משוואות מקסוול

בפיזיקה, באלקטרומגנטיות, משוואות מקסוול (על שם הפיזיקאי ג'יימס קלרק מקסוול) הן מערכת של ארבע משוואות דיפרנציאליות חלקיות המתארות את תכונותיהם של השדה החשמלי והשדה המגנטי ואת הקשר ביניהם לבין מקורותיהם, צפיפות המטען וצפיפות הזרם בהתאמה. באמצעות משוואות אלה ניתן להראות גם כי האור הוא גל אלקטרומגנטי, ואף לגזור את משוואת הגל האלקטרומגנטי.
ארבע משוואות מקסוול: חוק גאוס, חוק גאוס למגנטיות, חוק פאראדיי וחוק אמפר (עם תיקון מקסוול), ביחד עם המשוואה של כוח לורנץ, מהוות תיאור מתמטי שלם של חוקי תורת החשמל והמגנטיות הקלאסית. למעשה, חוק לורנץ עצמו נוסח על ידי מקסוול כאחת משמונה משוואות מקסוול המקוריות


פרק זה יתאר, בצורה קונספטואלית ולא מתמטית, את ארבע משוואות מקסוול וכיצד הן משתלבות ביחד להסברת מקורה של קרינה אלקטרומגנטית כגון אור. המשוואות המתמטיות המדויקות מופיעות בפרק הבא.
חוק גאוס קושר בין המטען החשמלי המוכל בתוך משטח סגור (הנקרא בהקשר זה משטח גאוסיאני) לשדה החשמלי הסובב אותו. הוא מתאר, בצורה מתמטית, כיצד השדה החשמלי מושפע ממטענים: קווי השדה חשמלי יוצאים ממטענים חיוביים ונמשכים אל מטענים שליליים. חוק גאוס קובע, בנוסף, כי השטף החשמלי דרך משטח גאוסיאני אינו קשור לצורתו או לגודלו של המשטח.
חוק גאוס למגנטיות קובע כי השטף המגנטי דרך כל משטח גאוסיאני הוא אפס. הסיבה לכך היא, שמטענים מגנטיים באים תמיד בזוגות (הנקראים דיפולים). כל אחד משני המטענים בדיפול יוצר שטף מגנטי בכיוון מנוגד, וכך הם מבטלים אחד את השני. מספר תאוריות פיזיקליות מניחות את קיומו של מטען מגנטי בודד, הנקרא מונופול מגנטי. חוק גאוס למגנטיות מהווה גם ניסוח מתמטי של העובדה הנסיונית כי לא נמצאו מונופוליים מגנטיים בטבע עד כה.
חוק פאראדיי מתאר כיצד שדה מגנטי משתנה יוצר שדה חשמלי. זהו, למשל, העקרון העומד מאחורי סוגים רבים של גנרטור חשמלי: כוח מכני, כמו מים הנופלים על טורבינות בסכר הידרואלקטרי, מסובב מגנט ענק, והשדה המגנטי המשתנה יוצר שדה חשמלי אשר מזרים חשמל דרך קווי המתח.
חוק אמפר עם תיקון מקסוול מלמד כי ניתן ליצור שדות מגנטיים בשתי דרכים: באמצעות זרם חשמלי (חוק אמפר המקורי) ובאמצעות שדות חשמליים משתנים (תיקון מקסוול).


-הסבר לתרגיל בהכנה.

זרם חילופין

AC - הן כיוונו והן עצמתו משתנים בתדירות קבועה.
מאחר והוא מיוצר על ידי גנרטורים, למתח חילופין תנועה סינוסואידלית.
קל מאוד לשנות את עצמתו של מתח החילופין על ידי שימוש בשנאי (טרנספורמטור).
אולם, לא ניתן לאגור מתח חילופין כפי שניתן במצברים של מתח ישר.

ממסר צעד

ממסר צעד הינו רכיב חשמלי המשמש לפיקוד בלוחות חשמל. ממסר הצעד בנוי ממגע כוח אחד או יותר וסליל שבכל פעם שיקבל מתח רגעי בין קוטבי הסליל ישנה מגע הכח את מצבו בצורה מכאנית וכך ישאר עד ללחיצה הבאה.
את סליל הפיקוד מזינים מלחצנים המחוברים במקביל עד אין סוף לחצנים.
יש לשים לב לכמות הזרם שעוברת דרך מגעי הכח בהתאם לרשום על ממסר הצעד בכדי למנוע שריפת מגעים.
לרוב משתמשים בממסר צעד בכדי להפעיל כמות גדולה של תאורה ממספר רב של מקומות ובכך לחסוך בחוטים ובעובי המוליך אך ניתן גם לשלב את ממסר הצעד במגוון פתרונות פיקוד.
קיימים דגמים רבים של ממסרי צעד כאלה הפועלים על מתח נמוך מאוד של 24V לצורך שינוי מצב ואחרים הפועלים על מתח של 230V לשינוי מצב, גם אלה הפועלים על מתח של 24V יכולים להפעיל מנוע או תאורה באולם מכיוון שמגעי הכוח הינם נפרדים מסליל הפיקוד.
לפניכם ממסר צעד בעל סליל פיקוד של 220V ושני מגעי כוח המפעילים או מכבים נורה אחת בכל מגע כוח ובכל לחיצה על לחצן המסומן כ E:

כפי שכבר אמרנו ישנם ממסרי צעד הפועלים על מתח זר של 24V ובאפשרותם להפעיל צרכנים בעלי מתח שונה. בדוגמה שלפניכם ממסר צעד 24V בעל מגע כוח אחד המפעיל שתי נורות 220V ע"י לחיצה על לחצן:

שימור אנרגיה - תאורה ביתית

למה נורות פלורסנט משתלמות יותר?

נורות פלורסנט יעילות פי 4 מנורות ליבון והן מחזיקות מעמד עד פי 10. היום ניתן להשיג נורות פלורסנט עם הברגה.

איזו תאורה נכונה לקריאה?

מנורת שולחן יעילה וחסכונית יותר מתאורה כללית בחדר. נורה של 40 - 60 וואט עדיפה על נורה של 200 וואט.

הבט בתוויות הדירוג האנרגטי והעדף את הדירוג הגבוה ביותר A,B,C

כמה עולה צריכת החשמל לתאורה?

צריכת החשמל לתאורה היא כ-2-3 קווט"ש ביום. עלות החשמל לתאורה היא כ-400 ש"ח בשנה.

נורות חסכוניות (PL), יעילות עד פי 8 יותר מנורות ליבון ואורך חייהן עד 8000 שעות

ועוד...

כמה אור צריך ברקע כאשר צופים בטלוויזיה, אילו אהילים מומלץ לבחור לסלון, האם נורה של 100 וואט שווה כמו ארבע נורות של 25 וואט, מהו תו אנרגיה לנורות, מהי תאורה מקומית ומהי תאורת חדר ועוד טיפים.

מי גונב לנו חשמל ?

האם ידעתם שיש לכם בבית גנבי חשמל ?

בכל רגע נתון ישנם בכל בית מכשירים הצורכים חשמל למרות שאינם בשימוש.

אז מי הם גנבי החשמל?

במכשירים חשמליים רבים ישנו מצב המתנה (StandBy) – מצב שבו הם ‘מחכים שנעיר אותם’ – למשל, בטלויזיה, DVD, מערכות שמע וכו.

מכשירים אלו צורכים חשמל גם כשאינם דולקים.

אבל גנבי החשמל האמיתיים הם השנאים, או כמו שאנחנו מכירים אותם – ‘המטענים’ למיניהם – סלולרי, מחשבים ניידים, מחשבי כף יד וכו’ .

