2-курс Физика

Reja:
Tokli o‘tkazgichni magnit maydonda ko‘chirishda bajarilgan ish
Tokli o‘tkazgichlarning o‘zaro ta’sir kuchi
Bir jinsli magnit maydonda zaryadli zarraning harakati. Lorens kuchi

Ikki parallel a va b silliq metall simlar bir-biridan l uzoqlikda joylashtirilgan bo‘lib, ularning ustiga yengil c metall o‘tkazgich qo‘yilgan holni qaraylik (1-rasm). O‘tkazgichlar tizimi magnit induksiyasi B bo‘lgan bir jinsli maydonga joylashgan. 1-rasmdagi

belgisi magnit maydon induksiya vektori bizdan rasm tekisligi tomon tik yo‘nalganligini anglatadi. a va b o‘tkazgichlar tok manbayiga ulanganda c o‘tkazgich orqali tok o‘ta boshlaydi. Bunda l uzunlikdagi tokli o‘tkazgichga magnit maydoni tоmonidan
F = I · B · l Amper kuchi ta’sir qiladi.
Tok yo‘nalishi bilan magnit maydon induksiyasi yo‘nalishi orasidagi burchak 90° ekanligini bilgan holda kuchning yo‘nalishi chap qo‘l qoidasiga binoan aniqlanadi.

Bu kuch c o‘tkazgichni d masofaga siljitib,
A = I · B · l · d (1)
ish bajaradi. Bu ifodadagi l·d ko‘paytma o‘tkazgichning harakati davomida chizgan yuzadan iborat, ya’ni S = l·d.
Harakat davomida o‘tkazgichni kesib o‘tgan magnit oqimi ∆Ф =B · ∆S ga tengligidan:
A = I · ∆Ф (2)
ko‘rinishdagi ifodaga ega bo‘lamiz.
Shuni ta’kidlash joizki, bu ish magnit maydon tomonidan emas, balki zanjirni tok bilan ta’minlab turuvchi manba energiyasi hisobidan bajariladi.
Demak, tokli o‘tkazgichni magnit maydonda ko‘chirishda Amper kuchining bajargan ishi o‘tkazgichdan o‘tayotgan tok kuchi va magnit oqimi o‘zgarishining ko‘paytmasiga teng ekan.
Magnit maydonda tokli o‘tkazgichni ko‘chirishda bajariladigan ishdan amaliyotda keng foydalaniladi. U transport, maishiy texnika va elektronika sohalarida qo‘llanilishi bilan muhim ahamiyatga ega. Bugungi kunda juda keng ishlatilayotgan elektron qulflar bunga misol bo‘la oladi.

Xuddi elektr zaryadlari kabi tokli o‘tkazgichlar orasida ham o‘zaro ta’sir kuchlari mavjud bo‘ladi. Buni amalda kuzatish uchun ikki elastik o‘tkazgich olib, ularni vertikal holatda tayanchga mahkamlaymiz.
Agar o‘tkazgichlarning yuqori qismini sim orqali ulasak, o‘tkazgichlardan qarama-qarshi yo‘nalishda tok oqadi (2a-rasm). Natijada o‘tkazgichlar bir-biridan itarilib, orasidagi masofa uzoqlashadi.
Agar o‘tkazgichlardan bir xil yo‘nalishda tok oqishini ta’minlasak, o‘tkazgichlar bir-biriga tortiladi
(2b- rasm).

