Магнит. Электрлі магнит пен электр магнитті индукция

Болат пен оның қортпасын және басқа қара метелдарды өзіне тартып алатын қасиеті бар дене магниттер деп аталады. Магниттердің(9.1. а. сур.) оңтүстік S және солтүстік N екі полюсы бар.

Екі полюстың арасында бір-біріне қарымқатынасы бар. Аттас полюстер бір-бірін кері итеріп, ал аттас емес полюстар бір-біріне магнит күшінің әсерінен тартылады.

Магнит күші әсері болатын кеңістікте магнит өрісі болады. Бір бағыттағы сызыққа магнит күші әсер еттсе,оны магнит күш сызығы деп атаймыз. Сызық бағыты солтүстіктен оңтүстік полюске қарай жүргізіледі. Егер өткізгішке

(9.1 б. сур.)электр тогын жіберсе, онда өткізгіштің айаласында магнит өрісі пайда болады. Егер өткізгішті электр тогымен орау етіп ораса(9.1. в.сур.), онда магнит күш сызығы қосылып магнит өрісінің қосындысын береді. Мұндай өткізгішті соленоид деп атайды.Егер ток өткізгішті (9.1. г. сур.)соленоидтың ішіне магнитті жақсы өткізетін аз көміртекті болаттан жасалған өзек темір орнатсақ, онда магниттің барлық табиғи қасиеті бар электр магниті пайда болады.Мұндай орамды өткізгіш электрлі магнит деп аталады. Магнит өрісі электрлі магнитте ток күші мен оның орамдарының санына байланысты болады: электрлі магнитті орамада ток күші мен орамадар саны қаншалықты көп болса, соншаға магнит өрісі артады. Егер электрлі магнитті орамадағы токтың бағытын өзгертсе,онда магнит өрісінің бағыты өзгереді, ендеше оның полюстері де өзгеруі тиіс. Электр магниттері электр жабдықтарының аспаптарында (стартерлер, генераторлар, дыбыс сигналдары, бақылап-өлшеу және тағы басқа) кеңінен қолданылады. Егер ток жеткізуші өткізгішті магниттің немесе электр магниттің магнит өрісіне орналастырса, онда магнит өрісінің өткізгішмен магниттің өзара әрекеті нәтижесінде өткізгіш сыртқа тебіледі. Егер тұйық өткізгіштен магниттің магнит күш сызығы қиып өтсе, онда өткізгіште электр тогы пайда болады. Мұндай құбылысты электрлі магнитті индукция деп аталады. Бұл құбылысты механикалық энергияны электр энергиясына айналдыру үшін қолданады. Электрлі магнитті индукция генератордың жұмыс атқаруына пайдаланады. Ток индукцияланатын генератор өткізгіштері бір орам жасағанда, бір фазалы ток өндіріледі. Егер өткізгіштер 120 бұрыштықта орналасқан бір текті үш орам жасаса, онда үш фазалы ток индукцияланады.

9.3. ЖАРТЫЛАЙ ӨТКІЗГІШ АСПАПТАР.

Өткізгіштер мен оқшаулағыштар арасында өткізгіштігі жөнінде аралық жағдайда тұрған материалдарды жартылай өткізгіштер деп атайды. Олардың меншікті кедергісі температураға (кері пропорциялы) және бөгде қоспалардың болуына байланысты өзгеріп отырады. Жартылай өткізгіштерге кейбір металдар, олардың қорытпалары мен тотықтары жатады.

Жартылай өткізгіш аспаптарын дайындау үшін германий мен кремний көбірек қолданылады. Мысалы, германийдің меншікті кедергісі мыспен салыстырғанда 30 мил. есе көп, ал фарфорға қарағанда миллиондаған есе кем. Германий морт сынғыш, сүрғылт түсті металл. Германийдің төрт валентті элемент екені сендерге химия пәнінен белгілі, яғни оның атомның сыртқы қабығында төрт электрон бар. Мүлде таза германийда өте төмен температура кезінде барлық электрондар көрші атомдарының электрондарымен жұп электрлі байланыста болып, олар барлық қатты денелер сияқты қристалды тор құрайды. Мұндай жағдайда германий оқшаулағыш (диэлектрик) болып табылады. Кремний кристалының құрылымы да осыған ұқсас.

Жартылай өткізгіштерде әдетте қоспалар болды. Алюминий немесе индий сияқты үш валентті қоспалары бар жартылай өткізгіштерді акцепторлар немесе р типті (positive - оң), деп атайды, өйткені олар өздеріне электрондарды қабылдайды.

