שאלה כללית באלקטרוניקה (או פיזיקה)

[shay360]

שאלה שעלתה לי...

לצורך העניין אם יש לי מעגל שמורכב מסוללה נגד ולד הזרם אמור להיות שווה בכל הנקודות במעגל.

הנחה ראשונה: עפ"י חוקי האלקטרוניקה הזרם במעגל חשמלי סגור אמור להיות שווה.

הנחה שניה: זרם חשמלי הוא סוג של אנרגיה, כנ"ל האנרגיה הנפלטת מהלד בצורת אור והאנרגיה מהנגד הנפלטת בצורת חום.

הנחה שלישית: עפ"י חוק שימור האנרגיה: אנרגיה לא נוצרת ולא נעלמת, היא משנה צורה מסוג אנרגיה לסוג שונה.

אז השאלה שלי היא אם כמות האנרגיה שיוצאת מהסוללה חייבת לחזור אליה אז מאיפה מגיעה אנרגית האור שנפלטת מהלד או החום שנפלט מהנגד.

אשמח לתשובות מפי יודעי דבר

(למרות שיש לי הרגשה שהתשובה היא שפשוט ההנחה הראשונה נכונה רק לצורך חישובים...)

[שוקו]

ההנחה השלישית שלך לא נכונה,

מדובר במערכת שהאנרגיה עוזבת אותה, חלק מההספק של הסוללה מועבר דרך החוטים לנגד וללד ועוזב את המעגל לעולם הגדול, ומתישהו הסוללה תיגמר

[ravid]

האנרגיה שמגיעה אל רכיבים כמו נגד או לד (גורם מרסן) לא חוזרת... והאנרגיה מגיעה מן הסוללה שנניח לצורך העניין שהיא הגורם שמניע את הזרם.

החוק הראשון תופס יופי, רק צריך שמשהו יספק את הדרישה כמובן.

http://he.wikipedia.org/wiki/%D7%A0%D7%92%D7%93

[shay360]

עדיין לא מסתדרת לי העובדה שאותה עוצמה של זרם (אנרגיה חשמלית) שיוצאת מהסוללה חוזרת אליה.

הרי הזרם שווה בכל חלקי המעגל.

אני אחדד...ברור לי שהאנריגה "בורחת" מהלד והחוטים אבל לא ברור לי איך זה קורה אם אותה עוצמה של זרם חוזרת למקור האנרגיה.

יוצאת עוצמה X וחוזר X בסוף המעגל... אז איפה האנרגיה שגנבו הלד והנגד?

[nitzanj]

זרם חשמלי הוא לא אנרגיה.

זרם הוא הזרימה של אלקטרונים לאורך המעגל. אנרגיה זה אולי מה שמניע את האלקטרונים, והיא נגמרת. אבל הזרם עצמו הוא לא שקול לאנרגיה, לא נמדד בכלל באותן יחידות.

אני לא מבין בחשמל כמעט כלום אז לא להתפס לניסוחים, אבל בכל מקרה, דבר אחד אני יודע בוודאות והוא שזרם הוא בפרוש לא אנרגיה.

[yonizaf]

מאיפה מגיעה ההנחה שאותה עוצמה של זרם שיוצאת מהסוללה צריכה לחזור אליה? אני לא מכיר כלל כזה. ולמה בדיוק אתה קורא עוצמה של זרם?

[eerraann]

האמת, שחלק מהתגובות פה בכלל לא נכונות

ודווקא אתה שי כתבת דברים נכונים, פשוט בניסוח לא כל כך נכון

כל החוקים שכתבת נכונים ופועלים- ומכיוון שהם חוקי פיסיקה הם לא לפי בקשה, זאת אומרת הם מתקיימים תמיד, גם במעגל הפשוט הזה שלך

אז כמו שמישהו ניסה להגיד לך שהאנרגיה "בורחת" מהמעגל, זה די נכון- האנרגייה עוברת גלגולים ובמקרה הזה יש שתי צורות אנרגיה קצת בעייתיות

