חשמל

صفحة: 117

מטען חשמלי היונים הקדמונים הכירו את התופעה הבאה : כאשר מחככים גוש ענבר במטלית בד יבשה , הוא מושך אליו עצמים קטנים . מהמלה " אלקטרון", שפרושה ביונית " ענבר", נגזר אפוא השם לחשמל בשפות רבות . אולם תופעה זו מתרחשת גם בחמרים אחרים , כמו למשל בזכוכית או בפלסטיק , ואפשר להבחין בה בקלות ביום ששורר בו מזג אויר יבש : מחככים מסרק פלסטיק במטלית , ואז הוא מושך אליו פסות ניר קטנות . כיום אנו אומרים שחכוך הענבר בבד מקנה לו מטען חשמלי . יש שני סוגי מטען חשמלי : חיובי ושלילי . כאשר מטען חשמלי פוגש במטען שלילי בעל אותו גדל , הם מבטלים זה את השפעתו של זה . חכוך הענבר מקנה לו מטען שלילי , בעוד שחכוך הזכוכית מקנה לה מטען חיובי . סבת המטען החשמלי המופיע בעת חכוך היא שכל חמר מרכב מאטומים , שבכל אחד מהם יש גרעין בעל מטען חשמלי חיובי , וסביב הגרעין נעים אלקטרונים בעלי מטען שלילי . במצב רגיל המטענים החיוביים והשליליים שבחמר מבטלים זה את זה , אולם חכוך הענבר בבד גירם למעבר של חלק מהאלקטרונים מן הבד אל הענבר . עדף האלקטרונים שבענבר הוא המקנה לו את המטען השלילי , בעוד שבמילית יש חסר של אלקטרונים ולכן היא נטענת במטען חיובי . בעת חכוך זכוכית , האלקטרונים עוברים בכוון ההפוך - מן הזכוכית אל המטלית . בשיטת היחידות המטרית , יחידת המטען החשמלי נקראת בשם קולון . כח חשמלי בין שני גופים , שיש להם מטען חשמלי , פועל כח , הנקרא כח חשמלי או כח אלקטרוסטטי . אם שני המטענים הם בעלי אותו סימן - כלומר , שניהם חיוביים או שניהם שליליים - ידחה אותם הכח החשמלי זה מזה , ואם הם בעלי סימנים מנגדים - האחד חיובי והשני שלילי - ימשך אותם הכח החשמלי זה אל זה . עצמת הכח החשמלי עומדת ביחס ישר למכפלת גדלי המטענים , וביחס הפוך לרבוע המרחק שבין הגופים . את החק הזה גלה המדען הצרפתי שרל אוגיסטן קולון ב - 1785 , והוא נקרא על - שמו . הפיסיקאים מתארים כיום את פעלת הכח החשמלי לא כפעלה ישירה של המטען האחד על המטען האחר , אלא כפעלה המתרחשת בתווכה של ישות פיסיקלית מיחדת , הנקראת שדה חשמלי . המטען האחד יוצר במרחב שסביבו שדה חשמלי , והוא המפעיל את הכח על המטען האחר . כאשר מטענים חשמליים נמצאים בתנועה , פועל ביניהם כח נוסף , הנקרא כח מגנטי . גם לכח המגנטי יש שדה משלו , הנקרא שדה מגנטי . צרופם של השדה החשמלי ושל השדה המגנטי נקרא שדה אלקטרומגנטי . זרם חשמלי הזרם החשמלי הוא תנועה של מטענים חשמליים . בחמר הוא זורם באמצעות תנועה של האלקטרונים . יש שני סוגים של זרם חשמלי : זרם ישר וזרם חלופין . הזרם הישר זורם תמיד בכוון אחד , בעוד שזרם החלופין מחליף את כוונו וזורם פעם לכוון האחד ופעם לכוון ההפוך . לדגמה , הזרם החשמלי הנוצר באמצעות סוללה חשמלית הוא זרם ישר , בעוד שהזרם המופק משקעי החשמל שבקיר הוא זרם חלופין . בישראל , זרם החלופין שמקורו ברשת החשמל מחליף את כוונו כחמשים פעם בשניה . בשיטת היחידות המטרית , יחידת הזרם החשמלי נקראת אמפר . אפשר להבדיל בין חמרים שונים על פי יכלתם להוליך את הזרם החשמלי . חמרים שהזרם החשמלי עובר דרכם בקלות , כמו למשל מתכות שונות , נקראים בשם מוליכים , וחמרים שהזרם החשמל עובר דרכם בקשי רב , כמו זכוכית , פלסטיק וחרסינה , נקראים מבדדים . את כבלי החשמל מיצרים אפוא ממתכת - כגון נחשת - כדי שהזרם החשמלי יוכל לזרם דרכם , ובדרך כלל מצפים איתם בשכבת חמר מבדד , כדי שהזרם לא יעבר מהם לגופים אחרים הנוגעים בהם במקרה . זרם , מתח והתנגדות כדי ליצר זרם חשמלי , יש צרך במקור חשמל מתאים , כמו למשל סוללה חשמלית . לסוללה החשמלית שני קטבים : תחנת הכוח רדינג , השוכנת על שפת ימה של תל - אביב , מספקת חשמל לתושבי גוש דן , בתחנה מפיקים חשמל מדלק נוזלי . מעגל חשמלי פשוט , הסוללה מזרימה זרם של אלקטרונים מהקוטב השלילי שלה , דרך התנגדות חשמלית ( נגד ) , אל הקוטב החיובי . את עוצמת הזרם העובר במעגל אפשר למדוד במד זרם ( אמפרמטר ) , ואת הפרש המתחים בין קצות הנגד אפשר למדוד במד מתח ( וולטמטר ) . מכיוון שהאלקטרונים הם בעלי מטען חשמלי שלילי , נוהגים לסמן את כיוון זרימת הזרם החשמלי בניגוד לכיוון תנועת האלקטרונים . אולם זהו סימון בלבד , ואין לו משמעות פיסיקלית ,

السابق  |  التالي