שנאים צורכים חשמל גם כשאינם מחוברים למכשיר אותו הם אמורים להטעין, ובעוד למכשירים בעלי מצב המתנה יש ‘סיבה’ להמשיך ולצרוך חשמל כשאינם בשימוש, השארת המטען בחשמל לאחר ניתוק המכשיר הנטען גורמת לבזבוז חשמל ללא כל הצדקה.

מחקרים שנערכו באירופה וארה”ב מגלים כי הצריכה של מכשירים אלו מגיעה לכדי 7% מסך הצריכה הביתית.

אז מה עושים?

ניתן בקלות לחבר מכשירים אלו למפצל בעל מפסק  הפעלה/כיבוי, ולכבות אותם כאשר אנו יוצאים מהבית או הולכים לישון.

ניתקתם את הטלפון הסלולארי או המחשב הנייד מהמטען? הוציאו את המטען מהשקע!

ובזמן שאתם כבר בעניין, תבדקו כמה מכשירים חשמליים מסביבכם דולקים ללא סיבה. רובנו מקפידים לכבות נורות כשאין בהם צורך, אבל כמה מכם דואגים לכבות את המדפסת מיד לאחר השימוש ? אצל כמה מכם הטלויזיה דולקת גם כשאינכם צופים?

תזכרו – הכל משנה !

אז נכון, החיסכון הכספי שבכיבוי מכשירים אלו הוא עשרות שקלים בודדים בחודש, ולמרות שאני בטוח שתוכלו למצוא מה לעשות עם עוד כמה שקלים, החיסכון הכספי אינו גדול.

עכשיו תכפילו את החיסכון האישי שלכם במספר בתי האב בעולם המערבי – ותגלו שפוטנציאל החיסכון הוא עצום!

זה המקום להזכיר שייצור החשמל אחראי לכ-55% מפליטת גזי החממה, ולכן החיסכון הקטן של כל אחד מאיתנו יכול להביא לחיסכון עצום בפליטת גזי החממה.

מתח חשמלי וזרם חשמלי

הכוח האלקטרוסטטי הוא כוח משמר ולכן ניתן לגזור אותו מאנרגיה פוטנציאלית, הנקראת אנרגיה פוטנציאלית חשמלית. האנרגיה הפוטנציאלית החשמלית של מטען בנקודה כלשהי היא העבודה שיש להשקיע עליו על מנת להביאו מנקודת ייחוס אל הנקודה, כאשר נקודת הייחוס לרוב נבחרת כמרחק אינסופי מיתר המטענים. באופן שקול, האנרגיה הפוטנציאלית החשמלית בנקודה היא הכוח החשמלי הפועל על מטען לאורך דרכו מהנקודה אל האינסוף. האנרגיה הפוטנציאלית החשמלית מסומנת ב-U ונמדדת בג'אול.

האנרגיה הפוטנציאלית החשמלית של מטען פרופורציונית לגודל המטען, ולכן ניתן להגדיר פוטנציאל חשמלי כאנרגיה פוטנציאלית חשמלית ליחידת מטען. ניתן לגזור את השדה החשמלי ישירות מהפוטנציאל החשמלי באותו האופן שבו הכוח נגזר מהאנרגיה הפוטנציאלית. הפוטנציאל החשמלי במרחב מסומן φ והוא תלוי רק בפילוג המטענים המרחבי. ניתן לחשב אותו בעזרת משוואת פואסון, או במרחב ריק ממטענים בעזרת משוואת לפלס.

מתח חשמלי בין שתי נקודות במרחב הוא ההפרש בין הפוטנציאלים החשמליים באותן נקודות. הוא מבטא את ההפרש באנרגיה הפוטנציאלית החשמלית ליחידת מטען ולכן הוא גודל חשוב בתיאור מערכות חשמליות. המתח מסומן באות V ונמדד בוולט (על שם אלסנדרו וולטה).

מוליך הוא חומר שמכיל מטענים חשמליים חופשיים לתנועה (בניגוד למבודד). במתכת, לדוגמה, חלק מהאלקטרונים אינם נמצאים סביב גרעינים של אטומים מסוימים בסריג המתכתי, אלא נעים בו באופן חופשי. ניתן לטעון מתכת על ידי הוספת עודף או מחסור באלקטרונים. חוסר באלקטרון נקרא חור וניתן להתייחס אליו כאל גוף בעל מטען הפוך מזה של האלקטרון, כלומר מטען חיובי. המטענים העודפים במתכת יפעילו כוחות דחייה ביניהם ויסתדרו כך שהמרחקים ביניהם מקסימליים, או באופן שקול האנרגיה הפוטנציאלית החשמלית מינימלית. מצב זה מתקיים כאשר הם מפולגים על פני הגוף המוליך בצפיפות מטען משטחית.

בנוכחות שדה חשמלי, חלק מהאלקטרונים החופשיים במוליך נייטרלי יתרכזו בצד האחד של המוליך כך שקיימת צפיפות מטען משטחית על פני המוליך, אך בצידו האחד הוא חיובי ובצידו האחר הוא שלילי וסך המטען הוא אפס. תופעה זו נקראת השראה אלקטרוסטטית. כתוצאה מכך השדה בתוך המוליך מתאפס, תופעה הידועה ככלוב פאראדיי.

בעת חיבור מוליך לשתי נקודות שביניהן קיים מתח חשמלי, למשל חיבור תיל מוליך בין שני מוליכים טעונים בעלי פוטנציאלים שונים, יזרמו בתיל המוליך מטענים מהגוף בעל הפוטנציאל הגדול יותר לגוף בעל הפוטנציאל הקטן יותר עד שהפוטנציאלים בשני הגופים ישתוו. קצב תנועת המטענים בזמן נקרא זרם חשמלי, ובמקרה הזה הוא רגעי. על מנת ליצור זרם חשמלי לאורך זמן יש צורך בכוח אלקטרו מניע - גורם שישמור על מתח קבוע בין שתי נקודות. הכוח האלקטרו מניע (בקיצור: כא"מ) הוא העבודה החיצונית שיש להשקיע על יחידת מטען על מנת ליצור הפרש פוטנציאלים בין שני הדקים מנותקים. בסוללה חשמלית, למשל, הכא"מ נוצר על ידי הפרדת מטענים חיוביים משליליים באמצעות תגובה כימית עם אלקטרודות אליהן מחוברים ההדקים. התקן שיוצר כא"מ בין שני הדקים נקרא מקור מתח. ההדק שבו הפוטנציאל גדול יותר מסומן + וההדק בו הפוטנציאל קטן יותר מסומן -. הארקה היא חיבור לאדמה, והיא משמשת הן כנקודת ייחוס לפוטנציאל החשמלי והן כאמצעי להגנה מפני הצטברות מטען גדולה מדי.

זרם חשמלי הוא גודל המטען העובר בשטח חתך (או בתיל) ביחידת זמן. כיוון הזרם הוא מפוטנציאל גדול לפוטנציאל קטן (או מחיובי לשלילי). זאת מלבד בתוך מקור כא"מ, שם מתבצעת עבודה על מנת להעביר מטענים מפוטנציאל נמוך לגבוה. מאחר שהזרם חיובי אם המטען שנע הוא חיובי, כיוון הזרם במתכת הפוך לזה של תנועת האלקטרונים. זרם שגודלו קבוע בזמן נקרא זרם ישר וזרם שמשתנה בזמן באופן מחזורי נקרא זרם חילופין. הזרם מסומן ב-I ונמדד באמפר (על שם אנדרה מרי אמפר).

