פרק 3
חוק אום
עד כה הכרנו שלושה גדלים: המתח שדוחף את המטענים, הזרם שזורם במעגל, וההתנגדות שמעכבת את מעברו. חוק אום מקשר בין שלושת הגדלים האלה, והוא החוק השימושי ביותר בתורת החשמל: אם ידועים שניים מן הגדלים, אפשר לחשב את השלישי.
בסוף הפרק הזה נדע:
- לחשב זרם, מתח והתנגדות לפי חוק אום I = UR.
- להבחין בין רכיבים המצייתים לחוק אום לרכיבים שאינם מצייתים לו, ולהכיר את מגבלות החוק.
- לסרטט את הקשר בין המתח לזרם ברכיב ליניארי וברכיב לא ליניארי, ולקרוא את ההתנגדות מן הגרף.
- לתאר קצר ונתק (מעגל פתוח) בחישוב ובגרף.
- לחבר מד-זרם בטור ומד-מתח במקביל.
חישובי זרם, מתח והתנגדות (Ohm's Law)
נחבר נגד למקור מתח ונמדוד את הזרם. אם נגדיל את מתח המקור פי שניים, נמצא שגם הזרם גדל פי שניים. ואם נשאיר את המתח קבוע ונחליף את הנגד בנגד גדול פי שניים, נמצא שהזרם קטן לחצי. את הקשר הזה גילה המדען הגרמני גאורג אום, והוא נקרא על שמו.
חוק אום: עוצמת הזרם הזורם בנגד נמצאת ביחס ישר למתח שבין הדקיו, וביחס הפוך לערך ההתנגדות שלו.
חוק אום
I = UR
| סימן | משמעות | יחידת מידה |
|---|---|---|
| I | עוצמת הזרם הזורם בנגד | [A] |
| U | המתח בין הדקי הנגד | [V] |
| R | ערך ההתנגדות | [Ω] |
מן החוק מחלצים את המתח או את ההתנגדות, לפי הגודל הנדרש:
U = I·R
R = UI
המתח U = I·R שנוצר על הנגד כשזורם בו זרם נקרא גם מפל מתח על הנגד.
דוגמה 3.1
נגד שערכו 24 Ω חובר למקור שמתחו 12 V. נחשב את עוצמת הזרם במעגל.
פתרון:
הנתונים: U = E = 12 V , R = 24 Ω. הנדרש: I.
I = UR
I = 1224 = 0.5 A
I = 0.5 A
דוגמה 3.2
א. זרם שעוצמתו 5 mA זורם בנגד שערכו 2.2 kΩ. נחשב את מפל המתח על הנגד.
ב. תנור חימום חשמלי מחובר למתח הרשת 230 V וזורם בו זרם שעוצמתו 4.6 A. נחשב את התנגדות התנור.
ב. תנור חימום חשמלי מחובר למתח הרשת 230 V וזורם בו זרם שעוצמתו 4.6 A. נחשב את התנגדות התנור.
פתרון:
א. נמיר את הנתונים ליחידות הבסיס: I = 5·10−3 A , R = 2.2·103 Ω.
U = I·R = 5·10−3 · 2.2·103 = 11 V
ב. נציב בנוסחת ההתנגדות:
R = UI = 2304.6 = 50 Ω
דוגמה 3.3
במתח של 6 V זורם בנגד זרם שעוצמתו 30 mA. נחשב:
א. את ערך הנגד.
ב. את עוצמת הזרם אם נעלה את המתח ל-18 V.
א. את ערך הנגד.
ב. את עוצמת הזרם אם נעלה את המתח ל-18 V.
פתרון:
א. נחשב את ההתנגדות מן הערכים הנתונים:
R = UI = 630·10−3 = 200 Ω
ב. ההתנגדות לא השתנתה, ולכן נציב את המתח החדש:
I = UR = 18200 = 0.09 A = 90 mA
המתח גדל פי שלושה, ולכן גם הזרם גדל פי שלושה.
