Bu dərsi bir ailənin Yeni il axşamı ilə keçəcəyik: sönən girlyanda, starter işləyəndə zəifləyən faralar və nənənin çaydanı. Cərəyan şiddətini, Om qanunlarını, naqillərin ardıcıl və paralel birləşməsini, EHQ-ni, cərəyanın işini və gücünü öyrənib DİM tapşırıqlarını həll edəcəyik.
≈ 55 dəqiqə5 fəsil4 DİM tapşırığı8, 10–11-ci sinif materialıYeni il axşamıdır. Şagird nənəsindən qalmış köhnə girlyandanı şam ağacına dolayır: onda 20 eyni kiçik lampa var və o, 220 V rozetkaya qoşulur. Girlyanda gözəl yanır.
Birdən lampalardan biri parlayıb yanır — və bütün girlyanda sönür, halbuki qalan 19 lampa sağdır. Niyə? Hər lampaya hansı gərginlik düşür?
Girlyanda yanır; lampalardan biri yanıb sıradan çıxır.Əvvəlcə təxmin etBir lampa yanıb sıradan çıxdıqda qalan 19 lampa ilə nə baş verir? Cavabı 3-cü fəsildə yoxlayacağıq.
Cavab üçün cərəyanın, gərginliyin və müqavimətin nə olduğunu, Om qanununu və naqillərin birləşmə üsullarını bilmək lazımdır. Sonra həmin axşamın davamında avtomobil akkumulyatorunu (EHQ və tam dövrə) və nənənin çaydanını (cərəyanın işi və gücü) araşdıracağıq.
Fəsil 1Metal naqildə müsbət ionlar qəfəs yaradır, aralarında isə sərbəst elektronlar xaotik hərəkət edir. Naqilin uclarına gərginlik verəndə naqildə elektrik sahəsi yaranır və elektronlar xaotik hərəkətlə yanaşı sahəyə əks istiqamətdə yavaş-yavaş “sürüşür” — dreyf edir. Yüklü zərrəciklərin bu nizamlı hərəkəti elektrik cərəyanıdır. Cərəyanın istiqaməti kimi müsbət yüklərin hərəkət istiqaməti qəbul olunub — elektronların hərəkətinə əks.
TərifCərəyan şiddəti — naqilin en kəsiyindən keçən yükün bu müddətə nisbətidir: I = q/t. Vahidi amperdir: 1 A = 1 Kl/san. Buradan 1 Kl = 1 A·san. Cərəyan ampermetrlə ölçülür, ampermetr dövrəyə ardıcıl qoşulur.
Animasiya · elektronların dreyfiElektronların dreyf sürəti əslində çox kiçikdir (mm/san tərtibində), amma onlar çox saydadır: 0,5 A cərəyanda hər saniyə en kəsikdən 3·10¹⁸ elektron keçir.Nümunə 1Telefon 1 saat ərzində 2 A cərəyanla doldurulur. Akkumulyatordan nə qədər yük keçir? Bu, neçə elektrondur?
Hər elektron e = 1,6·10⁻¹⁹ Kl yük daşıyır.
Vahidlərlə işləmək imtahanda ayrıca bacarıqdır: 1 Kl = 1 A·san, 1 V = 1 C/Kl, 1 V/m — sahə intensivliyinin vahidi. Bu əlaqələrlə mürəkkəb görünən ifadələr sadələşir.
İmtahanda belə soruşulurDİM · 13.07.2025(A·V·san)/(Kl·m) ifadəsi hansı fiziki kəmiyyətin vahidinə uyğundur?
A) elektrik sahəsinin intensivliyininB) cərəyanın gücününC) maqnit induksiyasınınD) xüsusi müqavimətinE) istilik miqdarınınI = q/t düsturundan q = I·t.
Bircins sahədə gərginlik və məsafə ilə əlaqə.
Eyni tapşırıq 13.07.2025, IV ixtisas qrupu imtahanında da verilib (A65).
DİM-in rəsmi izahı (13.07.2025)Vahidləri fiziki kəmiyyətlərlə ifadə etsək, ([I]·[U]·[t])/([q]·[l]) = ([I]·[U]·[t])/([I]·[t]·[l]) = [U]/[l] = [E] elektrik sahəsinin intensivliyi alınır. Və yaxud, vahidləri açsaq, (A·V·san)/(Kl·m) = (A·V·san)/(A·san·m) = V/mMənbə: DİM izahı — 13.07.2025, I ixtisas qrupu (PDF)Özün yoxla
Naqilin en kəsiyindən 1 dəqiqədə 30 Kl yük keçir. Cərəyan şiddətini (A) tapın.
