אלקטרוניקה/פרק 1/הזרם החשמלי
הזרם החשמלי
עריכהזרם חשמלי הוא זרימה של מטען חשמלי. המטען החשמלי מורכב מאלקטרונים בעלי מטען שלילי. למרות זאת, במוליכים למחצה קיים גם זרם חשמלי בעל מטען חיובי. הזרם מסומן באות הלועזית I.
ישנם מספר שיטות להפקת זרם חשמלי, להלן מספר שיטות נפוצות:
- תהליך מגנטי - השראה של אלקטרונים בחוט שמסתובב בתוך שדה מגנטי.דוגמה לכך תהיה גנרטורים שמסתובבים על ידי מים, רוח, אדים או תהליך קינטי אחר. רוב הזרם שמוזרם מחברת חשמל לשקעי החשמל שלנו מופק בדרך הזו.
- תהליך כימי - מערב תהליך אלקטרוכימי של יצור אלקטרונים על ידי תגובות בין כימיקלים ואלקטרודות. לדגומא: סוללות.
- תהליך פוטואלקטרי - כאשר אור פוגע בגבישים מוליכים למחצה. דוגמא: תאים סולריים.
שיטות נפוצות פחות ליצירת זרם חשמלי כוללות:
- הפקה תרמית - שימוש בהבדלי טמפרטורה בין צמד תרמי. שימוש בהפקה תרמית נעשה בגנרטורים בחלליות המונעות על ידי חומר רדיואקטיבי.
- תגובה אלקטרוכימית - מתרחשת בין מימן, חמצן ואלקטרודות, לדוגמא: תאי דלק.
- תגובה פיזואלקטרית - מערב עיוות מכאני של חומרים פיזואלקטריים. לדוגמה, חומר פיזואלקטרי בסוליות של נעליים מפעיל נורית חשמל(L.E.D) שנדלקת כאשר אתה הולך.
רוב הדוגמות שיובאו כאן יכילו סוללה כמקור מתח.
זרימת הזרם במעגל חשמלי
עריכהמקור המתח מספק הפרש פוטנציאלים במעגל והוא שמאפשר את זרימת הזרם. בסוללה, אלקטרונים הם המטען החשמלי, והם יזרמו מן ההדק בסוללה שיש לו מספר עודף של אלקטרונים להדק שיש בו מחסור של אלקטרונים. זרימה זו מתקיימת בכל מעגל שמחובר להדקי סוללה. הבדל זה הוא זה שיוצר את הפרש הפוטנציאלים בסוללה, והאלקטרונים במעגל מנסים לאזן את ההבדל.
בגלל שלאלקטרונים יש מטען שלילי, הם בעצם זורמים מההדק השלילי אל ההדק החיובי. אנו קוראים לכיוון הזה כיוון זרימת האלקטרונים. רוב הספרים, לעומת זאת, משתמשים בזרם שהוא בכיוון ההפוך, זה נקרא זרם קונבנציונלי או פשוט זרם חשמלי. בספר זה, הזרם הקונבנציונלי הוא המונח המשמש בכל המעגלים.
תירגול
עריכהענה על השאלות הבאות על סמך מה שהבנת מבלי להביט בתשובות, במידה ואינך מבין הבט בתשובות וחזור לענות על השאלה.
נתון המעגל הבא:
| תרגיל : שאלה 1: זהה בשירטוט את כיוון זרימת הזרם הקונבנציונלי וכיוון זרימת האלקטרונים. | ||
|---|---|---|
|
| תרגיל : שאלה 2: מה מצביע שקיים הפרש פוטנציאלים במעגל? | ||
|---|---|---|
|
| תרגיל : שאלה 3: למה גורם הפרש הפוטנציאלים במעגל? | ||
|---|---|---|
|
| תרגיל : שאלה 4: מה יקרה עם נהפוך את הסוללה? | ||
|---|---|---|
|