ברוב המוליכים קיים יחס ישר בין המתח והזרם - קשר הידוע כחוק אוהם. היחס בין המתח לזרם נקרא התנגדות חשמלית, והגודל ההופכי להתנגדות נקרא מוליכות חשמלית - המידה שבה מתח על מוליך גורם לזרם דרכו. ההתנגדות מסומנת באות R ונמדדת באוהם (על שם גאורג אוהם). נגד הוא רכיב בעל התנגדות ידועה בין הדקיו.

בחיבור הדקי מקור מתח על ידי תיל מוליך יתרחש קצר חשמלי - יזרום זרם גדול מאוד שעלול לגרום להתחממות יתר, שריפה, התעוותות של חומרים, התחשמלות או התפוצצות. ריתוך הוא מעין קצר מבוקר, ונתיך וממסר פחת הם רכיבים שתפקידם לנתק את הזרם במקרה של קצר.

ניתן לייחס לנגד הספק משום שמטענים נעים בו מפוטנציאל גבוה לנמוך. קצב השינוי באנרגיה הפוטנציאלית החשמלית של המטענים בזמן נקרא הספק חשמלי. ההספק מסומן באות P ונמדד בואט (על שם ג'יימס ואט). ההספק החשמלי נתון על ידי מכפלת הזרם הזורם דרך נגד בהמתח הנופל עליו.

מטען חשמלי

וח ושדה מטען חשמלי הוא גודל פיזיקלי שמאפיין חומר. במצב רגיל, המטען החשמלי הכולל של החומר הוא נייטרלי (אפס), אם כי בתוך החומר נמצא מספר רב מאוד של חלקיקים בעלי מטען חשמלי, חיובי ושלילי, אשר מאזנים זה את זה. החומר מורכב מאטומים, הבנויים מגרעין המכיל פרוטונים (טעונים חיובית) ונייטרונים (ללא מטען), וסביב הגרעין אלקטרונים (טעונים שלילית). מטען האלקטרון הפוך ושווה בגודלו למטען הפרוטון, ומספר האלקטרונים במצב רגיל שווה למספר הפרוטונים כך שסכום המטענים הוא אפס.

המטען החשמלי נמדד במערכת היחידות הבינלאומית בקולון, על שם שארל-אוגוסטן דה קולון. מטען האלקטרון הוא  קולון, ומטען הפרוטון הוא  קולון.

הכוח החשמלי בין שני מטענים חשמליים יחסי למכפלת המטענים ולהיפוך ריבוע המרחק ביניהם, בדומה לכוח הכובד, אולם הכוח החשמלי חזק לערך פי 1036 מכוח הכובד.

סימון המטענים נקבע במקור על פי ניסוי בחשמל: בעת שפשוף פרווה בזכוכית עוברים אלקטרונים מהזכוכית לפרווה. מאחר שבנג'מין פרנקלין קבע שהזכוכית נטענת במטען חיובי, סימן האלקטרון נקבע כשלילי. מטען הפרוטון, אם כן, חיובי. חלקיקים שמורכבים מכמות שווה של מטענים חיובייים ושליליים מסתדרים כך שמטענים הפוכים נמשכים זה לזה. סך המטען של חלקיקים כאלו הוא אפס והם נקראים נייטרליים, והם למעשה אינם מפעילים כוחות חשמליים על חלקיקים נייטרלים אחרים. לכן לרוב אין אנו מרגישים כוחות משיכה או דחייה חשמלית בין גופים. עם זאת, במרחקים קטנים כמו בין מולקולות או אטומים, מורגשים כוחות שתלויים במרחקים בין המטענים החיוביים והשליליים (קשרי ואן דר ואלס הם דוגמה לכוחות כאלה).

האלקטרונים שומרים על מרחק מהפרוטונים למרות כוח המשיכה החשמלי, דבר הנובע מעקרון אי הוודאות במכניקת הקוונטים. יציבות גרעין האטום מתאפשרת למרות כוחות הדחייה החשמליים בין הפרוטונים בזכות הכוח הגרעיני החזק.

הכוח שפועל בין מטענים נקודתיים מתואר על ידי חוק קולון, הקובע שכוח זה פרופורציוני למכפלת המטענים של הגופים ולהופכי של ריבוע המרחק ביניהם. חוק זה מתקיים כאשר המטענים נמצאים במנוחה ולכן הוא נקרא גם הכוח האלקטרוסטטי. כאשר המטענים נעים זה ביחס לזה פועל ביניהם כוח נוסף - הכוח המגנטי, התלוי רק בגודל המטענים ובמהירות היחסית שלהם. בכל מקרה קיים יחס ישר בין הכוח הפועל על מטען חשמלי כתוצאה ממטענים חשמליים אחרים לבין גודל המטען, והכוח ליחידת מטען הוא קבוע (בתנאי שמטען זה אינו משפיע על יתר המטענים). משום כך נוח להגדיר שדה חשמלי ככוח חשמלי ליחידת מטען ולתאר את חוקי החשמל בעזרת השדה כתכונה של המרחב, והוא מסומן E . באופן דומה מגדירים שדה מגנטי המסומן B . הכוח הפועל על מטען חשמלי בנוכחות שדה חשמלי ושדה מגנטי נקרא כוח לורנץ והוא אחד מארבעת כוחות היסוד של הטבע.

עקרון הסופרפוזיציה קובע שהשדה שיוצרים מספר מטענים הוא סכום השדות שיוצרים כל המטענים לחוד. במרחב התלת ממדי זהו סכום וקטורי. חוק גאוס הוא משוואה דיפרנציאלית חלקית שממנה ניתן לחשב את השדה החשמלי שיוצרת התפלגות מטען מרחבית כלשהי. עקרון הסופרפוזיציה נובע מכך שהיא משוואה לינארית.

ייצור חשמל סולארי ביתי

חשמל סולארי לבית – עשה זאת בעצמך

כולנו רוצים לחסוך בחשמל. כולנו רוצים להיות שוחרי סביבה. האם ניתן לשלב ביניהם? בלי להוציא עשרות אלפי שקלים מהכיס על מערכות אנרגיה סולארית?

בעזרת מדריך פשוט ניתן לבנות מערכת אנרגיה סולארית ביתי בכמה שלבים פשוטים בלי להיות גאון גדול.

היכנס ותראה ותפסיק לדאוג לעלויות החשמל שלך ותתחיל לייצר חשמל סולארי משלך בחינם !זה לא מדע בדיוני, למרות שזה אולי נראה כמו כזה. כפי שתראה, זה פשוט לנצל את מה שכבר קיים. חסכון של אלפי שקלים בשנה בהשקעה פשוטה וזולה!

אז איך עושים את זה? לא חבל להמשיך לשלם חשבונות חשמל גבוהים לחברת החשמל? למה לשלם עשרות ומאות אלפי שקלים לחברות שיתקינו מערכות סולאריות, בזמן שאתה יכול לעשות את זה בעצמך?

מה מייצר אנרגיה?

מה אנו רואים סביבנו שיכול לייצר אנרגיה? שמש ורוח… הדבר המדהים הוא שגם אם אתה לא מדען מטורף או גאון אתה יכול לרתום את הכוח של אור השמש לבית שלך! זה קל ודי פשוט להבנה, ברבה יותר פשוט ממה שזה נראה לך.

מה זה חשמל?

בלי הסברים מסובכים מדי, מה זה בעצם חשמל? חשמל הוא אלקטרונים. אלקטרונים זה מה שמפיקה סוללה, מה שמגיע בחוטי החשמל מחברת החשמל, מה ששולח המתג שלחת כשאתה מעלה אותו כדי להדליק נורה ועוד. את האלקטרונים מוכרת לך חברת החשמל. ביוקר!

