To'g'ridan-to'g'ri oqim elektr energiyasi bo'yicha muhokama savollariga misol
To'g'ridan-to'g'ri tok (DC) elektr energiyasi muhandislik va fizikada tanish hodisadir. To'g'ridan-to'g'ri tok - bu elektronlarning o'tkazgich orqali bir yo'nalishda, odatda zanjirdagi musbat terminaldan manfiy terminalga oqib o'tishi. Ushbu maqolada biz ushbu mavzuni yaxshiroq tushunishimizga yordam berish uchun to'g'ridan-to'g'ri tok elektr energiyasi bilan bog'liq bir nechta misol muammolarni va ularning muhokamasini ko'rib chiqamiz.
1. Ketma-ket sxema
1-savol:
Har biri 4Ω, 6Ω va 10Ω qiymatlariga ega bo'lgan, 20V kuchlanish manbaiga ulangan uchta rezistordan iborat ketma-ket zanjir berilgan. Zanjirdan o'tayotgan tokni hisoblang.
Munozara:
Birinchidan, biz ketma-ket ulangan zanjirdagi umumiy qarshilikni hisoblashimiz kerak. Ketma-ket ulangan zanjirda umumiy qarshilik (R_total) har bir alohida qarshilikning yig'indisidir.
\[ R_{\text{jami}} = R_1 + R_2 + R_3 \]
\[ R_{\text{jami}} = 4Ω + 6Ω + 10Ω = 20Ω \]
Shundan so'ng, biz tok kuchini hisoblash uchun Om qonunidan foydalanamiz. Om qonuni \(V = I \taym R \) ekanligini bildiradi. Shunday qilib, tok kuchini (I) quyidagicha hisoblash mumkin:
\[ I = \frac{V}{R_{\text{jami}}} \]
\[ I = \frac{20V}{20Ω} = 1A \]
Demak, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim kuchi 1 amperni tashkil qiladi.
2. Parallel zanjir
2-savol:
Qarshiliklari 3Ω, 6Ω va 12Ω bo'lgan uchta rezistor parallel ravishda ulangan va 12V kuchlanish manbaiga ulangan. Har bir rezistordan o'tadigan tok kuchini hisoblang.
Munozara:
Parallel zanjir uchun har bir rezistordagi kuchlanish (V) manba kuchlanishiga bir xil va teng. Birinchidan, biz har bir tokni Ohm qonuni yordamida hisoblaymiz.
\[ I_1 = \frac{V}{R_1} = \frac{12V}{3Ω} = 4A \]
\[ I_2 = \frac{V}{R_2} = \frac{12V}{6Ω} = 2A \]
\[ I_3 = \frac{V}{R_3} = \frac{12V}{12Ω} = 1A \]
Har bir rezistor orqali oqayotgan tok kuchi 4A, 2A va 1A ni tashkil qiladi.
Bundan tashqari, biz Kirxoffning oqim qonunidan foydalanib, manbadan oqib o'tadigan umumiy tokni hisoblashimiz mumkin, bu qonun nuqtaga kiruvchi umumiy tok uni tark etayotgan tokka teng ekanligini bildiradi:
\[ I_{\text{jami}} = I_1 + I_2 + I_3 = 4A + 2A + 1A = 7A \]
3. Ketma-ket va parallel zanjirlarning kombinatsiyasi
3-savol:
4Ω, 6Ω, 12Ω va 12Ω qiymatlariga ega to'rtta rezistor birlashtirilgan zanjirda joylashgan, ya'ni 4Ω va 6Ω ketma-ket joylashtirilgan, keyin natija 12Ω ga parallel ravishda joylashtirilgan va nihoyat uchinchi 12Ω bilan ketma-ket joylashtirilgan. Agar kuchlanish manbai 24V bo'lsa, zanjirda oqayotgan umumiy tokni aniqlang.
Munozara:
Birinchi qadam birinchi ketma-ket zanjirning qarshiligini hisoblashdir.
\[ R_{\matn{seriya}} = 4Ω + 6Ω = 10Ω \]
Keyin, yuqoridagi natijalarni parallel ravishda 12Ω bilan birlashtiramiz.
\[ \frac{1}{R_{\text{parallel}}} = \frac{1}{10Ω} + \frac{1}{12Ω} \]
\[ \frac{1}{R_{\text{parallel}}} = \frac{6}{60} + \frac{5}{60} = \frac{11}{60} \]
\[ R_{\text{parallel}} = \frac{60}{11}Ω \taxminan 5.45Ω \]
Endi biz bu natijani oxirgi 12Ω bilan ketma-ket qo'yamiz.
\[ R_{\text{jami}} = R_{\text{parallel}} + 12Ω \]
\[ R_{\text{jami}} = 5.45Ω + 12Ω = 17.45Ω \]
Umumiy tokni olish uchun biz Ohm qonunidan foydalanamiz:
\[ I_{\text{jami}} = \frac{V}{R_{\text{jami}}} \]
\[ I_{\text{jami}} = \frac{24V}{17.45Ω} \taxminan 1.38A \]
4. Zanjirdagi quvvat
4-savol:
5Ω qiymatiga ega va 2A rezistordan o'tadigan tok berilgan bo'lsa, rezistor tomonidan tarqalgan quvvatni hisoblang.
Munozara:
Quvvat (P) ni quyidagi formula yordamida hisoblash mumkin:
\[ P = I^2 \marta R \]
\[ P = (2A)^2 \ marta 5Ω \]
\[ P = 4 \ marta 5 = 20 Vt \]
Shunday qilib, rezistor tomonidan tarqatilgan quvvat 20 vattni tashkil qiladi.
5. Zanjirdagi nuqtalardagi potensial
5-savol:
Sxema 30V kuchlanish manbai bilan ketma-ket ulangan har biri 10Ω va 20Ω bo'lgan ikkita rezistordan iborat. Ikki rezistor orasidagi nuqtadagi potensialni hisoblang.
Munozara:
Avvalo, biz kontaktlarning zanglashiga olib keladigan tokni hisoblaymiz.
\[ R_{\text{jami}} = 10Ω + 20Ω = 30Ω \]
\[ I = \frac{30V}{30Ω} = 1A \]
Ikki rezistor orasidagi nuqtadagi potensialni birinchi rezistordagi kuchlanish pasayishini hisoblash orqali topish mumkin.
\[ V_{10Ω} = I \marta R_1 = 1A \marta 10Ω = 10V \]
Shunday qilib, ikkita rezistor orasidagi nuqtadagi potensial \(30V – 10V = 20V \) ga teng.
Xulosa
Ushbu maqolada doimiy tok elektr zanjirlari bilan bog'liq bir nechta misol muammolar va ularning yechimlari muhokama qilingan. Bularga ketma-ket, parallel va kombinatsiyalangan zanjirlar, shuningdek, turli nuqtalarda quvvat va potensialni hisoblash kiradi. Ushbu asosiy tushunchalarni chuqur tushunish elektr va elektronikani o'rganayotgan har bir kishi uchun juda muhimdir. Turli xil muammo turlari bilan muntazam mashq qilish ushbu materialni o'zlashtirishga katta yordam beradi.
