החשמל+-+חגית+ב+-+אריקה+כ







[]

[]

** מגישות: חגית ברש ואריקה כהן ** ** רקע בסיסי: ** החשמל, בצורה זו או אחרת, נמצא בבסיסו של כמעט כל דבר סביבנו. החשמל נמצא בברק, הוא מסמר את שערות ראשנו כשאנו מסתרקים, והוא ה"דבק" המלכד אטומים למולקולות. השפעתו המכרעת של החשמל ניכרת בהתקנים טכנולוגיים מסוגים שונים, החל בנורות חשמל ועד למחשבים. בעידן הטכנולוגי שאנו נמצאים בו, חשוב שנבין את היסודות של תורת החשמל, וכיצד יישומם של יסודות אלו מאפשר את השגשוג חסר התקדים המאפיין את תקופתנו.הבנתה של תורת החשמל דורשת גישה של צעד אחר צעד, הואיל וכל מושג משמש בסיס להבנתו של המושג הבא אחריו.

** איך עובד החשמל? **

כדי להבין חשמל, חייבים להתחיל בהתחלה: בתוך האטום יש פרוטונים(+) ואלקטרונים(-). הפרוטונים נמצאים בתוך האטום, והאלקטרונים נמצאים מחוץ\ מסביבו של האטום. לפעמים האלקטרונים באטום (כמו במתכות) מאוד רפויות, ולא הדוקות מספיק לפרוטונים, וזה גורם להם להתנתק מהאטום ולשדר אנרגיה חשמלית מהאטום הראשון לשני- בגלל שהאלקטרונים נעים בחופשיות זה עוזר לחשמל לעבור ביניהם בקלות. כדי להעביר אנרגיה ממקום אחד לשני (שהאלקטרונים יבצעו את מה שציינו מקודם) צריך גורם כלשהו, למשל **גנראטור**, וגם מוליך כלשהו (משהו שהאלקטרונים יעברו דרכו).

||  **__ הגנראטור: __**
 * [[image:chagit3.jpg width="197" height="162"]] || [] ||





גנראטור זה מכונה שמעבירה מגנט קרוב לחוט ברזל כדי ליצור זרימה יציבה של אלקטרונים. למשל, מגנט וסיכת ביטחון- עם מקרבים את המגנט לעבר הסיכה, אז אנחנו מאלצים את האלקטרונים בסיכה לזוז. המגנט שבגנראטור דוחף מספר מסוים של אלקטרונים ושם "לחץ" על האלקטרונים. במעגל  חשמלי, מספר האלקטרונים בתנועה נקרא   ** amperage ** , וזה נמדד ב**אמפר**. ה"לחץ" שדוחף את האלקטרונים נקרא **מתח** וזה נמדד בוולטים. הגנראטור  יכול להניע את האלקטרונים, אבל צריך **מעגל** ** חשמלי ** כדי שנוכל להשתמש בחשמל.
 *  מסלול ||

**__ מעגל חשמלי: __** אם  אתה משתמש בסוללה, תא דלק, או תא סולארי כדי לייצור חשמל , שלושה דברים הם תמיד אותו דבר : 1 .ב מקור חשמל חייבים להיות שני טרמינלים (מקום להיכנס או לצאת) – אחד חיובי ואחד שלילי. 2. במתח מסוים מקור החשמל ירצה לדחוף את האלקטרונים מחוץ לטרמינל השלילי. 3. האלקטרונים צריכים לזרום מהטרמינל השלילי לטרמינל החיובי דרך חוט נחושת או כל מוליך אחר. כשיש שביל שמוביל מהטרמינל השלילי לחיובי, אז נוצר מעגל חשמלי, והאלקטרונים יכולים לזרום דרך החוט.

