Gərginlik, elektrik dövrələrinin ən vacib parametrlərindən biridir. Elektrik enerjisinin bir nöqtədən digər nöqtəyə hərəkətini təmin edən potensial fərqi ölçən bu fiziki kateqoriya həm texniki, həm də elmi sahələrdə əvəzolunmazdır. Elektrik dövrələrini analiz etmək və dizayn etmək üçün gərginlik düsturu mühüm vasitədir. O, elektrik cərəyanının intensivliyini, enerji sərfini və dövrə komponentlərinin işləmə şəraitini qiymətləndirməyə imkan verir.
Gərginlik düsturu həm sadə, həm mürəkkəb dövrələrdə tətbiq olunur. Sadə dövrələrdə Ohm qanunu çərçivəsində gərginlik, cərəyan və müqavimət arasındakı əlaqəni göstərir. Mürəkkəb paralel və seriyalı dövrələrdə isə gərginlik düsturları dövrənin ümumi gərginliyini və komponentlərə paylanmasını təyin edir. Gərginlik düsturu həm fizika dərslərində, həm laborator işlərdə, həm də real elektrik və elektronika sistemlərinin dizaynında əsas rol oynayır.
Elektrik mühəndisləri, texniki personal və tələbələr gərginlik düsturunu dəqiq bilmək və tətbiq etmək məcburiyyətindədirlər. Bu düstur enerjinin düzgün paylanmasını təmin edir və avadanlıqların təhlükəsiz işləməsinə xidmət edir.
Gərginlik Nədir?
Gərginlik (V) elektrik potensial fərqi kimi təyin edilir. İki nöqtə arasındakı gərginlik onların elektrik potensiallarının fərqinə bərabərdir. Sadə dildə desək, gərginlik elektrik cərəyanının hərəkət etməsi üçün “təkan” rolunu oynayır.
Gərginlik birliyi volt (V) ilə ölçülür və bu vahid adını İtalyan fizik Alessandro Volta-dan almışdır. Gərginlik enerji ötürülməsinin intensivliyini göstərir. Yüksək gərginlik daha çox enerjinin ötürülməsini təmin edir, aşağı gərginlik isə daha az enerji daşıyır.
Ohm Qanunu və Gərginlik Düsturu
Gərginlik düsturunun əsasını Ohm qanunu təşkil edir. Bu qanuna görə, bir dövrədəki gərginlik, cərəyan və müqavimət arasında sadə bir əlaqə vardır: V=I⋅RV = I \cdot RV=I⋅R
Burada:
- VVV – gərginlik (volt),
- III – cərəyan (amper),
- RRR – müqavimət (om).
Bu düstur vasitəsilə dövrədə gərginlik, cərəyan və müqavimət bir-biri ilə əlaqələndirilir. Əgər cərəyan və müqavimət məlumdursa, gərginliyi hesablamaq olar.
Seriyalı və Paralel Dövrələrdə Gərginlik Paylanması
Seriyalı dövrələrdə gərginlik komponentlər arasında proporisional olaraq paylanır. Hər bir rezistorun üzərindəki gərginlik onun müqavimətinə uyğun olur. Seriyalı dövrələr üçün düstur: Vi=I⋅RiV_i = I \cdot R_iVi=I⋅Ri
Paralel dövrələrdə isə gərginlik bütün qollar üzrə bərabər olur: Vtotal=V1=V2=…=VnV_{total} = V_1 = V_2 = … = V_nVtotal=V1=V2=…=Vn
Bu düsturlar elektrik mühəndislərinin dövrəni düzgün dizayn etməsinə və enerji sərfini optimallaşdırmasına imkan verir.
Gərginlik Düsturunun Elektrik Enerjisi ilə Əlaqəsi
Gərginlik elektrik enerjisi və iş arasında əlaqə yaradır. Elektrik enerjisi EEE cərəyan, gərginlik və zamanın məhsulu ilə hesablanır: E=V⋅I⋅tE = V \cdot I \cdot tE=V⋅I⋅t
Burada:
- EEE – enerji (joule),
- VVV – gərginlik (volt),
- III – cərəyan (amper),
- ttt – zaman (saniyə).
Bu düstur elektrik cihazlarının enerji sərfini, batareya və generatorların işləmə müddətini təyin etməyə imkan verir.
Alternativ və Davamlı Cərəyanlarda Gərginlik
Gərginlik DC (davamlı cərəyan) və AC (alternativ cərəyan) üçün fərqli xüsusiyyətlərə malikdir.
- DC gərginlik: Vaxt üzrə sabitdir. Batareya və ya günəş panellərində rast gəlinir.
- AC gərginlik: Vaxt üzrə dəyişir, sinusoidal və ya digər dalğa formalı olur. Ev elektrik şəbəkəsi, generatorlar və transformatorlar AC gərginlikdən istifadə edir.
