Турактуу электр тогу

Табыгый техникалык илимдер кафедрасы

Мокеев Ш. Д.

Окуу-усулдук колдонмо

2-семестр

Өзгөн

Ш. МОКЕЕВ

ФИЗИКА

Эмгек орто кесиптик окуу жайлардын биринчи курсунун студенттерине арналат

ӨЗГӨН-2021

Ош технологиялык университетинин академик Б. Мурзубраимов атындагы Эл аралык Өзгөн технология жана билим берүү институтунун окумуштуу кеңешинин чечими менен басууга сунуш кылынды

Рецензенттер: Бакиров А. КРнын эмгек сиңирген мугалими; Бокоев К. А. т.и.к., доцент.

Мокеев Ш. Д. Физика: окуу-усулдук колдонмо. - Өзгөн, 2021. 111 бет.

Бул усулдук колдонмодо физика курсу боюнча негизги түшүнүктөрдүн аныктамалары, закондордун эрежелери, формулалар берилген. Эмгек орто кесиптик окуу жайлардын биринчи курсунун студенттерине, орто мектептин 10-11-класстарынын окуучуларына, жалпы эле физика илимине кызыккандарга арналат. Колдонмонун кемчилдиктери жок дегенден алысмын. Сунуш-пикирлерди кабыл алабыз. Келечекте толуктоолор менен дагы басмага сунуштайбыз деген ойдобуз.

1-глава

ТУРАКТУУ ЭЛЕКТР ТОГУ. ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ Турактуу токтун магнит талаасы. Эрстед тажрыйбалары. Токтун багыты менен ал түзгѳн магнит талаасынын күч сызыктарынын багыттарынын ѳз ара байланышы. Бурама эрежеси

Турактуу токтун магнит талаасы. Эрстед тажрыйбалары.Ток ѳтүп жаткан ар бир ѳткѳргүч ѳзүнүн айланасында электр талаасынан айырмаланган талааны пайда кылат. Бул талаа ток ѳтүп жаткан башка ѳткѳргүчкѳ таасир этет.

Бир-биринен белгилүү аралыкта жайгашып, электр тогу ѳтүп жаткан ѳткѳргүчтѳрдүн ѳз ара аракеттенүүлѳрүн пайда кылуучу материянын ѳзгѳчѳ түрү магнит талаасы деп аталат. Магнит талаасы кыймылдагы электр заряддары же ѳзгѳрмѳ электр талаасы аркылуу пайда болорлугу жана кыймылдагы заряддарга гана таасир этери изилдѳѳлѳр аркылуу аныкталган. Бул болсо, тажрыйба жүзүндѳ мейкиндикте магнит талаасынын пайда болушу үчүн кыймылдагы заряддардын жардамы, же болбосо бул мейкиндикке тогу бар ѳткѳргүчтү жайгаштыруу гана жетиштүү экендигин билдирет.

1820-жылы Даниялык физик Г. Эрстед (1777—1851) биринчи болуп тогу бар ѳткѳргүчтүн айланасында магнит талаасынын пайда болорун аныктаган. Бул ачылыш физиканын жаңы тармагы болгон электромагнетизмдин пайда болушуна алып келген. Эрстеддин тажрыйбасында ток ѳткѳрүүчү зым учтуу нерсенин учуна орнотулган магнит жебесинин үстүнѳ тартылат. Ток жиберилгенде жебе айланып зымга перпендикулярдуу абалга келет. Токтун багытынын ѳзгѳрүшү жебени карама-каршы жагына бурат. Эрстеддин бул тажрыйбасынан магнит талаасы багытка ээ экендиги, демек вектордук чондук менен мүнѳздѳлѳ тургандыгы келип чыгат.

Эгер мейкиндикте тогу бар эки ѳткѳргүч болсо, анда алардын айланасында пайда болгон магнит талаалары бир-бирине кошулуп мейкиндиктеги чѳйрѳгѳ жыйынтыктоочу магнит талаасын пайда кылат. Бул талаа кошулган магнит талааларынын ар биринен күчтүү да, күчсүз да болушу мүмкүн. Муну текшериш үчүн тѳмѳнкү тажрыйбаны жүргүзѳбүз.

Бирдей эки катушканы бириктирип, ар бирине бирдей багыттагы ток жиберебиз. Андан алыс эмес аралыкка ошол эле багытта тогу бар үчүнчү катушканы жайгаштырабыз.