I = q/t; 1 dəq = 60 san.
Fəsil 2Naqilin uclarındakı gərginliyi artırdıqca cərəyan da artır. 1826-cı ildə G. Om təcrübə ilə müəyyən etdi ki, metal naqildə cərəyan gərginliklə düz mütənasibdir. Mütənasiblik əmsalı naqilin xassəsidir — onun müqaviməti.
Dövrə hissəsi üçün Om qanunuDövrə hissəsindəki cərəyan şiddəti bu hissənin uclarındakı gərginliklə düz, onun müqaviməti ilə tərs mütənasibdir. Müqavimətin vahidi: 1 Om = 1 V/A. Gərginlik voltmetrlə ölçülür, voltmetr dövrə hissəsinə paralel qoşulur.
I = U / R
Cərəyanın gərginlikdən asılılıq qrafiki — volt-amper xarakteristikası (VAX) — metal naqil üçün başlanğıcdan çıxan düz xəttdir. Xətt nə qədər dikdirsə, eyni gərginlikdə cərəyan bir o qədər böyük, müqavimət isə kiçikdir: R = U/I.
Animasiya · volt-amper xarakteristikasıEyni gərginlikdə ən böyük cərəyan ən kiçik müqavimətli naqildədir (5 Om). 6 V-da: 0,3 A, 0,6 A və 1,2 A.İmtahanda belə soruşulurDİM · 01.06.2025Üç naqilin volt-amper xarakteristikası verilmişdir. Naqillərin R₁, R₂, R₃ müqavimətləri arasında hansı münasibət doğrudur?
Şəkil addımlarla birlikdə dəyişir.A) R₃ > R₂ > R₁B) R₁ > R₂ > R₃C) R₂ < R₁ = R₃D) R₁ > R₂ = R₃E) R₂ > R₁ = R₃Ən dik xətt eyni gərginlikdə ən böyük cərəyan verir.
Eyni tapşırıq 01.06.2025, IV ixtisas qrupu imtahanında da verilib (A81).
DİM-in rəsmi izahı (01.06.2025)Dövrə hissəsi üçün Om qanununa əsasən ( I = U/R )gərginliyin eyni qiymətində cərəyan şiddətinin ən böyükqiymətinə uyğun müqavimət ən kiçik qiymət(R₃),cərəyan şiddətinin ən kiçik qiymətinə uyğun müqavimətən böyük qiymət (R₁) alır. Ona görə də R₁ > R₂ > R₃ … olur.Mənbə: DİM izahı — 01.06.2025, I ixtisas qrupu (PDF)Naqilin müqaviməti
Naqilin müqaviməti onun uzunluğu l ilə düz, en kəsiyinin sahəsi S ilə tərs mütənasibdir və materialdan asılıdır; ρ — xüsusi müqavimətdir (vahidi Om·m; praktikada Om·mm²/m). Metalların müqaviməti temperaturla artır.
R = ρ·l / S
Nümunə 2Uzunluğu 2 m, en kəsiyi 0,21 mm² olan nikelin məftil (ρ = 0,42 Om·mm²/m) 12 V gərginliyə qoşulub. Cərəyan şiddətini tapın.
ρ Om·mm²/m ilə verilib — S-i mm²-də, l-i m-də götürmək kifayətdir.
Müqaviməti 15 Om olan rezistor 4,5 V gərginliyə qoşulub. Cərəyan şiddətini (A) tapın.
I = U/R.
Fəsil 3Dövrələr adətən bir neçə naqildən ibarətdir. Ən sadə iki üsul var. Ardıcıl birləşmədə naqillər bir-birinin ardınca, budaqlanmadan qoşulur — cərəyanın bir yolu var. Paralel birləşmədə naqillərin başlanğıcları bir nöqtəyə, sonları digər nöqtəyə qoşulur — cərəyan şaxələnir.
