7. Актив және реактив кедергі.
Индуктивтілікке және сыйымдылыққа ие болмайтын R кедергі (мұндай кедергі актив кедергі д.а.) қысқыштарына U=Umcos wt заңымен өзгеретін кернеу түсірдік делік. (Um – кернеудің амплитудалық мәні) квазистонарлық шарт орындалғанда кедергі арқылы өткен ток Ом заңы арқылы өрнектеледі.
i=
= Um/R cos wt=Im
cos
wt
Cөйтіп ток пен кернеудің амплитудалығ мәнініңарасында мынадай қатынас бар: i=
Ф бұрышы U кернеумен І ток күшінін арасындағы фаза айырымын береді. Гипотенузасы Um болатын тік бұрышты үшбұрыштан мынау шығады:
(RIm)2+[(wL-
) Im]2
= U2m.
,
бұданIm=
Um /
R2+[(wL-
)2
Сонымен тізбектің ұштарындағы кернеу: U=Umcos wt заңдылығымен өзгеретін болса, онда тізбекте i= Im cos( wt-ф) ток ағады, мұндағы ф және Im мына формуламен анықталады: Z= R2+[(wL- )2 = R2+[(XL-Xc )2
тізбектің толық кедергісі деп аталады.
Ал, X= XL-Xc = wL - шамасы реактив кедергі деп аталады.
8. Толық кедергі.
Ф бұрышы U кернеумен І ток күшінін арасындағы фаза айырымын береді. Гипотенузасы Um болатын тік бұрышты үшбұрыштан мынау шығады:
(RIm)2+[(wL- ) Im]2 = U2m. , бұданIm= Um / R2+[(wL- )2
Сонымен тізбектің ұштарындағы кернеу: U=Umcos wt заңдылығымен өзгеретін болса, онда тізбекте i= Im cos( wt-ф) ток ағады, мұндағы ф және Im мына формуламен анықталады: Z= R2+[(wL- )2 = R2+[(XL-Xc )2
тізбектің толық кедергісі деп аталады.
Ал, X= XL-Xc = wL - шамасы реактив кедергі деп аталады.
9.АЙНЫМАЛЫ ТОК, к е ң м а ғ ы н а с ы н д а — бағыты мен шамасыпериодтытүрдеөзгеріпотыратынэлектртогы. Ал т е х н и к а д а А. т. деп ток күші мен кернеудің период ішіндегіорташамәнінөлгетеңболатынпериодты ток түсініледі. Ток күші (жәнекернеу) өзгерісіқайталанатынуақыттың (сек-пен берілген) еңқысқааралығы период (Т) депаталады (1-сурет). А. т-тыңтағыбірмаңыздысипаттамасы — жиілік (¦).
Айнымалыток тізбегіндеберілгенуақытмезетіндегіқуат токкүші мен кернеудің лездікмәндерініңкөбейтіндісінетең.
Бұлөрнектітүрлендіріп
аламыз.
Бізгебір период ішіндегіорташақуаттыанықтаукерек. Олүшінуақытқатәуелдітригонометриялықфункциялардыңорташамәндерінтабайық:
онда 
Олайболса, қуаттыанықтайтынөрнектегіекіншіқосылғыштыңорташамәнінөлгетең. Сонымен, айнымалы ток тізбегіндеорташақуат:
(2.18)
Бұлтеңдеуге
ток пен кернеудіңәсерлікмәндерінқойып,
ыңғайлы болу
үшінәсерлікмәндердіңиндексінжазбай 
және 
депбелгілесек,
(2.19)
шығады.
(2.18) мен (2.19)
өрнектеріндегі 
шамасықуаткоэффициентідепаталады.
Осы өрнекайнымалытоктыңқуаты тек ток
күші мен кернеугеғанаемес,
соныменқатаролардың тербелісфазаларының айырымына
да
тәуелдіекенінкөрсетеді.
Егертізбектегіреактивтікедергі 
болса, 
,
онда 
,
яғнибұрыннанбелгілітұрақтытоктыңқуатыныңформуласыналамыз.
Ал тізбектеактивтікедергіжоқболса, 
онда 
.