פליטת פוטונים לאוויר מהדיודה, ופליטת חום לאוויר מההתנגדות של הנגד החוטים וכל דבר אחר שיוצר התנגדות

את שתי האנרגיות האלה אתה בעצם מבזבז מהסוללה אבל את זה אתה כבר די יודע

בקשר לזרם אתה צודק- במעגל שלך הזרם זהה בכניסה והיציאה מהסוללה

אבל זרם זה לא אנרגיה

הסוללה לא אוגרת בתוכה זרם אלא אנרגיה

באנרגיה הזאת היא משתמשת כדי להניע אלקטרונים במעגל עד ל"צד השני שלה"

הצרכן (לד ונגד במקרה הזה) מנתגד כך שצריך יותר אנרגיה בשביל להניע אלקטרונים

אבל כמו שהבנת קודם, האנרגיה "מתבזבזת" כך שבסוף אין מספיק אנרגיה בסוללה בשביל להניע אלקטורנים ו.... אז קצת חשוך

[shay360]

מאיפה מגיעה ההנחה שאותה עוצמה של זרם שיוצאת מהסוללה צריכה לחזור אליה? אני לא מכיר כלל כזה. ולמה בדיוק אתה קורא עוצמה של זרם?

ראה ערך "חוק הזרמים של קירכהוף"

האמת, שחלק מהתגובות פה בכלל לא נכונות

ודווקא אתה שי כתבת דברים נכונים, פשוט בניסוח לא כל כך נכון

כל החוקים שכתבת נכונים ופועלים- ומכיוון שהם חוקי פיסיקה הם לא לפי בקשה, זאת אומרת הם מתקיימים תמיד, גם במעגל הפשוט הזה שלך

אז כמו שמישהו ניסה להגיד לך שהאנרגיה "בורחת" מהמעגל, זה די נכון- האנרגייה עוברת גלגולים ובמקרה הזה יש שתי צורות אנרגיה קצת בעייתיות

פליטת פוטונים לאוויר מהדיודה, ופליטת חום לאוויר מההתנגדות של הנגד החוטים וכל דבר אחר שיוצר התנגדות

את שתי האנרגיות האלה אתה בעצם מבזבז מהסוללה אבל את זה אתה כבר די יודע

בקשר לזרם אתה צודק- במעגל שלך הזרם זהה בכניסה והיציאה מהסוללה

אבל זרם זה לא אנרגיה

הסוללה לא אוגרת בתוכה זרם אלא אנרגיה

באנרגיה הזאת היא משתמשת כדי להניע אלקטרונים במעגל עד ל"צד השני שלה"

הצרכן (לד ונגד במקרה הזה) מנתגד כך שצריך יותר אנרגיה בשביל להניע אלקטרונים

אבל כמו שהבנת קודם, האנרגיה "מתבזבזת" כך שבסוף אין מספיק אנרגיה בסוללה בשביל להניע אלקטורנים ו.... אז קצת חשוך

קודם כל תודה על התגובה המושקעת, עזרת לי לחדד כמה נקודות.

עפ"י ויקיפדיה: אנרגיה של זרם חשמלי - אנרגיה קינטית של האלקטרונים בחומר.

אנרגיה חשמלית - אנרגיה אצורה הנובעת מפעולת האינטראקציה האלקטרומגנטית.

אז במעגל יש שני סוגים של אנרגיות חשמליות... התנועה של האלקטרונים והכוח שמניע אותן.

אחת מהאנרגיות האלו מחליפה צורה לאור וחום במעגל שלנו, אני מניח שמדובר דווקא באנרגיה החשמלית ולא באנרגיה של הזרם כי הזרם אמור להישאר קבוע...

עכשיו השאלה שנשאלת היא איך מבטאים את זה מתמטית? את האנרגיה ש"יוצאת" מהסלוללה (או אולי יותר נכון "האנרגיה שמשקיעה הסוללה"?).

