Бақылау сұрақтары

1.  Электр тогы дегеніміз не? Ток тығыздығы дегеніміз не?

2.  Тізбектің бөлігі және толық тізбек үшін Ом заңдарын беріңіз.

3.  Ортада ток болуы үшін қандай шарттар орындалуы керек?

4.  Дифференциал түріндегі Ом заңын қорытып шығарыңыз.

5.  Джоуль-Ленц заңы қалай айтылады?

6.  Жылу мөлшерінің көлемдік тығыздығы дегеніміз не?

7.  Қандай ток көздерін білесіз?

8.  Бөгде күштердің жұмысы нені анықтайды?

9.  Электр тогының қуаты. П.Ә.К.-і.

Сұрақ-жауап (жаңа сабақты бекіту)

1. Аттас зарядталған денелердің әсерлесуі (тебіледі)

2. «Электр өрісі» ұғымын енгізген ғалым (Фарадей)

3.Янтарь сөзінің мағынасы (электрон)

4. «Электр тогы» түсінігін енгізген ғалым (Ампер)

5.Ток күші,кернеу және жұмыс істеуге кеткен уақыттың көбейтіндісіне тең физикалық шама (жұмыс)

6. Кедергіні өзгертетін құрал (реостат)

7. Кулонмен өлшенетін физикалық шама (Заряд)

8. Кернеудің өлшем бөлігі (Вольт)

9. Электр тогының бақа еттеріне әсерін зерттеген ғалым (Гальвани)

10. Ток күші мен кернеудің көбейтіндісінен тең физикалық шама(қуат)

11. Ток күшінің өлшем бірлігі (Ампер)

12. Амперметр тізбекке қалай жалғанады? (тізбектей)

13. Токтың жылулық әрекетін зерттеген орыс ғалымы( Ленц)

14. Өткізгішітң қасиетіне байланысты физикалық шама (кедергі)

15. Қуатты өлшейтін құрал (Ваттметр)

16. Меншікті кедергі қандай шамаға кері пропорционал (аудан)

17. Өткізгіштерді параллель жалғағанда қандай шама тұрақты? (кернеу)

18. Вольтметр тізбекке қалай қосылады?( параллель)

19.Электронның заряды қандай (теріс)

20. Амперметр тізбекке қалай қосылады?( тізбектей)

Есеп шығару үлгілері

№1-есеп Өткізгіш сымның ұштарындағы кернеу 220 В, ал тізбектегі ток күші 10 А болса, сым арқылы 5 минутта қанша жылу бөлініп шығады?

№2-есеп Амперметр 10 А көрсетіп тұрса, R₁= 4 Ом; R₂= 6 Ом; R₃=2 Ом, жалпы кернеу неге тең болады?

№3-есеп Электр шамының қыл сымы арқылы 10 минутта мөлшері 200 Кл электр өтеді деп алып, шамның ток күшін анықтаңдар.

3-дәріс. Электр тізбегі деп ЭҚК, тоқ, кернеу ұғымдарымен түсіндірілетін, электр тогы жүретін, өзара бір-бірімен сымдар арқылы жалғасқан электр энергия көздерінің, электр энергиясын тұтынушылардың және бақылау, өлшеу аспаптарының жиынтығын айтады.

Электр энергияның көздерінде энергияның басқа түрлері (механикалық, жылу, жарық, химиялық және т.б.) электр энергиясына түрленеді, ал электр энергиясын тұтынушыларда (қабылдағыштарда), керісінше, электр энергиясы энергияның басқа түрлеріне түрленеді.

Электр тізбегінің түрлері тоқ түріне байланысты:

- тұрақты, айнымалы ток тізбектері; бір және үш фазалы немесе көп фазалы ток тізбектері;

- тізбектің элементтерінің вольтамперлік сипаттамасына байланысты: сызықты және сызықты емес электр тізбектері;

- тізбектегі электр энергиясы көздерінің (қоректендіргіштердің) санына байланысты: бір қоректендіргіші бар және бірнеше қоректендіргіші бар электр тізбектері;

- элементтерді өзара жалғау әдістеріне байланысты: тармақталмаған және тармақталған тізбектер.

