Buxoro tibbiyot kolleji

IV. Yangi mavzu bayoni.(40 daqiqa)
Reja.
1. Elektr tokining paudo bo’lish shartlari. Zanjirning bir qismi uchun Om qonuni.
2. Qarshilikning o’tkazgich uzunligiga ko’ndalang kisim yuzasiga va materialiga bog’liqligi.
Elektr toki. Elektr toki deb elektr zaryadlarining batartib harakatiga aytiladi.Tashqi elektr maydoni 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 tokka o`tkazuvchanlik toki deyiladi Shartli ravishda elektr tokning 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 makroskopik jismlarning fazodagi ko`chishidan iborat bo`lsa, bunday tokka ko`chish toki deyiladi (1-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 elektr maydoni,- bo`lishi zarur. Tok kuchi.Toki kuchi I – elektr tokining miqdoriy o`lchovi bo`lib – o`tkazgichning ko`ndalang kesim yuzasidan vaqt birligida o`tuvchi elektr zaryadi bilan aniqlanadigan skalyar fizik kattalikdir.
bu erda o`tkazgich ko`ndalang kesimidan vaqtda oqib o`tgan zaryad miqdori.
Vaqt o`tishi bilan kuchi va yo`nalishi o`zgarmaydigan tokka o`zgarmas tok deyiladi.
O`zgarmas tok uchun Tok kuchining SI dagi birligi -amper (A) – asosiy birlikdir. U frantsuz fizigi A.Amper (174-1836) sharafiga shunday nomlangan.
Tok zichligi Tok zichligi- vektor kattalik bo`lib, uning moduli tok kuchi I ning o`tkazgich ko`ndalang kesim yuzasi S ga nisbatiga teng (1.3)
vektor tok yo`nalishi bo`ylab yo`nalgan.
Tok zichligining SI dagi birligi - Tok zichligining zaryadlar zichligiga boѓliqligi.Endi tok zichligining o`tkazgichdagi zaryadlarning harakat teziligiga boѓliqligini ko`raylik. Buning uchun tsilindrsimon o`tkazgichni ajratib olamiz. (2-rasm)
Agar tsilindrdagi zaryad tashuvchilarning kontsentratsiyasi n, zaryadi e bo`lsa, unda o`tkazgichning ko`ndalang kesim yuzasidan
(1.4) mikdordagi zaryad o`tadi.
Demak tok kuchi (1.5)
tok zichligi esa bo`ladi.
SHunday qilib, o`tkazgichdagi tok zichligi undagi erkin zaryad tashuvchilarning kontsentratsiyasiga va ularning harakat tezligiga boѓliq ekan. Shuni ta’kidlash lozimki metallardagi elektronlarning kontsentratsiyasi amalda o`zgarmas bo`ladi. U temperaturaga ham boѓliq emas.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. SHu maydon ta’sirida o`tkazgichdagi barcha erkin elektronlar qariyib bir paytda o`zlarining yo`naltirilgan harakatlarini boshlaydilar. CHunki-elektr maydoning tarqalish tezligi yoruѓlikning tezligi ga tengdir. Masalan tok manbaidan masofada bo`lgan iste’molchiga elektr tokining etib borish vaqti
Elektr zaryadining birligi. Elektr zaryadining birligini topish uchun ifodadan foydalanamiz
SI da zaryad miqdorining birligi –Kulon (K) , u frantsuz fizigi SH.Kulon sharafiga shunday nomlangan Tashqi kuchlar Oldingi paragrifda qayd qilib o`tganimizdek, elektr toki vujudga kelishi uchun zarur bo`lgan shartlardan biri erkin zaryadlangan zarralarning batartib harakatini ta’minlovchi kuchlarning mavjudligidir. Buning uchun erkin zaryadlarga tashqi kuchlar ta’sir etmoѓi kerak. Tashqi kuchlarning vujudga kelishini va ta’sirini ta’minlovchi qurilmaga tok manbai deyiladi. Bunday qurilmalarda turli ismli zaryadlarning bo`linishi ro`y beradi.Zaryadlar tashqi kuchlar ta’sirida, tok manbai ichida, elektr maydoni kuchlari ta’siriga qarama-qarshi yo`nalishda harakat qiladi. Buning natijasida tok manbai qutblarida doimiy potentsiallar farqi saqlanib turadi.
