ԴԱՍ 11, 12 ԷԼԵԿՏՐԱԿԱՆ ԼԱՐՈՒՄ: ՎՈԼՏԱՉԱՓ։ԷԼԵԿՏՐԱԿԱՆ ԴԻՄԱԴՐՈՒԹՅՈՒՆ։ ՕՀՄԻ ՕՐԵՆՔ։

Էլեկտրական հոսանքը լիցքավորված մասնիկների ուղղորդված շարժում է, որն առաջանում է, երբ էլեկտրական դաշտի կողմից նրանց վրա ուժ է ազդում և հետևաբար աշխատանք է կատարվում: Հոսանքի աշխատանքը համեմատական է տեղափոխված լիցքի քանակին՝ q-ին, հետևաբար նրա հարաբերությունը այդ լիցք քանակին հաստատուն մեծություն է և կարող է բնութագրել էլեկտրական դաշտը հաղորդչի ներսում: Այդ ֆիզիկական մեծությունը կոչվում է լարում և նշանակվում է U տառով: 

Լարումը  ցույց է տալիս տվյալ տեղամասով 1Կլ լիցք անցնելիս էլեկտրական դաշտի կատարած աշխատանքը:

Լարումը սկալյար ֆիզիկական մեծություն է, որը հավասար է դաշտի կատարած աշխատանքի  հարաբերությանը հաղորդչով տեղափոխված լիցքի քանակին: U=A/q 

Էլեկտրական լարման միավորը կոչվում է վոլտ (Վ) հոսանքի առաջին աղբյուր ստեղծող Ա. Վոլտայի պատվին:

1Վ այն լարումն է, որի դեպքում շղթայի տեղամասով 1Կլ լիցք տեղափոխելիս էլեկտրական դաշտը կատարում է 1Ջ աշխատանք:

Վոլտաչափի սեղմակները միացվում են էլեկտրական շղթայի այն կետերին, որոնց միջև անհրաժեշտ է չափել լարումը՝ չափվող տեղամասին զուգահեռ։

Վոլտաչափի «+» նշանով սեղմակն անհրաժեշտ է միացնել էլեկտրական շղթայի չափվող տեղամասի այն կետի հետ, որը միացված է հոսանքի աղբյուրի դրական բևեռին, իսկ «−» նշանով սեղմակը՝ բացասական բևեռին: 

Կազմենք շղթա՝ հոսանքի աղբյուրին հերթականորեն միացնելով հաղորդիչներ, որոնք միմյանցից տարբերվում են երկարությամբ, հաստությամբ կամ նյութի տեսակով:  Հաղորդիչներով անցնող հոսանքի ուժը չափենք ամպերաչափի օգնությամբ:

Փորձը ցույց է տալիս, որ միևնույն հոսանքի աղբյուրի, այսինքն նույն լարման դեպքում տարբեր հաղորդիչներով անցնող հոսանքի ուժը տարբեր է: Այսինքն նրանք տարբեր կերպ են հակազդում իրենց միջով անցնող հոսանքակիր մասնիկներին:

Էլեկտրական հոսանքի նկատմամբ հաղորդչի հակազդեցությունը բնութագրող ֆիզիկական մեծությունը կոչվում է հաղորդչի էլեկտրական դիմադրություն և նշանակվում  R տառով:

Փորձը ցույց է տալիս, որ գլանաձև հաղորդչի դիմադրությունը տվյալ ջերմաստիճանում կախված է նրա L երկարությանից, S լայնական հատույթի մակերեսից և նյութի տեսակից: Ընդ որում, հաղորդչի դիմադրությունը նրա L երկարությունից կախված է ուղիղ համեմատականորեն, իսկ S լայնական հատույթի մակերեսից՝ հակադարձ համեմատականորեն: R=ρ_l/S

Էլեկտրական շղթայով հոսանքի անցումը բնութագրում են երեք մեծություններ. I՝ հոսանքի ուժը, U՝ լարումը, R՝ դիմադրությունը: Այս մեծությունների միջև գոյություն ունի կապ, որը որպես օրենք սահմանել է Գ.Օհմը 1827թ.-ին:

Անփոփոխ դիմադրության դեպքում տեղամասով անցնող հոսանքի ուժն ուղիղ համեմատական է լարմանը։ Այսինքն, որքան մեծ է U լարումը շղթայի տեղամասի ծայրերում, այնքան մեծ է նրանով անցնող I հոսանքի ուժը, և I(U) կախման գրաֆիկը իրենից ներկայացնում է ուղիղ գիծ:

