2-курс Физика

O’ZBEKISTON RESPUBLIKASI OLIY VA O’RTA MAXSUS TA’LIM VAZIRLIGITOSHKENT DAVLAT SHARQSHUNOSLIK UNIVERSITETI AKADEMIK LITSEYI

Fizika fanidan
2-kurs o’quvchilari uchun
(Nazariy)
DARS ISHLANMA

O’qituvchi: Jurayeva X.T

Reja:
Aktiv qarshilik, induktiv g’altak va kondensator ketma-ket ulangan o’zgaruvchan tok zanjiri uchun Om qonuni.
Zanjirning to’la qarshiligi.
O’zgaruvchan tokning ishi va quvvatini hisoblash. Quvvat koeffitsenti.
O’zgaruvchan tokni transformatsiyalash, yuksaltirish transformator, pasaytiruvchi tarnsformator

Ketma-ketlikni bajaring

Qarshiligi R bo‘lgan rezistor, induktivligi L bo‘lgan induktiv g‘altak va sig‘imi C bo‘lgan kodensatorni ketma-ket ulab, zanjir tuzaylik (3.19-rasm) va uning uchlariga u = 𝑈 𝑚 𝑈𝑈 𝑈 𝑚 𝑚𝑚 𝑈 𝑚 cosωt o‘zgaruvchan kuchlanish beraylik. Iste’molchilar ketma-ket ulanganligi sababli ulardan o‘tuvchi tok kuchlari bir xil bo‘ladi. Bu tok kuchi
i = 𝐼 𝑚 𝐼𝐼 𝐼 𝑚 𝑚𝑚 𝐼 𝑚 cosωt (1)
qonuniyat bo‘yicha o‘zgarsin. Umumiy kuchlanish esa iste’molchilardagi kuchlanishlar tushuvlari vektorlari yig‘indisiga teng:
𝑈𝑈= 𝑈 𝑅 𝑈𝑈 𝑈 𝑅 𝑅𝑅 𝑈 𝑅 + 𝑈 𝐶 𝑈𝑈 𝑈 𝐶 𝐶𝐶 𝑈 𝐶 + 𝑈 𝐿 𝑈𝑈 𝑈 𝐿 𝐿𝐿 𝑈 𝐿 (2)

Bunda: U – zanjirdagi umumiy kuchlanish, 𝑈 𝑅 𝑈𝑈 𝑈 𝑅 𝑅𝑅 𝑈 𝑅 – rezistordagi kuchlanish, 𝑈 𝑐 𝑈𝑈 𝑈 𝑐 𝑐𝑐 𝑈 𝑐 – kondensatordagi kuchlanish va 𝑈 𝐿 𝑈𝑈 𝑈 𝐿 𝐿𝐿 𝑈 𝐿 – g‘altakdagi kuchlanish. Ularning amplitudaviy qiymatlarini 𝑈 𝑅 𝑈𝑈 𝑈 𝑅 𝑅𝑅 𝑈 𝑅 , 𝑈 𝐶 𝑈𝑈 𝑈 𝐶 𝐶𝐶 𝑈 𝐶 𝑣𝑣𝑎𝑎 𝑈 𝐿 𝑈𝑈 𝑈 𝐿 𝐿𝐿 𝑈 𝐿 bilan belgilab, vektor diagramma tuzaylik.
Tok kuchi amplitudasini gorizontal o‘q bo‘ylab yo‘nalgan vektor ko‘rinishida olaylik (3.19-rasm).

