Shalhevet

    ליצירת קשר

    השאירו פרטים ואנו נחזור אליכם!

      מבוא לתורת החשמל

      לרשימת הקורסים

      לתחילת הקורס

      נושאי משימה מספר 17-001 + 17-002

      בגמר ההדרכה ולאחר ביצוע המטלות הנדרשות, החניך:

      1. ידע מהו הזרם החשמלי.
      2. יכיר שיטות שונות ליצור אנרגיה חשמלית.
      3. יכיר מספר מושגי יסוד בתחום החשמל.
      4. ידע מהם ההבדלים בין זרם ישר לזרם חילופין.
      5. יכיר מהו חשמל סטטי ויבין כיצד הוא נוצר.
      6. ידע את סכנותיו של החשמל הסטטי.
      7. יכין עבודת בית בנושא הנלמד.
      8. יזוכה, על-פי ביצוע המטלות, בימי ההשתלמות המוכרים מטעם משרד הכלכלה, לצורך קבלת אישור כשירות כממונה על בטיחות בעבודה.

      מבוא לתורת החשמל – (דף 1)

      בשיעור נלמד על:

      • תיאורית האלקטרון החופשי.
      • חוק אוהם.
      • שיטות לייצור אנרגיה חשמלית.
      • זרם ישר וזרם חילופין.
      • עבודה והספק.
      • החשמל בישראל.

      מבוא לתורת החשמל – (דף 2)

      תיאורית האלקטרון החופשי

      כל החומרים מורכבים מאטומים.

      כל אטום מורכב מגרעין (Nucleus) ו"קליפות" (מסלולים דמיוניים בהם נעים האלקטרונים).

      בתוך הגרעין נמצאים הפרוטונים והנויטרונים (לצורך הסבר זה נתעלם מהם) ובקליפה נעים אלקטרונים שלהם מטען חשמלי שלילי.

      מאחר והחומר מורכב מהרבה אטומים, הצמודים זה לזה בכוח משיכה, עשויים אלקטרונים הנעים בקליפה החיצונית, שמחברת בין אטום לאטום לנוע – "לקפוץ" – מאטום לאטום.

      אלקטרונים אלה, הנעים מאטום לאטום, נקראים – "אלקטרונים חופשיים".

      יכולת התנועה של האלקטרון החופשי תלויה באנרגיה המושקעת בו ובכוח המשיכה של הגרעין.

      כאשר מושקעת אנרגיה מספקת, משתחררים הרבה אלקטרונים ונוצר זרם חשמלי.

      מבוא לתורת החשמל – (דף 3)

      הזרם החשמלי

      האלקטרונים יכולים לנוע בכיוון אחד – זרם ישר או בכיוונים מתחלפים – זרם חילופין.

      עצמת הזרם החשמלי, נמדדת באמפרים. היא תלויה בגודל האנרגיה, נמדדת בוולטים, שגרמה לתנועה ובהתנגדותו של המוליך, נמדדת באוהמים, דרכו נעים האלקטרונים.

      ככל שמשקיעים יותר אנרגיה חשמלית – יותר מתח – גדלה עצמת הזרם.

      יחס זה בין מתח, זרם והתנגדות מוגדר על ידי חוק אוהם.

      מבוא לתורת החשמל – (דף 4)

      שיטות לייצור אנרגיה חשמלית

      כאמור, כדי לגרום לאלקטרונים לנוע וליצור זרם חשמלי, יש לחבר את המעגל למקוראנרגיה חשמלית.

      להלן מספר דרכים המשמשות לייצור מתח חשמלי:

      חיכוך:

      חיכוך של שני חומרים שונים יוצר מטען אלקטרוסטטי. למעשה, בדרך כלל אין לנו שליטה על החשמל הסטטי ובהמשך נתיחס לנושא.

      אור:

      ישנם חומרים המגיבים לאור ומייצרים מתח חשמלי (נמוך יחסית). חומרים אלו נקראים תאים פוטו אלקטרים וניתן למצוא אותם במצלמות.

      לחץ:

      הפעלת לחץ על גביש מיוחד יוצרת מתח חשמלי רגעי. לדוגמא: תופעה זו מנוצלת במציתים לכיריים חשמליים

      מבוא לתורת החשמל – (דף 5)

      שיטות לייצור אנרגיה חשמלית – המשך

      ריאקציה כימית:

      שיטה זו, בין הנפוצות ביותר, משמשת לייצור מתח ישר במצברים ובסוללות.

      למעשה, היא מבוססת על זוג (או מספר רב של זוגות) אלקטרודות טבולות בתוך אלקטרוליט (חומצה או בסיס).

