200 milliamperdan ampergacha. Vattni amperga o'zgartiring. Vattdan ot kuchiga

Maishiy texnikada (mikser, sochlarini fen mashinasi, blender) ishlab chiqaruvchilar katta hajmdagi elektr yukini talab qiladigan qurilmalarda quvvat sarfini vattlarda yozadilar; elektr pechka, changyutgich, suv isitgichi), – kilovattlarda. Qurilmalar tarmoqqa ulangan rozetkalarda yoki o'chirgichlarda oqim kuchini amperlarda ko'rsatish odatiy holdir. Rozetka siz ulayotgan qurilmani qo'llab-quvvatlaydimi yoki yo'qligini tushunish uchun amperni vattga qanday aylantirishni bilishingiz kerak.

Quvvat birliklari

Vattlarni amperga va aksincha aylantirish nisbiy tushunchadir, chunki bu turli o'lchov birliklari. Kuchaytirgichlar jismoniy kuch miqdoridir. elektr toki, ya'ni elektr tokining kabel orqali o'tish tezligi. Vatt - elektr quvvati miqdori yoki elektr energiyasini iste'mol qilish tezligi. Ammo bunday tarjima oqimning qiymati uning kuchining qiymatiga mos kelishini hisoblash uchun kerak.

Amperlarni vatt va kilovatlarga aylantirish

Qaysi qurilma ulangan iste'molchilarning kuchiga bardosh bera olishini aniqlash uchun amper va vatt o'rtasidagi yozishmalarni qanday hisoblashni bilish kerak. Bunday qurilmalarga himoya uskunalari yoki kommutatsiya uskunalari kiradi.

Qaysi o'chirgich yoki qoldiq oqim moslamasini (RCD) o'rnatishni tanlashdan oldin, siz barcha ulangan qurilmalarning quvvat sarfini hisoblashingiz kerak (temir, lampalar, kir yuvish mashinasi, kompyuter va boshqalar). Yoki, aksincha, elektron to'sar yoki himoya o'chirish moslamasining narxini bilib, qaysi uskuna yukga bardosh berishini va qaysi biri yo'qligini aniqlang.

Amperni kilovattga va aksincha aylantirish uchun formula mavjud: I=P/U, bu yerda I amper, P vatt, U volt. Volt - bu tarmoqdagi kuchlanish. Turar-joy binolarida bir fazali tarmoq ishlatiladi - 220 V. Ishlab chiqarishda sanoat uskunalarini ulash uchun uch fazali elektr tarmog'i qo'llaniladi, uning qiymati 380 V. Ushbu formulaga asoslanib, amperlarni bilib, siz yozishmalarni vattlarga va aksincha hisoblashi mumkin - vattlarni amperga aylantiradi.

Vaziyat: O'chirish to'xtatuvchisi mavjud. Texnik parametrlar: nominal oqim 25 A, 1 kutupli. Mashinaning qanday quvvatga bardosh berishi mumkinligini hisoblashingiz kerak.

Eng oson yo'li - texnik ma'lumotlarni kalkulyatorga kiritish va quvvatni hisoblash. I=P/U formulasidan ham foydalanishingiz mumkin, u quyidagicha chiqadi: 25 A=x Vt/220 V.

x Vt=5500 Vt.

Vattlarni kilovattga aylantirish uchun siz vattdagi quvvatning quyidagi o'lchovlarini bilishingiz kerak:

• 1000 Vt = 1 kVt,
• 1000 000 Vt = 1000 kVt = MVt,
• 1000 000 000 Vt = 1000 MVt = 1 000 000 kVt va boshqalar.

Bu 5500 Vt = 5,5 kVt degan ma'noni anglatadi. Javob: avtomatik mashina nominal oqim 25 A umumiy quvvati 5,5 kVt bo'lgan barcha qurilmalarning yukiga bardosh bera oladi, ortiq emas.

Quvvat va oqimga qarab kabel turini tanlash uchun kuchlanish va oqim ma'lumotlari bilan formulani qo'llang. Jadvalda simning kesimiga joriy yozishmalar ko'rsatilgan:

Vattni amperga qanday aylantirish mumkin

Himoya moslamasini o'rnatishingiz kerak bo'lgan vaziyatda vattlarni amperga aylantirishingiz kerak va u qanday nominal oqimga ega bo'lishi kerakligini tanlashingiz kerak. Foydalanish yo'riqnomasidan bir fazali tarmoqqa ulangan maishiy texnika qancha vatt iste'mol qilishi aniq.

Vattda qancha amper yoki mikroto'lqinli pech 1,5 kVt quvvat sarf qilsa, qanday rozetkaga ulanish kerakligini hisoblash vazifasi. Hisoblash qulayligi uchun kilovattlarni vattlarga aylantirish yaxshiroqdir: 1,5 kVt = 1500 Vt. Biz qiymatlarni formulaga almashtiramiz va olamiz: 1500 Vt / 220 V = 6,81 A. Biz qiymatlarni yaxlitlaymiz. katta tomoni va biz amper bo'yicha 1500 Vtni olamiz - mikroto'lqinli oqim iste'moli kamida 7 A.

Agar siz bir vaqtning o'zida bir nechta qurilmani bitta himoya qurilmasiga ulasangiz, vattlarda qancha amper borligini hisoblash uchun barcha iste'mol qiymatlarini birgalikda qo'shishingiz kerak. Misol uchun, bir xona bilan yoritish foydalanadi LED lampalar 10 dona. 6 Vt, temir 2 kVt va televizor 30 Vt. Birinchidan, barcha ko'rsatkichlarni vattga aylantirish kerak, shunday bo'ladi:

• lampalar 6*10= 60 Vt,
• temir 2 kVt=2000 Vt,
• Televizor 30 Vt.

60+2000+30=2090 Vt.

Endi siz amperlarni vattga aylantirishingiz mumkin, buning uchun biz formuladagi qiymatlarni 2090/220 V = 9,5 A ~ 10 A almashtiramiz. Javob: joriy iste'mol taxminan 10 A.

Kalkulyatorsiz amperni vattga qanday aylantirishni bilishingiz kerak. Jadvalda bir fazali va uch fazali tarmoqlar uchun elektr energiyasini iste'mol qilish tezligi va oqim kuchi o'rtasidagi yozishmalar ko'rsatilgan.

Savdoda mavjud bo'lgan barcha mashinalar ruxsat etilgan maksimal oqim bilan etiketlanadi (lekin vattlarda qo'llab-quvvatlanadigan quvvat emas) va ko'pchilik iste'molchilar yorliqda quvvat sarfi haqida belgiga ega. To'g'ri kabel va elektron to'xtatuvchini tanlash uchun siz amperlarni kilovattga va aksincha, qanday qilib aylantirishni bilishingiz kerak. Bu haqda sayt o'quvchilariga batafsil aytib beramiz.

Voltaj, oqim va quvvat haqida qisqacha ma'lumot

Volt (Voltsda o'lchanadi) - bu ikki nuqta orasidagi potentsial farq yoki birlik zaryadini ko'chirish uchun bajarilgan ish. Potensial, o'z navbatida, ma'lum bir nuqtadagi energiyani tavsiflaydi. Oqimning kattaligi (amper) vaqt birligida sirtdan qancha zaryad o'tishini tavsiflaydi. Quvvat (vatt va kilovatt) bu zaryadning uzatilgan tezligini tavsiflaydi. Bundan kelib chiqadiki, kuch qancha ko'p bo'lsa, tanada tezroq va ko'proq zaryad tashuvchilar harakatlanadi. Bir kilovattda ming vatt bor, buni tez hisoblash va tarjima qilish uchun eslab qolishingiz kerak.

Nazariy jihatdan ancha murakkab tuyuladi, keling, buni amalda ko'rib chiqaylik. Quvvatni hisoblash uchun ishlatiladigan asosiy formula elektr jihozlari Keyingisi:

P=I*U*cosF

Muhim! Sof faol yuklar uchun formuladan foydalaniladi P=U*I, buning uchun cosF birga teng. Faol yuklar isitish moslamalari ( elektr isitish, isitish elementlari bo'lgan elektr pechka, suv isitgichi, elektr choynak), akkor lampalar. Boshqa barcha elektr jihozlari reaktiv quvvatning ma'lum bir qiymatiga ega, bu odatda kichik qiymatlardir, shuning uchun ular e'tiborga olinmaydi, shuning uchun hisob-kitob oxir-oqibat taxminiy hisoblanadi.

Transferni qanday qilish kerak

D.C

Avtoelektrotexnika sohasida va dekorativ yoritish 12 V zanjirlar ishlatiladi, LED chizig'i misolidan foydalanib, amperni vattga qanday aylantirishni amalda ko'rib chiqaylik. Uni ulash uchun sizga tez-tez quvvat manbai kerak bo'ladi, lekin siz uni "xuddi shunday" ulay olmaysiz, u yonib ketishi mumkin yoki aksincha, kerak bo'lmagan va isrof bo'lgan joyda haddan tashqari kuchli va qimmat quvvat manbai sotib olishingiz mumkin. sizning pulingiz.

Yorliqdagi quvvat manbai xususiyatlari kuchlanish, quvvat va oqim kabi qiymatlarni ko'rsatadi. Bundan tashqari, Volt soni ko'rsatilishi kerak, lekin quvvat yoki oqim birgalikda tavsiflanishi mumkin yoki xususiyatlardan faqat bittasi ko'rsatilgan bo'lishi mumkin. LED tasmasining xarakteristikalari bir xil xususiyatlarni ko'rsatadi, lekin quvvat va oqim har bir metr uchun hisobga olinadi.

Tasavvur qilaylik, siz 1 metrga 60 ta LEDli 5 metrli 5050 ta chiziq sotib oldingiz. Paketda "14,4 Vt / m" deb yozilgan, ammo do'konda PSU teglarida faqat oqim ko'rsatilgan. Biz to'g'ri quvvat manbasini tanlaymiz, buning uchun hisoblagichlar sonini o'ziga xos quvvatga ko'paytiramiz va umumiy quvvatni olamiz.

14,4*5=72 Vt – lentani quvvatlantirish uchun zarur.