זה אפשרי? אז זהו, שזה אפשרי. איך? ממקור האנרגיה הכי זמין על פני כדור הארץ – השמש!

אפשר להזמין מערכת אנרגיה סולארית יקרה ומסורבלת במאות אלפי שקלים, אך אפשר גם אחרת. בעזרת מדריך פשוט ( בשפה האנגלית ) תוכל גם אתה לבנות מקור חשמל ביתי, פשוט וזול בהרבה ממערכת מוכנה.

אנו שמחים לפרסם לראשונה את המדריך המלא לייצור אנרגיה מתחדשת, אשר משווק על ידי הוצאה לאור דיגיטלית. מדריך מקיף יותר ומפורט יותר לגבי הדרך שבה יכול כל אחד ואחת, להתקין מערכת פשוטה וזולה, ( כולל התקנה של מונה חשמל מאושר על ידי חברת החשמל )ולהתחיל לייצר אנרגיה בבית.

צפו בסרטון הסבר קצר

תהליך ייצור חשמל

חשמל- מתחנת-הכוח עד הבית

החשמל נמצא מוכן לשימוש כל הזמן – רק לוחצים על המתג והנורה נדלקת, הרדיו מנגן, התנור מחמם בחורף, המזגן מקרר בקיץ, והמחשב דולק… אבל מאין יש לנו חשמל? את החשמל צריך להפיק.
את החשמל מפיקים בתחנות-כוח, ומשם הוא עובר דרך ארוכה עד שהוא מגיע למכשירי החשמל שלנו.
התרשים מראה את הדרך שהחשמל עובר מהפחם הגולמי ועד שהוא מגיע אלינו (בתחנת-כוח קיטורית).
עברו עם העכבר על חלקי תחנת-הכוח, ועקבו אחר שלבי התהליך!
מתחת לתרשים תמצאו הסברים על כל אחד מחלקי התהליך בתחנת-כוח קיטורית.

הפחם

תחילת המסע בתחנת-הכוח הקיטורית הוא בהבאת הפחם לתחנה.
הפחם מגיע לישראל באניות מיוחדות ומועבר במסועים מכוסים למאגר אחסון. משם מעבירים את הפחם לתחנות-הכוח הקיטורית, וטוחנים אותו לאבקה לפני השרפה.

מאגר הפחם בתחנת-הכוח רוטנברג

תחילת המסע בתחנת-הכוח הקיטורית הוא בהבאת הפחם לתחנה.
הפחם מגיע לישראל באניות מיוחדות ומועבר במסועים מכוסים למאגר אחסון. משם מעבירים את הפחם לתחנות-הכוח הקיטורית, וטוחנים אותו לאבקה לפני השרפה.

דוד השרפה

הפחם מגיע ביחד עם אוויר אל דוד השרפה, ושם הוא נשרף. החום שנוצר במהלך השרפה, גורם לחימום המים שבצינורות הדוד, וכך קיטור (אדים בלחץ גבוה) נוצר. את הקיטור מובילים מהדוד אל הטורבינה בצינורות מבודדים ובלחץ רב.
הארובה
השרפה של הפחם יוצרת עשן רב, המכיל חלקיקי פיח וגזים רעילים. מרכיבים שונים של הפחם נותרים כאפר. כדי להרחיק את העשן, בנו ארובה בגובה רב. כדי להקטין ככל האפשר את הזיהום שהעשן גורם, ואת כמות הפיח, מתקינים בבסיס הארובה מסננים, והם מסננים את העשן והאפר.
מערכת הקירור
מערכת הקירור מקררת את הקיטור ומעבה אותו (עיבוי= הפיכת הקיטור למים על-ידי קירורו), לפני שהוא חוזר לדוד השרפה.
מדוע צריך לעבות את הקיטור שבצינורות?
כאשר הקיטור עובר דרך כפות הטורבינה, הוא מאבד מלחצו ומחומו ונפלט אל המעבה. כאן הוא מקורר על-ידי מי-ים, מתעבה ושב אל דוד השרפה למחזור חדש של הפקת חשמל.
כיצד מערכת הקירור עובדת?
בתהליך הקירור הקיטור מתעבה למים. מים אלו נשאבים לדוד לשימוש חוזר. פעולת הקירור דורשת מים קרים רבים, ולכן מקימים את תחנת-הכוח העובדת על פחם ליד מאגר מים גדול. בתהליך הקירור, המים מתחממים בכ- 10 מעלות.

טורבינה

הטורבינה היא מתקן הדומה לגלגל, המורכבת מכפות המחוברות לציר. הקיטור שנוצר בדוד השרפה, פועל בלחץ רב ובטמפרטורה גבוהה על כפות הטורבינה, וגורם להן להסתובב יחד עם הציר. ציר הטורבינה מחובר למחולל ומסובב את המגנט שבו.
מחולל (גנרטור)
המחולל (גנרטור) אחראי על הפקת הזרם החשמלי. עקרון הפעולה שלו הוא האלקטרומגנטיות: יש בתוכו סלילים של חוטי חשמל ומגנט . הטורבינה מסובבת את המגנט וזרם חשמלי נוצר.

כבלי חשמל

כיצד מעבירים את החשמל המופק בתחנת-הכוח אל הצרכנים השונים?
כבלי החשמל מובילים את החשמל, שמפיקים בתחנת-הכוח, אל כל הצרכנים בכל חלקי הארץ. הכבלים מורכבים על עמודי-חשמל גדולים ומתחברים לרשת החשמל הארצית.
לפרטים נוספים על צרכני החשמל.

תורת חשמל א - סיום

הספר תורת החשמל נלמד במגמת מערכות בקרה ואנרגיה במקצוע המוביל מערכות חשמל.

ספר זה יוצא לאור בשיתוף פעולה של המרכז לטכנולוגיה חינוכית, בית-הספר לטכנולוגיה של האוניברסיטה הפתוחה והמרכז הפדגוגי-טכנולוגי של רשת "עמל". הספר מותאם ברמתו ובתכניו לתוכנית הלימודים החדשה ולרמת בחינות הבגרות במקצוע תורת החשמל.
הספר כולל את הנושאים הבאים: מושגי יסוד בתורת החשמל; מטענים; כוחות חשמליים; פוטנציאל ומתח חשמלי; זרם חשמלי; התנגדות ומוליכות; המעגל החשמלי וחוק אום; חוקי קירכהוף; מעגלים טוריים, מקביליים ומעורבים; ההספק החשמלי; מדידות חשמליות; כא"מ ומקורות מתח; שיטות לפתרון מעגלים; אלקטרוסטטיקה וקיבול; מטענים בתנועה, כוחות ושדות מגנטיים; התכונות המגנטיות של החומר.

התרת רשתות שיטת זרמי העניבות

נוסחאות+הסברים תורת החשמל חלק א

התרת רשתות שיטת זרמי העניבות

בשיטה זו קובעים את כיוון זרימת הזרם בכל עניבה, מרכיבים מספר משוואות כמספר העניבות ומתירים אותן.

 

לבסוף, כשיש בידינו את כל החישובים הנדרשים, נחשב את עוצמת הזרם בכל ענף כסכום או כהפרש עוצמות הזרמים בעניבות, שבהן מצוי אותו ענף.

 

נפתור את הדוגמא הקודמת באמצעות שיטת העניבות.