אפשר לחבר כל סוג של מטען חשמלי לאמצע מעגל חשמל. האלקטרונים עושים סיבוב מהמקור דרך המטען וחזרה אל מקור החשמל שידליק את המטען, והמטען יעשה את תפקידו כמתוכנן

דוגמא: בציור, הבטרייה היא מקור החשמל, עם טרמינל שלילי וטרמינל חיובי- הבטרייה מחוברת למנוע דרך החוט חשמל, והמנוע הוא המטען החשמלי וכשלוחצים על המתג ומחברים אותו, זה סוגר את המעגל והאלקטרונים מתחילים לעשות סיבובים.  ||   [] || ** איך משתמשים בחשמל כיום? **  כיום, אנו משתמשים בחשמל בשביל כל מיני דברים. החשמל שינה את העולם ואת תפקודו של העולם בכל מיני דרכים, למשל: ** נורה ** - פעם היו משתמשים בנר כדי לראות, ואם היה חשוך באמצע היום פשוט הלכו לישון. היום אפשר להדליק את האור ולראות הכול (הנר לא הביא כל כך הרבה אור...). הנורה גם משתמשת לעוד דברים: רואים את הכביש בלילה כשנוהגים בגלל הנורות מקדימה, במצלמה יש פלאש שמאיר את התמונה, וגם אם הולכים לטיול במערה יש פנס שבו נורה. ** מכונית ** - פעם היו רוכבים לכל מקום על סוס, שהיה לוקח כמה ימים אם המקום היה רחוק. בפעם הראשונה שהמציאו מכונית לא היו כל כך הרבה אנשים שהיה בבעלותם מכונית, אבל אחרי הרבה שנים יותר ויותר אנשים קנו מכוניות, וכיום יש לכמעט כל אחד בעולם מכונית. ** תנור ** - פעם היו מבשלים על אש, והיה לוקח כמה שעות לבשל את המאכל. כיום יש דרכים הרבה יותר מהירים לבשל, (עדיין משתמשים בכיריים אך הם עובדים על גז). דרך 1: תנור. אפשר להדליק את התנור ולחמם לטמפרטורה מסוימת (שאפשר לבחור- לא כמו אש) ואז להכניס ולחכות מקסימום שעה או שעתיים. דרך 2: תנור מיקרוגל. המיקרוגל מחמם את האוכל תוך כמה דקות בלבד. דרך 3: גריל. כיום יש גרילים שעובדים על גז ומבשלים את הבשר מהר יותר. ** מפעל ** - כיום כמעט הכול מייצרים במפעל: צעצועים, אלקטרוניקה, בגדים, אוכל, וכו'. אך לפני שהיו מפעלים (שמשתמשים בחשמל בשביל לייצר את הדברים) היו צריכים להכין הכול לבד, וזה לקח המון זמן וכוח...   ** טלפונים ** - לפני שהמציאו את הטלפון לא היה דרך לתקשר אחד עם השני. אם רצו להגיד משהו למישהו היו צריכים ללכת ברגל או לרכוב על סוס. כיום יש טלפונים ופלאפונים לכל אחד בכמעט כל מקום!!

