» «
פחם
איך מייצרים חשמל מפחם?



את הפחם כורים מהאדמה במכרות הפחם הגדולים. משם הוא מובל לתחנות כוח שבהן הופך הפחם לחשמל. בכל יום משתמשים במעל 20 אלף טון של פחם לייצור החשמל.

הפחם הזה מוסע על גבי מסועים אל התחנה, שבה הופך הפחם לאבקה. אבקה זו מורתחת בדודים שיוצרים ממנה קיטור ומסובבים טורבינות שיוצרות חשמל.


כך הפחם הופך לאבקת הפחם שמשמשת לייצור חשמל:

http://youtu.be/UbtZwZrotDY


והנה תהליך ייצור החשמל כולו:

http://youtu.be/GI7AhajfhWE?t=4s
מייקל פאראדיי
מיהו מייקל פאראדיי שאילף את החשמל?



פאראדיי הוא חוקר יוצא דופן בהיסטוריה האנושית. בניגוד לחוקרים שרוכשים השכלה ואז חוקרים, הוא לא רכש השכלה מדעית של ממש והידע שלו במתמטיקה היה מועט. הוא היה בן עניים שנאלץ לעבוד בעבודות קשות לפרנסתו וכדי לפרנס את משפחתו. במהלך עבודתו ככורך ספרים הוא קרא כמעט כל ספר שעבר תחת ידיו. כשביקר בהרצאות של מדען מפורסם בשם המפרי דייווי הוא כתב ספר עם תוכן ההרצאות. המדען, שמעט הסתייג ממנו בתחילה, לקח אותו בתור עוזר והוא החל ללמוד מדע בעצמו, במהלך העבודה.

החריצות והתבונה של מייקל פאראדיי אפשרו לו ללמוד במהירות, כמעט בעצמו. די מהר התלמיד עלה על המורה והוא בנה את הדינמו - המנוע החשמלי הראשון אי-פעם. בתגית "מנוע הומופולרי" ניתן לראות כיצד הבין את הכוחות האלקטרומגנטיים כבר ב-1831 והביא את האנושות לעידן המנוע החשמלי. תגליותיו הפכו את החשמל שאנו משתמשים בו כיום כל כך הרבה, למקור אנרגיה עיקרי וזמין לכולם. החשמל היה אחד הגורמים החשובים למהפכה התעשייתית של אירופה.

פאראדיי שהיה בעצם כימאי, נודע מאז כאחד מגדולי הפיזיקאים וכראשון שהבין את האנרגיה החשמלית. הוא נחשב לחוקר החשוב בהיסטוריה, בתחומים של המגנטיות והחשמל. הניסויים הרבים שעשה בחייו תרמו רבות לתחומי האלקטרומגנטיות והאלקטרוכימיה, אפשרו לו לנסח את חוק פאראדיי ולהמציא את מבער הבונזן. הוא גם ניסח את שיטת האלקטרוליזה להפרדת כימיקלים על ידי זרם חשמל ועוד.


בקצרה על תולדות חייו של מייקל פאראדיי, ממציא החשמל:

http://youtu.be/dNXdF12U4wo


סרט מומלץ בשני חלקים, שבו מוצגת דרכו של פאראדיי אל המחקר המדעי, גילוי האלקטרומגנטיות ובניית המנוע החשמלי הראשון בהיסטוריה.

חלק א':

http://youtu.be/TEVEBzNSwTU


חלק ב':

http://youtu.be/yVDHKKTC4tA
חשמל סטטי
מה זה חשמל סטטי?



קרה לכם שפשטתם סוודר ושמעתם קולות חשמליים קטנים? נגעתם פעם במכונית והיה מעין ניצוץ או ברק קטן? - נעים מאד! היכרתם את החשמל הסטטי?

אין סכנה בחשמל הסטטי. חשמל סטטי הוא מיטען חשמלי שנוצר כששני חומרים מתחככים ואלקטרונים עוברים מאחד לשני. המטען החשמלי שנוצר הופך את החומר שאיבד אלקטרונים לחומר שטעון במטען חיובי ומקבל האלקטרונים ייטען במטען שלילי.


כך נוצר החשמל הסטטי (מתורגם):

https://youtu.be/yc2-363MIQs


כמה קסמים נחמדים שאפשר לעשות עם חשמל סטטי:

https://youtu.be/ViZNgU-Yt-Y


מחולל ואן דה גראאף שיוצר חשמל סטטי (עברית):

http://youtu.be/Ii1UifBoTb0?t=14s


תכנית נהדרת על חשמל סטטי לילדים (עברית):

https://youtu.be/mlKydkqIlX0


ראו מה חשמל סטטי יכול לעשות לשיער:

http://youtu.be/aO-phqmyqdY


וסרטון הדרכה לשימוש בחשמל סטטי כדי להזיז דברים (עברית):

http://youtu.be/Fd8JigRWbQ4
גנרטור
מה זה גנרטור ואיך הוא פועל?