I = 90 mA
הערות: כשמציבים את המתח בוולט ואת ההתנגדות בקילו-אוהם מקבלים את הזרם ישירות במילי-אמפר: 1 V1 kΩ = 1 mA. למשל: 12 V4 kΩ = 3 mA. אפשר לכתוב את חוק אום גם בעזרת המוליכות שלמדנו בפרק השני: I = G·U.
שאלה 3.1: א. מהי עוצמת הזרם בנגד שערכו 470 Ω המחובר למתח 9.4 V?
ב. מהו המתח על נגד שערכו 15 Ω שזורם בו זרם 0.8 A?
ג. מהי ההתנגדות של נורה שזורם בה זרם 250 mA במתח 12 V?
ב. מהו המתח על נגד שערכו 15 Ω שזורם בו זרם 0.8 A?
ג. מהי ההתנגדות של נורה שזורם בה זרם 250 mA במתח 12 V?
שאלה 3.2: כיצד משתנה הזרם בנגד אם:
א. מקטינים את המתח לחצי?
ב. מגדילים גם את המתח וגם את ההתנגדות פי שניים?
א. מקטינים את המתח לחצי?
ב. מגדילים גם את המתח וגם את ההתנגדות פי שניים?
▶ניסוי חי — המתח וחוק אוםמשנים את המתח ואת ההתנגדות ורואים כיצד משתנה הזרם, ובודקים על הגרף רכיבים אוהמיים ורכיבים לא אוהמיים.
⚠
המעבדה אינה זמינה כרגע. החומר בפרק שלם גם בלעדיה — ממשיכים לקרוא, וחוזרים לניסוי מאוחר יותר או פותחים אותו ישירות בקישור שמתחת למסגרת.
https://fahed-lab.com/circuits/voltage_ohm_explained
רכיבים המצייתים לחוק אום ומגבלות החוק (Ohmic Devices and Limits)
חוק אום אינו חוק טבע כללי הנכון לכל חומר, אלא תיאור של התנהגות חומרים מסוימים. העיקר בחוק הוא שההתנגדות R קבועה: היא אינה משתנה כשמשנים את המתח או את הזרם.
רכיב אוהמי: רכיב שהתנגדותו קבועה ואינה תלויה במתח שעליו ולא בזרם הזורם בו. הוא נקרא גם רכיב ליניארי. רכיב שהתנגדותו משתנה עם המתח או עם הזרם נקרא רכיב לא ליניארי.
| רכיבים המצייתים לחוק אום | רכיבים שאינם מצייתים לחוק אום | |
|---|---|---|
| דוגמאות | מוליכים מתכתיים (נחושת, אלומיניום), נגדים העשויים מסגסוגות או מפחמן, גופי חימום | נורת להט, דיודה ודיודה פולטת אור (LED), תרמיסטור, נורה פלואורסצנטית |
| ההתנגדות | קבועה | משתנה עם המתח והזרם |
| הגרף | קו ישר העובר דרך ראשית הצירים | קו עקום |
מגבלות החוק:
- טמפרטורה קבועה: החוק נכון כל עוד הטמפרטורה של המוליך קבועה. אם המוליך מתחמם מאוד התנגדותו משתנה, כפי שלמדנו בפרק 2. חוט הלהט של נורה, למשל, עשוי ממתכת, אבל הטמפרטורה שלו עולה באלפי מעלות, ולכן הוא אינו מתנהג כרכיב אוהמי.
- סוג החומר: החוק אינו נכון במוליכים למחצה, בגזים וברכיבים לא ליניאריים אחרים.
- גבולות העבודה: לכל נגד יש מתח וזרם מרביים מותרים. אם חורגים מהם הנגד מתחמם יותר מדי ועלול להישרף.
הערה: גם ברכיב לא ליניארי אפשר לחשב R = UI , אבל התוצאה נכונה רק לנקודה שבה מדדנו. בנקודה אחרת מקבלים התנגדות אחרת. לכן ברכיבים האלה לא מחשבים את הזרם בעזרת החוק, אלא קוראים אותו מן הגרף.
שאלה 3.3: אילו מן הרכיבים הבאים אוהמיים?
