X bob. O‘zgarmas tok qonunlari

Òokning issiqlik ta’siri. Òokning issiqlik ta’siri kundalik hayo-

timizda va texnikada juda keng qo‘llaniladi.

Dastlabki cho‘g‘lanma lampochka 1872- yil rus injeneri A. Lo-

digin tomonidan kashf etilgan. U shisha ballon ichida mis simlar

orasida berkitilgan ko‘mir tayoqchadan iborat bo‘lgan. Òok o‘tganda

ko‘mir tayoqcha cho‘g‘dek qizib yorug‘lik bergan. Hozirgi paytda

cho‘g‘lanish tolasi sifatida suyuqlanish temperaturasi 3370 °C bo‘l-

gan volfram tolasidan foydalaniladi.

Keng qo‘llaniladigan elektr plita, elektr choynak, elektr daz-

mol, elektr isitkichlar ham isitish asboblariga kiradi. Ishlab chiqa-

rishda qo‘llaniladigan qurilmalardan yana biri — bu, elektr pechidir.

Uning temperaturasi 3000 °C gacha boradi. Elektr tokining issiqlik

ta’siri keng qo‘llaniladigan sohalardan yana biri texnikada va xalq

xo‘jaligida muhim ahamiyatga ega bo‘lgan payvandlash ishlaridir.

Òokning issiqlik ta’siri asosida ishlaydigan ko‘plab o‘lchov as-

boblari,  jumladan  termometrlar  mavjud.

Òokning issiqlik ta’sirining foydali tomonlaridan tashqari, zararli

tomonlari ham mavjuddir. Jumladan, tok uzatish simlaridan ajralib

chiqayotgan ulkan miqdordagi issiqlik befoyda sarflanadi. Shuning

uchun ham bu maqsadda solishtirma qarshiligi kichikroq metallardan

foydalanishga harakat qilinadi.

Sinov  savollari

1.  Òokning  ishi  qanday  aniqlanadi?    2.  Òokning  quvvati  qanday

aniqlanadi? 3. Òok ishi va quvvatining SI dagi birliklari. 4. Òok ishining

sistemadan tashqari birliklari. 5. Qachon tokning barcha ishi qizdirishga

sarflanadi?  6. Joul — Lens qonuni. 7. O‘tkazgichdan tok o‘tganda issiqlik

ajralishiga sabab nima? 8. Ajralib chiqadigan  issiqlik miqdorining qar-

shilikka to‘g‘ri proporsionalligini qanday tushuntirasiz? 9. Òokning so-

lishtirma issiqlik quvvati qanday aniqlanadi? 10. Òokning issiqlik ta’si-

ridan foydalanishga beshta misol keltiring. 11. Òok  issiqlik ta’sirining

zararli tomonlariga misollar keltiring.

254

Masala yechish namunalari

1 -  m a s a l a :  6 V kuchlanish ostida  turgan, uzunligi 10 m

bo‘lgan temir o‘tkazgichdagi tok zichligi aniqlansin.

Berilgan:

U = 6  V;

l = 10 m;

r

t

= 9,8 · 10

–8 

W · m.

j = ?

×

=

R S

U

j

 ko‘rinishni oladi. Bu yerda 

l

S

R =r  — o‘tkazgichning

qarshiligi.

Unda:

.

U S

l S

l

U

j

×

r × ×

r ×

=

=

Berilganlardan foydalanib topamiz:

-

×

×

=

=

×

=

6

8

2

2

2

6

А

A

mА

9, 8 10

10 m

m

m

6,12 10

6,12

.

j

J a v o b :  j = 6,12 mA/m

2

.

2 -  m a s a l a . Elektr qaynatgichning chulg‘ami ikki qismdan

iborat.  Faqat  birinchi  qism  ulanganda  suv  15  minutda,  faqat

ikkinchi qism ulanganda esa 30 minutda qaynaydi. Agar ikkala

qism: 1) ketma-ket; 2) parallel ulansa, shu suv qancha vaqtda

qaynaydi?

Berilgan:

t

1

=15  min = 900  s;

t

2

=30  min  = 1800  s;

1) t

kk

= ?

2)  t

p

= ?

Yechish. Barcha hollarda qaynaydigan

suv  bir  xil  bo‘lganidan  Q = Q

1

=

= Q

2

= Q

kk

= Q

p

 va kuchlanish ham

bir  xil:  U = U

1

= U

2

=   U

kk

= U

p

(119-  rasm).  Barcha  hollar  uchun

Joul — Lens qonunini yozamiz:

Yechish. Tok zichligi quyidagi ifoda bilan

aniqlanadi:

= .

I

S

j

Agar  zanjirning  bir  qismi  uchun  Om

qonuni 

=

U

R

I

  dan  foydalansak,  tok

zichligining ifodasi

255

Birinchi qism uchun:

=

2

1

1

1

,

U

R

Q

t                

(1)

ikkinchi qism uchun:

=

2

2

2

2

,

U

R

Q

t                

(2)

ketma-ket ulangan

(

)

+

=

=

×

2

2

kk

kk

kk

1

2

U

U

nn

R

R R

Q

t

t

     

(3)

va parallel ulangan hol uchun

119- rasm.

R

kk

R

p

I

kk

I

p

(

)

+

×

=

=

×

2

2

1

2

p

1

2

p

U

R R

U

p

R

R R

Q

t

t .              

(4)

(1)  va  (2)    ifodalarni  tenglashtirib,

=

2

2

1

2

1

2

U

U

R

R

t

t   yoki   

=

2 1

1

2

R t

t

R

                                 

(5)

ni hosil qilamiz. Shuningdek, (2) va (3) ni tenglashtirib,

+

=

×

2

2

2

kk

2

1

2

U

U

R

R R

t

t  yoki 

+

=

1

2

kk

2

2

R

R

R

t

t

.                         

