Elektrik döVRƏSİ

Cərəyan və gərginliyin müsbət istiqamətləri

Elektrik jərəyanı elektrik yüklərinin istiqamətlənmiş hərəkətindən ibarətdir. Metallarda jərəyan elektronların istiqamətlənmiş hərəkətindən ibarətdir. Elektrolitlərdə və qazlarda isə jərəyan müsbət və mənfi yüklü hissəjiklərin (ionların) istiqamətlənmiş hərəkətidir.

Göründüyü kimi, jərəyanı həm müsbət, həm də mənfi yüklü hissəjiklər yaradır.
Şərti olaraq jərəyanın istiqaməti kimi müsbət yüklü hissəjiklərin hərəkət istiqaməti götürülür, başqa sözlə, jərəyanın istiqaməti olaraq elektronların hərəkət istiqamətinin əksi götürülür. Bilirik ki, naqildən keçən jərəyan yükün həmin yükün keçməsi üçün sərf olunan zamana nisbətinin, zaman sıfıra yaxınlaşdıqda limiti ilə müəyyən olunur.



Yə’ni jərəyan yükün zamana görə birinji tərtib törəməsi ilə müəyyən olunur. Burada

olub, müsbət və mənfi yüklərin jəmidir. Beynəlxalq vahidlər sistemində (BS sistemində) yükün vahidi Kulon, zaman vahidi saniyə, jərəyan şiddəti vahidi isə Amperdir.

Jərəyanın istiqamətini onun işarəsi müəyyən edir. Başqa sözlə, müsbət və ya mənfi jərəyan anlayışlarının o vaxt mə’nası olur ki, jərəyanının istiqaməti əvvəldən seçilmiş hər hansı bir istiqamətlə müqayisə edilsin. Əvvəljədən ixtiyari götürülmüş həmin istiqamət müsbət istiqamət adlanır. Jərəyanın müsbət istiqaməti dedikdə, biz naqildə yüklərin hərəkət istiqaməti deyil, əvvəldən götürülmüş ixtiyari istiqaməti başa düşürük. Başqa sözlə, jərəyanların müsbət istiqaməti naqildə jərəyanın əsil istiqaməti deyil.
Dövrənin həllindən sonra jərəyanın qiyməti müsbət alınarsa, bu jərəyanın istiqamətinin götürülmüş istiqamətlə eyni olduğunu, mənfi alınarsa, götürülmüş müsbət istiqamətin əksinə olunduğunu göstərir.
Dövrədə jərəyan hərfi ilə, istiqaməti isə oxla və ya indekslərlə göstərilir.
Gərginlik isə iki nöqtə arasında potensiallar fərqidir. Hər hansı ixtiyari 1 və 2 nöqtələri arasındakı potensiallar fərqi, müsbət vahid yükü 1 nöqtəsindən 2 nöqtəsinə gətirmək üçün görülən işə bərabərdir.
Gərginliyin istiqaməti də oxla və ya indekslərlə göstərilir. Məsələn, dedikdə istiqaməti 1 nöqtəsindən 2 nöqtəsinə doğru olan gərginlik başa düşülür.
Aydındır ki, olar. Gərginlik üçün də müsbət istiqamət seçilir. Ümumiyyətlə, gərginliyin müsbət istiqaməti jərəyanın müsbət istiqamətində götürülür.
Əgər 1 nöqtəsinin potensialı 2-nin potensialından böyük olarsa, alınan jərəyanın qiyməti müsbətdir, yəni onun istiqaməti götürdüyümüz müsbət istiqamətlə eynidir.
Əgər 2-nin potensialı 1 nöqtəsinin potensialından böyük olarsa, əksinə olar.

ANİ GÜJ VƏ ENERCİ.

Fərz edək ki, hər hansı dövrə hissəsinə tətbiq edilmiş gərginliyinin tə’siri altında yükü keçir. Bu zaman dövrəyə qəbul edilən elementar enerci

(1.1)
olar.

