Laboratoriya ishi Voltengofen mayatnigi: Aylanma tokning kamayishini namoyish etish Ishning maqsadi

Laboratoriya ishi
Voltengofen mayatnigi: Aylanma tokning kamayishini namoyish etish
Ishning maqsadi: magnit maydonda Voltengofen mayatnigining tebranishlarining aylanma tok ta’sirida so’nishini o’rganish, teshikli metal plastinkada aylanma toklarning kamayishini namoyish qilish.
Kerakli jihozlar: Waltengofen mayatnigi, o’tkir uchli tutgich, U- simon o’zak, 250 o’ramli g’altak, bir juft magnit qutblari, DC energiya mandai, V-shakldagi shtativ, shtativ tayoqchasi, to’g’ri burchakli shtativ tayoqchasi, Leybold ko’ptutgichi, ulash kabellari
Nazariy ma’lumotlar
O’zgaruvchi magnit maydon tufayli vujudga kelgan uyurmaviy elektr maydon kuchlanganlignning ixtiyoriy berk kontur bo’yicha tsirkulyatsiyasn magnit induksiya vektorining vaqt davomida o’zgarishini xarakterlovchi vektorning shu konturga tiralgan ixtiyoriy sirt orqali oqimnning teskari ishora bilan olingan qiymatiga teng bo’ladi.
Uyurmaviy elektr maydon mavjud bo’lgan fazo qismiga o’tkazgichdan yasalgan berk kontur joylashtirilsa, maydon kuchlari konturdagi erkin elektronlarni ma’lum yo’nalish bo’ylab harakat qildiradi. Natijada konturda uyurmaviy tok vujudga keladi. Bu tokni induksion tok deb atash odatbo’lgan. Masalan, o’zgaruvchan toktransformatorining nshlashprinsipi shu hodisaga asoslangan (1-rasm). Tramsformatorning birinchi o’rami orqali o’tuvchan o’zgaruvchan elektr toki o’zakdao’zgaruvchan magnit maydonni vujudga keltiradi.
Bu esa uyurmaviy elektr maydonning hosil bo’lishiga sababchi bo’ladi. Transformatorning ikkinchi o’ramini tashkiletuvchi o’tkazgichdagi erkin elektronlar uyurmaviy elektrmaydon ta’sirida tartibli harakatga kelib, elektr tokini hosil qiladi. Fazoning uyurmaviy elektr maydon mavjud bo’lgan qismiga kontur emas, balki yaxlit o’tkazgich parchasi joylashtirilganda ham uyurmaviy toklar paydo bo’ladi. Bunday uyurmaviy toklar ularni tekshirgan olim sharafiga Fuko toklari deb ham ataladi. Yaxlit o’tkazgichning qarshiligi kichik bo’lganligi uchun Fuko toklari nihoyat katta qiymatlarga erishishi mumkin. Bu esa o’tkazgichlarning qizishiga sababchi bo’ladi (Joul issiqligi tok kuchining kvadratiga proporsional edi). Fuko toklarining issiqlik ta’siridan elektrometallurgiyada
metallarni eritishda foydalaniladi. Buning uchun induktsion pechkaning o’rami yuqori chastotali o’zgaruvchan tokmanbaiga ulanadi. O’ram ichiga joylashgan metall yoxud qotishmada vujudga kelgan Fuko toklarining issiqlik ta’siri, hatto qiyin eriydigan qotishmalarni eritish uchun kam yetarli bo’lar ekan. Biroq Fuko toklari ta’sirida o’tkazgichlarning qizishi ko’p hollarda zarar keltiradi. Masalan, o’ramlaridan o’zgaruvchan tok o’tadigan g’altak ichidagi ferromagnetik o’zaklarning qizishi transformatorlar, turli xildagi elektromagnit apparatlar va mexanizmlarning foydali ish koeffitsientining kamayishiga sababchi bo’ladi. Bu zararning oldini olish uchun o’zaklar bir-biridan Fuko toklarining yo’nalishiga perpendikulyar qilib joylashtiriladigan yupqa izolyatsiyalovchi qatlamlar bilan ajratilgan plastinkalardan qatlam-qatlam qilib yasaladi.
Asrimizning ikkinchi yarmidan boshlab ferromagnetik o’zaklar o’rnida solishtirma qarshiligi katta bo’lgan ferritlarning qo’llanilishi Fuko toklarining issiqlik ta’sirini keskin kamaytirish imkoniyatini berdi. Ba’zi bir ferritlarning qarshiligi shu darajada kattaki, ularda Fuko toklari deyarli vujudga kelmaydi.
Lens qoidasiga asosan, Fuko toklari shunday yo’nalgan bo’ladiki, ularning xususiy magnit maydoni Fuko toklarini vujudga keltirayotgan sababga qarshilik ko’rsatadi. Masalan, Fuko toklari o’zgarmas magnit maydonda harakatlanayotgan yaxlit o’tkazgichda paydo bo’layotgan bo’lsin. Bu holda Fuko toklariga tashqi magnit maydon tomonidan ta’sir etuvchi Amper kuchlari yaxlit o’tkazgichning harakatiga qarshilik qiladi.
Bu hodisadan galvanometr strelkalarini tezroq tinchlantirish, ya’ni muvozanat vaziyatiga tezroq qaytarish uchun foydalaniladi.
Agar metall plastinka bir jinsli bo’lmagan magnit maydonida harakatlansa plastinkaning alohida qismlaridan o’tayotgan magnit oqimi o’zgaradi va bu o’z navbatida shu qismlar aylanasida sirkulyatsiyalanadigan kuchlanishning davomli ravishda hosil bo’lishiga olibkeladi. Shuning uchun metal plastinkaning ixtiyoriy qismida aylanma toklar oqadi. Magnit maydonda bu aylanma toklarga Lorens kuchi ta’sir etish natijasida metal plastinkaning harakatlanishi susayadi (1-rasm). Agar metal plastinkada teshiklar hosilqilinsa aylanma toklar qiymati kamayadi, chunki toklar bir teshik atrofida boshqasiga aylanib o’tishga majbur bo’ladi.

