Elektr zanjirlar nazariyasiga oid tushuncha va qonuniyatlar

Elektr zanjirlar nazariyasiga oid tushuncha va qonuniyatlar

Reja:

1. Elektr zanjir va uning tarkibidagi elementlar
2. Elektr zanjirlarning parametrlari va ularning tavsiflari
3. Mujassam (yig’iq) va tarqoq parametrli zanjirlar to’g’risida tushunchalar

4. Elektr zanjiridagi elementlarning tok va kuchlanishlari

5. Elektr yurituvchi kuch va tok manbalari

6. Elektr zanjir sxemalari (shakllari)

7. Elektr zanjirlar topologiyasi. Sxema grafi to’grisida tushunchalar

8. Elektr sxemadagi ulanishlar matritsasi

9. Elektr zanjirlariga oid qonunlar

10. Zanjir toklarining tugun tenglamalari (graf-sxemalari asosida)

11. Zanjir graf-sxemasining kontur tenglamalari (Konturlar matritsasi)

Elektr zanjir va uning tarkibidagi elementlar

Kitobning oldingi bobida ko’rsatildiki, har qanday elektromagnit hodisa fazoning biror qismida hamda elektr va magnit jarayonlarining chambarchas bog’langan holatida kuzatiladi. Shu sababli elektr (yoki magnit) hodisasi energiya o’zgartirishi (almashinuvi) jarayoni bilan bog’langan bo’lib, biror berk kontur (trayektoriya, ixtiyoriy chiziqli yo’l) bo’ylab kuzatiladi. Masalan, magnit maydoni (yoki uning kuch chiziqlari) ma’lum bir murakkab berk chiziq bilan cheklangan bo’lib, o’z yo’lida har xil magnit xususiyatiga ega bo’lgan muhit va elementlarni kesib o’tadi. O’z navbatida, magnit maydoni biror (yoki bir necha) manbalar tufayli hosil bo’lgan bo’ladi. Mazkur maydonning ushbu holatda ushlab turgan barcha manba, muhit va elementlar magnit zanjirini tashkil etadi.

Shunga o’xshash elektr hodisalari ham elektr zaryadlar (yoki toklar) hosil qiladigan manbalaridan boshlab, har xil elektr xususiyatiga ega bo’lgan muhit va elementlar tufayli ayon bo’ladi. Elektr zaryadlari harakati natijasida vujudga kelgan toklar bir necha (yoki biror) berk konturlardan iborat bo’lgan elektr zanjir orqali oqadi.

Aytilgan tushunchalar asosida quyidagi ikkita muhim ta’rifiy xulosaga o’tish mumkin:

1. Magnit yurituvchi kuch va magnit oqimi kabi tushunchalar yordamida ifodalanadigan hamda magnit jismlardan tashkil topgan har qanday qurilmalar to’plami magnit zanjiri deb ataladi.
2. Elektromagnit jarayonlari elektr yurituvchi kuch, tok va kuchlanish kabi tushunchalar yordamida ifodalanadigan hamda tok o’tish yo’llarini ta’minlovchi har qanday qurilma va vositalar to’plami elektr zanjiri deb ataladi.

Ammo elektr zanjirga doir to’la-to’kis ma’lumotga ega bo’lmasdan turib, uning xususiyatlarini o’rganib bo’lmaydi. Undan tashqari, elektr zanjirlardagi elektromagnit jarayonlari elektromexanika nazariyasi uchun fundamental tushuncha va qoidalar manbaidir.

Elektromagnit energiya manbalari, elektromagnit energiyasini o’zgartiruvchi va uzatuvchi qurilmalar shu energiyani qabul (iste’mol) qiluvchi obyektlari elektr zanjirlarning asosiy elementlari hisoblanadi.

Issiqlik, kimyoviy, yadroviy, mexanik, daryo suvlari va quyosh energiyalarini elektromagnit energiyasiga aylantirib beruvchi generatorlar elektromagnit energiya manbalari sifatida xizmat qiladi (lotincha: “generator” - ishlab chiqaruvchi).

