Щзбекистон республикаси олий ва щрта

ЛАБОРАТОРИЯ ИШИ № 6

КОНДЕНСАТОР СИҒИМИНИ СОТТИ КЎПРИГИ УСУЛИДА АНИҚЛАШ.

Ишдан мақсад: Сотти кўпригининг ишлаш принципи билан танишиш ва конденсаторлар сиғимини паралелл ва кетма-кет улаб аниқлашдан иборат.
Керакли асбоблар: реохорд, калит, сиғими маoлум ва номаoлум бўлган конденсатор, товуш генератори, осциллограф ва ўтказгичлар.


НАЗАРИЙ ҚИСМ.
Тажрибалар кўрсатишича, бир ъил миқдордаги электр заряди билан зарядланган турли ўтказгичлар турлича потенциал оладилар. Бунга уларнинг сиғим деб аталадиган катталик билан характерланувчи физик ъусусиятларининг турлича эканлиги сабабдир. Ўтказгичнинг сиғими унинг атрофидаги жисмларнинг жойлашишига боғлиқ бўлади. Шунинг учун дастлаб яккаланган ўтказгичнинг, яoни ёнида ундаги зарядларнинг тақсимланишига таoсир кўрсата оладиган ъеч қандай бошқа жисм бўлмаган ўтказгичнинг сиғими тушунчасини аниқлаймиз. Яккаланган ўтказгичдаги зарядни ортирганда майдон кучланганлиги ъам, зарядни ўтказгичдан чексизликка кўчиришда бажарилган иш ъам, шунча марта ортади, шу сабабли бундай ўтказгичнинг  потенциали заряд миқдорига пропорционалдир:
(1)
Пропорционаллик коэффициенти ўтказгични ўраб турган муъитнинг диэлектрик сингдирувчанлигига, ўтказгич шакли ва ўлчамига боғлиқ бўлиб, ўтказгичнинг сиғими дейилади. (1) тенгликдан қуйидагини топамиз:
(2).
Демак, яккаланган ўтказгичнинг сиғими сон жиъатидан шу ўтказгичнинг потенциалини бир бирликка орттириш учун зарур бўлган заряд миқдорига тенг бўлган физик катталикдир. СИ - халқаро бирликлар системасида сиғим бирлиги қилиб 1 Кулон заряд берилганда потенциал 1 Волpтга ортадиган яккаланган ўтказгични сиғими қабул қилинган. Сиғимни бу бирлиги Фарада дейилади.

Фарада жуда катта бирлик бўлганлиги сабабли микрофарада ва пикофарада бирликлари киритилади:
1мкФ=10^-6 Ф. 1пф=10 ^–12Ф

Яккаланган ўтказгичда катта сиғим ъосил қилиб бўлмайди. Шунинг учун бир-биридан диэлектрик билан ажратилган ўтказгичлар системаси қўлланилади. Бундай ўтказгичлар системасини конденсаторлар дейилади. Кондесаторлар турли хил бўлиб, улардан энг кўп қўлланиладигани ясси конденсаторлардир. Агар ўтказгичлар ясси пластинкалардан иборат бўлса, бундай конденсаторлар ясси конденсаторлар дейилади. Ъар бир пластинка конденсатор қопламлари дейилади. Кондесаторнинг сиғими деганда заряди q га тўғри пропорционал ва қопламлар орасидаги потенциаллар фарқига тескари пропорционал бўлган қуйидаги физик катталик тушинилади:

(3).
Ясси конденсаторнинг СИ системадаги сиғим формуласи қуйидагича ифодаланади.
(4)


1-расм.
бу ерда S-қопламалар юзи, d-қопламалар орасидаги масофа, -шу оралиқни тўлдирувчи модданинг нисбий диэлектрик сингдирувчанлиги ва ₀–электр доимийси бўлиб у 8,85 *10^-12Ф/м га тенг. Кўпинча конденсаторларни бир-бирига улаб, батареялар ҳосил қилинади. Шу йўл билан бор конденсаторлардан фойдаланиб ҳар ҳил сиғимли батареялар ҳосил қилиш мумкин. Конденсаторларнинг паралелғ улашни кўрайлик, 1-схемадагидек улашга паралел улаш дейилади (1-расм).
Конденсаторлар паралел уланганда уларни умумий сиғими айрим конденсаторларнинг сиғимлари йиғиндисига тенг бўлади:
(5).
Энди конденсаторларни кетма-кет улашни кўриб чиқайлик. 2-расмдагидек улашга кетма-кет улаш дейилади. Конденсаторлар кетма-кет уланганда умумий сиғимнинг тескари қиймати алоъида конденсаторлар сиғимларини тескари қийматларининг алгебрик йиғиндисига тенг, Яoни
(6).