Voltengofen mayatnigi yordamida aylanma toklarning hosilbo’lishini va kamayishini ajoyib tarzda namoyish etish mumkin. U kuchli elektromagnit qutblari o’rtasida tebranadigan metal plastinkadan iborat. Tebranib turgan mayatnik yetarlicha kuchli magnit maydon qo’shilganda maydonga kirayotganda to’xtaydi. Ammoteshiklari mavjud bo’lgan mayatnikning tebranma harakati shu magnit maydon qo’shilganda kuchsiz so’nadi.
Ish bajarish tartibi
1. Elektro magnitni U shaklidagi o’zak, 250 o’ramli 2 ta induktiv g’altak va ikki bo’lak qutblardan tuzing.
2. Induktiv g’altaklarni DC tokmanbaiga ketma-ket ravishda ulang.
3. Voltengofen mayatnigi: dastlab alyuminiy plastinkaning teshikli tomonini mayatnik o’qiga mahkamlang.
4. O’tkir uchli tutqichga ega bo’lgan shtativni tuzing va Voltengofen mayatnigini unga osib qo’ying.
5. Alyuminiy plastinkaning teshikka ega bo’lmagan tomonini shunday o’rnatingki , u to’xtab turganda magnit qutblarining teng o’rtasida joylashsin va harakatlanganda qutblar o’rtasida erkin tebrana olsin.
6. Qutblar orasidagi masofani mumkin qadar kichik qilib o’rnating ammo ular mayatnik tebranma harakatiga halaqit bermasin. Qutb bo’laklarini o’zakka mahkamlang.
7. Tajribalarni o’tkazishda elektromagnit orqali o’tayotgan tok kuchini qadam-baqadam orttirib boring. (5A dan katta tok kuchi faqat qisqa vaqt davomida o’tkazilishi mumkin).
8. Mayatnik tinch turgan paytdan unga turtki bering va tebranishlarini kuzating.
9. Alyuminiy plasinkaning teshiklarga ega bo’lmagan tomonini mayatnik o’qiga o’rnating va tajribalarni taqqoslang.
O’lchash uchun misollar:

1. 
   jadval. Alyuminiy plastinkaning tinch holatidan turtki berilgandan keyin magnit maydonida tebranishlar soni.
   

I, A	Tebranishlar soni
	Teshiksiz soha	Teshikli soha
0	>20	>20
2,5	8	>20
5	3	>20
7,5	2	>20
10	1	>20

Hisoblash va baholash:

Agar teshiklarga ega bo’lmagan soha magnit maydonida tebransa tebranish tez so’nadi. So’nish darajasi magnit maydon kuchlanganligi ortishi bilan kuchliroq bo’ladi. Teshiklarga ega bo’lgan soha uchun mayatnik tebranishlarining so’nishi faqat kuchsizgina bo’ladi.
Tajriba natijalari:
Bir jinsli bo’lmagan magnit maydonida harakatlanayotgan metal plastinkada aylanma toklar hosil bo’ladi. Birjinsli bo’lmagan magnit maydon plastinka harakatiga qarama-qarshi yo’nalishda kuchliroq ta’sir etadi. (Lens qoidasi bilan taqqoslang). Teshiklarga ega bo’lgan alyuminiy plastinkada aylanma toklar faqat juda kuchsiz hosil bo’ladi.
Savollar:

1. 
   Uyurmaviy elektr maydon qanday bo’ladi?
   
2. 
   Fuko toklari deb nimaga aytiladi?
   
3. 
   Waltengofen mayatnigiqanday mayatnik?
   
4. 
   Fuko toklari qachon vujudga kelmaydi?
   
5. 
   Lorens kuchi nima?
   

Foydalanilgan adabiyotlar

1. 
   J.Kamolov, I.Ismoilov, U.Begimqulov, S.Avazboyev. Elektr va magnetizm O‘quv qo‘llanma Toshkent: 2007
   
2. 
   Kalashnikov S.G. Umumiy fizika kursi. Elektr. Oliy o’quv yurtlarining fizika ixtisosi bo’yicha o’quv qo‘llanma.O’qituvchi, Toshkent: 1979.
   
3. 
   Yu.Savel’ev. Umumiy fizika kursi. II-qism. Oliy o’quv yurtlarining fizika ixtisosi bo’yicha o’quv qo‘llanma.O’qituvchi, Toshkent: 1976.
   
4. 
   Buribayev I., Karimov R. Elektr va magnetizmfizpraktikum. Universitet.2002y.
   
5. 
   Benjamin Crowell-Electrocity and Magnetism (http://www.iar.unicamp. br/lab/luz/ld/ Diversos /benjamin_crowell/electricity and magnetism.pdf)