mÖvzu: elektrİk yÜkÜ vƏ elektrİk sahƏsİ

MÖVZU:ELEKTRİK YÜKÜ VƏ ELEKTRİK SAHƏSİ

Mühazirəçi:

dos. Məmmədov S.Z.

AZƏRBAYCAN DÖVLƏT AQRAR UNİVERSİTETİ MÜHƏNDİSLİK FAKÜLTƏSİENERGETİKA KADEDRASI

Gəncə~2010

FƏNN: ELEKTROTEXNİKANIN NƏZƏRİ ƏSASLARI

ELEKTRIK YÜKÜ VƏ ELEKTRIK SAHƏSI

2

Ə D Ə B İ Y Y A T

1. Kazimzadə Z. “Elektrotexnikanın nəzəri əsasları”. Bakı, Maarif, 1966.

2. Волынский Б.А. “Elektrotexnika” .Москва,

энергоатомиздат, 1987.

3. Блажкина А.Т. Общая электротехника. Ленинград энергоиздат.

Ленинградское отделение, 1988.

4. Нейман Л.Р. Теоретические основы электротехники: в 2-х томах.

Ленинград. Энергоиздат, 1988.


3

P L A N

KEÇİRİCİLƏR VƏ DİELEKTRİKLƏR ELEKTRİK CƏRƏYANI VƏ CƏRƏYAN SIXLIĞI MÜQAVİMƏT VƏ KEÇİRİCİLİK POTENSİAL ELEKTRIK HƏRƏKƏT QÜVVƏSI VƏ GƏRGINLIK CƏRƏYAN QANUNU ELEKTRİK SAHƏSİNİN ENERGİYASI MƏSƏLƏ T E S T


4


Elektrik və maqnit hadisələri adı altında toplanan fiziki hadisələr çox-dandır ki, insanları məşğul etməkdədir. Bu hadisələrin kəmiyyət və keyfiy-yət tərəfləri uzun illərdən bəri tədqiq olunaraq, onların mahiyyətləri gündən-günə aydınlaşdırılmaqdadır. Elektrik hadisələrinin ən ibtidai şəkli – yun parçaya sürtülmüş kəhruba- nın kiçicik cisimləri cəzb etməsi hələ qədim Yunanıstanda məlum imiş. Buna görədir ki, elektrik istilahının, yunanca kəhruba mənasını verən “elek-ton” sözündən götürüldüyünü qəbul etmək lazım gəlir. Məlum olduğu üzrə birinci dəfə, cisimlərin elektrikləşdirilməsi, onların bir-birinə sürtülməsi nəticəsində əldə edilmişdir. Sürtülmə nəticəsində hasil edi-lən elektrikə triboelektrik adı verilmişdir. Qədim əsrlərdə elektrik hadisələri olduqca zəif templə öyrənilirdi. XVI əs-rin axırlarında Cilbert triboelektrik hadisəsilə məşğul olaraq bütün cisimləri iki qrupa bölmüşdür: 1) sürtülmə yolu ilə elektriklənən cisimlər və 2) sürtül-mə yolu ilə elektriklənməyən cisimlər. Birinci qrupa, hazırda dielektrik adı verdiyimiz şüşə, mərmər, kəhruba, qətran, ipək və s. kimi cisimlər daxil oldu-ğu halda, ikinci qrupu təşkil edənlər, əsasən, metallar olmuşdur.


5

Bundan bir əsr sonra Dü,Fey, triboelektrik hadisəsi ilə daha əsaslı surətdəməşğul olmuş və triboelektrikin bir sıra mühüm xassələrini kəşf etmişdir.

Bunlardan başlıcası, sürtülən cisimlərin hər ikisində eyni miqdarda,ancaqəks işarəli elektrik əmələ gəlməsidir. Elektrikləşmə cisimləri ancaq sürtülən yerlərində əmələ gəlir və həmin cisimlərin cinsindən asılı olaraq ya onların ancaq sürtülən yerində qalır, ya da ətrafa yayılıb neytrallaşır.

