Elektr

Электр (лотинча: элеcтриcус) — электр зарядларнинг мавжудлиги, ҳаракати ва таъсири билан боғлиқ ҳодисалар мажмуи. Милоддан аввалги ВИИИ асрда юнон файласуфи Ф. Милецкий жун матога ишқаланган эбонит парчаси момиқ ва бошқалар енгил буюмларни ўзига тортиш хусусиятига эга бўлиб қолишини таъкидлаган. Орадан анча вақт ўтгач, 1600-йилда инглиз врачи У. Гилберт ипакка ишқаланган шиша ва бир қатор бошқа моддалар ҳам шундай хоссага эга бўлишини аниқлаган ва „Э“. терминини қўллаган. Ишқаланиш натижасида енгил жисмларни ўзига тортадиган жисмларни электрланган ёки электр заряди билан зарядланган жисмлар деб юритилди. Фақат ХВИИИ асрга келиб Э. ҳодисалари тез суръатлар билан ўрганилди. Э. ҳақидаги таълимот тараққиётини 3 босқичга ажратиш мумкин: 1) тажриба далилларининг тўпланиши ва асосий тушунчалар, қонунларни аниқлаш даври (милоддан аввалги ВИИИ аср, ХИХ аср ўрталари); 2) электромагнит майдон ҳақидаги таълимотнинг шаклланиш даври (ХИХ аср иккинчи ярми); 3) Э. атомистик назариясининг шаклланиш даври (ХИХ аср охири ХХ аср бошлари).

Таълимотнинг биринчи давридаги Э. ҳодисаларининг асосийлари қуйидагилар. Инглиз физиги С. Грей айрим жисмларнинг Э. ўтказувчанлик хусусиятларини очиб, табиатдаги барча жисмларнинг ўтказгичлар ва изоляторларта бўлинишини аниқлади (1727). Франсуз физиги Ш. Дюфе ва америкалик олим Б. Франклин Э. зарядларнинг 2 тури мавжудлигини аниқлашди. Зарядларнинг эбонитда ҳосил бўлгани манфий, шишада ҳосил бўлгани мусбат ишорали деб олинган. Олимлар бу зарядларнинг ўзаро таъсирлашишини (бир хил ишорали зарядларнинг бир-биридан итарилишини, ҳар хил ишорали зарядлар ўзаро тортишишини) аниқлашган (1747—53). Инглиз физиги ва кимёгари Г. Кавендиш (1773) ҳамда франсуз физиги Ш. Кулон (1785) зарядларнинг ўзаро таъсир қонунини кашф этишди.

ХВИИИ аср ўрталарида атмосферадаги Э.ни, Э. учқуни, Э. разряднинг биологик ва физиологик таъсирини ўрганиш ривожланди. Немис олими Э. Г. Клейст ва голланд физиги П. Мушен Брук томонидан лейден банкасининг кашф этилиши (1745—46) Э. ҳодисаларини ва унинг физиологик таъсирини ўрганишга кенг йўл очиб берди. Б. Франклин, рус олимлари М. Ломоносов ва Г. Рихманлар томонидан чақмоқнинг электр табиати исботланди, унинг Э. назарияси яратилди (1750—53). Акад. Ф. У. Эпинус электростатик индуксия ва зарядларнинг ўтказгич сиртида бир текис тақсимланмаслиги ҳодисалари билан шуғулланиб (1750), Э. заряднинг сақланиш қонуни ҳақидаги ўз фикрларини айтди. Италян физиклари Л. Галъвани (1786) ва А. Волъта (1792) томонидан тажрибалар асосида контакт Э. ҳодисалари ўрганилиб Э.нинг кимёвий ва контакт манбалари кашф қилинганидан сўнг ўзгармас ток ҳосил бўлиши намойиш қилинди, ўзгармас токнинг таъсирини жадал ўрганиш бошланди ва Э.ни амалий қўллашга биринчи уринишлар бўлди. Рус физиги В. В. Петров электр ёйни кашф этди (1802), Э.дан ёритиш ва металларни печларда эритишда фойдаланиш мумкинлигини кўрсатди. А. Волта контакт потенсиаллар айирмаси қонунини очди (1795). Немис физиги Г. Ом ток кучи ўтказгичнинг узунлигига, кўндаланг кесимига ва галваник элементлар сонига боғлиқ эканлигини тажрибада аниқлади (1820). Инглиз физиги Ж. Жоул (1841) ва рус физиги Э. Х. Ленс (1842) бирбиридан бехабар ток ўтганда ўтказгичдан ажралиб чиқадиган иссиқлик миқдорини аниқлайдиган қонунни (қаранг Жоул — Ленс конуни) кашф этдилар.