O`zgarmas tok manbalarining sxematik tasviri bor O`zgarmas tok manbaining musbat qutbi uzun, manfiy qutbi esa kalta chiziq bilan ko`rsatiladi (115a-rasm). Generator qutblariga esa <>, va <<->> belgilar qo`yiladi
Zanjirda elektr toki vujudga kelishi va mavjud bo`lishini tasavvur qilish uchun qo`yidagicha tajribani o`tkazaylik. Turli potentsialli A va V jismlar o`tkazgich orqali tutashtirilib ulardan tok okmoqda (3-rasm). Jismlarning potentsiallari tenglashishi bilan o`tkazgich orqali oqayotgan tok to`xtaydi. Zanjirda doimiy tokni saqlab turish uchun potentsiallar farqini o`zgartirmay saqlash zarur.

3-rasm 4-rasm 118-rasm

Buni esa, zaryadlarni V jismdan A jismga qaytarish bilangina amalga oshirish mumkin. Boshqacha aytganda tok oqadigan kontur yopiq bo`ladi(AaVvA). Lekin VvA qismda zaryadlar elektr kuchlariga qarshi ko`chishlari kerak. Bu ko`chirishni esa elektr tabiatiga ega bo`lmagan tashqi kuchlargina
amalga oshirishlari mumkin. Ular butun zanjir bo`ylab yoki uning biror qismida ta’sir qilishi mumkin.Umuman olganda tashqi kuchlarning tabiati turlicha bo`ladi. Misol uchun ular galvanik elementlarda kimyoviy reaktsiyalar natijasida vujudga keladi, generatorda esa rotor aylanishning mexanik energiyasi hisobida va hokazo. Elektr zanjiridagi tok manbaining rolini gidravlik sistemaga suv haydovchi nasosga o`xshatish mumkin. (4-rasm). 1-bakdan 2-chisiga doimo suv oqib turishi uchun, pastdagi suvni yuqoridagisiga haydovchi nasos 3 zarur. Aks holda 1-bakdagi suv tugagandan so`ng sistema ishida uzilish ro`y beradi.
Elektr yurituvchi kuch. Tashqi kuchlar zaryadlarni ko`chirish uchun ma’lum ish bajaradi.
Birlik musbat elektr zaryadni butun zanjir bo`ylab ko`chirishda tashqi kuchlar bajaradigan ish tok manbaining elektr yurituvchi kuchi (e.yu.k.) deyiladi. Elektr yurituvchi kuchning SI dagi birligi – volt (V) O`zgarmas tok oqadigan o`tkazgichning ichida bir paytning o`zida ham kulon (E<sub>kul</sub>), ham tashqi (E<sub>t</sub>) maydon kuchlari mavjud bo`ladi. Maydonning natijaviy kuchlanganligi esa superpozitsiya printsipiga muvofiq aniqlanadi, ya’ni
(2.1)o`tkazgichdan elektr toki oqib Q zaryadning ko`chishida ham kulon kuchlari ham tashqi kuchlar (A_t) ish bajaradi. To`la ish esa bu ishlarning yiѓindisiga teng bo`ladi A=A_kul + A_t
Bu tenglikning har ikkala tomonini ham Q ga bo`lib va uni 118-rasmdagi zanjirga qo`llab olamiz
(2.2) A va V nuqtalar orasidagi potentsiallar farqini
- esa AV qismga ta’sir etuvchi elektr yurituvchi kuchni ko`rsatadi.Unda (2.2) ifodani qo`yidagi ko`rinishda yozish mumkin
(2.3)Kuchlanish Zanjirning AV qismidagi kuchlanish (kuchlanish tushishi) deb, birlik musbat zaryadni shu qism bo`ylab kuchirishda ham kulon kuchlari, ham tashqi kuchlar bajargan to`la ishga teng bo`lgan fizik kattalikka aytiladi.
Demak (2.4) Endi (2.3) ni qayta yozsak (2.5)
(2.5) ifodadan ko`rinib turibdiki, agar e.yu.k. bo`lmasa , unda zanjirning AV qismidagi kuchlanish potentsiallar farqiga teng bo`ladi. Uzilgan manba klemmalaridagi potentsiallar farqi asosida e.yu.k. ni o`lchash mumkin.