Dü,Fey bu elektriklərdən birinə, onların hansı cisimlərdə əmələ gəlməsin-dən asılı olaraq -“şüşə elektriki”, ikincisinə isə “qətran elektriki” adı vermişdir.Həmin elektriklər arasında əmələ gələn qarşılıqlı təsir Dü,Fey tərəfindən aşa-ğıdakı şəkildə ifadə edilmişdir.

XVIII əsrdə Franklin, özündən qabaq görülən işləri yekunlaşdıraraq şüşə elekrtikinə “müsbət”, qətran elektrikinə isə “mənfi” elektriklər adını vermişdir.

Elektrik hadisələri üzərində M.V.Lomonosov və Q.V.Rixmanın apardığıtədqiqat, mahiyyət etibarilə ən dəyərlidir. Bu alimlər hava hissəciklərinin müx-təlif atmosfer cərəyanları zamanı bir-birinə sürtünməsi nəticəsində elektriklən-məsini və buradan da ildırım hadisəsinin elektrik təbiətli olmasını isbat

etmişlər (təcrübə zamanı akademik Q.V.Rixman həlak olmuşdur).


6

Həmin bu dövrdə, cisimlərin elektriklənmə dərəcəsi, daha doğrusu, əmələgələn elektrikin miqdarı haqqında müəyyən fikirlər oyanmış və elektik bəhsi-nə “elektrik yükü” və “elektrik miqdarı” kimi anlayışlar daxil edilmişdi.

XVIII əsrdə Peterburq Elmlər Akademiyasının üzvü F.U.Epinus, elektriki maye kimi təsəvvür edərək “elektrik maye” nəzəriyyəsini təklif etmişdir.

Həmin nəzəriyyəyə əsasən elektrik mayenin kiçicik elektrik hissəciklərin-dən təşkil olunduğunu fərz edilir ki, bunlara da ayrılıqda elektrik yükü, bunla-rın müəyyən toplusuna isə elektrik miqdarı deyilmişdir. Sonralar bu anlayışlar daha da təkmilləşdirilmiş və ən nəhayət atom və elektron anlayışlarına qədərgəlib çatmışdır.

Elektrik hadisələrinin kəmiyyətcə öyrənilməsində birinci ciddi addım Kulon tərəfindən atılmış və elektrik yükləri arasında əmələ gələn cəzbetmə və ya dəfetmə qüvvələrinin qiyməti təyin edilmişdir (1785-ci ildə).

Kulon qanununa görə:Yüklər arasında yaranan qarşılıqlı təsir qüvvəsi həmin yüklərin vurma ha-

sili ilə düz, onlar arasındakı məsafə ilə tərs proporsionaldır.Elektrik yükləri-nin qarşılıqlı təsiri ilə məşğul olan akademik Epinus “Elektrostatik induksiya” hadisəsini kəşf etmişdir. Bütün bu hadisələr elektrik yüklərinin uzaqdan təsir ğöstərmək xassəsinə malik olmasını isbat etmişdir.


7

Bu təsirin mahiyyəti ancaq Faradey tərəfindən verilən “Elektrik sahəsi” nəzəriyyəsi vasitəsilə aydınlaşdırılmışdır. Bu nəzəriyyəyə görə, hər bir elek-trik yükü, onu əhatə edən mühitdə gərgin bir fiziki vəziyyət törədir. Hər biristiqamətdə yarılan həmin gərgin vəziyyət elekrtik yükünün ayrılmaz bir xas- səsi olub mühitdə başqa elektrik yüklərinin olub-olmamasından asılı deyildir.Hazırda elektrik sahəsi anlayışı altında elə bir fəza düşünülür ki, onun hər hansı bir nöqtəsində müəyyən qiymət və istiqamətə malik olan bir qüvvə

təsir etsin. Bundan əlavə, elektrik sahəsi,onun əmələ gəldiyi fəzada paylanmış halda olan müəyyən energiyaya da malikdir.

