Reja elektr toki, uning tabiati va ta’siri. Tok zichligi. Ketma-ket va parallel ulash. Elektr yurutuvchi kuch (eyuk). Berk zanjir uchun Om qonuni. Vakuumda elektr toki. Elektron nur trubka. Kirish

REJA

1. 
   Elektr toki, uning tabiati va ta’siri.
   
2. 
   Tok zichligi.
   
3. 
   Ketma-ket va parallel ulash. Elektr yurutuvchi kuch (EYUK).
   
4. 
   Berk zanjir uchun Om qonuni.
   
5. 
   Vakuumda elektr toki. Elektron nur trubka.
   

Kirish

Barkamol avlodga ta'lim va tarbiya berishning integrativ vazifalarini hal etish o'qituvchining shaxsiy kompetensiyasiga, kasb mahoratiga, iste'dodi va madaniyatiga, hozirgi zamon pedagogik texnologiyalarni qo'llash, o'quvchilarni o'zaro faollikka olib kelishiga bog'liqdir.

Har bir pedagog shuni doimo esda tutishi kerakki, sinfdan tashqari dars o'quv-tarbiya jarayonining asosiy shaklidir.Ta'lim-tarbiyaning barcha jarayonlari har tomonlama rivojlangan shaxsni tarbiyalash, birinchi navbatda dars jarayonida amalga oshiriladi. Shuning uchun ham hozirgi sharoitda darsning tarbiyaviy ahamiyatini oshirish maktab va o'qituvchilar oldiga birinchi darajali vazifa qilib qo'yilmoqda.

O'quvchilarni vatanparvarlik va baynalminallik ruhida tarbiyalash borasida ham fizikadan uyushtirilgan sinfdan tashqari ishlar katta imkoniyatga ega. Buyuk mutafakkirlarimizdan Ibn-Sino, Beruniy, Ulug'bek va boshqalarning qilgan ishlarini, ularning hayotlaridan lavhalarni yoki bo'lmasa XX asrda fizika sohasida Respublikamizda fizika o'qitish muammolari B.M.Mirzaxmedov, K.A.Tursunmetov, S.Q.Qaxxorov, N.YU.Turayev, M.Djorev, M.Mamadazimov, ta'limda innovatsion ta'limni rivojlantirish va takomillashtirish B.A. Abdullayev, S.Isamitdinov, pedagogika sohasida innovatsion model va metodlarni qo'llash D.S.Tulyaganova, J.O.Tolipova, ta'lim tizimida pedagogik va axborot texnologiyalaridan foydalanish J.G'.Yo'ldoshev, N.N.Azizxo'jayeva, O.X.To'raqulov, A.Abduqodirov, K.R.Ishmatov, N.X.Avliyaqulov, R.Ishmuxamedov, N.S.Saidaxmedov, X.I.Isayev, A.Mavlyanov, N.Boltayev, SH.M.Qadirovlarning tadqiqot ishlari, metodik qo'llanmalari, darsliklari va ilmiy maqolalaridan va boshqa vatanimiz olimlari qilgan ishlarni sinfdan tashqari o'tkaziladigan tadbirlarda ko'rsatish, devoriy gazetalarda ma'lumotlar berish yaxshi samara beradi. Shuningdek, keyingi paytlarda vatanimiz fizik olimlari boshqa mamlakatlar olimlari bilan hamkorlikda ishlab erishayotgan yutuqlari haqida, bu yutuqlar turli millat vakillarining hamkorlikdagi ishining natijalari ekanligini o'tkaziladigan tadbirlar orqali o'quvchilar ongiga yetkaza olsak maqsadga erishgan bo'lamiz.

Fizika fani bilan uning ta'lim tizimida o'qitish orasidagi bog'lanish fizika fanining taraqqiyotiga va o'qitish metodikasining holatiga bog'liqdir.

Shu jumladan ta'lim muassasalarida fizika kursini o'qitilishida:

- Darsdan tashqari mashg'ulotlarning fizika o'qitishda tutgan o'rni;

- Fizikadan to'garak va qiziqarli fizika kechalarining ta'lim tizimdagi ahamiyati;

- Darsdan tashqari mashg'ulotlarni o'tkazishda zamonaviy pedagogik texnologiyalarni qo'llash metodikasiga doir ma'lumotlar bilan yoritish lozimdir.