בשלב הראשון נסמן את כיווני הזרמים בכל עניבה כפי שמתואר להלן:

נרכיב כעת 2 משוואות:

 

E1 = I1r1 + (I1 + I2)·R

E2 = I2r2 + (I1 + I2)·R

 

נפתח את המשוואות ונקבל:

 

E1 = I1·(r1 + R) + I2R

E2 = I1R + I2(r2 + R)

 

נציב את הנתונים של המעגל ונקבל:

48 = 6I1 + 4I2

45 = 4I1 + 7I2

 

נכפול את המשוואה הראשונה ב – (2-), ואת המשוואה השניה ב – 3.

מקבלים כי I2 = 3 A .

 

נציב באחת המשוואות את השוויון  I2 = 3 A, ונקבל I1 = 6 A .

 

מכיוון ש -  I = I1 + I2  נקבל ש:  I = 9 A.

התרת רשתות שיטת תבנין

נוסחאות+הסברים תורת החשמל חלק א

התרת רשתות שיטת תבנין

שיטת תבנין: על פי שיטת תבנין, ניתן לפשט את הרשת ולהגיע למעגל תמורה שווה ערך טורי, הכולל שלושה רכיבים בלבד:

 

מקור מתח ללא התנגדות פנימית ובעל מתח UAB, השווה למתח השורר על הדקי הצרכן R בהיותו מנותק מהמעגל.

התנגדות RAB שוות ערך להתנגדות בין הנקודות A ו- B, כאשר הצרכן מנותק ומקור המתח מנותק.

הצרכן עצמו.

הנחיות לפיתרון:שלב א:מנתקים את הנגד דרכו רוצים למצוא זרם.

שלב ב:מחשבים את Uab

שלב ג:מחשבים את ההתנגדות Rab כאשר מקצרים את כול המקורות

שלב ד:מחשבים את הזרם

התרת רשתות סופר פוזיציה

נוסחאות+הסברים תורת החשמל חלק א

התרת רשתות סופר פוזיציה

סופר פוזיציה: שיטת התרה(סופר פוזיציה)היא שיטה בה אנו מפרקים את המעגלים הבסיסי למספר מעגלי עזר שמספרם כמספר המקורות למעשה מקצרים את כול המקורות מלבד 1 ובכול פעם משנים מקור.

דוגמא:

נפתור את הדוגמא הקודמת בשני שלבים, כאשר בכל שלב נחשב את השפעתו של כל מקור מתח.

בשלב הראשון נתבונן בהשפעת מקור המתח הראשון E1. יש להתיר אותה בשיטת ההרכבה.

נחשב תחילה את ההתנגדות השקולה של המעגל:

 

RT = r1 + Rr2 / (R + r2) = [r1(R + r2) + Rr2] / (R + r2)

 

עוצמת הזרם השקול לכן במעגל הוא:

 

IT = E1 / RT = E1(R + r2) / [r1(R + r2) + Rr2]

 

המתח בין הנקודות A ו – B הוא:

 

EAB = IT · Rr2 / (R + r2) = E1Rr2 / [r1(R + r2) + Rr2]

 

ומכאן עוצמת הזרם, הנגרמת על ידי מקור המתח E1 היא:

 

I1 = EAB / R = E1r2 / [r1(R + r2) + Rr2] = 48·3 / [2(3 + 4) + 4 · 3] = 72 / 13 = 5.538 A

 

באופן דומה נחשב את עוצמת הזרם I2 הנגרמת על ידי מקור המתח E2.

I2 = E2r1 / [r2(R + r1) + Rr1] = 45 · 2 / [3(4 + 2) + 4 · 2] = 45 / 13 = 3.461 A

 

בסיכומו של דבר, נמצא כי:

 

I = I1 + I2 = 72/13 + 45/13 = 117/13 = 9 A

טיפים ועזרים לקראת כל מבחן - בחשמל ובכללי

תנאים וסגנון הלמידה: 
חשוב ביותר להקדיש מחשבה לסגנון הלמידה המועדף - בקבוצה / לבד / בזוג / משולב. למידה בסביבה שקטה / רועשת... לכל אחד יש העדפה. דאגו שהדרך למידה שלכם מתאימה לכם ומאפשרת לכם את מירב הריכוז וקצב למידה המתאים לצרכיכם.

אז איך לומדים כדי להצליח? לא מספיק לקרוא פעם אחת או שתיים את החומר...



סגנון למידה שלכם

האם אתה לומד ביתר יעילות דברים שאתה רואה, ממשש, או שומע?

האם אתה לומד יותר טוב כשיש סביבך רעש, המולה ומוסיקה, או שאתה חייב שקט מוחלט?

האם אתה חייב לראות תמונות ולקרוא דפים על מנת לזכור או להבין יותר טוב?

האם מספיק ששמעת הרצאה כדי שתזכור את שנאמר בכיתה?

שאלות אלה עונות על השאלה מהו סגנון הלמידה המועדף שלך. חשוב שתהיה מודע ותתאים את התנאים שמסביבך לצרכיך!

השתמש בצורה מודעת יותר לערוץ המועדף שלך (ויזואלי - חזותי, או אודיטורי - שמיעתי).

אם אתה מעדיף לקרוא בשקט על פני דיון עם קבוצת חברים - עמוד על כך שזו תהיה שיטת הלמידה שלך... בקיצור: קבל החלטות לגבי צורת הלמידה ובדוק מדי פעם את יעילות הלמידה. לא יעיל מספיק? תשנה!



תנאי למידה

הגוף והמוח שלנו הם כמו מכונה משומנת היטב. על מנת לאפשר למכונה זאת לתפקד ברמה גבוהה, חשוב לטפח ולדאוג למכונה הזו באופן שוטף:

אכלו בצורה נכונה - הגוף זקוק לדלק! אכלו מספיק חלבונים ופחממות. בזמן למידה אינטנסיבית כדאי לדאוג למלאי של פחממות פשוטות - שוקולד, פירות - אלה מספקים דלק שירות למוח...

לפני למידה אינטנסיבית לא כדאי לאכול ארוחות כבדות המכילות פחממות מורכבות בכמות גדולה - זה עלול להרדים ולגרום לחוסר ריכוז.

דאגו לישון מספיק. המוח לא יכול לשמור על רמת תפקוד גבוה לאורך זמן במצב של חסר שינה. רצוי לשיון 8 - 6 שעות ללילה.

עסקו בספורט או בפעילות פיזית מהנה מספר פעמים בשבוע. פעילות זו בריאה גם לגוף וגם לנפש. ניתן להפיג מתחים רבים בצורה זו.

דאגו למצוא זמן גם עבור פעילויות ותחביבים המרגיעים ועושים טוב לנשמה! אלה יעזרו לך לשמור על מיקוד וריכוז מחד ועל פרופורציות אמיתיות מאידך.

בקשו הבנה ותמיכה מהסובבים אתכם (חברים, משפחה) - שעות שקטות עבור למידה, עזרה ותמיכה פיזית כאשר תזדקקו לכך. המנעו ממריבות וחיכוכים!

טפחו את הבטחון העצמי שלך - הזכירו לעצמכם ללא הרף שאתם מסוגלים להשיג כל דבר שאתם רוצים. תנו לעצמכם "מתנות"/ שבחים על הישגים שהשגתם!



תכנון זמן יעיל

כולנו מבזבזים זמן במשך היום. בדקו קודם כל מהם מבזבזי הזמן שלכם ותחשבו מה תוכלו לעשות כדי לצמצם אותם. למשל - אם אתם נוסעים כל יום שעה באוטובוס מ- ואל הלימודים, זה יכול להיות זמן טוב לקריאת מחברות, ספרים ומאמרים.

הקדישו מחשבה לסדר יומכם. כמה זמן נטו אתם מקדישים ללימודים מעבר לשעות בבית הספר/ אוניברסיטה? חלקו את הזמן הזה, כך שתוכלו להקדיש זמן גם לחיזוק הלמידה מהרצאות ושיעורים.

