Elektronika va sxemalar

3.Elektr zanjirlar nazariyasi, ularning xarakteristikalari va asosiy qonunlari. Elektr zanjirlarni xisoblash.

Elektr zanjirlarining rivojlanishi va jamiyat hayotining barcha sohalariga (sanoat, transport, axborot tizimlari, tibbiyot, maishiy xizmat) jadal kirib borishi, uning turli xil vositalar bilan signal turini o‘zgartirish, uzoq mosofalarga yetkazish, signallar va axborotni o‘zgartirish va uzatish muammolarini yechishga imkon berishi bilan izohlash mumkin. Elektron hisoblash mashinalarining juda katta tezlikda murakkab matematik amallarni, tenglamalar va masalalarni yechishida, murakkab ishlab chiqarish jarayonlarini avtomatik boshqarishda signallar, tasvir va axborotning boshqa har xil turlarini (telegraf, radio, televideniye, mobil, internet aloqalari) qayta ishlash, uzatish jarayonlarida elektr signallardan foydalaniladi.

Hozirgi zamon axborotni yetkazish, qayta ishlash tizimlari shunday murakkab texnik qurilmalar bo‘lib, elektr zanjirlari nazariyasi, radiotexnika, elektronika va hisoblash texnikasining eng oxirgi ilmiy texnik yutuqlarini o‘z ichida mujassamlantirgandir. Oxirgi yillarda dunyoning bir qancha davlatlarida, shular qatorida bizning davlatimizda ham, raqamli avtomatik kommutatsion stansiyalar, uzatishning raqamli, tolali-optik tizimlari, sputnik aloqa tizimlari bilan jihozlangan har xil xarqaro telekommunikatsion tarmoqlar ishlab chiqilmoqda va ekspluatatsiya qilinmoqda.

XIX asr boshlarida magnetizm va elektr sohalaridagi bajarilgan ilmiy tadqiqotlar elektr va magnit hodisalarining muhim xususiyatlarini, ya’ni elektr zaryadlangan zarrachalarning harakati doimo magnit xodisalari bilan birga sodir bo‘lishini va ularning mutloq bog‘liqligini ochib berdi. Bu bilan 1600 yilda Gilbert tomonidan ta’kidlangan elektr va magnit hodisalarining har biri mustaqil va o‘zaro bog‘liq bo‘lmagan jarayonlar ekanligi haqidagi tushuncha mutlaqo noo‘rin ekanligi isbotlab, 1831 yilda Faradey elektromagnit induksiyasi hodisasini ochdi. U magnit maydoni yoki tokli konturga nisbatan harakat qilayotgan boshqa konturda tok hosil bo‘lishini aniqladi. Shunday qilib, elektr hodisalari ham magnit hodisalari jarayonining natijasida hosil qilinishi mumkinligi ko‘rsatib berildi.

Bundan keyingi tadqiqotlarda, juda kichik uzunlikdagi elektromagnit to‘lqinlar hosil qilinishi va tarqalishi, radio ixtiro qilinishi, radioaloqaning amalga oshirilishi, amaliy va nazariy radiotexnikaning shu kabi keyingi yutuqlari Maksvellning elektromagnit maydoni nazariyasini eksperimental tasdiqladi.

Barcha qilingan ixtirolar elektr va magnetizm hodisalari orasida chuqur bog‘liqliklar mavjudligini ko‘rsatadi. Elektromagnit hodisalar sohasiga taalluqli bo‘lgan nazariy tushunchalarning umumiy majmuasida elektr va magnit zanjirlari nazariyasi ko‘proq rivojlanishga erishmoqda. Elektr zanjirlar nazariyasining poydevorida Om (1827 y.), Joul (1841 y.), Lens (1842 y.) va Kirxgof (1847 y.) asos solgan qonunlar yotadi. Uning keyingi rivojlanishida ko‘pgina olimlar o‘z hissalarini qo‘shganlar.