Amper qonunidan foydalanib, vakuumdagi cheksiz uzun parallel tokli o‘tkazgichlar orasida hosil bo‘ladigan o‘zaro ta’sir kuchining yo‘nalishi va son qiymatining kattaligini aniqlaylik.
Bir-biridan d masofada joylashgan, ikkita parallel o‘tkazgichlardan bir xil yo‘nalishda 𝐼 1 𝐼𝐼 𝐼 1 1 𝐼 1 va 𝐼 2 𝐼𝐼 𝐼 2 2 𝐼 2 tok o‘tayotgan bo‘lsin
(3-rasm). O‘tkazgichlardan o‘tayotgan 𝐼 1 𝐼𝐼 𝐼 1 1 𝐼 1 va 𝐼 2 𝐼𝐼 𝐼 2 2 𝐼 2 toklarning magnit maydon induksiya vektorining chiziqlarikonsentrik aylanadan iborat bo‘ladi.
Agar 𝐼 1 𝐼𝐼 𝐼 1 1 𝐼 1 tok pastdan yuqoriga oqayotgan bo‘lsa, ikkinchi o‘tkazgichda yotgan nuqtalarda 𝐵 1 𝐵𝐵 𝐵 1 1 𝐵 1 vektor (parma qoidasiga binoan) bizdan kitob tekisligi tomon yo‘nalgan bo‘ladi va ular o‘zaro tik joylashgan. Birinchi tokning magnit maydoni tomonidan ikkinchi tokka ko‘rsatiladigan 𝐹 2 𝐹𝐹 𝐹 2 2 𝐹 2 ta’sir kuchi kattalik jihatdan, Amper qonuniga muvofiq quyidagiga teng bo‘ladi:
𝐹 2 𝐹𝐹 𝐹 2 2 𝐹 2 = 𝐵 1 𝐵𝐵 𝐵 1 1 𝐵 1 · 𝐼 2 𝐼𝐼 𝐼 2 2 𝐼 2 · ∆l (3)
bunda: ∆l – ikkinchi o‘tkazgichning magnit maydonda joylashgan qismining uzunligi. Bu formulaga to‘g‘ri tokning magnit induksiyasi
ifodasini qo‘ysak,

Demak, cheksiz uzun parallel tokli o‘tkazgichlarning birlik uzunligiga ta’sir qilayotgan o‘zaro ta’sir kuchi ulardan o‘tayotgan tok kuchlarining ko‘paytmasiga to‘g‘ri, orasidagi masofaga esa teskari proporsional ekan.
Mazkur hodisa asosida tok kuchining Xalqaro birliklar sistemasidagi
birligi – amper (A) qabul qilingan.
Amper – vakuumda bir-biridan 1 m masofada parallel joylashgan, ko‘ndalang kesim yuzi hisobga olmas darajada kichik bo‘lgan cheksiz uzun to‘g‘ri o‘tkazgichlardan tok o‘tganda, o‘tkazgichlarning har bir metr uzunligida 2 · 10–7 N o‘zaro ta’sir kuchi hosil qiladigan o‘zgarmas tok kuchidir.

1-masala. Ikki simli o‘zgarmas elektr toki uzatish liniyasi simlarining har bir metr uzunligiga to‘g‘ri keluvchi o‘zaro ta’sir kuchini hisoblang. Simlar orasidagi masofa 2 m, tok kuchi 50 A ga teng deb oling. (Javobi: 0,25 mN)
2-masala. Ikkita parallel tokli o‘tkazgichlarning har biridan bir tomonga yo‘nalgan 2 A tok o‘tmoqda. Tokli o‘tkazgichlar orasidagi masofa 4 sm. Tokli o‘tkazgichlar o‘rtasidagi nuqtada magnit maydon induksiyasi nimaga teng? (Javobi: nolga teng)
3-masala. 4 · 107 m/s tezlik bilan harakatlanayotgan proton induksiyasi 5 T bo‘lgan bir jinsli magnit maydonga uchib kirganda unga qanday kuch ta’sir qiladi? Zarraning tezlik yo‘nalishi va maydon induksiya kuch chiziqlari orasidagi burchakni 45° ga teng deb oling. (Javobi: 22,4 pN)
4-masala. Magnit induksiyasi 0,3 T bo‘lgan bir jinsli magnit maydоnga induk- siya chiziqlariga pеrpеndikular ravishda 160 Mm/s tеzlik bilan uchib kir- gan elеktrоnning harakat trayеktоriyasining egrilik radiusini tоping. (Javobi: 3 mm)
5-masala. Bir jinsli magnit maydоnga tik uchib kirgan elеktrоnning aylanish davri 8 ns bo‘lsa, magnit maydоn induksiyasini aniqlang. (Javobi: 4,5 mT)