Անփոփոխ լարման դեպքում հոսանքի ուժը հակադարձ համեմատական է դիմադրությանը:

Հոսանքի ուժը շղթայի տեղամասում հավասար է այդ տեղամասի լարման և նրա դիմադրության հարաբերությանը: I=U/R

Օհմի օրենքից ստացվում է, որ դիմադրության նվազման դեպքում հոսանքի ուժն աճում է, և եթե հոսանքի ուժը գերազանցի տվյալ շղթայի համար թույլատրելի արժեքը, ապա շղթային միացված բոլոր սարքերը կարող են շարքից դուրս գալ: Այդպիսի իրավիճակ առաջանում է կարճ միացման դեպքում, երբ շղթայի երկու կետերը միացվում են շատ փոքր դիմադրություն ունեցող հաղորդիչով: Կարճ միացումը կարող է հրդեհի պատճառ դառնալ:

Թեմատիկ հարցեր և խնդիրներ՝

1․Ի՞նչ աշխատանք է կատարվում, երբ 220 Վ լարման ցանցին միացված էլեկտրական լամպի պարույրով անցնում է 4 Կլ լիցք:

u=220 Վ

q=4 Կլ

A=? (Ջ)

—————

A=u*q=220 Վ*4 Կլ=880 Ջ

Պատ՝․ 880 Ջ

2․Ինչի՞ է հավասար լարումը էլեկտրական ջերմատաքացուցիչի վրա, եթե դրանով 40 Կլ լիցք անցնելիս կատարվում է 1600 Ջ աշխատանք:

q=40 Կլ

A=1600 Ջ

u=? (Վ)

—————

u=A/q=1600 Ջ/40 Կլ=40 Վ

Պատ՝․ 40 Վ

3․ Փորձարարը պետք է չափի էլեկտրական լարումը ջերմատաքաչուցիչի ծայրերին: Ո՞ր դեպքում է նա ճիշտ միացրել վոլտաչափը շղթային:

Պատ՝․ գ

4․Որոշեք Երևանից Գորիս  ձգվող 12 մմ² լայնական հատույթի մակերես ունեցող երկաթե հաղորդալարի դիմադրությունը, եթե այդ քաղաքների միջև հեռավորությունը 240 կմ է: Երկաթի տեսակարար դիմադրությունը 0.1 Օմ·մմ²/մ է:

S=12 մմ²

L=240 կմ=240.000 մ

ρ=0.1 Օմ*մմ²/մ

R=? (Օմ)

—————

R=ρ*L/S=0.1 Օմ*մմ²/մ*(240.000 մ/12 մմ²)=0.1 Օմ*մմ²/մ*20.000մ/մմ²=2000 Օմ=2 կՕմ

Պատ՝․ 2000 Օմ; 2 կՕմ

5․Ինչի՞ է հավասար 620 Օմ դիմադրություն ունեցող պարույրով անցնող հոսանքի ուժը, եթե նրա ծայրերում կիրառված լարումը 12 Վ է:

R=620 Օմ

u=12 Վ

I=? (Ա)

—————

I=u/R=12 Վ/620 Օմ=0.019 Ա

Պատ՝․ 0.019 Ա

Տանը՝ դաս 11,12, գրել թեմատիկ հարցեր և խնդիրները։

Դաս 11

1. Էներգիայի ի՞նչ փոխակերպումներ են տեղի ունենում էլեկտրական փակ շղթայում։

Էլեկտրական փակ շղթայում տեղի են ունենում էլեկտրական էներգիայի փոխակերպումներ՝ հոսանքի ազդեցությամբ, այլ էներգիայի՝ ներքին, մեխանիկական և այլն․․․։

2. Ի՞նչ է հոսանքի աշխատանքը։

Փակ էլեկտրական շղթայի որևէ տեղամասով լիցք տեղափոխելիս էլեկտրական դաշտը կատարում է աշխատանք։

3. Ո՞ր ֆիզիկական մեծություններն են անվանում էլեկտրական լարում։ Գրեք լարումը սահմանող մաթեմատիկական բանաձևը։

