O‘quv materiallari ma’ruzalar matni 1 – ma’ruza

ELEKTR MAYDON KUCHLANGANLIGI VA KUCHLANISH

Tokli o‘tkazgichda elektr maydon mavjud bo‘ladi, u elektr zaryadlarga ta'sir etadi hamda ularni maydon kuchlari yo‘nalishida harakatlanishga majbur etadi. Elektr maydonning asosiy miqdoriy xarakteristikasi bo‘lib kuchlanganlik Ye xizmat qiladi. Kuchlanganlik maydonning ko‘rilayotgan nuqtasida musbat elektr zaryad birligiga ta'sir etadigan kuch sifatida aniqlanadi. Agar musbat zaryad q ga kuch F ta'sir etayotgan bo‘lsa (5-rasm), u holda shu nuqtadagi kuchlanganlik quyidagicha bo‘ladi:

Ye = F/q,

Kuchlanganlik va kuch qora shrift bilan ko‘rsatilgan, chunki ular fizik vektorlar, ya'ni fazoda muayyan yo‘nalishga ega bo‘lgan ka-taliklardir. Keyinchalik, fqat kuchlanganlikni hisobga olish zarur bo‘lganda u Yem bilan belgilanadi.

Agar maydonning barcha nuqtalarida kuchlanganlik bir xil bo‘lsa, u holda bu maydon tekis bo‘ladi. Zaryad tekis maydon yo‘nalishida harakatlanganda maydon kuchlarining bajargan ishi kuchning yo‘l t ga ko‘paytmasiga teng:

A = Ft= qEmt.

1.5- rasm. Tekis elektr maydonda
zaryadlarning harakatlanishi
Elektr ustanovkani xarakterlovchi asosiy kattaliklardan biri kuchlanish hisoblanadi. U son jihatdan musbat elektr zaryad birligining (bir kulon) ikki nuqta (masalan, elektr energiyasi manbaining ikkita qisqichi) orasida harakatlangandagi bajarilgan ishga teng:
U = A/q.
Kuchlanish birligi sifatida volt (V) — SI sistemasidagi hosila birlik xizmat qiladi. Zanjirning ikki nuqtasi orasida musbat elektr zaryad birligi harakatlanganda bir joulga teng ish bajarilsa, u holda ular orasidagi kuchlanish bir voltga teng bo‘ladi. Demak, J = V•Kl.
Yuqori kuchlanishlarni o‘lchash uchun karrali birlik — 1000 V ga teng kilovolt (mV), past kuchlanishlarni o‘lchash uchun esa—0,001 V ga teng millivolt (kV) hamda 0,000001 V = 1 • 10^-6 V ga teng mikrovolt (mkV) qo‘llaniladi.
Turli xil elektr qurilmalardagi kuchlanishlarga misollar keltiramiz. Ishlab turgan elektr uzatish tarmoqlarida kuchlanish 750, 500, 330, 220 va 110 kV, shaharlardagi kabelli (yerosti) tarmoqlardagi kuchlanish odatda 6 yoki 11 kV, kontakt sim bilan shahar tramvayining relsi orasidagi kuchlanish 600 V (metropolitenda 825 V) bo‘ladi. Odam uchun xavfsizlik jihatidan past kuchlanish deb 250 V. dan oshmaydigan kuchlanish qabul qilingan. Odam uchun eng xavfli sharoitlarda elektrotexnika qurilmalarining yerga nisbatan kuchlanishi 12 V dan oshmasligi kerak (zax va issiq binolarda 36 V). Bitta galvanik element 1 V dan salgina ko‘proq kuchlanish beradi; termoelementlarning kuchlanishi o‘nlab millivolt miqdorda bo‘ladi. (1)va (2) formulayaar asosida zaryad tekis maydonda a va b nuqtalar orasida maydon yo‘nalishida harakatlanganda bajarilgan ish (5- rasm) quyidagicha bo‘ladi:
A = Ye_ml_abq yoki, agar uni a va b nuqtalar orasidagi kuchlanish orqali ifodalasak:
A = U_abq (3)
binobarin, tekis maydonda
U_ab=E_mt_ab.

SI sistemasida t_ab masofa m da o‘lchanganligi sababli, elektr maydon kuchlanganligi metrga to‘g’ri keladigan volt hisobida (V/m) o‘lchanishi kerak, lekin ko‘pincha karrali birlik V/sm q 100V/m qo‘llaniladi.

«Kuchlanish» tushunchasi ta'rifining o‘zi u elektrotexnik qurilmaning ikki nuqtasiga taalluqli bo‘lishi lozimligini ko‘rsatadi: masalan, elektr tarmoq simlari orasidagi kuchlanish, sim bilan yer orasidagi kuchlanish, lekin «simning kuchlanishi»degan ifoda noto‘g’ridir. Shunga qaramay, kuchlanganlik elektr maydonning istalgan nuqtasida muayyan qiymatga ega bo‘ladi.

1.6- rasm. Kuchlanishni voltmetrlaryordamida o‘lchash

Kuchlanish o‘lchanadigan pribor— voltmetr orasidrgi kuchlanishni o‘lchash lozim bo‘lgan ikki nuqtaga, masalan generatorning a va b qismalariga hamda nagruzka H ning s va d qismalariga ulanadi. Yuqorida ta'kidlab o‘tilganidek, ampermetr o‘lchash ob'ekti bilan ketma-ket, volimetr esa shu ob'ektga parallel ulanadi.