Shunday qilib, siz ushbu formuladan foydalanib amperga aylantirishingiz kerak:

Jami: 72/12=6 Amper

Hammasi bo'lib, sizga kamida 6 Amper quvvat manbai kerak. Bu haqda ko'proq ma'lumotni alohida maqolamizdan olishingiz mumkin.

Boshqa holat. Siz mashinangizga qo'shimcha faralarni o'rnatdingiz, ammo lampalarda ko'rsatilgan xususiyatlar, masalan, 55 Vt. Avtomobildagi barcha iste'molchilarni sug'urta orqali ulash yaxshiroq, ammo bu faralar uchun qaysi biri kerak? Yuqoridagi formuladan foydalanib, vattlarni amperga aylantirishingiz kerak - quvvatni kuchlanishga bo'lish.

55/12=4,58 Amper, eng yaqin qiymat 5 A.

Bir fazali tarmoq

Ko'pgina maishiy texnika bir fazali 220 V tarmoqqa ulanish uchun mo'ljallangan, siz yashayotgan mamlakatga qarab, kuchlanish 110 volt yoki boshqa bo'lishi mumkin. Rossiyada standart sifatida qabul qilingan qiymat bir fazali uchun aniq 220 V va 380 V ni tashkil qiladi. uch fazali tarmoq. Aksariyat o'quvchilar ko'pincha aynan shunday sharoitlarda ishlashlari kerak. Ko'pincha bunday tarmoqlardagi yuk kilovattlarda o'lchanadi, o'chirgichlar esa Amperda belgilanadi. Keling, ba'zi amaliy misollarni ko'rib chiqaylik.

Aytaylik, siz eski elektr hisoblagich o'rnatilgan kvartirada yashayapsiz va sizda 16 Amperlik avtomatik vilka o'rnatilgan. Vilkaning qancha quvvatini "tortib olishini" aniqlash uchun siz Amperni kilovattga aylantirishingiz kerak. Xuddi shu formula bu erda samarali bo'lib, oqim va kuchlanishni quvvatga ulaydi.

P=I*U*cosF

Hisoblash qulayligi uchun biz birlik sifatida cosF ni olamiz - 220 V, oqim ham, tarjima qilaylik: 220 * 16 * 1 = 3520 vatt yoki 3,5 kilovatt - bir vaqtning o'zida qancha ulanish mumkin.

Jadvaldan foydalanib, elektron to'xtatuvchini tanlashda amperlarni tezda kilovattga aylantirishingiz mumkin:

Elektr dvigatellari bilan vaziyat biroz murakkabroq, ular quvvat omili kabi ko'rsatkichga ega; Bunday dvigatel soatiga qancha kilovatt iste'mol qilishini aniqlash uchun formuladagi quvvat omilini hisobga olishingiz kerak:

P=U*I*cosF

Shuni ta'kidlash kerakki, cosF tegda ko'rsatilishi kerak, odatda 0,7 dan 0,9 gacha. IN Ushbu holatda, agar dvigatelning umumiy quvvati 5,5 kilovatt yoki 5500 vatt bo'lsa, u holda iste'mol qilingan faol quvvat (va biz korxonalardan farqli o'laroq, faqat faol uchun to'laymiz):

5,5 * 0,87 = 4,7 kilovatt yoki aniqrog'i 4785 Vt

Shuni ta'kidlash kerakki, elektr motori uchun mashina va kabelni tanlashda siz e'tiborga olishingiz kerak. to'liq quvvat, shuning uchun siz dvigatel uchun pasportda ko'rsatilgan yuk oqimini olishingiz kerak. Va buni hisobga olish ham muhimdir boshlang'ich oqimlari, chunki ular dvigatelning ish oqimidan sezilarli darajada oshadi.

Yana bir misol, 2 kVt quvvatga ega choynak qancha amper iste'mol qiladi? Keling, hisob-kitob qilaylik, avval siz qilishingiz kerak: 2 * 1000 = 2000 Vatt. Shundan so'ng biz vattlarni Amperga aylantiramiz, ya'ni: 2000/220 = 9 Amper.

Bu shuni anglatadiki, 16 Amperli vilka choynakga bardosh beradi, lekin agar siz boshqa kuchli iste'molchini (masalan, isitgichni) yoqsangiz va umumiy quvvat 16 Amperdan yuqori bo'lsa, u bir muncha vaqt o'tgach buziladi. Xuddi shu narsa avtomatik o'chirgichlar va sigortalar uchun ham amal qiladi.

Muayyan miqdordagi amperga bardosh beradigan kabelni tanlash uchun jadval formulalardan ko'ra tez-tez ishlatiladi. Mana, ulardan biriga misol, undagi oqimdan tashqari, yuk kuchi kilovattlarda ko'rsatilgan, bu juda qulay:

Uch fazali tarmoq

Uch fazali tarmoqda ikkita asosiy yukni ulash sxemasi mavjud, masalan, elektr motorli sariq - yulduz va uchburchak. Quvvatni aniqlash va oqimga aylantirish formulasi oldingi versiyalarga qaraganda bir oz farq qiladi:

P = √3*U*I*cosF

Uch fazali elektr tarmog'ining eng keng tarqalgan iste'molchisi elektr motori bo'lganligi sababli, uning misolini ko'rib chiqaylik. Aytaylik, bizda 380 V kuchlanishli yulduz zanjiri bo'yicha yig'ilgan 5 kilovatt quvvatga ega elektr motorimiz bor.

O'chirish to'xtatuvchisi orqali uni quvvatlantirishingiz kerak, lekin uni tanlash uchun siz vosita oqimini bilishingiz kerak, ya'ni siz kilovattdan amperga aylantirishingiz kerak. Hisoblash formulasi quyidagicha ko'rinadi:

I=P/(√3*U*cosF)

Bizning misolimizda u 5000/(1,73*380*0,9)=8,4 A bo'ladi. Shunday qilib, biz uch fazali tarmoqda kilovattlarni amperga osongina aylantira oldik.

Biz do'konda "tandemda" ishlatilishi kerak bo'lgan ikkita narsani tanlaymiz, masalan, dazmol va rozetka va to'satdan biz muammoga duch kelamiz - yorliqdagi "elektr parametrlari" turli birliklarda ko'rsatilgan.

Bir-biriga mos keladigan asboblar va asboblarni qanday tanlash mumkin? Amperni vattga qanday aylantirish mumkin?

Bog'liq, lekin boshqacha

Darhol aytish kerakki, birliklarni to'g'ridan-to'g'ri konvertatsiya qilish mumkin emas, chunki ular turli miqdorlarni ifodalaydi.

Vatt - quvvatni bildiradi, ya'ni. energiya iste'mol qilish tezligi.

Amper - ma'lum bir qismdan o'tadigan oqim tezligini ko'rsatadigan kuch birligi.

Elektr tizimlarining muammosiz ishlashini ta'minlash uchun siz elektr tarmog'idagi ma'lum bir kuchlanishdagi amper va vatt nisbatlarini hisoblashingiz mumkin. Ikkinchisi voltlarda o'lchanadi va quyidagilar bo'lishi mumkin:

• belgilangan;
• doimiy;
• o'zgaruvchilar.

Buni hisobga olgan holda ko'rsatkichlarni taqqoslash amalga oshiriladi.

"O'zgarmas" tarjimasi

Quvvat va quvvat qiymatlariga qo'shimcha ravishda kuchlanish indikatorini bilib, siz quyidagi formuladan foydalanib amperlarni vattga aylantirishingiz mumkin:

Bunday holda, P - vattdagi quvvat, I - amperdagi oqim, U - voltsdagi kuchlanish.

Onlayn kalkulyator

Doimiy ravishda "bilimda" bo'lish uchun siz o'zingiz uchun eng tez-tez uchraydigan parametrlarga (1A, 6A, 9A va boshqalar) ega bo'lgan "amper-vatt" jadvalini yaratishingiz mumkin.

Bunday "munosabatlar grafigi" qattiq va doimiy kuchlanishli tarmoqlar uchun ishonchli bo'ladi.

"O'zgaruvchan nuanslar"

O'zgaruvchan kuchlanishdagi hisob-kitoblar uchun formulaga yana bitta qiymat kiritilgan - quvvat omili (PF). Endi u shunday ko'rinadi:

Bu o'lchov birliklarini o'zgartirish jarayonini tezroq va soddalashtirishga yordam beradi: foydalanish mumkin bo'lgan vosita, onlayn amperdan vattga hisoblagich kabi. Shuni unutmangki, agar siz ustunga kasr sonini kiritishingiz kerak bo'lsa, buni vergul bilan emas, balki nuqta yordamida qiling.

Shunday qilib, "1 vatt - qancha amper?" Degan savolga kalkulyator yordamida siz javob berishingiz mumkin - 0,0045. Lekin u faqat 220V standart kuchlanish uchun amal qiladi.

Internetda mavjud bo'lgan kalkulyatorlar va jadvallardan foydalanib, siz formulalar ustida bezovta qila olmaysiz, lekin turli o'lchov birliklarini osongina solishtirishingiz mumkin.

Bu sizga turli xil yuklar uchun elektron to'xtatuvchilarni tanlashga yordam beradi va o'zingiz haqida qayg'urmang maishiy texnika va elektr simlarining holati.

Amper - vatt jadvali:

Bunga javob berish uchun, umuman olganda, oddiy savol, biz yana bir bor qisqacha oqim (A), kuchlanish (V) va quvvat (Vt) kabi jismoniy miqdorlarni ko'rib chiqishimiz kerak. Ular juda chambarchas bog'liq va bir-birisiz mavjud bo'lolmaydi.

Elektr maydoniga bog'liqlik

Biz yaxshi bilamizki, elektr tokini yaratish va saqlash butunlay elektr maydoniga bog'liq. to'g'ridan-to'g'ri elektr maydonining kattaligiga bog'liq. Ushbu munosabatlarni yaxshiroq tushunish uchun keling, ushbu tushunchalarni miqdoriy jihatdan tavsiflashga harakat qilaylik.

Hozirgi kuch juda yaxshi nom emas bu jarayon. Bu nima ekanligi to'liq aniq bo'lmagan bir paytda paydo bo'ldi. Axir, bu umuman kuch emas, balki u orqali o'tadigan elektronlar (elektr) soni ko'ndalang kesim dirijyor bir soniyada. Bu miqdorni bir soniyada o'tkazgichdan o'tadigan elektronlar soni sifatida ifodalash mumkin. Biroq, elektronning zaryadi juda kichik qiymatdir. Amaliy foydalanish uchun mos emas.