Bir elektrik yükünün ikincisinə etdiyi təsir, həmin bu elektrik sahəsi vasitə-silə və həmin sahənin energiyası hesabına əmələ gəlir. Faradeyin elektriksahəsi haqqındakı elmi fikirləri tez bir zamanda genişləndirilərək daha dadərinləşdirilmişdir. Maksvell, Faradeyin sahə nəzəriyyəsini riyazi şəkildə işlə-yərək genişləndirmiş və “elektromaqnit sahə nəzəriyyəsi” adı altında elan et-mişdir. Lens bu nəzəriyyəni energiyanın itməməsi qanunu ilə birləşdirərəkona daha geniş bir məna vermiş və “Elektromaqnit induksiyası qanunu” adıaltında nəşr etdirmişdir. Elektromaqnit dalğasının varlığını 1887-ci ildə Herts,həmin dalğalardan istifadə olunması yolunu isə 1895-ci ildə A.S.Popov aç-mışdır.


8

Elektromaqnit sahəsi nəzəriyyəsinin sürətli inkişafı, atom və molekullar

haqqındakı təsəvvüratımızın daha da dərinləşməsinə imkan yaratmış və az zaman sonra Lorens tərəfindən “elektron nəzəriyyəsinin” təklif edilməsinəsəbəb olmuşdur.

Elektron nəzəriyyəsinin əsasını, bütün maddələrin atomlarının, elementarelektrik hissəciklərinin mürəkkəb kombinasiyasından ibarət olması prinsipi təşkil edir. Bu nəzəriyyə, özündən qabaq gəlmiş başqa nəzəriyyələrdən onun-la fərqlənir ki, burada atom quruluşunu təşkil edən mikro hissəciklər arasında-kı qarşılıqlı rabitə, mikroskopik ölçüdə olan elektromaqnit sahəsi tərəfindən mühafizə olunur. Məlumdur ki, müxtəlif kimyəvi elementləri təşkil edən atomlar və eləcə də, müxtəlif kimyəvi birləşmələri yaradan molekullar müsbət və mənfi elektrik yüklərindən ibarətdir. Atomun kütləsi,başlıca olaraq müsbət elektrik hissəcikləri və neytronlardan təşkil olunmuş “atom nüvəsilə” əlaqədardır.

Nüvədə olan artıq elektrik yükü, həmin maddənin Mendeleyevin,elementlə-rin yerini təyin edir.Atom nüvəsi ətrafında qapalı orbitlərlə hərəkət edən elek-tronlar isə atom quruluşunun ən kiçik hissəciyi olub mənfi yükə malikdir.


9

Elektronun yükü 1,59 · 10-19 kulona, kütləsi isə 0,9· 10-27 qrama bərabər-dir. Bir atomun tərkibində olan və onun nüvəsi ətrafında fırlanan elektronla- rın sayı, həmin maddənin, Mendeleyevin dövri sistemindəki sıra nömrəsinə bərabərdir. Atomun neytral vəziyyətində onun nüvəsinin – müsbət, elektron-larının isə mənfi yüklərinin qiymətləri bərabərdir, buna görə də mücərrəd atomun xarici elektrik təsiri olmur. Elektron nəzəriyyəsinin vəzifələrini aşağı-dakı kimi üç yerə bölmək olar:

1) elektrik hissəcikləri arasında əmələ gələn mikroskopik elektromaqnit sahəsi əsasında elementar hissəciklərin yükləri və aralarındakı qarşılıqlı qüv-vələrin öyrənilməsi;

2) müxtəlif cisimlərdə, onların aqreqat vəziyyətlərindən asılı olaraq elemen-tar hissəciklərin və yüklərin qarşılıqlı vəziyyətlərinin və bununla əlaqədar

olaraq cisimlərin quruluşunun öyrənilməsi;

3) mikroyüklərdən və mikrosahələrdən, böyük ölçülü elektrik yüklərinə və makrosahələrə keçmək qaydalarının öyrənilməsi.

Nəzəri elektrotexnika üçün böyük əhəmiyyəti olan hissələr, yuxarıda göstə-rilənlərin ikincisi və üçüncüsüdür.