Birləşmə qanunlarıArdıcıl: I = I₁ = I₂, U = U₁ + U₂, R = R₁ + R₂. Paralel: U = U₁ = U₂, I = I₁ + I₂, 1/R = 1/R₁ + 1/R₂. İki paralel naqil üçün R = R₁R₂/(R₁ + R₂); n eyni R naqil: ardıcıl nR, paralel R/n.
Animasiya · ardıcıl və paralel lampalarParalel lampalar daha parlaqdır: hər biri tam 12 V alır. 6-cı saniyədə ikinci lampa yanıb sıradan çıxır: ardıcıl dövrə qırılır, cərəyan kəsilir və hər iki lampa sönür (bütün 12 V qırılmış lampanın uclarına düşür); paralel dövrədə digər şaxə işləməyə davam edir.HekayəGirlyandanın sirri. Lampalar ardıcıl birləşib: hər birinə U₁ = 220/20 = 11 V düşür (220 V-u birbaşa bir lampaya versən, o dərhal yanar). Bir lampanın teli qırılanda dövrə açılır və I = 0 — bütün girlyanda sönür. Müasir girlyandalarda lampalar qruplarla paralel qoşulur və ya hər lampada qırılanda onu “keçən” kontakt olur.
Nümunə 34 Om və 8 Om rezistorlar 12 V gərginliyə a) ardıcıl, b) paralel qoşulur. Hər halda ümumi müqaviməti və hər rezistordakı cərəyanı tapın.
Paralel şaxələrdə gərginlik eynidir; cərəyan kiçik müqavimətli şaxəyə daha çox gedir.
Ampermetrin göstərişi nəyə bərabərdir (cavabı amperlə ifadə edin)?
Şəkil addımlarla birlikdə dəyişir.Şaxələr K və L nöqtələri arasında paraleldir — gərginlikləri eynidir.
Yoxlama: R = 4·8/12 = 8/3 Om, I = 8/(8/3) = 3 A.
Eyni tapşırıq 07.06.2026, IV ixtisas qrupu imtahanında da verilib (A84).
DİM-in rəsmi izahı (07.06.2026)Təsvir edilmiş dövrədə cərəyan K nöqtəsində iki yerə şaxələnmişdir. R₁ müqavimətinin uclarındakı gərginlik U₁ = I₁R₁ = 2·4 = 8V olur. Dövrəyə paralel birləşdirilmiş R₁ və R₂ müqavimətlərin uclarındakı gərginlik eyni olduğundan U₁ = U₂ = I₂R₂ = I₂·8 = 8 ifadəsindən I₂ = 1A olur. Hər iki şaxədən keçən cərəyan L nöqtəsində yenidən birləşərək A ampermetrindən keçir. Onda cərəyan şiddəti I = I₁ + I₂ = 2 + 1 = 3A olur.Mənbə: DİM izahı — 07.06.2026, I ixtisas qrupu (PDF)Özün yoxla
İki 10 Om rezistor paralel birləşdirilib, onlara ardıcıl 5 Om rezistor qoşulub. Ümumi müqaviməti (Om) tapın.
Paralel hissə: 10/2 = 5 Om; sonra 5 + 5.
Fəsil 4Girlyandanı düzəldəndən sonra ailə nənəgilə gedir. Həyətdə ata avtomobilin faralarını yandırır, sonra mühərriki işə salır. Starter işləyən 2–3 saniyədə faralar nəzərəçarpacaq zəifləyir, mühərrik işə düşəndən sonra yenə parlaq olur.
Akkumulyatorun EHQ-si 12,6 V, daxili müqaviməti 0,02 Om, starter 150 A cərəyan alır. Starter işləyəndə akkumulyatorun qütblərindəki gərginlik nə qədər olur?
Starter işləyəndə faraların işığına və qütblərdəki gərginliyə bax.Elektrostatik sahə yükləri qapalı dövrə boyunca hərəkət etdirə bilməz: qapalı yolda onun işi sıfırdır. Cərəyanın davam etməsi üçün mənbənin içində yüklərə kənar qüvvələr (kimyəvi, maqnit və s.) təsir etməlidir: onlar müsbət yükü mənbənin içində “−” qütbündən “+” qütbünə aparır.
TərifElektrik hərəkət qüvvəsi (EHQ) — kənar qüvvələrin yükü qapalı dövrə boyunca keçirərkən gördüyü işin bu yükə nisbətidir: ε = Akən/q, vahidi volt. Mənbənin özünün də müqaviməti var — daxili müqavimət r.
