Mavzu: Tok kuchi va tok zichligi. Elektr tokining ta’siri

Reja:

1. Tok kuchi va tok zichligi

2. Elektr tokining ta’sirlari

Eletr toki mavjud bo‘lishi uchun 3 ta shart bajarilishi kerak

1. Tok manbayi bo‘lishi.
2. Tok o‘tuvchi zanjirda berk bo'lishi... shuningdek qattiq,
3. suyuqlik va gazlarda elektr toki o‘tishi qaralganda elektr qarshiligi tushunchasi kiritilgan edi.

Elektr toki qanday zaryadli zarralar hisobiga mavjud bo‘ladi? Nima sababdan elektr tokening o‘tishiga muhit qarshilik ko‘rsatadi? Bunday savollarga javob berishdan oldin elektr o‘tkazuvchanlik tushunchasini kiritamiz.
Elektr qarshiligiga teskari bo‘lgan kattalikka elektr o‘tkazuvchanlik
deyiladi. Birligi nemis olimi E. R. Siemens sharafi ga qo‘yilgan.
Metallarning elektr o‘tkazuvchanligini o‘rganishga XX asrning boshida kirishilgan edi. 1901-yilda nemis olimi Karl Rikke juda yaxshi silliqlangan uchta silindrdan (ikkita aluminiy va bitta mis) iborat zanjir tuzadi va undan bir yil davomida tok o‘tkazadi (8.1-rasm). Bu vaqt ichida silindrlardan umumiy miqdori 3,5 · 106 C zaryad o‘tadi, lekin bu silindrlar moddasining kimyoviy tarkibi o‘zgarishiga olib kelmadi. Tajriba tugab, silindrlar ajratilgach, ularning massalari ham o‘zgarmaganligi aniqlandi. Atomlarning bir-biriga o‘tish izlari qattiq jismlardagi oddiy diffuziya natijalaridan ortiq bo‘lmadi. Lekin, bu tajriba metallarda aynan qanday zarralar tufayli tok o‘tishini tushuntirib bermadi.

1. Metallarda elektr o‘tkazuvchanlikning yuqori bo‘lishi, ularda birlik hajmga to‘g‘ri kelgan erkin elektronlarning ko‘pligidir. Masalan, misda erkin elektronlar konsentratsiyasi 8,4 · 1023 m–3 ga teng. Elektronlar xuddi gaz kabi panjara ionlari orasidagi fazoni to‘ldirib, tartibsiz va to‘xtovsiz harakatda bo‘ladi. Elektronlarning metallardagi tartibsiz harakat tezligi hisoblanganda taxminan 60–100 km/s ga teng chiqadi. Tashqi elektr maydon yo‘qligida, o‘tkazgichning istalgan kesim yuzasi orqali o‘tuvchi elektronlar harakati xaotik bo‘lganligidan elektr toki nolga teng bo‘ladi.
2*. P. Drude va X. Lorenslar o‘tkazuvchanlikning elektron nazariyasidan foydalanib zanjirning bir qismi uchun Om qonunini nazariy ravishda keltirib chiqarishdi. Buning uchun uzunligi l, elektronlar konsentratsiyasi n va ko‘ndalang kesim yuzi S bo‘lgan o‘kazgichni qaraymiz . O‘tkazgich uchlariga U kuchlanish berilsa, hosil bo‘lgan maydon kuchlanganligi E = ta’sirida elektronlar a =  tezlanish oladi. t vaqtdan keyin elektronning tezligi  bo‘ladi. t – elektronlarning ikkita to‘qnashishlari oralig‘idagi vaqt. To‘qnashishlarda elektron tezligi yo‘nalishi o‘zgaradi, lekin o‘rtacha tezlik o‘zgarmaydi.
 ;
Tok kuchi ta’rifi ga ko‘ra,  ; bunda  hisobga olsak,  ga ega bo’lamiz.
 -ifoda elektr o‘tka zuv chanlik deyiladi.  o‘tkazuvchanlik ekanligi hisobga olinsa,  - elektr qarshi ligi ning ifodasi kelib chiqadi.

