קורס אלקטרוניקה

7: מעגל חשמלי בסיסי



מעגל חשמלי

מעגל חשמלי מורכב מאוסף של רכיבים חשמליים המחוברים ביניהם באמצעות מוליכים, באופן המאפשר זרימת זרם חשמלי.

במעגל חשמלי בסיסי יש מספר סוגי רכיבים. שלושה רכיבים הם הכרחיים:
  • מקור מתח
  • צרכן
  • חוטים מוליכים
רכיב נוסף הקיים במרבית המעגלים החשמליים הוא מפסק.

דוגמא למעגל חשמלי בסיסי ביותר ניתן לראות בצילום הבא:

במעגל זה יש:
  • סוללה בעלת תא אחד הנמצאת בתוך בית סוללה - מקור המתח
  • נורת חשמל, כמו נורה הנמצאת בפנסי כיס, הנמצאת בתוך בית נורה מתאים - הצרכן
  • מפסק חשמלי
  • חוטי חשמל מוליכים המחברים בין הסוללה, המפסק והנורה.
החיבורים במעגל זה הם:
  • מההדק השלילי של בית הסוללה יוצא חוט חשמל (לבן) המתחבר להדק אחד של המפסק.
  • מההדק השני של המפסק יוצא חוט חשמל (אדום) המתחבר לאחד ההדקים של בית הנורה.
  • מההדק השני של בית הנורה יוצא חוט חשמל (אדום) המתחבר להדק החיובי של בית הסוללה.
  • המפסק נמצא במצב סגור, דהיינו, הוא יוצר מגע חשמלי.
אופן פעולת המעגל הזה יובא בהמשך.

הסוללה היא מקור המתח במעגל זה והנורה היא הצרכן.

האיור הבא הוא שרטוט חשמלי של המעגל שבצילום למעלה:

דבר ראשון שניתן ללמוד משרטוט זה הוא הסמלים, או הסימנים, המקובלים בשרטוטים חשמליים ואלקטרוניים.
בצד שמאל של השרטוט רואים את הסמל המקובל של סוללה. בשרטוט זה מופיע הסמל של סוללה בעלת תא יחיד, כמו הסוללה שהופיעה בצילום למעלה.
בשרטוט למעלה רואים את הסמל של מפסק.
בשרטוט למטה רואים את הסמל של נורה.
הקווים הישרים בשרטוט, המחברים את הרכיבים האחרים ביניהם, הם חוטי חשמל מוליכים, כמקובל בשרטוטים חשמליים ואלקטרוניים.

כדאי לשים לב לכך שבית הסוללה ובית הנורה אינם מופיעים בשרטוט. זה דבר מקובל בשרטוטים חשמליים רבים – הימצאותם של בית נורה ובית סוללה נחשבים כמובן מאליו.

מעגל פתוח
חדי עין יבחינו שיש הבדל משמעותי בין צילום המעגל לבין השרטוט החשמלי שלו, כפי שהם הופיעו למעלה.
בצילום המפסק סגור, דהיינו, הוא יוצר מגע חשמלי והוא מעביר זרם דרכו. במצבו הסגור המפסק משמש כמוליך.
בשרטוט שלמעלה, לעומת זאת, המפסק פתוח. מפסק פתוח הוא בבחינת נתק מבחינת המעגל החשמלי – מפסק פתוח אינו מעביר זרם חשמלי דרכו.
המעגל שבשרטוט למעלה נקרא מעגל פתוח – שהוא מעגל אשר דרכו לא זורם זרם חשמלי.

מעגל סגור
זה שרטוט חשמלי המתאים למעגל שבצילום למעלה:

בשרטוט זה המפסק במצב סגור, דהיינו, הוא משמש כמוליך המעביר דרכו זרם חשמלי.
מעגל זה נקרא מעגל סגור.

