F=q(E+[V*B])
F — Лоренц күші
q — бөлшек заряды
E— электр өрісі
B — магнит өрісі
v — бөлшектің жылдамдығы
|
3.2.2Магнит өрісіндегі тогы бар рамаға әсер ететін айналдырушы моменті
Рамка арқылы ток жүргенде, ол белгілі бір бұрышқа бұрылады. Рамканың айналу бағыты арқылы магнит өрісінің бағыты анықталады.Магнит өрісінің рамканы айналдырушы мұндағы тогы бар рамканың магнит моменті векторы. Магнит индукция векторы, контурғы нормаль бірлік вектор, магнит өрісінің токқа әсер ететін күшін сипаттайды. Олай болса, магнит индукциясы айналу моментіне пропорционал шама.
|
3.2.1Магнит өрісіндегі тогы бар рама
Рамка қайсыбір бұрышқа бұрылсын, онымен нормаль да дәл осындай бұрышқа бұрылады. Енді
рамканың барлық жақтарына Ампер күші әрекет етеді.Осы кезде Ампер күштерінің механикалық
моменті азаяды, ал магнит ағыны
Ф=Вscosα шамасына артады. Магнит өрісінің күштік сипаты болатын векторлық физикалық шама.Тогы бар рама (контур) ‒ магнит өрісінде бағдарланады.
M=I*S
M- айналдырушы момент (контурдың пішініне тәуелді емес),
I‒ток күші,
S‒раманың ауданы
|
2.2.13Ампер заңы Ампер күшінің бағыты
Ампер заңы – бір-бірінен белгілі бір қашықтықта орналасқан өткізгіштердің шағыш кесіндісі бойымен өтетін екі токтың өзара механикалық әсерлесу заңы. 1820 жылы француз физигі А.М. Ампер (1775-1836) ашқан. Ампер заңынан параллель екі өткізгіш бойымен ток бір бағытта жүрсе, олардың бір-біріне тартылатындығы, қарама-қарсы бағытта жүрсе, бір-бірінен тебілетіндігі шығады. F=kIΔlBsinα
|
2.2.12Түзу және дөңгелек токтардың магнит өрістерінің күш сызықтары
Магнит өрісінде индукция векторы шамасы жағынан барлық жерде бірдей және бағыттас болса, мұндай өрісті біртекті магнит өрісі деп атайды. Біртекті өрістің индукция векторының күш сызықтары параллель болады. Осындай біртекті өрісте ауданы S бет перпендикуляр болып орналассын. Сонда магниттік векторының жазық беттің ауданына S көбейтіндісі осы бет арқылы өтетін магнит ағыны деп аталады.
|
2.2.11Түзу және дөңгелек токтың магнит индукциясын
Дөңгелек токтың центріндегі магнит өрісін анықтау. Мұндай өткізгіштің барлық элементтері О центрінен бірдей R қашықтықта болады. Магнит индукциясының бағыты центр арқылы контурға перпендикуляр бағытталады.Өрістің нүктесіндегі магнит индукциясын есептейік. Өрістің нүктесіндегі элементінің индукцияларының бағыттары бірдей болады. Био-Савар-Лаплас заңы бойынша:Бұрыш шексіз тұзу өткізгіштің барлық элементтері үшін 00-ден 1800 дейін өзгереді
|
2.2.10Ампер тәжірибелерін
Ол магнит тілшесіне тек электр тоғы ғана әрекет етіп қоймай, магниттің әрекетінен тоғы бар өткізгіш те қозғалысқа келетінін анықтады.