      כל עוד האלקטרוליט פעיל מבחינה כימית הוא מסוגל לגרום להצטברות אלקטרונים על האלקטרודה השלילית והמצבר/ סוללה טעונה ומשמשת ליצירת זרם חשמלי ישר.

      חום:

      חימום שתי מתכות – צמד טרמואלקטרי – יוצר מתח חשמלי נמוך ביותר.

      שיטה זו משמשת למדידת טמפרטורות גבוהות.

      מבוא לתורת החשמל – (דף 6)

      שיטות לייצור אנרגיה חשמלית – המשך

      מגנטיות:

      זוהי השיטה השניה הנפוצה ביותר.

      היא מבוססת על תנועתו של מוליך חשמלי בתוך שדה מגנטי.

      ככל שהמוליך יהיה ארוך יותר – השדה המגנטי יהיה חזק יותר – ומהירות התנועה גבוהה יותר, יוצר מתח חשמלי גבוה יותר.

      לכן, משתמשים בהרבה מוליכים מלופפים אחד על השני.

      נהוג להשתמש באלקטרומגנט.

      המכונות המבוססות על שיטה זו נקראות גנרטורים ואלטרנטורים.

      להמחשת השיטה, ניזכר בדינמו המורכב על האופניים.

      ככל שאנו רוכבים מהר יותר – מתחזקת עצמת המנורה.

      מבוא לתורת החשמל – (דף 8)

      עבודה והספק חשמליים

      לאחר שראינו מהו הזרם החשמלי והבנו את הקשר בין עצמת המתח לעצמת הזרם החשמלי – חוק אוהם – עלינו להבין מהם עבודה והספק חשמליים.

      כאשר זורמים האלקטרונים בתוך המוליך החשמלי הם מבצעים עבודה, שבדרך כלל מלווה בחום – גע בכבל החשמלי של המזגן לאחר פעולה ממושכת.

      לדוגמא: אם על נורת ליבון רשום 220v/60w ניתן לאמר שההספק שהמנורה מפיקה ב 220v יהיה שווה ל – 60w.

      מבוא לתורת החשמל – (דף 9)

      עבודה והספק חשמליים -המשך

      כאשר הזרם זורם דרך גוף חימום – תנור אפיה, דוד מים – מומרת האנרגיה החשמלית לאנרגיה תרמית. אם הזרם זורם במנוע חשמלי, נוצרת אנרגיה מגנטית ההופכת לאנרגיה מכנית – מקדחה, מתנע המכונית. כדי לחשב את העבודה החשמלית ואת

      ההספק החשמלי (עבודה ביחידת זמן) משתמשים בערכים הבאים:

      עבודה:

      האנרגיה החשמלית המושקעת

      • ג'אול – וואט בשניה.
      • וואט לשעה.

      הספק:

      עבודה ביחידת זמן

      • וואט
      • 657 כוח סוס = וואט

      מבוא לתורת החשמל – (דף 10)

      עבודה והספק

      עבודה חשמלית  =

      הספק חשמלי      =

      זרם x מתח x זמן

      זרם x מתח

      בזרם חילופין קיימים שלושה סוגי הספקים:

      הספק מדומה = הספק שאינו מתחשב באופי המעגל

      S=E x I

      הספק ממשי = הספק המתחשב באופי המעגל

      P=E x I cos

      הספק ריאקטיווי = ההספק המוחזר למקור המתח

      Q=E x I syn

      סיכום ביניים

      עד לנקודה זו למדנו ש –

      – זרם חשמלי נוצר עקב תנועת אלקטרונים חופשיים.
      – האלקטרונים זורמים כתוצאה מאנרגיה חשמלית המופעלת עליהם.
      – ניתן לייצר חשמל באמצעים: כימיים, אור, חימום, לחץ, מגנטיות וחיכוך.
      – כשהזרם זורם הוא מבצע עבודה חשמלית.
      – עבודה חשמלית ביחידת זמן נקראת הספק חשמלי.

      במעגלי זרם חילופין AC קיימים שלושה סוגי הספקים:

      • הספק ממשי.
      • הספק מדומה.
      • הספק ריאקטיוו.

      מבוא לתורת החשמל – (דף 12)

      מתח וזרם בישראל

      • מתח חד פאזי – 220 וולט 50 הרץ.
      • מתח שלוב – 380 וולט 50 הרץ.
      • מתח נמוך מאוד – עד 50 וולט.
      • מתח נמוך – בין 50 וולט ל-1,000 וולט.
      • מתח נמוך ברשת כבלים – עד 65 וולט.
      • מתח גבוה – מעל 1,000 וולט.

