חשמל   

 

זרם חשמלי הוא זרם של אלקטרונים המצויים במוליכים, בכיוון אחד.                          

יחידת המידה לעוצמת הזרם היא – אמפר.

מכשיר המודד את עוצמת הזרם נקרא- מד זרם = אמפרמטר.

ככל שעוצמת הזרם גבוהה יותר, עוברים יותר אלקטרונים בשניה אחת

דרך שטח החתך במוליך,  בכל נקודה  במוליך. 

 

• מוליך- חומר שמאפשר מעבר אלקטרונים ויכול ליצור מעגל חשמלי.

• מבודד- חומר שאינו מאפשר מעבר אלקטרונים ולכן לא יכול לסגור

       מעגל חשמלי.

 

התנגדות חשמלית מתייחסת להתנגדות החומר למעבר אלקטרונים במוליך בכל שנייה.
ככל שההתנגדות גדולה יותר כך עובר פחות זרם במוליך.
כל חומר מתנגד בצורה מסוימת למעבר זרם דרכו. 
המושג התנגדות חשמלית מציין בכמה מתנגד החומר למעבר אלקטרונים (זרם) דרכו.

   

חומרים מוליכים יכולים להיות מתכת, תמיסה מוליכה (למשל מי ים), וקיימים גם מספר חומרים קרמיים ופולימרים מוליכים.

                                        

מידת ההתנגדות של תיל מוליך למעבר אלקטרונים דרכו מושפעת ממספר גורמים:

o       סוג החומר שממנו עשוי התיל המוליך.

o       אורך התיל המוליך - ככל שהמוליך ארוך יותר, האלקטרונים צריכים לעבור דרך ארוכה יותר. ולכן ככל שהמוליך ארוך יותר, התנגדותו לזרימת זרם דרכו גבוהה יותר.

o       שטח החתך של התיל המוליך - ככל ששטח החתך גדול יותר, מעבר הזרם קל יותר. לכן, ככל שהמוליך רחב יותר, התנגדותו למעבר זרם נמוכה יותר.

 

עוצמת הזרם תלויה ב:

• חוזקו של מקור האנרגיה- הסוללה. ככל שנחבר יותר סוללות באותו מעגל, עוצמת הזרם תגדל.

• התנגדות המוליכים: התנגדות נמוכה --- > עוצמת זרם גבוהה

    

למכשירים חשמליים התנגדות גדולה.

למבuדדים התנגדות גדולה מאד.

גוף האדם מוליך.

 

תופעות שנגרמות בעקבות מעבר זרם חשמלי:

התחממות:

     1. התחממות כתוצאה מחיכוך האלקטרונים הזורמים בחלקיקי החומר שבמוליכים. 

     2. התחממות עד התלהטות והפצת אור- אם הזרם גדול והמוליך דק (חוט הלהט בנורה).

מגנטיות:

    1. זרם חשמלי הזורם ליד מחט מגנטית (מצפן), מסיט אותה מהצפון.

    2. אלקטרומגנט- ברזל שסביבו מלופף מוליך שדרכו עובר זרם  – הופך למגנט.

קצר:  זרם העובר במוליך בעל התנגדות נמוכה מאד במעגל (ללא מכשיר חשמלי). קצר יכול להיגרם

         ממגע מקרי בין מוליכים חשופים.

             הסכנה בקצר - התחממות יתר של החוטים  במעגל היכולה לגרום להתכת המוליך ולשריפה.

         הגנה מפני נזקים שעלולים להיגרם על ידי קצר היא מפסק חצי אוטומטי שפותח את המעגל

         כשהזרם עולה מעל המותר.

עומס יתר: נגרם כתוצאה מפעולה בו זמנית של מכשירי חשמל (הצורכים זרם גדול) המחוברים

         במעגלים נפרדים לאותו מקור.   התוצאה- עלייה בעוצמת הזרם.

         הסכנה- התחממות יתר של החוטים  במעגל היכולה לגרום להתכת המוליך ולשריפה.

         תיקון המצב- ניתוק מכשירים הצורכים זרם גדול.

         הגנה מפני נזקים שעלולים להיגרם על ידי קצר היא מפסק חצי אוטומטי שפותח את המעגל

         כשהזרם עולה מעל המותר.

"מגע גוף": מגע של חוט חשמל בלתי מבודד בגוף המכשיר (בתוך המכשיר). עלולה להיגרם    

         התחשמלות.

הארקה: חיבור גופו של המכשיר לאדמה ע"י חוט חשמל. הארקה מקטינה את הסכנה שנגרמת

         מהתחשמלות אך לא מונעת אותה.

ממסר פחת: מכשיר המגן מפני התחשמלות על ידי פתיחת המעגל החשמלי כאשר הוא מרגיש שירד

         זרם במעגל (כתוצאה ממעבר חלק מהזרם לגוף האדם).

 

סוגי מעגלים חשמליים:

חיבור בטור: מעגל חשמלי שבו הצרכנים מחוברים בטור

         ( אחד אחרי השני במעגל אחד). 

         הזרם היוצא מההדק השלילי עובר דרך כל הצרכנים וחוזר

         להדק החיובי של הסוללה.

         ניתוק צרכן אחד במעגל זה תגרום לכבוי של כל הנורות מכיוון

         שהמעגל נפתח.

חיבור במקביל: מעגל חשמלי שבו כל הצרכנים מחוברים במקביל

         זה לזה ולסוללה.

        ניתוק של צרכן יאחד לא תשפיע על פעולתם התקינה של הצרכנים במעגל החשמלי המקביל,  

        מכיוון שעבור כל אחד מהצרכנים נותר עדיין מעגל חשמלי סגור.

 

הסיבות לחיבור מכשירים בבית במקביל ולא בטור

א.  בחיבור בטור,  אם מכשיר אחד לא יפעל המעגל החשמלי ייפתח ושאר המכשירים לא יפעלו.

ב.  בחיבור בטור נצטרך להפעיל את כל המכשירים בו זמנית גם אם איננו זקוקים להם.