תחסכו הרבה מאד זמן בלמידה קראת מבחנים אם במהלך הקורס חזרתם לאחר כל שיעור במשך 20 10- דקות על החומר על מנת לוודא שזה "יושב טוב" בראשכם. בכל מקרה - אל תחכו לרגע האחרון ללמידה לקראת מבחן או לכתיבת עבודה. דברים שנעשים בלחץ - נעשים פחות טוב...



אסטרטגיות למידה מומלצות 
הכינו לוח זמנים ללמידה לקראת המבחן ותוודאו שתדבקו בו. הקציבו זמן לקריאת החומר, ארגון, העתקה או סיכום המחברת, קריאה וסיכום מתוך מקורות שהם לקריאת חובה לבחינה. תכננו מראש למידה לבד, בקבוצה עם חברים (תיאום מראש של זמנים) או אם תרצו להפגש עם המורה להבהרת נקודות מתוך החומר.

מאד חשוב לדעת מה יהיה מצופה מכם במבחן. בדקו עם המורה איזה סוג שאלות ישאלו, אילו נושאים יכוסו, כמה שאלות יהיו, מה אורך המבחן וכדומה.



עברו פעם ראשונה על כל החומר שלמדתם ובדקו:

א. האם יש לכם את כל החומר הנדרש? החסרתם שיעור או חלק משיעור? לא הספקתם לכתוב? הכתב לא ברור? השלימו את החסר בעזרת חברים ללימודים ובעזרת מקורות נוספים המצוינים בביבליוגרפיה של הקורס.

ב. האם כל החומר מובן לכם? האם יש שאלות בלתי פתורות? מושגים ומונחים לא ברורים? בררו עם המרצה והבהירו לעצמכם את שצריך להבהיר.

ג. האם כל החומר למבחן? יתכן שישנם חלקים שלא יכללו. את אלה שימו "בצד" לעת עתה.

כדי בזמן שעוברים על החומר לסמן במרקר זוהר מושגים ומנחים, משפטי מפתח, כותרות ותת כותרות. עצם הסימון יבהיר לכם בצורה ברורה את המבנה ההיררכי של החומר.

כעת, לאחר שארגנתם את החומר כולו, התחילו ללמוד ולחזור על הנושאים השונים. איך עושים את זה?

הדרך השטחית והפחות מומלצת היא פשוט לסכם ואז לשוב ולקרוא מספר פעמים את הסיכום.

באופן עקרוני, פעולת למידה יעילה כרוכה בעיבוד מנטאלי של החמר הנלמד. בעברית פשוטה - ככל שהמוח שלכם "ילעס" את החומר על ידי פעולות מנטאליות, ככה תזכרו יותר טוב את החומר.



מה עושים עם כל המושגים וקטעי המידע שאין מה להבין אלא לשנן בלבד?

אין מה לעשות, תשננו XD! אוקיי, גם במקרה הזה, ישנן מספר טכניקות שיכולות לעזור בשיפור הזכרון ומניעת העמסה:

1. יצירת אסוסיאציות ומשחקי מלים (שיהיו מצחיקים ככל שיהיו. מה שעובד- עובד!).(לדוגמא: בהיפרגליקמיה העור ב"היפר" ומתרגש ולכן הוא חם ואדום...)

2. תכניסו את המושגים והפרטים שצריך לזכור לתוך מסגרת סיפורית (היה היתה ילדה קטנה שקראו לה חמצת...).

3. תיצרו מלים שמורכבות מהאות הראשונה של מושגים. אגב יש אתר שמציע משחקי מלים מהרכבים של שמות מונחים!

4. חפשו דימויים למונחים שעליכם לזכור (היפותירואידיזם => יש נטיה להשמנה [כמו היפופותם]).


ערב לפני הבחינה

הכינו עצמכם מבחינה פיזית - התלבשו בהתאם לטמפרטורה הצפויה בחדר הבחינה (האם יש מזגן?). הביאו עמכם שעון, עט ועפרון, מחשבון ומרקר. אם יש דפים שמותר להביא (למשל נוסחאות) - דאגו להכין מראש. אם מותר להכניס דברי אוכל ושתיה למקום הבחינה - הכינו בקבוק מים, מסטיק/ שוקולד (שוקולד מספק אנרגיה מיידית למוח!).

הכינו עצמכם מבחינה מנטאלית - הזכירו לעצמכם הצלחות קודמות, הזכירו לעצמכם כמה התכוננתם לבחינה. המנעו מדאגה מה עושים סטודנטים אחרים.

דמיינו עצמכם בבחינה - דמיינו איך אתם עוברים על השאלות כשאתם במצב של רגיעה ובטחון עצמי. דמיינו איך אתם יודעים את כל התשובות, מסמנים ומגישים את המבחן. השתמשו בטכניקות הרגעה כדי להפחית תגובות של חרדה. השתדלו להמנע ממצבים מעוררי חרדה או תסכול לפני הבחינה. הקשיבו למוסיקה שעושה לכם טוב...

תדאגו לישון היטב בלילה! אל תנסו "לדחוס עוד קצת חומר" לפני השינה - זה רק ילחיץ, יעורר את המוח וימנע ממכם את הרגיעה שאתם זקוקים לה. בשלב הזה חשוב להפחית לחץ בכל דרך אפשרית: עשו מקלחת מרגיעה, הקשיבו למוסיקה מרגיעה, ראו קצת טלויזיה - כל דבר שישחרר את המוח מהעומס...




בבחינה עצמההגענו לבחינה, טיפים למבחן :
דאגו להגיע בזמן! הגיעו מספיק מוקדם כדי להשיג את המקום הרצוי לכם ולשבת ולהרגע, אך אל תגיעו יותר מדי מוקדם כדי שלא יהיה לכם זמן לדאוג ולהכניס עצמכם לחרדה. אם יש לכם בעיה להתעורר - שימו שתי שעונים מעוררים! הקציבו מספיק זמן הגעה וקחו בחשבון פנצ'רים, עיכובים, פקקי תנועה וכדומה!


השתדלו להתעלם מאחרים שמתלוננים על קושי החומר, על כך שלא למדו מספיק וכו'. התעלמו באותה מידה מחברים שמשוויצים כמה הם למדו וכמה הם יודעים...אם קשה להתעלם - הביאו איתכם ווקמן עם אזניות!





אחרי הבחינה:

תהליך הלמידה לא מסתיים עם סיום המבחן והגשתו לבוחן. למידה יעילה יותר מחייבת בדיקה חוזרת של יעילות ההכנה והביצוע במהלך הבחינה.


איך התכוננתם לבחינה? האם הקדשתם מספיק זמן להכנה? האם הזמן שהקדשתם היה יעיל? האם קיבלתם את הציון שציפיתם לו? למה?

אם הציון לא היה לרוחכם, שוחחו על כך עם המרצה ובדקו דעתו/ה על כך.

אל תזרקו סיכומים!!! שמרו הכל עד סוף הלימודים.

עברו על המחברת / סיכומים והשוו תשובותיכם לכתוב. מה גרם לכם לבחור בתשובות אלה?

בדוק את עצמך - מה למדתם על אופן הלמידה שלכם? איזה גוף ידע נוסף לכם ומה עשו כדי לשמר אותו?




אסטרגיות לביצוע מבחן מוצלח:

מבחן שאלות רב ברירה (אמריקאיות):

1. קראו היטב את ההנחיות בתחילת המבחן.