(6)

(2)  va  (4)  ni  tenglashtirib,

(

)

+

=

2

2

1

2

2

2

1 2

yoki

p

U

R R

U

R

R R

t

t

 

+

=

×

1

2

1

2

p

R

R

R

t

t              

(7)

larni hosil qilamiz. Endi R

1

 ning (5) dagi ifodasini (7) va (6) larga

qo‘yib  topamiz:

×

+

=

=

+

1 2

p

kk

1

2

1

2

va

t t

t

t

t

t

t

t .

Berilganlar yordamida topamiz:

×

+

=

=

=

p

900 1800

s

900 1800

600s 10min,

t

t

kk

= 900 s + 1800 s = 2700 s = 45 min.

J a v o b :  t

p

= 10 min; t

kk

= 45 min.

256

Mustaqil yechish uchun masalalar

1. Ko‘ndalang kesim yuzi 1,6 mm

2

 bo‘lgan o‘tkazgichdan 2 s davomi-

da 2 · 10

19

 tagacha elektron o‘tsa, tok zichligi nimaga teng bo‘ladi?

(j = 1A/mm

2

.)

2. Shuntlangan ampermetr 10 A gacha tokni o‘lchaydi. Agar am-

permetrning qarshiligi 0,02 W, shuntning qarshiligi 50 W bo‘lsa,

ampermetr shuntsiz qanday eng katta tokni o‘lchaydi? (I = 2A)

3. Batareyaning EYK 12 V. Òok kuchi 4 A bo‘lganda, uning FIK

h= 0,6 bo‘lsa, batareyaning ichki qarshiligi aniqlansin. (r = 1,2 W.)

4.  Òashqi  qarshilik  80  W  bo‘lganda  zanjirdagi  tok  kuchi  0,8 A,

tashqi qarshilik 15 W bo‘lganda tok kuchi 0,5 A ga teng bo‘ldi.

EYK  manbayining  qisqa  tutashuvdagi  tok  kuchi  aniqlansin.

(t

qt

= 0,46 A)

Òest  savollari

1. Òashqi elektr maydon ta’sirida o‘tkazgichlardagi zaryadlar

qanday harakatga keladi?

A. Musbat zaryadlar maydon bo‘ylab, manfiy zaryadlar may-

donga qarshi. B. Manfiy zaryadlar maydon bo‘ylab, musbat zaryadlar

maydonga qarshi. C. Harakatlanmaydi. D. Hamma zaryadlar maydon

bo‘ylab harakatlanadi. E. Òo‘g‘ri javob yo‘q.

2. Òok zichligi qaysi formula bilan topiladi?

A. 

.

I

V

r=

B.   = .

I

S

j

C. 

.

U

S

j =

D. 

.

I

V

r=

 a.

E. Òo‘g‘ri javob yo‘q.

3. Birlik musbat elektr zaryadni butun zanjir bo‘ylab ko‘chirish-

da tashqi kuchlar bajaradigan ish qanday nomlanadi?

A. Òashqi kuchlarning bajargan ishi.  B. Elektr yurituvchi kuch.

C. Elektr tokining ta’sir kuchi. D. Òashqi kuchlarning birlik miq-

dori. E. Òo‘g‘ri javob yo‘q.

4. Quyidagi o‘tkazgich materiallardan qaysi birining qarshiligi

eng  katta?

A. Kumush.  B. Aluminiy.  C. Mis.  D. Òemir.  E. Hamma

257

materiallar  qarshiligi  bir  xil.

5.  Dastlabki cho‘g‘lanma  lampochka  kim  tomonidan  kashf

qilingan?

A. Edison tomonidan. B. Lodigin tomonidan. C. Joul tomo-

nidan. D. Faradey tomonidan. E. Bir talay rus olimlari tomonidan.

Asosiy  xulosalar

Elektr toki deb, elektr zaryadining batartib harakatiga ayti-

ladi.

Òok kuchi o‘tkazgichning ko‘ndalang kesimdan vaqt birligida

o‘tuvchi elektr zaryadi bilan aniqlanadi: I = DQ/Dt. SI dagi bir-

ligi 1A.

Òok  zichligi  vektor  kattalik  bo‘lib,  tok  kuchining  o‘tkazgich

ko‘ndalang kesim yuziga nisbatiga teng:  = .

I

S

j

 SI dagi birligi 

2

1

A

m

.

Elektr  tokining  tarqalish  tezligi  elektr  maydonning  tarqalish

tezligi, ya’ni yorug‘likning tarqalish tezligi 3 · 10

8

 m/s ga teng.

Birlik musbat elektr zaryadini butun zanjir bo‘ylab ko‘chirishda

tashqi kuchlar bajaradigan ish tok manbayining elektr yurituvchi

kuchi  (EYK)  deyiladi.

Zanjirning  bir  qismi  uchun  Om  qonuni:  I = U/R.

O‘tkazgichning qarshiligi: 

S

R =r l . Uning SI dagi birligi 1 W.

O‘tkazgich qarshiligining temperaturaga bog‘liqligi: R = R

0

(1 + at).

Òemperatura pasayganda o‘tkazgich qarshiligining sakrab nol-

gacha kamayishiga o‘ta o‘tkazuvchanlik hodisasi deyiladi.

Òo‘la  zanjir  uchun  Om  qonuni: 

.

R r

I

+

=

1

Òokning  ishi: 

2

2

.

U

R

A IUt I Rt

t

=

= × =

Òokning  quvvati: 

2

2

.

A

U

t

R

P

I U I R

= = × =

=

Joul — Lens  qonuni: 

2

2

.

U

R

Q I U t I R t

t

= × × = × × =

17  Fizika,  I  qism