Լարումը սկալյար ֆիզիկական մեծություն է, որը հավասար է դաշտի կատարած աշխատանքի  հարաբերությանը հաղորդչով տեղափոխված լիցքի քանակին: Բանաձև՝ U=A/q 

4. Ինչպե՞ս է սահմանվում լարման միավորը՝ վոլտը։ Լարման ի՞նչ միավորներն են գործածական։

1Վ այն լարումն է, որի դեպքում շղթայի տեղամասով 1Կլ լիցք տեղափոխելիս էլեկտրական դաշտը կատարում է 1Ջ աշխատանք:

1 կՎ=10³ Վ=1000 Վ

1 ՄՎ=10⁶ Վ=1.000.000 Վ

1 մՎ=10^-3 Վ=0.001 Վ

5. Ո՞ր էլեկտրական սարքն են անվանում վոլտաչափ։

Լարումը չափող էլեկտրական սարքն անվանում են վոլտափաչ։

6. Շղթայի տարրերի ո՞ր միացումն են անվանում զուգահեռ։ Ինչպե՞ս է վոլտաչափը միացվում շղթայի հետազոտվող տեղամասին։

Վոլտաչափի սեղմակները միացվում են էլեկտրական շղթայի այն կետերին, որոնց միջև անհրաժեշտ է չափել լարումը՝ չափվող տեղամասին զուգահեռ:

7. Ի՞նչ սխալներ կան պատկերված սխեմայում։

Վոլտաչափի սեղմակները պետք է միացվեն հետազոտվող տեղամասին զուգահեռ։

Դաս 12

1. Ինչպե՞ս են կապված տրված հաղորդչում հոսանքի ուժի և լարման արժեքները։

Տրված հաղորդչում հոսանքի ուժն ուղիղ համեմատական է լարմանը, ուստի լարման և հոսանքի ուժի U/I հարաբերությունը կախված չէ ո՛չ լարումից և ո՛չ էլ հոսանքի ուժից: 

2. Ինչպե՞ս է սահմանվում հաղորդչի էլեկտրական դիմադրությունը։

Էլեկտրական հոսանքի նկատմամբ հաղորդչի հակազդեցությունը բնութագրող ֆիզիկական մեծությունը կոչվում է հաղորդչի էլեկտրական դիմադրություն:

3. Ինչպիսի՞ն է տարբեր հաղորդիչներում հոսանքի ուժի արժեքների և այդ հաղորդիչների դիմադրությունների կապը նույն լարման դեպքում։

Տարբեր հաղորդիչների համար այդ հոսանքի ուժի և դիմադրության կապը հակադարձ համեմատական է, ուստի որքան մեծ է դիմադրությունը, այնքան ավելի փոքր է հոսանքի ուժը:

4. Ինչպե՞ս է սահմանվում հաղորդչի դիմադրության միավորը՝ օհմը։ Էլեկտրական դիմադրության ուրիշ ի՞նչ միավորներ գիտեք։

1 օհմն այն հաղորդչի դիմադրությունն է, որտեղ հոսանքի ուժը հավասար է 1 Ա, երբ նրա ծայրերին կիրառված է 1 Վ լարում:

5. Կախվա՞ծ է արդյոք հաղորդչի դիմադրությունը նրա ծայրերին կիրառված լարումից։ Իսկ հաղորդչում հոսանքի ուժի՞ց։ Պատասխանը հիմնավորեք։

Համաձայն Օհմի օրենքի՝ I=u/R, դիմադրությունը ուղիղ համեմատական է հոսանքի լարմանը և հակադարձ համեմատական հոսանքի ուժին (R=u/I):

Ուստի հաղորդչի դիմադրությունը կախված է նրա ծայրերին կիրառված լարումից և հաղորդչում հոսանքի ուժից։

6. Ձևակերպեք Օհմի օրենքը։ Օհմի օրենքից որոշեք շղթայի տեղամասում լարումը՝ արտահայտված հոսանքի ուժով և դիմադրությամբ։

Շղթայի տեղամասում հոսանքի ուժն ուղիղ համեմատական է տեղամասի ծայրերին կիրառված լարմանը և հակարդարձ համեմատական այդ տեղամասի դիմադրությանը։

Բանաձև՝ u=I*R

7. Ի՞նչ տեսք ունի հաղորդչում հոսանքի ուժի կախումը հաղորդչի ծայրերին լիրառված լարումից պատկերող գրաֆիկը։