Tok kuchi. Kuchlanish, eyuk, om va joul-lens qonunlari. Tokning ishi va quvvati tarmoqlangan zanjirlar. Kirxgoff qonunlari. Turli muhitlarda elektr toki.”

Om qonuni. Joul-Lens qonuni: Tok kuchini kuchlanish va o‘tkazgichning qashiligiga bog‘lanish qonuni

(6)

zanjirning bir qismi uchun Om qonuni deb ataladi. Bu qonun maktab va kollejlar dasturiga kirgan. O‘quvchilar maktab labaratoriyalaridayoq bu qonunning to‘g‘riligini sezgir voltmetr, ampermetr asboblari yordamida tekshirishadi, bu qonunni qo‘llab noma’lum qarshiliklarni o‘lchashadi. Qonunning o‘zi esa soddaligi bilan hayratda qoldiradi. Lekin bu “sodda” qonunni ochish oson bo‘lmagan.

Tok kuchini nimaga bog‘liqligi haqidagi ma’lumotlar birinchi bor rus olimi V.Petrovning galvanik hodisalarga bag‘ishlangan ishida uchraydi. Petrov birinchi bor “Qarshilik” tushunchasini qo‘llay boshlagan, tok kuchi o‘tkazgichning ko‘ndalang kesimiga teskari mutanosib ekanligini isbotalagan. Om qonuniga yaqin kelganiga qaramay, Petrovning ishlari miqdoriy bajarilgan emasdi, tok kuchini u elektroliz jarayonini intensivligiga qarab baholar edi. Uning ishlarda kuchlanish haqida tushuncha yo‘q edi. Buning ustiga 1802 yilda rus tilida nashr etilgan bu ilmiy izlanishlar Yevropa olimlari uchun noma’lum bo‘lib qolaverdi.

Lekin nemis tilida nashr etilgan ishni fransuz, ingliz, ispan olimlariga etib borishi oson emasdi. Bu sohada ishlayotgan olimlar uning ishlarini o‘qigandan so‘ng ham ularni tan olishi oson bo‘lmadi. Chunki G.Om yaratgan sezgir o‘lchov vositalarini yasash oson emasdi. shunday qilib, uzoq yillar maktab o‘qituvchisi bo‘lgan olimning buyuk kashfiyotining ilm ahli tomonidan tan olinishi deyarli 20 yilga cho‘zilib ketdi. G.Om butun umrini ilm rivojiga bag‘ishlagan olimlarning yorqin timsolidir.

Om qonuni Kulon, Amper va Faradey qonunlari bilan birgalikda elektromagnitizmning eksperemental asoslarini tashkil etadi. Ingliz olimi J.Genri Omning ishi haqida bunday yozgan edi: “Om nazariyasini birinchi bor o‘qiganimda, u zulmatga to‘lgan xonani birdan yoritgan yashinga o‘xshadi”. Omning ishlaridan minnatdor bo‘lgan avlodlar uning qonunini va qarshilik birligining uning nomi bilan atashdi. Oyning orqa tomonidagi kraterlarning biriga Om nomi berildi. Bu krater atrofidagi nur kabi radial chiziqlari bilan mashhur, kattaligi esa kopernik krateridan qolishmaydi.

Qarshilik o‘tkazgichning asosiy elektr xarakteristikasi bo‘lib, uning geometrik o‘lchamlariga bog‘liqdir. Jumladan qarshilik o‘tkazgich ko‘ndalang kesimiga teskari mutanosibligini Om qonunidan keltirib chiqaramiz. Biron o‘tkazgich uchun bo‘lsin. Ikkinchi huddi shunday o‘tkazgich olib, birinchi o‘tkazgichga parallel ulaylik. Bunda o‘tkazgichlarning ko‘ndalang kesimi ham, tok kuchi ham ikki marta ortadi: . Bundan o‘tkazgichlar qarshiligi ko‘ndalang kesimiga teskari mutanosibligi kelib chiqadi.

Solishtirma qarshilik o‘tkazgichning tabiatiga bog‘liq. Turli materiallar uchun solishtirma qarshilik o‘lchangan bo‘lib, bunday ma’lumotlar jadvallarga yozilgan. Jadvalda metallar solishtirma qarshiligi kichikligi (o‘tkazuvchanlik koeffitsienti kattaligi) bilan ajralib turadi. Dielektriklarning solishtirma qarshiligi metallarnikidan deyarli marta katta. solishtirma qarshiligi oraliq qiymatga ega bo‘lgan moddalar – yarim o‘tkazgichlar deb ataladi (masalan – grafit).
Om qonunining (13.1) integral shaklidan tashqari quyidagi differensial shakli ham mavjud:

. (7)

Om qonuni ketma-ket ulangan qarshiliklarni umumiy qarshiligini tajribaga murojat qilmasdan hisoblash imkonini beradi. ketma-ket ulangan o‘tkazgichlardan bir xil tok o‘tadi, shuni hisobga olib, barcha o‘tkazgichlar uchun Om qonunini yozamiz:

Tenglamalarning chap va o‘ng tomonlarini mos ravishda qo‘shib yuborsak:

.