10

KEÇİRİCİLƏR VƏ DİELEKTRİKLƏR

Elektron nəzəriyyəsinə görə bütün maddələr, müsbət və mənfi elektrik

yüklü elementar hissəciklərdən təşkil olunmuş atomlardan əmələ gəlmişdir. Atom özü-özlüyündə çox mürəkkəb bir quruluş olub, içərisində müsbət yüklü “protonlar” və mənfi yüklü “elektronlardan” əlavə, bir qədər də, elektrik yükü olmayan “neytronlar” vardır. Məlum olduğu üzrə müsbət yüklü hissəciklər iləneytral hissəciklər bütün atomun kütləsini özlərində toplayaraq, atom sistemi-nin “nüvə” adlanan özəyini təşkil edir. Mənfi hissəciklər isə həmin nüvə ətra- fında, qapalı orbitlər üzrə fırlanır. Quruluş etibarilə ən sadə atom – hidrogen atomudur. Onun nüvəsi bir protondan ibarət olduğu üçün, elektronun da sayı birdir. Fırlanan elektron nüvə ətrafında “elektron qabığı” adlanan qapalı bir səth təşkil edir. Çox vaxt bir elektron qabığı üzərində bir neçə elektron fırlan-dığı üçün, atomda olan elektronların sayı elektron qabıqlarının sayından artıq olur. Misal üçün, Helium atomunda təkcə bir elektron qabığı üzərində iki elek-tron fırlanır.Buna görə də Helium atomu hidrogen atomundan fərqlənir.


11

Digər elementlərin atomlarındakı elektron qabıqlarının sayı çox olur. Hə-min elektron qabıqlarının sayı elementlərin dövri sistemi cədvəlindəki nömrə-sini təyin edir. Atomun normal vəziyyətində, tərkibində olan elektronların

mən-fi yüklərinin toplusu, onun nüvəsində olan müsbət yükə və bundan əlavə, ora-da olan elektronların sayı da protonların sayına bərabər olduğundan, atom özü neytraldır, yəni, xarici elektrik təsirinə malik deyildir. Müxtəlif maddələrin atom quruluşu müxtəlif struktura malik olduğundan, onlardakı elektronların sayı və nüvəyə nisbətən vəziyyərləri də cürbəcür olur. Beləki, elektronların bəzisi nüvəyə yaxın, bəzisi isə daha uzaq orbitlər üzərində fırlanır. Nüvəyə ən yaxın olan elektron qabığı üzərində, hidrogen müstəsna olmaq şərtilə,

həmişə iki elektron olur.Xarici qabıq isə birdən səkkizə qədər elektrondan ibarətdir ki, bunların sayı həmin elementin valentliyini təyin edir. Atomun xarici qabığı üzərindəki elektronların sayı onun dayanıqlığı ilə əla-dədardır. Əgər, xarici qabıq üzərindəki elektronların sayı səkkizdən əskik olursa, o zaman atomun dayanıqlığı azalır və həmin xarici qabıqdan elek-tronları asanlıqla qoparmaq və ya oraya elektronlar əlavə etmək olur. Bu hal-da atom elektriklənmiş olur; birinci halda – müsbət, ikinci halda isə mənfi yükü adlanır. Bu hadisəyə atomun ionlaşması, elekrtiklənmiş atoma isə ion deyilir.


12

Atomun bütöv qalmasına səbəb olan daxili elektromaqnit sahəsi, uzaq orbit-lərdəki elektronlara daha zəif təsir etdiyi üçün bu elektronların vəziyyəti nis-bətən az dayanıqlıdır. Bərk cisimlərdəki atomların müsbət yüklü nüvəsi və on-ları əhatə edən elektron qabıqları, atomlararası qarşılıqlı qüvvələr nəticəsin-də müəyyən sabit vəziyyətlərdə durur.Bərk cisimlərin formalarının dəyişməmə-si onların belə sabit strukturlu daxili atom quruluşuna malik olmasından irəli gəlir. Bərk cisimlərdəki atomların qarşılıqlı münasib vəziyyət almalarından əldə edilən fəza quruluşuna fəza qəfəsi deyilir.Bəzi bərk cisimlərin (xüsusən metal-ların) fəza qəfəslərində yerləşən atomların, öz nüvələri ilə nisbətən zəif bağlı olan elektronlarına, qəfəsin qonşu atomları tərəfindən elə təsir göstərilir ki, hə-min elektronlar öz orbitlərini tərk edib fəza qəfəsi içərisilə sərbəst şəkildə hərə-kət edə bilirlər. Həmin elektronlara sərbəst elektronlar deyilir və onların, fəza qəfəsinə sərbəst dolaşan qaz molekulları kimi dolduqları təsəvvür olunur. Belə sərbəst elektronlar fəza qəfəsləri içərisində baş verən öz nizamsız hərəkət-ləri zamanı,başqa atomların da az dayanıqlı elektronlarını orbitlərindən qopar-dıqları kimi,bəzən xarici elektron qabığında çatmayan elektronların yerlərinə də keçə bilir. Bu hadisə metallik cisimlərin normal halında belə əmələ gəlir və temperaturun artması ilə daha da şiddətlənir. Fizikada aparılan hesablamalaragörə sərbəst elektronların bəzi kəmiyyətləri təyin edilmişdir.