Тек реактивікедергісіғана бар
тізбектеорташақуатнөлгетең. (2.18)
формуласынанқуаттыөсіруүшін
шамасын
— қуаткоэффициентінұлғайтуқажетекенінкөреміз.
Өндірістікқондырғылардаең аз
дегенде 
болуыкерек.
10.Айнымалытокайнымалыкернеуарқылыөндіріледі. Токжүріптұрғансымтөңірегіндепайдаболатынайнымалыэлектрлімагниттікөріс айнымалытоктізбегіндеэнергиятербелісінтудырады, яғниэнергиямагнитнемесеэлектрөрісіндепериодтытүрдебірдежиналып, бірдеэлектрэнергиясыкөзінеқайтыпотырады. Энергияныңтербелуіайнымалытоктізбектеріндереактивтітоктудырады, олсымментоккөзінеартықауырлықтүсіредіжәнеқосымшаэнергияшығынынжасайды. Бұл — айнымалытокэнергиясынберудегікемшілік. Айнымалытоккүшісипаттамасыныңнегізінеайнымалытоктыңорташажылулықәсерін, осындайтоккүшібартұрақтытоктыңжылулықәсеріменсалыстыруалынған. Айнымалытоккүшініңосындайжолменалынғанмәні әсерлікмән(немесеэффективтік) депаталадыәріолпериодішіндегітоккүшімәнініңматематикалықорташаквадратынкөрсетеді. Айнымалытоктыңәсерліккернеу (U) мәнідеосысияқтыанықталады. Токкүшіменкернеудіңосындайәсерлікмәндеріайнымалытоктың амперметрлері және вольтметрлері арқылыөлшенеді.
12.Диамагнетиктер
Орбита бойымен қозғалған электрон зырылдауыққа ұқсас. Сондықтан оған сыртқы күштің әсеріне ұшыраған гидроскоптық өзгеріс сипатының ерекшеліктеріне тән болуға тиісті атап айтқанда, белгілі бір жағдайда электрон орбитасымен процессиясы пайда болуы тиіс. Егер атом сыртқы В магнит өрісінде тұрса, процессия үшін қажетті шартты іске асады. Бұл жағдайда орбитаға айналдырушы момент М=[P*mB] әсер етеді, ол электронның Рm орбитальда магним моменттін өріс бағытымен орналастыруға тырысады. А моменттінің әсерінен L және Pmвекторлары, В магнит индукциясының векторының бағыты айнала процессия тұрғызады, оның жылдамдығын оңай табуға болады. L векторы dt уақыт ішінде dl өсімше алады, яғни
dl=Mdt
dlвекторы да, М векторы сияқты В менL арқылы жургізілсе жазықтыққа перпендикуляр әрі модуль бойынша мынаған тең
[dl]=Pm*
мұндағы
арасындағы
бұрышLвекторы
жатқан жазықтық dtуақыт
аралығында B
бағытын
айнала мынадай бұрышқа бұрылады.
13 Ферромагнетиктер - сыртқымагнитөрісінәжептәуіркүшейтетінзаттар.Феромагнетиктергетемір, болат, шойын, никель, кобальтметалгадолиний, ферромагниттікметалдардыңқорытпаларыжатады.Ферромагнетиктермагниттелгенкүйінолардымагнитөрісіненшығарғаннанкейіндесақтайды.Заттардықұрайтынжәнеэлектрондардыңмагнитөрістеріжәнежекеатомдарменмоллекулалардыңмагнитөрістерібір- бірінтеңгереді.Мұндайзатттардыңмагниттікқасиеттерібайқалмайды.Магниттікқасиеттеріасакүштізаттарбар, темір, кобальт, никельсекілді.Магнитөрісіәрекетіненмагниттелетінзаттармагнетиктердепаталады.Кейбірзаттарөзісыртқыөрісарқылымагниттелгенкездеоныкүшейтеді, басқаларыәлсіретеді.Ферромагниттікемесзаттарпарамагнетиктержәнедиамагнетиктерболыпекігебөлінеді.Парамагнетиктердепбағытысыртқыөріспенсәйкескелетінәлсізмагнитөрісінтудыратынзаттардыайтады.Оларғаплатинажәнесұйықоттекжатады.Диамагнетиктердепсыртқымагнитөрісінәлсірететінөрістудыратынзаттардыайтады.Диамагниттікқасиеттергекүміс, қорғасын, кварц, жәневисмутсияқтызаттарие.
