אשמח להקביל בצורה קצת יותר מקצועית את מערכת החשמל למערכת המים.
כבר בהתחלה אכתוב - אין דימוי במערכת המים למושג "הספק"

זה קצת ארוך, אבל השתדלתי להיות ברור ולכתוב מעניין. תכינו כוס קפה ובואו.

אולי נתחיל עם המושג: זרם.
אם אקח מזרק (כמו של תרופות) שיש לו מיכל של ליטר, ואני ילחץ את המזרק כך שבתוך 5 שניות המזרק יתרוקן
ואח"כ פתחתי את הברז, ומלאתי ספל של ליטר אחד, ולקח לזה, נניח, 5 שניות.
בין שני אלו, למי יש זרם יותר חזק?
אז למרות שתנועת המים במזרק יהיה יותר אינטנסיבי ומתפרץ, למעשה עוצמת הזרם היא בדיוק אותו דבר...
זרם - פירושו כמות שעוברת בפרק זמן מסויים. כמו במים, גודל הזרם הוא - ליטר ל 5 שניות .
אז בשונה ממה שאנחנו רגילים לדבר, זרם זה לא עוצמת הדחף וההתפרצות של המים, אלא כמות מים שעוברת בפרק זמן מסויים (כדי להגדיר זרם, צריך 2 פרמטרים: יחידת מידה (ליטר, למשל), ויחידת זמן (שנייה, למשל)).
ובכל זאת: למה במזרק המים יוצאים 'כתינוק הבורח מבית הספר', ובברז הוא יוצא יחסית בנחת? התשובה היא, שנתוני הסביבה של המזרק שונים מאוד מהנתונים של הברז... המזרק צריך לעבוד פי כמה וכמה מהברז כדי להצליח להפיק את אותה זרם (כמות מים לשנייה) כמו של הברז.
קודם כל, הניקוז של המזרק הוא קטן פי כמה פעמים מזה של הברז... כמו כן, בגלל הוואקום שבתוך המזרק, די מתבטל אצלו כח המשיכה ש'יעזרו' למים לצאת. הברז, בד"כ, הוא נמוך יותר ממאגר המים מה שגורם למים לנוע, בלחץ כמויות המים שבמאגר ובגלל הפרשי הגובה, החוצה.
ולכן, כדי להשיג את אותה תוצאה במזרק כמו בברז, צריך להפעיל יותר כח ואנרגייה, וזה הסיבה שהמים יוצאים יותר באינטנסיביות.

ובכן, בואו נדבר על חשמל. גם בחשמל יש זרם. אמנם לא של מים, אבל בהחלט תנועה בתוך החוטים. בתוך המוליכים זורמים 'מטענים חשמליים'. כל מטען מורכב ממספר אסטרונומי של אלקטרונים . אני לא יודע איך נקרא המספר הזה, אבל הוא מספר של 21 ספרות, עם 19 אפסים!!!.
זרם חשמלי גורם לתנועת מטענים, פיזית, בתוך המוליכים.

ומה גודל הזרם? אז המדידה נעשית ביחידות של מטענן לשנייה. כלומר, כמות המטענים שעוברים בכל שנייה. למשל: 12 מטענים לשנייה.
ואז ביום בהיר החליטו חברי קבינט החשמל ש"מטען לשנייה" זה מידי קשה להגייה. אז הם קבעו מילה חדשה, לזכרו של פיסיקאי צרפתי מפורסם: אמפר.
אמפר הוא בעצם מילת קיצור ל'מטען לשנייה'. 5 אמפר = 5 מטענים לשנייה.

אז בהקבלה למים - הזרם מתאר את כמות המים/מטענים שעובר בצינור בכל שנייה.