Даниялик физик Х. Эрстед электр токининг магнит милига таъсир кўрсатишини кашф қилиш билан (1820) Э. назариясида янги босқич — токнинг магнит хоссалари ҳақидаги таълимотни бошлаб берди. Франсуз физиги, математиги ва кимёгари А. Ампер ўзгармас токларнинг ўзаро таъсирини ўрганиб, икки элементар токнинг ўзаро таъсир кучлари токлар кўпайтмасига тўғри мутаносиб (пропорсионал)лигини аниқлади (1820) (қаранг Ампер конуни). Франсуз физиклари Ж. Био, Ф. Савар ва П. Лаплас ток ҳосил қилган магнит майдон кучланганлигини аниқлайдиган қонунни кашф этдилар (1820). Шундай қилиб, ҳам доимий магнит, ҳам электр токи магнит майдони манбаи бўлиши мумкинлиги исботланди. Доимий магнит майдони токли соленоиднинг магнит майдонига ўхшашлигидан, Ампер доимий магнитларнинг хоссаларига, умуман жисмларнинг магнитланиб қолишига уларда мавжуд бўлган элементлар айланма токлар — молекуляр токлар сабаб бўлади, деган гипотезани илгари сурди. ХХ аср бошида атом тузилишига оид кашфиётлар натижасида атомлардаги электронларнинг ядро атрофидаги айланма ҳараКатлари туфайли молекуляр токлар ҳосил бўлиши аниқланди. Х. Эрстед ва А. Ампернинг катта меҳнатларидан сўнг магнетизм Э. ҳақидаги таълимотнинг таркибий қисми бўлиб қолди. Шу даврга келиб, инглиз физиги М. Фарадейнинг илмий фаолияти бошланди. Айниқса, унинг 2 кашфиёти: электромагнит индуксия ҳодисаси (1831) ва электролиз қонунлари (1834) физика тарихида муҳим аҳамиятга эга. Фарадей бу кашфиётлари билан Э.нинг кўп техник қўлланишига назарий асос яратди. Э. Х. Ленс индуксияланган электр токининг йўналишини аниқлашнинг умумий қоидасини аниқлади (1833) (қаранг Ленс қоидаси). М. Фарадей ўз ишларида электр ва магнит майдонлари тушунчаларини киритди, майдоннинг ўзгариши ва атроф муҳитга тарқалишида шу моддий муҳитнинг хусусиятлари асосий аҳамиятга эга эканлигини кўрсатди. М. Фарадейнинг электролиз қонунлари электрокимёнинг ривожланишига муҳим ҳисса қўшди ва Э. зарядларининг дискрет эканлиги тўғрисидаги таълимотга асос солди.

Э. ҳақидаги таълимотнинг иккинчи даври ХИХ асрнинг 2-ярмидаги кашфиётлар билан боғлиқ. М. Фарадейнинг электр ва магнит майдонлар ҳақидаги таълимотини инглиз физиги Ж. К. Максвелл чуқурлаштирди ва ривожлантирди. Максвеллнинг энг катта илмий ютуғи электромагнит майдон назариясининг яратилишидир (1860—65). Бу назарияни у электромагнит ҳодисаларнинг асосий қонуниятларини тавсифловчи бир неча тенгламалар тизими кўринишида ифодалади (қаранг Максвелл тенгламалари). Максвелл Э. майдоннинг вақт бўйича ўзгариши уюрма магнит майдонни ва, аксинча, магнит майдоннинг вақт бўйича ўзгариши уюрма Э. майдонни ҳосил қилишини ўз назариясига асос қилиб олди. Максвеллнинг электромагнит тўлқинлар мавжудлигини ва уларнинг фазода ёруғлик тезлиги билан тарқалишини олдиндан айтиб бериши (1865) унга ёруглик ҳам электромагнит тўлкинлардан иборат дейишга асос бўдди (1865). Бу назарияни амалга оширишда немис физиги Г. Герс тажрибаларида электромагнит тўлқинларни олиши муҳим рол ўйнади. Рус физиги А. С. Попов электромагнит тўлқинлардан радионл ихтиро қилишда фойдаланди. Зарядли зарраларнинг ҳаракати билан боғлиқ бўлган ҳодиса ва жараёнларни ўрганадиган физиканинг бўлими электродинамика дейилади М. К. Максвелл назариясига кўра, электромагнит тўлқинлар энергияга эга ва жисмга тушаётганда босим кўрсатади. Туташ муҳитларда электромагнит тўлқинлар энергияси ҳаракатини ва унинг сақланиш қонунини умумий тарзда рус физиги Н. А. Умов биринчи бўлиб ифодалаб берди (1874). Электромагнит тўлқинларнинг, жумладан, ёруғликнинг босим кўрсатишини рус физиги П. Н. Лебедев тажрибаларида исботлади (1899). ХИХ аср охирларига келиб, Максвелл назариясига, модданинг кинетик назариясига ва бошқаларга асосланган Э. тақсимоти ривожланишининг янги учинчи даври бошланди. Э. тузилишининг дискретлиги (атомистик структураси) га асосланган таълимот юзага кела бошлади. Атом таркибида электрланган зарралар мавжудлиги ҳақидаги фикрга асосланган модда тузилишининг Э. таълимоти — электронлар назарияси ривож топди. Бунда франсуз физиги Ж. А. Пуанкаре, голланд физиги Х. А. Лонренц, инглиз физиги Ж. Ж. Томсонларнинг хизматлари муҳим аҳамият касб этди. Ирландиялик физик Г. Гелмголц Фарадейнинг электролиз қонунларига асосланган ҳолда Э. зарядининг дискретлиги, энг кичик электр заряд — элементар заряд мавжудлиги ҳақидаги ғояни илгари сурди (1881). Инглиз физиги Ж. Ж. Стони бу элементар зарядни „электрон“ деб атаган (1891). Катод нурлари, термоэлектрон эмиссия, фотоэлектр ҳодисалар, радиоактивлик каби янги ҳодисаларни ўрганиш ҳақиқатда атомлар таркибида электронлар мавжудлигини исботлади. Э. Резерфорд атом тузилишининг планетар моделини тавсия этди. Шу даврга келиб, модда тузилишининг электрон назарияси бир қатор қийинчиликларга дуч келди. Мас, бу назария иссиқлик нурланиш қонунларини, металларда электрон газ иссиқлик сиғимини, электрон ўтказувчанлик билан иссиқлик ўтказувчанликнинг ўзаро муносабатига доир назарий ва экспериментал натижалар мос келмаслигини классик электрон назарияси тушунтира олмади, балки янги назария — квант назариянинг яратилишига туртки бўлди.