א. תיל נחושת בטמפרטורת החדר.
ב. דיודה.
ג. נגד מקונסטנטן.
ד. נורת להט.
א. תיל נחושת בטמפרטורת החדר.
ב. דיודה.
ג. נגד מקונסטנטן.
ד. נורת להט.
הקשר הגרפי בין המתח לזרם (U–I Characteristics)
משנים את המתח על רכיב, מודדים את הזרם בכל פעם, ומסרטטים את התוצאות במערכת צירים: המתח על הציר האופקי והזרם על הציר האנכי. הקו שמתקבל נקרא האופיין של הרכיב.
רכיב ליניארי:
האופיין של שני נגדים R1 ו-R2
- האופיין של נגד הוא קו ישר העובר דרך ראשית הצירים: במתח אפס הזרם אפס, וכל תוספת במתח נותנת תוספת יחסית בזרם.
- כדי למצוא את ההתנגדות בוחרים נקודה נוחה על הקו, קוראים ממנה את U ואת I ומחשבים R = UI. כל נקודה על הקו נותנת אותה תוצאה.
- שיפוע הקו שווה ל-IU , כלומר למוליכות G. לכן: ככל שהקו תלול יותר, ההתנגדות קטנה יותר.
דוגמה 3.4
נתבונן בגרף הקודם ונחשב את ערכו של כל אחד משני הנגדים.
פתרון:
נבחר את המתח U = 8 V ונקרא את הזרם על כל קו: על הקו של R1 קוראים I = 0.8 A , ועל הקו של R2 קוראים I = 0.4 A.
R1 = UI = 80.8 = 10 Ω
R2 = UI = 80.4 = 20 Ω
הקו של R1 תלול יותר, ואכן התנגדותו קטנה יותר.
רכיב לא ליניארי:
האופיין של רכיב לא ליניארי אינו קו ישר, כי התנגדותו משתנה מנקודה לנקודה:
נורת להט: ככל שהמתח גדל חוט הלהט מתחמם והתנגדותו גדלה, ולכן הקו מתעקם לכיוון הציר האופקי
דיודה: עד מתח של כ-0.6 V כמעט לא זורם זרם, ואחריו הזרם גדל במהירות
דוגמה 3.5
נחשב את התנגדות נורת הלהט מן האופיין שלה בנקודות P1 ו-P2.
פתרון:
קוראים מן הגרף: בנקודה P1 המתח 2 V והזרם 0.2 A , ובנקודה P2 המתח 12 V והזרם 0.5 A.
RP1 = UI = 20.2 = 10 Ω
RP2 = UI = 120.5 = 24 Ω
התנגדות הנורה אינה קבועה: כשהיא פועלת במתח המלא שלה, התנגדותה גדולה בהרבה מהתנגדותה כשהיא קרה. הנורה היא רכיב לא ליניארי.
שאלה 3.4: לפי האופיין של הדיודה:
א. מהו בקירוב הזרם במתח 0.4 V?
ב. האם הדיודה היא רכיב אוהמי? נמקו.
א. מהו בקירוב הזרם במתח 0.4 V?
ב. האם הדיודה היא רכיב אוהמי? נמקו.
מקרים מיוחדים – קצר ונתק (Short Circuit and Open Circuit)
לחוק אום יש שני מקרי קיצון: התנגדות השווה לאפס, והתנגדות אינסופית.
קצר: חיבור של שתי נקודות במעגל במוליך שהתנגדותו כמעט אפס. המתח בין הדקי הקצר הוא אפס: U = I·R = I·0 = 0 , יהיה הזרם אשר יהיה.
נתק: הפסקה במסלול הזרם (מעגל פתוח), כלומר התנגדות אינסופית R = ∞. הזרם הוא אפס: I = UR = 0 , יהיה המתח אשר יהיה.