ואת האנרגיה שמתבזבזת ע"י הנגד או שאר הצרכנים במעגל? IU = P ?

סליחה על החפירות ללא צורך, זה פשוט מעניין לנסות להבין את זה...

[eerraann]

קודם כל בקשר לקירכהוף- החוק מדבר על צמתים ולא על מעגל סגור

זרם שנכנס לצומת שווה לזרם שיוצא

במעגל שלך אין צמתים (או אם תרצה- יש צמתים של שניים, יציאה אחת וכניסה אחת) וזאת הסיבה שהזרם שווה בכל נקודה במעגל

בקשר לאנרגיה

אנרגיה לא נוצרת יש מאין, זאת אומרת כל אנרגיה חדשה שנוצרת היא בסך הכל גלגול של אנרגיה אחרת

במקרה הזה זאת אנרגיה קינטית שניתנת לאלקטרונים (אתה קראת לזה אנרגיה של זרם חשמלי, רק תזכור שזרם חשמלי הוא לא אנרגיה)

וזו אנרגיה שהתגלגלה מהאנרגיה הפוטנציאלית שאצורה במקור מתח שלך (למשל במצבר היא משתחררת בריאקציה כימית).

אתה רוצה לדייק בגלגולי אנרגיה ולהגיד מאיפה הגיעה האנרגיה של הפוטון? אתה יכול אבל זה ממש לא משנה כי בסוף זאת אותה האנרגיה מהמערכת

במקרה הזה היא דווקא כן מגיעה מהאנרגיה הקינטית של האלקטרונים שמשחררת פוטון לאוויר.... אם אתה רוצה לדעת איך זה קורה אז אתה כבר נכנס לפיזיקה קוונטית אבל לא נראה לי שזה מה שמעניין אותך

אנרגית חום- שנקראת אגב ריאקציית חום ומסומנת בQ בד"כ, נובעת מאותן סיבות בגדול

לאנרגיה ש"יוצאת" יש שם מאוד מדויק ונפוץ- עבודה.

עבודה שהמערכת משקיעה זה השינוי באנרגיה שלה (אנרגיה סופית פחות אנרגיה התחלתית)

בשביל לדעת כמה אנרגיה התבזבזה אתה צריך לדעת גם כמה זמן המעגל עבד

או להגיד כמה אנרגיה התבזבזה בשניה - הספק. (ואז אתה לא צריך לדעת מה הזמן)

אלה הנוסחאות להספק ביחידות של ג'אול לשניה (כמות אנרגיה בכל שניה)

P = V*I = I^2*R = (V^2)/R

V מתח ; R התנגדות ; I זרם

אם אתה רוצה להבין קצת יותר בבהירות אז אני יכול להמליץ לך על אתר מאוד נוח

אני זוכר שבשביל להתקבל ללימודים הייתי צריך להשלים בגרות בפיזיקה שלא היתה לי ולמדתי באתר הזה את כל החומר לבגרות 5יח בקצת יותר משבוע

האתר הזה כל כך ברור שזה נהיה קל

interlect co il

אני מקווה שהוא עדיין חינם כמו פעם ואני בטוח שיש שם תשובות לשאלות האלה (חוץ מהפיזיקה הקוונטית)

מקווה שעזרתי

עריכה: בדקתי את האתר הזה והוא עדיין חינם

תכנס לבגרות בפיסיקה ושם תכנס לפרק שנקרא חשמל ומגנטיות

שם תבחר את מצגת 6.2.1 ואני בטוח שתבין יותר מהר ובקלות מאשר מהניסוחים שלי

[shay360]

ואו... תודה רבה!

השכלתי.

ד"א יש לי רקע באלקטרואופטיקה אז אני מניח שהשחרור של הפוטון דומה לתהליך של ערעור מוט לייזר...

דווקא דיי אהבתי את השיעור הזה, לא ידעתי שזה שייך לתחום של פיזיקה קוונטית.

תודה על האתר, אני אבדוק את זה.