G‘altakda esa kuchlanish tebranishi tok kuchi tebranishidan 𝜋 2 𝜋𝜋 𝜋 2 2 𝜋 2 ga oldinda bo‘ladi. Vektor diagrammada kondensatordagi kuchlanish 𝑈 𝐶 𝑈𝑈 𝑈 𝐶 𝐶𝐶 𝑈 𝐶 = 1 𝜔𝐶 1 1 𝜔𝐶 𝜔𝜔𝐶𝐶 1 𝜔𝐶 ∗ 𝐼 𝑚𝑎𝑥 𝐼𝐼 𝐼 𝑚𝑎𝑥 𝑚𝑚𝑎𝑎𝑥𝑥 𝐼 𝑚𝑎𝑥 va g‘altakdagi kuchlanish 𝑈 𝐿 𝑈𝑈 𝑈 𝐿 𝐿𝐿 𝑈 𝐿 =𝜔𝜔𝐿𝐿* 𝐼 𝑚𝑎𝑥 𝐼𝐼 𝐼 𝑚𝑎𝑥 𝑚𝑚𝑎𝑎𝑥𝑥 𝐼 𝑚𝑎𝑥 qarama-qarshi yo‘nalishda bo‘ladi. Natijaviy kuchlanish 𝑈 𝐿𝐶 𝑈𝑈 𝑈 𝐿𝐶 𝐿𝐿𝐶𝐶 𝑈 𝐿𝐶 = 𝑈 𝐿 𝑈𝑈 𝑈 𝐿 𝐿𝐿 𝑈 𝐿 − 𝑈 𝐶 𝑈𝑈 𝑈 𝐶 𝐶𝐶 𝑈 𝐶 bo‘ladi.
Umumiy kuchlanish (U)ni topish uchun 𝑈 𝐿𝐶 𝑈 𝐿𝐶 𝑈𝑈 𝑈 𝐿𝐶 𝐿𝐿𝐶𝐶 𝑈 𝐿𝐶 𝑈 𝐿𝐶 vektorni 𝑈 𝑅 𝑈 𝑅 𝑈𝑈 𝑈 𝑅 𝑅𝑅 𝑈 𝑅 𝑈 𝑅 vektorga qo‘shamiz. 3.20-rasmdan 𝑈 2 𝑈𝑈 𝑈 2 2 𝑈 2 = 𝑈 𝑅 2 𝑈𝑈 𝑈 𝑅 2 𝑅𝑅 𝑈 𝑅 2 2 𝑈 𝑅 2 + 𝑈 𝐿𝐶 2 𝑈𝑈 𝑈 𝐿𝐶 2 𝐿𝐿𝐶𝐶 𝑈 𝐿𝐶 2 2 𝑈 𝐿𝐶 2 . Bundan umumiy kuchlanishning maksimal qiymati ifodasi quyidagicha bo‘ladi:

Aktiv qarshilikdagi kuchlanish tebranishlari fazasi tok kuchi tebranishlari fazasi bilan mos keladi. Kondensatordagi
kuchlanish tebranishlari tok kuchi tebranishlaridan faza jihatidan 𝜋 2 𝜋𝜋 𝜋 2 2 𝜋 2 ga orqada bo‘ladi.

(3)

Om qonuniga ko‘ra

Ularni (3) ifodaga qo‘yilsa


Bundan:

Bu ifoda o‘zgaruvchan tokning to‘liq zanjiri uchun Om qonuni hisoblanadi.
larni (5) ga qo‘ysak,

ga ega bo‘lamiz.Bunda

qarshilik reaktiv qarshilik deb ataladi.

(4)

(5)

ifoda o‘zgaruvchan tok zanjirining to‘la qarshiligi deyiladi.
Zanjirdagi tok tebranishlari va kuchlanish tebranishlari orasidagi faza farqini vektor diagrammadan foydalanib aniqlash mumkin:



O‘zgaruvchan tok zanjirining xarakterli xususiyati shundaki, generatordan olinadigan energiya faqat aktiv qarshilikdagina issiqlik energiyasi sifatida ajralib chiqadi. Reaktiv qarshilikda energiya ajralmaydi. Reaktiv qarshilikda davriy ravishda elektr maydon energiyasi magnit maydon energiyasiga, va aksincha, aylanib turadi. Davrning birinchi choragida, kondensator zaryadlanayotganida, energiya zanjirga beriladi va elektr maydon enegiyasi tarzida to‘planadi. Davrning keyingi choragida bu energiya magnit maydon energiyasi ko‘rinishida qaytadan manbaga beriladi.

(6)

(7)

8-sinfdan Sizga ma’lumki, o‘zgarmas tokning bajargan ishi kuchlanish, tok kuchi va tok o‘tib turgan vaqt ko‘paytmasi sifatida aniqlanadi:
A = U · I · t.
O‘zgaruvchan tokning bajargan ishini aniqlash uchun juda kichik vaqt oralig‘ida uning qiymatini o‘zgarmas deb qaraymiz. U holda o‘zgaruvchan tok bajargan ishining oniy qiymati ham shu kabi formula yordamida aniqlanadi:
A = u · i · t.

