1-mavzu Mavzuga kirish. (DC) elektr zanjirlarining elementlari Reja

1-mavzu Mavzuga kirish. (DC) elektr zanjirlarining elementlari

Reja

1. 
   Elektr zanjirlari va ularni tavsiflovchi kattaliklar
   
2. 
   Elektr energiya manbalari va iste’molchilari. Tokning passiv manbai
   
3. 
   OM qonuni. Elektr zanjir tuguni, shoxasi va konturi
   
4. 
   Nochiziq elektr zanjirlar
   

Tayanch so’z va iboralar: Elektr zanjir, elektr energiya, elektr toki, qarshilik, solishtirma qarshilik,toklar qonuni,kuchlanihlar qonuni,Om qonuni

Elektr zanjiri — elektr energiyasi manbalari, qabul qilgichlari (isteʼmolchilari) va ularni bir-biriga tutashtiruvchi oʻtkazgichlar (simlar) majmui. Elektr zanjiri tarkibiga ulabuzgichlar, qayta ulagichlar saqlagichlar, himoyalash va kommutatsiya (uzibulash) apparatlari, oʻlchash va nazorat asboblari va boshqalar ham kiradi. Elektr zanjiri yordamida elektr energiyasi (elektromagnit energiya yoki zanjirida elektr toki, elektr yurituvchi kuch EYUK, potensiallar farqi mavjud boʻlgan boshqa tur energiya) uzatiladi, tarqatiladi hamda kuchlanishi pasaytiriladi yoki oshiriladi. Elekt energiyasi manbalarida biror turda gi energiya (suv, issiklik va boshqalar ener giyasi) elektr energiyasiga, qabul qil gichlar (isteʼmolchilar)da elektr ener giyasi issqlik, mexanik va boshqalar tu| energiyaga aylantiriladi. Elektr zanjiri rejim" (ish maromi) barcha qismalardagi tok va kuchlanish qiymatiga bogʻlq boʻladi. Elektro zanjirlarda 2 xil elektro quvvatdan foydalanadi (AC) o’zgaruvchan tok va o’zgarmas tok. (DC).O’zgaruvchan tok asosan katta apparatlar va motorlarniishga tushiradi va uzgaruvchan tok elektro stansiyalarda ishlab chqariladi.transpotr vositalari va boshqa mashinalar hamdaelektronikda o’zgarmas tok kuchidan foydalaniladi.

Bunday manba qismalaridagi kuchlanish u hosil qilgan tok qiymati I ga bog'lq bo'lmaydi. Ideal EYuK manbai uchun manbaning ichki qarshiligi .Shuning uchun U=E=const bo'ladi. Ideal EYuK manbai VAX abscissa o'qiga parallel to'g'ri chizqdan iborat (a-rasmdagi 1-to'g'ri chizq). Elektr zanjir elektr tokni hosil qilish va uning o'tishini ta'minlaydigan qurilma va ob'ektlarning majmui bo'lib undagi elektromagnit jarayonlar elektr yurituvchi kuch (EYuK), tok va kuchlanish tushunchalari bilan ifodalanadi. Elektr zanjir tushunchasi elektrotexnika fanining tayanch tushunchasidir. Elektr energiya manbai, iste'molchi va ularni o'zaro birlashtiruvchi o'tkazgichlar elektr zanjirning asosiy elementlari, o'lchash asboblari, ulab-uzgichlar va himoyalash qurilmalari esa uning yordamchi elementlari hisoblanadi. Demak, elektr zanjir elementi bu elektr zanjir tarkibiga kiruvchi alohida qurilma bo'lib, u zanjirda anq funksiyani bajaradi.Elektr zanjirning elementlari shartli belgilar bilan tasvirlanadi.Elektr zanjirning elementlari va ularni o'zaro ulanishining grafik tasviri elektr zanjirining sxemasi deb ataladi. Elektr qarshilik — elektr zanjiri (yoki zanjir bir qismi)ning elektr tokka koʻrsatadigan aks taʼsirini ifodalaydigan fizik kattalik; omlarda oʻlchanadi. Elektr qarshilik elektr energiyasining boshqa tur energiyaga aylanishiga bogʻlq; elektr energiyasi oʻzgarmaydigan

Jarayondagi elektr qarshilikni aktiv qarshilik, tok manbai energiyasi elektr yoki magnit maydoniga uzatiladigan jarayonlardagi electr qarshilikni reaktiv qarshilik deyiladi.

