הספק בפיסיקה הוא כמות העבודה המושקעת או מתקבלת ביחידת זמן, כאשר עבודה מוגדרת ככמות האנרגיה המועברת למערכת או גוף בשל הפעלת כוח לאורך מסלול כלשהו. מקובל למדוד הספק ביחידת וואט (watt) (יחידה מוכרת נוספת היא גם כח סוס). אפשר גם להגדיר הספק כקצב הפיכת אנרגיה מצורה לצורה.

אנשים בדרך כלל נוטים להתבלבל בין אנרגיה להספק. בעוד אנרגיה הינה היכולת לבצע עבודה, הספק הוא למעשה המדידה של קצב שינוי האנרגיה ליחידת זמן. אנרגיה היא היכולת לעשות משהו. לדוגמא, אנו מוציאים אנרגיה על מנת להניע מכונית או להאיר מנורה. היחידה שבה אנו מודדים אנרגיה הינה ג'אול אך לעיתים אנו משתמשים במונח וואט-שעה או קילווואט-שעה. כמובן שאנרגיה מופיעה בהרבה צורות בטבע, ויכולה להתבטא בכמה יחידות שונות. כאמור, אנרגיה יכולה לשנות צורה (חום, קרינה...), אך הספק אינו משנה צורה. אם משהו משתנה, אנרגיה משנה צורה אך הספק רק מודד כמה מהר השינוי קרה; הספק הוא הקצב שבו אנרגיה השתנתה בכל שניה.

ניקח כדוגמא אדם המטפס במדרגות. לטפס על גרם של מדרגות דורש מאיתנו לבצע עבודה על מנת להתגבר על כח הכבידה. כמות זו של עבודה היא זהה באם מישהו מטפס במדרגות לאט או באם מישהו מטפס בריצה במדרגות. אולם, סביר להניח כי אנו נתנשף בכבידות אם נרוץ בטיפוס המדרגות מאשר אם נטפס לאט. מדוע? ההבדל נעוץ בהספק. כמות העבודה הינה זהה, אך טיפוס מהיר במדרגות דורש הספק גבוהה יותר מאשר טיפוס איטי במדרגות. הספק חשמלי של מעגל חשמלי כלשהו הוא למעשה מקרה פרטי של מושג ההספק, שגם הוא נמדד בוואט. הספק חשמלי הוא למעשה כמות האנרגיה החשמלית ליחידת זמן שנכנסת למעגל חשמלי ומומרת בו לצורות אחרות של אנרגיה. כלומר, ההספק של מעגל חשמלי הוא קצב זרימת האנרגיה הכוללת לתוך המעגל.

לדוגמא, נורת להט רגילה היא נורה של 100 וואט. כלומר, הנורה משתמשת בהספק של 100 וואט, במילים אחרות, משתמשת באנרגיה בקצב של 100 ג'אול לשניה. באותו אופן, לתחנת כח חשמלית של 500 מגה-וואט, יש הספק יוצא של 500 מגה-וואט שזה 500 מיליון וואט: התחנה מייצרת 500 מיליון ג'אול של אנרגיה בכל שניה.

הערה חשובה: משום שהספק הינו קצב שינוי האנרגיה, הספק כבר טומן בחובו את הזמן (ג'אול ליחידת זמן). על כן, אין זה נכון לציין כמה זמן לקח לתחנת כח של 500 מגה-וואט לייצר 500 מגה-וואט של חשמל. לומר שתחנה מייצרת 500 מגה-וואט משמעו שהיא מייצרת 500 מגה-ג'אול בשניה. אז מה אומר המושג 'קילו-וואט שעה'? קילו-וואט זה 1000 וואט וזו יחידת הספק. שעה היא כמובן יחידת זמן. לכן, קילו-וואט-שעה זה הספק כפול זמן שזה למעשה אנרגיה. חברות חשמל משתמשות לעיתים בקילו-וואט שעה למדוד צריכת חשמל, אולם פיסיקאים משתמשים ביחידת הג'אול.

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.

12 תגובות

  • בתאל

    אם אני רוצה לחשב את העבודה

    אם אני רוצה לחשב את העבודה/כמות האנרגיה המועברת לגוף כשלהוא על המסלול,כשלא נתון לי הספק. זה אפשרי? יש נוסחה מסוימת שניתן לחשב באמצעותה את האנרגיה?

  • אברהם

    וואט שעה

    האם וואט שעה זה 1וואט כפול 3600 שניות?

  • אנונימי

    המון תודה

    עשיתם לי סדר בראש...