îëäóüóíäàí, áóíó (1.1) èôàäÿñèíäÿ íÿçÿðÿ àëñàã
(1.2)
olar.
Enercinin dəyişmə sür’əti və ya onun zamana görə birinji tərtib törəməsi güj olduğundan (1.2)-dən alırıq:

Yə’ni ani güj jərəyanın və gərginliyin ani qiymətləri hasilindən ibarətdir.
Əgər dövrədən keçən yük hər hansı t₁ və t₂ vaxtı ərzində olmuşdursa, onda həmin müddətdə dövrəyə daxil olan enerci (2)-dən göründüyü kimi

Beynəlxalq Vahidlər Sistemində güj vahidi Vatt, enerci vahidi isə Jouldur.

MÜQAVİMƏT

Müqavimət dövrənin elə bir elementidir ki, orada dönməyən proses, elektrik enercisinin istilik enercisinə çevrilməsi prosesi gedir.
Müqavimət ùÿðôè èëÿ èøàðÿ åäèëèð. Belə ki,
(1.3)
(1.3) ifadəsi dövrə hissəsi üçün Om qanununun riyazi ifadəsidir.
Müqavimətin tərsi olan kəmiyyət keçirijilikdir.

BS sistemində gərginlik vahidi volt (V) jərəyan şiddəti vahidi amper (A) olduğundan, müqavimət vahidi Om, keçirijilik vahidi isə Simensdir (Sim).

Müqavimətlər xətti və qeyri-xətti olmaqla iki jür olurlar.

Şəkil 1.-də xətti və qeyri-xətti müqavimətin volt-amper xarakteristikası göstərilmişdir.

Şəkil 3.

Şəkil 1.3-də 1 əyrisi qeyri-xətti müqavimətə, 2 düz xətti isə xətti müqavimətə aiddir.

Müqavimət xətti olduqda onun qiymətini volt-amper xarakteristikasının absis oxu ilə əmələ gətirdiyi bujağın tangensi kimi tapmaq olar:

m_u - gərginlik, m_i isə jərəyan miqyasıdır.

Göstərdiyimiz müqaviməti sabit jərəyan dövrəsində omik müqavimət, dəyişən jərəyan dövrəsində isə aktiv müqavimət adlanır.
Həmişə olur. Buna səbəb səth effekti və digər effektlərdir. Müqavimətdə sərf edilən güj
olar.
Hər hansı t müddətində həmin müqavimətə verilən enerci isə
(1.4)
kimi tapıla bilər. Əgər jərəyan sabit olarsa,

olduğundan (1.4)-dən
(1.5)
alınır.
(1.5) bildiyimiz Joul-Lens qanunudur ki, bu da jərəyanın istilik effektini xarakterizə edir, yə’ni naqildən jərəyan axarkən, həmin naqilin müqavimətində t müddəti əpzində qədər istilik enercisi ayrılır.
İNDUKTİVLİK



İnduktivlik dövrənin elə ideallaşdırılmış elementidir ki, o õañsÿjə induktiv sarğaja yaxın olub, ondan jərəyan keçdikdə enerciyə malik olan maqnit sahəsi yaradır və L èëÿ èøàðÿ edilir (şəkil 1.4.) İnduktivlik elektrik sxemlərində aşağıdakı kimi işarə edilir.
Şəkil 1.4.

İnduktivlik qiymətjə maqnit ilişmə selinin həmin seli yaradan jərəyana olan nisbətinə bərabərdir.

Sarğajın bütün sarğılarını kəsən maqnit seli eynidirsə, onda maqnit seli  maqnit selinin (F), sarğılar sayına (N) olan hasilinə bərabərdir:

Əgər bütün sarğıları kəsən maqnit seli eyni deyilsə, bu halda maqnit seli bütün sarğıları kəsən maqnit sellərinin jəmi kimi tə’yin edilir.

