קורס בתורת החשמל מאת יוסי יאשי

6.3.4 שלב ההרכבה

• בשלב זה יש לבצע הרכבה בין התוצאות שהתקבלו לשם מציאת הזרמים האמיתיים במעגל המקורי. לשם כך נתבונן בשני המעגלים הפתורים (6.22, 6.23):

  
  

  
  

             6.22                                                          6.23

  
  

  חישוב הזרמים האמיתיים:

  
  

  
  

  
  

  נסמן זרמים אמיתיים אלה על המעגל המקורי:

  
  

  
  

  כעת נשיב על סעיפי התרגיל:

   

  א.  הזרם דרך R₄  וכיוונו מופיע על גבי המעגל המקורי.

  
  

  ב. מאחר שבמעגל הנתון יש כמה מקורות אנרגיה שלא ניתן לצמצם ביניהם, חישוב  ההספק הכולל המעגל הנצרך על ידי נגדי המעגל יכול להתבצע באחת מבין שתי הדרכים  שלפניכם.

   

  דרך ראשונה – באמצעות נגדי המעגל

  ההספק הכולל הוא למעשה סכום ההספקים שמתבזבזים על ידי כל הנגדים במעגל (ולא משנה מהי צורת חיבורם). לכן:

  
  

  
  

  
  

  דרך שנייה – באמצעות מקורות האנרגיה

  האנרגיה ממסופקת למעגל מגיעה ממקורות האנרגיה ולכן האנרגיה הכללית שנמסרת למעגל על ידי המקורות, היא גם האנרגיה הכללית שנצרכת במעגל על ידי הנגדים. בכל מעגל חשמלי חייב להתקיים מאזן הספקים, כלומר הספק כללי שנמסר על ידי מקורות האנרגיה חייב להיות שווה להספק כללי הנצרך על ידי הנגדים.

   

  מאזן הספקים במעגל חשמלי:    

  
  

  
  

  
  

  בחישוב הספק על מקורות אנרגיה יש לבצע הבחנה בין מקור שהוא "מספק אנרגיה" לבין מקור שהוא "צורך אנרגיה", בניגוד לנגד שבו ההספק הוא תמיד נצרך.

  מקור מתח מספק אנרגיה הוא מקור שמספק זרם למעגל (הזרם יוצא ממנו), ואילו מקור מתח צורך אנרגיה זהו מקור שצורך זרם מהמעגל ואפשר לראותו כצרכן (הזרם נכנס לתוכו). דוגמה לכך אפשר לתת באמצעות מכשיר הטלפון הנייד. כשאנו מדברים בטלפון, הסוללה מספקת אנרגיה למעגל, אך כשהיא מתרוקנת, אנו מחברים את המכשיר למטען שמספק אנרגיה לסוללה שבנייד. כך הסוללה שבנייד הופכת להיות מקור אנרגיה צורך, ואילו המטען הוא המספק.

   

  אין מעגל שיש בו  רק מקורות צורכים!!! חייב להיות לפחות מקור אחד המספק אנרגיה!

   

  מקור זרם מספק אנרגיה הוא מקור שקוטביות המתח עליו שלילית, כלומר על ראש החץ של מקור הזרם מופיע מתח חיובי ועל זנב החץ של מקור הזרם מתח שלילי, שאם לא כן המקור זרם צורך אנרגיה.

   

  בתרגיל שבו אנו עוסקים יש שני מקורות אנרגיה. לכל אחד מן המקורות סמנו אם הוא מספק אנרגיה או צורך אנרגיה.

  
  

  
  

  
  

  
  

  חישוב ההספק של מקור המתח יתבצע על ידי הכפלת הזרם שנכנס או יוצא מן המקור בכא"מ שלו. לעומת זאת, חישוב ההספק של מקור הזרם יתבצע על ידי הכפלת המתח שנופל על מקור הזרם בעצמת הזרם שלו.

  
  

  
  

  
  

  את חישוב ההספק הכולל הנצרך על ידי נגדי המעגל, באמצעות מקורות האנרגיה, נבצע כך: מקור מספק אנרגיה יירשם כשלצדו הסימן (+), ואילו מקור צורך אנרגיה יירשם כשלצדו הסימן (-).

  
  

  
  

  
  

  הערה: ההספק שנצרך במעגל כולו שווה להספק הכולל של נגדי המעגל בתוספת ההספק של מקורות האנרגיה שצורכים אנרגיה.

   

  ג.   נצילות המעגל מוגדרת כאותו יחס בין ההספק הנצרך (על ידי נגדי העומס ומקורות האנרגיה הצורכים אנרגיה) לבין ההספק הנמסר למעגל.

  
  יש לשים לב לכך שההספק הנמסר על ידי המעגל שווה לסכום ההספקים של מקורות האנרגיה המוסרים אנרגיה למעגל. במקרה שלנו P_E1=1239.98W

  
  

  
  

  
  

  
  

  
  

  
  

  •   הקודם                                                                                                                             
  • המשך