Masalan: Oddiy chiroq lampochkasining filamentidan bir soniyada 2 x 1018 elektron o'tadi. Shuning uchun elektr zaryadining kattaligi uchun o'lchov birligi 6,25x1018 elektronga ega bo'lgan zaryad hisoblana boshladi. Bu zaryad kulon deb ataladi. Shuning uchun yakuniy birlik 1 kulonlik zaryad bir soniyada o'tkazgichning kesishmasidan o'tadigan oqim deb hisoblanadi. Bu birlik chaqirildi amper va hali ham elektr texnikasida tokni o'lchash uchun ishlatiladi.

Elektr tokining elektr maydoniga bog'liqligini aniqlash uchun maydonning kattaligini o'lchash imkoniyatiga ega bo'lish kerak. Axir, maydon har qanday zaryadga, elektronga yoki kulonga ta'sir qiluvchi kuchdir. Elektr maydoniga xos bo'lgan bunday kuchning mavjudligi.

Maydon kuchini o'lchash

Maydon kuchini o'lchash juda qiyin, chunki u o'tkazgichning turli joylarida bir xil emas. Turli nuqtalarda ko'p sonli murakkab o'lchovlarni amalga oshirish kerak bo'ladi. Shu munosabat bilan, maydonning kattaligi zaryadlarga ta'sir qiluvchi kuch bilan emas, balki bir marjonni o'tkazgichning bir chetidan ikkinchisiga o'tkazishda bajargan ish bilan tavsiflanadi. Elektr maydoni tomonidan bajariladigan ish kuchlanish deb ataladi. O'tkazgichning uchlarida potentsial farq (+ va -) deb ham ataladi. Kuchlanish birligi deyiladi volt.

Shunday qilib, biz elektr toki tushunchasi ikkita asosiy miqdor bilan tavsiflanadi degan xulosaga kelishimiz mumkin: oqim kuchi elektr tokining o'zi, kuchlanish - bu oqimning o'zi yaratilgan maydonning kattaligi. Ma'lum bo'lishicha, kuch to'g'ridan-to'g'ri kuchlanishga bog'liq.

Quvvat nima

Va nihoyat, keling, kuch nima ekanligini tezda ko'rib chiqaylik. Biz allaqachon bilamizki, U (kuchlanish) 1 kulon harakatlanayotganda bajariladigan ishdir. I - joriy kuch yoki bir soniyada o'tadigan kulonlar soni. Shunday qilib, I x U ko'rsatkichdir to'liq ish 1 soniyada yakunlanadi. Aslida, bu elektr tokining kuchi. Quvvat birligi vatt.

Vattlarni amperga qanday aylantirish mumkin

Vatt = Amper x Volt yoki P = I x U

Amper = Vatt/Volts yoki I = P/U

Tasviriy misol sifatida ushbu variantni ko'rib chiqing

4,6 Amper = 1000 Vt/220 V

2,7 amper = 600 Vt/220 V

1,8 amper = 400 Vt/220 V

1,1 Amper = 250 Vt/220 V

Biz hayotimizning zamonaviy qulayligi uchun elektr tokiga qarzdormiz. U uylarimizni yoritadi, yorug'lik to'lqinlarining ko'rinadigan diapazonida nurlanish hosil qiladi, elektr pechkalar kabi turli xil qurilmalarda ovqat pishiradi va isitadi. mikroto'lqinli pechlar, tosterlar, bizni olov uchun yoqilg'i topish zaruratidan qutqaradi. Buning yordamida biz elektr poyezdlari, metro va poyezdlarda gorizontal tekislikda tezda harakatlanamiz, biz harakatlanamiz. vertikal tekislik eskalatorlarda va lift kabinalarida. Biz uylarimizdagi issiqlik va qulaylik uchun konditsionerlar, fanatlar va elektr isitgichlarda oqadigan elektr tokiga qarzdormiz. Elektr toki bilan boshqariladigan turli xil elektr mashinalari bizning ishimizni uyda ham, ishda ham osonlashtiradi. Darhaqiqat, biz elektr asrida yashayapmiz, chunki bizning kompyuterlarimiz va smartfonlarimiz, Internet va televizorlarimiz va boshqa aqlli elektron qurilmalarimiz elektr toki tufayli ishlaydi. Insoniyat issiqlik, atom va gidroelektr stansiyalarida elektr energiyasi ishlab chiqarishga bejiz kuch sarflamaydi – elektr energiyasining o‘zi energiyaning eng qulay shakli hisoblanadi.

Bu qanchalik paradoksal tuyulmasin, lekin g'oyalar amaliy foydalanish Elektr toki birinchilardan bo'lib jamiyatning eng konservativ qismi - dengiz zobitlari tomonidan qabul qilingan. Ko'rinib turibdiki, bu yopiq kastada cho'qqiga chiqish qiyin masala edi, ular yelkanli flotda kabina o'g'illari sifatida boshlangan admirallarga bug' dvigatellari bilan to'liq metall kemalarga o'tish zarurligini isbotlash qiyin edi; kichik ofitserlar doimo yangiliklarga tayangan. Bu o't o'chirish kemalaridan foydalanishning muvaffaqiyati edi Rossiya-Turkiya urushi 1770 yilda Chesme ko'rfazidagi jangning natijasini hal qilgan, portlarni nafaqat qirg'oq batareyalari bilan, balki o'sha paytdagi zamonaviyroq mudofaa vositalari - minalar bilan himoya qilish masalasini ko'tardi.

Suv osti konlarini ishlab chiqish turli tizimlar 19-asrning boshidan beri amalga oshirilgan eng muvaffaqiyatli konstruktsiyalar elektr energiyasi bilan ishlaydigan avtonom konlar edi. 70-yillarda 19-asrda nemis fizigi Geynrix Gertz 40 m gacha chuqurlikdagi langar minalarini elektr portlatish moslamasini ixtiro qildi, uning modifikatsiyalari bizga dengiz mavzusidagi tarixiy filmlardan tanish - bu mashhur "shoxli". mina, unda elektrolit bilan to'ldirilgan ampulani o'z ichiga olgan qo'rg'oshin "shoxi" kema korpusi bilan aloqa qilganda ezilgan, buning natijasida oddiy batareya ishlay boshladi, uning energiyasi minani portlatish uchun etarli edi.

Dengizchilar birinchi bo'lib jang maydonini signalizatsiya qilish va yoritishda foydalanish uchun elektr yoyi va porlayotgan issiq musbat uglerod elektrodi bo'lgan Yablochkov shamlarining modifikatsiyalari - o'sha paytda hali ham nomukammal bo'lgan kuchli yorug'lik manbalarining imkoniyatlarini qadrlashdi. Projektorlardan foydalanish ularni tungi janglarda ishlatgan yoki shunchaki ma'lumot uzatish va dengiz bo'linmalarining harakatlarini muvofiqlashtirish uchun signal berish vositasi sifatida ishlatgan tomonga katta ustunlik berdi. Kuchli yorug'lik chiroqlari bilan jihozlangan mayoqlar xavfli qirg'oq suvlarida navigatsiyani soddalashtirdi.

Bu usullarni portlash bilan qabul qilgan flot bo'lganligi ajablanarli emas simsiz uzatish ma'lumot - dengizchilar xijolat tortmadilar katta o'lchamlar Birinchi radiostansiyalar, chunki kemalar binolari bunday ilg'or, garchi o'sha paytda juda katta hajmli aloqa moslamalarini joylashtirishga imkon berdi.

Elektr mashinalari kema qurollarini yuklashni soddalashtirishga yordam berdi va qurol minoralarini aylantirish uchun elektr quvvat bloklari to'p urishlarining manevrligini oshirdi. Kema telegrafi orqali yuborilgan buyruqlar butun jamoa o'rtasidagi o'zaro ta'sir samaradorligini oshirdi, bu jangovar to'qnashuvlarda muhim ustunlik berdi.

Dengiz tarixidagi elektr tokidan eng dahshatli foydalanish Uchinchi Reyx tomonidan U sinfidagi dizel-elektr suv osti kemalaridan foydalanish edi. Gitlerning "Bo'rilar to'plami" suv osti kemalari Ittifoqchilar transport flotining ko'plab kemalarini cho'ktirdi - faqat PQ-17 karvonining qayg'uli taqdirini eslang.

Britaniyalik dengizchilar Enigma (Riddle) shifrlash mashinalarining bir nechta nusxalarini olishga muvaffaq bo'lishdi va Britaniya razvedkasi uning kodini muvaffaqiyatli hal qildi. Bu borada ishlagan taniqli olimlardan biri - kompyuter fanining asoslariga qo'shgan hissasi bilan tanilgan Alan Turing. Admiral Dönitzning radio jo'natmalaridan foydalanish imkoniyati tufayli Ittifoqdosh dengiz floti va qirg'oq havo kuchlari Wolfpackni Norvegiya, Germaniya va Daniya qirg'oqlariga qaytarishga muvaffaq bo'lishdi, shuning uchun suv osti operatsiyalari 1943 yildan boshlab qisqa muddatli reydlar bilan cheklandi.

Gitler AQShning sharqiy qirg'oqlariga hujum qilish uchun suv osti kemalarini V-2 raketalari bilan jihozlashni rejalashtirgan. Yaxshiyamki, Ittifoqchilarning G'arbiy va Sharqiy jabhalarda tezkor hujumlari bu rejalarning amalga oshishiga to'sqinlik qildi.

Zamonaviy flotni samolyot tashuvchilar va energiya mustaqilligi ta'minlangan atom suv osti kemalarisiz tasavvur qilib bo'lmaydi. yadro reaktorlari, 19-asr bugʻ texnologiyasi, 20-asr elektr texnologiyasi va 21-asr yadro texnologiyasini muvaffaqiyatli birlashtirgan. Yadro bilan ishlaydigan reaktorlar butun shaharni quvvatlantirish uchun yetarlicha elektr toki ishlab chiqaradi.