13

Normal şəraitdə metallik cisimlərin vahid həcmində (1 sm3 ) sərbəst elektron-

ların sayı 1019...1023, bir sərbəst elektronun intizamsız hərəkətinin sürəti isə

təxminən 10 km/san-dir.ELEKTRİK CƏRƏYANI VƏ CƏRƏYAN SIXLIĞI

Keçiricilər içərisində yaradılan elektrik sahəsi, oradakı sərbəst elektronla-

rın(və ya sərbəst ionların) nizamlı hərəkətinə səbəb olur. Belə nizamlı surətdə

hərəkətə gələn yüklənmiş hissəciklərin yerdəyişməsi, müəyyən elektrik miqda-

rının hərəkətindən başqa bir şey deyildir. Deməli, elektrik sahəsi təsirindən ke-

çirici mühitdə əmələ gələn elektrik yüklərinin nizamlı hərəkətinə elektrik cərə-

yanı deyilir. Elektrik cərəyanı hadisəsini kəmiyyət nöqteyi-nəzərindən xarakte-

rizə etmək üçün onun intensivliyini tapmaq lazımdır. Buna görə dt elementar

zamanı içərisində keçiricidən, elektrik sahəsi vasitəsilə köcürülən elementar

elektrik miqdarını dQ ilə işarə etsək, o halda vahid zamanda keçən cərəyanın

intensivliyi:dt

dQI


14

bərabər qəbul olunur.Bu kəmiyyət cərəyan şiddəti adlanır. Deməli, cərəyan

şiddəti keçiricidən vahid zamanda kecən elektrik miqdarına deyilir. Buradan

müəyyən t zamanı ərzində keçən elektrik yükünü də təyin etmək olar:t

idtQ

Keçiricidən t zamanda keçən elektrikin miqdarı dəyişmədiyi halda, onu Q ilə işarə etməli və cərəyan şiddətini :

t

Qi

ifadəsilə tapmalıdır. Elektrik cərəyanı hadisəsini kəmiyyət nöqteyi nəzərindənxarakterizə edən cərəyan şiddəti üçün ölçü vahidi seçmək məsələsində, onun keçiricilərdən keçərkən hasil etdiyi effektlərdən birisini əsas götürmək lazımdır. Bunun üçün də elektroliz effekti seçilmişdir. Beləki, gümüş duzu məhluluişərisindən (AgNO3) buraxılan və bir saniyədə 1,118 mq saf gümüş ayıranelektrik cərəyanının şiddətini vahid qəbul etmişlər. Cərəyan şiddətinin bu va-hidinə beynəlxalq amper və ya sadəcə amper adı verilmişdir. Amper ilə işarə olunur.


15

Elektrik miqdarının vahidi isə amper və saniyə vasitəsilə tapılır və: ksanatiQ

bir Kulon adlanır. Keşiricidə alınan elektrik cərəyanı hadisəsi, keçirici mühitin hər tərəfini əhatə edən həcmi bir sahədir. Bəzi hallarda bu hadisənin (elektrikcərəyanının) intensivliyi keçiricinin boyu uzunu eyni qaldığı halda, keçiricinin en kəsiyi üzrə paylanması dəyişə bilir, çünki elektrik sahəsinin qüvvəsi çox olan nöqtədə elektrik cərəyanı da şiddətli olur. Buna görə, elektrik cərəyanının keçiricinin en kə siyi üzrə paylanmasını göstərən daha bir kəmiyyət tapmaq

lazımdır. Bu kəmiyyətə adətən cərəyan sıxlığı deyilir. Əgər keçiricinin,elemen-elementar en kəsiyi – ds, bu hissə işərisindən keçən elementar cərəyan şiddə-ti – di olursa, o zaman cərəyan sıxlığı:

ds

di

olur. Deməli, cərəyan sıxlığı keçiricinin vahid en kəsiyindən cərəyan şiddəti-nə deyilir.


