מעגל זרם חילופין (AC) הוא מקור המתח הקיים בין השאר בשקע הביתי שלנו (בניגוד לזרם ישר DC שקיים בעיקר בסוללות). בניגוד למעגל הפשוט שבו דנו ביישומון איך פועל מעגל חשמלי (מתחילים), מעגל חשמלי בכלי חשמל מודרני מכיל הרבה יותר רכיבים מאשר נגד וסוללה בלבד. במעגלים כאלה קיימים גם רכיבים כמו קבל, משרן וכמובן מקור מתח חילופין.

ביישומון שלפנינו תוכלו לבנות מעגל חשמלי מורכב יותר. יש כמובן עוד רכיבים חשמליים רבים נוספים שאינם מצויים גם בו. לצפייה ביישומון לחצו על התמונה ופתחו את הקובץ המקושר (יישומון ג'אווה).


היישומון הופק במסגרת פרויקט PhET של אוניברסיטת קולורדו
להורדת היישומון ולהרצתו על המחשב
לחצו כאן
אם אינכם מצליחים להעלות את היישומון, התקינו את תוכנת Javaweb. לחצו כאן
והתקינו לפי ההוראות.

ביישומון הקודם (ראו קישור למעלה) התנסיתם בבניית מעגל חשמלי בסיסי של זרם ישיר ונגד. כעת הגיע הזמן לבנות מעגל יותר מורכב המכיל מקור מתח חילופין (AC) ורכיבים חדשים כמו קבל ומשרן (משרה). נתחיל בהסבר כללי על הרכיבים החדשים:

מקור מתח חילופין: מקור מתח שמספק הפרש פוטנציאל (מתח) חשמלי בין הדקיו, ששמשנה את כיוונו וגודלו בתדירות קבועה (המתח מתנהג כמו פונצקיית הסינוס במתמטיקה). מערכת החשמל הביתית שלנו עושה שימוש בזרם חילופין, משום שקל יחסית לשנות את המתח שלו וכך להעביר אותו על פני מרחקים גדולים תוך אובדן מזערי של אנרגיה בדרך. זרם חילופין שימושי מאוד גם בהנעת מנוע חשמלי.

קבל: רכיב חשמלי שמורכב משני לוחות עם תווך מבודד ביניהם. הקבל מסוגל להיטען ולאגור בתוכו אנרגיה חשמלית. קבלים משמשים למגוון גדול של תפקידים, כגון המרת זרם חילופין לזרם ישר, שימוש כמקור מתח זמני (בדומה לסוללה), אמצעי לאכסון זיכרון ועוד.

משרן (משרה/סליל השראה): רכיב חשמלי שבנוי בצורת סליל סביב גליל, שמסוגל לאגור זרם ולהגדיל את השדה המגנטי. המשרן ממלא תפקיד מרכזי בפעולת השנאי (טרנספורמטור), שם הוא מאפשר לזרם חשמלי לעבור מסליל אחד לשני תוך אובדן מזערי של אנרגיה לסביבה.

ביישומון הזה עניינים מתחילים להיות מעניינים באמת. תוכלו להעזר בכלי מדידה נוספים, כמו שעון עצר למדידת קצב טעינה וטבלת זרם ומתח כדי לראות את מאפייני השינוי בזרם ובמתח. שימו לב שאתם יכולים גם לפרוק את הקבל והמשרן, לשנות את מידת הקיבול או ההשראה שלהם, וכמובן לקבל מידע על הקיבוליות או ההשראה שלהם. גם במאפייני מקור מתח החילופין אפשר לשחק באמצעות קליק ימני עם העכבר על הרכיב הרלוונטי.

נתחיל בבניית מעגל קבל-נגד-מקור מתח (משנה איזה?) ומשרן-נגד-מקור מתח. מה קורה כשהקבל או המשרן נטענים? האם התנגדות הנגד משפיעה על כך?

נמשיך בבניית מעגל שמכיל גם משרן וגם קבל עם מקור מתח ישר. מה אתם רואים? האם יש הבדל כשמשתמשים במקור מתח חילופין? מה לדעתכם הסיבה לכך?

כעת חזרו על הניסויים עם מעגל מקבילי. האם אתם רואים שינוי בזרם, במתח ובקצבי הטעינה של הקבל והמשרן?

ארז גרטי
המחלקה לכימיה ביולוגית
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 ואנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יקתבלו תמיד בברכה.

4 תגובות

  • בועז

    ללמוד אלקטרוניקה בקלות

    http://www.electroncs.net
    אתר ללימוד אלקטרוניקה למתחילים.
    כל מה שצריך לדעת בשביל ללמוד לבנות מעגלים אלקטרונים.

  • יותם

  • יותם

    קובץ לא נכון

    שלום רב
    שמי יותם ונעזרתי מאד במאמרים שלכם אך כאשר ניסיתי להוריד את היישומון למתקדמים שום דבר לא השתנה ואינני מצליח לאתר את הבעיה
    אשמח אם תוכלו לישלוח לי קובץ של המתקדמים
    תודה מראש יותם

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןארז גרטי