נגדים

מה עושה נגד במעגל, איך מחשבים זרם לפי חוק אוהם, ומה ההבדל בין חיבור בטור למקביל — עם נוסחאות, תרגיל פתור וסרטון.

התשובה בקצרה

נגד הוא רכיב שמגביל את הזרם במעגל. ההתנגדות שלו נמדדת באוהם, והקשר בין מתח, זרם והתנגדות הוא חוק אוהם.

  1. מתח גדול יותר על אותו נגד — זרם גדול יותר.
  2. התנגדות גדולה יותר באותו מתח — זרם קטן יותר.
  3. בחיבור בטור ההתנגדויות מתחברות. במקביל ההתנגדות הכוללת קטנה מכל אחת מהן.

למי זה מיועד: נגדים ומעגלים נלמדים בתיכון. כדאי להכיר קודם מתח ופוטנציאל חשמלי.

חוק אוהם

בחוט מתכת, האלקטרונים נעים ומתנגשים באטומים של החומר. ההתנגשויות האלה מאטות אותם, וזו ההתנגדות. ככל שהחוט ארוך יותר ודק יותר, ההתנגדות גדולה יותר — בדיוק כמו צינור מים צר וארוך.

הקשר בין שלושת הגדלים פשוט: המתח שווה לזרם כפול ההתנגדות. מכאן אפשר לחלץ כל אחד מהם. יחידת ההתנגדות נקראת אוהם, על שם הפיזיקאי הגרמני גאורג אוהם.

V = I · R

Rseries = R1 + R2

V
המתח על הנגד, בוולט
I
הזרם, באמפר
R
ההתנגדות, באוהם

תרגיל פתור

הנתונים: סוללה של 12 וולט מחוברת לנגד של 4 אוהם.
השאלה: מה הזרם במעגל? ומה יקרה אם נוסיף בטור עוד נגד של 4 אוהם?

  1. מבודדים את הזרם מחוק אוהם: I = V / R = 12 / 4 = 3
  2. בחיבור בטור, ההתנגדויות מתחברות: R = 4 + 4 = 8
  3. מחשבים שוב את הזרם: I = 12 / 8 = 1.5

התשובה: בהתחלה זרמו 3 אמפר, ואחרי הוספת הנגד — 1.5 אמפר בלבד. ההתנגדות הוכפלה, והזרם קטן פי שניים. I = 3 A → 1.5 A

מעגל חשמלי מחימר עם סוללה, נגד ונורת לד דולקת
הנגד קובע כמה זרם יזרום במעגל במתח נתון.

טור ומקביל

בחיבור בטור, כל הזרם עובר דרך כל הנגדים בזה אחר זה. ההתנגדות הכוללת היא הסכום, והמתח של הסוללה מתחלק ביניהם. בחיבור במקביל, הזרם מתפצל בין כמה מסלולים. אז ההתנגדות הכוללת קטנה מכל אחת מההתנגדויות, כי לזרם יש יותר דרכים לעבור.

בבית, כל המכשירים מחוברים במקביל. לכן אפשר לכבות את המנורה בלי שהמקרר ייכבה, ולכל מכשיר מגיע אותו מתח מהשקע.

הזרם קטן אחרי שהוא עובר דרך נגד?

לא. במעגל טורי, אותו זרם בדיוק עובר בכל הרכיבים — לפני הנגד ואחריו. מה שכן קטן הוא המתח: על כל נגד “נופל” חלק מהמתח, וסכום הנפילות שווה למתח הסוללה. הזרם לא “נצרך” בדרך; מה שנצרך הוא אנרגיה, שהופכת לחום בנגד.

איפה רואים את זה בחיים

  • נורת לד במעגל

    ליד נורת לד מחברים תמיד נגד קטן. בלעדיו יזרום זרם גדול מדי, והנורה תישרף.

  • תנור חימום וטוסטר

    החוט בפנים הוא נגד. הזרם שעובר בו הופך אנרגיה לחום, והוא מאדים.

  • עמעם תאורה

    שינוי ההתנגדות במעגל משנה את הזרם דרך הנורה, ולכן גם את עוצמת האור.

טוסטר מחימר עם שתי פרוסות לחם שקופצות, וזוהר כתום בפנים
בטוסטר, הזרם שעובר בחוטי הנגד מחמם אותם עד שהם זוהרים. כך נוצר החום.
תרגיל מתוך קורס החשמל והמגנטיות, בפתרון מלא.

שאלות נפוצות

מה זה אוהם?

יחידת ההתנגדות. התנגדות של אוהם אחד פירושה שמתח של וולט אחד יגרום לזרם של אמפר אחד. במכשירי חשמל מופיעות גם התנגדויות של אלפי אוהם ויותר.

למה חוטים מתחממים?

כי לכל חוט יש התנגדות קטנה. האלקטרונים מתנגשים באטומים ומעבירים להם אנרגיה, שהופכת לחום. ככל שהזרם גדול יותר, החימום חזק יותר — ולכן חוט דק מדי עלול להתחמם מסוכן.

מתי משתמשים בחיבור במקביל?

כשרוצים שכל רכיב יקבל את מלוא המתח ויעבוד בנפרד מהאחרים. כך בנויה רשת החשמל בבית. חיבור בטור מתאים כשרוצים שהזרם יהיה זהה בכל הרכיבים, או כדי להקטין אותו בכוונה.

מעגלים בטור ובמקביל מבלבלים אתכם?

בקורס החשמל והמגנטיות כל נושא מוסבר בסרטון, עם תרגילים פתורים לאורך הדרך. משלמים פעם אחת, והקורס נשאר אצלכם.

לקורס החשמל והמגנטיות

או מתחילים בחינם: ספר החשמל והמגנטיות, להורדה

מפת הנושא

חשמל ומעגלים

אתם במאמר 15 מתוך 18

  1. אלקטרוסטטיקהח׳
  2. מוליכים ומבודדים: למה מתכת מוליכה חשמל ופלסטיק לאח׳
  3. מעגל חשמליט׳ · חשמל
  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. נגדיםאתם כאן
  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