16

MÜQAVİMƏT VƏ KEÇİRİCİLİK

Elektrik energiyasından istifadə edilməsinə imkan yaratmaq üçün elektrik

dövrələri qurulmalıdır. Elektrik dövrələrinə gəlincə bunlar, en kəsiklərinə nis-

bətən, çox uzun keçiricilərdən (məftillərdən) qurulur. Belə keçirici mühitdən

keçən elektrik cərəyanı (sərbəst elektrik yükləri) həmin mühiti təşkil edən

bağlı elektron və nüvələrə toxunur və belə toxunmalardan və ya sürtünmə-

lərdən əmələ gələn ümumi müqavimətə rast gəlir. Elektrik çərəyanına gös-

tərilən bu müqavimət, keciricinin həndəsi ölçülərindən asılı olmalıdır, yəni

müqavimətin qiyməti keçiricinin uzunluğu ( 1 ) ilə düz, en kəsiyi sahəsi (s) ilə

isə tərs mütanəsibdir. Bundan başqa, müqavimət, keçiricinin cinsindən ( ma-

terialından ) da asılıdır.

burada : R– elektrik müqaviməti ,Om.

l –keçiricinin uzunluğu , m.

S– keçiricinin en kəsiyi sahəsi , mm2.

– xüsusi elektrik müqavimətidir.

S

lR


17

Bu formuladan göründüyü kimi, xüsusi müqavimət

m

mmOm 2

lRS

=

vahid uzunluqlu ( m ) və vahid en kəsikli ( mm2 ) keçiricinin müqavimətini gös- tərir.

vahidlə ölcülür.Keçiricinin elektrik cərəyanına yol verməsi qabiliyyətinə, onun elektrik keçiriciliyi deyilir. Keçiricilik müqavimətin əks qiymətidir: g =

kimi təyin olunur. Burada g – elektrik keçiriciliyidir. Keçiriciliyin vahidi: lS

sim

omg

1

bir Simensdir. Əgər xüsusi müqavimətin əks qiymətini

1

o zaman ümumi keçiricilik aşağıdakı s

g şəklində olar. burada - xüsusi elektrik keçiriciliyi adlanır və göründüyü kimi:

s

g

vahid uzunluqlu (1 m) və vahid en kəsikli (1 mm2) keçiricinin cərəyan keçirmə qabiliyyətini göstərir, habelə:

2

.

mm

msim

vahidilə ölçülür.

kimi təyin edilir və

ilə işarə edərsək,


18

POTENSİAL

İki nöqtə arasındakı potensiallar fərqi yükün bu nöqtələr arasında hərəkəti

zamanıgörülən işin, həmin yükün miqdarına nisbətinə bərabərdir.Verilmiş

nöqtədə sahənin potensialı dedikdə, baxılan nöqtə ilə fəzanın sahə intensiv-

liyi sıfır olan nöqtəsi arasındakı potensiallar fərqi nəzərdə tutulur. Ondabuna

əsasən yaza bilərik:

0

)( 11 qA

olduğundan: qA 1

Buradan:q

A 11

və ya q

A

Sahənin verilən nöqtəsinin potensialı ədədi qiymətcə vahid müsbət yükü sonsuzluqdansahənin həmin nöqtəsinə gətirmək üçün görülən işə bərabərdir.Təcrübi hesablamalarda yer səthinin potensialı sıfır götürülür. Ona görə də sahə potensialını yer səthinə nəzərən təyin edirlər.Elektrik sahəsinin verilən nöqtədəki potensialı, müsbət yükü yer səthindən sahənin həmin nöqtəsinə gətirmək üçün görülən işin bu yükün miqdarına nisbətilə ölçülən kəmiyyətə deyilir.Potensial anlayışı, yerdəyişmədə görülən işin Yolun formasından asılı olmaması xassəsinə malik olan bütün sahələrə aiddir.


