To’g’ridan to’g’ri oqim elektr zanjirlarini hisoblash usullari

Elementlarning ketma-ket va parallel ulanishi bilan o’zgaruvchan tokning elektr zanjirlarini hisoblash usullari

Elektr zanjirlari deb, elektr toki hosil qiluvchi va uni olinishini ta`minlash uchun berk yo`l hosil qiladigan qurilmalar yig`indisiga aytiladi. Elektr zanjiri, asosan elektr energiyasining manbai YE elektr energiyasi iste`molchisi-R, birlashtiruvchi simlar hamda zanjirni ulab-uzish uchun moslama (ulagich) - U kabi elemetlardan tashkil topgan
Manbada boshqa tur energiya (issiqlik, mexanik, kimyoviy va shunga o`xshashlar) elektr energiyasiga aylanadi. Elektr energiyasini hosil qiluvchi turli manbalarning shartli belgilanishi quyidagicha:
- EYUK;
- Galvanik elementlar yoki akkumulyator batareyalari;
- Ketma-ket ulangan galvanik elementlar;
- Termometrlar;
- Fotoelement;
- O`zgarmas tok mashini generatori;
- O`zgaruvchan tok elektr mashina generatori.
Elektr energiya ist`yemolchilarda boshqa tur energiyalarga aylanadi. Elektr energiya iste`molchilari sxemalarda quyidagicha belgilanadi:
- Zaryadlanuvchi akkumulyator;
- O`zgarmas tok dvigateli;
- Elektr peni;
- Chuglanma lampa.
Elektrotexnik qurilmalarni ulab uzish uchun kommutatsion (qurilmalar) apparatlar ishlatiladi (uzgichlar, ulagichlar, tumblerlar, va sh. o`.). Elektr zanjirlarini kommutatsion apparatlari quyidagicha belgilanadi:
- Bir qutbli (uzgich);
- Pereklyuchatel;
- 3 fazali ulagich (rubilnik).
Zanjirdan o`tayotgan elektr tokining qiymati yoki kuchi o`tkazgichning ko`ndalang kesimidan vaqt (t) birligi ichida o`tayotgan elektr zaryadlarining miqdori -q Bilan aniqlanadi, ya`ni tok kuchi zaryadlarning xarakat tezligiga proporsional kattalikdir:
Elektr zanjirga ulanadigan asboblarni bir-biriga bog’liq bo’lmagan holda ulash va uzish zarur bo’lgan hollarda ketma-ket ulash yaramaydi. Masalan, ketma-ket ulash uydagi xonalarni yoritish uchun yaroqsizdir. Chunki bir vaqtda hamma xonalardagi lampalarni yoqish shart emas. Biz bittasini o’chirganimizda ketma-ket ulangan boshqalarini ham o’chirib qo’yamiz. Ketma-ket ulash rozetkalarni va boshqa asboblarni ulash uchun ham yaroqsizdir. Elektr asboblarni zanjirga alohida ulash va uzish kerak bo’lgan hamma hollarda parallel ulashdan foydalaniladi.
Parallel ulashda tok bir nechta tarmoqqa ajralib ketadi va o’rtasida bir necha orolcha bo’lgan daryoni eslatadi. Parallel ulash haqida gapirilganda, odatda, quyidagi ikki atamadan: “parallel tarmoqlanish” va “parallel tarmoqlanish tuguni” atamalaridan foydalaniladi.
1. Iste’molchilarni parallel ulashda elektr kuchlanish. Parallel ulashda hamma asboblar aynan bir tok manbaiga ulangani uchun ularda kuchlanish bir xil bo’ladi. Buni quyidagicha yozishimiz mumkin:
U = U1 = U2 = U3 = … = Un. (1-formula)
2. Iste’molchilar parallel ulangan zanjirdagi tok kuchi. 59-rasmda tasvirlangan elektr zanjirni yig’amiz. Ampermetrlarning ko’rsatishlarini kuzatib, quyidagi xulosaga kelish mumkin: zanjirning tarmoqlanmagan qismidagi tok kuchi uning ayrim tarmoqlaridagi tok kuchlarining yig’indisiga teng:
I = I1 + I2.
Agar bizda ikkita emas, balki n ta iste’molchi bo’lsa, u holda tarmoqdagi tok kuchi n ta iste’molchidan o’tayotgan tok kuchlarining yig’indisiga teng bo’ladi:
I = I1 + I2 + I3 + … + In. (2-formula)