** ועוד הרבה ** - יש עוד כמות ענקית של מכונות\ מוצרים\ דברים ששינו את תפקוד העולם.  || ההיסטוריה של החשמל חוזרת אחורה יותר מאלפיים שנה, כשהיוונים גילו שאם משפשפים פרווה ואמבר, חפצים שלא שוקלים הרבה נדבקים אליהם. זה הבסיס של חשמל סטטי. במשך מאות שנים, נעשו הרבה תגליות על החשמל. האנשים העיקריים שגילו דברים חשובים על החשמל הם: ** ויליאם גילברט ** - המאה ה17, גילה שכדור הארץ זה מגנט אחד גדול וזה הסביר איך עובדים מצפנים. הוא עוסק גם בחשמל סטטי, והמציא נוזל חשמלי אשר שוחרר על ידי שפשוף.  ** בנג'מין פראנקלין ** - סופר, דיפלומט, ומדען אמריקאי, שעזר לכתוב את הכרזת העצמאות של ארצות הברית, והוא על שטר הדולר. בשנת 1752, פראנקלין הוכיח שברק והזיק של אמבר הם אותו חומר. הסיפור שלו על גילוי חשמל זה סיפור מאוד מפורסם: הוא חיבר ספייק ברזל לעפיפון משי, והעיף את העפיפון בסופת רעמים בזמן שהוא מזיז את העפיפון בעזרת מפתח ברזל. כשהברק הבזיק, זיק קטן קפץ מהמפתח אל ידו. הניסוי הוכיח את התיאוריה שלו אך הניסוי היה מסוכן מאוד והוא היה יכול למות. בהתבסס על זה, הוא המציא את כליא הברק הראשון. כליא הברק היה מותאם למשוך חשמל לביתו. הם היו מחוברים למערכת של פעמונים שצלצלו בכל הבית כל פעם שהחשמל נמשך אל הכליא.    ** אלסנדרו וולטה (ולואיג'י גאלבני) ** - בשנת 1786, פרופסור איטלקי בשם לואיג'י גאלבני גילה   שכשנוגעים ברגל של צפרדע מת עם סכין מתכת, הרגל רטט בצורה חזקה.גאלבני הסיק מזה שבשרירי הצפרדע יש חשמל.אך בשנת 1792 מדען איטלקי אחר, אלסנדרו וולטה, חלק על דעתו: הוא הבין שהגורמים העיקריים בגילוי של גאלבני היו שני מתכות שונות- סכין פלדה וצלחת בדיל- שעליו הצפרדע נח. וולטה הראה שכשיש משהו לח בין שתי מתכות, נוצר חשמל. זה הוביל אותו להמציא את הסוללה הראשונה, ואת ערימת הוולטאיך, שהו הוא הכין מגליונות דקות של נחושת ואבץ שהוא הפריד באמצעות קרטון רטוב. כך נמצא סוג חדש של חשמל,  חשמל   שזרם בהתמדה כמו זרם של מים, במקום למלא את עצמו בניצוץ או חשמול בודד. וולטה הראה שחשמל יכול לעבור ממקום אחד לאחר דרך חוט, וכך הוא תרם משהו חשוב למדע של חשמל. היחידה של פוטנציאל החשמל, וולט, נקרא על שם וולטה.  ||   ** מייקל פאראדיי ** - מדען אנגלי, היה מפורסם כי הוא יצר זרם חשמלי. פאראדיי היה מאוד מעוניין בהמצאה של האלקטרומגנט, אבל השכל הגאון שלו לקח המצאות מוקדמות יותר קדימה. "אם חשמל יכול להפיק מגנטיות, למה מגנטיות לא יכולה להפיק חשמל?" הוא חשב לעצמו. בשנת 1831, פאראדיי מצא את התשובה. חשמל יכול לייצר מגנטיות על ידי תנועה.  הוא גילה שכשהמגנט מוזז בתוך סליל של חוט נחושת, זרם קטן של חשמל זורם דרך החוט. היום, הגנראטור החשמלי שהוא גילה לא כל כך שימושי כי זה רק הפיק קצת חשמל, אך הוא גילה את השיטה הראשונה לייצור חשמל באמצעות תנועה משדה מגנטי. **תומאס אדיסון**- בערך ארבעים שנה מאז מייקל פאראדיי לפני שבנו גנראטור עם זרם ישיר נבנה על ידי תומאס אדיסון באמריקה. אדיסון השתמש בגנארטור עם הזרם הישיר שלו כדי להפיק חשמל שידליק את האור במעבדה שלו, ואחר כך כדי להאיר בפעם הראשונה רחוב בניו יורק במנורות חשמליות בספטמבר 1882.
 * <span style="display: block; padding-bottom: 4.35pt; padding-left: 7.95pt; padding-right: 7.95pt; padding-top: 4.35pt;">
 * גילוי החשמל **
 * <span style="display: block; padding-bottom: 4.35pt; padding-left: 7.95pt; padding-right: 7.95pt; padding-top: 4.35pt;"> ||
 * <span style="display: block; padding-bottom: 4.35pt; padding-left: 7.95pt; padding-right: 7.95pt; padding-top: 4.35pt;">