Tam dövrə üçün Om qanunuTam dövrədə cərəyan şiddəti EHQ ilə düz, dövrənin tam müqaviməti (R + r) ilə tərs mütənasibdir. Mənbənin qütblərindəki gərginlik U = IR = ε − Ir — cərəyan artdıqca azalır. Qısa qapanmada (R → 0) Iqq = ε/r.
I = ε / (R + r)
HekayəAvtomobilin cavabı. Starter işləyəndə U = ε − Ir = 12,6 − 150 · 0,02 = 9,6 V — faralara 12,6 V əvəzinə təxminən 9,6 V düşür. Lampanın gücü P = U²/R, ona görə güc (12,6/9,6)² ≈ 1,7 dəfə azalır və faralar zəifləyir. Qütbləri təsadüfən birləşdirsən (qısa qapanma), Iqq = ε/r = 12,6/0,02 = 630 A olardı — naqillər əriyər, ona görə akkumulyatorla ehtiyatlı olmaq lazımdır.
Nümunə 4EHQ-si 4,5 V, daxili müqaviməti 1 Om olan batareya 8 Om müqavimətli lampaya qoşulub. Cərəyanı və qütblərdəki gərginliyi tapın.
EHQ-nin bir hissəsi (Ir = 0,5 V) mənbənin daxilində “itir”.
Laboratoriyada ε, r və R-i dəyiş: qısa qapanmanı (R = 0), boş işləməni (R böyük) və maksimal gücü (R = r) yoxla.
Laboratoriya · tam dövrə: ε, r və RAnimasiya · tam dövrə üçün Om qanunumənbənin EHQ-si ε6 Vdaxili müqavimət r1 Omxarici müqavimət R2 OmR = 0 — qısa qapanma: I = ε/r, U = 0. R = r olanda xarici güc maksimumdur: Pmax = ε²/(4r), FİƏ isə 50 %-dir.Elektronların sürəti cərəyan şiddəti ilə mütənasib göstərilib (real dreyf sürəti mm/san tərtibindədir). Lampanın parlaqlığı xarici gücün maksimal qiymətə nisbətidir.Özün yoxlaEHQ-si 1,5 V, daxili müqaviməti 0,5 Om olan elementin qısa qapanma cərəyanını (A) tapın.
I = ε/r.
Fəsil 5Nənəgildə ilk iş — çay! Nənə elektrik çaydanına 1,5 l su tökür, suyun temperaturu 20 °C-dir. Çaydanın üzərində yazılıb: 220 V, 2 kVt.
Şagird soruşur: su nə qədər vaxta qaynayacaq (istilik itkisi olmasa, c = 4200 C/(kq·°C)) və çaydandan hansı cərəyan keçir?
Animasiya 60 dəfə sürətləndirilib: temperatur 20 °C-dən 100 °C-yə qalxır.Dövrə hissəsində sahə q yükünü keçirəndə A = qU iş görür; q = It olduğundan A = UIt. Vahid zamanda görülən iş — cərəyanın gücüdür. Om qanunu ilə gücü üç formada yazmaq olar. Məişətdə enerji kilovat-saatla ölçülür: 1 kVt·saat = 3,6·10⁶ C.
İş, güc, istilikCərəyanın işi və gücü; naqildə ayrılan istilik miqdarı (Coul–Lens qanunu): Q = I²Rt. Ardıcıl naqillərdə (I eyni) istilik R ilə düz, paralel naqillərdə (U eyni) R ilə tərs mütənasibdir.
A = UIt, P = UI = I²R = U²/R
Animasiya · ardıcıl mis və nixrom naqillərCərəyan eynidir, ona görə istilik müqavimətlə mütənasibdir: nixromda misdəkindən 100 dəfə çox istilik ayrılır. Qızdırıcı elementlər məhz böyük xüsusi müqavimətli nixromdan, birləşdirici naqillər isə misdən hazırlanır.HekayəÇaydanın cavabı. Suyu qızdırmaq üçün Q = cmΔT = 4200 · 1,5 · 80 = 504 000 C lazımdır. Çaydanın gücü 2000 Vt-dır: t = Q/P = 504 000/2000 = 252 san ≈ 4,2 dəqiqə. Cərəyan: I = P/U = 2000/220 ≈ 9,1 A, qızdırıcının müqaviməti R = U²/P = 220²/2000 = 24,2 Om. Real çaydanda bir qədər istilik itir, ona görə su 4,5–5 dəqiqəyə qaynayır.