14. Парамагнетиктер .Кюритемпературасы -
Кюритемпературасы -екіншітектіфазалықөтутемпературасыныңжалпыаты.
ферромагнетиктіңпарамагнетиккефазалықөтутемпературасы.
сегнетоэлектриктегіөздігіненболатын поляризация жоғалатын температура.[1
Зататомдарыныңмагнитөрісісыртқымагнитөрісібағытыбойыменорналасқандаатомдардыңэлектрондыққабаттарыныңмагнитөрісісыртқымагнитөрісінеқосылыпкүшейтетінжағдайтудыратынатомдарменқұралатынзаттардыпарамагнетиктердепатайды.Парамагнетиктерсыртқымагнитөрісінсәлғанакүшейтеді.Парамагнетиктердіңсыртқымагнитөрісінсәлғанакүшейтеді.Парамагнетиктардыңмагнитөтімділігібірсанынанпайыздыңбірнешебөлігіндейғанаайырмашылығыболады.Мысалы, платинаныңмагнитөтімділігі 1,00036. Парамагнетиктердіңжәнедиамагнетиктердіңмагнитөтімділіктерівакуумдікінеөтежақынболғандықтан, олардыңсыртқыөріскеәсеріннемесесыртқыөрістіңосызаттарғаәсерінбайқауөтеқиын.Сондықтанкөбінесекүнделіктіпрактикада, техникада, парамагниттікжәнедиамагниттікзаттардымагниттікқасиеттеріжоқзаттардепесептейді, яғнимагнитөрісінөзгертпейтінжәнемагнитөрісінсезбейтінзаттардепсанайды.
15-16 құйынды магнит ориси,фуко токтары
1831 жылыФарадейашқанэлектромагниттікиндукцияқұбылысынтереңзерттейотырыпМаксвеллмынадайқорытындығакелді: магнитөрісініңкезкелгенөзгерісіқоршағанкеңістіктеқуйындыэлектрөрісінтуғызады.
Фарадейтәжірибелеріндегітұйықталғанөткізгіштеиндукциялық
ЭҚК-інтудыратыносықұйындыэлектрөрісіекен.Бұлқұбылыстыңерекшелігісол,
құйындыэлектрөрісітекөткізгіштеғанаемес
(олөрістіңбар-жоғынкөрсететінқосымшақұрал),
боскеңістіктедепайдаболаалады.Кеңістіктіңкезкелгеннүктелеріндегімагнитөрісіиндукциясының
\frac{\Delta B}{\Delta t} өзгерісікезіндеқұйындыэлектрөрісітуындайды.
Электрөрісініңкүшсызықтарымагнитиндукциясыныңсызықтарынорапқоршайдыжәнеоныңжазықтығынаперпендикулярорналасады
(3.1, а-сурет).
16.Егер магнит өрісі В-ның күш сызықтары қозғалмалы өткізгішті қиып өтетін болса,онда бұл өткізгіште тұйық тоқ пайда болады. бұл ток құйынды ток, кейде Фуко тогы деп те аталады. Бұл токтың табиғаты Фарадей мен Ленц заңдарымен түсіндіріледі.Құйынды токтар өткізгіш тежелгенде пайда болады. Бұл құбылыс Вальтенгофтың маятнигінде көрнекті түрде көрсетіледі. Бұл токтар сонымен бірге Джоуль-Ленц жылуын бөлуге едәуір энергия шығындайды. Магнит өрісі өте тез өзгергенде,немесе айнымалы токтың жиілігі жоғары болған кезде индуктивтік ток өткізгіштің тек бетінде ғана пайда болып үлгереді. Осы құбылысты материалдарды беттік шынықтыру кезінде пайдаланылады.