עכשיו. במים אנחנו יודעים מה גורם למים לנוע ממקום למקום. הפרשי גובה, לחץ על הידית של המזרק, משאבות מים, חוק כלים שלובים, ועוד ועוד. כל אלו משפיעים על הזרם של המים, ליותר חזק או לפחות חזק. איך זה עובד בחשמל?
אז בשביל זה צריך לדעת מה גורם בכלל לתנועה מטען חשמלי. בחשמל זה עובד על חוקים פיזיקליים אחרים. אסביר בקצרה את העיקרון: כל אטום יש לו צורך במספר מסויים של אלקטרונים (לא פחות ולא יותר). ואם יש אטום שחסרים לו אלקטרונים, הוא ינסה למשוך מהאטומים שלידו את האלקטרונים שלהם (ואם משום מה יש לאטום מידי הרבה אלקטרונים, הוא ינסה לדחות את המיותרים ממנו). אז במעגל חשמלי יש נקודה שמדמה חוסר באלקטרונים (בצורות שאכמ"ל), ואז האטומים האלו מושכים אלקטרונים מהאטומים שלידם, מה שגורם להם להיות 'חסרי אלקטרונים', אז הם גם מושכים מאלו שלצידם, וכך הלאה, ואז נוצר בעצם מעגל של אלקטרונים שנעים במעגל.
ובכן, הכח ש'מושך' את האלקטרונים יש גודל מסויים. הוא יכול להיות חזק יותר, או חלש יותר. ככל שהוא יהיה חזק יותר הוא בעצם יוכל למשוך יותר אלקטרונים. כלומר, יותר מטענים. כלומר, לגרום לזרם חזק יותר.
זה נקרא 'מתח חשמלי' - הכח שקיים בין 2 נקודות של מוליך. , ויחידות המידה שלו הוא 'וולט'. וכאמור, הכח במדינת ישראל הוא 230V.

עכשיו. כמו שבמים יש דברים שגורמים לתנועה איטית/מהירה יותר של המים, ככה בדיוק זה בחשמל. הכח 230V הוא הכח הכללי. אבל גדול הזרם מושפע מעוד דברים. ככל שהחוט עבה יותר, קצר יותר, קר יותר, ועוד מגוון משפיעים, כך הזרם יהיה גדול יותר.

אחרי כל זה, המשל של המזרק והברז לא ממש מתאים כאן. כי במשל הצלחנולהגיע בברז ובמזרק לאותו זרם. ואיך? בעקבות שינוי של הכוחות הפועלים. בחשמל הביתי זה אחרת, כי במקרה הזה הכח נשאר קבוע.
אלא אמשול לכם למה הדבר דומה - למערכת מים ביתית שהולכת לכמה נקודות מים. חלקם בעלי צינורות עבים יותר, חלקם בעלי פתח יציאה גדול יותר, וכיוצ"ב.
כעת ברור שלמרות שהכח שדוחף את המים נשאר אותו דבר, עדיין הזרם בכל נקודה תהיה שונה. והנמשל מובן. יש צרכנים שיכולים להוליך יותר זרם (כמו גופי חימום למשל), ויש צרכנים שקשה מאוד לזרם לעבור שם.

עד כאן על זרם ומתח.

קצת קשה להסביר מה זה הספק, אבל ההגדרה היא: כמות האנרגייה שמושקעת לצורך ביצוע עבודה. ובדומה לזרם, היא ביחידת זמן.
כלומר: כדי שמשהו יזוז, יש צורך באנרגייה. ויחידות האנרגייה הוא ג'אול.
ההספק מתאר את כמות הג'אולים שהושקע במשך שנייה אחת. חברי קבינט החשמל הנ"ל החליטו גם ש 'ג'אול לשנייה' זה מידי צורם, וקבעו מילה אחרת: וואט. וואט = ג'אול לשנייה. 2 וואט = 2 ג'אולים לשנייה.
בסופו של דבר, זה מה שאנחנו משלמים. על ההספק החשמלי. כמות האנרגייה החשמלית שהשתמשנו.
אין לזה כ"כ מקביל למערכת המים. כי במערכת המים אנחנו משלמים על כל ליטר מים. בחשמל, זה לא מעניין אף אחד כמה היה הזרם החשמלי. זה מעניין כמה אנרגייה צרכת.

וצורת החישוב כמה אנרגייה השתמשנו הוא פשוט, וכבר נאמר: המתח החשמלי כפול הזרם, זה האנרגייה שנצרכת.

מקווה שהובנתי. אם יש לכם שאלות, מוזמנים

רפאל 0