Back to the topics list

хэлхээ

Физик дэх хэлхээний тухай ойлголт

Физикийн хувьд хэлхээ нь цахилгаан гүйдэл гүйх замыг илэрхийлдэг. Хэлхээний талаархи үндсэн ойлголт нь янз бүрийн электрон төхөөрөмжүүд хэрхэн ажилладагийг ойлгоход маш чухал юм. Энэ хичээл нь хэлхээний үндсэн ойлголтууд, түүний бүрэлдэхүүн хэсгүүд, тэдгээрийн хэрхэн ажилладаг талаар танд танилцуулах болно.

Цахилгаан хэлхээ гэж юу вэ?

Цахилгаан хэлхээ нь цахилгаан гүйдэл гүйх боломжтой дамжуулагч материалаар хийгдсэн хаалттай гогцоо юм. Хэлхээний зорилго нь цахилгаан энергийг нэг цэгээс нөгөөд шилжүүлэх явдал юм. Хэлхээ ажиллахын тулд цахилгаан эрчим хүчний эх үүсвэр (батарей гэх мэт), дамжуулагч (утас гэх мэт), цахилгаан эрчим хүчийг зарцуулдаг ачаалал (гэрлийн чийдэн эсвэл мотор гэх мэт цахилгаан төхөөрөмж) байх ёстой.

Хэлхээний төрлүүд

Хоёр үндсэн төрлийн хэлхээ байдаг:

• Цуврал хэлхээ: Цуврал хэлхээнд бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь гүйдлийн урсгалын нэг замыг үүсгэдэг. Хэрэв нэг бүрэлдэхүүн хэсэг ажиллахаа больсон эсвэл салгавал хэлхээ тасарч, бүхэл бүтэн хэлхээгээр гүйдэл урсахаа болино.
• Зэрэгцээ хэлхээ: Зэрэгцээ хэлхээнд бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь хоорондоо зэрэгцэн холбогдож, салаа үүсгэдэг. Бүрэлдэхүүн хэсэг бүр нь тэжээлийн эх үүсвэр болон буцах зам руу чиглэсэн өөрийн гэсэн шууд замтай байдаг. Энэ нь хэрэв нэг бүрэлдэхүүн хэсэг ажиллахгүй бол бусад салбаруудаар гүйдэл урсаж болно гэсэн үг юм.

Хэлхээн дэх чухал ойлголтууд

Хэд хэдэн гол зарчим нь хэлхээ хэрхэн ажилладагийг ойлгоход тусалдаг:

• Хүчдэл (V): Вольтоор (V) хэмжсэн хүчдэл нь хэлхээгээр гүйдэл дамжуулдаг цахилгаан хүч юм. Үүнийг дамжуулагчаар дамжуулан электронуудыг түлхэж буй цахилгаан даралт гэж үзэж болно.
• Гүйдэл (I): Ампераар (A) хэмжсэн гүйдэл нь дамжуулагчаар дамжин өнгөрөх цахилгаан цэнэгийн бодит урсгал юм. Энэ нь хэлхээний нэг цэгээр цэнэглэгдэх хурд юм.
• Эсэргүүцэл (R): Ом ( \( \Omega \) ) -ээр хэмжигддэг эсэргүүцэл нь гүйдлийн урсгалыг эсэргүүцэх материалын шинж чанар юм. Энэ нь өгөгдсөн хүчдэлд хэр их гүйдэл урсахыг тодорхойлдог.

Хүчдэл, гүйдэл ба эсэргүүцлийн хоорондын хамаарлыг Ом-ын хуулиар тодорхойлно: \( V = I \times R \)

Энгийн хэлхээ барих

Энгийн хэлхээг зай, жижиг гэрлийн чийдэн (ачаалал гэх мэт), зарим дамжуулагч утас ашиглан барьж болно. Утасны нэг төгсгөлийг батерейны эерэг терминал руу, нөгөө үзүүрийг чийдэнг холбоно. Дараа нь чийдэнгийн хоёр дахь терминалаас өөр утсыг зайны сөрөг терминал руу холбоно. Хэрэв бүх зүйл зөв холбогдсон бол хэлхээг бүрэн хийж, гэрлийн чийдэн асч, гүйдэл урсаж байгааг илтгэнэ.

Хэлхээний диаграммыг ойлгох

Хэлхээний диаграммууд нь хэлхээний бүдүүвч дүрслэл бөгөөд өөр өөр бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг дүрслэхийн тулд тэмдэглэгээг ашигладаг. Эдгээр диаграмууд нь хэлхээг хэрхэн холбож байгааг дүрслэн харуулах энгийн аргыг өгдөг. Хэлхээний диаграммд хэрэглэгддэг нийтлэг тэмдэгтүүдийг энд оруулав.