2-расм.
Конденсатор қопламлари орасида диэлектрик бўлганлиги туфайли конденсатор орқали ўзгармас электр токи ўтмайди. Ўзгармас ток занжирида сиғими С бўлган конденсатор ва  (э.ю.к) электр юритувчи кучга эга бўлган манба бўлса, занжир уланган пайтда қисқа муддатли ток вужудга келиб, q=C га тенг заряд ўтади ва кейин тўхтаб қолади. Натижада конденсатор қопламалари орасидаги потенциаллар айирмаси манбанинг э.ю.к сига тенг бўлади. Агар конденсаторнинг қопламалари ўзгарувчан э.ю.к манбаига уланса, улар даврий равишда зарядланиб ва зарядсизланиб туради. Шу сабабли бундай занжирдан ўзгарувчан ток ўтиб туради. Конденсатор сиғимини аниқлашнинг жуда кўп усуллари мавжуддир. Шундай усуллардан бири Сотти кўприги ёрдамида аниқлаш усулидир. Ток манбаининг э.ю.к синусоидал қонун бўйича ўзгаради десак.
(7) бўлади.
Бу ерда - манба э.ю.к нинг оний қиймати, ₀- э.ю.к нинг энг катта ёки ампилитуда қиймати, - айланма частотаси, Т – ўзгарувчан ток даври ва t – вақтдир. Бизга маoлумки, конденсатордаги кучланиш ъамма вақт ток манбаи э.ю.к қийматига тенг. У ъолда конденсатор қоламаларидаги заряд миқдори:
(8)
Конденсатор қопламларидаги кучланиш ўзгарса, заряд миқдори ъам синусоидал қонун бўйича ўзгаради. Агар dt вақт ичида заряд dq га ўзгарса, у ъолда ток
(9)
бўлади.
Агар Cоs=1 бўлса, ток ўзининг максимал қийматига эришади:


(10)
Бу охирги формулани Ом қонуни билан таққосласак, қуйидагига эга бўламиз:



3-расм
катталикка сиғим қаршилик дейилади. Бу қаршилик конденсатордан ўзгарувчан ток ўтган вақтда ъосил бўлади ва бу қаршилик ъам Сотти кўприги ёрдамида аниқланади. Конденсаторлар сиғимини ўлчаш учун 3-расмда кўрсатилгандек схема тузилади. Ўзгарувчан ток манбаи сифатида товуш генераторидан фойдаланамиз. Кўприкнинг елкаларига сиғими номаoлум С_х ва маoлум С₀ конденсаторлар уланади.
Схеманинг C ва Д нуқталарига осциллограф уланган. Кўприкдаги мувозанат реохорд бўйлаб Д контактни суриш йўли билан амалга оширилади. Кўприкда мувозанат рўй берганда осциллографдаги синусоидал сигналнинг амплитудаси энг кичик бўлади. Бу вақтда С нуқтанинг потенциали U_c, Д нуқтанинг потенциали U_д га тенг бўлади. Номаoлум сиғимли конденсаторнинг қаршилигини R_Cx орқали, маoлум сиғимли конденсаторларнинг қаршилигини R_C0 орқали белгилайлик. Бу қийматларни Уитстон кўпириги учун чиқарилган формулага қўямиз ва қуйидаги ифодага эга бўламиз:
(11).
Тажриба натижаларини (11) га қўямиз ва номаoлум сиғимларни аниқлаймиз.

ИШНИ БАЖАРИШ ТАРТИБИ.

1. 
   3- расмда кўрсатилгандек схема тузилади. Занжирга номаoлум сиғимли конденсаторлардан бири уланади.
   
2. 
   Ўқитувчи томонидан занжирнинг тўғрилиги текширилгач калитни улаб, Д контактни реохорд бўйлаб суриб, осциллографдаги сигнал кузатиб борилади.
   
3. 
   Осциллографдаги синусоидал сигнал ампилитудаси камайиб, тўғри чизиққа айланган вақтга реохорднинг елкалари l₁ ва l₂ лар ёзиб олинади.
   
4. 
   Сиғими ноpмалум бўлган С₁ конденсатор ўрнига сиғими номаoлум бўлган С₂ , С₃ конденсатор уланади. Бу конденсаторлар учун ъам 2 пункт такрорланади.
   
5. 
   Сиғимлари номаoлум бўлган конденсаторларни кетма-кет ва параллелp улаб, тажриба такрорланади. Ъар бир тажриба уч марта бажарилади.
   
6. 
   Тажрибада топилган l₁ ва ъамда l₂ қийматларни (11) формулага қўйиб, сиғим ъисобланади.
   
7. 
   Тажриба ва ъисоблаш маoлумотлари қуйидаги жадвалга ёзиб борилади.
   

	№	l1	L2	C0	x	Cx		100%
1-Кондесатор	1 2 3
2- Кондесатор	1 2 3
3- Кондесатор	1 2 3
Кетма-кет уланганда
Параллел уланганда

НАЗОРАТ САВОЛЛАРИ.

1. 
   Электр сиғими деб нимага айтилади ва у қандай бирликда ўлчанади?
   
2. 
   Ясси конденсаторнинг сиғими нимага боғлик?
   
3. 
   Нима учун ушбу ишда ўзгарувчан токдан фойдаланилади?
   
4. 
   Сиғим қаршилик деганда нимани тушунасиз?
   
5. 
   Конденсаторларни кетма-кет ва параллел улаш формуласини келтириб чиқаринг?
   
6. 
   Ишни бажариш тартибини тушунтиринг?