Жылу немесе жарық энергиясының әсерінен электрондардың кинетикалық энергиясы артады және олардың көпшілігі атомдармен байланысын үзіп, еркін қозғалысқа келеді де, жартылай өткізгіште электр тоғы пайда болады. Жартылай өткізгіштердің жартылай өткізгіштер мен жапқыш қабат металы арасындағы аралық бетте тек бір бағытта ғана өтетін ток жасайтын қасиеті бар екі электродты

аспапты жартылай өткізгішті диод деп атайды. Жапқыш қабат негізгі жұмыс процессі (р-п - өткелі деп аталатын) жүріп жатқан,жартылай өткізгіштердің р – және п бөліктері аралығында пайда болады. Р бөлігі металдың жартылай өткізгішке диффузия нәтижесінде пайда болады.

Диодтың(9.2. а. сур.) құрылысы қарапайым. Әдетте германий пластинкасына индий тамшысын, ал, кремний пластинкасына алюминий тамшысын ерітіп құяды. Мысалы, алюминий электродынан кремнийден жасалған жартылай өткізгіш

тілімшесіне өтетін ток бағыты – тіке бағыт болып табылады. Диодтарды айнымалы токты түзеткіш ретінде қолданады.

Кернеуді тұрақтандыру үшін, яғни оны белгілі бір мөлшерде ұстау үшін стабилитрондар, немесе тескіш диодтар қолданылады. Олардың жұмыс рижимі өтетін жерді кері токпен тескен кезде жүзеге асырылады.

Жартылай өткізгіш аспаптың триод немесе транзистор деп аталатын екі р-п өткелі өткізгіштің екі аймағын құрайтын жартылай өткізгіш пластинка – базадан және бағытталған екі тамшыдан (немесе қабаттан) тұрады.

Триодтағы жартылай өткізгіш тілімшесі база (Б) немесе негіз деп аталады. Кернеу берілістін қабаты (тамшы) эмиттер (3) деп аталады, ал кернеу алынатын коллектор (К) делінеді. Транзистордың(9.2. в. сур.) өткізгіштігін базаға жеткізілген ток басқарады, ол өте жұқа 10-12 мкм қалындықта орындалады.

Транзисторда – эмиттерден базаға баратын базалық ток және эмиттерден коллекторға баратын коллекторлық ток деп ажыратылады. Базалық токты басқару тогы, ал коллекторлық токты – негізгі ток атайды. Егер базалық ток болмаса, триодтың кедергісі тым үлкен мәнге ие болады (бірнеше мың ом), бұл жағдайда негізгі ток триод арқылы өтпейді, яғни транзистор бекітіліп қалады. Егер ток эмиттер базасы арқылы өтсе, онда «база тогы»жүреді. Бұл ретте эмиттерден база бөлігіне өткен электрондар диффузия салдарынан (өйткені база қабатының диффузиялық жүріс қашықтығы ұзындығынан кем)база-коллектор өткеліне өтеді, онда электр өрісінің ықпалымен олар коллекторға тартылады. Осы ток «коллектор тогын» туғызады. Бұл күйдегі транзистор «ашық» деп аталады. Сонымен бірге «Базаның» аз ғана «тогы» едәуір «коллектор тогын» тудырады. Осының нәтижесінде транзистор күшейткіш қасиеттерге ие болады.

Транзисторларды тізбектегі токты күшейту және үзу үшін пайдаланады.

Құрылымы р-п-р типті тікелей өткізгішті транзистор жұмысының қарапайым схемасын қарастырып көрейік. Егер айнымалы резистордың R1 жылжымасы жоғары қалыпта тұрса, онда транзистор базасының потенциалы коллектор потенциалына тең. Бұл жағдайда транзистор ашық тұрады және ол арқылы мүмкіндігінше ток көберік өтеді. Ток схемада белгіленген тізбек бойымен өтеді: ток көзінің оң қысқышы Э – К –транзистордың өтуі, гальванометр, резистор R2 ток көзінің теріс қысқышы.

Егер айнымалы резистордың R1 жылжымасы төменгі қалыпта болса, онда транзистор базасының потенциалы эмиттер потенциалына тең.Бұл жағдайда транзистор жабық тұрады және ол арқылы өте аз ток өтуі мүмкін Айнымалы резистордың R1 жылжымасын орташа қалыптан ауыстыра отырып, ток мәнін басқарамыз (жоғары көтергенде – арттырылады, төмен түсіргенде кемітіледі).