3. Parallel tarmoqlanishdagi qarshilik. Fizik hodisalarni o’rganishda ikkita usuldan foydalaniladi: hodisa maxsus tajribalar asosida o’rganiladigan eksperimental usul va tajribalarning natijalariga tayangan holda olingan bilimlarni tahlil qilish asosida o’rganadigan nazariy usul.
Shu vaqtgacha biz asosan birinchi usuldan foydalanib keldik. Parallel tarmoqlanish qarshiligini topish uchun esa nazariy usuldan foydalanamiz.
Tajribadan ma’lumki, parallel tarmoqlanishdagi tok kuchi uning ayrim tarmoqlaridagi tok kuchlari yig’indisiga teng (2-formulaga qarang).
Tarmoqlarning har biri qarshilikka ega. Bu qarshiliklarni R1, R2, R3, …, Rn bilan belgilaymiz. Bundan tashqari, hamma tarmoq uchlaridagi kuchlanish bir xil ekanligi bizga ma’lum (1-formulaga qarang).
Parallel tarmoqlanishning qarshiligini topish uchun butun tarmoqqa Om qonunini qo’llaymiz:
I = U / R.
Endi esa Om qonunini tarmoqlarning har biriga qo’llaymiz:
I1 = U / R1; I2 = U / R2; I3 = U / R3; …, In = U / Rn.
Tarmoqlardagi tok kuchi qiymatlarini va parallel tarmoqlanishdagi tok kuchi qiymatini (2) formulaga qo’yib,
U / R = U / R1 + U / R2 + U / R3 + … + U / Rn
tenglikni hosil qilamiz. Tenglikning o’ng va chap qismlarini U ga bo’lib,
1 / R = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 + … + 1 / Rn
munosabatni hosil qilamiz. Qarshilikka teskari bo’lgan kattalik o’tkazuvchanlik deb ataladi. Hosil qilingan formulani bunday o’qish kerak: parallel tarmoqlanishdagi o’tkazuvchanlik uning tarmoqlaridagi o’tkazuvchanliklarning yig’indisiga teng.
4. Voltmetrning qarshiligi qanday bo’lishi kerak? Voltmetr zanjirning ma’lum’qismidagi kuchlanishni o’lchash uchun mo’ljallangan. U zanjirning shu qismiga parallel ulanadi. Uning ulanishi zanjirdagi tok kuchini sezilarli o’zgartirmasligi kerak. Shuning uchun voltmetrning qarshiligi kata bo‘lishi kerak. Aks holda, undan o’tayotgan tok parallel tarmoqlanishdagi umumiy tok kuchini orttiradi.
E ng oddiy elektr zanjir ham bir necha asbob va qurilmalardan iborat bo’ladi. 54-rasmda tok manbai, kalit, ampermetr, lampa va reostatdan iborat bo’lgan elektr zanjir tasvirlangan. Manbadan chiqqan elektr toki kalit, ampermetr, lampa va reostat orqali о tadi. Asboblarning bunday ulanishi ketma-ket ulash deyiladi.
Ketma-ket ulangan zanjirda tok kuchi. Asboblar ketma-ket ul- angan zanjirning istalgan nuqtasida tok kuchi bir xil bo’Iadi. Agar shunday bo’lmaganda edi, elektr zaryadlar biror joyda to’planib qolardi. Bu suvquvur tarmog’idagiga o’xshaydi: bir joydan qancha suv oqib o’tsa. boshqa joydan ham shuncha suv oqib o’tishi kerak.
Ketma-ket ulangan zanjirdagi kuchlanish. 56-rasmda tasvirlangan elektr zanjirni yig’amiz. Lampa, isitkich, spiral va reostatga ulangan voltmetrlarning ko’rsatishlari har xil. Ammo U1, U2, U3 va U4 kuchlanishlarni qo’shib, ularning yig’indisi umumiy kuchlanishga teng bo’lishini ko’ramiz:
U1 + U2 + U3 + U4 = U.
To’rtta iste’molchi emas, balki n iste’molchi ketma-ket ulangan bo’lganda ham, butun zanjirdagi kuchlanish alohida qismlardagi kuchlanishlarning yig’indisiga teng bo’ladi:
U = U1 + U2 + U3 + … Un .
Shunday qilib, ketma-ket ulangan zanjirdagi umumiy kuchlanish uning har bir qismidagi kuchlanishlar yig’indisiga teng.
3. Ketma-ket ulangan zanjirning qarshiligi. Tajribalardan quyidagilarni bilib oldik:
a) ketma-ket ulangan zanjirning hamma qismlaridan o’tuvchi tok kuchi bir xil. (1-formula)
b) ketma-ket ulangan zanjirning alohida qismlaridagi kuchlanishlar yig’indisi butun zanjirdagi kuchlanishga teng. (2-formula)
Ketma-ket ulangan zanjirning qarshiligini topish uchun butun zanjirga va uning har bir qismiga Om qonunini qo’llaymiz:
U = RI; U1 = R1I; U2 = R2I; U3 = R3I; … , Un = RnI.
Kuchlanishlarning topilgan qiymatlarini (2) formulaga qo’yamiz:
RI =R1I + R2I + R3I + … + RnI.
Oxirgi munosabatni I ga qisqartirib:
R = R1 + R2 + R3 + … + Rn.
formulani hosil qilamiz, ya’ni ketma-ket ulanganda zanjirning qarshiligi unga ulangan iste’molchilar qarshiliklarining yig’indisiga teng.

4.