גנרטור (Generator), בעברית: מְחוֹלֵל, הוא מכשיר שמשתמש באנרגיה כדי לסובב מנוע ולייצר חשמל. בעזרת הגנרטור אנו מייצרים חשמל.

הגנרטור ממיר אנרגיה מכנית לאנרגיה חשמלית. הפעולה נעשית על ידי שימוש במקורות אנרגיה כמו בנזין או דיזל, שמאפשרים לסובב מנוע.

יש גם גנרטורים שמופעלים מכוח הרוח, כמו תחנות רוח, או מלחץ מים, כמו הטורבינות שמייצרות חשמל בסכרים ובמפלים רבים. שם כוחות הטבע הם מקור האנרגיה, שמסובבים מגנט במהירות גדולה ומייצר חשמל.


#שימושים בגנרטור
בגנרטור משתמשים במקרים בהם אין גישה לרשת החשמל או שהנגישות מוגבלת ופגומה. כמו במקרים של צורך בחשמל קבוע, שאינו נפסק ושרשת החשמל לא מסוגלת לספק, בשל תקלות והפסקות חשמל רבות. כאלו המקרים, למשל, במתקנים ביטחוניים, בבתי חולים וכדומה.

שימוש שכיח נוסף בגנרטור הוא לצורך עבודה במקומות בהם אין חיבור לרשת החשמל. כך למשל מקיימים אירועים בטבע או בשטחים פתוחים. באירועים כמו מסיבות או הופעות, מפעילים בעזרת הגנרטור מערכות הגברה, תאורה, מזנונים ומערכות קירור וחימום של מזון.

שימוש נוסף בגנרטור הוא בטיולי שטח, שבהם הלינה והשהות בלילה מתאפשרת על ידי הפעלת גנרטור. תאורה, הכנת אוכל, השמעת מוסיקה וכדומה - כל אלו מקבלים חשמל ממנו.


#איך הגנרטור מייצר חשמל?
שיטת הפעולה של הגנרטור היא מעניינת - בשנת 1831 גילה המדען הבריטי מייקל פאראדיי שהזזה של מגנט ליד מוליך חשמלי כלשהו, כמו כבל חשמלי מלופף למשל, מייצרת מתח חשמלי. שיטתו של פאראדיי משמשת עד היום לייצור מרבית החשמל בעולם.

הגנרטור משתמש בעיקרון הזה כדי לסובב מגנט בתוך מוליך חשמלי שמסביבו. כשהמגנט, בעל שני הקטבים, מסתובב בגנרטור בתוך סליל חשמלי, המוליך החשמלי המלופף, נוצר בין שני הקצוות של הסליל מתח חשמלי. בכל פעם שאחד הקטבים של המגנט, קוטב הפלוס או קוטב המינוס, מתקרב לקצה אחד של המוליך, נדחפים כל האלקטרונים שלו לאותו קוטב, בעוד הקצה השני נשאר ללא אלקטרונים. כך הופך הסליל למקור מתח חשמלי. את התנועה הסיבובית של המגנט בתוך הסליל החשמלי, מייצר המנוע של הגנרטור. כך מייצרים הגנרטור והטורבינה, גרסתו הגדולה, חשמל.


הנה הדגמה של יצירת חשמל בהזזת מגנט אל מול כבל חשמלי (עברית):

https://youtu.be/6m5wu1itNQA


חידה על גנרטור (עברית):

https://youtu.be/dgD-qLY0XIw


כך משתמשים בעיקרון הפעולה של הגנרטור בשיטות שונות לייצור חשמל (עברית):

https://youtu.be/mPMyyAwrDJ8


למשל בתחנת רוח, שבה הרוח היא הכוח שמסובב את הגנרטור ומאפשרת לו לייצר חשמל:

https://youtu.be/qSWm_nprfqE


או בתחנות כוח שכדי לייצר חשמל עם גנרטור מתבססות על זרימת המים:

https://youtu.be/q8HmRLCgDAI

חשמל

חסכון בחשמל
איך חוסכים בחשמל בבית?



כדי לחסוך חשמל כדאי להקפיד על הדברים הבאים:

כשיוצאים מהחדר - מכבים את הנורות.

מזגן חסכוני - מפעילים את המזגן על 25 ומקפידים לסגור חלונות ופתחים.

נורות זולות - בקשו מההורים להחליף את הנורות בבית לנורות חסכוניות, כמו נורות הפלורסנט ונורות לד שהן חסכוניות במיוחד.