ASOSIY QISM

O‘ZGARMAS TOK

2.1 Elektr toki, uning tabiati va ta’siri

Erkin elektr zaryadlarining tartibli(bir tomonga yo‘nalgan)

harakati elektr toki deb ataladi. Elektr toki paydo bo‘lish va doimo bo‘lib turishi uchun birinchidan, moddada erkin elektr zaryadlari, ikkinchidan, ularni tartibli harakatga keltiruvchi elektr maydon, uchinchidan, zanjir berk bo‘lishi kerak.

Metallarda erkin elektronlar erkin zarralar bo‘lib hisoblanadi. Agar metall elektr maydonga kiritilsa, unda erkin elektronlar tartibsiz harakatlarini to‘xtatmagan holda maydon ta’sirida tartibli harakat qila boshlaydi, natijada tok vujudga keladi. Metallar elektronli o‘tkazgichlar yoki birinchi tur o‘tkazgichlar, erkin elektronlar esa o‘tkazuvchanlik tronlari deb ataladi. Birinchi tur o‘tkazgichlardan tok o‘tganda elektronlarning ko‘chishi o‘tkazgich tarkibida hech qanday

kimyoviy o‘zgarishlar hosil qilmaydi. Suyuq eritmalarda, ya’ni elektrolitlarda elektr musbat va manfiy ionlarning tartibli harakati tufayli yuzaga keladi. Gazlarda esa elektr toki musbat va manfiy ionlar hamda elektronlarning tartibli harakati

natijasida yuzaga keladi. Elektrolitlar ionli o‘tkazuvchanlikka, gazlar ion-elektronli o‘tkazuvchanlikka ega bo‘lgan o‘tkazgichlar deb ataladi. Elektrolitlar bilan gazlar ikkinchi tur o‘tkazgichlar deb ham ataladi. Ikkinchi tur o‘tkazgichlardan tok o‘tganda musbat va manfiy ionlarning harakati o‘tkazgich tarkibida kimyoviy o‘zgarishlar ro‘y berishiga olib keladi.

Elektr toki borligini tok tufayli yuz beradigan quyidagi ta’sir

yoki hodisalarga qarab bilish mumkin:

1) issiqlik ta’siri — tok o‘tayotgan o‘tkazgich qiziydi (masalan,

isitkich asboblari, cho‘g‘lanma lampalar, issiqlik o‘lchov asboblari);

2) kimyoviy ta’siri — elektr toki o‘tkazgichning kimyoviy

tarkibini o‘zgartiradi (masalan, elektroliz hodisasi);

3) magnit ta’siri (masalan, tokli o‘tkazgich yonida magnit

strelkasining og‘ishi, elektromagnitlar); 4) kuch ta’siri (masalan, magnit maydonda tokli simning

og‘ishi, elektrodvigatel);

5) yorug‘lik ta’siri (masalan, siyraklangan gazlarda razryad,

elektr yoyi)

Zaryadli zarrachalarning ma’lum birtomonga tartibli harakatiga “elektrtoki” deyiladi . Zaryadlar ikki turga bo’linib ,”+” va ”-” moduli jihatidan tengdir. Boshqacha aytganda neytral jismdagi musbat va manfiy zarralar ning miqdori hamma vaqt o’zaro teng bo’ladi. Nechta musbat zarra bo’lsa , manfiy zarralar soni ham shuncha bo’ladi. Yakkalangan sistemadagi zaryadlar miqdori vaqt o’tishi bilan o’zgarmaydi. Bu hol   zaryadlarning saqlanish qonuni deb yuritiladi. Biz elektr tokining turli muhitlarda namoyon bo’lishini ko’rib chiqmoqchimiz. Gazning zichligi biror yo’l bilan kamaytirilganda molekulalarning o’rtacha erkin yugirish yo’li uzunligi u joylashgan idishning o’lchamlariga yaqin bo’lsa  bunday siyraklashgan Gaz  vakuum deyiladi.Elektrtoki — elektr zaryadlarining tartibli harakati. Elektr toki paydo boʻlishi va doimo paydo boʻlib turishi uchun:

Moddada erkin elektrzaryadlari;ularni tartibli harakatga keltiruvchi elektr maydon; zanjir berk boʻlishi kerak.