• Батерей: Урт, богино зэрэгцээ шугамаар дүрслэгдсэн. Урт шугам нь эерэг терминалыг, харин богино шугам нь сөрөг терминалыг илэрхийлнэ.
• Эсэргүүцэл: Зигзаг шугамаар харуулав. Резистор нь гүйдлийн урсгалыг хязгаарлаж, хэлхээний хүчдэл ба гүйдлийг хянахад ашиглагддаг.
• Гэрлийн чийдэн: Дотор нь загалмайтай дугуйгаар дүрсэлсэн. Энэ нь цахилгаан эрчим хүчийг ашиглан гэрэл үүсгэх төхөөрөмжийг төлөөлдөг.
• Шилжүүлэгч: Нэг төгсгөлд цэг, нөгөө талдаа нугастай шугам бүхий шугамын завсарлага хэлбэрээр дүрслэгдсэн бөгөөд энэ нь хэлхээг нээх эсвэл хаах боломжтой гэдгийг харуулж байна.

Эдгээр тэмдэглэгээг сурснаар та хэлхээний диаграммыг уншиж, ойлгож, хэлхээг бүтээх, шинжлэхэд хялбар болгоно.

Цуврал ба зэрэгцээ хэлхээний жишээ

Цуваа хэлхээнд бүрэлдэхүүн хэсгүүд ар араасаа холбогддог. Жишээлбэл, хэрэв та хоёр чийдэнг батарейгаар цувралаар холбовол хоёр чийдэнгээр ижил гүйдэл урсдаг. Хэрэв нэг чийдэн шатсан бол хэлхээ тасарсан тул нөгөө нь бас унтарна.

Зэрэгцээ хэлхээнд бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг зэрэгцээ салбаруудад холбодог. Хэрэв та хоёр чийдэнг батарейтай зэрэгцүүлэн холбовол чийдэн бүр өөрийн гэсэн шууд замтай байдаг. Энэ нь тэд бие даан ажиллах боломжтой гэсэн үг юм. Хэрэв нэг чийдэн шатсан бол нөгөө нь ассан хэвээр байх болно, учир нь энэ замд хэлхээ бүрэн хэвээр байна.

Хүчдэл ба эсэргүүцлийн нөлөө

Эх үүсвэрээс өгсөн хүчдэл ба хэлхээний эсэргүүцэл нь гүйдлийн урсгалыг тодорхойлохын тулд хамтран ажилладаг. Хүчдэл эсвэл эсэргүүцлийг өөрчилснөөр та гүйдлийг хянах боломжтой. Жишээлбэл, хүчдэлийг нэмэгдүүлэх нь эсэргүүцэл хэвээр байвал гүйдлийг нэмэгдүүлнэ. Эсрэгээр, хэрэв хүчдэл хэвээр байвал эсэргүүцлийг нэмэгдүүлэх нь гүйдлийг бууруулна.

Хэлхээний шинж чанарыг хэмжих

Хэлхээний хүчдэл, гүйдэл, эсэргүүцлийг хэмжихийн тулд бид мультиметр гэж нэрлэгддэг төхөөрөмжүүдийг ашигладаг. Мультиметрийг янз бүрийн шинж чанарыг хэмжихийн тулд тохируулж болно:

• Хүчдэлийг хэмжихийн тулд мултиметрийг боломжит зөрүүг хэмжихийг хүссэн хоёр цэг дээр холбоно.
• Гүйдлийг хэмжихийн тулд мультиметр нь гүйдлийг хэмжих бүрэлдэхүүн хэсэг эсвэл замтай цувралаар холбогдсон байх ёстой.
• Эсэргүүцлийг хэмжихийн тулд хэлхээнд тэжээл байхгүй байгаа эсэхийг шалгаад, эсэргүүцлийг хэмжихийн тулд мультиметрийг бүрэлдэхүүн хэсэгт холбоно.

Дүгнэлт

Хэлхээ ойлгох нь физикийн шинжлэх ухааны үндэс суурь бөгөөд электроник, цахилгааны инженерчлэлийн сонирхолтой хэн бүхэнд зайлшгүй шаардлагатай. Бүрэлдэхүүн хэсгүүд, хэлхээний төрөл, хэрхэн ажилладаг зэргийг багтаасан хэлхээний үндсийг эзэмшсэнээр та илүү нарийн төвөгтэй электрон систем, инновацийг судлах замдаа сайн байна. Хэлхээ барьж, дүн шинжилгээ хийх дадлага нь физикийн энэ сонирхолтой салбарыг ойлгох чадвар, ур чадварыг хөгжүүлдэг гэдгийг санаарай.