מושגי יסוד בחשמל
תוכן עניינים
מונחים בסיסיים בחשמל
מושגי יסוד בחשמל הם מונחים ועקרונות בסיסיים שקשורים לתחום החשמל. הם מהווים את הבסיס להבנת התהליכים והתופעות החשמליות. הנה כמה מהמושגים החשובים ביותר:
זרם חשמלי (Current
– זרם חשמלי הוא התנגדות זרם של חומר, המתואר בזרם של חיישנים חשמליים.
– הוא מתואר ביחידת האמפר (Ampere) ומסמל את כמות החשמל שעוברת דרך מסלול סגור ביחידת זמן מסוימת.
מתח חשמלי (Voltage)
– מתח חשמלי הוא הפרש הפוטנציאל בין שני נקודות במעגל חשמלי.
– הוא מתואר ביחידת הוולט (Volt) ומציין את העוצמה של הגורמים החשמליים שפועלים במעגל.
התנגדות חשמלית (Resistance):
– התנגדות חשמלית היא המנגנון הפיסיקלי שמושך את הזרם החשמלי במעגל.
– היא מתוארת ביחידת האום (Ohm) ומסמלת את היחס בין מתח לזרם במעגל.
כוח חשמלי (Power)
– כוח חשמלי הוא העבודה החשמלית שנעשית ביחידת זמן מסוימת.
– הוא מתואר ביחידת הוואט (Watt) ומיועד להצביע על כמות העבודה החשמלית המועשרת או המובלעת במעגל.
מעגל חשמלי (Circuit)
– מעגל חשמלי הוא מערכת סגורה של מוליכים ורזיסטנטים שבה זרם חשמלי יכול לזוז.
– הוא יכול להיות פתוח (בו יש קירוב אין כל זרם) או סגור (בו קירוב את הזרם).
קירוב ומתיחת מתח (Short Circuit and Overload):
– קירוב הוא תקלה במעגל שבה המוליכים נמצאים במגע ישיר והזרם זורם בצורה חופשית ומוגברת.
– מתיחת מתח היא תופעה בה המעגל נטען במתח מעבר ליכולתו המקורית, מה שיכול לגרום לנזקים ולתקלות.
המושגים הללו מהווים את הבסיס להבנת עולם החשמל ואיך מייצרים חשמל לבית והם משמשים ככלי עיקריים לניתוח, תיקון, ותפעול מערכות חשמליות בצורה בטוחה ויעילה.
מכשירים למדידת חשמל
ואט ואמפר הם שני סוגים שונים של מדידות חשמליות שמשמשות למדידת הזרם החשמלי במעגלים. ההבדל העיקרי ביניהם הוא בצורת המדידה ובמטרתם:
ואט (Wattmeter):
– וואטמטר הוא מכשיר המשמש למדידת הכוח החשמלי במעגל.
– הוא מספק מידע על הכוח האקטיבי המתנגש במעגל, ובכך מציין את כמות העבודה החשמלית שנעשית במעגל.
– וואטמטר נמצא בין הספק החשמלי והצרכן, ומאפשר לזהות את צרכי הכוח של מכשירים והשפעתם על המערכת.
אמפר (Ammeter)
– אמפר הוא מכשיר המשמש למדידת הזרם החשמלי במעגל.
– הוא מתקן על המעגל ומשמש לקביעת הזרם החשמלי שעובר דרכו.
– אמפר מספק מידע חיוני לגבי עומס הזרם במעגל, ונחוץ לוודא שהזרם אינו חורג ממגבלות המעגל ואינו מסכן את המכשירים במערכת.
לסיכום, וואטמטר משמש למדידת הכוח החשמלי במעגל ומספק מידע על העבודה החשמלית, בעוד שאמפר משמש למדידת הזרם החשמלי ומספק מידע על עומס הזרם במעגל.
למה משמשים יחידות המדידה של החשמל
יחדיות מדידה בחשמל מספקת לנו מגוון רחב של יתרונות:
אימות עבודתי: בעזרת מדידת הפרמטרים השונים במעגל, ניתן לוודא שהמערכת עובדת בצורה תקינה ולזהות בעיות במהירות.
אימות ביצועים: באמצעות מדידת פרמטרים כמו התנגדות וזרם, ניתן לבדוק את ביצועי המעגל ולזהות אזורים שבהם יש חוסרי יציבות או יכולת עבודה לא תקינה.
אזהרה מפני פגיעה: מדידה קבועה של התנגדות וזרם עשויה להוביל לזיהוי מוקדם של בעיות במעגל, ולמניעת פגיעות אפשריות או נזק לציוד.
שאלות ותשובות בנושא יחידות חשמל
1 וואט הוא יחידת מידה לכוח החשמלי, בעוד ש-1 אמפר הוא יחידת מידה לזרם החשמלי. בצורה פשוטה, ניתן לומר שואט הוא הכמות של עבודה חשמלית שנעשית במעגל, ואמפר הוא הכמות של זרם החשמל שעובר דרך המעגל ביחידת זמן.
הוואט המקסימלי שמגיע לבית נקבע על ידי חברת ספק החשמל והוא נבחר בהתאם לצרכי המשתמשים באזור המגורים. הכמות הזו משקפת את הכוח המקסימלי שניתן לצרוך בבית בכל רגע נתון. נקביעת הוואט המקסימלי נעשית על פי פרמטרים שונים כגון גודל הבית, סוגי המכשירים החשמליים המשמשים בו, תדירות השימוש בהם, וכמות המשפחות בבית. הוואט המקסימלי נקבע בכדי להבטיח תפעול יציב ובטוח של רשת החשמל באזור זה.
בישראל 19 יחידות מחזור משולב המפיקות 7,239 מגה-ואט, 14 יחידות המפיקות 5,081 מגה-ואט ו-5 יחידות המפיקות 2,150 מגה-ואט
הכמות המדויקת של אמפרים שנדרשת בכל חדר בבית תלויה בסוגי המכשירים החשמליים שנמצאים בו ובצרכי המשפחה המסוימים. כל חדר עשוי לכלול מספר מכשירים עם צריכת אמפרים שונה. הנה דוגמאות לכמה חדרים בבית והאמפרים שנדרשים בהם:
חדר שינה
בחדר השינה נמצאים תאורת חדר, מאוורר, טלוויזיה, חימום או מזגן אוויר. כאשר כל אחד מהם משמש במקביל, ייתכן שיהיה צורך בכמה עשרות אמפרים.
חדר ילדים:
בחדר הילדים ניתן למצוא מחשב, תאורת חדר, מאוורר ומדיה פלייר. כאשר כל המכשירים משמשים במקביל, ייתכן שיהיה צורך במספר אמפרים זהה לחדר השינה.
סלון
בסלון נמצאים טלוויזיה, סטריאו, מחשב, תאורת חדר ומיזוג אוויר או תנור חשמלי. בהתאם למספר המכשירים ולשימוש בהם, יכול להיות צורך במאות אמפרים.
מטבח
במטבח נמצאים תנור, מקרר, מדיח כלים, קומקום חשמלי ומכונת כביסה. בהתאם לשימוש במכשירים ולתנאי המטבח, יכול להיות צורך במאות אמפרים.
כמובן, ערכים אלו הם דוגמאות כלליות והם עשויים להשתנות בהתאם לצרכי המשפחה המסוימים ולסוגי המכשירים החשמליים בכל חדר בבית.