Zaryadli zarralar tok tashuvchilar deb ataladi.  Metallar  va yarimoʻtkazgichlarda  tok tashuvchilar elektronlardan, elektrolitlarda musbat va manfiy  ionlardan, ionlashgan gazlarda musbat va manfiy ionlar hamda electronlardan iborat. Zaryadli zarralarning  elektr maydon  taʼsirida jismga nisbatan koʻchishi natijasida vujudga keladigan Elektr toki oʻtkazuvchanlik toki deb, zaryadlangan makroskopik jism (masalan, suyuqlik yoki gaz) larning koʻchishidan yuzaga keladigan elektr toki konveksion tok deb ataladi. Siljish toki deb ataladigan tok ham mavjud. Bu tok zaryadlar harakatiga bogʻliq boʻlmay, balki electr maydon kuchlanganligining vaqt boʻyicha oʻzgarishiga mutanosib (proporsional) boʻladi. Siljish toki  magnit maydon  hosil qilish xususiyati jihatidangina oʻtkazuvchanlik va konveksion tokka ekvivalentdir.

Elektr tokining mavjudligini tok tufayli yuz beradigan quyidagi taʼsir yoki hodisalarga qarab bilish mumkin:

Issiqlik taʼsiri — tokoʻtayotgandaoʻtkazgich (oʻtaoʻtkazgichbundanistisno) qiziydi; kimyoviy taʼsiri — Elektr toki oʻtkazgichning kimyoviy tarkibini oʻzgartiradi (masalan, elektrolizhodisasi); magnit taʼsiri (masalan, tokli oʻtkazgich yonida magnit milining ogʻishi, elektromagnitlar); kuchtaʼsiri (masalan, magnit maydonida tokli oʻtkazgichning ogʻishi, elektrdvigatellar);

yorugʻlik taʼsiri (masalan, siyraklangangazlardarazryad, elektryoyi). Tokkuchi  ampermetr, milliampermetr, mikroampermetr va galʼvanometr bilan oʻlchanadi.

Zaryadlarning tartibli harakatiga  oʻzgarmas tok dеb ataladi. Tokning yo’nalishi sifatida musbat zaryadlarning harakat yo’nalishi qabul qilingan.

Elektr toki deb elektr laryadlarining batartib harakatiga aytiladi, Tashqi elektr maydon ta'sirida o’tkazgichlardagi musbat zaryadlar maydon bo’ylab, manfiy zaryadlar esa maydonga qarshi harakatga keladi, ya'ni o’tkazgichda elektr toki vujudga keladi. Bu tok o’tkazuvchanlik toki deyiladi (1- a rasm).

Shartli ravishda elektr tokining yo’nalishi musbat zaryadlarning harakat yo’nalishi bilan mos, manfiy zaryadlarning harakatiga esa qarama-qarshi deb qabul qilingan. Masalan, metallardagi elektr tokining yo’nalishi elektronlarning harakat yo’nalishiga qarama-qarshi deb olinadi.

Agar elektr zaryadlarining batartib harakati zaryadlangan mak-roskopikjismlarning fazodagi ko’chishidan iborat bo’lsa, bunday tok ko’chish toki deyiladi (1- b rasm).

Elektr toki vujudga kelishi va mavjud bo’lishi uchun: 1) batartib harakat qilishi mumkin bo’lgan erkin zaryadlangan zarralar; 2)energiyasini bu zarralarning batartib

harakatiga sarflaydigan elektrmaydoni bo’lishi zarur.
a)



b)

1-rasm

Tok kuchi. Tok kuchi (/) elektr / tokining miqdoriy o’lchovi bo’lib, o’tkazgichning ko’ndalang kesim yuzidan vaqt birligida o’tuvchi elektf zaryadi bilan aniqlanadigan skalyar fizik kattalikdir:

bu yerda AQo’tkazgich ko’ndalang kesimidan Afvaqtda oqib o’tgan zaryad miqdori.

Vaqt o’tishi bilan kuchi va yo’nalishi o’zgarmaydigan tok o’zgarmas tok deyiladi. Tok kuchining SI dagi birligi amper (A) — asosiy birlikdir. U fransuz fizigi A.Amper (1775 — 1836) sharafiga shunday nomlangan.
2.2 Tok zichligi. Tok zichligi vektor kattalik bo’lib, uning moduli tok kuchi /ning o’tkazgich ko’ndalang kesim yuzi 5ga nisbatiga teng.

