הארה תכניות העשרה בעמ - מתח AC V.S DC
 




 
  ביצוע תשלומים
  הרשמה לניוזלטר
  יצירת קשר
  הארה בפייסבוק
 








 
מתח

בשיעורים הקודמים עסקנו במושגים זרם והתנגדות, והיום נעסוק במושג מתח. שלושת המושגים האלו מהווים
את הבסיס להבנת חשמל ואלקטרוניקה. כמו שכבר עשנו בעבר, גם הפעם נעזר בדוגמא של מים הנעים דרך
צינור כדי לתאר את תנועת האלקטרונים דרך חוט. 

אמרנו שהזרם החשמלי הוא כמו הזרם המים בצינור - מהירות התנועה של האלקטרונים דומה למהירות התנועה
של מולקולות המים שנעות בצינור.

אמרנו שהתנגדות של נגד במעגל החשמלי, דומה לצינור צר יותר שקשה יותר למים לצאת דרכו. לכך הוא מאט
את מהירות/עוצמת הזרם.

והמתח במעגל החשמלי נמשל ללחץ המים בקצה הצינור. אם נחבר את הצינור למיכל מים קטן הזרם שיצא מהצינור
יהיה קטן, כמו סוללה חשמלית קטנה (1.5V). אם נחבר את הצינור לברז כיבוי שיש בו לחץ עצום, הזרם של המים 
שיצא מהניצור יהיה חזק מאוד. בדומה לחיבור של מוצר חשמלי שצורך זרמים גבוהים לשקע החשמל בבית (220V).

בכל מקום בטבע יש שאיפה להגיע לאיזון, ואנרגיה תמיד זורמת מפוטנציאל גבוהה לפוצנציאל נמוך. לדוגמא מים זורמים
מאגם גבוהה לאגם נמוך, אוויר שנמצא בלחץ גבוהה בתוך בלון רוצה לצאת החוצה ללחץ הנמוך יותר, מים חמים זורמים
לתוך המים הקרים....כך קורה גם במקרה של החשמל צד אחד של הסוללה מלא באלקטרונים (הצד השלילי, מסומן ב "-")
ובצד השני של הסוללה אין הרבה אלקטרונים (הצד החיובי, מסומן ב "+")  - כאשר להחבר את המעגל האלקטרונים
יתחילו לנוע מהמינוס לפלוס עד שיגיעו לאיזון, מצב בו מספר האלקטרונים בשני הצדדים שווה (הסוללה ריקה).

עכשיו אחרי שהבנו מה זה זרם חשמלי, מה היא התנגדות ומה זה מתח - עולה השאלה למה השקע בקיר שלנו הוא 220V?
ומה ההבדל בין החשמל שהוא מספק לחשמל שהסוללה מספקת? 

הזרם שסוללה מספקת לנו נקרא זרם ישר וזה משום שהאלקטרונים נעים בצורה ישרה, יוצאים מצד אחד של הסוללה ונעים
בתנועה רצופה לצד השני.



הזרם שמגיע מהשקע שלנו בבית נקרא זרם חלופי וזה משום שבניגוד לסוללה האלקטרונים נעים מצורה שונה, האלקטרונים
מתחילים לנוע לכיוון אחד ואז משנים את כיוונים ונעים לכיוון השני, ככה הם רוטטים אלפי פעמים בשנייה.




סרטון שמסביר אתה ההבדל בין זרם ישיר לחלופי - 



אם אנחנו יודעים שהזרם החליפי הוא מסוכן יותר מהזרם הישיר, ואנחנו יודעים שרוב המכשירים בבית שלנו עובדים
על זרם ישיר - לדוגמא טלפונים,מחשבים, טלויזיות כולם עובדים על זרם ישיר והם משתמשים בשנאים שממרים
את הזרם החליפי לישיר (הקופסא השחורה שנמצא באמצע הכבל החשמלי של הלפטופ שלנו למשל הוא ממיר
מתח למתח ישיר.) אז למה אנחנו משתמשים בכלל בזרם ישיר? התשובה לא נמצאת בתוך הבית אלה בדרך אליו,
הזרם הישר לא מסוגל לעבור מרחקים ארוכים מבלי לגרום להתחממות יתר של חוטי החשמל ובזבוז אנרגיה. 
לעומת זאת את הזרם החלופי אנחנו מסוגלים להעביר מרחקים גדולים מבלי לחמם את חוטי החשמל ולבזבז
אנרגיה.