19

ELEKTRIK HƏRƏKƏT QÜVVƏSI VƏ GƏRGINLIKKeçirici mühit içərisində, elektrik sahəsi vasitəsilə yaranmış elektrik cə-

rəyanı keçdiyi zaman müəyyən bir iş görmüş olur. Bu görülən iş çox vaxt

istilik şəklində aşkara çıxır və keçiricinin temperaturunu yüksəldir. Görülən

işin özü isə elektrik sahəsi tərəfindən, daha doğrusu, elektrik cərəyanını

yaradan mənbəyin energiyası tərəfindən ödənilir.Əgər elektrik mənbəyinin

yaratdığı cərəyanın dt zamanı ərzində gördüyü işi ödəmək üçün verdiyi

energiya dW olarsa, o zaman bu energiya vermənin intensivliyi :

olur.dt

dWP

Bu kəmiyyətə, yəni vahid zamanda görülən işə və ya vahid zamanda mənbə tərəfindən verilən energiyaya güc deyilir. Elektrik mənbəyininenergiya vermə qabiliyyətini, cərəyan şiddətinə nəzərən xarakterizə etmək üçün onun vahid cərəyana düşən gücünü tapmaq lazımdır:

di

dPe


20

Bu kəmiyyətə mənbəyin elektrik hərəkət qüvvəsi ( e.h.q. ) deyilir E.h.q. anlayışı ancaq mənbələr üçün işlədilir və mənbəyi xarakterizə edən bir amil kimi qəbul edilir.Mənbəyin yüksüz halda sıxacları arasındakı poten-siallar fərqidir.

GƏRGİNLİK – mənbəyin verdiyi energiya hesabına xarici dövrədəgörülən işi xarakterizə etmək üçün başqa bir kəmiyyət tapılmalıdır. Bu da, keçirici mühitin və ya xarici dövrənin iki nöqtəsi arasında vahid şiddətlicərəyan tərəfindən görülən işə bərabər bir kəmiyyətdir.Bu kəmiyyətəgərginlik deyilir və U ilə işarə olunur.

Əgər dövrənin müəyyən a və b nöqtələrindəki xüsusi energiya Pa vəPb olarsa, o zaman bu iki nöqtə arasındakı gərginlik:

baba

ab i

PPU

Həmin nöqtələrin potensiallarının fərqinə, yəni ( ba ) bərabər olur.

VA

sanCUE

/

voltmetrlə ölçülür.Bir volt - bir Om müqavimətli keçiricidən 1A şiddətli cərə-yan keçirən elektrik gərginliyinə deyilir.


21

CƏRƏYAN QANUNUKeçiricinin icərisilə kecən elektrik cərəyani, onun ucları arasında olan po-

tensiallar fərqinin yaratdığı elektrik sahə qüvvəsindən asılıdır. Elektrik yüklə-rinin hərəkəti zamanı əmələ gələn müqavimət qüvvəsi, sahə qüvvəsilə bəra-bərləşdiyi ücün, elektrik yüklərinin hərəkəti də müntəzəmləşir. Vahid zamandakeçiricinin en kəsiyindən keçən elektrik miqdarı bu hərəkətin intensivliyindən və sahə qüvvəsindən asılı olur:

E -keçiricinin bütün nöqtələri ücün eyni qiymətə malik və əsasən onun

materialından asılı olan proporsionallıq koeffisientidir. Cərəyan sıxlığının

ds

di qiymətini yerinə qoysaq və cərəyan şiddəti tapılsa,

s

Edsi

(2) tənliyi alınır. İcərisindəki elektrik sahəsi bircinsli olan düzxətli keçiricilərücün sahə qüvvəsi sabit olduğundan, cərəyan tənliyi :

s

EsdsEdsEi ),cos(

alınır. İndi sahə qüvvəsini potensiallar fərqi vasitəsilə ifadə edərək


22

l

UE

l

Usi

s

lUi

qiymətini yerinə qoymaqla cərəyan şiddəti ücün: alırıq.

İfadəni aşağıdakı şəklə salsaq:

(3)cərəyan şiddətilə gərginlik və müqavimət arasındakı əlaqəni göstərən tən-liyi tapmış oluruq:

s

lR

Kəmiyyəti keçiricinin elektrik müqaviməti, proporsionallıq koeffisienti isə xüsusi elektrik keçiriciliyindən başqa bir şey deyildir.Odur ki, (3) elektrik dövrəsininn cərəyan qanunu və ya Om qanunu, (1) ifadəsinə isə Om qanununun diferensial şəkli deyilir.