Tok zichligining zaryadlar zichligiga bog’liqligi. Endi tok zichligi-ning o’tkazgichdagi zaryadlarning harakat tezligiga bog’liqligini ko’raylik. Buning uchun silindrsimon o’tkazgichni ajratib olamiz. Agar silindrdagi zaryad tashuvchilarning konsentratsiyasi n, za-ryadi e bo’lsa, unda o’tkazgichning ko’ndalang kesim yuzidan miqdordagi zaryad o’tadi.
Shunday qilib, o’tkazgichdagi tok zichligi undagi erkin zaryad tashuvchi-larning konsentratsiyasiga va ularning harakat tezligiga bog’liq ekan. Shuni ta'kidlash lozimki, metallardagi elektronlarning konsentratsiyasi anialda o’zgarmas bo’ladi. U temperaturaga ham bog’liq emas.

Elektronlarning harakat tezligi. o’tkazgichdagi elektronlarning yo’naltirilgan harakatining o’rtacha tezligini topish mumkin: Hisoblashni mis o’tkazgich (n = 8,5 • 10²⁸ m ^-3 va mumkin bo’lgan eng katta tok zichligi j = 10⁷ A/m² uchun amalga oshiramiz. Kattaliklarning qiymatlari (e= 1,6 • 10 ^-19 C).

Elektronlaming xona temperaturasidagi issiqlik harakati o’rtacha tezligi taxminan 10⁵m/s ni tashkil qilib, u elektronlarning o’tkazgichdagi yo’naltirilgan harakat tezligidan qariyb 10⁸ marta katta ekan. Unda elektr tokining tarqalish tezligi nimaga teng, degan savol tug’iladi.

Elektr tokining tarqalish tezligi. Elektronlarning o’tkazgichdagi yo’naltirilgan harakat tezligi va elektr tokining tarqalish tezligi mutlaqo bir xil narsa emas. Elektr tokining tarqalish tezligi elektr maydonining tarqalish tezligidir. Sbu maydon ta'sirida o’tkazgichdagi barcha erkin elektronlar qariyb bir paytda o’zlarining yo’naltirilgan harakatlarini boshlaydilar. Chunki elektr maydonning tarqalish tezligi yorug’lik tezligi s = 3 • 10⁸ m/s ga tengdir. Masalan, tok manbayidan /masofada bo’lgan iste'molchiga elektr tokining yetib borish vaqt aniqlanadi.

Elektr zaryadining birligi. Elektr zaryadining birligini topish SI da zaryad miqdorining birligi — kulon (C), u fransuz fizigi Sh. Kulon sharafiga shunday nomlangan.
2.3 Ketma-ket va parallel ulash. Elektr yurutuvchi kuch (EYUK).
Tugun. Amalda, ko’pincha tugunlari bor tarmoqlangan zanjirni hisoblashga to’g’ri keladi. Tarmoqlangan zanjirning tuguni deb kamida uchta o’tkazgich tutashgan nuqtaga aytiladi Tugunga kela-digan tok musbat, chiqib ketadigan tok esa manfiy hisoblanadi.

Kirxgofning birinchi qoidasi. Kirxgofning birinchi qoidasi zaryad saqlanish qonunining natijasi bo’lib, zanjirning hech bir nuqtasida (jumladan, tugunlarida ham) zaryad yig’ilishi yoki yo’qolishi mumkin emasligini ko’rsatadi. Tugunda qo’shiladigan toklarning algebraik yig’indisi nolga teng. Bu qoidani boshqa-charoq ham ta'riflash mumkin.

Biror vaqtda o’tkazgichning malum nuqtasiga (jumladan, tugun-ga ham) keladigan zaryad miqdori shu vaqtda o’tkazgichning shu nuqtasidan ketadigan laryad miqdoriga teng.

Kirxgofning ikkinchi qoidasi. Kirxgofning ikkinchi qoidasi Om qonunini umumlashtirish bo’lib, istalgan yopiq konturdagi tarmoq-langan elektr zanjiriga qo’llanishi mumkin.Istalgan yopiq konturdagi tarmoqlangan zanjir EYuK larining algebraik yig’indisi shu konturning tegishli qismidagi tok kuchi va qarshiligi ko’paytmalarining yig’indisiga teng.