Bundan ketma-ket ulangan o‘tkazgichlarning umumiy qarshiligi ularning qarshiliklarining yig‘indisidan iboratligi kelib chiqadi:

. (8)

Parallel ulangan o‘tkazgichlarning umumiy qarshiligini izlaganda, ular parallel ulangani uchun ulardagi kuchlanishlar tengligi yordam beradi. Natijaviy qarshilik uchun quyidagi ifoda olinadi:

. (9)

Bu qoidalar ko‘p masalalarda zanjirning umumiy qarshiligini va umumiy tokni hisoblash imkoniyatini yaratadi.

Texnikada parallel ham, ketma-ket ham bo‘lmagan ulanishlar uchrashi mumkin. Bunday hollarda umumiy qarshilikni topishda quyidagi tavsiyalar yordam beradi:

• 
  Umumiy qarshilik umumiy tokni topish maqsadida hisoblanadi, shuning uchun zanjirda toklar qanday o‘tishini o‘rganing;
  
• 
  Zanjir simmetriyasi tufayli zanjirning turli nuqtalarida potensial bir xil bo‘lsa, ularni birlashtirib, shuning hisobiga zanjirni soddalashtirish mumkin. Bunday birlashtirish toklarni o‘zgartirmasligi kerak;
  
• 
  Zanjirdagi biron o‘tkazgichdan tok o‘tmasligi ma’lum bo‘lsa, bu o‘tkazgichni zanjirdan chiqarib (uzib) tashlash mumkin, bunda toklar o‘zgarmaydi.
  

Nazorat savollari:

1. Tok zichligining va tok kuchining ma’nosi nima?

2. Misda har bir atomdan ikki elektron erkin elektronga aylansa, unda erkin elektronlar konsentratsiyasi va zaryad zichligi qanday? Bu sonlarni nima bilan solishtirsa bo‘ladi? Misdagi tok zichligi 10 bo‘lsa, zaryadlarning o‘rtacha tezligi nimaga teng? Temperatura bo‘lsa, elektronlarning issiqlik harakatining o‘rtacha tezligi nimaga teng? O‘tkazgichning uzunligi 50 bo‘lsa, bir elektron bu yo‘lni qancha vaqtda bosib o‘tadi?

3. Bor postulatlariga ko‘ra vodorod atomining asosiy holatida elektron protonning atrofida aylanadi, va bunda aylanish impuls momenti ga teng bo‘ladi. Elektron hosil qilgan tok kuchini hisoblang.

4. Vodorod atomining Bor modelida elektronning aylanish radiusi, tezlik va tezlanishini hisoblang.
3-ilova

B.B.B. usuli asosida bilimlarni sinash uchun tarqatma materiallar

1. 
   
   

	Tushuncha	Bilaman “+”, Bilmayman “-”.	Bildim “+”, Bila olmadim “-”.
1	Elektr tokiga ta’rif bering
2	Tok kuchi qanday asbobda o’lchanadi?
3	Kuchlanish va EYUK haqida ma’lumot bering?
4	Om qonuni
5	Qaysi olimlar tok qonunlari bo’yicha tadqiqotlar olib borgan?
6	Ketma-ket ulangan zanjirning umumiy tok kuchini topish formulasi?
7	Ketma-ket ulangan zanjirning umumiy qarshiligini topish formulasi?
8	Ketma-ket ulangan zanjirning umumiy kuchlanishini topish formulasi?
9	Parallel ulangan zanjirning umumiy tok kuchini topish formulasi?
10	Parallel ulangan zanjirning umumiy qarshiligini topish formulasi?
11	Parallel ulangan zanjirning umumiy kuchlanishini topish formulasi?

4-ilova

Guruh natijalarini baholash mezonlari va ko‘rsatkichlari (ball)

Guruh	1 topshiriq	2 topshiriq	3 topshiriq (har bir savol 0,2 ball)				Ballar yig‘indisi (3,0)
	(1,0)	(1,4)	1-savol	2-savol	3-savol
1
2
3

5-ilova

2. 
   Baholash mezonlari va ko‘rsatkichlari (ball)
   

Masalada berilgan kattaliklarni yozish	Izlanayotgan kattalik ifodasini yozish yoki keltirib chiqarish	Izlanayotgan kattalikning son qiymatini hisoblash	Nazariy savollarga javob berish	Ballar yig‘indisi
(0.5)	(2.0)	(0.5)	(2.0)	(5.0)

Guruxlar ko’rsatkichlari aniqlanadi va talabalar baholanadi. Mavzu mustahkamlanadi.

6-ilova

Uy vazifasi uchun masalalar:
1-masala.

EYuK 2,5V va ichki qarshiligi 0,1Ω bo’lgan tok manbalaridan nechtasini ketma-ket ulasak, tashqi zanjirdagi kuchlanish 100V, tok kuchi 5A bo’ladi?

2-masala.

Zanjirga ulangan ampermetrning ichki qarshiligi 0,12 Ω va ampermetr shuntining qarshiligi 0,06 Ω. Ampermetr 4A tokni ko’rsatayotgan bo’lsa, zanjirdagi umumiy tok kuchi qanday(A)?

3-masala.

EYuK 12V va ichki qarshiligi 1Ω bo’lgan manbaga o’zaro parallel ulangan 3 ta iste’molchi ulangan. Iste’molchilar har birining qarshiligi 6 Ω bo’lsa, har bir iste’molchiga qanday kuchlanish to’g’ri keladi(V)?

4-masala.

Tok manbaining quvvatini o’zgartirmay turib, kuchlanish oshirilganda, uzatish simlaridagi quvvatni yo’qotish 100 marta kamaygan. Kuchlanish necha marta oshirilgan?