Bundan tashqari, dengizchilar yana elektr energiyasiga e'tibor qaratishdi va relsli qurollardan foydalanishni sinab ko'rishdi - elektr qurollari katta halokatli kuchga ega kinetik raketalarni otish uchun.

Tarixiy fon

Italiya fizigi Alessandro Volta tomonidan ishlab chiqilgan ishonchli elektrokimyoviy to'g'ridan-to'g'ri oqim manbalarining paydo bo'lishi bilan turli mamlakatlarning ajoyib olimlarining butun galaktikasi elektr toki bilan bog'liq hodisalarni o'rganishga va fan va texnikaning ko'plab sohalarida uning amaliy qo'llanilishini rivojlantirishga kirishdi. Elementar elektr zanjiri uchun tok oqimi qonunini tuzgan nemis olimi Georg Omni eslash kifoya; Kompleksni hisoblash usullarini ishlab chiqqan nemis fizigi Gustav Robert Kirchhoff elektr zanjirlari; Doimiy elektr toklari uchun o'zaro ta'sir qonunini kashf etgan frantsuz fizigi Andre Mari Amper. Ingliz fizigi Jeyms Preskott Joul va rus olimi Emil Kristianovich Lentsning ishi bir-biridan mustaqil ravishda elektr tokining issiqlik ta'sirini miqdoriy baholash qonunini ochishga olib keldi.

Elektr tokining xususiyatlarini o'rganishning keyingi rivojlanishi ingliz fizigi Jeyms Klark Maksvellning ishi bo'lib, u hozirgi vaqtda Maksvell tenglamalari deb nomlanuvchi zamonaviy elektrodinamikaning asoslarini yaratdi. Maksvell yorug'likning elektromagnit nazariyasini ham ishlab chiqdi, ko'plab hodisalarni (elektromagnit to'lqinlar, elektromagnit nurlanish bosimi) bashorat qildi. Keyinchalik nemis olimi Geynrix Rudolf Gertz eksperimental ravishda mavjudligini tasdiqladi elektromagnit to'lqinlar; uning elektromagnit to‘lqinlarning aks etishi, interferensiyasi, diffraksiyasi va qutblanishini o‘rganishga oid ishlari radioni yaratishga asos bo‘ldi.

To'g'ridan-to'g'ri oqim oqimida magnitlanishning namoyon bo'lishini eksperimental ravishda kashf etgan frantsuz fiziklari Jan-Batist Bio va Feliks Savard va ularning natijalarini matematik qonun shaklida umumlashtirgan ajoyib frantsuz matematigi Per-Simon Laplasning ishlari. birinchi marta bir hodisaning ikki tomonini bog'lab, elektromagnetizmga asos soldi. Bu olimlardan estafetani ajoyib ingliz fizigi Maykl Faraday qabul qilib oldi, u elektromagnit induksiya hodisasini kashf etdi va zamonaviy elektrotexnikaga asos soldi.

Klassik elektron nazariyani yaratgan va elektromagnit maydondan harakatlanuvchi zaryadga ta'sir qiluvchi kuchning ifodasini olgan golland nazariyasi fizigi Xendrik Anton Lorentz elektr tokining tabiatini tushuntirishga katta hissa qo'shdi.

Elektr toki. Ta'riflar

Elektr toki - zaryadlangan zarralarning yo'naltirilgan (tartibli) harakati. Shu sababli, oqim birlik vaqt uchun o'tkazgichning kesishmasidan o'tadigan zaryadlar soni sifatida aniqlanadi:

I = q / t, bu erda q - kulonlarda zaryad, t - soniyalarda vaqt, I - amperda tok.

Elektr tokining yana bir ta'rifi o'tkazgichlarning xususiyatlari bilan bog'liq va Ohm qonuni bilan tavsiflanadi:

I = U/R, bu erda U - voltdagi kuchlanish, R - ohmdagi qarshilik, I - amperdagi oqim

Elektr toki amper (A) va uning o'nlik ko'paytmalari va pastki ko'paytmalari bilan o'lchanadi - nanoamperlar (amperning milliarddan bir qismi, nA), mikroamperlar (amperning milliondan bir qismi, mA), milliamperlar (amperning mingdan bir qismi, mA), kiloamperlar (minglab amper, kA) va megaamper (million amper, MA).

SI tizimidagi oqimning o'lchami quyidagicha aniqlanadi

[A] = [Cl] / [sek]

Turli muhitlarda elektr toki oqimining xususiyatlari. Hodisalar fizikasi

Qattiq jismlardagi elektr toki: metallar, yarim o'tkazgichlar va dielektriklar

Elektr tokining oqimi masalasini ko'rib chiqayotganda, moddaning ma'lum fizik holatiga xos bo'lgan turli xil oqim tashuvchilar - elementar zaryadlar mavjudligini hisobga olish kerak. Moddaning o'zi qattiq, suyuq yoki gaz bo'lishi mumkin. Oddiy sharoitlarda kuzatiladigan bunday holatlarning o'ziga xos misoli dihidrogen monoksidi yoki, boshqacha aytganda, vodorod gidroksidi yoki oddiy suvning holatidir. Muzlatgichdan ichimliklarni sovutish uchun muz bo'laklarini olganimizda uning qattiq fazasini kuzatamiz, ularning aksariyati suyuq suvga asoslangan. Va choy yoki eriydigan qahva qaynayotganda, biz ustiga qaynoq suv quyamiz va ikkinchisining tayyorligi sovuq havoda kondensatsiyalanuvchi suv tomchilaridan iborat tumanning paydo bo'lishi bilan boshqariladi. choynak.

Yulduzlarning yuqori qatlamlarini, Yer ionosferasini, alangalarni, elektr yoylarini va lyuminestsent lampalardagi moddalarni tashkil etuvchi plazma deb ataladigan to'rtinchi moddaning holati ham mavjud. Yuqori haroratli plazmani quruqlikdagi laboratoriyalarda ko'paytirish qiyin, chunki u juda yuqori haroratni talab qiladi - 1 000 000 K dan ortiq.

Tuzilish jihatidan qattiq moddalar kristall va amorflarga bo'linadi. Kristalli moddalar tartiblangan geometrik tuzilishga ega; bunday moddaning atomlari yoki molekulalari o'ziga xos hajmli yoki tekis panjaralarni hosil qiladi; Kristalli materiallarga metallar, ularning qotishmalari va yarim o'tkazgichlar kiradi. Qor parchalari ko'rinishidagi bir xil suv (turli xil takrorlanmaydigan shakldagi kristallar) g'oyani mukammal tasvirlaydi. kristalli moddalar. Amorf moddalar kristall panjaraga ega emas; Bu struktura dielektriklar uchun xosdir.

Oddiy sharoitlarda atomlarning valentlik elektronlaridan hosil bo'lgan erkin elektronlarning harakati tufayli qattiq materiallarda oqim oqadi. Elektr toki ular orqali o'tganda materiallarning harakati nuqtai nazaridan ular o'tkazgichlar, yarim o'tkazgichlar va izolyatorlarga bo'linadi. Xususiyatlari turli materiallar, o'tkazuvchanlikning tarmoqli nazariyasiga ko'ra, elektronlar joylasha olmaydigan tarmoqli bo'shlig'ining kengligi bilan belgilanadi. Izolyatorlar eng keng tarmoqli bo'shlig'iga ega, ba'zan esa 15 eV ga etadi. Haroratda mutlaq nol izolyatorlar va yarimo'tkazgichlarda o'tkazuvchanlik zonasida elektronlar yo'q, lekin qachon xona harorati u allaqachon issiqlik energiyasi tufayli valentlik zonasidan ma'lum miqdordagi elektronlarga ega bo'ladi. Supero'tkazuvchilarda (metalllarda) o'tkazuvchanlik zonasi va valentlik zonasi bir-biriga mos keladi, shuning uchun mutlaq nol haroratda juda ko'p miqdordagi elektronlar mavjud - oqim o'tkazgichlari, ular materiallarning yuqori haroratlarida to'liq erishigacha davom etadi. Yarimo'tkazgichlarda kichik tarmoqli bo'shliqlari mavjud va ularning elektr tokini o'tkazish qobiliyati harorat, radiatsiya va boshqa omillarga, shuningdek, aralashmalarning mavjudligiga juda bog'liq.

Alohida holat - bu o'ta o'tkazgichlar - oqim oqimiga nol qarshilikka ega bo'lgan materiallar orqali elektr tokining oqimi. Bunday materiallarning o'tkazuvchanlik elektronlari kvant effektlari tufayli o'zaro bog'langan zarralar ansambllarini hosil qiladi.

Izolyatorlar, ularning nomidan ko'rinib turibdiki, elektr tokini juda yomon o'tkazadi. Izolyatorlarning bu xususiyati turli materiallarning o'tkazuvchan sirtlari orasidagi oqim oqimini cheklash uchun ishlatiladi.

Doimiy magnit maydonga ega o'tkazgichlarda oqimlarning mavjudligi bilan bir qatorda, mavjudligida AC va tegishli o'zgaruvchan magnit maydon, ta'sirlar uning o'zgarishi yoki "eddy" oqimlari deb ataladigan, aks holda Fuko oqimlari deb ataladi. Magnit oqim qanchalik tez o'zgarsa, simlardagi ma'lum yo'llar bo'ylab oqmaydigan, lekin o'tkazgichda yopilib, vorteks zanjirlarini hosil qiluvchi girdab oqimlari shunchalik kuchli bo'ladi.

Eddy oqimlari teri effektini namoyon qiladi, ya'ni o'zgaruvchan elektr toki va magnit oqim asosan o'tkazgichning sirt qatlamida tarqaladi, bu esa energiya yo'qotilishiga olib keladi. Kiruvchi oqimlar tufayli energiya yo'qotishlarini kamaytirish uchun o'zgaruvchan tok magnit yadrolarini alohida, elektr izolyatsiyalangan plitalarga bo'lish qo'llaniladi.