17 мен 18
Максвелл теориясының идеялары[өңдеу]
Электромагниттік құбылыстар физикасына Фарадейдің қосқан негізгі жаңалығы Ньютонның алыстан әсер ету теориясынан бас тартып, кеңістікті күш сызықтарымен толтырып тұратын өріс ұғымын енгізуі еді. Ұлы Ньютонның таңқаларлық математикалық шеберлігі мен ерекше физикалық интуициясы арқылы Галилейдің негізгі идеяларын дамытқаны белгілі. 1860—1865 жылдары Максвелл электр және магнит өрістері туралы Фарадейдің идеялары негізінде және көптеген тәжірибелер нәтижелерін қорыта келе, зарядтар мен токтар жүйесі туғызатын электромагниттік өріс теориясын жасады. Максвелл теориясы ортаның ішінде өтіп жатқан, әрі электр және магнит өрістерін туғызушы ішкі механизм құбылыстарын қарастырмайды. Электромагниттік өріс теориясының негізін Максвелл теңдеулері деп аталатын теңдеулер жүйесі құрайды. Бұл теорияның математикалық аппараты күрделі болғандықтан, ол теңдеулерді қарастырмаймыз. Біз электромагниттік өріс және электромагниттік толқын туралы осы теорияның кейбір маңызды идеяларымен танысамыз.
Магнит өрісі өзгергенде айнымалы электр өрісінің пайда болуы[өңдеу]
1831
жылы Фарадей ашқан электромагниттік
индукция құбылысын терең зерттей отырып
Максвелл мынадай қорытындыға келді: магнит
өрісінің кез келген өзгерісі қоршаған
кеңістікте қуйынды электр өрісін
туғызады.
Фарадей
тәжірибелеріндегі тұйықталған өткізгіште
индукциялық ЭҚК-ін тудыратын осы құйынды
электр өрісі екен. Бұл құбылыстың
ерекшелігі сол, құйынды электр өрісі
тек өткізгіште ғана емес (ол өрістің
бар-жоғын көрсететін қосымша құрал),
бос кеңістікте де пайда бола алады.
Кеңістіктің кез келген нүктелеріндегі
магнит өрісі индукциясының 
өзгерісі
кезінде құйынды электр өрісі
туындайды. Электр
өрісінің күш
сызықтары магнит индукциясының сызықтарын
орап қоршайды және оның жазықтығына
перпендикуляр орналасады (3.1, а-сурет).
Магнит
индукдиясы 
артса,
құйынды электр өрісі 
кернеулік
векторының бағыты сол бұранда ережесімен
анықталады. Магнит индукциясы 
көмігенде
кернеулік
векторының бағыты оң бұранда ережесімен
анықталады (3.1, ә-сурет). Сонымен, электр
өрісін электр зарядтары және айнымалы
магнит өрісі тудырады. Ал магнит өрісін
тек қозғалыстағы зарядталған бөлшектер
ғана тудыратыны белгілі. Магниттік
зарядтар жоқ деген пікір — Максвелл
идеяларының бірі. Табиғаттың үйлесімділік
пен симметриялық қасиеттері осы жерде
сақталмай тұрған сияқты. Айнымалы электр
өрісі өз кезегінде не себепті магнит
өрісін тудыратын кері процесті жүзеге
асыра алмайды?
Электр өрісі өзгергенде айнымалы магнит өрісінің пайда болуы[өңдеу]
Максвелл ғылыми көрегенділікпен бұндай процестің табиғатта бар екеніне кәміл сенді. Бұл тұжырымға ол Ампер заңын жинақтап, қорытындылау мақсатында жүргізген зерттеу жұмыстарынан соң келді. Ампер заңының тек тұрақты және тұйықталған ток жүретін өткізгіштердің арасындағы өзара әрекеттесу күші үшін тағайындалғанын анықтаған Максвелл мынадай мәселе қойды: өткізгіште тұйықталмаған және айнымалы ток импулъсі туатын жағдайда бұл заң орындала ма? Максвелл диэлектрикпен толтырылған конденсатордың астарларын өткізгіш арқылы қосқанда байқалатын разрядты зерттеген (3.2-сурет).
Разряд
кезінде, аз уақыт аралығында, өткізгіш
бойымен
астардан 
астарға
қарай бағытталған өткізгіштік ток
айнымалы магнит өрісін туғызады.
