מעגל חשמלי
- כיתה ט’
- חשמל ומעגלים
- 5 דקות קריאה
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:
- מקור מתח כמו סוללה — הוא שדוחף את המטענים לאורך המסלול.
- מסלול סגור חוטים שמחברים את כל הרכיבים בלולאה אחת, בלי הפסקה.
- 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?
- מציבים בנוסחה: I = 6 / 2 = 3
- דקה היא 60 שניות: q = 3 · 60 = 180
התשובה: הזרם הוא 3 אמפר, ובדקה יעברו בנורה 180 קולון. I = 3 A , q = 180 C
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.
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