דינמו (dynamo) הינו למעשה סוג של גנרטור (מחולל). גנרטור הינו שם כולל למכונות שהופכות אנרגיה מכנית לאנרגיה חשמלית. למעשה, הדינמו היה הגנרטור הראשון שסיפק חשמל לצריכה ביתית ותעשייתית. גם כיום רוב צריכת החשמל בעולם מתבצעת בעזרת גנרטורים שהם דינמו.

כאמור, המטרה של דינמו הינה להפוך תנועה מכנית לחשמל. דבר זה אפשרי בשל העובדה החשובה: תיל מוליך העובר דרך שדה מגנטי גורם לאלקטרונים בתיל לנוע ביחד בכיוון אחד.

לולאת תיל מוליכה המסתובבת סביב שדה מגנטי תיצור זרם משתנה. מכשיר הדינמו מכיל מגנטים וחוט תיל (בדרך כלל ארוך מאוד אשר נעטף בכדי ליצור מספר סלילים). תנועה חיצונית כלשהי (כמו מנוע קיטור או גלגל של אופניים...) מסובבת את לולאת התיל שבתוך השדה המגנטי הנוצר מהמגנטים.

אנו צריכים לשים לב לעובדה הבאה: כשלולאת התיל מסתובבת, היא נעה בתוך השדה המגנטי תחילה בכיוון אחד ולאחר מכן בכיוון השני וחוזר חלילה. כלומר, הזרם בתיל משנה את כיוונו כל פעם והדינמו למעשה יוצר זרם משתנה (זרם חלופין AC).


לולאת תיל מוליכה המסתובבת בתוך שדה מגנטי יוצרת זרם משתנה

מאת: חיים ברק
המחלקה לפיזיקה של חלקיקים ואסטרופיזיקה
מכון ויצמן למדע

הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.

21 תגובות

  • אחיין שלי בן חמש וחצי

  • אני מצטער על שטויות אלו

    אני מצטער על שטויות אלו שרשמתי זה אחיין שלי בן השנתיים שרשם.

  • איכ יר איג י' עחיד עיחכגכל

    איכ יר איג י' עחיד עיחכגכל כחהנלכ החנלע ילכנךג כנלכק יחכחגחכנ ינגחגנ כחגלכמגכ מכלנגג יכמגחגמל יכמקחמ ניקרל חקנרק יחרקל חקילק חירחקיר נלכג יגחמד כמלג יגכלגכן נלכגיגלכ חכחגך חעגל גחכלגל חלגכ חחגלמכ חכךג נלנג לגנכ מחג נחגח כ מחמ.

  • אנונימי

    הכנת דינמו

    שלום,
    מישהו יכול בבקשה לכתוב את הדרך להכנת דינמו בבית?
    תודה!

  • אלמוני

    דינמו ביתי

    שלום
    אני רוצה להכין דינמו ביתי,
    אפשר לעשות זאת עם סליל נחושת?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    הכי פשוט

    הכי פשוט זה להכין דינמו 'שיקשוק' - ללפף חוט נחושת סביב קופסא קטנה, בתוך הקופסה שמים מגנט קטן וחזק. כאשר משקשקים את הקופסה נוצר מתח חשמלי בסליל- שמאפשר יצירת זרם חשמלי והדלקת נורת לד קטנה. אולי נעלה סרטון לאתר במסגרת מדור 'מדע בבית', בינתיים אתה יכול לצפות בסרט כאן באנגלית:
    https://youtu.be/t-Xwv-D0zQA

    בהצלחה
    ד"ר אבי סאייג
    מכון דוידסון לחינוך מדעי
    מכון ויצמן למדע

  • אודי

    הי

    אני רוצה לבנות מנוע כזה לבית... האם הדבר אפשרי?
    האם אוכל להחליף בצורה זו את צריכת החשמל בבית?

  • איתי

    סיבוביות המגנט

    האם סיבוביות המגנט היא אינסופית??