Өткізгіштік ток конденсатор астарларының
арасында үзіліп қалады. Бірақ астарлардың
арасындағы диэлектрикте магнит өрісінің
пайда болатыны анықталған. Осы айнымалы
магнит өрісін ығысу тогы деп аталатын
уақыт бойынша өзгеретін электр өрісі
тудырады деген болжамды алғаш рет
Максвелл айтты. Сонымен, Максвеллдің
пікірінше, айнымалы
электр өрісі әрқашан айнымалы магнит
өрісін тудырады.
Магнит
өрісінің индукция сызықтары электр
өрісінің кернеулік сызықтарын қоршап
орналасады және оған перпендикуляр
бағытталады. Электр өрісінің
кернеулігі 
артқанда
пайда болатын магнит өрісінің
индукция 
векторы
векторымен
оң бұранда жасайды (3.3, а-сурет). Керісінше,
электр өрісінің кернеулігі
кемігенде 
магнитиндукциясының
векторы
векторымен
сол бұранда жасайды (3.3, а-сурет). Ығысу
тогы ұғымын енгізуден кейін кез келген
электр тогын тұйықталған деп қарастыруға
болады, оны толық ток деп атайды:
Мысалы, тербелмелі контурдың катушкасындағы өткізгіштік ток (электрондардың реттелген қозғалысы) конденсатор астарларының арасындағы ығысу тогына (айнымалы электр өрісі) ауысады. Айта кету керек, ығысу тогы кезінде өткізгіштік ток сияқты Джоуль—Ленц заңы бойынша жылу бөлінбейді.
Электр және магнит өрістерінің біртұтастығы және салыстырмалылығы[өңдеу]
Максвелл теориясынан айнымалы электр және магнит өрістерінің арасындағы үзілмейтін байланыс ашылғаннан кейін, материяның ерекше түрі — электромагниттік өрістің бар екені айқындалды. Бұл өрістердің бір-бірінен жекеленіп, тәуелсіз түрде пайда бола алмайтыны анықталды. Электр өрісі электр зарядтарынан немесе өзгермелі магнит өрісінің әсерінен пайда болады. Сол сияқты магнит өрісі де не электр тогының, не құйынды электр өрісінің әсерінен туады. Тұрақты өрістің дербес жағдайында не электр өрісінің ( ≠0, =0) , не магнит өрісінің ( =0, ≠0) қасиеттері байқалды. Және бұл қасиеттердің білінуі таңдап алынған санақ жүйелеріне байланысты. Жібек жіпке ілінген зарядталған шарды қарастырайық. Бақылаушы жермен байланысқан санақ жүйесінде тұр. Жермен салыстырғанда тыныш тұрған зарядталған шардың тек электр өрісі бар (3.4, а-сурет). Қозғалыстағы зарядталған шардың электр өрісі кеңістікте магнит өрісін туғызады (3.4, ә-сурет).
Жалпы алғанда, айнымалы электромагниттік өрістің электр өрісінің кернеулігі мен магнит өрісі индукциясының бір-бірінен артықшылығы жоқ.
Электромагниттік өріс біртұтас[өңдеу]
Электромагниттік өріс теориясын сипаттайтын теңдеулер жүйесін талдай отырып, Максвелл электромагниттік өріс кеңістікте электромагниттік толқын түрінде тарай алады деген теориялық болжам жасады. Максвелл теориясының негізінде жұлдыздар мен планеталарда, тіпті Әлем көлемінде өтіп жатқан, сондай-ақ микродүниедегі, атомдар ішінде өтетін сан алуан құбылыстарды түсініп, сипаттау мүмкін болды.[1]
19) Ығысу тогы
.Электромагниттік индукция құбылысының максвелдік және фарадейлік тұжырымдаулары. Құйынды электр өрісі. Ығысу тоғы. Максвелл теңдеулер жүйесі. Электр және магнит өрістерінің салыстырмалылығы.
1860-1870 жылдары Максвелл электродинамиканың негізгі теориясын жасады. Бұл теория Кулон, Эрстед, Фарадей сияқты ғалымдардың идеяларымен жасалынды.