AC və DC gərginlik düsturları bir-birindən fərqli olsa da, Ohm qanunu bütün hallarda tətbiq olunur.
Elektrik Dövrələrində Gərginlik Ölçülməsi
Gərginlik ölçmək üçün voltmeter və ya multimetrlərdən istifadə olunur. Ölçmə prosesində cihaz paralel olaraq dövrəyə qoşulur. Voltmetr ölçdüyü gərginliyin doğruluğu və etibarlılığı üçün yüksək daxili müqavimətə malik olmalıdır.
Gərginlik ölçmək texniki təhlükəsizlik qaydalarına uyğun aparılmalıdır. Yüksək gərginlikli avadanlıqlarda xüsusi izolyasiya və qoruyucu vasitələr tələb olunur.
Praktik Nümunələr və Hesablama
Məsələn, 10 Ω müqavimətə malik bir rezistordan 2 A cərəyan keçir: V=I⋅R=2 A⋅10 Ω=20 VV = I \cdot R = 2 \, \text{A} \cdot 10 \, \Omega = 20 \, \text{V}V=I⋅R=2A⋅10Ω=20V
Eyni zamanda, bu rezistor üzərində 5 saniyə ərzində iş görən enerji: E=V⋅I⋅t=20⋅2⋅5=200 JE = V \cdot I \cdot t = 20 \cdot 2 \cdot 5 = 200 \, \text{J}E=V⋅I⋅t=20⋅2⋅5=200J
Bu nümunə göstərir ki, gərginlik düsturu həm dövrənin dizaynı, həm də enerji sərfi üçün vacibdir.
Gərginlik Düsturları və İstifadəsi
| Düstur | Təsvir | İstifadə sahəsi |
|---|---|---|
| V = I · R | Ohm qanunu | Sadə və mürəkkəb dövrələrdə gərginlik hesabı |
| E = V · I · t | Enerji və iş hesabı | Elektrik cihazları və enerji sərfi |
| V_i = I · R_i | Seriyalı dövrələrdə gərginlik paylanması | Rezistorlar və komponentlər üzrə |
| V_total = V_1 = V_2 = … = V_n | Paralel dövrələrdə gərginlik | Bütün qollar üzrə bərabər gərginlik |
Gərginlik düsturu elektrik dövrələrinin və elektronika sistemlərinin təməl anlayışlarından biridir. Ohm qanunu çərçivəsində gərginlik, cərəyan və müqavimət arasındakı əlaqəni göstərir, enerji sərfini və cihazların işləmə şəraitini müəyyənləşdirir. Seriyalı və paralel dövrələrdə gərginliyin paylanması, DC və AC gərginliklər, enerji hesablamaları və ölçmə metodları bu düstur əsasında həyata keçirilir.
Gərginlik düsturu fizika, mühəndislik və texnika sahələrində öyrənilən, tətbiq olunan və real həyatda geniş istifadə olunan əsas vasitələrdən biridir. Onun dəqiq başa düşülməsi həm təhsil, həm texniki fəaliyyət, həm də təhlükəsizlik baxımından vacibdir.
Ən Çox Verilən Suallar
Gərginlik elektrik dövrəsində iki nöqtə arasındakı potensial fərqdir. O, cərəyanın hərəkət etməsi üçün enerji təkanını təmin edir.
Gərginlik volt (V) ilə ölçülür. Bir volt bir kulon yükün bir joule enerji almasına bərabərdir.
Ohm qanununa görə, dövrədəki gərginlik cərəyan və müqavimətin hasilinə bərabərdir: V = I · R.
Seriyalı dövrədə gərginlik müqavimətlər arasında paylanır, paralel dövrədə isə bütün qollar üzrə eyni olur.
DC gərginlik sabitdir və batareya kimi mənbələrdə olur. AC gərginlik dəyişkəndir, ev elektrik şəbəkəsində istifadə olunur.
Gərginlik voltmetr və ya multimetrlərlə ölçülür. Ölçmə cihazı dövrəyə paralel qoşulur və daxili müqaviməti yüksək olmalıdır.
Elektrik enerjisi düsturu: E = V · I · t. Bu düstur enerjinin cərəyan, gərginlik və zaman ilə əlaqəsini göstərir.
O, elektrik cihazlarının enerji sərfi, dövrənin işləmə şəraiti və təhlükəsizlik tədbirlərini təyin etmək üçün istifadə olunur.
Gərginlik və cərəyan Ohm qanunu ilə əlaqəlidir: V = I · R. Yəni gərginlik cərəyanı və müqaviməti müəyyən edir.
Gərginlik düsturu dövrənin dizaynı, enerji sərfi, elektrik cihazlarının işləməsi və təhlükəsizlik üçün vacibdir. O, mühəndislər və tələbələr üçün əsas anlayışdır.