<span style="border-bottom: medium none; border-left: gainsboro 1pt solid; border-right: medium none; border-top: medium none; display: block; mso-border-left-alt: solid gainsboro .5pt; mso-element: para-border-div; padding-bottom: 0cm; padding-left: 7pt; padding-right: 0cm; padding-top: 0cm;"> <span style="height: 117pt; left: 0px; margin-left: -54pt; margin-top: -27pt; position: absolute; rotation: -1319753fd; text-align: left; width: 142.5pt; z-index: -1;"> ** חשמל סטטי ** חשמל סטטי הוא תופעה פיזיקלית הנוצרת מחוסר איזון בין המטענים החיוביים לשליליים בחומר. כתוצאה מכך, נוצר הפרש מתחים בין החומר הטעון לחומרים אחרים, המתפרק בצורת ניצוץ חשמלי. ** טעינה במגע- ** בטעינה במגע האלקטרונים מועברים כתוצאה מהמגע הקרוב שנוצר בין שני גופים שמתחככים זה בזה. אלקטרונים יכולים לעבור מגוף אחד לשני גם ללא חיכוך, אלא במגע פשוט. מוט מוליך וטעון שנוגע בגוף שלא טעון, יעביר מטען אל הגוף הלא טעון. אם הגוף הוא מוליך טוב, המטענים יתפזרו במהירות על כל שיטחו, כי המטענים הדומים דוחים זה את זה. אם הגוף הוא מבדד, נצתרך לגעת בו במספר מקומות כדי לקבל פיזור אחיד של המטען. מטען עובר מגוף אחד לשני גם במגע קל. ** טעינה בהשראה ** - טעינה בהשראה זה שאם שמים גוף טעון בקרבת משטח מוליך, נשרה בכך תנועה של אלקטרונים בתוך החומר המוליך, גם בלי מגע בין השניים. נתבונן בשתי כדורי המתכת המבדדים בתמונה שלמטה, ,(א) הם נוגעים זה בזה וכך מהווים מוליך אחד ובלתי טעון. (ב) כאשר מוט בעל מטען שלילי מובא בסמוך ל, מטענים חיוביים בתוך המתכת נמשכים לעבר המוט, ומטענים שליליים נדחים ממנו. דבר זה יוצר חלוקה חדשה של המטען. (ג) אם נפריד עתה בין הכדורים מבלי להרחיק עדיין את המוט הטעון, (ד) יימצא כל אחד מהם מטען השווה בגודלו ומנוגד בסימנו למטען שעל הכדור האחר. המוט הטעון לעולם לא נגע בהם, והמטען שעליו נותר בדיוק כשהיה מלכתחילה. ** יתרונות וחסרונות לחשמל: ** <span style="border-bottom: medium none; border-left: gainsboro 1pt solid; border-right: medium none; border-top: medium none; display: block; mso-border-left-alt: solid gainsboro .5pt; mso-element: para-border-div; padding-bottom: 0cm; padding-left: 7pt; padding-right: 0cm; padding-top: 0cm;"> ** חסרונות: ** זה לא טוב לסביבה. החשמל עצמו הוא לא ממש בעיה לסביבה, הבעיה היא איך שמייצרים את החשמל- באמצאות שריפת דלקים, כמו פחם, נפט, או דלק טבעי. פחמן דו חמצני, אשר מאוחסן בדלקים מאובנים כבר מיליוני שנים, משוחרר לאוויר. הפחמן הדו חמצני מוסיף גזי חממה לסביבה, והם אחד הגורמים להתחממות כדור הארץ. חוץ מהזיהום שנוצר מייצור החשמל, גם תחנות החשמל תופסים שטח אדמה. שטח זה יכול לעיתים להתפנות בעזרת כריתת עצים והריסת יערים טבעיים. בגלל הריסת היערות אז בעלי חיים שגרו שם נשארים ללא בית, וגם הם לוקחים משם מראה מרהיב- הטבע. חשמל יכול להיות גם מסוכן לנו ולגופנו. אפשר להתחשמל מכל משהו קטן במחשב או בשקע, שיכול להוביל לדברים הבאים: השרירים שלך מתהדקים, שהופך את זה לכמעט בלתי אפשרי להיחלץ ממעגל החשמל.* הריאות מתכווצות ואז קשה לנשום.* דופק הלב נקטע וכלי הדם מתהדקים.