Suyuqlikdagi elektr toki (elektrolitlar)

Barcha suyuqliklar, u yoki bu darajada, elektr kuchlanish qo'llanilganda elektr tokini o'tkazishga qodir. Bunday suyuqliklar elektrolitlar deb ataladi. Ulardagi oqim tashuvchilar elektrolitik dissotsilanish tufayli moddalar eritmasida mavjud bo'lgan musbat va manfiy zaryadlangan ionlar - mos ravishda kationlar va anionlardir. Elektrolitlardagi ionlar harakatidan kelib chiqadigan oqim, metallarga xos bo'lgan elektronlar harakatidan kelib chiqadigan oqimdan farqli o'laroq, moddalarning elektrodlarga o'tishi bilan ular yaqinida yangi kimyoviy birikmalar hosil bo'lishi yoki cho'kish bilan birga keladi. bu moddalar yoki elektrodlardagi yangi birikmalar.

Ushbu hodisa zamonaviy elektrokimyoga asos solib, turli xil gramm ekvivalentlarining miqdoriy ta'riflarini berdi. kimyoviy moddalar, shu bilan aylanadi noorganik kimyo aniq fanga. Elektrolitlar kimyosining keyingi rivojlanishi bir marta zaryadlanuvchi va qayta zaryadlanuvchi manbalarni yaratishga imkon berdi kimyoviy oqim(quruq batareyalar, akkumulyatorlar va yonilg'i xujayralari), bu esa o'z navbatida texnologiyaning rivojlanishiga katta turtki berdi. Olimlar va kimyo muhandislarining avlodlari sa'y-harakatlari natijalarini avtomobil akkumulyatori ko'rinishida ko'rish uchun faqat avtomobilingiz kapoti ostiga qarashingiz kerak.

Elektrolitlardagi oqim oqimiga asoslangan ko'plab texnologik jarayonlar nafaqat yakuniy mahsulotlarga (xrom qoplama va nikel qoplama) ta'sirchan ko'rinish berish, balki ularni korroziyadan himoya qilish imkonini beradi. Ishlab chiqarishning asosini elektrokimyoviy yotqizish va elektrokimyoviy ishlov berish jarayonlari tashkil qiladi zamonaviy elektronika. Bugungi kunda bu eng mashhur texnologik jarayonlar, ushbu texnologiyalar yordamida ishlab chiqarilgan komponentlar soni yiliga o'nlab milliard donani tashkil qiladi.

Gazlardagi elektr toki

Gazlardagi elektr toki ulardagi erkin elektronlar va ionlarning mavjudligi bilan bog'liq. Gazlar kamdan-kam uchraydiganligi sababli molekulalar va ionlarning to'qnashuvigacha bo'lgan uzoq yo'l uzunligi bilan tavsiflanadi; Shu sababli, normal sharoitda ular orqali oqim oqimi nisbatan qiyin. Xuddi shu narsani gazlar aralashmalari haqida ham aytish mumkin. Gazlarning tabiiy aralashmasi atmosfera havosi bo'lib, elektrotexnikada yaxshi izolyator hisoblanadi. Bu oddiy fizik sharoitda boshqa gazlar va ularning aralashmalari uchun ham xosdir.

Gazlardagi oqim oqimi juda ko'p turli xillarga bog'liq jismoniy omillar, masalan: bosim, harorat, aralashmaning tarkibi. Bundan tashqari, ionlashtiruvchi nurlanishning har xil turlari ta'sir qiladi. Shunday qilib, masalan, ultrabinafsha yoki rentgen nurlari bilan yoritilgan yoki katod yoki anod zarralari yoki radioaktiv moddalar chiqaradigan zarrachalar ta'siri ostida bo'lgan yoki, nihoyat, ta'sir ostida. yuqori harorat, gazlar elektr tokini yaxshiroq o'tkazish qobiliyatiga ega bo'ladi.

Elektr neytral atomlar yoki gaz molekulalari tomonidan energiya yutilishi natijasida ionlarning hosil bo'lishining endotermik jarayoni ionlanish deb ataladi. Etarli energiya olgandan so'ng, tashqi elektron qobig'ining elektroni yoki bir nechta elektronlari potentsial to'siqni engib, atom yoki molekulani tark etib, erkin elektronlarga aylanadi. Gazning atomi yoki molekulasi musbat zaryadlangan ionlarga aylanadi. Erkin elektronlar neytral atomlar yoki molekulalarga biriktirilib, manfiy zaryadlangan ionlar hosil qilishi mumkin. Ijobiy ionlar to'qnashuvda bo'sh elektronlarni qaytarib olishi mumkin va yana elektr neytral bo'ladi. Bu jarayon rekombinatsiya deb ataladi.

Oqimning gaz muhiti orqali o'tishi gaz holatining o'zgarishi bilan birga keladi, bu oqimning qo'llaniladigan kuchlanishga bog'liqligining murakkab xususiyatini belgilaydi va umuman olganda, Ohm qonuniga faqat past oqimlarda bo'ysunadi.

Gazlarda o'z-o'zidan ta'minlanmagan va mustaqil razryadlar mavjud. O'z-o'zidan ta'minlanmagan razryadda gazdagi oqim faqat tashqi ionlashtiruvchi omillar mavjud bo'lganda mavjud bo'lib, gazda sezilarli oqim mavjud emas; O'z-o'zidan zaryadsizlanish vaqtida neytral atomlar va molekulalarning erkin elektronlar va elektr maydoni tomonidan tezlashtirilgan ionlar bilan to'qnashganda, tashqi ionlashtiruvchi ta'sirlar olib tashlanganidan keyin ham ta'sir ionlanishi tufayli oqim saqlanib qoladi.

Gazdagi anod va katod o'rtasidagi potentsiallar farqi kichik bo'lgan o'z-o'zidan barqaror bo'lmagan razryad tinch razryad deyiladi. Kuchlanish kuchayganda, oqim kuchi birinchi navbatda kuchlanishga mutanosib ravishda ortadi (sokin razryadning oqim kuchlanish xarakteristikasi bo'yicha OA bo'limi), so'ngra oqimning o'sishi sekinlashadi (AB egri chizig'ining kesimi). Ionizator ta'sirida hosil bo'lgan barcha zarralar bir vaqtning o'zida katod va anodga o'tganda, kuchlanish kuchayishi bilan oqim kuchaymaydi (BC grafigining bo'limi). Kuchlanishning yanada oshishi bilan oqim yana kuchayadi va sokin razryad o'zini o'zi saqlamaydigan ko'chki oqimiga aylanadi. O'z-o'zidan barqaror bo'lmagan zaryadsizlanishning bir turi - bu gaz deşarj lampalarida yorug'lik hosil qiluvchi nurli razryad. turli ranglar va uchrashuvlar.

Gazdagi o'z-o'zidan ta'minlanmagan elektr razryadning o'z-o'zidan quvvatlanadigan razryadga o'tishi tokning keskin ortishi bilan tavsiflanadi (oqim kuchlanishining xarakteristikasi egri chizig'idagi E nuqtasi). Bu gazning elektr parchalanishi deb ataladi.

Yuqoridagi barcha turdagi razryadlar asosiy xarakteristikalari vaqtga bog'liq bo'lmagan barqaror holatdagi razryadlar turlariga taalluqlidir. Stabil holatdagi razryadlardan tashqari, odatda kuchli bir jinsli bo'lmagan elektr maydonlarida, masalan, o'tkazgichlar va elektrodlarning uchli va egri sirtlari yaqinida paydo bo'ladigan barqaror bo'lmagan razryadlar mavjud. Vaqtinchalik zaryadsizlanishning ikki turi mavjud: toj va uchqun chiqishi s.

Koronali razryad bilan ionlanish parchalanishga olib kelmaydi, bu shunchaki o'tkazgichlar yaqinidagi cheklangan bo'shliqda o'z-o'zidan saqlanmaydigan razryadni yoqish jarayonini ifodalaydi. Korona oqishi misoli porlashdir atmosfera havosi yuqori antennalar, chaqmoqlar yoki yaqin yuqori kuchlanish liniyalari quvvat uzatish Elektr uzatish liniyalarida toj tashlanishining paydo bo'lishi elektr energiyasining yo'qolishiga olib keladi. Ilgari, ustunlarning tepalaridagi bu porlash yelkanli flot dengizchilariga Sankt Elmoning chiroqlari sifatida tanish edi. Koronali razryad ishlatiladi lazerli printerlar va elektrografik nusxa ko'chirish moslamalari, bu erda u korotron - metall tor orqali hosil bo'ladi yuqori kuchlanish. Bu fotosensitiv tamburni zaryad qilish uchun gazni ionlashtirish uchun kerak. Bunday holda, korona oqishi foydalidir.

Uchqunli razryad, koronali razryaddan farqli o'laroq, parchalanishiga olib keladi va ionlangan gaz bilan to'ldirilgan, paydo bo'ladigan va yo'qolib ketadigan, ajralib chiqishi bilan birga bo'lgan intervalgacha yorqin shoxlangan iplar ko'rinishiga ega. katta miqdor issiqlik va yorqin nur. Tabiiy uchqun oqimining misoli chaqmoqdir, bu erda oqim o'nlab kiloamperga yetishi mumkin. Chaqmoqning paydo bo'lishidan oldin pastga tushadigan "qorong'i" etakchi deb ataladigan o'tkazuvchan kanal yaratiladi, u induktsiyalangan ko'tarilgan etakchi bilan birgalikda o'tkazuvchi kanalni hosil qiladi. Chaqmoq odatda hosil bo'lgan o'tkazuvchanlik kanalida ko'p uchqunli oqimdir. Kuchli uchqunli razryad o'zining texnik qo'llanilishini ixcham fotofleshkalarda ham topdi, bunda razryad ionlangan asil gazlar aralashmasi bilan to'ldirilgan kvarts shisha naychasining elektrodlari orasida sodir bo'ladi.

Uzoq muddatli barqaror gazning parchalanishi yoyli oqim deb ataladi va bizning zamonamizning po'lat konstruktsiyalarini yaratish texnologiyasining asosi bo'lgan payvandlash texnologiyasida qo'llaniladi, osmono'par binolardan tortib samolyot tashuvchilar va avtomobillargacha. Metalllarni payvandlash va kesish uchun ham ishlatiladi; jarayonlardagi farq oqayotgan oqimning kuchiga bog'liq. Nisbatan pastroq oqim qiymatlarida metallni payvandlash yuqori yoyni tushirish oqimi qiymatlarida sodir bo'ladi, eritilgan metallning ostidan olib tashlanishi tufayli metallni kesish sodir bo'ladi elektr yoyi turli usullar.

