O‘zbekiston respublikasi oliy va o‘rta maxsus ta’lim vazirligi farg‘ona davlat universiteti fizika texnika fakulteti

Magnit maydon energiyasi
Magnit maydonning tok bilan chambarchas bog‘liq ekanini yuqorida ko‘rib o‘tdik. Unda magnit maydon tokning paydo bo‘lishi, o‘zgarishi va yo‘qolishi bilan, mos ravishda, paydo bo‘ladi, o‘zgaradi va yo‘qoladi. Demak, tok energiyasining bir qismi hamma vaqt magnit maydon hosil qilishga sarflanadi. Shuning uchun hosil bo‘lgan magnit maydon tokning bu maydonni hosil qilish uchun sarflagan ishiga teng yoki boshqacha qilib aytganda, tok bilan bog‘langan magnit induksiya oqimini hosil qilish uchun sarflagan ishiga teng energiyaga ega bo‘lishi kerak. Elektromagnit induksiya hodisasining, jumladan, o‘zinduksiya hodisasining fizik mohiyati magnit maydonning energiyasi mavjud ekanligi bilan tushuntiriladi. Konturga ulangan tok o‘zining maksimal qiymatiga (Om qonuni bilan aniqlanadigan) darhol erishmay, balki biror kichik vaqt oralig‘ida o‘sib yetadi. Chunki tok energiyasining bir qismi bu vaqtda magnit maydon hosil qilishga sarf bo‘ladi. Ulangan tokning bunday „tormozlanishi“ konturda o‘zinduksiya teskari
tokining paydo bo‘lishiga teng kuchlidir. Tok maksimal qiymatga yetgach, o‘zgarmas bo‘lib qoladi. Bunda uning magnit maydoni ham o‘zgarmas bo‘ladi. Tok uzilganda esa uning magnit maydoni asta-sekin yo‘qoladi. Biroq energiyaning saqlanish qonuniga asosan, magnit maydonning energiyasi yo‘q bo‘la olmaydi. Bu energiya uzilayotgan tokni kuchaytiruvchi o‘zinduksiya tokining energiyasiga aylanadi. Shunday qilib, elektromagnit induksiya hodisasi elektr toki energiyasi va magnit maydon energiyasining o‘zaro almashinishiga asoslangan. O‘zinduksiya hodisasi mexanikadagi inersiya hodisasiga o‘xshaydi. Masalan, inersiya tufayli jism biror kuch ta’siri ostida ma’lum tezlikka birdan emas, balki asta-sekin erishadi. Tormozlanuvchi kuch qancha katta bo‘lmasin, jismni baribir bir onda to‘xtatib bo‘lmaydi. Modomiki, o‘zinduksiya bilan inersiya o‘xshash ekan, mexanikada massa jism tezligini oshirishda qanday rol o‘ynasa, tok hosil qilishjarayonida induktivlik ham xuddi shunday rol o‘ynashi kerak. Bunda jismning tezligi rolini elektrodinamikada elektr zaryadlarining harakatini xarakterlaydigan kattalik sifatida tok kuchi o‘taydi. Shunday ekan, magnit maydonning energiyasini jismning mexanikadagi kinetik energiyasiga o‘xshatib, quyidagi ko‘rinishda yozish mumkin: bunda L — konturning induktivligi, I — undan o‘tuvchi tok kuchi. Bu formula bilan ifodalangan magnit maydon energiyasi o‘tkazgichning geometrik xarakteristikasi bo‘lgan induktivlik va o‘tkazgichdagi tok kuchi orqali ifodalangan. Shu energiyani magnit maydon xarakteristikalari orqali ifodalaymiz. Buninguchun induktivligi L bo‘lgan va I tok o‘tayotgan cheksiz uzunsolenoidni ko‘rib chiqamiz.Solenoiddan o‘tayotgan tokning magnit maydon energiyasiformula bilan aniqlanadi. Solenoidning induktivligi formulaga binoan:
(2.2-11)
bu yerda V — solenoidning hajmi, n — solenoidning birlik uzunligidagi o‘ramlar soni, μ — solenoidning ichki qismini to‘ldirgan muhitning nisbiy magnit singdiruvchanligi. Bundan tashqari, I tok kuchi bilan solenoidning ichidagi magnit maydon kuchlanganligi H orasida, formulaga binoan, quyidagicha bog‘lanish bor:
L va I larning bu qiymatlarini formulaga qo‘yib, quyidagini topamiz:
(2.2-12)
Shunday qilib, magnit maydon energiyasi bu maydon kuchlanganligining kvadratiga va u egallagan fazoning hajmiga proporsional bo‘ladi.
Magnit maydonning solenoid egallagan hajm birligiga to‘g‘ri
keladigan energiyasi, ya’ni magnit maydon energiyasining zichligi quyidagiga teng bo‘ladi:
(2.2-13)
XULOSA
Ushbu kurs ishi orqali magnit maydoni, uning xususiyatlari va xarakteristikalari haqida umumiy va qisqa ma’lumotlarga ega bo‘ldim. Hozirgi kunda ko‘plab asboblarning ishlash prinsipini magnit maydon orqali tushuntirish mumkin. Bu asboblarni ishlash prinsipini bilish bizga ko‘p imkoniyatlar beradi. Masalan,buyuk yurtdoshimiz Abu Rayhon Beruniy qum aralash oltin zarralari orasidan temir zarralarini tortib olishda magnitdan foydalangan. Yoki kompas, bizga qayerda turganimizni aniqlashga yordam beradi. Undan tashqari magnit bo‘ronlari,yerning magnit qutblari, o‘tkazgichdan tok o‘tganda magnit maydon hosil bo‘lishi,quyosh shamoli, magnit maydon energiyasi,magnetiklar kabi tushunchalarga ega bo‘ldim. Shuningdek magnit maydonining yaxshi va yomon tarafi ham mavjud ekan. Yaxshi tarafi, turli asboblarning ishlash prinsipi magnit maydoniga asoslangan va ular inson faoliyatida og‘irini yengil qilishda qo‘llaniladi. Yana mana shu hodisa tufayli go‘zal tabiat manzarasi qutb yog‘dusini olish mumkin. Yomon tomoni magnit bo‘ronlar. Magnit bo‘ronlar inson salomatligiga salbiy ta’sir qilishi mumkin. Kelgusida mana shu olgan bilimlarimni yetuk kadr sifatida o‘quvchilarga yetkazib berishga xarakat qilaman.