  • ירון גרוס

    תשובה

    אני לא בטוח שהבנתי במאה אחוז את כוונתך אז אני אנסה לענות לפי מה שהבנתי
    אם השאלה האם התיל המוליך מסתובב ללא סוף בשדה המגנטי - הדבר תלוי כמובן בגורמים חיצוניים. התיל נע עקב כח חיצוני כלשהו שגורם לו להסתובב. בין אם זה קיטור במנוע קיטור או שהוא מופעל באופן ידני או בכל דרך אחרת. לכן התיל יסתובב רק כל עוד ישנו כח חיצוני אשר מסובב אותו.

    אם השאלה נגעה לעובדה שהזרם החשמלי הנוצר הוא זרם חילופין, אז כן הזרם תמיד יהיה זרם חילופין, והתדר שלו יהיה תדר סיבוב התיל. לדוגמה אם המנוע החיצוני גורם לתיל להסתובב 50 פעמים בשניה, התדר של 50 הרץ (שזהו התדר ברשת החשמל הארצית שלנו)

    מקווה שעניתי לשאלתך. אם הבנתי את השאלת לא נכון אתה מוזמן לנסות להסביר אותה ואז אני אענה עליה בשמחה.

  • איתי

    החלשה

    דר' לפיזיקה אמר לי :
    שכאשר התיל עובר ליג המגנט ויוצר חשמל
    הוא מחליש את כוחו של המגנט
    האם זה נכון?
    ואיך זה קורה?
    תודה מראש

  • ירון גרוס

    התנגדות לשינוי שטף

    אני מניח שהוא התכוון להסביר לך איך יודעים לאיזה כיוון או מדוע זורם זרם בתיל.
    המצב הוא כזה - אם ניקח תיל סגור בצורת לולאה או מלבן או כל צורה שהיא, הרי שהוא תוחם בתוכו שטח כלשהו. ישנו גודל הנקרא שטף מגנטי, שהוא כמות השדה המגנטי שעוברת דרך השטח הזה. בשביל פשטות בוא נניח שהשדה המגנטי קבוע בכל השטח הזה ולכן פשוט מדובר במכפלה של השדה כפול השטח.

    כאשר התיל רחוק מאוד מהמגנט, השדה הוא אפס ולכן השטף דרכו הוא גם כן אפס. כאשר אנחנו מקרבים את התיל אל המגנט, השדה המגנטי שעובר דרך השטף גדל, ולכן גם השטף דרך התיל גדל.

    כאשר אמרו לך שזורם זרם בתיל על מנת להחליש את המגנט, הכוונה היא ש מה שקורה, הוא שכאשר השטף בתוך התיל גדל, מתחיל לזרום בו זרם על מנת לנסות להקטין את השטף בחזרה לאפס. כאשר זורם בתיל זרם, הזרם הזה יוצר שדה מגנטי משל עצמו, שעובר גם כן דרך השטח שהתיל תוחם. אם השדה הזו בכיוון ההפוך לשדה המגנטי של המגנט החיצוני, אז הוא מקטין את השטף דרך התיל.

    זהו הסבר חלקי. התיל לא תמיד רוצה "להחליש את המגנט". למעשה התיל "מנסה" לשמר את המצב הקיים. כלומר אם אתה תגדיל את השטף על ידי קירוב התיל למגנט, התיל ינסה להתנגד לכך, ויזרום בו זרם אשר יקטין את השטף. כפי שתיארנו קודם לכן. אבל גם המקרה ההפוך אפשרי, אם אתה תרחיק את המגנט מהתיל, יזרום בתיל זרם לכיוון ההפוך, אשר יגדיל את השטף בחזרה (או במילים של שאלתך - יחזק את המגנט). בכל מקרה התיל מנסה לשמור על מצבו הקיים.

    אני מקווה שהתשובה ברורה אם לא תוכל להמשיך לשאול כמובן.