Электр тізбегінің сұлбасы - тізбектің элементтерін және олардың өзара жалғану ерекшеліктерін шартты түрде графикалық жолмен бейнеленуі. Электр тізбектерін әртүрлі мақсаттағы жұмыстарды орындау үшін графикалық түрде кескіндейді. Электр тізбегінің шартты белгілер арқылы келтірілген графикалық кескіні электрлік сұлба деп аталады.

Электрлік сұлбалар мақсатына қарай монтаждық, функциялық, орынбасарлық т.с.с. болып бөлінеді. Шартты белгілердің графикалық кескінін және мөлшерін халықаралық шартты белгілерге сәйкестендіре отырып Мемлекеттік Стандарт қабылдаған. Сондықтан олардың кескінін және мөлшерін бұрмалауға болмайды.

Тізбектің бір ток жүретін бөлігі тармақ, үш не одан да көп тармақтардың қосылған нүктесі түйін, тізбектің ток жүретін кез-келген тұйықталған бөлігі өнбой (контур) деп аталады.

Электр тізбегіндегі әрбір қондырғы, құрылғы немесе аспап тізбектің элементі деп аталады. Тізбек элементтерін, шартты графикалық белгілермен қатар, шартты әріптермен белгілеу де қабылданған.

Ток жоқ кезде қысқыштарында кернеуі бар элемент активті, ал ток жоқ кезде кернеуі де жоқ элемент пассивті элемент деп аталады. Қорек көздері активті де, ал электр қабылдағыштар пассивті болып табылады.

Әрбір пассивті элементтің кернеуі, тогы және кедергісі Ом заңы бойынша байланысқан:

U  RI

мұндағы: U – кернеу, В; R – кедергі, Ом; І - ток күші, А. Электр қозғаушы күші және ішкі кедергісі бар электр энергиясының көзі электр қозғаушы күш көзі (ЭҚК) деп аталады Егер ЭҚК көзіне электр қабылдағыш қосса, онда тізбекпен жүретін ток

;

Бұдан

,

мұндағы: E - электр қозғаушы күш, В; R - электр қабылдағыштың кедергісі, Ом; Rі - ЭҚК көзінің ішкі кедергісі, Ом.

Тізбек элементінің кернеуі деп оның басы мен аяғының арасындағы потенциалдар айырымын айтады. Оны, яғни RІ көбейтіндісін, кернеудің түсуі немесе кемуі деп те атайды.

Электр тізбегінде элементтер бірізді (тізбектей), параллель және аралас түрде жалғанады. Егер тізбек элементтері олармен бір ток өтетіндей етіп, яғни бірінің аяғы екіншісінің басымен, екіншінің аяғы үшіншісінің басымен т.с.с. жалғанса, онда мұндай жалғануды бірізді (тізбектей) жалғау деп атайды. Егер тізбек элементтері бір кернеулі болатындай етіп, яғни бастары бір түйінделіп, ал аяқтары өзара бір түйінделіп жалғанса, онда мұндай жалғануды параллель жалғау деп атайды.

Кирхгоф бірінші заңы. Бірінші анықтамасы: Тізбектің кез-келген түйінінде түйіскен токтардың алгебралық қосындысы нөлге тең. Математикалық түрде жазылуы: I  0. Теңдеу құру үшін тұйінге кірген токтардың таңбасын «+» , ал шыққан токтардың таңбасын «-» етіп алу керек. Екінші анықтамасы: Түйінге кірген токтардың арифметикалық қосындысы түйіннен шыққан тоқтардың арифметикалық қосындысына тең.