Telekommunikatsiya va elektr o‘lchash texnikasi, elektroenergetik tizimlari, tezkor elektron hisoblash mashinalari, axborot texnologiyalari, avtomatik boshqaruv va nazorat tizimlarining misilsiz murakkablanishi va rivojlanishi natijasida ularni tahlil qilish uchun umumlashtirilgan uslublarni ishlab chiqish zarurati tug‘ilmoqda. Ular vositasida shu murakkab tizimlarning alohida qismlari bo‘lgan va ma’lum vazifani bajaruvchi elektr zanjirlarining bir qancha elementlari o‘zlarining umumlashtirilgan parametrlari orqali qaraladi. Zanjirning bunday elementlari komleksi sifatida, masalan, simli aloqa tizimlaridagi, radio, teleuzatishlardagi, elektr o‘lchashlar, avtomatik boshqarish va nazoratidagi signallar generatorlari, kuchaytirgichlari, energiya manbalari, elektron hisoblash mashinalaridagi mantiqiy vazifalarni bajaruvchi bloklari, diskret raqamli o‘zgartkichlari va h.k.bo‘lishi mumkin.

Bunday alohida komplekslar tarkibiga parametrlari tokka bog‘liq bo‘lmagan zanjirning chiziqli elementlari, masalan rezistorlar, induktivliklar, kondensatorlar hamda parametrlari tok yoki kuchlanishga bog‘liq bo‘lgan zanjirning nochiziqli elementlari, masalan elektron lampalar, tranzistorlar, ferromagnit o‘zakli induktiv g‘altaklar kirishi mumkin. Zanjirning bunday elementlari o‘zaro turlicha sxemalarda ulangan bo‘ladi va shu komplekslarning tarkibida yetarli darajada murakkab sxemalarni hosil qiladi. Komplekslar esa, o‘z navbatida, u yoki bu usulda o‘zaro ulanib, murakkab tizimlarni hosil qiladi.

Murakkab tizimlarni tahlil qilishning umumlashtirilgan uslublari, tizimning bir qismi bo‘lgan ushbu alohida komplekslarning o‘zaro ta’sirini tadqiqot qilish imkonini beradi. Bunday umumlashtirilgan uslublarni qurishning boshlang‘ich asoslari sifatida, nisbatan murakkab bo‘lmagan elektr zanjirlarini hisoblashda qo‘llanilgan, elektr zanjirlarining fizik qonuniyatlari ishlatiladi.

Shuningdek, kosmik radioaloqa va radioastronomiya hamda yangi elektrofizik va elektrotexnologik qurilmalarda elektr, magnit maydonlarini va elektromagnit nurlanishlarini yanada tezkorlik va keng qo‘llanilishi natijasida elektromagnit maydonlari va elektr zanjirlar nazariyalarining kelgusidagi yanada rivojlanishi kutilmoqda.

Bayon qilingan fikrlar hamma vaqt, ayniqsa hozirgi kunda, oliy elektrotexnik ta’limning nihoyatda yuqori ilmiy darajada tashkil etilishi zaruratini taqozo etadi. Bu yo‘nalishda XX asrda O‘FAning akademigi G‘ofur Rahimovich Rahimov asos solgan va hozirgi kunda uning shogirdlari va davomchilari tomonidan rivojlantirilayotgan «Elektrotexnika nazariy asoslari» va «Elektr zanjirlar nazariyasi» fanlarining o‘qitilishi katta ahamiyatlidir.

Elektr zanjirlari nazariyasi (EZN) fani, bir tomondan, fizika (elektr va magnetizm) va matematika (tushuntirish usullari) fanlari asosida tashkil topgan bo‘lsa, ikkinchi tomondan, shu fanlarning rivoji uchun ham o‘z hissasini qo‘shdi, ya’ni fizikaning elektromagnit hodisalarini tahlil qilish qismlariga asos soldi, hamda matematika fanida tasvirlash usulini rivojlantirdi. Shu bilan birga, elektr zanjirlar nazariyasining rivojlanishi bir qator yangi fizik tushunchalar, fizik qonunlarning yangicha talqini, maxsus matematik usullarning rivojlanishi, aynan elektr zanjirlarida va uskunalarda sodir bo‘ladigan tipik hodisalarni tahlil qilish va ta’riflashda yangi fizik-texnik masalalarning qayta qo‘rilishiga olib keldi.

Kompyutergacha bo‘lgan davrda muhandis minimal hisoblashlardan foydalanib, nisbatan sodda bo‘lgan zanjirlarni sintez qila olar edi. Bunda zanjirning maketi tuzilib, o‘lchovlar bajarilib, sozlash, sinov ishlari o‘tkazilar va natijaviy variant hosil qilinar edi. Integral mikrosxemalar va nisbatan arzon EHMning paydo bo‘lishi elektr zanjirlarini EHMlar yordamida tahlil qilish imkoniyatini tug‘dirdi. Elektr zanjirlarini mashinada modellashtirish dasturlari tuzildi.