOL RASM 28.5(a) R va R qarshiligi bo'lgan ikkita lampochkaning parallel birikmasi. (b) Ikki rezistorli zanjirning sxemasi. R bo'ylab potentsial farq R bo'ylab bir xil bo'ladi. (c) Rezistorlar 28.7 tenglamada berilgan ekvivalent qarshilikka ega bo'lgan bitta rezistor bilan almashtirildi.Www.thomsonedu.com saytiga kiring va akkumulyator kuchlanishini va R va R qarshiliklarini sozlash uchun ThomsonNOW saytiga o'ting va alohida rezistorlardagi oqim va kuchlanishlarga ta'sirini ko'ring.