Elektr qarshilik tok kuchi va kuchlanishdan farqi unda zaryadga bog'lq emas. Unga olimlar uning uzunligi ko'ndalang uzunligigan bog'lq zaryadga bog'lq emas deyishadi olimlar. Uning formulasi R=Lp/selektir kuchlanish va tok kuchi orasidagi munosabat R=U/I


EYuK manbai.

Bunday EYuK manbaining ichki qarshiligi noldan farq qiladi. Shuning uchun manba qismlaridagi kuchlanish , ya'ni U tok qiymati I ga bog'lq bo'ladi. Real EYuK manbai VAX a rasmda keltirilgan. Real EYuK manbaiga misol tarqasida akkumulyator batareyasi, o'zgarmas tok generatorini keltirish mumkin.

Real manbaning EYuKi mqdor jihatidan uning salt ish rejimida (tok nolga teng), qismalaridagi potensiallar ayirmasi – kuchlanishga teng (b-rasm, )bo'ladi.Bu manbaga tashqi zanjir ulanganda uning EYuKi

avvalgqiymatinisaqlabqolaolmaydi, chunki manba qisman ichki qarshilikka ega. Tok ortib borishi bilan ko'payadi, kuchlanish U = E-richI esa, kamayadi .

Boshqariluvchi manbalar

Avvalda ko‘rsatilgan manbalar mustaqil manbalar deb ataladi.Mu-taxassisiligimizda boshqariluvchi manbalardan ham foydalaniladi.

Boshqariluvchi manba - bu elektr manbadir, uning hosil qilgan toki yoki kuchlanishi boshqa zanjir elementining tokiga yoki kuchlanishiga bog’lq bo’ladi.

Amalda boshqariluvchi manba- larning 4 xil shaklidan foydalaniladi:

Eng sodda noideal tok manbai rezistor bilan ketma-ket kuchlanish manbaidan tarkib topgan. Ushbu manbadagi yigindi kuchlanishni rezistor qarshiligivakuchlanish manbai o’rtasidagi munosabat orqali aniqlanadi.

( Om qonuni; I = U/R). Tokning bu qiymati uning chqishidagi nol kuchlanish pasayuvi tufayli faqat uzoq yuk bo‘ladi. (qisqa tutashuv,shu bilan barga zaryadlanmagan kondensator, zaryadlangan induktor, virtual erga ulangan zanjir va hokazo.) Oldingi nol kuchlanishli yuklama (pasayish) terminallar orqali (anq qarshilikli chizig’iy va nochizig’iy rezistor, zaryadlangan kondensator, zaryadlanmagan induktivlik,kuchlanish manbai va hokazolar) hamma vaqt har xil bo’ladi. Bu rezistordagi kuchlanish pasayuvi munosabati (qo’zg’atuvchi kuchlanish va yuklamadagi kuchlanish) uning chidamliligi uchundir. Qariyb ideal tok manbai uchun rezistor nominal juda katta bo’lishi lozim, lekin bu faqat anq bir tok uchun kuchlanish manbai juda katta bo’lishi lozimligini bildiradi ( ma’lum chegarada qarshilik va kuchlanish cheksizga intiladi va tok manbai ideal bo’ladi va tok yuklamadagi kuchlanishga bog’lq bo’lmay qoladi). Shunday qilib, buning effekti kichik (rezisordagi quvvat isrofi tufayli) va bu holatda qoidaga binoan “Yaxshi” tok manbaini qurish uchun maqsadga to’g’ri kelmaydi, Shunga qaramay ko’pincha bunday sxemalar ishchi tokda va uncha katta bo’lmagan yuklama qarshiligida etarli darajada ishlab chqarishni ta’minlay oladi. Masalan,kuchlanish manbai-5 volt ketma-ket 4.7 kOm rezistor orqali yuklama qarshiligi 50 dan to 450 Om gacha diapazonda taxminan 1 mA ± 5% o’zgarmas tokni ta’minlay oladi. Van de Graaf generatori -bu shunday yuqori kuchlanishli tok manbaiga misol bo’la oladi.U o’zini xuddi o’zgarmas tok manbaidek tutadi,chunki uning juda katta chqish qarshiligi kabi juda katta chqish kuchlanishi ham bor, shuning uchun u katta laborator versiyalarda xoxlagan bir necha yuz volt (yoki o’nlab megavolt) chqish kuchlanishida ham faqat bir nechta mikroamperga teng bo’ladi..