da bo`ladi Zanjirning bir qismi uchun Om qonuni. Elektr zanjirining e.yu.k. bo`lmagan ya’ni zanjirning bir qismi bilan ish ko`rayotgan bo`laylik (9-rasm). Bizni zanjirdan oqadigan tok kuchining A va V nuqtalar orasidagi potentsiallar
9- rasm farqiga,yani kuchlanishga
U= (3.1) qanday boѓliqligi qiziqtirsin. Nemis fizigi G.Om (1787-1854) tajribalar asosida,bir jinsli o`tkazgichdan oqayotgan tok kuchi undagi kuchlanishga to`ѓri proportsionalligini aniqladi. I=U/R (3.2) Bu erda R –o`tkazgichning qarshiligi (3.2) zanjirning bir qismi uchun Om qonunini ifodalaydi:O`tkazgichdagi tok kuchi uning uchlaridagi kuchlanishga to`ѓri va o`tkazgichning qarshiligiga teskari proportsional.Elektr qarshiligi va uning birligi. (1.4) ifodadan elektr qarshiligini aniqlash mumkin,u qarshilikning birligini aniqlashga imkon beradi.Buning uchun undan R ni topib olamiz R=U/I (3.3) Elektr qarshiligining SI dagi birligi- Om (Om).
=1 Om 1. Om-uchlariga 1 V kuchlanish qo`yilganda 1 A tok oqadigan o`tkazgichning qarshiligidir. O`tkazgichning qarshiligi. O`tkazgichning qarshiligi uning o`lchamlari , shakli va qanday materialdan yasalganiga boѓlik.Elektr o`tkazuvchanlikning klassik nazariyasiga muvofiq elektr qarshiligining mavjudligiga sabab xarakatlanayotgan erkin elektronlarning kristall panjara tugunlaridagi musbat ionlar bilan to`knashishidir. Agar o`tkazgich qancha uzun bo`lsa, to`qnashishlar ham shuncha ko`p va demak elektr qarshiligi katta, agar o`tkazgichning ko`ndalang kesim yuzasi qancha katta bo`lsa, to`qnashishlar ehtimoli ham shuncha kam va demak elektr qarshiligi ham kichik bo`ladi. Xulosa qilib qo`yidagini yozish mumkin. Bir jinsli chiziqli o`tkazgichning qarshiligi R uning uzunligi ga to`ѓri ko`ndalang kesim yuzasi S ga esa teskari proportsionaldir.
(4.1) bu erda - o`tkazgich materialini harakterlovchi koeffitsient bo`lib, unga solishtirma elektr qarshiligi deyiladi O`tkazgichning solishtirma qarshiligi.
Solishtirma qarshilik ning fizik ma’nosini aniqlash uchun (4.1) ifodadan ni topib olamiz
(4.2) Solishtirish uchun kattaliklarning o`lchamlarini bir birlikdan qilib olamiz
Demak materialning solishtirma qarshiligi shu materialdan yasalgan ko`ndalang kesim yuzasi , uzunligi 1 m bo`lgan o`tkazgichning elektr qarshiligidir.
S olishtirma qarshilikning SI dagi birligi – Om.m
Om.m
Solishtirma elektr qarshilikka teskari kattalikka solishtirma elektr o`tkazuvchanlik deyiladi.
O`tkazgich qarshiligining temperaturaga boѓliqligi. O`tkazgichning solishtirma qarshiligi na faqat materialning tabiatiga va balki uning temperaturasiga ham boѓlikdir. Tajribalarning ko`rsatishicha solishtirma qarshilik va demak qarshilik ham temperaturaga chiziqli boѓliq, ya’ni
, (4.4) , bu erda va - o`tkazgichning dagi, va R lar esa t dagi, solishtirma qarshiligi va qarshiligi, - qarshilikning temperatura koeffitsienti deyiladi. (4.4) dan ni topsak
(4.5) demak - o`tkazgichning temperaturasi bir gradusga o`zgarganda uning qarshiligining nisbiy o`zgarishini ko`rsatadi.Uncha past bo`lmagan temperaturalarda toza metallar uchun . SHu xol uchun qarshilikning absolyut temperaturaga boѓliqligini qo`yidagi ko`rinishda yozish mumkin. T=t+273.15
R= R<sub>o</sub>T (4.6)
(4.6) ifodadan ko`rinib turibdiki qizdirilganganda metallarning qarshiligi ortadi,sovutilganda esa kamayadi. Bunga sabab temperatura ortishi bilan ham erkin elektronlarning, ham kristall panjara tugunlaridagi musbat ionlarning issiqlik harakat tezligi ortishidir. Bu esa o`z navbatida ularning ko`proq to`qnashuviga, elektronlar energiyasining ko`prok yo`qotilishiga., yani elektr qarshiligining ortishiga olib keladi.