* אפשר להישרף כשהחשמל נכנס ויוצא מן הגוף.* <span style="border-bottom: medium none; border-left: gainsboro 1pt solid; border-right: medium none; border-top: medium none; display: block; margin-left: 18pt; margin-right: 0cm; mso-border-left-alt: solid gainsboro .5pt; mso-element: para-border-div; padding-bottom: 0cm; padding-left: 7pt; padding-right: 0cm; padding-top: 0cm;"> ** יתרונות: ** <span style="border-bottom: medium none; border-left: gainsboro 1pt solid; border-right: medium none; border-top: medium none; display: block; mso-border-left-alt: solid gainsboro .5pt; mso-element: para-border-div; padding-bottom: 0cm; padding-left: 7pt; padding-right: 0cm; padding-top: 0cm;"> חשמל  תורם כל כך הרבה דברים לחיינו, ועושה את החיים הרבה יותר קלים ! בלי חשמל, לא היינו מסוגלים לתקשר בקלות עם מדינות שונות , לנסוע ברחבי העולם בהרבה פחות זמן מאשר הליכה , וליצור את ההמצאות השונות וייחודי ות שיש לנו היום ! מה יהיה העולם בלי חשמל ? סיכום: חשמל הוא אחד התגליות המדהימות ביותר שנעשו אי פעם ותורמת לחיים שלנו כל כך הרבה. חשמל הוא באמת טבע, היה כאן על פני האדמה לפני כל מדען וממציא שגילה את זה , אבל את הדרך בה אנו יכולים לקחת את החשמל ולהפוך אותו לשימושי עבורנו לקחה הרבה שלבים שונים של ממציאים יחד. מגילוי אחד קטן אתה יכול לעשות עוד תגלית, ועוד. בטווח הארוך הזה תיאוריות או תגליות יכולות להוסיף עוד המצאה מדהימה ושימושי ת. <span style="height: 126pt; left: 0px; margin-left: 68.8pt; margin-top: 255.2pt; position: absolute; rotation: 90; text-align: left; width: 708.4pt; z-index: -1;">  **__  מקורות מידע:  __** · __ NRG ____ מעריב - ____ איך עובד חשמל סטטי ? __, April 20 2005 9:09, February 14 2011 < [] > · היואט, פול ג'. __"פיסיקה לכל"__. ירושלים: מכון ברנקו וייס,1997. עמ' · __Electricity Forum__-__Electricity History__, February 10 2011 < [] > · __How Stuff Works – How Electricity Works,__ February 11 2011 < [] > · __Wikipedia – Static Electricity__, February 21 2010 17:55, February 20 2011 < [] > <span style="border-bottom: medium none; border-left: gainsboro 1pt solid; border-right: medium none; border-top: medium none; display: block; mso-border-left-alt: solid gainsboro .5pt; mso-element: para-border-div; padding-bottom: 0cm; padding-left: 7pt; padding-right: 0cm; padding-top: 0cm;"> [] [] **__ מקורות לתמונות: __** · __Electricity Forum__-__Electricity History__, February 10 2011 > [|http://www.electricityforum.com/electricity-history.html] [|<] · __Google Images – Electricity__ < [] > __ < [] > __ · __ Google Images – First battery < [] > __ · __How Stuff Works – How Electricity Works,__ February 11 2011 > [] < > [|http://science.howstuffworks.com/electricity3.htm] [|<] · __ Google Images – Room lit < []__ · __ Google Images – Writing by candle light < [] > __ · __Wikipedia – Static Electricity__, February 21 2010 17:55, February 20 2011 < [] >