Agar zanjir uchlariga qo‘yilgan kuchlanish
u = Um cosωt
qonuniyat bo‘yicha o‘zgarayotgan bo‘lsa, undagi tok kuchi ham garmonik qonuniyat bo‘yicha faza jihatidan farq qilgan holda o‘zgaradi:
i = Im cos(ωt +φ).
U holda o‘zgaruvchan tok bajargan ishning oniy qiymati uchun quyidagini yozamiz:
A = u · i · t = Um · Im · t cosωt cos(ωt + φ).
Vaqt birligi ichida bajarilgan ishga quvvat deyiladi. Shunga ko‘ra o‘zgaruvchan tok quvvatining oniy qiymatini
p = u · i = Um · Im cosωt · cos(ωt + φ)
ifoda ko‘rinishda yozish mumkin.

Zanjirning bir qismidagi o‘zgaruvchan tokning quvvati
P = U·I cosφ.
Shunga muvofiq o‘zgaruvchan tokning bajargan ishi quyidagi formuladan aniqlanadi:
A = U · I · t cosφ.
Shunday qilib, zanjirning bir qismidagi o‘zgaruvchan tokning quvvati va bajargan ishi tok kuchi va kuchlanishning effektiv qiymatlari bilan aniqlanadi.
U, shuningdek, kuchlanish va tok kuchi orasidagi faza siljishiga ham bog‘liq bo‘ladi. cosφ ko‘paytma quvvat koeffitsiyenti deb ataladi.

Grafikdan ko‘rinadiki, davrning to‘rtdan bir qismida quvvat musbat qiymatga ega va energiya zanjirning mazkur qismiga beriladi; lekin davrning keyingi choragida quvvat manfiy qiymatga ega va energiya zanjirning mazkur qismidan energiya olingan tarmoqqa qaytarib beriladi.

Transformator – o’z induksiyaga asoslangan, o’zgaruvchan tok kuchlanishi va kuchini o’zgartirib beradigan qurilmaga aytiladi.
Transformatorni birinchi bo’lib rus elektrotexnikalari P.N Yablochkov (1876) va I.F Usagin (1882 y) yaratgan va amalda ishlatgan.

O‘zgaruvchan tokning chastotasini o‘zgartirmasdan kuchlanishni bir qiymatdan ikkinchi qiymatga  o‘zgartirib beruvchi asboblar transformatorlar deyiladi.
Generatorlarda hosil qilingan kuchlanish ularning quvvatiga qarab turlicha bo‘ladi. Bundan tashqari uzoq masofalarga elektr energiyasini uzatishda simlarning qizishi tufayli isroflar bo‘ladi. Bunday hollarda o‘zgaruvchan tokning kuchlanishini bir qiymatdan ikkinchi qiymatga o‘zgartish zaruriyati tug‘iladi. Bu vazifani transformator deb ataluvchi elektr mashinasi bajaradi.

Transformator ikkita chulg‘am va o‘zakdan iborat. Kuchlanishni ko‘paytirib beruvchi transformatorni yuksaltiruvchi transformator, kamaytirib beruvchi pasaytiruvchi transformator deyiladi.
Yuksaltiruvchi transformatorda birlamchi chulg’am yo`g`on simdan kam o‘ramli qilib yasaladi.  Ikkilamchi chulg’am nisbatan ingichka simdan ko‘p o‘ramli qilib yasaladi.
Yuksaltiruvchi transformatorda
n2>n1 va U2>U1  bo`ldi. 
Pasaytiruvchi transformatorda 
 n2

Transformatorda energiyaning aylanishi. Transformator birlamchi chulg‘amidagi ma’lum kuchlanishli elektr energiyani ikkilamchi chulg‘amdagi boshqa kuchlanishli elektr energiyaga aylantiradi.
Transformatorning  ikkilamchi chulg‘amida kuchlanish necha marta ortsa tok kuchi shuncha marta kamayadi.
  U1-  Birlamchi o‘ramdagi kuchlanish.      
I1-  Birlamchi o‘ramdagi tok kuchi
U2- Ikkilamchi o‘ramdagi kuchlanish
I2- Ikkilamchi o‘ramdagi tok kuchi
         Transformasiya koeffisiyentini quyidagi formula bilan aniqlanadi.
  
 
bu yerda    birlamchi va ikkilamchi galtakdagi o‘ramlar soni  
   Transformatorning foydali ish koeffisiyenti                                                                                                      Takomillashgan transformatorlarning FIK juda yuqori bo‘lib, 99% tashkil etadi.

Elektromagnit induksiya hodisasini tushuntiring.
O’zgaruvchan tok qanday va qayerda hosil qilinadi?
Transformatorning tuzilishi va ishlash prinsipini tushuntirib bering.