3. Om qonuni

Om qonuni kuchlanish va bir jinsli metal oʻtkazgichdan oʻtayotgan oʻzgarmas tok kuchi o’rtasidagi bog’lqlikni ifodalaydi.Bu bog’lqlikka ko’ra bir jinsli metal o’tkazgichdagi kuchlanish undagi tok kuchiga proportsionaldir.

O’zgarmas proportsionallik “Qarshilik”deb ataladi va “R” deb belgilangan.

Om qonuniga ko’ra U= I R ga teng.

Bu yerda u qarshilik va o’zgarmas tok kuchi o’rtasidagi potensial farqni ifodalaydi. Biologik ish uchun ko’pincha o’tkazuvchanlik g = 1/R ga teng; Bunda Om qonuni I = g u ga teng.

2. Om qonuniga bo’ysunadigan materiallar “_chizqli ___”deb ataladi ,chunki

undagi potensial farq o’zgaruvchan bo’ladi.

3.Agar elektr zanjir faqat bitta manba va ketma-ket yoki parallel ulangan qarshiliklardan iborat bo’lsa, bunaqa zanjirlarni hisoblash uchun Om qonuni kifoya masalan, ketma-ket ulangan zanjirda. Bu zanjirlar berk zanjir hisoblanadi.Unda kamida bitta kuchlanish manbai mavjud (shunday qilib potensial energiyaning oshishi ta’minlanadi) va birta potensial energiyani kamaytiruvchi potensial ayirmamavjud. Berk janjirdagi kuchlanish summasi nolga teng .

4.Zanjirdagi potensial energiyaning oshishi zaryadlarning quyi potensialdan yuqori potensialga harakatlanishga sabab bo’ladi.Potensial energiya va potensial o’rtasidagi farqga e’tibor bering.

Elektrostatik kuch tufayli batareya ichida zaryadni quyi potensialdan yuqori potensialga harakatlantiruvchi boshqa “kuch”bo’lishi kerak.Bu elektro harakatlantiruvchi kuch deb ataladi va unig birligi volt ( bu aslida kuch emas)

Biz elektroharakatlantiruvchi kuchni E bilan ifodalaymiz, belgisi -   , potensial energiya tushushi turli omillarga sabab bo’lishi mumkin.Masalanelektr qarshilik sababli yoqotilgan issqlik energiya yo’qolish manbai bo’lishi mumkin.

Energiya saqlanishi tufayli potensialelektro harakatlantiruvchi kuchdagi potensial farq zanjirdagi qolgan qismlarining potensial sarfiga teng bo’lshi kerak.Shunda Om qonuni mos keladi:

Berk elektr zanjirida tok kuchi, elektr yurituvchi kuch va qarshilik o‘zaro ma’lum holatda bir-biriga bog‘lq.

Butun zanjir uchun Om qonuni: berk zanjirdagi tok, zanjirdagi E.YU.K. ga to’g’ri proporstional bo’lib, butun zanjirning qarshiligiga teskari proporstionaldir.

Bu formuladan: E = IR+Ir0

Uist=IR – zanjirning tashqi qismidagi kuchlanish pasayishi.

U=Ir0- manbaning ichidagi ushlanishning pasayishi. Bir kontruli elektr zanjirda (2.1-rasm) iste’molchidagi kuchlanish butun zanjir uchun Om qonunigaasosan:

U = E + IR0

Agar bu ifodadaE – const vaR0const bo’lib, tok iste’molchi qarshiligi o’zgarishi hisobidan o’zgartirilsa, bunday bog’lqlik elektr zanjirning volt-amper tavsifi deb ataladi. 2.2-rasmda bu bog’lanishning grafigi ko’rsatilgan. Bu xarakteristikaning «K» nuqtasida zanjirdagi tok nolga teng.I=0 zanjirda tok faqat zanjir uzilgan holda nolga baravar bo’lishi mumkin. Bu rejimning salt yurish

Bu matematik o‘zaro bog‘lanish Om qonuni deb ataladi. Om qonuni rejimi deyiladi. Bu rejimdaU=E va iste’molchi manbadan uzilgan bo’ladi.

quyidagicha ifodalanadi: berk zanjirda

oqayotgan tok kuchi tok manbayi elektr yurgazuvchi kuchining butun zanjir qarshiligi nisbatiga teng.

Om qonuni elektrotexnikaning asosiy qonunlaridan biri hisob-lanadi.Uning yordamida elektr zanjiridagi hisoblarni olib borish, noma’lum o‘lchovlarni topish mumkin.Om qonuni to‘lq zanjir-lardan tashqari, zanjirning qismlarida ham o‘z kuchini yo‘qotmaydi.