Ол мыс өткізгішті магнит тілшенің үстіне оның осіне параллель орналастырды. Өткізгіш арқылы ток жіберген кезде магнит тілшесі өзінің бастапқы қалпынан ауытқиды. Тізбекті ажыратқанда магнит тілшесі өзінің бастапқы қалпына келеді. Оның ауытқу бағыты өткізгіштегі токтың ауытқу бағытына байланысты болады.Бұрғы ережесімен:егер бұрғыны токтың бағытымен қозғалта бұраса, онда бұрғы тұтқасының айналу бағыты өрістің магниттік күш сызықтарының бағытын көрсетеді.
|
2.2.9Эрстед тәжірибелерін
Ганс Кристиан Эрстед есімімен танымал зерттеуші 1819 жылы электр тогының әсерінен магниттік инені қалай бұруға болатындығын байқады. Магнитті ине ине тәрізді магниттің құрамы болды. Эрстед эксперименті және электр мен магнетизм арасындағы байланысты анықтады. Осы уақытқа дейін олар екі түрлі элемент болды, сонымен қатар гравитация мен электр қуаты.Эрстед экспериментінің теріс нәтиже берген басқа алдыңғы әрекеттерімен бар түбегейлі айырмашылығы - цикл мен магнитпен әрекеттесетін зарядтардың ток тәжірибесі қозғалыста.
|
2.2.8Вакуумдағы заряд тасымалдаушылар.Термоэлектронды эмиссиясы
Вакуум – бөлшектің еркін қозғалысы ыдыстың өлшемдерімен салыстырғанда өте үлкен болатын газ күйі.Вакуум токты өткізуі үшін, онда еркін қозғала алатын зарядтарды тудырушы болуы керек.
Еркін зарядтарды тудырушы көзі ретінде, жоғары температураға дейін (1000 – 20000С) қыздырылған катод қолданылады. Қыздыру нәтижесінде одан электрондар босап шығады.
Бұл құбылыс термоэлектрондық эмиссия деп аталады.
|
2.2.7Газдардағы заряд тасымалдаушылар
Электрөткізгіштік дегеніміз электр өрісінің әсерінен еркін зарядтардың тасымалдануын (қозғалысын) айтамыз.Қарапайым шарттарда, газдардағы аса қатты үлкен емес температурада, газ нейтралды молекулалардан тұрады. Құрамында электр зарядттарын еркін тасымалдаушылар болмағандықтан, олардың электрөткізгіштігі туралы айтудың ешқандай мағынасы жоқ. Бірақта, зарядттардың еркін тасымалдаушылары (электрондар мен иондар) газдық ортада қатты денелердің эмиссиясы нәтижесінде пайда болады.
|
2.2.6Фарадейдің екінші заңы
Фарадейдің 2-заңы электрхим. эквиваленттің шамасын анықтайды: k=1M/Fn=A/F, мұндағы п — ионның заряды (валенттігі), A=kFz, электролиттегі заттың химиялық эквиваленті, яғни элементтің электрхимиялық эквиваленті оның химиялық эквивалентіне пропорционал. Фарадей заңының математикалық өрнегі электролиз кезінде бөлінетін заттың массасын, электрхимиялық және химиялық эквиваленттерін дәл анықтау үшін пайдаланылады.
|
2.2.5Фарадейдің бірінші заңы. Электрохимиялық эквивалент,
Электролит арқылы ток өткенде электродта бөлініп шыққан заттың массасы (т) ток күшіне (Қ) және ток жүрген уақытқа (t) пропорционал, яғни т=kҚt, мүндағы k — электролиттегі заттың электрхимиялық эквиваленті деп аталатын пропорционалдық коэффициент.
|
2.2.4Электродтарда жүретін процестер. Электролиз жөнінде
Электролиз– еріген немесе балқыған электролиткебатырылған электродтарда электр тогы әсерінен жүретін химиялық реакция.Электродты процеске қатысатын заттың химиялық табиғатына орай электродтар бірінші және екінші текті болып бөлінеді. Бірінші текті электродтар. Ондағы металл тотықсызданған түрге жатса, ал осы металдың ионы тотыққан болып есептеледі. Бұған мысал ретінде мыс пен мырыш электродтарын алуға болады.
|
2.2.3Электролиттердегі заряд тасымалдаушыларды
Электролиттер ( грек. lysіs – еру, ыдырау) – еріген немесе балқыған күйде электр тоғын өткізетін заттар.Электролиттерге қышқыл, негіз, тұздың судағы ерітінділері жатады; бұларда электр тогы иондар арқылы тасымалданады. Электролиттердегі иондар хаосты қозғалыста болады. Егр электролит арқылы электр огын өткізетін болсақ, олардың қозғалысы реттелелді де, оң иондар (катион) теріс зарядталған электродқа (катодқа), ал теріс иондар (анион) оң зарядталған электродқа (анод) қарай қозғала бастайды.