Тогу бар эки катушка пайда кылган магнит талаасы күчтүү болуп, үчүнчү катушканы ѳзунѳ тартат. Ал эми бириктирилген эки катушканын ар бирине карама-каршы багыттагы ток жиберсек, магнит талаалары күчсүз болуп, үчүнчү катушкага байкаларлык деңгээлде таасир эте албайт. Демек, бир багыттагы токтордун магнит талаалары бири-бирин күчѳтѳт ал эми, карама-каршы багыттагы токтордуку бири-бирин начарлатат деген жыйынтыкка келебиз.

? 1. Магнит талаасы деп эмнени айтабыз?

2. Эрстеддин тажрыйбалары эмнени аныктайт?

Токтун багыты менен ал түзгѳн магнит талаасынын күч сызыктарынын багыттарынын ѳз ара байланышы. Бурама эрежеси. Токтун багыты менен ал түзгѳн магнит талаасынын күч сызыктарынын багыттарынын ѳз ара байланышын аныктоо үчүн зымдын оромунан турган катушкага ток жиберебиз. Ка­тушканы айланта магнит жебелерин жайланыштырабыз. Ток пайда кылган магнит талаасынын ар түрдүү чекитинде жебелердин (стрелкалардын) түрдүүчѳ багытталаарын байкайбыз. Катушкадагы токтун багытын ѳзгѳртсѳк, анда жебелер да ѳздѳрүнүн багытын ѳзгѳртѳт. Алардын ар бири 180°ка бурулат, б. а. ѳздѳрүнүн багытын карама-каршы багытка ѳзгѳртѳт. Магнит талаасынын жебелерге мындай таасир кылышы, анын багыттуулугун кѳргѳзѳт.

Ѳткѳргүчтѳгү токтун багытын ѳзгѳрткѳндѳ магнит талаасынын багытынын карама-каршы багытка ѳзгѳрүшү токтун багыты менен ал түзгѳн магнит талаасынын күч сызыктарынын багыттары ѳз ара байланышта экендигин кѳргѳзѳт. Бул байланышты ачык байкаш үчүн дагы бир тажрыйбаны карап кѳрѳлү. Картондун ортосун тешип, ѳткѳргүчтү ага перпендикулярдуу абалда жайланыштырабыз. Картондун бетине темир таарындыларын жукараак себелеп коёбуз. Ѳткѳргүч аркылуу ток жибергенден кийин картонду акырын кыймылдатып койсок темирдин таарындылары ѳткѳргүчтүн айланасында борбордош айланалар боюнча жайланышканын байкайбыз. Аны схема түрүндѳ 5-сүрѳттѳн кѳрүүгѳ болот. Магнит жебесиндеги С тамгасы түндүк уюлду, ал эми Ю тамгасы түштүк уюлду кѳрсѳтѳт. Магнит талаасында темирдин таарындыларынын ар бири кичине магнит жебеси сыяктуу болуп жайгашат. Темир таарындыларынын ар бири узуну боюнча ошол жердеги магнит талаасынын багыты менен дал келишкендей болуп багытталат. Демек мындан, маг­нит жебелеринин милдетин аткаруучу таарындылардын тогу бар ѳткѳргүчтүн айланасына жайланышы боюнча бир чекиттен экинчи чекитке ѳткѳндѳ магнит талаасында аракет кылуучу күчтүн багыты кандай ѳзгѳрѳ тургандыгын байкоого болот.

Магнит талаасындагы каалаган чекитке жайгашкан кичине магнит жебелери боюнча багытталган сызыктар магниттик күч сызыктар деп аталат. Магниттик күч сызыктардын башталышы да, акыркы учу да болбойт - алар дайыма туюк болот. Токтун багытын ѳзгѳртсѳк ѳткѳргүчтүн сыртындагы талаанын жалпы кѳрүнүшү ѳзгѳрбѳйт, бирок магнит жебелери 180°ка айланат (5-сүрѳт, б). Бул тажрыйба ѳткѳргүчтѳгү токтун багыты ѳзгѳргѳндѳ талаанын ар бир чекитинде таасир этүүчү магниттик күчтѳрдүн багыты да ѳзгѳрѳрүн кѳргѳзѳт.

Мгниттик күч сызыктардын багыты ошол күч сызыктарда жайгашкан магнит жебесинин түндүк уюлу кѳрсѳткѳн багытка дал келет. Мейкиндиктин ар бир чекити аркылуу бир гана маг­ниттик күч сызык ѳтѳт. Демек, бул сызыктар бири-бири менен эч качан кесилишпейт. Электр тогунун магниттик касиети белгилүү боло элек кёзде, электр заряддары сыяктуу эле жаратылышта эки ар түрдүү магнит заряддары да болот деп болжошкон. Бирок туюк эмес магниттик күч сызыктардын болбостугу жаратылышта магниттик заряддардын болбостугун далилдейт. Чындыгында, эгер магнит талаасы магниттик заряддар аркылуу пайда боло турган болсо, анда анын күч сызыктары туюк болбойт эле, бул заряддардын биринде башталышы жана экинчисинде аягы болмок. Ал эми электр заряддары пайда кылган электр талаасынын күч сызыктарынын башталышы да, аягы да болот.

