נגדים

• חשמל ומגנטיות
• חשמל ומעגלים
• 5 דקות קריאה

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.

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

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.

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.

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