БАҚЫЛАУ СҰРАҚТАРЫ.

1. Электр жабдықтары жүйесінің негізгі аспаптарын атаңыз.

2. Өткізгіштің, оқшаулағыштың және жартылай өткізгіштің айырмашылықтары

қандай?

3. Электр тогы дегеніміз не?

4. Ток күші, ЭҚК, кернеулігі, кедергісі және қуаттылығы дегеніміз не, олардың өлшем бірліктеріқалай өлшенеді?

5. Ток көздері және электр энергиясын тұтынушылар өзара қандай тізбекте жалғанады?

10 тарау. ЭЛЕКТРЛІ ҚОРЕКТЕНДІРУ ЖҮЙЕСІ.

10.1. ЭЛЕКТР ЖАБДЫҚТАРЫНЫҢ ЖҮЙЕЛІК СЫЗБАСЫНА

ЖАЛПЫ ТҮСІНІКТЕМЕ.

Автомобиль электр жабдықтары электрлі қоректендіру жүйесі I, электр қосқышы II, оталдыру жүйесі III, жарықтандыру мен жарықты дабыл беру жүйесі V және бақылап-өлшеу аспаптары IV мен қосымша электр жабдықтарынан VI тұрады.

Электрлі қоректену жүйесі I автомобильдің барлық тұтынушуларын электр энергиясымен және сыртқы тізбекте тұрақты ток күшін қамтамасыз етуге пайдаланады. Оның құрамына - өзара паралель жалғастырылған ток көздері – АКБ 1 мен генератор қондырғы 2 және электр тогын тұтынушылардан тұрады. Генератор қондырғы негізгі ток көзі болып, оның құрамына тұрақты кернеулік беретін кұрылғы, қажет болғанда оны қорғаушы – кернеу реттегіш немесе реле – реттегіштен тұрады. Қазіргі автомобильдер 12 В және 24 В кернеуліктегі ток көзімен тұтынушылар пайдаланылады.

Электрлі қосқышы II қозғалтқышты оталдыру кезінде еріксіз иіндібілікті айналдырып, жанғыш қоспаның дайындалуы мен жұмыстық қоспаның тұтандыру үшін пайдаланады. Бұл үшін АКБ-дан 1 қоректенетін стартер 6 қолданылады және оны іске қосуда сөндіргіш 4 пен стартер релесі 5 арқылы жүргізеді.

Тұтандыру жүйесі III қозғалтқыштың барлық режимде жұмыс істеу кезінде тұтандыру білтесінің 7 электродтарының арасында болатын жоғары кернеулі электр ұшқынымен цилиндрлерде сығымдалған жұмыстық қоспаны тұтандыруға қажет. Ток көзінен берілген төмен кернеулі токты жоғары кернеулі токқа айналдыруға тұтандыру катушкасы 9 қызмет атқарады. Тұтандыру жүйесіне сонымен бірге әрбір тұтандыру білтесінің жоғары кернеулі токты жеткізуге тұтандыруды үзіп-таратқышы 8 қолданылады.

Бақылап-өлшеу аспаптары қызметін IV жанармай деңгейін 11, қозғалтқыш температурасын 12, май қысымын 17 өлшеу аспаптары мен олардың сезгілері 13, 14, 15, автомобиль жылдамдығы мен жүрілген жолдың көрсеткіші, иіндібіліктің айналу жиілігін өлшеуіші, АКБ зарядын өлшеуіші атқарады. Сонымен қатар жүргізушіге шамадан тыс көрсеткіш кезінде жарық пен дыбыс арқылы дабыл беретін шектеуіш аспаптарыда пайдаланылады.

Жарықтандыру мен жарықты дабыл беру жүйесі V тәуліктің қараңғылық мезгілінде автомобильдің жүретін жолын жарықтандыруға қажет. (орталық жарық фарасы 22, 23 мен тұман сейілдіргіш фарасы), жарықты дабыл беру (артқы және тежеуіш жарық фонарлары 21, 25, 34, 36, мен бұрылу көрсеткіші) артқы нөмірлік белгіні жарықтандырғыштан тұрады.

Қосымша электр жабдықтары VI автомобильдің қосалқы функциялық қызметін атқарады.

Оларға дыбысты дабыл беру 30, әйнектазалағыштар, шанақ пен кабинаны жылытуға арналған құрылғы, коммутациялық аспаптардан (тізбекті сақтандырғыш 10, 20, 24, өткізгіш, өшіргіштер) т.б. тұрады.