קצר ונתק על הגרף: הקו האפור הוא נגד רגיל R
| קצר | נתק | |
|---|---|---|
| ההתנגדות | R = 0 | R = ∞ |
| המתח | U = 0 | לפי המעגל |
| הזרם | לפי המעגל, גדול מאוד | I = 0 |
| האופיין | מתלכד עם ציר הזרם | מתלכד עם ציר המתח |
דוגמה 3.6
במעגל של דוגמה 3.1 חובר בטעות תיל בין הדקי הנגד, ונוצר קצר. ההתנגדות של מסלול הקצר כולו (תילי החיבור והמקור) היא RSC = 0.05 Ω. נחשב:
א. את המתח על הנגד R ואת הזרם בו.
ב. את זרם הקצר ISC.
א. את המתח על הנגד R ואת הזרם בו.
ב. את זרם הקצר ISC.
פתרון:
א. תיל הקצר מחובר בין הדקי הנגד, והמתח עליו אפס. לכן גם המתח על הנגד אפס, ולא זורם בו זרם:
UR = 0
IR = URR = 024 = 0
ב. כל הזרם זורם בתיל הקצר, ומגבילה אותו רק ההתנגדות הקטנה של מסלול הקצר:
ISC = ERSC = 120.05 = 240 A
בפעולה רגילה הזרם היה 0.5 A. זרם הקצר גדול ממנו פי 480.
ISC = 240 A
סכנה: זרם הקצר הגדול מחמם את המוליכים בתוך רגעים, ועלול לגרום לשרפה ולהרוס את המקור. לכן מגינים על כל מעגל בנתיך או במפסק אוטומטי, המנתק את המעגל מיד כשנוצר קצר.
דוגמה 3.7
באותו מעגל הוספנו מפסק S ופתחנו אותו. נחשב:
א. את הזרם במעגל.
ב. את המתח על הנגד.
ג. את המתח בין הדקי המפסק הפתוח.
א. את הזרם במעגל.
ב. את המתח על הנגד.
ג. את המתח בין הדקי המפסק הפתוח.
פתרון:
א. המסלול קטוע, ולכן לא זורם זרם:
I = 0
ב. לפי חוק אום, בלי זרם אין מפל מתח על הנגד:
UR = I·R = 0 · 24 = 0
ג. אין מפל מתח על הנגד ולא על התילים, ולכן כל מתח המקור מופיע בין הדקי המפסק:
US = E = 12 V
US = 12 V
הערה: התוצאה הזאת חשובה לאיתור תקלות: אם מודדים במד-מתח בין הדקיו של רכיב במעגל שאינו פועל ומוצאים את כל מתח המקור, הנתק נמצא ברכיב הזה. מאותה סיבה גם נשאר מתח על הדקי מפסק פתוח, ויש להיזהר כשנוגעים בו.
שאלה 3.5: מקור שמתחו 24 V מזין נגד שערכו 48 Ω.
א. מהו הזרם בפעולה רגילה?
ב. מהו זרם הקצר אם ההתנגדות של מסלול הקצר היא 0.08 Ω?
ג. מהו המתח בין הדקי הנתיך של המעגל אחרי שהוא נשרף?
א. מהו הזרם בפעולה רגילה?
ב. מהו זרם הקצר אם ההתנגדות של מסלול הקצר היא 0.08 Ω?
ג. מהו המתח בין הדקי הנתיך של המעגל אחרי שהוא נשרף?
חיבור מד-זרם ומד-מתח במעגל (Connecting Ammeter and Voltmeter)
אופן החיבור של כל מד נובע מן הגודל שהוא מודד: הזרם זורם דרך הרכיב, והמתח קיים בין שתי נקודות.
