עמוד:164

כדי לאפיין את יכולתה של הסוללה לספק אנרגיה ליחידת מטען, ניזכר שהגדרנו את המתח כ"אנרגיה ליחידת מטען" ( ) ונחלק את משוואת שימור האנרגיה במטען q : נגדיר את המושג כוח אלקטרומניע ( כא"מ ) של מקור מתח, כיחס בין האנרגיה לבין כמות המטען שמספק מקור המתח . נסמן את הכא"מ באות היוונית ε ( אפסילון ) , כך ש : נגדיר את המושג מתח הדקים של מקור מתח כיחס בין האנרגיה המשוחררת במעגל החיצוני לבין כמות המטען . V , כך ש : נסמן את מתח ההדקים ב - AB מפל המתח על ההתנגדות הפנימית מוגדר כיחס בין האנרגיה המשוחררת במקור המתח לבין כמות המטען, V = ε R + V , מכאן : r היחידה של ε היא וולט . הכא"מ של מקור מתח ( ε ) אינו ניתן למדידה ישירה על ידי וולטמטר שמודד את מתח ההדקים, מכיוון שברגע שהמעגל נסגר, חלק מהאנרגיה מתבזבז על ההתנגדות הפנימית . חשוב לציין כי למרות השם "כוח אלקטרומניע", הכא"מ איננו כוח , השם נותר באופן מסורתי בשל הסברים היסטוריים ( שגויים בדיעבד ) להתנהגות המעגל החשמלי . זרם ומתח הדקים V = ε נקבל קשר בין מתח ההדקים לבין הזרם במעגל חשמלי R + V מהביטוי r V , ובהנחה שניתן להזניח את התנגדות התילים r = −ε Ir R = −ε V פשוט : V . V ולכן : AB = −ε Ir AB = V נקבל R הגרף הבא מתאר את התלות הליניארית שבין מתח ההדקים לזרם במעגל . שיפוע הגרף שווה למינוס ההתנגדות הפנימית r . נקודת החיתוך של הגרף עם ציר המתח ( כאשר 0 = I ) שווה לכא"מ של מקור המתח . מסקנה : הכא"מ של מקור מתח שווה למתח בין הדקי המקור כאשר המעגל פתוח . מתח הדקים שווה למתח בין הדקי המקור כאשר המעגל סגור . ε . זהו הזרם המרבי שיכול לזרום במעגל V ) שווה ל - r נקודת החיתוך של הגרף עם ציר הזרם ( כאשר מציבים 0 = AB והוא נקרא זרם הקֶצֶר ( נרחיב על משמעותו בהמשך ) . שימו לב : ( 1 ) התיאור הגרפי של המתח V כפונקציה של הזרם I עבור נגד קבוע הוא קו ישר עולה ( בהתאם לחוק אוהם ) . לעומת זאת, הגרף באיור שלעיל מציג קו ישר יורד, מכיוון שבמהלך המדידות ההתנגדות משתנה ! בכל נקודת מדידה, היחס בין המתח V לזרם I שווה לערך ההתנגדות R באותה מדידה בלבד ! ( 2 ) לא ניתן למדוד את הערך 0 = I מכיוון שהמעגל פתוח . מבחינה מעשית, משנים את ההתנגדות R במעגל, ומודדים את הזרם ואת מתח ההדקים . את אוסף הנקודות שמודדים ניתן להציג כקו ישר שאינו מגיע לצירי הזרם והמתח . בהנחה שההתנהגות הליניארית מתקיימת גם עבור הנקודות שלא מדדנו, נוכל להמשיך את הקו הישר עד לחיתוך עם הצירים . מתח ההדקים כפונקציה של הזרם VAB I r V AB = −ε Ir 164 פרק 10 כא”מ, מתח הדקים והתנגדות פנימית

מטח : המרכז לטכנולוגיה חינוכית


לצפייה מיטבית ורציפה בכותר