|
|
Page:111
1 . 3 המעגל החשמלי בתחילת הפרק תואר זרם חשמלי בתיל שמחבר שני כדורים מוליכים . זרם כזה הוא מטבעו קצר חיים , והוא נפסק כאשר הפוטנציאלים על שני הכדורים משתווים . כדי שבתיל יזרום זרם ישר , יציב וקבוע , יש ליצור אספקה קבועה של מטען לקצה אחד של התיל , ולדאוג לסילוק המטען המגיע לקצהו השני . נשתמש כאן שוב בהשוואה שערכנו קודם בין זרם חשמלי לבין זרם מים . כדי לקיים זרימה של מים בצינור , יש לגרום לכך שמים ייכנסו לצינור מקצה אחד ויצאו מהקצה השני . ההתקן שבעזרתו מכניסים מטען לקצה אחד של התיל ומוציאים אותו מהקצה השני נקרא מקור מתח או מקור זרם ( בהמשך נשתמש גם בשם מקור כוח אלקטרומניע . ( מקור מתח נפוץ לזרם ישר הוא הסוללה החשמלית . על הסוללה בפנס כיס , לדוגמא , רשום , 1 . 5 V ויש בה שני הדקים ממתכת . פעילות כימית המתרחשת בתוך הסוללה יוצרת הפרש פוטנציאלים קבוע של 1 . 5 וולט בין שני ההדקים הללו ( בעקרון הפעולה של הסוללה נדון בסעיף . ( 3 . 1 שני ההדקים מחוברים זה לזה בעזרת רצף של מוליכים , שחלק ממנו הוא חוט הלהט של הנורה . ברצף הזה יש מפסק , שיכול להיות באחד משני מצבים : סגור או פתוח . כשהמפסק סגור , יש חיבור רצוף של מוליכים בין ההדקים , וכשהוא פתוח על מבנה הסוללה החשמלית תלמד בפרק 4 ( סעיר pro שליליים . תנועה של מטען שלילי מנקודה A בתיל לנקודה , 5 שקולה לתנועה של מטען חיובי מ 5 ל ^ למעשה , רק בניסוי מתוחכם מסוים אפשר לגלות את הסימן של נושאי המטען + ) או . ( - רוב המדידות והניסויים אינם מסוגלים כלל לקבוע אם הזרם החשמלי בהתקן מסוים נישא על ידי חלקיקים חיוביים , שליליים או משני הסוגים גם יחד ! לכן אנו אומרים שכיוון הזרם החשמלי באיור 1 . 1 הוא שמאלה , למרות שאנו יודעים שבתיל מתכת היונים החיוביים קבועים במקומם והאלקטרונים , הניידים , נעים ימינה . למעשה , אפשר לחשוב על הזרם בתיל מתכת כעל זרם של חלקיקים חיוביים , גם אם במציאות המצב שונה . . 2 התיאור הסכימתי באיור 1 . 1 עלול ליצור את הרושם שהזרם החשמלי נישא על ידי חלקיקים שנעים בכיוון אחד ובמהירות אחידה . במציאות אין זה כך . בהיעדר שדה חשמלי , האלקטרונים בתיל נתונים בתנועה תרמית אקראית לכל הכיוונים . תנועה זו דומה לתנועה של אטומים בגז , שעליה למדנו ביחידה ) . 3 אצל היונים החיוביים שבמתכת , לעומת זאת , התנועה התרמית מתבטאת בתנודות סביב מקומותיהם הקבועים ( . כאשר מופעל שדה חשמלי על המוליך , התנועה האקראית של האלקטרונים נמשכת , אך במקביל לכך מתחזק הרכיב של המהירות שבכיוון ההפוך לשדה . כתוצאה מכך , למרות שהמהירות של האלקטרונים ברגע נתון אינה אחידה , ואין הם נעים כולם כאחד בכיוון "הנכון" ( כלומר , הפוך לכיוון השדה , ( המהירות הממוצעת של האלקטרונים היא בכיוון זה . שתי ההערות האחרונות מתייחסות לתיאור המיקרוסקופי או האטומי של תופעת הזרם החשמלי . לפי התיאור המקרוסקופי , כלומר זה המסתמך על מכשירי מדידה מקובלים ואינו משתמש בתיאוריה האטומית , הזרם החשמלי ניתן לתיאור כתנועה אחידה ומסודרת של מטען רציף , הזורם בתיל כמו מים בצינור . התיאור הזה יספיק לנו בדרך כלל , אם כי מפעם לפעם נזדקק גם לתיאור המיקרוסקופי כדי להבין תופעות מסוימות . כשנדבר על זרם , נתייחס בדרך כלל לתנועה של מטען חיובי היפותטי . גם אם בפועל נושאי המטען הם אלקטרונים שליליים .
|
|