חיבור נכון: מד-הזרם בטור עם הנגד, ומד-המתח במקביל לו
| מד-זרם (אמפרמטר) | מד-מתח (וולטמטר) | |
|---|---|---|
| מודד | את עוצמת הזרם הזורם בענף | את המתח בין שתי נקודות |
| אופן החיבור | בטור: קוטעים את המסלול ומכניסים לתוכו את המד, כך שכל הזרם יזרום דרכו | במקביל: מחברים את הדקיו להדקי הרכיב בלי לקטוע את המעגל |
| ההתנגדות הפנימית שלו | קטנה מאוד, ובמד אידיאלי אפס, כדי שלא יקטין את הזרם | גדולה מאוד, ובמד אידיאלי אינסופית, כדי שלא יזרום בו זרם |
| הקוטביות | הזרם נכנס בהדק החיובי (+) ויוצא מן ההדק השלילי | את ההדק החיובי (+) מחברים לנקודה שהפוטנציאל שלה גבוה יותר |
| תחום המדידה | גדול מן הזרם הצפוי. אם אינו ידוע, מתחילים מן התחום הגדול ביותר | גדול מן המתח הצפוי. אם אינו ידוע, מתחילים מן התחום הגדול ביותר |
דוגמה 3.8
במעגל הקודם מד-הזרם מורה 150 mA ומד-המתח מורה 4.5 V. נחשב את ערך הנגד R.
פתרון:
שני המדים נותנים לנו את הזרם הזורם בנגד ואת המתח בין הדקיו, ולכן אפשר להשתמש בחוק אום:
R = UI = 4.5150·10−3 = 30 Ω
R = 30 Ω
טעויות בחיבור:
טעות מסוכנת: מד-זרם במקביל. התנגדותו קטנה מאוד, ולכן נוצר קצר
טעות: מד-מתח בטור. התנגדותו גדולה מאוד, ולכן כמעט לא זורם זרם
דוגמה 3.9
מקור שמתחו 12 V.
א. מד-זרם שהתנגדותו הפנימית 0.1 Ω חובר בטעות במקביל למקור. נחשב את הזרם במד.
ב. מד-מתח שהתנגדותו הפנימית 1 MΩ חובר בטעות בטור עם נגד קטן. נחשב בקירוב את הזרם במעגל.
א. מד-זרם שהתנגדותו הפנימית 0.1 Ω חובר בטעות במקביל למקור. נחשב את הזרם במד.
ב. מד-מתח שהתנגדותו הפנימית 1 MΩ חובר בטעות בטור עם נגד קטן. נחשב בקירוב את הזרם במעגל.
פתרון:
א. כל מתח המקור נופל על המד, ונוצר זרם קצר שהורס את המד או שורף את הנתיך שבתוכו:
I = UR = 120.1 = 120 A
ב. התנגדות המד גדולה בהרבה מן ההתנגדות האחרת, ולכן היא שקובעת את הזרם. הזרם קטן מאוד והמעגל אינו פועל:
I ≈ 121·106 = 1.2·10−5 A = 12 µA
שאלה 3.6: א. מדוע ההתנגדות הפנימית של מד-זרם צריכה להיות קטנה מאוד?
ב. מדוע ההתנגדות הפנימית של מד-מתח צריכה להיות גדולה מאוד?
ב. מדוע ההתנגדות הפנימית של מד-מתח צריכה להיות גדולה מאוד?
▶ניסוי חי — שאלות חישוב בחוק אוםפותרים שאלות חישוב במתח, בזרם ובהתנגדות, ובודקים כל תשובה מיד.
⚠
המעבדה אינה זמינה כרגע. החומר בפרק שלם גם בלעדיה — ממשיכים לקרוא, וחוזרים לניסוי מאוחר יותר או פותחים אותו ישירות בקישור שמתחת למסגרת.