|
2.2.2Термисторлар мен фоторезисторларды
Фоторезистор - жұмысы ішкі фотоэффектіге негізделген, жарық әсерінен электрлік кедергісі кеміп, электр өткізгіштігі артатын шалаөткізгіш аспап. Фоторезистордың негізгі бөлігі — шалаөткізгіш материалдың жұқа фотосезімтал қабаты.Транзистор (ағылш. transfer - тасымалдау және resistor - кедергіш) — электр тербелістерін күшейтуге, оларды тудыруға және түрлендіруге арналып жартылай өткізгіш кристалл негізінде жасалған электрондық құрал.
|
2.2.1Жартылай өткізгіштер. Жартылай өткізгіштердегі заряд тасымалдаушылар. Меншікті өткізгіштік
Жартылай өткізгіштер - электрлік кедергісі (бос электрондар саны) температурасына және жарықталынуына тәуелді болатын ковалентті байланыстағы заттар.
Меншікті өткізгіштік - қоспасы жоқ таза жартылай өткізгіштердің өткізгіштігі (кремний, германий). Қоспасыз жартылай өткізгіште электрондар мен кемтіктердің саны бірдей T=OK; T>OK
|
1.2.13Асқынөткізгіштік құбылысын айт
Асқын өткізгіштік — кейбір өткізгіштерді белгілі бір алмағайып температураға (Та) дейін суыту кезінде олардың электрлік кедергісінің секірмелі түрде кенет нөлге дейін төмендеу құбылысы. Сынаптың температурасын Т = 4,15 К-ге төмендеткен кезде бұл құбылысты алғаш рет (1911) голланд физигі Х.Коммерлинг-Оннес байқаған. Ол кейін Т1Та температура кезінде күшті магнит өрісінде (НТНа) сынаптың электрлік кедергісінің қалпына келетіндігін де анықтаған.
|
1.2.12Металдардағы заряд тасымалдаушыларды байқау тәжірибелерін
Электр зарядын тасымалдаушы бөлшектері – еркін электрондар.
Валентті электрондардың атом ядросымен байланысы үзіліп, еркін электрондар пайда болады.
𝐼= 𝑈 𝑅
Электр қыздырғыш және жарықтандырғыш құралдарда, электрқозғалтқыш-тарында басқа электр құралдарына токты тасымалдау үшін қолданылады.
𝑅𝑅= 𝑅 0 𝑅𝑅 𝑅 0 0 𝑅 0 (1+𝛼𝛼∆𝑇𝑇)
Металдардың температурасы артқан сайын кедергісі де артады
|
1.2.11Металдардағы электр тогын жаз
Металдардағы электр тогы-еркін электрондардың реттелген козғалысы. Электр өрісінің әрекетінен металдардағы электрондардың қозғалыс жылдамдығы онша үлкен емес. Ал өткізгіш ішіндегі электр өрісінің таралу жылдамдығы өте үлкен, ол шамамен жарық жылдамдығына тең болады (300000 км/с). Металдардағы электр тогын электрондардың бағытталған қозғалысы тудырады. Бұл көптеген тәжірибемен дәлелденген.
|
1.2.10Джоуль – Ленц заңын жаз
Өткізгіште бөлінетін жылу мөлшері өткізгіш арқылы өтетін ток күшінің квадратына, өткізгіш кедергісіне және тізбектің жұмыс істеу уақытына тура пропор-
ционал.Q=I2Rt. Джоуль – Ленц заңына сүйенсек, өткізгіштерді тізбектей жалғағанда ең көп жылу мөлшері үлкен кедергісі бар өткізгіште бөлінеді: Q1/Q2=R1/R2.
|
1.2.9Ток көзінің ПӘК-і
Пайдалы әсер коэффициенті – пайдалы жұмыстың толық жұмысқа қатынасы. Электр тізбегі үшін пайдалы жұмыс – электр өрісінің жұмысы, толық жұмыс бөгде күштердің жұмысы, онда келесі қатынас орындалады:
η=Aп/Ат; η=Uit/εIt; η=P/Pт; η=U/ε;
η=R/R+r.