Gazlarda kamon zaryadsizlanishining yana bir qo'llanilishi ko'chalarimiz, maydonlarimiz va stadionlarimizdagi zulmatni tarqatadigan gazli deşarjli yoritish lampalari (natriy lampalar) yoki avtomobil faralarida an'anaviy cho'g'lanma lampalar o'rnini bosgan avtomobil halogen lampalaridir.

Vakuumdagi elektr toki

Vakuum ideal dielektrikdir, shuning uchun vakuumdagi elektr toki faqat termal yoki fotoemissiya yoki boshqa usullar tufayli hosil bo'lgan elektronlar yoki ionlar shaklida erkin tashuvchilar mavjud bo'lganda mumkin.

Elektronlar hisobiga vakuumda tok hosil qilishning asosiy usuli elektronlarning metallar tomonidan termion chiqarish usuli hisoblanadi. Katod deb ataladigan qizdirilgan elektrod atrofida erkin elektronlar buluti hosil bo'lib, ular o'rtasida kerakli qutbning tegishli kuchlanishi bo'lishi sharti bilan anod deb ataladigan ikkinchi elektrod ishtirokida elektr tokining oqishini ta'minlaydi. Bunday elektr vakuum qurilmalari diodlar deb ataladi va oqimning bir tomonlama o'tkazuvchanlik xususiyatiga ega, kuchlanish teskari bo'lganda o'chadi. Bu xususiyat diod tizimi tomonidan impulsli to'g'ridan-to'g'ri oqimga aylantirilgan o'zgaruvchan tokni tuzatish uchun ishlatiladi.

Katod yaqinida joylashgan panjara deb ataladigan qo'shimcha elektrodning qo'shilishi triod kuchaytiruvchi elementni olish imkonini beradi, bunda katodga nisbatan tarmoqdagi kuchlanishning kichik o'zgarishlari oqim oqimida sezilarli o'zgarishlarni olish imkonini beradi va , shunga ko'ra, quvvat manbaiga nisbatan chiroq bilan ketma-ket bog'langan yukdagi kuchlanishdagi sezilarli o'zgarishlar , bu turli xil signallarni kuchaytirish uchun ishlatiladi.

Elektrovakuum qurilmalarining triodlar va ko'p sonli to'rli qurilmalar ko'rinishidagi turli maqsadlarda (tetrodlar, pentodalar va hatto geptodlar) qo'llanilishi radiochastota signallarini yaratish va kuchaytirishda inqilob qildi va zamonaviy radio va televidenie eshittirishlarini yaratishga olib keldi. tizimlari.

Tarixiy jihatdan radioeshittirishning rivojlanishi birinchi bo'lib, chunki nisbatan past chastotali signallarni o'zgartirish va ularni uzatish usullari, shuningdek, radiochastotani kuchaytiruvchi va konvertatsiya qiluvchi va uni akustik signalga aylantiruvchi qabul qiluvchi qurilmalar sxemasi nisbatan bo'lgan. oddiy.

Televizorni yaratishda optik signallarni o'zgartirish uchun elektr vakuum qurilmalari - ikonoskoplar ishlatilgan, bu erda tushgan yorug'likdan fotoemissiya tufayli elektronlar chiqariladi. Signalni yanada kuchaytirish vakuum naychalari yordamida kuchaytirgichlar tomonidan amalga oshirildi. Televizion signalni teskari konvertatsiya qilish uchun tezlashtiruvchi kuchlanish ta'sirida yuqori energiyaga tezlashtirilgan elektronlar ta'sirida ekran materialining floresansi tufayli tasvirni yaratadigan rasm naychalari ishlatilgan. Ikonoskop signallarini o'qish uchun sinxronlashtirilgan tizim va kineskop tasvirini skanerlash tizimi televizor tasvirini yaratdi. Birinchi kineskoplar monoxrom edi.

Keyinchalik rangli televizion tizimlar yaratildi, unda tasvirlarni o'qiydigan ikonoskoplar faqat o'zlarining ranglariga (qizil, ko'k yoki yashil) javob beradi. Rasm naychalarining chiqaradigan elementlari (rangli fosfor) "elektron qurol" deb ataladigan oqim oqimi tufayli ularga tezlashtirilgan elektronlarning kirishiga reaksiyaga kirishib, ma'lum bir intensivlik oralig'ida yorug'lik chiqaradi. Har bir rangdagi qurollarning nurlari o'z fosforiga tushishini ta'minlash uchun maxsus himoya maskalari ishlatilgan.

Zamonaviy televidenie va radioeshittirish uskunalari kamroq quvvat sarflaydigan ilg'or elementlar - yarim o'tkazgichlarga asoslangan.

Tasvirlarni olishning keng tarqalgan usullaridan biri ichki organlar floroskopiya usuli bo'lib, unda katod tomonidan chiqarilgan elektronlar shunchalik tezlashadiki, ular anodga urilganda, ular inson tanasining yumshoq to'qimalariga kira oladigan rentgen nurlarini hosil qiladi. Rentgen nurlari shifokorlarga suyaklarning shikastlanishi, tishlar va ba'zi ichki organlarning holati haqida noyob ma'lumot beradi, hatto o'pka saratoni kabi jiddiy kasallikni ham aniqlaydi.

Umuman olganda, elektronlarning vakuumda harakatlanishi natijasida hosil bo'lgan elektr toklari keng qo'llanilishiga ega bo'lib, ular barcha radio trubkalarni, zaryadlangan zarracha tezlatgichlarini, massa spektrometrlarini, elektron mikroskoplarni, o'ta yuqori chastotali vakuum generatorlarini sayohat shaklida o'z ichiga oladi. to'lqinli naychalar, klistronlar va magnetronlar. Aytgancha, mikroto'lqinli pechlarda ovqatimizni isitadigan yoki pishiradigan magnetronlar.

So'nggi paytlarda himoya va dekorativ va funktsional qoplama rolini o'ynaydigan vakuumda kino qoplamalarini qo'llash texnologiyasi katta ahamiyatga ega bo'ldi. Bunday qoplamalar sifatida metallar va ularning qotishmalari va ularning kislorod, azot va uglerod bilan birikmalari qo'llaniladi. Bunday qoplamalar qoplanadigan sirtlarning elektr, optik, mexanik, magnit, korroziya va katalitik xususiyatlarini o'zgartiradi yoki bir vaqtning o'zida bir nechta xususiyatlarni birlashtiradi.

Qiyin kimyoviy tarkibi Qoplamalarni faqat vakuumda ionli purkash texnologiyasi yordamida olish mumkin, ularning turlari katodli püskürtme yoki uning sanoat modifikatsiyasi - magnetronli püskürtme. Oxir oqibat ya'ni elektr toki Ionlar tufayli u tarkibiy qismlarni yotqizilgan sirtga joylashtiradi va unga yangi xususiyatlar beradi.

Aynan shu tarzda g'ayrioddiy mexanik, termofizik va optik xususiyatlarga ega (yuqori qattiqlik, aşınmaya bardoshli, elektr va boshqalar) ionli reaktiv qoplamalar (nitridlar, karbidlar, metall oksidlari plyonkalari) olish mumkin. issiqlik o'tkazuvchanligi, optik zichlik), uni boshqa usullar bilan olish mumkin emas.

Biologiya va tibbiyotda elektr toki

Biologik ob'ektlardagi oqimlarning xatti-harakatlarini bilish biologlar va shifokorlarga tadqiqot, diagnostika va davolashning kuchli usulini beradi.

Elektrokimyo nuqtai nazaridan, ob'ektning strukturaviy xususiyatlaridan qat'i nazar, barcha biologik ob'ektlar elektrolitlarni o'z ichiga oladi.

Biologik ob'ektlar orqali oqim oqimini ko'rib chiqishda ularning hujayra tuzilishini hisobga olish kerak. Hujayraning muhim elementi hujayra membranasi - selektiv o'tkazuvchanligi tufayli hujayrani salbiy atrof-muhit omillarining ta'siridan himoya qiluvchi tashqi qobiqdir. turli moddalar. Fizika nuqtai nazaridan hujayra membranasini kondensator va oqim manbaining bir nechta zanjirlari va ketma-ket ulangan qarshilikning parallel ulanishi sifatida tasavvur qilish mumkin. Bu biologik materialning elektr o'tkazuvchanligining qo'llaniladigan kuchlanish chastotasiga va uning tebranishlari shakliga bog'liqligini oldindan belgilaydi.

Biologik to'qima organning o'zi hujayralaridan, hujayralararo suyuqlik (limfa), qon tomirlari va nerv hujayralaridan iborat. Ikkinchisi, elektr tokining ta'siriga javoban, qo'zg'alish bilan javob beradi, bu esa hayvonning mushaklari va qon tomirlarining qisqarishiga va bo'shashishiga olib keladi. Shuni ta'kidlash kerakki, biologik to'qimalarda oqim oqimi chiziqli emas.

Elektr tokining biologik ob'ektga ta'sirining klassik namunasi - elektrofiziologiyaning asoschilaridan biriga aylangan italiyalik shifokor, anatom, fiziolog va fizik Luidji Galvanining tajribalari. Uning tajribalarida qurbaqa oyog'ining nervlari orqali elektr tokini o'tkazish mushaklarning qisqarishiga va oyoqning burishishiga olib keldi. 1791 yilda Galvanining mashhur kashfiyoti uning "Mushaklar harakatidagi elektr kuchlari haqidagi traktat"ida tasvirlangan. Galvaniy tomonidan kashf etilgan hodisalarning o'zi darsliklarda va ilmiy maqolalar"galvanizm" deb ataladi. Ayrim qurilmalar va jarayonlar nomlarida bu atama hanuzgacha saqlanib qolgan.

Elektrofiziologiyaning keyingi rivojlanishi neyrofiziologiya bilan chambarchas bog'liq. 1875 yilda bir-biridan mustaqil ravishda ingliz jarrohi va fiziologi Richard Katon va rus fiziologi V. Danilevskiy miyaning elektr faolligining generatori ekanligini ko'rsatdilar, ya'ni miya biotoklari kashf qilindi.