https://fahed-lab.com/circuits/voltage_ohm_explained
סיכום נוסחאות הפרק:
| החוק | הנוסחה |
|---|---|
| חוק אום: הזרם | I = UR |
| חוק אום: המתח (מפל המתח) | U = I·R |
| חוק אום: ההתנגדות | R = UI |
| חוק אום בעזרת המוליכות | I = G·U |
| קצר | R = 0 , U = 0 |
| נתק (מעגל פתוח) | R = ∞ , I = 0 |
מילון מונחים:
| עברית | English | العربية |
|---|---|---|
| חוק אום | Ohm's law | قانون أوم |
| מפל מתח | Voltage drop | هبوط الجهد |
| רכיב אוהמי | Ohmic component | عنصر أومي |
| רכיב ליניארי | Linear component | عنصر خطي |
| רכיב לא ליניארי | Non-linear component | عنصر غير خطي |
| אופיין | Characteristic curve | المنحنى المميِّز |
| ראשית הצירים | Origin | نقطة الأصل |
| שיפוע | Slope | ميل الخط |
| דיודה | Diode | ثنائي |
| נורת להט | Filament lamp | مصباح فتيل |
| קצר | Short circuit | دائرة قصر |
| זרם קצר | Short-circuit current | تيار القصر |
| נתק | Open circuit | قطع (دائرة مفتوحة) |
| מפסק אוטומטי | Circuit breaker | قاطع آلي |
| מד-זרם | Ammeter | مقياس التيار (أمبيرمتر) |
| מד-מתח | Voltmeter | مقياس الجهد (فولتمتر) |
| התנגדות פנימית | Internal resistance | المقاومة الداخلية |
| תחום מדידה | Measuring range | مجال القياس |
| קוטביות | Polarity | القطبية |
שאלות לתרגול:
1.
נגד שערכו 120 Ω מחובר למקור שמתחו 24 V. נחשב את עוצמת הזרם במעגל.
תשובות: I = 0.2 A
2.
זרם שעוצמתו 20 mA זורם בנגד שערכו 1.5 kΩ. נחשב את מפל המתח על הנגד.
תשובות: U = 30 V
3.
מגהץ חשמלי מחובר למתח 230 V וזורם בו זרם 10 A.
א. נחשב את התנגדות המגהץ.
ב. נחשב את מוליכותו.
א. נחשב את התנגדות המגהץ.
ב. נחשב את מוליכותו.
תשובות: א. R = 23 Ω. ב. G = 43.5 mS
4.
נשלים את הטבלה לפי חוק אום:
א. U = 9 V , R = 3 kΩ , I = ? ·
ב. I = 2 A , R = 115 Ω , U = ? ·
ג. U = 5 V , I = 25 µA , R = ?
א. U = 9 V , R = 3 kΩ , I = ? ·
ב. I = 2 A , R = 115 Ω , U = ? ·
ג. U = 5 V , I = 25 µA , R = ?
תשובות: א. I = 3 mA. ב. U = 230 V. ג. R = 200 kΩ
5.
במתח של 10 V זורם בנגד זרם 40 mA.
א. מהו ערך הנגד?
ב. מהו המתח הדרוש כדי שיזרום בו זרם 100 mA?
א. מהו ערך הנגד?
ב. מהו המתח הדרוש כדי שיזרום בו זרם 100 mA?
תשובות: א. R = 250 Ω. ב. U = 25 V
6.
בתיל נחושת שאורכו 50 m ושטח החתך שלו 2.5 mm² זורם זרם שעוצמתו 16 A (ρ = 0.0175 Ω·mm²/m).
א. נחשב את התנגדות התיל.
ב. נחשב את מפל המתח על התיל.
א. נחשב את התנגדות התיל.
ב. נחשב את מפל המתח על התיל.
תשובות: א. R = 0.35 Ω. ב. U = 5.6 V
7.
הגרף מראה את האופיין של שני נגדים.
א. נחשב את ערכו של כל נגד.
ב. מהו הזרם בכל נגד במתח 5 V?
א. נחשב את ערכו של כל נגד.
ב. מהו הזרם בכל נגד במתח 5 V?
תשובות: א. R1 = 500 Ω , R2 = 2 kΩ. ב. I1 = 10 mA , I2 = 2.5 mA
8.
הגרף מראה את האופיין של רכיב מסוים.
א. האם הרכיב ליניארי?
ב. נחשב את התנגדות הרכיב במתח 4 V ובמתח 10 V.
ג. האם התנגדותו גדלה או קטנה כשהמתח גדל?
א. האם הרכיב ליניארי?
ב. נחשב את התנגדות הרכיב במתח 4 V ובמתח 10 V.
ג. האם התנגדותו גדלה או קטנה כשהמתח גדל?