Куч сызыктары дайыма туюк болгон талаа куюндуу та­лаа деп аталат. Магнит талаасы электр-статикалык же грави­тациялык талаалардан (5-сүрѳт,а) айырмаланып, куюндуу талаа болуп эсептелет.

Токтун магнит талаасынын күч сызыктары ѳткѳргүчтү курчаган туюк ийри сызыктар болушарын кѳрдүк. Айрым алганда, түз токтун магниттик күч сызыктары 5-сүрѳттѳ темир таарындылардын жайланышы кѳрсѳткѳндѳй, борбору ток ѳтүп жаткан ѳткѳргүчтѳ болгон борбордош айланалар болушат.

Токтун магнит талаасынын күч сызыктарынын багытынын токтун багыты менен байланышын аныктоо үчүн таарындынын ордуна магнит жебесин пайдалануу ыңгайлуу. Жебелерди ток ѳтүп жаткан ѳткѳргүчтүн айланасына (5-сүрѳт,б) жайгаштырып, күч сы­зыктарынын багытын аныктайбыз. Эгерде ѳткѳргүчтѳгү токтун багытын карама-каршы жакка ѳзгѳртсѳк, анда магнит жебеле­ри 180°ка бурулат. Бул болсо, магнит талаасынын күч сызыктарынын багытынын тийиштүү

багытка ѳзгѳргѳндүгүн кѳрсѳтѳт (5-сүрѳт, б). Ошентип, токтун багыты менен ал түзгѳн маг­нит талаасынын күч сызыктарынын багыты ѳз ара байланышкан багыттар болушат. Бул байланыш тѳмѳнкү эреже менен аныкталат.

Эгерде бураманын учунун алга умтулган кыймыл багыты ѳткѳргучтѳгу токтун багы­ты менен дал келсе, анда бураманын туткасынын айлануу багыты ѳткѳргүчтүн (6-сүрѳт). айлана­сында пайда болгон магнит талаасынын күч сызыктарынын багыты менен дал келишет. Бул эреже бурама эрежеси деп аталат

Кѳпчүлүк учурда, практика жүзүндѳ, тогу бар түз сызыктуу ѳткѳргүчтѳн башка дагы айлана түрүндѳ ийилген жана катушканын сыртына оролгон ѳткѳргүчтѳр аркылуу токтун ѳтүшү колдонулат. Мындай токтор үчүн дагы бурама эре­жеси жарактуу. Мисалга ток тегерек формасындагы ѳткѳргүч боюнча ѳтүп жатат дейли. Анда магнит талаасынын багыты ме­нен токтун багытынын орундарын алмаштыруу ыңгайлуу. Бураманын Туткасын токтун багыты боюнча бураса, анда бураманын учунун кыймылынын багыты тегерек токтун ичиндеги магнит талаасынын багытын кѳрсѳтѳт.

Зымдардын кѳп оромолорунан түзүлгѳн соленоид деп аталуучу катушка аркылуу ток ѳткѳндѳ пайда болуучу магнит талааларын, ар бир оромдун тогу аркылуу түзүлгѳн магнит талааларынын кошундусу катары кароого бодот. Катушканын оромолорун дагы токтун багытын билип, анын уюлдарын бураманын эрежеси аркылуу аныктай алабыз. Тегерек токтогудай эле, бура­манын туткасын ток боюн­ча айланып, анын учунун кыймылы аркылуу катушканын магнит талаасынын күч сызыктарынын багытын, анын уюлдарын аныктоого болот. Катушанын оромолорундагы ток байкоочу үчүн сааттын жебесине каршы өткөндөй болуп көрүнгөн учу катушканын түндүк уюлун берет (8-сүрөт,а). Ал эми, катушканын экинчи учу түштүк уюл болот, мында ток оромону сааттын жебеси боюнча айланып ѳтѳт (8-сүрөт,б).

1. Магнит талаасынын багыттуулугун кантип аныктоого болот?

2. Токтун багыты менен ал тузгѳн магнит талаасынын куч сызыктарынын багыттары ѳз ара байланышта экендигин кантип аныктайбыз?

3. Магниттик куч сызыктар деп эмнени айтабыз?

4. Жаратылышта магниттик заряддын болбостугу эмне ме­нен далилденет?

5. Кандай талаа куюндуу деп аталат?

6. Бурама эрежеси менен эмне аныкталат?

(8-сүрөт,а) (8-сүрөт,б)