BS-də maqnit ilişmə selinin vahidi Veberdir (Vb). Onda induktivliyin vahidi
(Henri) olar.

İnduktilik də xətti və qeyri-xətti ola bilər. Əgər onda yaranan maqnit selinin jərəyandan asılılığı xəttidirsə, belə induktivlik xətti, əks halda isə qeyri-xətti adlanır. Odur ki, induktivlik (veber-amper) asılılığı ilə xarakterizə olunur (şəkil 1.5). Şəkildə 1 əyrisi qeyri-xətti, 2 düz xətti isə xətti induktivliyə aiddir.

Şəkil 1.5.
Bilirik ki, Maksvel-Faradey qanununa görə maqnit selinin dəyişməsi zamanı induktivlikdə yaranan elektrik hərəkət qüvvəsi (e.h.q) belə tə’yin edilir:

Əgər dəyişən maqnit seli həmin seli yaradan jərəyanlı naqili kəsirsə, bu halda həmin naqildə yaranan e.h.q-si öz-özünə induksiya e.h.q-si adlanır (e_L).

Lens qanununa görə burada mənfi işarəsi onu göstərir ki, yaranan induksiya e.h.q-si onu yaradan səbəbə, yə’ni maqnit selinin dəyişməsinə əks tə’sir göstərir.
Bu halda induksiya e.h.q-nin müsbət istiqaməti jərəyanın müsbət istiqaməti ilə eyni götürülmüşdür. olduğunu nəzərə alaraq yaza bilərik ki,
.
İnduktivliyin sıxajlarındakı gərginlik istiqamətjə onda yaranan e.h.q-nin əksinədir. Yə’ni
.
Onda
,
buradan

alınar. İnteqralın aşağı sərhəddinin mənfi sonsuzluq götürülməsi onu göstərir ki, induktivlikdə baxılan ana qədər jərəyan ola bilərdi. Bu jərəyanı ilə göstərsək,

.
Îíäà àëûðûã ki,
.
Əgər olarsa, induktivlikdən axan jərəyan

kimi tə’yin edilir.
İnduktivlikdəki güj
.
Hər hansı anında induktivliyin maqnit sahəsində toplanan
enerci isə

olar.
TUTUM



Tutum dövrənin elə ideallaşdırılmış elementidir ki, o xassəjə kondensatora yaxın olub ona gərginlik tə’sir edərkən özündə elektrik sahəsininin enercisini toplayır. Sxemlərdə C ilə işarə edilir və aşağıdakı kimi göstərilir (şəkil 1.6).
Şəkil 1.6.

Elektrik tutujusu kimi kondensatorlardan istifadə edilir. (Sadə halda kondensator aralarında dielektrik olan 2 lövhədir). Tutumun qiyməti onda yığılan elektrik yükünün ona tə’sir edən gərginliyə olan nisbəti kimi tə’yin edilir. Yə’ni

C= (1.6)
BS sistemində tutumun vahidi Faraddır. ([C]= =F). 1 F çox böyük kəmiyyətdir. Odur ki, istehsalatda işlədilən kondensatorların tutumları mkF, nF və pF-larla (1mkF=10^-6 F; 1nF=10^-9 F; 1pF=10^-12 F) ölçülür. Tutum Kulon-volt asılılığı (elektrik yükünün gərginlikdən asılılığı) ilə xarakterizə olunur.
Ümumi halda yükün gərginlikdən asılılığı qeyri-xəttidir, ona görə tutum da gərginlikdən asılıdır. Bu səbəbdən kondensatorların tutumu xətti və qeyri-xətti olur. Əgər q(u) asılılığı (şəkil 1.7) xəttidirsə, tutum xətti, əks halda isə qeyri-xəttidir. Şəkildə 1 əyrisi qeyri-xətti, 2 düz xətti isə xətti tutuma aiddir.