Фарадей
заңы бойынша: уақыт бойынша өзгеретін
магнит өрісі инд. тоқ тудырады.
Максвеллдің
I теңдеуі:
Физ.
мағ: Уақыт бойынша өзгеретін магнит
өрісі құйынды
электр өрісін
тудырады. Диф.түрі:
Электр
өрісінің өзгерісін сипаттау үшін ығысу
тогы
деген ұғым енгізу керек.
Ығысу
тогы
дегеніміз – уақыт бойынша өзгеретін
эл.өрісі.
Jтолык=Jотк+Jыг
Максвеллдің
II теңдеуі:
Физ.мағынасы: Магнит өрісін тек қана қозғалыстағы зарядтарға емес, сонымен бірге уақыт бойынша өзгеретін электр өрісі де тудырады.
Фарадейдің
заңы бойынша кез-келген тұйық контур
арқылы өтетін магнит ағыны өзгерсе, ол
контурда индукциялық ток пайда болады.
Олай болса, контурда э.қ.к. (
)
болады. Тізбектегі э.қ.к. тек бөгде күш
механикалық, жылулық процесстер мен
байланысты еместігін көрсетеді. Бұл
бқгде күштердің тууына себепші болып
отырған, контурдағы айнымалы магнит
өрісі. Бірақ айнымалы магнит өрісі
контурда өздігінен ток туғыза
алмайды, себебі магнит өрісі қозғалмайтын
зарядтарға әсер етпейді. Сондықтан
Максвелл мынандай болжам айтты: Айнымалы
магнит өрісі, сол жерде әр уақытта
айнымалы электр өрісін туғызады.
Осы болжам бойынша контурдағы э.қ.к.- айнымалы магнит өрісін
тудырған, ал ол айнымалы электр өрісін туғызады. Сонда айнымалы магнит өрісі тудырған, айнымалы электр өрісінің контурдағы циркуляциясы
|
|
(1.39) |
Мұндағы 
, 
-векторларының 
-дегі
проекциясы. Осы
теңдікке
магнит ағынының мына мәнін 
қойсақ,
онда (4.1) былай жазылады.
|
|
(1.40) |
Бұл формуланы Максвеллдің бірінші теңдеуі дейді. Осы формуладан магнит өрісі тудырған, айнымалы электр өрісінің тұйық контур бойындағы циркуляциясы нолге тең емес екен. Бұл біріншіден табиғаттағы магниттік зарядтың жоқ екенін, екіншіден айнымалы электр өрісінің құйынды өріс екенін көрсетеді. Сондықтан айнымалы электр өрісін, құйынды электр өрісі деп атайды.
1.20 - сурет – Конденсаторды тұрақты ток
Конденсаторды тұрақты ток көзіне қоссақ, бұл системада ток болмайды. Себебі конденсатордың астарлары арасынан ток жүрмейді. Ал егер конденсаторды айнымалы ток көзіне қоссақ. Онда системада ток болады. Себебі конденсаторлардың астарларында айнымалы электр өрісі болады, ол өз кезегінде айнымалы . Өріс бар жерде ток болады, сөйтіп конденсаторлардың астарлары арқылы ток жүреді. Осы токты ығысу тогы дейді. Ығысу тогының тығыздығы, өткізгіштің ток тығыздығымен бірдей болады.
|
|
(1.41) |
,
Мұнда 
-конденсаторлар
астарларындағы зарядтың беттік тығыздығы.
Ығысу векторы
|
|
(1.42) |
.
Конденсатордың астары арасындағы өрістің кернеулігі
|
|
(1.43) |
|
|
(1.44) |
,
Сонымен
системадағы толық ток және ығысу
тогы деп ығысу векторының өзгеру
жылдамдығын айтамыз 
)
|
|
(1.45) |
Мұндағы 
-электр
өрісінің кернеулігі, 
-диэлектриктің
поляризация векторы. Бірінші қосылғыш
вакуумдегі ығысу тогынің тығыздығы, ал
екінші қосылғыш поляризация кезіндегі
ығысу тогының тығыздығы болады.