תשובות: א. לא. ב. במתח 4 V : I = 6 mA ו-R = 666.7 Ω ; במתח 10 V : I = 30 mA ו-R = 333 Ω. ג. קטנה
9.
מצבר שמתחו 12 V מזין נורה שהתנגדותה 6 Ω.
א. נחשב את הזרם בפעולה רגילה.
ב. שני התילים המחוברים למצבר נגעו זה בזה ונוצר קצר, וההתנגדות של מסלול הקצר היא 0.02 Ω. נחשב את זרם הקצר.
ג. פי כמה גדול זרם הקצר מן הזרם הרגיל?
א. נחשב את הזרם בפעולה רגילה.
ב. שני התילים המחוברים למצבר נגעו זה בזה ונוצר קצר, וההתנגדות של מסלול הקצר היא 0.02 Ω. נחשב את זרם הקצר.
ג. פי כמה גדול זרם הקצר מן הזרם הרגיל?
תשובות: א. I = 2 A. ב. ISC = 600 A. ג. פי 300
10.
במעגל שבאיור המפסק S פתוח. נקבע:
א. את הזרם במעגל.
ב. את המתח על הנגד.
ג. את המתח בין הדקי המפסק.
א. את הזרם במעגל.
ב. את המתח על הנגד.
ג. את המתח בין הדקי המפסק.
תשובות: א. I = 0. ב. UR = 0. ג. US = 9 V
11.
במעגל שבאיור מד-המתח מורה 7.5 V ומד-הזרם מורה 30 mA.
א. נחשב את ערך הנגד R.
ב. מה יורה מד-הזרם אם נעלה את מתח המקור עד שמד-המתח יורה 10 V?
א. נחשב את ערך הנגד R.
ב. מה יורה מד-הזרם אם נעלה את מתח המקור עד שמד-המתח יורה 10 V?
תשובות: א. R = 250 Ω. ב. I = 40 mA
12.
תלמיד חיבר את מד-הזרם במקביל לנורה במקום לחבר אותו בטור.
א. מה יקרה במעגל?
ב. כיצד יש לתקן את החיבור?
א. מה יקרה במעגל?
ב. כיצד יש לתקן את החיבור?
תשובות: א. נוצר קצר דרך המד: זורם זרם גדול מאוד, הנורה כבה והמד עלול להיהרס. ב. קוטעים את המעגל ומכניסים את המד בטור עם הנורה
תשובות סופיות לשאלות הפרק
3.1 א. I = 20 mA · ב. U = 12 V · ג. R = 48 Ω
3.2 א. קטן לחצי · ב. אינו משתנה
3.3 א ו-ג אוהמיים · ב ו-ד אינם אוהמיים
3.4 א. כמעט אפס · ב. לא, כי האופיין שלה אינו קו ישר
3.5 א. I = 0.5 A · ב. ISC = 300 A · ג. U = 24 V
3.6 א. כי הוא מחובר בטור, והתנגדות גדולה הייתה מקטינה את הזרם שרוצים למדוד · ב. כי הוא מחובר במקביל, והתנגדות קטנה הייתה מושכת זרם ומשנה את המתח שרוצים למדוד
שאלות בגרות לפרק 3
השאלות שלהלן לקוחות כלשונן מבחינות הבגרות של משרד החינוך, שאלון 845381 (מערכות חשמל). מתחת לכל שאלה מופיעות התשובות הסופיות. הפתרון המלא, שלב אחר שלב, נמצא באתר המחבר: לוחצים על הקישור שמתחת לשאלה.
בגרות 2021 שאלה 4 — מעגל עם מד-זרם אידאלי
| סעיף | הנדרש | תשובה סופית |
|---|---|---|
| סעיף א | ההתנגדות השקולה של המעגל | RT = 40 Ω |
| סעיף ב | ההתנגדות של הנגד R₁ | R₁ = 36 Ω |
| סעיף ג | קריאת מד-הזרם | IA = 0.1 A |
נוסחאון הספר: כל נוסחאות הפרק הזה מרוכזות, עם סרטוטיהן וטבלאות הסמלים שלהן, בפרק 20 — נוסחאון הספר.