Кирхгоф екінші заңы. Бірінші анықтамасы: Тұйық контурдағы э.қ.к.- тердің алгебралық қосындысы сол контурдағы кедергілердегі кернеулердің түсулердің алгебралық қосындысына тең. Екінші анықтамасы: Кез- келген тұйық контурдың бойындағы кернеулердің алгебралық қосындысына нөлге тең.

Математикалық түрде жазылуы: E  I  R , U  0

Кирхофтың екінші заңы бойынша теңдеу құрудың реті:

а) Тізбектің тармақтарындағы токтардың бағыттарын өз қалауымызша таңдап аламыз;

ә) Тізбектің контурларын айналу бағытын өз қарауымызша таңдап аламыз;

б) Э.қ.к.- тің алгебралық қосындысын тапқан кезде контурдағы э.қ.к.- нің бағыты контурды айналу бағытымен сәйкес келсе, онда оның таңбасы «+», ал керісінше жағдайда «-» болады;

в) Токтың бағыты контурды айналу бағытымен сәйкес келсе, онда кернеудің түсуінің таңбасы таңбасы «+», ал керісінше жағдайда «-» болады. Тізбектің немесе тізбек элементінің олардың параметрлері арқылы келтірілген графикалық кескінін орынбасарлық сұлба деп атайды. Орынбасарлық сұлба әдетте тізбекке немесе тізбек элементіне талдау жүргізу үшін құрылады. Жалпы алғанда, тізбек элементі параллель орынбасарлық сұлбамен де кескінделеді.

Кирхгоф заңдары

Электр тізбектерін есептеу кезінде Ом заңымен қатар Кирхгофтың заңдары да кеңінен қолданылады. Кирхгофтың екі заңы электр тізбектерінің негізгі заңдары ретінде саналады.

Кирхгофтың бірінші заңы электр тізбегінің түйіндерінде зарядтардың жинақталмайтындығына, яғни токтың үздіксіз жүретіндігіне (үздіксіздік принципіне) негізделеді. Бұл заң тізбектің түйініне қатысты қолданылады. Бұл заңның бірінші тұжырымдамасы бойынша тізбектің кез-келген түйінінде түйіскен токтардың алгебралық қосындысы нөлге тең. Матема- тикалық түрде жазылуы:

Теңдеу құру үшін түйінге қарай бағытталған токтардың таңбасын «+», ал түйіннен шыққан токтардың таңбасын «-» етіп алу керек. Мысалы, 15- суреттегі түйін үшін:

4-сурет

Егер және тоқтарын теңдіктің оң жағына шығарсақ, онда

,

яғни, (екінші тұжырымдама бойынша) түйінге кірген токтардың арифме- тикалық қосындысы түйіннен шыққан токтардың арифметикалық қосын- дысына тең.

Берілген тізбек үшін Кирхгофтың бірінші заңы бойынша құрылатын теңдеулер саны түйіндер санынан біреуге кем болады: .

Кирхгоф екінші заңы энергияның сақталу заңына сүйенеді және электр тізбегінің контурына қатысты қолданылады. Бұл заңның бірінші тұжырым- дамасы: Тұйық контурдағы э.қ.к.-тердің алгебралық қосындысы сол контур- дағы кедергілердегі кернеулердің түсулерінің алгебралық қосындысына тең. Математикалық түрде жазылуы:

,

мұндағы қарастырылатын контурдағы э.қ.к.-тердің саны; қарастырылатын контурға қатысты тармақтардағы кедергілер саны.

Кирхгоф екінші заңының екінші тұжырымдамасы: Кез-келген тұйық контурдың бойындағы кернеулердің алгебралық қосындысы нөлге тең:

Бұл жоғарыдағы өрнекті қолданған кезде э.қ.к. көзіндегі кернеудің бағыты оның э.қ..к.-інің (Е) бағытына қарсы бағытталатынын ескеру керек. Берілген тізбек үшін Кирхофтың екінші заңы бойынша құрылатын теңдеулер саны тізбектегі тармақтар санымен бірінші заңы бойынша құрылатын теңдеулер санының айырмасына тең, яғни .