אופן פעולת המעגל:
לסוללה יש מתח חשמלי, או פוטנציאל חשמלי – שהוא הפרש פוטנציאלים בין הקוטב השלילי של הסוללה לבין הקוטב החיובי שלה. הקוטב השלילי של הסוללה טעון במטען חשמלי שלילי, בעוד הקוטב החיובי של הסוללה טעון במטען חשמלי חיובי.
מטענים חשמליים מנוגדים (חיובי ושלילי) נמשכים זה.
הפרש הפוטנציאלים של המטענים החשמליים שואף להתאזן.
פרודות הטעונות במטען חשמלי שואפות להתאזן, דהיינו, להגיע למצב מאוזן, ללא מטען חשמלי.

במעגל זה, האלקטרונים זורמים (עוברים) מהקוטב השלילי של הסוללה, דרך ההדק השלילי של בית הסוללה, דרך החוט החשמלי המוליך, אל הדק אחד של בית הנורה וממנו אל הנורה. זרם האלקטרונים ממשיך דרך הנורה אל ההדק השני של בית הנורה, ממנו, דרך החוט החשמלי המוליך אל הדק אחד של המפסק, דרך המפסק הסגור, דרך ההדק השני של המפסק, דרך החוט החשמלי המוליך מהמפסק אל ההדק החיובי של בית הסוללה וממנו אל הקוטב החיובי של הסוללה. זה מעגל סגור.

אם כן, מעגל סגור הוא מעגל בו יש הולכה חשמלית רציפה מקוטב אחד של מקור המתח החשמלי, דרך כל שאר הרכיבים המשתתפים במעגל, אל הקוטב השני של מקור המתח. מעגל סגור הוא מעגל בו זורם זרם חשמלי.

מעגל פתוח הוא מעגל אשר בו יש נתק, בנקודה אחת או יותר, ברצף ההולכה של הזרם החשמלי. בשל הנתק, לא מתאפשרת זרימת זרם חשמלי במעגל כזה.

דוגמא נוספת למעגל חשמלי פשוט ניתן לראות בצילום הבא:

מעגל זה דומא מאד למעגל הראשון, אלא שכאן יש סוללה של 9 וולט, שהיא סוללה מרובת תאים.
זה השרטוט החשמלי של מעגל זה:

בשרטוט זה אכן מופיע הסמל של סוללה מרובת תאים, בניגוד לסמל של סוללה בת תא אחד שהופיעה בשרטוט הקודם.
מאחר ובשרטוט מופיעים סימנים המהווים בעצם סמלים לרכיבים שונים, לא תמיד מקפידים להבחין בשרטוט בין סוללה בת תא אחד לבין סוללה מרובת תאים.
כמו כן, סמל הסוללה בשרטוט לא מעיד על המתח שלה – סימן זה הוא סמל למקור מתח בזרם ישר כלשהו, בין אם סוללה ובין אם מקור מתח אחר, כמו ספק מתח. זה יכול להיות מקור מתח בעל מתח נמוך, כמו סוללת אצבע, או גם מקור מתח בעל מתח גבוה. נרחיב על כך בהמשך.

הבדל נוסף בין השרטוט הנוכחי לבין הקודם הוא הסמל המציין נורה חשמלית. בשרטוטים שונים ניתן למצוא את אחד משני הסמלים האלה, כמו גם סמלים אחרים, מעט שונים.



הסבר של המעגל החשמלי הפשוט שהובא למעלה, באמצעות משל, ניתן לראות בדף הבא: משל מיכל המים


הרחבות נוספות ניתן לראות בקישורים הבאים:
מעגל חשמלי – ויקיפידיה
סוגרים מעגל – מטח
מעגלים חשמליים – מוזיאון המדע








לדף קודם         לתוכן העניינים         לדף הבא





שאלות, הערות והצעות יתקבלו בברכה: דואר אלקטרוני E-mail



כל הזכויות שמורות.
Copyright © - 2010 ליהושע גומא,
עזריאל