עמוד:121

הפרדת מטענים, שדה חשמלי וזרם חשמלי במקור מתח מקור מתח, כיוון שדה חשמלי וכיוון מוסכם לזרם החשמלי כדי לקבל שדה חשמלי מתמשך לאורך זמן, צריך לחבר את המוליך למקור מתח . מקור מתח הוא מִתקן המאפשר קיום מתח חשמלי לאורך זמן, לדוגמה - תא חשמלי, סוללה, דינמו וכדומה . העיקרון העומד בבסיס פעולתם של כל סוגי מקורות המתח הוא הפרדת מטענים , בדומה למה שהכרנו בהקשר של טעינת גופים באלקטרוסטטיקה, אלא שהפעם ההפרדה היא מתמשכת ורציפה . נסביר בקצרה את עקרון פעולתו של מקור מתח כימי כפי שמתואר בתרשים : המקור מורכב משתי אלקטרודות, האחת עשויה אבץ והאחרת פחם, השקועות בתוך תמיסה המכילה חומצה גופרתית . כאשר האלקטרודות שקועות בתמיסה מתרחשות אינטראקציות כימיות ( שלא נפרט כאן ) , הגורמות לכך שאלקטרודת האבץ הופכת לטעונה במטען שלילי ואלקטרודת הפחם - במטען חיובי . כאשר מחברים תיל מוליך מחוץ לתמיסה בין שתי האלקטרודות הטעונות, נוצר בתוכו שדה חשמלי, שכיוונו מההדק החיובי ( אלקטרודת הפחם ) אל ההדק השלילי ( אלקטרודת האבץ ) . כתוצאה מהשדה החשמלי נוצר זרם חשמלי : האלקטרונים העודפים שהצטברו על האלקטרודה השלילית נעים דרך המוליך לעבר האלקטרודה החיובית ( כמתואר על - ידי החץ האדום ) , כלומר בכיוון הפוך לכיוון השדה החשמלי שבמוליך . כל זמן שהתהליך הכימי בתמיסה יעיל ( כלומר ממשיכה להיווצר הפרדת מטענים ) , המקור שומר על הפרש פוטנציאלים קבוע, על אף הזרימה . שימו לב : למרות שכיוון הזרם האמיתי מנוגד לכיוון השדה החשמלי, הרי שמסיבות היסטוריות נקבע הכיוון המוסכם של הזרם עם כיוון השדה החשמלי במוליך ( כפי שמראה החץ הירוק ) , כלומר : כיוון הזרם המוסכם מצביע למעשה על כיוון הזרימה של מטענים חיוביים . מערך שבו יש מקור מתח, תילים מוליכים וצרכנים ( נורה או מכשיר חשמלי אחר ) , נקרא מעגל חשמלי . נרחיב בנושא זה בפרקים הבאים . הגדרת עוצמת הזרם החשמלי עוצמת הזרם החשמלי מוגדרת ככמות המטען החשמלי העוברת דרך חתך של מוליך ביחידת זמן . אם בפרק זמן I = Δq . אם הזרם החשמלי אינו קבוע ( כי השדה החשמלי אינו ∆t עוברת כמות מטען ∆q אז Iםרזה יהיה שווה ל : Δt קבוע ) , היחס הזה נותן ערך ממוצע . אם השדה החשמלי קבוע, הזרם יהיה קבוע ונוכל לרשום . שימו לב : למרות העובדה שלזרם החשמלי יש גם עוצמה וגם כיוון, הוא אינו וקטור אלא סקלר . יחידת המידה של עוצמת הזרם נקראת אמפר ( A ) . עוצמת הזרם בתיל היא 1 אמפר, אם בכל שנייה עובר דרך חתך הרוחב של התיל מטען בכמות של 1 קולון : פרק - זרם חשמלי והתנאים לקיומו 4 Fig כיוון הזרם האמיתי אלקטרודת פחם פוטנציאל גבוה כיוון השדה החשמלי כיוון הזרם המוסכם אלקטרודת אבץ פוטנציאל נמוך E I I + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - 121 פרק 6 זרם חשמלי

מטח : המרכז לטכנולוגיה חינוכית


לצפייה מיטבית ורציפה בכותר