דלג לתוכן

B.5 · זרם ומעגלים חשמליים

IB Diploma Programme · IB Diploma · Physics · HL · נושא 10

10.1

היקף ותנאי מקדימים

דף עבודה זה מכסה נושאי HL נבחרים לקורס שהוערך לראשונה ב-2025; הוא אינו כל תוכנית הלימודים.

תנאי מקדימים: לקרוא את הכמויות והיחידות המצוינות, ולהשתמש באריתמטיקה ובתנאי המודל למטה.

הדוגמאות הן מקוריות ודמיוניות: הן אינן מדידות אמיתיות או חקירות תלמיד אמיתיות.

מילון מונחים אימון
English עברית
current/ˈkʌrənt/ זרם חשמלי
potential difference/pəˈtenʃl ˈdɪfrəns/ הפרש פוטנציאלים
10.2

זרם, הפרש פוטנציאלים והתנגדות

מה would explain this observation?

  • מנורה הופכת לעמומה כאשר נוספת מנורה אחרת בסדרה. זרם והעברת אנרגיה תלויות במעגל כולו ולא רק במנורה אחת.

בנה את המודל

  • הזרם הוא מטען העובר ביחידת זמן.
  • הפרש פוטנציאלים הוא אנרגיה המועברת לכל יחידת מטען.
  • התנגדות היא הפרש הפוטנציאלים חלקי הזרם עבור נקודת פעולה נתונה.
  • זרם: קצב זרימת המטען.
  • הפרש פוטנציאלים: אנרגיה המועברת לכל יחידת מטען.
ספק מתח DC, נגד עם מדיוד מתח מחובר עליו, ואמפרמטר בסדרה
אמפרמטר מחובר בסדרה למדידת זרם; מדמתח מחובר במקביל על רכיב.

בחר עדויות שיכולות לבחון אותו

  • הזרם זהה בדרכים המקושרות בסדר.
  • הפרשי הפוטנציאלים מחברים לאורך מסלול הסדר.
  • במקביל, ערוצים משתפים את אותו הפרש פוטנציאלים, בעוד שזרמי הערוצים מתכנסים בנקודת חיבור.

במעבדה: הניחו אמפירמדטר בסדר ווולטמטר במקביל. לבדיקת I-V, שינו את המתח בשלבים, הפכו את הקוטביות כשמתאים והגבילו את הזרם כדי להפחית חימום.


עבוד מכמויות ידועות

  • נתון: לעומק יש 6.0 V ועובר בו זרם של 0.30 A.
  • השתמשו בנוסחה R = V/I.
  • R = 6.0/0.30 = 20 אוהם.
  • הספק = VI.
  • הספק = 6.0×0.30 = 1.8 W.
  • גודלים אלו מתארים אותה נקודת פעולה.

תורכם: רכיב יש עליו 12 V ועובר בו זרם של 0.40 A. מצאו התנגדות.


בדוק את המסקנה ואת הגבולות שלה

  • הזרם אינו נבלע על ידי מנורה.
  • החוט ההדק מתחמם, ולכן התנגדותו אינה חייבת להישאר קבועה כאשר המתח משתנה.

אינו נכון: מנורה בולעת זרם חשמלי כשהמטען עובר דרכה. הזרם הוא זרימת מטען, והמטען שמר: אותו זרם נכנס ויוצא מהמנורה. המנורה מעבירה אנרגיה מהמטענים לחום ולאור; היא אינה צורכת את המטענים.

מפת מושגים:

  • הזרם הוא מטען העובר ביחידת זמן.
  • הזרם זהה בדרכים המקושרות בסדר.
  • שימו לב: הזרם אינו נבלע על ידי מנורה.

חשב על בסיס התנגדות של 36 אוהם

  • רכיב מופעל עליו מתח של 9 V ועובר דרכו זרם של 0.25 A.
  • מצאו את התנגדות וההספק. נורת חימום אינה צורכת זרם.

חשב על בסיס הספק של 2.25 וטט

  • רכיב מופעל עליו מתח של 9 V ועובר דרכו זרם של 0.25 A.
  • P = VI = 2.25 W, נבדק על ידי I²R עם R = 36 אוהם: 0.0625 × 36 = 2.25 W — שני דרכים, תשובה אחת.

חשב על בסיס חיבור סדרתי-מקביל

  • שני נגדיי 12-אוהם: בחיבור סדרתי 24 אוהם, בחיבור מקביל 6 אוהם.
  • בחיבור סדרתי זורם זרם אחד דרך שניהם; בחיבור מקביל הוא מתפצל — אותה זוגיות, ארבע פעמים בערכי התנגדות שונים.
חקור

One operating point: voltage, current and resistance

$I=\frac{V}{R};\quad P=VI$

At the worked operating point, 6 V across 20 ohms produces 0.30 A and 1.8 W.

נושאים נוספים בIB Diploma Programme · IB Diploma · Physics · HL

היכנס או צור חשבון

IGCSE, A-Level & AP