Э. ҳақидаги таълимот электротехника, радиотехника, электроника, автоматика, телевидение ва бошқалар кўпгина тармоқларнинг асоси ҳисобланади.

Электр заряди

Асосий мақола: электр заряди

Шунингдек қаранг: электрон, Протон ва Ион

Олтин баргли электроскопдаги заряд баргларнинг бир-бирини кўринадиган тарзда қайтаришига олиб келади

Заряднинг мавжудлиги электростатик кучни келтириб чиқаради: зарядлар бир-бирига куч таъсир қилади, бу таъсир антик даврда тушунилмаган бўлса ҳам маълум эди. юпқа ип билан осилган энгил тўпни мато билан ишқалаш орқали зарядланган шиша таёқ билан тегизиш орқали зарядлаш мумкин. Агар шунга ўхшаш тўп бир хил шиша таёқ билан зарядланган бўлса, у биринчисини қайтаради: заряд иккита тўпни бир-биридан ажратиш учун ҳаракат қилади. Ишқаланган кеҳрибар таёқ билан зарядланган иккита тўп ҳам бир-бирини қайтаради. Бироқ, агар битта тўп шиша таёқ билан, иккинчиси эса кеҳрибар таёқ билан зарядланган бўлса, иккита тўп бир-бирини ўзига жалб қилади. Ушбу ҳодисалар ХВИИИ аср охирида Чарлз-Августин де Кулон томонидан текширилиб, заряд икки қарама-қарши шаклда намоён бўлишини аниқлади. Ушбу кашфиёт таниқли аксиомага олиб келди: худди зарядланган нарсалар қайтаради ва қарама-қарши зарядланган нарсалар ўзига жалб қилади.

Куч зарядланган заррачаларнинг ўзига таъсир қилади, шунинг учун заряд ўзини ўтказувчи сирт устида иложи борича тенг равишда тарқалиш тенденциясига эга. Электромагнит кучнинг катталиги, жозибали ёки жирканч бўлсин, томонидан берилган Кулон қонуни, бу кучни зарядларнинг ҳосиласи билан боғлайди ва улар орасидаги масофага тескари квадрат муносабатга эга. электромагнит куч жуда кучли, кучли таъсир ўтказиш учун куч жиҳатидан иккинчи ўринда туради, аммо бу кучдан фарқли ўлароқ у барча масофаларда ишлайди. жуда заиф тортишиш кучи билан таққослаганда, иккита электронни бир-биридан итарадиган электромагнит куч уларни тортишиш кучидан 10 42 баравар кўп.

Заряд субатомик заррачаларнинг айрим турларидан келиб чиқади, уларнинг энг таниш ташувчилари электрон ва протондир. Электр заряди табиатнинг тўртта асосий кучларидан бири бўлган электромагнит кучни келтириб чиқаради ва улар билан ўзаро таъсир қилади. Тажриба шуни кўрсатдики, заряд сақланиб қолган миқдор, яъни электр изоляция қилинган тизим ичидаги соф заряд ушбу тизим ичидаги ҳар қандай ўзгаришлардан қатъи назар, доимо доимий бўлиб қолади. тизим ичида заряд жисмлар ўртасида тўғридан-тўғри алоқа қилиш ёки сим каби ўтказувчи материал бўйлаб ўтиш орқали ўтказилиши мумкин. норасмий атама статик электр танадаги заряднинг аниқ мавжудлигини (ёки 'номутаносиблик') англатади, одатда бир-бирига ўхшамайдиган материаллар ишқаланганда, зарядни биридан иккинчисига ўтказишда сабаб бўлади.

Адабиёт

• Кудрявсев П. С, История физики, М., 1956;
• Раҳимов Ғ. Р., Электроника, Т., 1968; Тамм И. Е., Основн теории электричества, М., 1976;
• Фозилов Ҳ. Ф., Ус т ановившиеся режимн электроэнергетических систем и их оптимизания, Т, 1999.

Суннат Ғоипов.