מעגל חשמלי

ממה בנוי מעגל חשמלי, למה נורה נדלקת רק כשהמעגל סגור, ומה זה בעצם זרם חשמלי. עם נוסחה, תרגיל פתור וסרטון.

התשובה בקצרה

מעגל חשמלי הוא מסלול סגור שבו מטענים חשמליים יכולים לזרום. כדי שיעבוד צריך שלושה דברים:

  1. מקור מתח כמו סוללה — הוא שדוחף את המטענים לאורך המסלול.
  2. מסלול סגור חוטים שמחברים את כל הרכיבים בלולאה אחת, בלי הפסקה.
  3. צרכן רכיב שמשתמש באנרגיה — נורה, מנוע או זמזם.

למי זה מיועד: מעגלים חשמליים נלמדים בכיתה ט’. זה הנושא הראשון בפרק החשמל, ולא צריך ידע קודם.

ממה בנוי מעגל

מעגל חשמלי פשוט בנוי מסוללה, חוטי חיבור, מתג ונורה. הסוללה נותנת אנרגיה למטענים, החוטים מובילים אותם, והנורה הופכת את האנרגיה לאור ולחום. המתג הוא פשוט דרך לפתוח ולסגור את המסלול.

המילה החשובה היא סגור. אם יש הפסקה בנקודה כלשהי במסלול — חוט מנותק, מתג פתוח או נורה שרופה — המטענים לא יכולים לזרום, ושום דבר לא עובד. זה נקרא מעגל פתוח.

זרם חשמלי

זרם חשמלי הוא כמות המטען שעוברת בנקודה מסוימת במעגל בכל שנייה. היחידה שלו היא אמפר, ומודדים אותו במכשיר שנקרא אמפרמטר, שמחברים בתוך המעגל, בטור.

זרם של אמפר אחד פירושו קולון אחד של מטען שעובר בכל שנייה. בנורה של פנס זורמות בדרך כלל עשיריות אמפר, ובקומקום חשמלי כמה אמפרים.

I = q / t

q = I · t

I
הזרם, באמפר
q
המטען, בקולון
t
הזמן, בשניות

תרגיל פתור

הנתונים: דרך נורה במעגל עוברים 6 קולון של מטען ב-2 שניות.
השאלה: מה עוצמת הזרם? וכמה מטען יעבור בנורה בדקה שלמה?

  1. מציבים בנוסחה: I = 6 / 2 = 3
  2. דקה היא 60 שניות: q = 3 · 60 = 180

התשובה: הזרם הוא 3 אמפר, ובדקה יעברו בנורה 180 קולון. I = 3 A , q = 180 C

שני מעגלים מחימר: עם מתג פתוח הנורה כבויה, ועם מתג סגור היא דולקת
אותם רכיבים בדיוק. ההבדל היחיד הוא אם המסלול סגור.

אפשר להדליק נורה עם חוט אחד?

לא. נורה צריכה שני חיבורים — אחד לכל קוטב של הסוללה — כדי שהמטענים יוכלו להיכנס בצד אחד ולצאת בצד השני. חוט אחד יוצר מסלול פתוח, והזרם לא זורם. זו גם הסיבה שבכל תקע חשמלי יש לפחות שני פינים.

איפה רואים את זה בחיים

  • פנס יד

    סוללות, קפיץ, נורה ומתג — מעגל חשמלי שלם בתוך צינור. הקפיץ הוא חלק מהמסלול, לא רק מחזיק.

  • מתג האור בבית

    הוא לא מייצר חשמל — הוא רק סוגר ופותח את המסלול לנורה בתקרה.

  • נתיך

    אם הזרם גדל מדי, החוט הדק שבתוכו נמס ופותח את המעגל, כדי למנוע שריפה.

פנס מחימר מפורק על שולחן: סוללות, קפיץ, נורה ומתג
כל הרכיבים של מעגל חשמלי, בתוך פנס אחד.
תרגיל מתוך קורס הפיזיקה לכיתה ט’, בפתרון מלא.

שאלות נפוצות

מה ההבדל בין מעגל טורי למעגל מקבילי?

במעגל טורי כל הרכיבים על מסלול אחד, והזרם עובר דרך כולם בזה אחר זה — נורה אחת נשרפת וכולן נכבות. במעגל מקבילי יש כמה מסלולים, וכל רכיב עובד בנפרד. כך בנויה רשת החשמל בבית.

לאן הולכים המטענים אחרי הנורה?

הם ממשיכים וחוזרים לסוללה בצד השני. המטענים לא נצרכים בנורה — מה שנצרך הוא האנרגיה שהם נושאים.

מה זה קצר חשמלי?

חיבור ישיר בין שני הקטבים של הסוללה בלי צרכן באמצע. ההתנגדות כמעט אפס, הזרם גדל מאוד, והחוטים והסוללה מתחממים — ולכן זה מסוכן.

מעגלים חשמליים מבלבלים אתכם?

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

מפת הנושא

חשמל ומעגלים

אתם במאמר 3 מתוך 18

  1. אלקטרוסטטיקהח׳
  2. מוליכים ומבודדים: למה מתכת מוליכה חשמל ופלסטיק לאח׳
  3. מעגל חשמליאתם כאן
  4. זרם ומתחט׳ · חשמל
  5. מד זרם ומד מתח: איך מחברים אמפרמטר וולטמטר במעגלט׳
  6. התנגדות וחוק אוהםט׳ · חשמל
  7. חיבור נגדים בטור ובמקביל: איך מחשבים התנגדות שקולהט׳
  8. הספק חשמליט׳ · חשמל
  9. אנרגיה בנגד וחוק ג׳אולט׳
  10. בטיחות בחשמל: קצר חשמלי, נתיך, מפסק אוטומטי וממסר פחתח׳ · חשמל
  11. חוק קולוןחשמל
  12. שדה חשמליחשמל
  13. פוטנציאל חשמליחשמל
  14. קבליםחשמל
  15. נגדיםחשמל
  16. כא״מ והתנגדות פנימיתחשמל
  17. חוקי קירכהוףחשמל
  18. מעגלי RCחשמל

מבחן תרגול בנושא: מבחן מעגלים חשמליים לכיתה ט׳: תרגילים עם תשובות · מבחן חשמל: חוק קולון, נגדים ומעגלים

מחשבונים וסימולציות לנושא

כל המאמרים בנושא ←מפת הלימוד המלאה ←

דילוג לתוכן