|
1.2.8Ток қуаты. Ток көзінің жұмысы мен қуатын
Токтың жұмысы электр өрісінің күші әсерінен зарядтардың өткізгіш бойымен бағытталған орын ауыстыруына негізделген. Ток жұмысы – электр өрісі тасымалдаған
зарядтың берілген өткізгіш бөлігіндегі кернеуге көбейтіндісіне тең физикалық шама. A = q(φ1 – φ2) = qU. Кез келген уақыт аралығында тасымалданған заряд мөлшері ток күшіне тәуелді: q = It. Осы қатынасты пайдалана отырып, теңдіктен
төмендегі өрнекті аламыз: A = UIt.
|
1.2.7Ток жұмысын өлшеу жаз
Токтың жұмысы электр өрісінің күші әсерінен зарядтардың өткізгіш бойымен бағытталған орын
ауыстыруына негізделген.
Ток жұмысы – электр өрісі тасымалдаған зарядтың берілген өткізгіш бөлігіндегі кернеуге көбейтіндісіне тең физикалық
шама. A = q(φ1 – φ2) = qU.
Кез келген уақыт аралығында тасымалданған заряд мөлшері ток күшіне тәуелді: q = It.
|
1.26Тізбектегі тұрақты токтың жұмысын жаз
Тұрақты ток – ток күшінің шамасы мен бағыты уақытқа байланысты өзгермейтін электр тогы.Тұрақты ток тұрақты кернеудің әсерімен тек тұйықталған тізбекте ғана пайда болады. Тармақталмаған тұйық тізбектің кез келген қимасында тұрақты ток күшінің мәні өзгермейді.Тұрақты ток көздеріне электр машиналарының генераторы, гальвани элементтері, термоэлементтер, батареяларға топтастырылған фотоэлементтер, күн көзінің батареялары
|
1.2.5Кирхгоф заңдарын жаз
Кирхгофтың бірінші заңы зарядтың сақталу заңының салдары болып
табылады, ол бойынша өткізгіштіңбірдебір нүктесінде заряд жинақталмауы және
жоғалып кетпеуі керек:
Түйінде жинақталатын ток күшінің алгебралық қосындысы нөлге тең.
∑In=0 .Кирхгофтың екінші заңыОм заңының жалпылануы болып табылады: Кез келген тұйық контурдағы кернеудің түсуінің алгебралық қосындысы осы контурдағы ток көздерінің ЭҚК-сінің алгебралық қосындысына тең.
∑εn=∑InRn
|
1.2.4Жалпыланған Ом заңының дербес жағдайлары. Толық тізбек үшін Ом заңын
Ом заңы – электр тогының негізгі заңдарының бірі. Ом заңы – өткізгіштегі ток күшінің (І) осы өткізгіштің ұштары арасындағы кернеумен (U) байланысын анықтайды: U=r*І
|
1.2.3Ток көзі бар тізбек бөлігі үшін Ом заңын жаз
Тізбек бөлігіндегі ток күші сол бөліктегі кернеуге тура пропорционал және
кедергіге кері пропорционал.
I=f1-f2/R немесе I=U/R
Берілген заңдылықты тізбек бөлігі үшін Ом заңы деп атайды. Егер жүктеме кедергісі шексіз аз болса, онда ток көзі қысқа тұйықталу режимінде жұмыс жасайды.
|
1.2.2Ток көздерін параллель жаз
Параллель жалғау кезінде өткізгіштердің бастарын бір түйінге, ұштарын екінші түйінге жалғайды.
Iж=I1+I2+...+In
Uж=U1=U2=...=Un
Rж=R1R2/R1+R2
|
1.2.1Ток көздерін тізбектей жаз
Егер өткізгіштің басын алдыңғы өткізгіштің ұшымен жалғайтын болса, онда өткізгіштерді жалғаудың бұл түрін өткізгіштерді тізбектей жалғау деп атайды:
Iж=I1=I2=...=In
Uж=U1+U2+...+Un
Rж=R1+R2
|
|