Kirxgof qoidalaridan foydalanish. o’zgarmas tok tarmoqlangan zanjirini Kirxgof qoidalaridan foydalanib, hisoblashni quyidagi tartibda olib borish kerak:

1) konturni aylanishning ixtiyoriy yo’nalishini tanlash (soat mili bo’yicha yoki unga qarama-qarshi);

2) zanjirning barcha qisrrdari uchun toklarning yo’nalishini tanlash va strelkalar,bilan belgilash (qism-qo’shni tugunlar orasidagi zanjir qismi), har*bir qismda tok faqat bir xil qiymat va bitta yo’nalishga ega bo’lishi kerak;

3) ixtiyoriy yopiq konturlar shunday tanlanishi kerakki, har bir yangi kontur hech bo’lmaganda bitta oldin ko’rilgan konturlarga kir-maydigan zanjir qismiga ega bo’lishi kerak;

4) agar konturning aylanish yo’nalishi / tokning yo’nalishi bi-lan mos kelsa, / • R ko’paytma musbat ishora bilan olinadi, va aksincha;

5) agar konturni aylanishda manba ichida manfiy qutbdan mus-bat qutbga borishga to’g’ri kelsa (ya'ni konturni aylanish yo’lida po-tensial o’ssa), £_t ning oldiga musbat ishora qo’yiladi, teskari holda esa EYuK manfiy ishora bilan olinadi.

Agar qarshiligi va unga ulangan EYuK ning qiymati ma'lum bo’lsa, Kirxgof qoidalari tarmoqlangan zanjirning istalgan qismidagi tok kuchi va yo’nalishini hisoblashga imkon beradi.

k ta tugun hosil qiluvchi p ta o’tkazgichlardan iborat sistema uchun p ta tenglama tuziladi: (k — 1) ta tenglama tugunlar uchun va p — (k — l)ta tenglama mustaqil yopiq konturlar uchun.

Agar tenglamani yechganda biror tokning qiymati manfiy bo’lib chiqsa, unda uning absolyut qiymati saqlab qolinib, tokning tanlan-gan shartli yo’nalishini qarama-qarshisiga o’zgartirish kerak.

o’tkazgichlarni ketma-ket ulash. o’tkazgichlar zanjirga ketma-ket yoki parallel ulanishi mumkin. o’tkazgichlar ketma-ket ulanganda birinchi o’tkazgichning tugashi ikkinchisining boshlanishiga, ikkin-chisining tugashi esa uchinchisining boshlanishiga va hokazo, ulanib (123-rasm) barcha qismlardagi tok kuchi bir xil (/= const), zanjir-ning umumiy qarshiligi esa alohida-alohida qarshiliklarning yig’indisiga teng bo’ladi.

Umumiy kuchlanish tushishi har bir o’tkazgichdagi kuchlanishlar tu-shishlarining yig’indisiga teng.

.

o’tkazgichlarni parallel ulash.

o’tkazgichlar parallel ulanganda esa barcha o’tkazgichlarning boshlanishlari bir nuqtaga, tugashlari ham bir nuqtaga ulanadi tok kuchi tarmoqlardan oqadigan tok kuchlarining yig’indisiga teng: kuchlanish tushishi esa bir xil: U= C/, + U₂ + t/₃= const. Umumiy qarshilik tarmoqlarning qarshiliklari yordamida quyi-dagicha topiladi:

2.4 Berk zanjir uchun Om qonuni.

Zanjirning bir qismi uchun Om qonuni. Elektr zanjirining EYuK bo'lmagan qismi, ya'ni zanjirning bir qismi bilan ish ko'rayotgan bo'laylik (119-rasm). Bizni zanjirdan oqadigan tok kuchi A va В nuqtalar orasidagi potensiallar farqiga kuchlanishga qanday bog'liqligi qiziqtirsin. Nemis fizigi G.Om (1787 — 1854) tajribalar asosida bir jinsli o'tkazgichdan oqayotgan tok kuchi undagi kuchlanishga to'g'ri proporsionalligini aniqladi.

O'tkazgichdagi tok kuchi uning uchlaridagi kuchlanishga to'g'ri proporsional va о 'tkazgichning qarshiligiga teskari proporsional.