  • דן

    כמה הספק

    לא הצלחתי להבין:
    איזה מכשיר צורך יותר חשמל? אחד עם הספק נמוך או אחד עם הספק גבוה? האם הקשר בין ההספק לצריכת החשמל הוא ישר או הפוך?

  • יוסי

    תשובה לדן: "לצרוך יותר חשמל"

    תשובה לדן: "לצרוך יותר חשמל" משמע להפיק יותר אנרגיה. נניח ש"המכשיר החשמלי" הוא מעלית . מעלית אחת מעלה איש אחד במהירות גבוהה יותר מאשר מעלית שניה שמעלה במהירות נמוכה יותר את האיש הזה. שניהם עשו את אותה העבודה אבל הביצועים (המהירויות) היו שונות. אבל אתה מבין שלשם ביצוע העבודה שניהם היו צריכות את אותה כמות אנרגיה וההבדל הוא במהירות(=קצב) העבודה (=הספק). אם לא הבנת אז קרא שוב את המאמר.

  • מוטי

    חום לאורך זמן

    האם מנורה של 1000 וואט מוציא חום לאותו באותו אורך זמן ,מול 1000 פנסים של 1 וואט לאותו אורך זמן

  • שלום

    לפי מה שהבנתי אתה מעוניין

    לפי מה שהבנתי אתה מעוניין לדעת איזה מערכת תפלוט יותר חום מערכת שבה יש 100 מנורות של 1w לעומת מערכת שבה יש מנורה אחת בעלת הספק שווה ערך כלומר 100w התשובה קשורה לצורה שבה המנורות משתמשות באנרגיה כלומר הנצילות האורית יש הבדל בנצילות האורית בין מנורה למנורה וגם אם הם מאותו הסוג וההספק שלהם שונה, עדיין חלק יבזבזו יותר הספק בוואטים בצורה של חום במקום בצורה של אור מאחרות לשאלתך צריך לבדוק באיזה מנורות מדובר ולחשב לפי הנתונים שלהם מקווה שעזרתי

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןחגי אדרי

    תשובה

    שלום מוטי,

    אני לא בטוח אם הבנתי את השאלה נכון.
    למנורה של 1000 וואט ולאלף מנורות של 1 וואט יש אותו הספק, לכן באותו פרק זמן הם יצרכו אותה כמות אנרגיה.

  • הללי

    הקשר בין כח לאנרגיה

    תוכל בבקשה לקשר בין המושגים אנרגיה וכוח ?
    למשל בקשר קוולנטי מקשרים בין "אנרגית הקשר" האנרגיה הנפלטת כתוצאה מאיזון הכוחות האלקטרוסטטיים בין שני החלקיקים של משיכה ודחיה ביניהם.
    למרות שאינטואיטיבית הקשר ברור, חסר לי החיבור בין שתי התופעות/ מושגים הללו
    בתודה, הללי

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאנה גריבנין

    אנרגיה וכח

    אנרגיה היא עבודה היכולה להתבצע ע"י כוח. כוח הוא עבודה ליחידת מרחק. בדוגמא שהבאת, אנרגיית הקשר היא אנרגיה פוטנציאלית האגורה במערכת, והיא שווה לעבודה שיש להשקיע על מנת להפריד בין החלקיקים ו"לשבור" את הקשר הקוולנטי. כדי להפריד בין החלקיקים יש להשקיע כוח אשר יגרום להתרחקותם זה מזה עד אשר במרחק מסויים החלקיקים כבר לא יימשכו זה אל זה.
    הכח המינימלי שיש להפעיל בכל רגע נתון כפול המרחק שווה לעבודה, והעבודה שווה לאנרגיה האצורה במערכת.
    כמובן שיש לקחת בחשבון שברגע שאתה מפעיל כח ומרחיק את החלקיקים זה מזה בקצת, כעת עליך להשקיע כח שונה על מנת להמשיך להרחיק אותם אחד מהשני, כיוון שכח המשיכה ביניהם תלוי במרחק ביניהם, אם שינית את המרחק בינהם גם הכוח בינהם השתנה.

  • הללי

    תודה

    פשוט וברור - תודה

  • מאור

    וואט שעה

    איך אפשר להגיד וואט שעה שוואט זה בעצם גאול לשנייה ואז נוצר מצב שמחלקים שעה בשנייה ללא התאמה??
    ואם מוצר צורך 19.5 וולט ו4.62 אמפר אז המכשיר צורך 90 וואט שזה 90 גאול לשנייה נכון??