Biologik ob'ektlar o'zlarining hayot faoliyati davomida nafaqat mikrotoklar, balki katta kuchlanish va oqimlarni ham yaratadilar. Galvanidan ancha oldin ingliz anatomi Jon Uolsh isbotladi elektr tabiati stingray strike va shotlandiyalik jarroh va anatomist Jon Hunter bu hayvonning elektr organining aniq tavsifini berdi. Uolsh va Hunterning tadqiqotlari 1773 yilda nashr etilgan.

Zamonaviy biologiya va tibbiyotda ular qo'llaniladi turli usullar invaziv va invaziv bo'lmagan tirik organizmlarni o'rganish.

Invaziv usullarning klassik namunasi - labirintlar bo'ylab yugurish yoki olimlar tomonidan qo'yilgan boshqa muammolarni hal qilish uchun miyasiga bir nechta elektrod o'rnatilgan laboratoriya kalamush.

Invaziv bo'lmagan usullar ensefalogramma yoki elektrokardiogramma olish kabi tanish tadqiqotlarni o'z ichiga oladi. Bunday holda, yurak yoki miyaning biotoklarini o'qiydigan elektrodlar to'g'ridan-to'g'ri mavzuning terisidan oqimlarni olib tashlaydi. Elektrodlar bilan aloqani yaxshilash uchun teri yaxshi o'tkazuvchan elektrolit bo'lgan tuzli eritma bilan namlanadi.

Ilmiy tadqiqotlar va turli xil kimyoviy jarayonlar va reaktsiyalar holatini texnik nazorat qilishda elektr tokidan foydalanishdan tashqari, uni qo'llashning keng jamoatchilikka ma'lum bo'lgan eng dramatik daqiqalaridan biri xarakterning "to'xtab qolgan" yuragini qayta ishga tushirishdir. zamonaviy filmda.

Haqiqatan ham, muhim oqimning qisqa muddatli zarba oqimi faqat to'xtatilgan yurakni ishga tushirishga qodir bo'lgan alohida holatlarda. Ko'pincha uning normal ritmi yurak fibrilatsiyasi deb ataladigan xaotik konvulsiv kasılmalar holatidan tiklanadi. Yurak qisqarishining normal ritmini tiklash uchun ishlatiladigan asboblarga defibrilatorlar deyiladi. Zamonaviy avtomatik defibrilatorning o'zi kardiogramma oladi, yurak qorinchalarining fibrilatsiyasini aniqlaydi va zarba berish yoki qilmaslikni mustaqil ravishda hal qiladi - bu yurak orqali kichik tetik pulsni o'tkazish uchun etarli bo'lishi mumkin. Jamoat joylarida avtomatik defibrilatorlarni o'rnatish tendentsiyasi mavjud bo'lib, ular yurakning kutilmaganda to'xtab qolishi tufayli o'lim sonini sezilarli darajada kamaytirishi mumkin.

Amaliyotdagi shoshilinch shifokorlar defibrilatsiyadan foydalanishga shubha qilmaydi - bemorning jismoniy holatini EKGdan tezda aniqlashga o'rgatilgan, ular keng omma uchun mo'ljallangan avtomatik defibrilatorga qaraganda ancha tezroq qaror qabul qilishadi.

Bundan tashqari, sun'iy yurak stimulyatori, aks holda yurak stimulyatori deb ataladigan narsalarni eslatib o'tish o'rinli bo'ladi. Ushbu qurilmalar teri ostiga yoki odamning ko'krak mushaklari ostiga joylashtiriladi va bunday qurilma elektrodlar orqali miyokardga (yurak mushagi) taxminan 3 V tok impulslarini etkazib beradi va yurakning normal ishlashini rag'batlantiradi. Zamonaviy yurak stimulyatori 6-14 yil davomida uzluksiz ishlashni ta'minlaydi.

Elektr tokining xususiyatlari, uni hosil qilish va qo'llash

Elektr toki kattaligi va shakli bilan tavsiflanadi. Vaqt o'tishi bilan uning xatti-harakatlariga asoslanib, to'g'ridan-to'g'ri oqim (vaqt o'tishi bilan o'zgarmas), aperiodik oqim (vaqt o'tishi bilan tasodifiy o'zgarib turadi) va o'zgaruvchan tok (vaqt o'tishi bilan ma'lum, odatda davriy qonunga muvofiq o'zgaruvchan) o'rtasida farqlanadi. Ba'zan yechim uchun turli vazifalar to'g'ridan-to'g'ri va o'zgaruvchan tokning bir vaqtning o'zida mavjudligini talab qiladi. Bunday holda, biz to'g'ridan-to'g'ri komponent bilan o'zgaruvchan tok haqida gapiramiz.

Tarixiy jihatdan, birinchi bo'lib triboelektrik tok generatori paydo bo'lgan, u junni amber bo'lagiga surtish orqali oqim hosil qilgan. Ushbu turdagi yanada rivojlangan oqim generatorlari endi Van de Graaff generatorlari deb ataladi, ular bunday mashinalarning birinchi texnik echimini ixtirochisi nomi bilan atashadi.

Yuqorida aytib o'tilganidek, italyan fizigi Alessandro Volta elektrokimyoviy to'g'ridan-to'g'ri oqim generatorini ixtiro qildi, u quruq batareyalar, akkumulyatorlar va batareyalarning salafiga aylandi. yonilg'i xujayralari, biz bugungi kunda ham har xil qurilmalar uchun qulay quvvat manbalari sifatida foydalanamiz - qo'l soatlari va smartfonlargacha. avtomobil akkumulyatorlari va Tesla elektromobillari uchun tortish batareyalari.

Ushbu to'g'ridan-to'g'ri oqim generatorlariga qo'shimcha ravishda, izotoplarning to'g'ridan-to'g'ri yadroviy parchalanishiga asoslangan tok generatorlari va magnit gidrodinamik oqim generatorlari (MHD generatorlari) mavjud bo'lib, ular past quvvati, zaif texnologik asoslari tufayli hozirgacha cheklangan. keng qo'llanilishi va boshqa sabablarga ko'ra. Shunga qaramay, radioizotop energiya manbalari to'liq avtonomiya zarur bo'lgan joylarda keng qo'llaniladi: kosmosda, chuqur dengiz transport vositalarida va gidroakustik stantsiyalarda, mayoqlarda, buylarda, shuningdek, Uzoq Shimolda, Arktika va Antarktikada.

Elektrotexnikada oqim generatorlari to'g'ridan-to'g'ri tok generatorlari va o'zgaruvchan tok generatorlariga bo'linadi.

Bu generatorlarning barchasi 1831 yilda Maykl Faraday tomonidan kashf etilgan elektromagnit induksiya hodisasiga asoslangan. Faraday to'g'ridan-to'g'ri oqim ishlab chiqaradigan birinchi kam quvvatli unipolyar generatorni yaratdi. Birinchi o'zgaruvchan tok generatori lotincha bosh harflar ostida anonim muallif tomonidan taklif qilingan R.M. 1832 yilda Faradayga yozgan maktubida. Maktub chop etilgandan keyin Faraday oldi rahmat maktubi 1833 yilda takomillashtirilgan generatorning diagrammasi bilan o'sha anonim muallifdan, u yopish uchun qo'shimcha po'lat halqa (bo'yinturuq) ishlatgan. magnit oqimi o'rash yadrolari.

Biroq, o'sha paytda o'zgaruvchan tokdan foydalanish yo'q edi, chunki o'sha paytda elektr energiyasining barcha amaliy qo'llanilishi (kon elektrotexnika, elektrokimyo, yangi paydo bo'lgan elektromagnit telegraf, birinchi elektr motorlar) to'g'ridan-to'g'ri oqimni talab qiladi. Shu sababli, keyingi ixtirochilar o'z kuchlarini to'g'ridan-to'g'ri elektr tokini ta'minlaydigan generatorlar qurishga, bu maqsadlar uchun turli xil kommutatsiya qurilmalarini ishlab chiqishga qaratdilar.

Qabul qiluvchi birinchi generatorlardan biri amaliy qo'llash, rus akademigi B. S. Yakobining magnitoelektr generatori edi. Ushbu generator rus armiyasining galvanik guruhlari tomonidan qabul qilingan va ular uni mina sigortalarini yoqish uchun ishlatgan. Jacobi generatorining takomillashtirilgan modifikatsiyalari hanuzgacha mina zaryadlarini masofadan turib faollashtirish uchun qo'llaniladi, bu harbiy-tarixiy filmlarda keng tasvirlangan, unda sabotajchilar yoki partizanlar ko'priklar, poezdlar yoki boshqa narsalarni portlatib yuboradi.

Keyinchalik, to'g'ridan-to'g'ri yoki o'zgaruvchan tokning paydo bo'lishi o'rtasidagi kurash ixtirochilar va amaliy muhandislar o'rtasida turli muvaffaqiyatlar bilan olib borildi, bu esa zamonaviy elektr energetikasi titanlari: Tomas Edison va General Electric kompaniyasi o'rtasidagi qarama-qarshilikning apogeyiga olib keldi. qo'l va Nikola Tesla Westinghouse kompaniyasi bilan, boshqa tomondan. Kuchli kapital g'alaba qozondi va Teslaning o'zgaruvchan elektr tokini ishlab chiqarish, uzatish va o'zgartirish sohasidagi ishlanmalari Amerika jamiyatining milliy mulkiga aylandi, bu esa keyinchalik Qo'shma Shtatlarning texnologik ustunligiga hissa qo'shdi.

Har xil ehtiyojlar uchun elektr energiyasini haqiqiy ishlab chiqarishga qo'shimcha ravishda, mexanik harakatni elektrga aylantirish asosida, elektr mashinalarining teskariligi tufayli elektr tokini teskari yo'nalishga aylantirish mumkin bo'ldi. mexanik harakat, to'g'ridan-to'g'ri va o'zgaruvchan tok elektr motorlari tomonidan amalga oshiriladi. Ehtimol, bu bizning zamonamizning eng keng tarqalgan mashinalari, shu jumladan avtomobillar va mototsikllar uchun starterlar, sanoat mashinalari uchun drayvlar va turli xil uy jihozlari. Bunday qurilmalarning turli xil modifikatsiyalaridan foydalanib, biz barcha hunarmandchilikka aylandik, biz rejalashtirish, arralash, burg'ulash va tegirmon qilishimiz mumkin. Va bizning kompyuterlarimizda miniatyuradagi aniq DC motorlar tufayli qattiq va optik disklar aylanadi.