Bunda  ρ– solishtirma qarshilik deyiladi. Solishtirma qarshilik deyilganda uzunligi 1 m, ko‘ndalang kesim yuzasi 1  bo‘lgan o‘tkazgich qarshiligi tushuniladi. Shunday qilib,
Zanjirning bir qismidan o‘tuvchi tok kuchi, o‘tkazgich uchlariga qo‘yilgan kuchlanishga va o‘tkazuvchanlikka to‘g‘ri proporsional bo‘ladi.
I = γ · U
 Mazkur bog‘lanishni XIX asr boshida tajriba yo‘li bilan nemis fizigi G. Om topgan edi. Odatda, bunday bog‘lanish  ko‘rinishda ifodalanadi.
O‘tkazgichlar, asboblar va iste’mol chilardan o‘tuvchi tok kuchining kuchlanishga bog‘liqlik grafigi volt-amper xarakteristikasi deyiladi (VAX).

Tok kuchi va tok zichligi.Elektr tokining ta’sirlari. Agar o‘tkazgichning ko‘ndalang kesim yuzasidan istalgan teng vaqtlar ichida teng miqdordagi zaryadlar oqib o‘tsa, o‘tkazgichdan o‘zgarmas tok o‘tmoqda deyiladi.
O‘tkazgichning ko‘ndalang kesim yuzasidan oqib o‘tgan zaryad miqdori (q) ning shu sarfl angan t vaqt oralig‘iga nisbati bilan o‘lchanadigan fizik kattalikka tok kuchi deyiladi:

Elektr tokining asosiy xarakteristikalaridan biri tok zichligi (j) hisoblanadi. Tok zichligi deb, tok kuchi I ning tok oqib o‘tayotgan yo‘nalishga perpendikulyar bo‘lgan ko‘ndalang kesim yuzasi S ga nisbati bilan o‘lchanadigan fizik kattalikka aytiladi:

Tok zichligi !larda o‘lchanadi. Tok kuchini "
ko‘rinishda ifodalash mumkin. Bunda: n – zaryad tashuvchilar konsentratsiyasi;
e – elektron zaryadi; #– zaryadli zarralar tartibli harakatining o‘rtacha tezligi; S – tok o‘tayotgan o‘tkazgichning ko‘ndalang kesim yuzasi.
U holda tok zichligini
$
ne – ko‘paytma zaryad zichligini xarakterlaydi (birlik hajmdagi zaryad). Shunga ko‘ra j = re υo‘rt bo‘ladi.
Masala yechish namunasi:
Diametri 1 mm bo‘lgan o‘tkazgichdan 5 A tok o‘tmoqda. O‘tkazgichdagi tok zichligini hisoblang.
%

Mavzu yuzasidan test topshiriqlari

1. Tok manbayining elektr yurituvchi kuchi qanday birlikda ifodalanadi?
A) N; B) J; C) A; D) V.
2. Manbaning EYuK 12 V. Manba ichida 50 C zaryadni bir qutbdan ikkinchisiga ko‘chirishda chet kuchlar necha joul ish bajaradi?
A) 60; B) 50; C) 330; D) 600.
3. Metallar elektr o‘tkazuvchanligining klassik nazariyasini kim birinchi bo‘lib yaratgaan?
A) P.Drude va golland fi zigi X.Lorens; B) E.R. Siemens;
C) K.Rikke; D) T.Styuart va R.Tolmen.
4. Ampermetrga ulanadigan shunt qanday tanlanadi va ulanadi? RA– ampermetr qarshiligi, r – shunt qarshiligi.
A) RA>r, parallel ulanadi; B) RA>r, ketma-ket ulanadi;
C) RA<r, ketma-ket ulanadi; D) RA<r, parallel ulanadi
5. Voltmetrga ulanadigan qo‘shimcha qarshilik qanday tanlanadi va ulanadi? Rv– voltmetr qarshiligi, r – qo‘shimcha qarshiligi.
A) Rv>r, parallel ulanadi B) Rv>r, ketma-ket ulanadi
C) Rv<r, ketma-ket ulanadi D) Rv<r, parallel ulanadi.

Adabiyot: 10-sinf Fizika N.Sh. Turdiyev 35-36-37 § 132-136-138-betlar