  • איתי

    חוק לנץ

    עדיין לא ירדתי לקצה עומק דבריך
    אנסה להתאמץ יותר
    בינתיים האם זהו חוק לנץ?
    ושוב,
    בערכי גאוס
    האם השטף הכללי נחלש?
    (לא כולל שטח התיל)
    והאם השטף שנחלש הלך לאיבוד
    או שניתן לייצר ממנו חשמל?
    המון תודה

  • ירון גרוס

    לנץ ושדה

    אני לא בטוח שאני מבין לחלוטין את השאלות שלך אבל אני אנסה לענות בכל זאת
    א) כן, זהו חוק לנץ
    ב) אם אין כזה דבר שטף כללי בשביל שטף צריך להגדיר שטח ספציפי ולשאו למה השטח שעובד דרכו. אם התכוונת לשדה המגנטי בכל המרחב כלומר שנעבור בכל מקום במרחב כולו ונבדוק כמה שדה מגנטי יש בו ונסכום את הכל. התשובה של סכום כזה תמיד תיהיה אפס!!!
    הדבר כמובן אומר שאם עכשיו יש שדה מגנטי נמוך יותר בתוך הלולאה, יהיה שדה מגנטי חזק יותר מחוץ לה (אם נסכום על כל המרחב)
    ג) לגבי יצירת החשמל - שוב לא הבנתי. התהליך הספציפי הזה שבו על מנת להקטין את השינוי בשטף המגנטי בתוך הלולאה מתחיל לזרום זרם בתיל, הוא למעשה הדרך בה מייצרים זרם חשמלי באמצעות שדה מגנטי

  • איתי

    בידוד מגנט

    ישנו אתר שמציע חומרים לבודד מגנטים
    האם זוהי צורה נוספת לבודד מגנט
    דהיינו
    תילי נחושת בתנועה מסביב למגנט
    יגרמו לעצמים שלא להידבק אל המגנט
    ללא עלות אנרגטית שכן את תנועת התיל ננצל לייצור חשמל
    האם אני צודק?

  • ירון גרוס

    יעילות של מנועים

    הדבר אינו אפשרי. אין מנוע שעובד במאה אחוז נצילות, כלומר תמיד חלק מהאנרגיה המקסימלית שאתה מפיק נאבד. או במילים אחרות, עצוב ככל שזה ישמע, תמיד נאלץ לספק יותר אנרגיה למנוע מזה שנוכל להפיק ממנו.
    לכן על מנת שהתיל ימשיך להסתובב, גם אם נצליח לייצר אנרגיה מהתנועה שלו ולהזין אותה למנוע שמסובב אותו, עדין נפסיד אנרגיה ולבסוף המנוע יעצר.

    בתחנות כח, המנוע מסתובב עקב שריפה של דלקים חיצוניים. ואפילו שם, בתחנת כח גדולה ויעילה, אנו מאבדים יותר אנרגיה מהאנרגיה שאנו מפיקים.

  • רכב חשמלי

    זאת אומרת

    זאת אומרת שבניגוד לדעה הרווחת רכב חשמלי רק צורך יותר אנרגיהדסך

  • ירון גרוס

    מכוניות חשמליות או מכוניות עם מנוע בעירה?

    לא זו קביעה לא מדויקת.
    גם מנוע חשמלי וגם מנוע ששורף דלק (מנוע בעירה), מקבלים אנרגיה בצורה אחת (חשמל או דלק בהתאמה) וממירים אותה לאנרגיה אחרת - מכאנית.

    בשני המנועים הללו כמו בכל מנוע יש איבודים רבים של אנרגיה כלומר כמות האנרגיה שהמנוע צורך קטנה יותר מכמות האנרגיה המופקת. ולאחר מכן יש איבודים רבים עוד בתהליך בהם האנרגיה הזו מנוצלת לתנועה של המכונית. מאזן האנרגיה יהיה בוודאי (אינני מומחה לכלי רכב) שונה מאוד מרכב לרכב ומנוע למנוע ובוודאי חברות המכוניות משקיעות זמן וכסף רב בניסיון להגיע לאיבודי אנרגיה מינימאלים

    עם זאת יש יתרון בולט למנועים חשמליים בתחום של זיהום אוויר, מהסיבה (או סיבות) הבאות:

    גם המנוע החשמלי בסופו של דבר נטען בחשמל שמגיע מתחנת כח. בישראל כל תחנות הכח שורפות דלקים על מנת לייצר חשמל. כך שלכאורה אפשר לטעון שגם אם ברכב שלנו המנוע הוא חשמלי, עדין נשרף דלק (נפט, גז טבעי וכו') על מנת שנוכל לסוע במכונית אז מה הרווחנו בכלל מזה שהמנוע חשמלי. אבל לשריפת דלק בתחנות כח גדולות יש מספר יתרונות רבים:

    א) מכיוון שמדובר בתחנות גדולות, היא מאוד יעילה - פחות דלק = יותר חשמל.
    ב) ניתן להפיק חשמל בתחנות כח בצורה נקייה יחסית - בישראל באמצעות שריפת גז טבעי ולא דלק מוצק, ובמקומות אחרים בעולם באמצעות תחנות כח גרעיניות.
    ג) בתחנות כח גדולות, תוצרי השריפה, גם אם הם מזהמים, נפלטים מארובות גבוהות מאוד ואחרי תהליך סינון. ולכן פחות מזהמים את האוויר בגובה נמוך, האוויר אותו אנו נושמים
    ד) כאשר תחנות כח עובדות הן מייצרות כמות מסוימת של חשמל, וגם בשעות שיש דרישה מועטה (נגיד באמצע הלילה) הן לא יכולות פשוט להפסיק לייצר חשמל, תמיד נשאר להם "עודף" שמתבזבז. אחד היתרונות הגדולים של מכוניות חשמליות בתצורה מסוימת (לדוגמה בצורה שבטר פלייס ניסתה לעבוד), היא שהמכוניות יכולות להטען דווקא בשעות שאין בהן עומס כמו באמצע הלילה, ולנצל את החשמל שאחרת היה מתבזבז ממילא לשם הטעינה.
    בנוסף לענין זיהום האוויר, אם אינני טועה, אחת הטענות היא שבעקבות סיבה א' וד' שציינתי פה, ובאופן כללי עקב מחיר חשמל נמוך יחסית המחיר של כמות החשמל הנדרשת לסוע ק"מ אחד במכונית חשמלית נמוך יותר מהמחיר של כמות הדלק הנצרכת על מנת לסוע ק"מ אחד במכוניות עם מנוע בעירה רגיל.

    באופן כללי זהו נושא מאוד מורכב, רציתי רק להדגיש את העובדה שלמכוניות חשמליות בהחלט יש פוטנציאל להיות יעילות יותר בכמה אופנים מאשר מכוניות עם מנוע בעירה

  • יצמח

    חגי אדרי

    המון תודה על התשובה
    נא עיין
    בדף הראשי של שאל את המומחה
    תשובה לאותה שאלה
    שם אני בשם יוק
    ככל הנראה הוא חולק עליך
    האם אכן הדבר נתון לדיון?

  • ירון גרוס

    תשובות זהות

    עברתי על התשובה שחגי נתן לך. אין בה כל סתירה לתשובה שלי, היא למעשה זהה לה. שנינו ציינו בפניך כי כאשר תשנה את השטף המגנטי דרך לולאה מוליכה (תיל) סגורה, יזרום זרם בלולאה כך שהשדה המגנטי אשר יווצר יקטין את השינוי בשטף המגנטי (בין אם השינוי היה הגדלה או הקטנה של השטף המגנטי).
    כנראה שלא הבנת אחד מאיתנו אני מקווה שבזאת הנושא מובהר. ושלא נוצר בלבול נוסף אצלך או אצל קוראים אחרים שקראו כתבה זו.

    אני רוצה להוסיף אמירה לגבי עצם העלאת השאלה הכפולה, בשני מדורים שונים, תחת שמות שונים. אינני רואה סיבה לעשות זאת. לו הית מציין שהעלית את אותה השאלה במדור נוסף, הינו אנו מתייעצים בינינו לפני שהינו משיבים לך. כך, אם היו אי אילו חילוקי דעות בינינו (על אף שכאמור במקרה זה לא היו חילוקי דעות שכאלה), הינו מיישבים אותם ביננו, ועונים לך תשובה אחת מקיפה ששנינו מסכימים עליה וחוסכים כל בלבול.

    בזאת אני מקווה שהדיון בנושא זה תם

  • sue

    שם

    איך קוראים למי שהמציא את הדינמו

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןארז גרטי

    תשובה

    אניוס ג'דליק - ממציא הונגרי ב1827:
    http://en.wikipedia.org/wiki/Dynamo#Historical_milestones