Chiziqli elektr zanjirlarini tahlil qilishda shu paytgacha ular elementlarining parametrlari - rezistor qarshiligi R, g'altak induktivligi L, kondensator sig'imi C o'zgarmas bo'lib, zanjirdagi tok va kuchlanishlarga bog'liq emas, ya'ni ular chiziqli VAX ga ega deb hisoblandi. Lekin bu holat zanjirdagi haqiqiy jarayonni ideallashtirishdir. Ko'pchilik hollarda elektr zanjirlardagi elementlar VAXsi 8 nochiziq bo'lib, ularning parametrlari tok va kuchlanishlarning qiymatlari va yo'nalishlariga bog'liq bo'ladi. Bunday elementlar, kitobning birinchi bobida qayd etib o'tganimizdek, nochiziq elementlar, tarkibida hech bo'lmaganda bitta nochiziq elementi bo'lgan zanjirlar esa nochiziq zanjirlar deb ataladi. Nochiziq zanjirlar energetika, avtomatika, radiotexnika, elektronika, elektr aloqa va boshqa sohalarda keng qo'llaniladi. Bunday zanjirlardagi jarayonlarni tahlil qilish chiziqli zanjirlardagi jarayonlarni tahlilidan ancha murakkabdir. Chunki, nochiziq zanjirlar o'zgaruvchan koeffitsiyentli tenglamalar bilan ifodalanadi. Qarshilik, induktivlik va sig'im tegishli elementdagi elektr va magnit maydonlarining element yasalgan material bilan o'zaro ta'sirini miqdor jihatdan tavsiflaydi. Masalan, lE uzunlikdagi va SE kesimli to'g'ri chiziqli o'tkazgichning

uchun ham bu materiallar asosida yasalgan rezistorlar, induktiv g'altaklar va kondensatorlar nochiziqlik xossalariga ega bo'ladi. Nochiziq elementlar nochiziq rezistor, nochiziq induktiv g'altak va nochiziq kondensatorlarga bo'linadi. Odatda nochiziq elementlar ikkita katta guruhga ajratiladi: boshqarilmaydigan (nochiziq ikkiqutbliklar) va boshqariladigan (nochiziq ikki-, uch-, to'rt- yoki ko'pqutbliklar). Birinchi guruh nochiziq elementlarga rezistor, diod, cho'g'lanma lampa, termoqarshilik, elektr yoyi, ferromagnit o'zakli induktiv g'altak, baretter, gazotron, stabilitron va boshqalar kiradi. Ikkinchi guruh nochiziq elementlarga bir nechta kirish qismalari bo'lgan va ulardan kamida bittasi boshqarish maqsadida foydalaniladigan elementlar kiradi. Bularga tranzistor, tiristor, radiolampa va boshqalar misol bo'la oladi. Nochiziq elementlar xossalarini ularning VAXlari yordamida tahlil etish qulay hisoblanadi. VAX bir qiymatli va ko'p qiymatli bo'lishi mumkin. Bir qiymatli VAXlarda argument (masalan, tok) ning har bir qiymatiga funksiya (masalan, kuchlanish) ning faqat bitta qiymati mos keladi. Ko'p qiymatli VAXlarda esa argumentning bir qiymatiga funksiyaning bir nechta qiymatlari mos keladi. Masalan, gisterezis sirtmog'i ko'p qiymatli VAX lar guruhiga kiradi

Nochiziq elementlar VAXsining ko'rinishiga ko'ra simmetrik va nosimmetrik VAXli elementlarga bo'linadi. Simmetrik VAXli nochiziq elementlarda xarakteristika elementdagi tok va kuchlanishning ishorasiga bog'liq bo'lmaydi (6.1-rasmdagi 1-egri chiziq). Bunday elementlarga cho'g'lanma lampa, termorezistor, ferromagnit o'zakli g'altak va boshqalar kiradi. Nosimmetrik VAXli nochiziq elementlarda xarakteristikaning ko'rinishi undan o'tayotgan tokning yo'nalishiga va qismalardagi kuchlanish ishoralariga bog'liq bo'ladi (6.1-rasmdagi 2-egri chiziq). Bunday elementlarga diod, stabilitron, dinistor va boshqalar kiradi.



2-mavzu Rezistorlarning ketma-ket parallel va aralash ulanishi

Reja: