הספק חשמלי
- כיתה ט’
- חשמל ומעגלים
- 5 דקות קריאה
מה זה הספק חשמלי, מה אומר המספר בוואט שכתוב על כל מכשיר, ולמה נורת לד יכולה לצרוך יותר אנרגיה מקומקום. עם נוסחה, תרגיל פתור וסרטון.
התשובה בקצרה
הספק הוא קצב — כמה אנרגיה מכשיר צורך בכל שנייה:
- הנוסחה: כופלים מתח בזרם.
- היחידה: וואט. מכשיר של 1,000 וואט צורך אלף ג’אול בכל שנייה.
- אנרגיה: כופלים הספק בזמן. מכשיר חזק שעובד מעט יכול לצרוך פחות ממכשיר חלש שעובד הרבה.
למי זה מיועד: הספק חשמלי נלמד בכיתה ט’, אחרי חוק אוהם.
מה זה הספק
כל מכשיר חשמלי הופך אנרגיה חשמלית לאנרגיה מסוג אחר — אור, חום, תנועה או קול. ההספק אומר באיזה קצב זה קורה. קומקום של 2,000 וואט הופך אלפיים ג’אול לחום בכל שנייה. נורת לד של 10 וואט — עשרה ג’אול בלבד. איך מחשבים כמה חום נוצר בגוף החימום? זה אנרגיה בנגד וחוק ג׳אול.
ההספק תלוי בשני דברים: במתח שמפעילים על המכשיר ובזרם שעובר בו. בבית המתח כמעט קבוע, כ-230 וולט, ולכן מה שמבדיל בין המכשירים הוא הזרם. מכשיר חזק מושך זרם גדול.
P = V · I
E = P · t
- P
- ההספק, בוואט
- V
- המתח, בוולט
- I
- הזרם, באמפר
- E
- האנרגיה, בג’אול
- t
- הזמן, בשניות
תרגיל פתור
הנתונים: קומקום חשמלי מחובר ל-230 וולט, ועובר בו זרם של 8 אמפר. המים רותחים תוך 3 דקות.
השאלה: מה ההספק של הקומקום, וכמה אנרגיה הוא צרך?
- מחשבים הספק: P = 230 · 8 = 1840
- 3 דקות הן 180 שניות: E = 1840 · 180 = 331200
התשובה: ההספק הוא 1,840 וואט, והקומקום צרך כ-331 אלף ג’אול כדי להרתיח את המים. P = 1840 W , E ≈ 331 kJ
הספק מול אנרגיה
הספק ואנרגיה הם לא אותו דבר, כמו שמהירות ודרך הם לא אותו דבר. הספק הוא כמה מהר, אנרגיה היא כמה בסך הכל. כדי לדעת כמה אנרגיה צרך מכשיר, כופלים את ההספק שלו בזמן שבו הוא פעל.
חברת החשמל גובה תשלום על אנרגיה, לא על הספק. היחידה בחשבון היא קילוואט-שעה: האנרגיה שמכשיר של אלף וואט צורך בשעה שלמה.
מכשיר עם הספק גבוה תמיד צורך יותר חשמל?
לא. זה תלוי כמה זמן הוא עובד. הקומקום מהתרגיל צרך כ-331 אלף ג’אול. נורת לד של 10 וואט שדולקת 10 שעות צורכת 360 אלף ג’אול — יותר מהקומקום. הקומקום חזק, אבל עובד שלוש דקות. הנורה חלשה, אבל עובדת כל הערב.
איפה רואים את זה בחיים
-
רכב חשמלי בטעינה
עמדת טעינה מהירה מספקת הספק גבוה מאוד, ולכן הסוללה מתמלאת תוך זמן קצר.
-
המספר על המכשיר
המספר בוואט שעל כל מכשיר חשמלי הוא ההספק שלו. מייבש שיער: כאלפיים וואט. מטען טלפון: עשרות בודדות.
-
מפסק בלוח החשמל
אם מפעילים יחד יותר מדי מכשירים חזקים, הזרם הכולל עובר את המותר והמפסק קופץ.
שאלות נפוצות
מה זה קילוואט-שעה?
יחידת אנרגיה, לא הספק. זו האנרגיה שמכשיר של אלף וואט צורך בשעה אחת — 3.6 מיליון ג’אול. זו היחידה שמופיעה בחשבון החשמל.
למה נורת לד חוסכת חשמל?
כי היא נותנת את אותו אור בהספק נמוך בהרבה. נורת להט מבזבזת את רוב האנרגיה על חום — וזה בדיוק הנושא של נצילות.
כמה הספק צורך הבית כולו?
בשעות רגילות כמה מאות עד אלפי וואט. כשמפעילים יחד מזגן, תנור ודוד, זה יכול להגיע לעשרת אלפים וואט ויותר.
הספק ואנרגיה מתערבבים לכם?
בקורס הפיזיקה לכיתה ט’ כל נושא מוסבר בסרטון, עם תרגילים פתורים לאורך הדרך. משלמים פעם אחת, והקורס נשאר אצלכם.
לקורס כיתה ט’או מתחילים בחינם: חוברת הפיזיקה לכיתה ט’, להורדה