Odatdagidek elektromexanik motorlardan tashqari, ular elektr tokining oqimi tufayli ishlaydi. ionli dvigatellar, printsipidan foydalanish reaktiv harakat materiyaning tezlashtirilgan ionlarini chiqarish paytida, ular asosan kichik sun'iy yo'ldoshlarda kerakli orbitalarga chiqarish uchun ishlatiladi. Va 22-asrning foton dvigatellari, hozirgacha faqat dizaynda mavjud bo'lgan va bizning kelajakdagi yulduzlararo kemalarimizni yorug'likdan past tezlikda olib yuradiganlar, ehtimol, elektr tokida ham ishlaydi.

Yaratish uchun elektron elementlar va turli maqsadlar uchun kristalllarni etishtirishda texnologik sabablarga ko'ra, o'ta barqaror DC generatorlari talab qilinadi. Elektron komponentlardan foydalangan holda bunday aniq DC generatorlari oqim stabilizatorlari deb ataladi.

Elektr tokini o'lchash

Shuni ta'kidlash kerakki, tokni o'lchash asboblari (mikroampermetrlar, milliampermetrlar, ampermetrlar) bir-biridan juda farq qiladi, birinchi navbatda, dizayn turi va ishlash tamoyillari - bular to'g'ridan-to'g'ri oqim, past chastotali o'zgaruvchan tok va yuqori kuchlanishli qurilmalar bo'lishi mumkin. chastotali o'zgaruvchan tok.

Ishlash printsipiga ko'ra elektromexanik, magnitoelektrik, elektromagnit, magnetodinamik, elektrodinamik, induksion, termoelektrik va elektron qurilmalar farqlanadi. Ko'rsatkich tokini o'lchash asboblarining ko'pchiligi harakatlanuvchi / qo'zg'almas ramkaning yara bobini va qattiq / harakatlanuvchi magnit bilan birikmasidan iborat. Ushbu dizayn tufayli odatiy ampermetrda sig'im bilan o'ralgan ketma-ket ulangan indüktans va qarshilikning ekvivalent sxemasi mavjud. Shuni dastidan; shu sababdan chastotali javob terish ampermetrlari yuqori chastotalarda blokirovkaga ega.

Ular uchun asos miniatyura galvanometri bo'lib, turli o'lchov chegaralariga qo'shimcha shuntlar - past qarshilikka ega rezistorlar yordamida erishiladi, bu o'lchov galvanometrining qarshiligidan pastroq kattalikdagi buyurtmalardir. Shunday qilib, bitta qurilma asosida oqimlarni o'lchash uchun asboblar yaratilishi mumkin turli diapazonlar– mikroampermetrlar, milliampermetrlar, ampermetrlar va hatto kiloammetrlar.

Umuman olganda, o'lchov amaliyotida o'lchangan oqimning xatti-harakati muhim ahamiyatga ega - bu vaqt funktsiyasi bo'lishi mumkin va ega turli shakl- doimiy, garmonik, garmonik bo'lmagan, impulsli va hokazo bo'lishi va uning qiymati odatda radio sxemalari va qurilmalarining ish rejimlarini tavsiflash uchun ishlatiladi. Quyidagi joriy qiymatlar ajralib turadi:

• bir zumda,
• amplituda,
• o'rtacha,
• ildiz o'rtacha kvadrat (rms).

Oqimning oniy qiymati I i - ma'lum bir vaqtning o'zida oqimning qiymati. Uni osiloskop ekranida kuzatish mumkin va osillogramma yordamida vaqtning har bir lahzasini aniqlash mumkin.

I m oqimining amplitudasi (cho'qqi) qiymati bir davrdagi eng katta lahzali oqim qiymatidir.

I oqimning o'rtacha kvadrat (rms) qiymati davrdagi lahzali oqim qiymatlarining o'rtacha kvadrat ildizi sifatida aniqlanadi.

Barcha ko'rsatkich ampermetrlari odatda rms oqim qiymatlarida kalibrlanadi.

Oqimning o'rtacha qiymati (doimiy komponenti) o'lchash vaqtidagi barcha oniy qiymatlarining o'rtacha arifmetik qiymatidir.

Maksimal va o'rtasidagi farq minimal qiymatlar Signal oqimi signalning tebranishi deb ataladi.

Endi, asosan, ko'p funktsiyali raqamli asboblar ham, osiloskoplar ham oqimni o'lchash uchun ishlatiladi - ularning ekranlari nafaqat aks etadi. shakl kuchlanish / oqim, lekin ayni paytda muhim signal xususiyatlari. Ushbu xususiyatlar davriy signallarning o'zgarishi chastotasini ham o'z ichiga oladi, shuning uchun o'lchash texnologiyasida qurilmani o'lchash chastotasi chegarasi muhim ahamiyatga ega.

Osiloskop yordamida oqimni o'lchash

Yuqoridagilarning misoli signal generatori, osiloskop va ko'p funktsiyali raqamli qurilma (multimetr) yordamida sinusoidal va uchburchak signallarning samarali va maksimal oqim qiymatlarini o'lchash bo'yicha bir qator tajribalar bo'ladi.

1-sonli tajribaning umumiy sxemasi quyida keltirilgan:

Signal generatori (FG) multimetrning (MM) ketma-ket ulanishiga yuklanadi, shunt qarshiligi R s =100 Om va yuk qarshiligi R 1 kOm. Osiloskop OS shunt qarshiligi R s bilan parallel ravishda ulanadi. Shunt qarshiligining qiymati R s shartidan tanlanadi<

Tajriba 1

Keling, 60 Gts chastotali va 9 Volt amplitudali generatordan yuk qarshiligiga sinusoidal signalni qo'llaymiz. Keling, juda qulay Auto Set tugmasini bosamiz va biz ekranda rasmda ko'rsatilgan signalni kuzatamiz. 1. Signalning tebranishi - 200 mV bo'linish qiymatiga ega bo'lgan beshta katta bo'linma. Multimetr 3,1 mA oqim qiymatini ko'rsatadi. Osiloskop U=312 mV o'lchov qarshiligidagi signal kuchlanishining o'rtacha kvadratik qiymatini aniqlaydi. R s rezistor orqali o'tadigan oqimning samarali qiymati Ohm qonuni bilan belgilanadi:

I RMS = U RMS / R = 0,31 V / 100 Ohm = 3,1 mA,

multimetr ko'rsatkichiga mos keladi (3,10 mA). E'tibor bering, ikkita rezistor va ketma-ket ulangan multimetrdan iborat zanjirimiz orqali oqim diapazoni tengdir

I P-P = U P-P / R = 0,89 V / 100 Ohm = 8,9 mA

Ma'lumki, sinusoidal signal uchun oqim va kuchlanishning eng yuqori va samarali qiymatlari √2 koeffitsienti bilan farq qiladi. Agar I RMS = 3,1 mA ni √2 ga ko'paytirsam, biz 4,38 ni olamiz. Ushbu qiymatni ikki baravar oshiring va biz 8,8 mA ni olamiz, bu osiloskop (8,9 mA) bilan o'lchangan oqim bilan deyarli bir xil.

Tajriba 2

Keling, generatordan keladigan signalni yarmiga kamaytiraylik. Osiloskopdagi tasvirning ko'lami to'liq yarmiga (464 mV) qisqaradi va multimetr 1,55 mA oqim qiymatini taxminan ikki barobarga ko'rsatadi. Osiloskopda joriy qiymatning samarali ko'rsatkichlarini aniqlaymiz:

I RMS = U RMS / R = 0,152 V / 100 Ohm = 1,52 mA,

bu taxminan multimetr ko'rsatkichiga to'g'ri keladi (1,55 mA).

Tajriba 3

Keling, generator chastotasini 10 kHz ga oshiramiz. Bunday holda, osiloskopdagi tasvir o'zgaradi, lekin signal diapazoni bir xil bo'lib qoladi va multimetr ko'rsatkichlari kamayadi - bu multimetrning ruxsat etilgan ish chastotasi diapazoniga ta'sir qiladi.

Tajriba 4

Keling, 60 Gerts chastotasiga va signal generatorining 9 V kuchlanishiga qaytaylik, lekin o'zgartiring. shakl uning signali sinusoidaldan uchburchakgacha. Osiloskopdagi tasvirning ko'lami bir xil bo'lib qoldi, lekin multimetr ko'rsatkichlari 1-sonli tajribada ko'rsatilgan joriy qiymatga nisbatan kamaydi, chunki signal oqimining samarali qiymati o'zgargan. Osiloskop, shuningdek, qarshilik R s =100 Ohm bo'ylab o'lchangan kvadratik kuchlanishning pasayishini ko'rsatadi.

Oqim va kuchlanishni o'lchashda xavfsizlik choralari

• Xonaning xavfsizlik sinfiga va uning holatiga qarab, oqimlarni o'lchashda hatto nisbatan past kuchlanish 12-36 V hayot uchun xavf tug'dirishi mumkinligi sababli, quyidagi qoidalarga rioya qilish kerak:
• Muayyan professional ko'nikmalarni talab qiladigan oqimlarni o'lchamang (1000 V dan yuqori kuchlanishlarda).
• Oqimlarni erishish qiyin joylarda yoki balandlikda o'lchamang.
• Uy tarmog'ida o'lchovlarni o'tkazayotganda, elektr toki urishidan himoya qiluvchi maxsus vositalardan foydalaning (rezina qo'lqop, bo'yra, etik yoki etik).
• To'g'ri o'lchash vositasidan foydalaning.
• Ko'p funktsiyali asboblardan (multimetrlardan) foydalanilganda, o'lchashdan oldin o'lchanayotgan parametr va uning qiymati to'g'ri o'rnatilganligiga ishonch hosil qiling.
• Ishlaydigan zondlar bilan o'lchash moslamasidan foydalaning.
• O'lchov moslamasidan foydalanish bo'yicha ishlab chiqaruvchining tavsiyalariga qat'iy rioya qiling.