      תזכורת

      • וולט – יחידת המתח החשמלי.
      • הרץ – יחידת התדירות בזרם חילופין

      מבוא לתורת החשמל – (דף 13)

      "הובלת" חשמל – חברת החשמל מייצרת מתח תלת פאזי ובאמצעות שנאים מעלה אותו – 400 קילו וולט.

      מתח גבוה זה מועבר ברשת עילית לתחנות השנאה במקומות שונים בארץ.

      בתחנות ההשנאה מונחת המתח לערים, מפעלים ושכונות.

      בסוף הדרך מגיע מתח של 220 וולט לדירה באמצעות השנאי שברחוב

      זכור!

      אנו זקוקים להשנאה כדי למנוע מפלי מתח בקווים. 

      זכור כי – R x I2 = E (חוק אוהם)

      מבוא לתורת החשמל – (דף 14)

      מתח חילופין – פאזי ותלת-פאזי .

      תחנת הכוח מייצרת מתח תלת-פאזי מאחר ולגנרטור יש שלוש יציאות- לכל אחת מתח זהה הנקרא מתח חד-פאזי.

      מאחר והגנרטור מסתובב- זכור, גנרטור מבוסס על מגנט המסתובב בתוך שדה מגנט- ניתן לאמר שבין כל פאזה יש הפרש מופע של 1200.

      chash_13.gif

      ישנם מתקנים חשמליים המוזנים במתח חד-פאזי (מירב הציוד הביתי) וישנם המוזנים בשלושת מתחי היציאה- מתח תלת-פאזי.

      בהזנה תלת-פאזית מקבלת המכונה החשמלית שלושה מקורות אנרגיה ומעשה היא מספקת הספק הגדול פי שלושה ממכונה חד-פאזית.

      מבוא לתורת החשמל – (דף 15)

      חשמל סטטי

      כל חומר שואף לשמור על איזון חשמלי, מצב בו אין לחומר עודף אלקטרונים – אותם קיבל מחומר אחר – או חוסר באלקטרונים – מצב בו נלקחו ממנו אלקטרונים על ידי חומר אחר.

      בכל מקרה בו חל שינוי במצבו החשמלי של החומר ניתן לאמר שהצטבר בו מטען חשמלי:

      • שלילי – במקרה של עודף באלקטרונים.
      • חיובי – במקרה של חוסר באלקטרונים.

      חוסר האיזון נוצר, בדרך כלל, עקב חיכוך בין שני חומרים שונים והוא מוגדר כחשמל סטטי.

      בניסויים נמצא שחשמל סטטי "אוהב" להתרכז בחודים.

      בניסויים נמצא שחשמל סטטי "אוהב" להתרכז בחודים – אפקט החוד.

      עובדה זו מנוצלת בפורקי חשמל סטטי במטוסים ובקולטי ברק המורכבים במבנים ועמודי חשמל.

      מבוא לתורת החשמל – (דף 16) 

      סכנות החשמל הסטטי

      חשמל סטטי מאופיין במתח גבוה וזרם נמוך.

      המתח הגבוה של החשמל הסטטי גורם לו להתפרק בכל פעם שהחומר הטעון בא במגע עם חומר שמטענו נמוך יותר.

      פריקת חשמל סטטי יוצרת ניצוצות הגורמים:

      • חוסר נוחות לאדם (למשל במכונית).
      • התלקחות בעת תדלוק.
      • התלקחות מנוכחות גזים נפיצים.
      • נזק למחשבים.

      ב-17 ליולי 1996, התרסק מטוס B-747 של חברת TWA בטיסה 008.

      החוקרים סברו שחשמל סטטי הצית את אדי הדלק במיכל המרכזי.

      מבוא לתורת החשמל – (דף 17)

      Series Triboelectric

      הטבלה הבאה מתארת את סוג המטענים בהם יטענו חומרים המתחככים זה בזה.

      ככל שהחומר נמצא במקום גבוה יותר בטבלה, הוא יאבד אלקטרונים (ויהפוך לחיובי) – לחומר הנמוך (שיהפוך לשלילי).

      • Fur – פרווה
      • Flannel – פלנל
      • Ivory – שנהב
      • Crystals – קריסטל
      • Glass – זכוכית
      • Cotton – כותנה
      • Silk – משי
      • The human body – גוף האדם
      • Wood – עץ
      • Metals – מתכת
      • Sealing Wax – שעווה
      • Resins – שרף
      • Guncotton – חומר נפץ

      בעת פריקת מטען חשמלי, החומר השלילי – עודף אלקטרונים- מתפרק לחומר חיובי – חוסר באלקטרונים.

