הארה תכניות העשרה בעמ - נגדים




 
  ביצוע תשלומים
  הרשמה לניוזלטר
  יצירת קשר
  הארה בפייסבוק
 








 
נגדים

נגד הוא רכיב אלקטרוני פסיבי, שמטרתו העיקרית היא להתנגד לרם החשמלי. את ההתנגדות החשמלית 
מודדים ביחידות 
אוהם (Ω), ונהוג לסמנה באות R. התוצר העיקרי של רוב הנגדים הוא אנרגית חום, למשל
כל גוף חימום הוא בעצם נגד שזורם דרכו זרם חשמלי - וכתוצאה מכך הוא מתחמם. מקרה נוסף בו נרצה 
להשתמש בנגד הוא כדי להוריד את הזרם.

לכל דבר בעולם יש התנגדות כל שהיא, לחומרים מוליכים כמו נחושת יש התנגדות נמוכה מאוד, לחומרים מבודדים
כמו גומי יש התנגדות גבוהה מאוד. כאשר יש לנו שתי חוטים שעשויים מאותו חומר לדוגמא נחושת, ככך שעובי החוט
יהיה גדול יותר כך ההתנגדות שלו תהיה נמוכה יותר. ככול שאורך החוט יהיה ארוך יותר כך ההתנגדות שלו תהיה גדולה יותר.





*התנגדות של חוט חשמל תלויה בשלוש בגורמים:
-החומר ממנו החוט עשוי, ככל שהחומר מוליך יותר טוב כך גם החוט.
-האורך של החוט, ככל שהחוט יהיה ארוך יותר כך ההתנגדות שלו תגדל.
- העובי של החוט, ככל שהעובי של החוט יהיה גדול יותר כך ההתנגדות שלו תקטן.

דרך טובה להסביר את העיקרון הוא על ידי משל, נמשיל את הזרם החשמלי לאדם שנוסע בכביש ואת חוט החשמל
לכביש עצמו. 

- ככל שהכביש יהיה עשוי מחומר יותר טוב, למשל אספלט המכונית תוכל לסוע מהר יותר. אם הכביש עשוי מחול/בוץ
  המכונית תסע לאט יותר.
- ככל שהכביש יהיה ארוך יותר, כך יהיה למכונית יותר קשה לעבור אותו לעומת כביש קצר.
- ככל שיהיו יותר נתיבים בכביש כך תהיה תנועה חלקה יותר.






ניתן לסמל את הנגד באחת משתי הדרכים האלו.



נגדים יכולים להופיע בכל מיני צורות וגדלים במעגל החשמלי, ההתגדות של הנגד רשומה עליו.
במידה והנגד קטן מידי מכדי לרשום עליו, ההתנגדות תהיה מיוצגת על ידי פסים בצבעים שונים.
 

טבלת נגדים





כעת נחזור למעגל הראשון שבנינו - נורת לד, נגד (220 אום) וסללה (9V). עכשיו אנחנו מבינים מדוע יש נגד במעגל הזה, 
נורת הלד זקוקה למתח של 1.7V וזרם חלש מאוד כדי לעבוד - אנחנו מספקים לה מתח של 9V, לכן אם לא הינו מוסיפים
את הנגד למעגל נורת הלד הייתה נשרפת. 

עכשיו באו נבדוק מה קורה אם מחליפים את הנגד שבמעגל (220 אום) בנגד אם התנגדות גבוהה יותר, מה לפי דעתכם
יקרה לעוצמת האור של הנורה? ננסה לשים את הנגדים 4.7K  ו- 16K.




ראינו שכאשר אנחנו מחליפים את הנגד 220 אום לנגד 4.7K אום העוצמה של הנורה נחלשת משמעותית,
וכאשר אנחנו מחליפים לנגד גדול עוד יותר 16K עוצמת האור נחלשת אפילו עוד יותר. ככל שההתנגדות
גבוהה יותר הזרם שעובר במעגל קטן יותר מה שמחליש את עוצמת הנורה.

עכשיו נלמד על החיבור טורי לעומת חיבור מקבילי של נגדים, מה קורה אם מחברים שתי נגדים אחד אחרי השני,
ומה קורה אם מחברים שתי נגדים אחד במקביל לשני? 

נחבר שתי נגדים החיבור טורי - כלומר אחד אחרי השני



*נחבר שני נגדי 4.7K אחד אחרי השני (בטור).




כאשר אנחנו מחברים שתי נגדים בחיבור טורי, אנחנו מקבלי תוצאה זהה לחיבור נגד אחד
שהתנגדותו זהה לסכום שתי הנגדים (עוצמת האור קטנה) - כלומר חיבור שתי נגדי ה 4.7K
אחד אחרי השני, יוצרת בדיוק את אותו אפקט כמו לחבר נגד אחד של 9.4K.


כעת ננסה לחבר שתי נגדים בחיבור מקבילי, אחד ליד השני.


*נחבר שני נגדי 4.7K אחד לי השני (חיבור מקבילי).




כאשר אנחנו מחברים את שני הנגדים במקביל אנחנו רואים שעוצמת האור גדלה ביחס לנגד
4.7K בודד, זאת משום שכאשר אנחנו מחברים שני נגדים במקביל אנחנו "פותחים" לזרם החשמלי
"נתיב תנועה" חדש כעת יותר קל לו לזרום (כלומר ההתנגדות הכוללת קטנה). לחיבור שני נגדים
במקביל יש השפעה זהה לחיבור נגד אחד בעל ערך הקטן יותר מהנגד הקטן יותר מבין השניים.

הנוסחא לחישוב הערך המדוייק היא : 1/R = 1/R1 + 1/R2 + … + 1/Rn  

פחות חשוב להבין את הנוסחא ואיך הגיעו אליה, מה שחשבו להבין זה שבניגוד לחיבור טורי חיבור מקבילי
מקטן את ההתנגדות הכוללת של המעגל. כאשר שתי הנגדים שאנחנו מחברים במקביל בעלי ערך זהה,
הערך הכולל שלהם שווה לחצי מערכו של אחד מהם - כלומר כאשר אנחנו מוסיפים לחשמל מסלול נוסף
לעבור דרכו (מסלול זהה) לזרם יהיה פי 2 יותר קל "לעבור" את הנגדים - כאילו היה זה נגד בעל התנגדות
השווה לחצי. בדוגמא שעשינו עם שתי נגדי 4.7K אום, האפקט שהם יוצרים במעגל בחיבור מקבילי הוא
זהה לנגד אחד בעל ערך 2.35K.

לסיכום אפשר לדמות את החיבור הנגדים לאנשים בתור לקופה בסופר מרקט, האנשים הם האלקטרונים
שרוצים להתקדם ולצאת מהסופר, והנגדים הם קופת תשלם. אם נוסיף אחרי הקופה של התשלום בדיקה
של השומר ביציאה שבודק את הקבלות, נגדיל את הזמן שלוקח לאדם לצאת מהסופר. לעומת זאת אם
בקום זה נפתח קופה תשלום נוספת שעובדת במקביל לקופה הקיימת הזמן שלוקח לאדם לצאת מהסופר
יקטן.
 
 
*אפשר לתת לילדים אתגר – להוסיף מתג, שמחליף בין שתי נגדים. (המתג שולט בעוצמת האור).
*נוסיף לשיעור בעתיד – נגד משנתה (פוטנציומטר) חיישן אור.




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