Masalan, issiqlik energiyasidan foydalanganda, dastavval suv isitilib bug’ga aylantiriladi, bug’ esa bug’ turbinasini katta tezlikda aylantiradi. Undan olingan mexanik energiya esa elektr generatori orqali elektr energiyasiga aylanadi. Bunday elektr generatori turbogenerator deb ataladi. Yadroviy va quyosh energiyalari ham asosan suv bug’i vositasida turbogeneratorlar orqali elektr energiyasiga aylanadi. Shuni ham aytib o’tish kerakki, dunyo miqyosida ishlab chiqariladigan barcha elektr energiyaning 85% dan ziyodi issiqlik energiyasidan olinadi.

Kimyoviy elektr manbalariga har xil galvanik, ya’ni kimyoviy reaksiyalar hisobiga tok hosil qiluvchi elementlar kiradi. Bu qatorga elektr energiyasini vaqtincha jamgarib qo’yuvchi elektr akkumulyatorlari ham kiradi.

Umuman olganda, mexanik energiyani suv turbinalari, shamol parraklari, kuchli dengiz to’lqinlari va shu kabi kuchlar hisobiga olish mumkin. Har bir holda ham mexanik energiya baribir elektr energiyasiga aylanadi.

Elektr tokini uzatuvchi liniyalarni, elektr tarmoqlar va ulagichuzgichlar elektromagnit yoki soddaroq qilib aytganda, elektr energiyasini uzatuvchi elementlar (qurilmalar) deb ataladi. Elektr energiyasini o’zgartirishda esa har xil transformator, invertor, tok to’grilagich, chastota o’zgartirgich hamda shu kabi apparat va asboblar qatnashadi. Bular ichida, masalan, eng ko’p tarqalgan transformatorlar yordamida o’zgaruvchi tok va kuchlanishlarning amplitudalarini ixtiyoriy miqyosda o’zgartirish mumkin. Yarim o’tkazgichli to’grilagich o’zgaruvchan tokni o’zgarmas tokka aylantirsa, invertor shunga teskari vazifani bajaradi va h.k.

Va nihoyat, elektr energiyasini iste‟mol qiluvchi elementlarga o’tadigan bo’lsak, birinchi navbatda metall simlardan yasalgan aktiv qarshiliklarni olishimiz kerak. Bu qarshiliklarda (yoki rezistorlarda) elektr energiyasi issiqlik energiyasiga aylanadi: elektr lampalari, elektr pechlar (o’choqlar), elektr dazmollari va suv qaynatgichlari bunga yaqqol misol bo’la oladi. Elektr iste’molchilaridan yana biri elektr yuritgichlar (motorlar, dvigatellar) dir. Ular elektr energiyasini mexanik energiyaga aylantiradi. Elektr energiyasi iste’molchilar yordamida energiyaning yana boshqa turlariga (radio orqali – tovush energiyasiga, akkumulyatorda – kimyoviy energiyaga va h.k.) aylanishi mumkin.

Umuman olganda, elektr zanjir elementlari ko’p funksional (ya’ni ko’p vazifa bajaradigan) bo’lgani sababli, ular zimmasiga turli talablar (energiyani aniq miqdorda o’zgartirish (yoki uzatish), uni sifatini saqlash, yuqori foydali ish koeffitsiyentiga va davomli ish bajarish qobiliyatiga ega bo’lish, ishonchlilik garovi va h.k.) qo’yilgan bo’ladi. Har qanday murakkab elektr zanjir, o’z tarkibidagi elementlar soni va ulanish shaklidan qat’i nazar, asosan ikki turkumga bo’lingan bo’ladi. Agar zanjir (yoki uning biror qismi) o’z tarkibiga e.yu.k. yoki tok manbalarini olgan bo’lsa, bunday zanjir (yoki uning qismi) aktiv hisoblanadi. Agarda ularning tarkibida elektr manbalari bo’lmasa (yoki bo’la turib, bir-biriga qarama-qarshi va teng ta’sirli bo’lsa), zanjir (yoki uning qismi) passiv hisoblanadi.