לפי חוק אום  זרם X התנגדות = מתח 



זה אומר שאם נקח סוללה של מתח V9 וולט ונחבר אותה לנגד של בעל התגדות של 9 אום. הזרם שיעבור דרכו יהיה A1 אמפר.


סרטון הסבר, למה משתמשים ב AC ולא ב DC



אנחנו במהלך הקורס נשתמש בעיקר בזרם ישיר שבעיקר מסוללות (1.5V/9V) או מהארדואינו 5V (מהמחשב).
מקור מתח ישיר בתרשים חשמלי מסומל בדרך כלל באופן הבא:



*הקו הארוך יותר מסמל את הצד בחיובי "+", והקו הקצר את הצד השלילי "-".

כדי לראות את הההשפעה של מקורה המתח ועוצמת המתח על הרכיבים במעגל החשמלי נחבר מנוע לסוללה 1.5V,
ולאחר מכן לשתי סוללות 1.5V (מדמה 3V) ולבסוף לסוללת 9V ונראה כיצד מקור המתח משפיע על מהירות המנוע.
לכל מנוע חשמלי יש ערך KV, למשל המנוע איתו אנחנו עובדים הוא בעל ערך של 500KV בערך - כלומר על כל וולט
שנספר לו הוא יסתובב 500 סיבובים בדקה, זאת אומרת שאם נחחבר אותו למתח של 3V הוא יסתובב 1500
סיבובים בדקה. 
המנוע איתו אנחנו עובדים נקרא מנוע DC (בראשד) ואם נהפוך את הפלוס והמינוס בסוללה המנוע ישנה את כיוונו.

*אפשר לראות עם מולטימטר מתחים שונים ומתח על כל חלק במעגל החשמלי

בדומה לחיבור נגדים בטור או במקביל גם סוללות אפשר לחבר בטור או במקביל -  ברוב מכשיר החשמל שאנחנו 
עובדים איתם ביום יום (לדוגמא שלט לטלויזיה הסוללות מחוברות בטור, כלומר לוקחים חוט ומחברים אותו בין הפולס
של סוללה אחת למינוס של הסוללה השניה. כעת קבלנו סוללה חדש שהמגעים שלה הם המינוס שלא מחובר לכלום
בסוללה הראשונה והפלוס שלא מחובר לכלום בסוללה השניה. מתח הסוללה החדשה שווה לסוכם שתי המתחים של
שתי הסוללות והקיבול שלה שווה לממוצא של שתי הסוללות. לדוגמא אם לקחנו שתי סוללות אצבע רגילות בעלות
מתח של 1.5V וקיבולת של 500MAH וחיברנו אותם בטור המתח של הסוללה החדשה הוא 3V
והקיבולת שלה 500MAH.

אופציה נוספת היא חיבור במקביל - כלומר לחבר חוט בין הפלוס בסוללה הראשונה ובין הפלוס בסוללה השניה,
ולחבר חוט נוסף בין המינוס של הסוללה הראשונה למינוס של הסוללה השניה. במצב הזה המתח של הסוללה
החדשה שיצרנו שווה לממוצע שתי הסוללות (בדרך כלל עושים את זה אם סוללות זהות במתח) והקיבול שווה
לסכום שתי הקיבולות. לדוגמא אם לקחנו שתי סוללות אצבע רגילות בעלות מתח של 1.5V וקיבולת של
500MAH וחיברנו אותם במקביל המתח של הסוללה החדשה הוא 1.5V והקיבולת שלה 1000MAH.

לסיכום, חיבור טורי מגדיל את המתח אבל לא את הקיבולת (המנוע יסתובב מהר יותר אבל אותו זמן),
וחיבור מקבילי מגדיל את הקיבולת אבל לא את המתח (המנוע יסתובב באותה מהירות אבל לפי 2 יותר זמן).





[חזרה למעלה]       [הוספה למועדפים]       [מפת האתר]       [יצירת קשר]
עיצוב וביצוע: חיפושית מולטימדיה
לייבסיטי - בניית אתרים