2. עברו תחילה על כל השאלות שבבחינה וחפשו את השאלות הקלות ביותר - אלה שאין צורך להשקיע בהן מחשבה בכלל ("שאלות מתנה"). זהו השלב שבו אתם הכי לחוצים ומציאת שאלות מתנה תחזק את הבטחון העצמי ותחסוך זמן.

3. כעת חזרו לתחילת המבחן והתחילו לענות על השאלות באופן שיטתי:

א. לפני שאתם קוראים את המסיחים השונים - הסתכלו רק על השאלה ("הגזע") והבהירו לעצמכם אם הבנתם את השאלה ואת הנדרש מכם.

ב. סמנו מלים חשובות כגון "בלבד", "פרט ל", "כל", "לא", "אינו", "תמיד", "החשוב ביותר", "העיקרי", "הראשון". עשו זאת גם במסיחים.

ג. צמצמו את מספר המסיחים האפשריים (כל מסיח נותן סיכוי של 25% לתשובה נכונה. אם אתם יודעים בודאות שאין סיכוי שמסיח ד' הוא נכון, הרי שהעלתם את הסיכויים של מסיחים א' ב' ו-ג' ל 33%. אם גם ב' לא נכון בודאות הרי שנשאר לבחור בין א' ל-ג' - סיכוי של 50%).

ד. אין להקדיש יותר מאשר דקה וחצי לכל שאלה (זה המון זמן!). אם לא הצלחתם בפרק זמן זה (פחות או יותר), עזבו את השאלה ועברו לשאלה הבאה. מכיון שלא כל שאלה תזדקק לדקה וחצי, לאחר שסיימתם את השאלות כולן, תוכל לחזור אל הקשות יותר.

ה. לאחר שגמרתם לעבור על השאלות חזרו אל השאלות הקשות הנותרות. יתכן שבשלב זה קיבלתם רמז או אסוסיאציה משאלה אחרת שחשבתן עליה ותוכלו לענות יותר בקלות על שאלות הקשות. בכל מקרה - שימו לב כמה זמן נשאר וחלקו את הזמן הזה למספר השאלות שנותרו לכם לפתור.[

ו. כל שאלה שלא הצלחתם בשום פנים ואופן לפתור עד תום הזמן שהקצבתם - נחשו! ככל שצמצמתם את המסיחים (ראו סעיף ג' לעיל), הסיכוי שלכם לענות נכון הוא יותר גבוה.

4. השאירו לעצמכם 10 דקות בסוף המבחן כדי להעביר תשובות לדף תשובות (אם יש), כדי לעבור ולבדוק שעניתם על כל השאלות וכן הלאה. עמדו בפיתוי ועל תשנו תשובות שכבר עניתם עליהם - יש סיכוי גדול יותר לטעות בשינוי מאשר בסימון הראשוני!

הכי חשוב - אל תנסו להיעזר בחבריכם! מעבר לעובדה שאתם מסתכנים בפסילת מבחנכם, זכרו שגם הם בלחץ וגם הם לא יודעים הכל...


טיפים חשובים - איך לא ליפול בשאלות קשות...

מבחן שאלות פתוחות:
"שפכו מידע" ישר בתחילת המבחן - אם אתם מפחדים לשכוח כל מיני נתונים, רשימות, תאריכים, נוסחאות, סטטיסטיקה וכדומה - "שפכו" את המידע בצורה נקודתית בדף האחורי של הבחינה.

קראו את הוראות הבחינה היטב. האם אתם אמורים לענות על כל השאלות או על חלקם? האם עליכם לבחור את התשובה הנכונה ביותר מבין כמה תשובות נכונות או למצוא את התשובה היחידה? האם יש רק תשובה אחת נכונה או שיתכנו כמה?

סרקו את כל הבחינה - שימו לב למספר השאלות, האם יש חלוקה פנימית ואם כן איזה חלק נראה לכם יותר קל ואיזה יותר קשה.

תכנית פעולה - תכננו כמה זמן תקציבו עבור כל חלק או עבור כל שאלה. אם יש שאלות עם ניקוד גבוה יותר - תכננו יותר זמן עבורן. התחילו עם השאלות הקלות ביותר. עברו על כל הבחינה וחפשו את השאלות עליהן תוכלו לענות עם עיניים עצומות. לאחר שעברתם על אלה, בדקו כמה זמן נשאר לכם וחלקו את הזמן הנותר למספר השאלות שנותרו. השאירו לסוף כ- 10 דקות לצורך בדיקה, תיקון טעויות, העתקה לדף תשובות וכדומה. בדקו את שעונכם כל הזמן. שימו לב שהזמן לא יברח תחת אצבעותיכם!

קראו את השאלות היטב. אם יש שאלה או תשובות לדוגמא - קראו אותם היטב כי אולי יתנו דוגמא למה שהמרצה מצפה. שאלות מורכבות יש לחלק למקטעים ולקרוא שוב. אם יש מילה שאינכם מבינים - בקשו את עזרת המרצה. אל תנסו לחפש משמעויות חבויות. סמנו במרקר או בעיגול מלות מפתח כגון "פרט ל", "בלבד", "הטוב ביותר", "תמיד", "לא" וכו'.

נחשו בצורה מושכלת. הקיפו שאלות קשות בעיגול וחזרו אליהן רק לאחר שסיימתם את השאלות האחרות. חפשו רמזים בשאלה ובתשובות האפשריות - האם התחביר מתאים יותר באחת מהתשובות? "תרגמו" מלים או מונחים קשים. אם שתי תשובות נראות נכונות ולפפי ההנחיות רק תשובה אחת אפש/רית, בחרו את התשובה הטובה יותר. אם אף תשובה לא נראית, בחרו את התשובה הקרובה ביותר. נחשו רק אם אין ברירה.

הזהרו מטעויות פזיזות - קראו שוב את ההנחיות של המבחן לוודא שמיליתם את הנדרש כהלכה. קראו שוב את השאלות כדי לוודא שהבנתם את שנשאלתם. וודאו שעניתם על כל השאלות. 

פרק י'א:המרת אנרגיה

נוסחאות+הסברים תורת החשמל חלק א

פרק י'א:המרת אנרגיה

המרת אנרגיה:חוק שימור אנרגיה:אנרגיה לא באה מעין ולא הולכת לאיבוד פושאת צורה ולובשת צורה.

אנרגיה עבודה והספק מכנים-אנרגיה מכנית מבטאת את היכולת לבצע עבודה מכנית.זהו כוח מניע גוף לאורך דרך בזמן מסוים.

עבודה מכנית W נמצאת ביחס ישר למשקל הגוף (לכוח F שפרים להניע את הגוף.דרך את שלאורכה מונע הגוף 

פרק י:חיבור תאים ומקורות מתח

נוסחאות+הסברים תורת החשמל חלק א

פרק י:חיבור תאים ומקורות מתח 

חיבור תאים ומקורות מתח:כא"מ(כוח אלקטרו מניע)-זהו המתח שמתקבל מסוללה בעלת התנגדות פנימית כא"מ מסמנים באות E והיחידות w  התנגדות פנימית מסמנים באות r  והיחידות אום  מכאן נובע כי קיים מפל מתח בסוללה עצמה מה שיוצר מצב בו המתח המסופק למעלה U ישווה לכא"מ פחות מפל המתח הפנימי.

נוסחאות+הסברים תורת החשמל חלק א

פרק ט:מעגל מעורב

מעגל מעורב: כשמו כן הוא המעגל המעורב בחלקו טורי ובחלקו מקבילי הטורים פועלים עפ"י חוקי המעגל והחלקים המקבילים פועלים עפ"י כול חלקי המעגל המקבילי.