Nümunə 5“220 V, 100 Vt” və “220 V, 60 Vt” yazılı iki lampa ardıcıl birləşdirilib 220 V şəbəkəyə qoşulub. Hansı lampa parlaq yanar?
Nominal güc lampanın 220 V-dakı gücüdür; müqaviməti ondan tapırıq.
I = 220/(484 + 807) ≈ 0,17 A; P₁ ≈ 14 Vt, P₂ ≈ 23 Vt.
√(C·Om/san) ifadəsi hansı fiziki kəmiyyətin vahidinə uyğundur?
A) elektrik tutumununB) elektrik gərginliyininC) elektrik yükününD) cərəyanın gücününE) cərəyan şiddətininBurada C — coul (iş), Kl ilə qarışdırma.
Güc ilə müqavimətin hasili gərginliyin kvadratıdır: P·R = U².
Eyni tapşırıq 12.07.2026, IV ixtisas qrupu imtahanında da verilib (A77).
DİM-in rəsmi izahı (12.07.2026)√(C·Om/san) = √([A]·[R]/[t]) = √([U²]·[t]·[R]/([R]·[t])) = [U]Mənbə: DİM izahı — 12.07.2026, I ixtisas qrupu (PDF)Özün yoxla
Gücü 2 kVt olan çaydan 6 dəqiqə işləyib. Sərf olunan enerjini kilovat-saatla tapın.
A = P·t = 2 kVt · 0,1 saat.
YekunGərginlik artanda cərəyan da eyni dəfə artır; R yalnız naqildən (ρ, l, S, temperatur) asılıdır.
Paralel birləşmədə ümumi müqavimət müqavimətlərin cəmidirParalel birləşmədə tərs qiymətlər toplanır; ümumi müqavimət ən kiçik müqavimətdən də kiçikdir.
Mənbənin qütblərindəki gərginlik həmişə EHQ-yə bərabərdirU = ε − Ir: cərəyan axanda gərginlik EHQ-dən Ir qədər kiçikdir; yalnız I = 0 olanda U = ε.
Gücü böyük olan lampa həmişə parlaq yanırNominal güc 220 V üçündür. Ardıcıl birləşmədə cərəyan eynidir və P = I²R — müqaviməti böyük olan (nominal gücü kiçik olan) lampa parlaq yanır.
YekunTapşırıqlar asandan çətinə düzülüb. Əvvəl özün həll et, sonra variantı seç; izah cavabdan sonra açılır.
1 · 1-ci səviyyəNaqilin en kəsiyindən 4 san-da 12 Kl yük keçir. Cərəyan şiddəti:
I = q/t = 12/4 = 3 A.
2 · 1-ci səviyyəMüqavimətin vahidi:
R = U/I.
3 · 2-ci səviyyə6 Om və 3 Om rezistorlar paralel birləşdirilib. Ümumi müqavimət:
R = 6·3/(6 + 3) = 2 Om.
4 · 2-ci səviyyəMəftilin uzunluğunu 2 dəfə artırıb en kəsiyini 2 dəfə azaltdılar. Müqavimət:
R = ρl/S: 2 · 2 = 4.
5 · DİM səviyyəsiEHQ-si 6 V, daxili müqaviməti 1 Om olan mənbəyə 5 Om rezistor qoşulub. Mənbənin qütblərindəki gərginlik:
I = 6/(5 + 1) = 1 A; U = IR = 5 V.
6 · DİM səviyyəsi“220 V, 100 Vt” və “220 V, 25 Vt” lampaları ardıcıl birləşdirilib 220 V-a qoşulub. 25 Vt-lıq lampanın gücü 100 Vt-lıq lampanın gücündən:
R ~ 1/P: R₂₅ = 4R₁₀₀; I eyni → P = I²R, 4 dəfə çox (16 Vt və 4 Vt).
İmtahan tapşırıqları və rəsmi izahlar — DİM:
Hekayə, səhnələr, nümunələr, “Özün yoxla” və “Müstəqil iş” tapşırıqları bizimdir, DİM-ə aid deyil. DİM tapşırıqları və izahları mənbədəki kimi verilib; “…” işarəsi buraxılmış hissəni göstərir.