נצילות: היחס שבין האðרגיה המðוצלת במערכת , EConsumer לבין האðרגיה המושקעת בה בה ETotalמוגדר בתור ðצילות המערכת ויחושב : ðיתן גם לחשב ðצילות גם לפי יחס ההספקים הð"ל : הðצילות היא גודל שברי חסר יחידות. [email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
[email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
[email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
[email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
המעגל החשמלי, חיבור טורי של נגדים [email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
המעגל החשמלי – סימונים ומוסכמות: המעגל החשמלי הבסיסי מורכב מהרכיבים הבאים: 1.מקור מתח – רכיב המייצר מתח חשמלי. 2.מוליכים –מחברים בין חלקי המעגל ליצירת מעגל חשמלי סגור. 3.צרכנים –משמשים להמרת אנרגיה חשמלית 4.מפסקים –פיקוד המעגל ( סגירה ופתיחה של המעגל החשמלי ) [email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
מוסכמות: הזרם במעגל מוגדרת בתור תðועת מטעðים חיוביים והולך מהפוטðציאל הגבוה לפוטðציאל הðמוך. הזרם במקור המתח הולך מהפוטðציאל הðמוך לגבוה – דרך הקו המקביל הקצר כלפי הקו הארוך. ðקודת הפוטðציאל של הקו הקטן של מקור המתח תהיה v0 וביחס אליה ימדדו כל ðקודות הפוטðציאל במעגל. החוטים במעגלים החשמליים שðעסוק בהם הם אידיאליים ולכן הפוטðציאל לאורך חוטים אלו לא ישתðה. [email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
מדידת זרם ומתח במעגל חשמלי חיבור מד זרם –אמפרמטר : מכשיר מדידה למדידת עוצמת הזרם החשמלי. האמפרמטר מחובר למעגל החשמלי בטור לרכיב אשר דרכו מעוניינים למדוד את הזרם . לאמפרמטר אידיאלי תהיה התנגדות פנימית אפס (0 ,(ולכן כאשר זורם דרכו זרם אין עליו מפל מתח.יש להתחשב בהתנגדותו הפנימית (חלק מהמעגל), השאיפה שהתנגדותו הפנימית תהיה קטנה ככול האפשר. חיבור מד מתח – וולטמטר. מדידת מתח חשמלי נעשית באמצעות וולטמטר . הוולטמטר מחובר למעגל חשמלי במקביל לרכיב אשר עליו מעוניינים למדוד את המתח . לוולטמטר אידיאלי יש התנגדות אינסופית, כלומר : לא יזרום דרכו זרם ולכן אינו משפיע על הזרמים במעגל. [email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
תכונות המעגל הטורי: כאשר מחברים נגדים (צרכנים) בטור אחד לשני , יש להם התנגדות כללית Rt שמייצגת נגד אחד השקול לכל הנגדים בטור והוא יהיה סכום הנגדים Rt = R1 + R2 + R3 + ……..RnRt = 8 + 5 + 9 = 22 Ω [email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
בענף טורי זורם זרם אחד בלבד דרך כל הנגדים באותו כיוון ובאותה עוצמה מהסיבה שזרם תמיד יחזור לנק' שממנה הוא יצא באותו כיוון ובאותה עוצמה. כיוון הזרם : נקבע ע"פ מקור האנרגיה , כאשר יש מקור אחד במעגל הזרם תמיד מההדק החיובי להדק השלילי של המקור עוצמת הזרם : עוצמת הזרם תלויה בכל מרכיבי המעגל ולפי חוק אוהם It = IR1 = IR2 = IR3 …….IRn את המתח וההספק על כל אלמנט במעגל , יש לחשב בהתאם לערך הנגד [email protected] יוסף נעמה – 5644996-050 I=
E= 25v R2= 6Ω R3= 4Ω R1= 8Ω עבור המעגל הנתון , חשב : 1התנגדות כללית . 2זרם כללי . 3מתח על פני כל נגד. 4הספק על כל נגד. 5מאזן הספקים . 6נצילות המעגל עבור הנגדים R1 ו R2 [email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
Rt = R1 + R2 + R3 = 8 + 6 + 4 = 18 Ω It = E / Rt = 25/18 = 1.388 A U1 = IR1 x R1 = 1.388 x 8 = 11.111 v U2 = IR2 x R2 = 1.388 x 6 = 8.333 v U3 = IR3 x R3 = 1.388 x 4 = 5.555 v ≈ 25v PR1 = IR1² x R1 = 1.388² x 8 = 15.412 wPR2 = IR2² x R2 = 1.388² x 6 = 11.559 wPR3 = IR3² x R3 = 1.388² x 4 = 7.706 w≈ 34. 7wPe = It x Ut = 1.388 x 25 = 34.7wή= (PR1 + PR2) Pe x 100 = IR3 = IR2 = IR1. = ד .ג .ב .א [email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
[email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
[email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
[email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
[email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
[email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
[email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
[email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
חיבור מקבילי של נגדים [email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