23

ELEKTRİK SAHƏSİNİN ENERGİYASI

Hər hansı bir şəkildə yaradılmış statik elektrik sahəsində həmişə müəyyən

qədər potensial energiya olur. Bu energiya sahəyə mənbə tərəfindən verilir

və qiyməti aşağıdakı qayda üzrə təyin olunur. İşərisində statik elekrtik sahəsi

əmələ gəlmiş C tutumlu kondensator dolan zaman onun vərəqlərində dQ

elektrik miqdarının toplanmasına dW qədər energiya sərf olunmuşdur:

dW= UdQ

kondensatorda toplanan elektrikin miqdarı: dQ = CdU qiymətini yerinə qoy-

maqla: dW = CUdU ifadəsini alırıq.

Beləliklə, kondensatorun dolması üçün mənbə tərəfindən sərf olunan elek-

trik energiyası elektrik sahəsinə verilmiş və orada dielektrik mühitdə müntə-

zəm surətdə paylanmış olur. Həmin energiyanın ümumi miqdarı:

u

o

e

CUCUdUW

2

2


24

Çox vaxt bu ifadəni aşağıdakı şəkillərdə də göstərmək olur: C

QQUWe 22

2

Əgər elektrik sahəsi bircinsli olursa: d

SC 0

bircinsli sahənin tam energiyası üçün alırıq: d

SUWe 2

2

0

sd

WW 0

Bu ifadənin hər tərəfini sahə əmələ gələn mühitin həcminə, yəni

bölməklə və alınan kəmiyyəti :

ilə işarə etməklə sahənin xüsusi energiyasını alırıq:

0

220

0 222 DEDE

W e

Bu formul elektrik sahəsinin vahid həcmində olan potensial energiyanı göstərən xarakter bir kəmiyyətdir. Burada ED/2 ifadəsi elektrostatik sahənin energiyası üçün ümumi formul olaraq elektrik sahəsindən ötrü işlədilə bilər:

Bu formul elektrik sahə kəmiyyətlərindən ibarət olaraq qurulmuş, sonra isə elektrik sahəsi üçün qurulmuş D=f(E) asılılığına əsasən təyin olunur.

v

e dvED

W2


25

MƏSƏLƏ

Çılpaq mis məftildən hazırlanmış dolağın ağırlığı 2,28 kq, müqaviməti

4,5 Om-dur. Dolaqda olan məftilin uzunluğunu və en kəsiyi sahəsini təyin

etməli.

219,85,457

2280mm

rd

Gs

ds

G

ds

lsdslr

22

Müqavimətini G agırlıqdan asılı etmək mümkündür.Buradan en kəsiyi sahəsi

Məftilin uzunlugu :m

sd

Gl 18,256

9,8

2280

HƏLLİ: Məftilin müqaviməti


26

T E S T1. Aşağıdakı kəmiyyətlərdən hansının ölşü vahidi BS –də əsas vahid kimi

qəbul edilmişdir? A) gərginliyi B) cərəyan şiddətini C) müqavimətin D) e.h.q.-nin2. Aşağıdakı kəmiyyətlərdən hansının qiyməti naqilin materialının

növündən asılıdır? A) xüsusi müqavimətin B) cərəyanın C) müqavimətin D) e.h.q.-nin3. Metal naqillər hansı əlamətlərinə görə başqa keçiricilərdən fərqlənirlər? A) onlarda sərbəst ionların olması ilə B) sərbəst elektronların olması ilə C) sərbəst ionların və elektronların olmaları ilə D) sərbəst ionların və elektronların olmaması ilə.4. Xətti müqavimət nədən asılı olaraq dəyişə bilər? A)gərginlikdən B) cərəyandan C) temperaturdan D) e.h.q.-dən


27

TƏRTİB ETDİ:

Elektrotexnika və elektrik təchizatı

kafedrasının texniki Lətifova G.O.

mÖvzu: elektrİk yÜkÜ vƏ elektrİk sahƏsİ

Documents