      מבוא לתורת החשמל – (דף 18)

      לסיכוםחשמל סטטי נוצר כאשר שני חומרים מתחככים זה בזה.

      כל אחד מהחומרים יכול להתפרק בבואו במגע עם כל חומר שמטענו החשמלי שונה.

      למעשה זוהי הסכנה בחשמל סטטי- נטייתו להתפרק.

      לדוגמא:

      אדם ההולך על שטיח עשוי להטען בחשמל סטטי.
      מטען זה עלול להתפרק על כל חומר בו יגע האדם הטעון לדוגמא: ידית של דלת או לחיצת יד עם אדם אחר.

      כדי למנוע סכנת היווצרות חשמל סטטי, נהוג לחבר חלקי מתקנים בעלי סיכון, בינם לבין עצמם באמצעות תקשיר או Bonding.

      מבוא לתורת החשמל – (דף 19)

      ביביליוגרפיה וירטואלית

      לפניך רשימת אתרים. לחיצה על הכתובת תקשר אותך ישירות לאתר.

      בחר לך נושא משימה, מתוך נושאי המשימה בדף הבא, גלוש באתרים, בכולם, ובצע את המטלה.

      http://www.panasonic.com/industrial_oem/battery

      battery_oem/batteries_oem_home.htm

      מבוא לתורת החשמל – (דף 20)

      נושאי משימה

      נושא משימה מספר 17-001:

      "כנס" לאחד האתרים המספקים מידע על סוללות וערוך השוואה בין סוללות 3v ליתיום Lithium לסוללות 3v ניקל קדמיום Nicuel Cadmium וסוללות 3v אלקליות Alkaline.

      בנה טבלה שבה מפורטות התכונות השונות שמצאת ונסה לתאר מה היתרונות והחסרונות לכל אחד מהסוגים.

      נושא משימה מספר 17-002:

      • פתח את ארון החשמל שבביתך.
      • שמור על כללי הבטיחות.
      • ערוך רשימת מנתקי מעגל וערכיהם.
      • הסבר מה הקשר בין הערך המופיע על המנתק לבין המכשיר עליו הוא מג.

      מבוא לתורת החשמל – (דף 21)

      הנחיות עבודה:

      1. באפשרותך לענות על יותר מנושא משימה אחד. כל נושא משימה מזכה ביום השתלמות בודד.
      2. את פתרון נושא המשימה עליך לכתוב במעבד תמלילים Word בהיקף שלא יעלה על 1,000 מילים מודפסות. בראש העבודה יש לציין את הפרטים הבאים: שם, ת.ז., כתובת,  טלפון, E-mail, מקום עבודה, תפקיד, תאריך ביצוע העבודה ומספר נושא המשימה.
      3. באפשרותך לשלוח את הפתרון בדואר אלקטרוני לכתובת shalhevet@shalhevet.co.il או לחילופין על גבי דיסקט, בדואר, לכתובת שלהבת מערכות מידע בע"מ, רח' פריימן יעקב 20, ראשל"צ 75358, בצרוף המחאה לפקודת שלהבת – מערכות מידע בע"מ, על סך 236 ש"ח (המחיר כולל מע"מ) לכל נושא משימה.
      4. לאחר בדיקת פתרון נושא המשימה יועבר אליך אישור על השתתפות ביום השתלמות, על-פי דרישות תקנות ארגון הפיקוח על העבודה (ממונים על הבטיחות), לצורך קבלת אישור כשירות.
      5. שלהבת מערכות מידע בע"מ – מנהלת האתר, שומרת לעצמה את הזכות לפרסם עבודות נבחרות באתר. השתתפות בקורס בפועל, על-פי התנאים המפורטים לעיל מהווה אישור גורף לפירסום העבודה.
      6. שלהבת מערכות מידע בע"מ, תעביר הודעה למשרדי מינהל הבטיחות והבריאות התעסוקתית, במשרד הכלכלה, על ביצוע הקורס.

      בהצלחה!

      ליצירת קשר השאירו את הפרטים ואנו ניצור אתכם קשר

        שיעורים שלנו

        תאורה

        לרשימת הקורסים לתחילת הקורס נושאי משימה מספר 43-001 + 43-002 מטרות הקורס בגמר הההדרכה ולאח...
        קרא עוד
        חברת פרסום דיגיטלי חברת פרסום דיגיטלי
        דילוג לתוכן