טכניקות בניתוח מעגלים חשמליים חיבור נגדים בטור ובמקביל הגדרות יסודיות: 1 .צומת - ðקודת מפגש בין שלושה אלמðטים חשמליים שוðים או יותר. 2 .עðף - קטע המחבר בין שðי צמתים ומכיל אלמðט חשמלי אחד לפחות. 3 .חיבור בטור: חיבור של רכיבים בזה אחר זה, כך שקצה של רכיב אחד מחובר לתחילת הרכיב הבא. בחיבור טורי הזרם בכל האלמðטים שווה והמתח בהדקים הקיצוðיים שווה לסכום המתחים על כל אלמðט בðפרד. 4 .חיבור במקביל: חיבור של אלמðטים בעלי שðי הדקים כך שכל הדק של אלמðט אחד מחובר להדק של האלמðט השðי. בחיבור במקביל המתח על כל האלמðטים שווה והזרם הכולל בהדקים הקיצוðיים שווה לסכום הזרמים בכל אלמðט בðפרד. [email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
[email protected] יוסף נעמה – 5644996-050 I1 + I2 + I4 = I5 + I3
חיבור נגדים – נוסחאות וחוקים: בחיבור טורי ההתנגדות השקולה תמיד תהיה גדולה יותר מהנגד בעל הערך הגדול ביותר. 1 .עבור N נגדים המחוברים בטור זה לזה, ההתנגדות והמוליכות השקולה הן: [email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
[email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
T I I I I I 1 2+3 2 3 I 2+3 I T [email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
[email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
עבור כל המעגלים הבאים חשב: א. את הזרם הכללי של המעגל. ב. הזרם על כל נגד. ג. את מאזן ההספקים של המעגל. ד. בהתייחס לנגד R1 כנגד העומס הרצוי במעגל, חשב את נצילות המעגל. [email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
[email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
[email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
חיבור מעורב של נגדים [email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
חשב את ההתðגדות השקולה עבור כל המעגלים הבאים: מעגל א: [email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
מעגל ב: [email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
מעגל ג: [email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
מעגל ד: [email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
תרגילים: [email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
[email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
[email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
[email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
[email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
זיהוי התנגדות שקולה מורכבת [email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
חוקי קירכהוף, מקור מתח מעשי, אופיין מתח זרם [email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
חוקי קירכהוף: 1 .חוק הזרמים של קירכהוף (KLC: ( סכום הזרמים הðכðסים וצומת ויוצאים ממðה שווה לאפס. 2.חוק המתחים של קירכהוף (KVL: ( סכום המתחים על פðי לולאה סגורה שווה לאפס. [email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
רכיבים שונים ומקורות מעשיים [email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
מקורות חשמליים אידיאליים: מקור מתח:מקור חשמלי המספק מתח קבוע למעגל וזרם המשתðה לפי ההתðגדות השקולה. מקור זרם:מקור חשמלי המספק זרם קבוע למעגל והמתח משתðה לפי ההתðגדות השקולה. [email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
מקורות חשמליים מעשיים: הגדרות: 1 .מקור מתח מעשי הוא מקור מתח אידיאלי עם ðגד בטור אליו. 2 .מקור זרם מעשי הוא מקור זרם אידיאלי עם ðגד במקביל אליו. 3 .במקור מתח אידיאלי: 0 r ובמקור זרם אידיאלי: r תיאור מקורות מעשיים: [email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
אופיין של מקור מתח מעשי : אופיין של מקור זרם מעשי : [email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
תרגילים: 1(לפניך גרף של אופיין של מקור חשמלי כלשהו. א. איזה מקור חשמלי מתאר האופיין?. ב. מהו ערך המקור החשמלי במצב האידיאלי?. ג. מהו ערך ההתנגדות הפנימית של המקור?. ד. כמה הספק נופל על המקור בנקודת ה. מצאהתנגדות עומס שתיתן נצילות עבודה של 40A.? של %80בחיבור זה בנקודת העבודה של 40A. [email protected] יוסף נעמה – 5644996-050
2 (לפניך מספר גרפים של מקורות מתח מעשיים ,ידועות ההתנגדויות הפנימיות של כל מקור : r1=5, r2=20, r3= 60א-התאם כל גרף מבין I-III למקור המתאים : U3,U2,U1. ב-מהו ערך המתח האידיאלי של מקורות אלו?. ג-איזה מתח יספק כל אחד מהמקורות עבור זרם של 300mA.? 1 (מצא את המתח בקירוב ע"י התבוננות בגרפים. 2 (חשב אנליטית את ערך המתח. ד-איזה מקור יספק את הזרם הכי גדול עבור מתח של 10v ? נמק. [email protected] יוסף נעמה – 5644996-050