דוגמא למעגל מעורב:

פרק ח:מעגל טורי

נוסחאות+הסברים תורת החשמל חלק א

פרק ח:מעגל טורי 

מעגל טורי: המעגל הטורי מזוהה באופן שבו הנגד הראשון מחובר להדק החיובי והנגד האחרון מחובר להדק השלילי

*-חיבור זה יוצר מצב שבו אחד הנגדים לא פועל כול המערכת לא פועל המעגל הטורי בניגדו למעגל המקבילי,התנגדותו גדלה ככול שנוסיף הגד למערכת.

*-עפ"י נתוני המערכת הטורים אנו רואים כי הזרם שווה בכול המעגל ואילו המתח מתפצל מתחלק עפ"י החוק השני של קירחהוף סכום מפלי המתח שווים למתח המקור.

הספק:

P=Y*I

P=I2*R

זרם:

מתח:

U=U1+U2+U3

U=I*RT

התנגדות:

RT=R1+R2+R3.... כללית

RT=R1*N עבור נגדים שווים

פרק ז:מעגל מקבילי

נוסחאות+הסברים תורת החשמל חלק א

פרק ז:מעגל מקבילי 

מעגל מקבילי: מעגל מקבילי-מזוהה כאשר כול צרכני המערכת מקבילים בקצה אחד פוטנציאל חיובי ובקצה השני פוטנציאל שלילי מרבית המערכות החשמליות מחוברות בחיבור מקבלי זאת מאחר במקרה של הפסקת עבודה של אחד הצרכנים,הצרכנים ימשיכו לפעול במערכת מקבלית המתח שווה בכול המעגל ואילו הזרם מתחלק ביון הצרכנים עפ"י גודלם במערכת מקבילית ככל שנוסיף נגד למערכת ההתנגדות הכללית תרד ובכול מקרה היא תיהיה יותר קטנה מהנגד בעל ההתנגדות הקטנה ביותר במערכת.

הספק:

P=Y*I

P=I2*R

זרם:

IT=I1+I2+I3

מתח:

UT=RT*IT

U1=R1*I1

התנגדות:

כללית

שני נגדים

נגדים שווים

פרק ו:אנרגיה והספק

נוסחאות+הסברים תורת החשמל חלק א

פרק ו:אנרגיה והספק

אנרגיה והספק: אנרגיה חשמלית היא היכולת לבצע עבודה חשמלית,אנרגיה חשמלית מסמנים באות W והיחידות J  

W=UIT

W=UQ

הספק חשמלי: הוא למעשה מימוש האנרגיה הספק חשמלי נהוג לסמן באות P והיחידות W

P=U*I

P=I2*R

פרק ה:חוק אום

נוסחאות+הסברים תורת החשמל חלק א

פרק ה:חוק אום

חוק אום: הפיזקאי גיאורגי סימון אום חקר את הקשר בין מתח,זרם,והתנגדות.

במחקרו גילה כי הזרם נמצא ביחס ישר למתח,וביחס הפוך להתנגדות.

U מתח חשמלי (V)

I זרם חשמלי  (A)

R התנגדות חשמלית 

פרק ד:מתח חשמלי

נוסחאות+הסברים תורת החשמל חלק א

פרק ד:מתח חשמלי

מתח חשמלי:מתח חשמלי נהוג לסמן באות U והיחידות (V).

מתח חשמלי הוא הגורם המאלץ את האלקטרונים לנוע באורכו של מוליך ועל כן שמו הוא הגורם המאלץ,מתח חשמלי ייקרא גם הפרש פוטנציאלי.זהו הפרש בין המטען החיובי לבין המטען השלילי.מתח חשמלי מתח חשמלי ניתן להמיר באופניים שונים כגון:ניצול זהמת מים בנהרות,ניצול משאבי רוח,ניצול אנרגית השמש,ניצול חומרים דליקים כגון:פחם,מזות,בנזין.

המתח החשמלי מתקבל מהאביזרים הבאים:סוללה,מצבר,דינמו,תחנת-כוח,וכד..

פרק ג:התנגדות חשמלית

נוסחאות+הסברים תורת חשמל חלק א

פרק ג:התנגדות חשמלית

התנגדות חשמלית:התנגדות חשמלית הוא תכונתו של חומר להתנגד למעבר אלקטרונים חופשיים

(לזרם חשמלי) התנגדות חשמלית נהוג לסמן באות R והיחידות  

א.אורך המוליך L והיחידות (M) 

ב.שטח חתך המוליך A והיחידות (mm2) ( ריבוע = 2)

ג.סוג החומר 

והיחידות

ד.התנגדות בטמפ סופית

נוסחא: 

שטח חתך של עיגול 

שטח חתך של מרובע  A=a2

שטח חתך של מלבן A=aXb 

התנגדות חשמלית = R 

התנגדות חשמלית בטמפ התחלתית = RT1

התנגדות בטמפ סופית = RT2

התנגדות סגולית

(M) אורך המוליך= L

(mm2) שטח החתך= A  

(C) טמפ התחלתית= T1 

 (C) טמפ סופית = T2

התנגדות הסגולית של מתכות ומקדם הטמפרטורה של התנגדות ב -20 מעלות

*הטבלה מעמוד 63 בספר תורת חשמל א*

פרק ב:זרם חשמלי

נוסחאות+הסברים תורת חשמל חלק א

פרק ב:זרם חשמלי

זרם חשמלי: הוא תנועה מכוונת הוא מסודרת של אלקטרונים חופשיים לאורכו של מוליך.

זרם חשמלי נהוג לסמן באות I והיחידות A על מנת שיזרום זרם חשמלי חייבים להתקיים 2 תנאים:

א-גורם מאלץ מקור מתח.

ב-מעגל סגור.

עוצמת זרם חשמלי:

(A) זרם חשמלי I

(C) זרם חשמלי Q

(sec) זרם חשמלי t

מדידת זרם חשמלי:זרם חשמלי מודדים באמצעות מד-זרם אמפר-מטר יש להקפיד שבזמן המדידה

יבחר האמפר מטר לזרם ישר הוא לזרם חילופי

סוגי זרם חשמלי:זרם ישר זהו זרם שלא משנה לו את גודלו ולא את כיוונו(קבוע)כגון:סוללה,מצבר.

זרם חילופי הוא זרם שמשנה את גודלו ואת כיוונו כפונקציה של זמן (כול תחנות הכוח)

שימושי זרם:למעשה זרם חשמלי הוא תנועת האלקטרונים של ביצוע כמעט כול עבודה שקשורה למהלך חיינו:חימום,קירור,תאורה.

פרק א:מבוא לתורת החשמל

נוסחאות+הסברים תורת החשמל חלק א

פרק א:מבוא לתורת החשמל

מבוא לתורת החשמל:סעיף ראשון מבנה החומר: כול דבר שיש לו מידות ומשקל קראוי חומר.

מצבי צבירה: חומרים בטבע נמצאים ב 3 מצבי צבירה:גז,נוזל,מוצק ניתן לעבור ממצב צבירה אחד לשני ע"י שינוי טמפ.

מבנה אטום: האטום הוא החלקיק הקטן ביותר של היסוד הוא מורב מ-3 חלקיקים פרוטון: בעל מיטען חיובי.

אלקטרון: בעל מיטען שלילי.ניוטרון: משולל חסר מטען חשמלי.

כוחות בין מטענים: מטענים שווי סימן דוחים זה את זה.מטענים שונה סימן מישרים זה את זה.

מיטען חשמלי: מיטען חשמלי מסמנים באות Q ויחידותיו (C) מיטען חשמלי מגדיר כמות של אלקטרונים חופשיים.