מאווררים - הפעלת מאווררים זולה הרבה יותר ממזגנים ובכל מקרה שזה אפשרי - זה מומלץ!


הנה סרטון חסכון לילדים (עברית):

http://youtu.be/GWY-5TkretU


הצעות עוד יותר מתקדמות לחיסכון בחשמל (עברית):

http://youtu.be/u67K_Ed_wrA


ובשביל החיוך - הנה דרך לבזבז חשמל, כמו שתוארה במערכון על מנהל בחברת חשמל, שמקבל חשמל חינם (עברית):

http://youtu.be/9RGdG0hFYts
טעינה אלחוטית
איך פועלת טעינה אלחוטית?



טעינה אלחוטית (Wireless charging) היא טכנולוגיה שמאפשרת לטעון מכשירים חשמליים ללא חיבור חוטי. למעשה, הטכנולוגיה הזו מאפשרת מעבר של חשמל ממקום למקום "דרך האוויר".

כיצד ניתן להעביר חשמל באוויר?

ובכן, הטעינה האלחוטית מתבססת על השראה אלקטרומגנטית. זהו עיקרון פיזיקלי שמאפשר לשני סלילי נחושת, המוצבים במרחק זעיר זה מזה, להעביר חשמל מאחד מהם, הטעון בזרם חילופין, אל השני. האחראי להעברת האנרגיה החשמלית באופן אלחוטי הוא השדה המגנטי שנוצר בין הסלילים.

ממש כמו ששידורי הרדיו משודרים ונקלטים דרך האוויר, במקלטי הרדיו המצויידים באנטנה, כך "נקלטת" אנרגיה חשמלית, באופן אלחוטי ובאמצעות השראה אלקטרומגנטית, ממכשירים ה"משדרים" חשמל דרך האוויר, אל מכשירים שיש בהם "מקלט" של אנרגיה כזו.

ההיסטוריה של הטעינה האלחוטית היא עתיקה למדי, שכן הטכנולוגיה הזו מתבססת על פיתוחים מהמאה ה-19, בין השאר של חוקרים וממציאים גאוניים, כמו מייקל פאראדיי וניקולה טסלה, שיצר בשנת 1891 את סליל טסלה, שנאי תהודה שמייצר זרם חילופין חזק במתח חשמלי גבוה והפך לאבן יסוד במערכת החשמל המודרנית.


כך פועלת טעינה אלחוטית ומי יוצריה:

https://youtu.be/5cILFl0tzpI


הסבר טכני:

https://youtu.be/-Wf7aadxBkE


אפילו חברת איקאה הוציאה סדרת רהיטים שטוענים אלחוטית:

https://youtu.be/Uwmm_NCKSps


ומעט על האמת על הטעינה האלחוטית של הטלפונים:

https://youtu.be/iOVg62_DUYU?long=yes
מגדלים סולאריים
אילו מבנים ייצרו חשמל בעתיד?



המירוץ לייצור חשמל ואנרגיה נקיים ולא מתכלים הוא בעיצומו. חברות רבות בעולם מנסות לחשוב על רעיונות יצירתיים לייצור של אנרגיה מהשמש, הרוח והמים. חברות שונות כבר בנו דגמים בגודל טבעי של איים סולאריים שמייצרים חשמל מהשמש בלבד. איים כאלה ירוצפו בלוחות סולריים, קולטים סולריים של קרני השמש, שימירו את החום של קרני הזמש לאנרגיה חשמלית.

הכוונה היא שאם הדגמים הללו יוכחו ככדאיים, כבר בעשור הבא יתחילו בבניית איים כאלו בלב ים. רעיונות אחרים עדיין בשלב הסקיצות ובדיקת התכנות, ביניהם גשרים לייצור חשמל ומגדלים סולאריים שייצרו אנרגיה מאוויר חם שעולה ואוויר קר שיורד.


הנה התכנית של איים סולאריים לייצור חשמל:

http://youtu.be/D1XyR3YOVZQ


אבטיפוס של האי הסולארי כבר נבנה:

http://youtu.be/TcC3WHkAnuM


גשרים שיוכלו להיות תחנות כוח של ממש:

http://youtu.be/TkaPjhYuPtQ


ואולי הפתרון הוא מגדלים סולאריים בגובה של קילומטר:

http://youtu.be/0tWlP0knKQU
כדור פלזמה
מהו כדור פלזמה?


כדור פלזמה (Plasma globe), או מנורת פלזמה, הוא כדור מלא בזרמים של אור וחשמל, שיוצרים מראות יפים ומהפנטים. זהו כדור הזכוכית שמלא בגזים אצילים בלחץ גבוה. כשמחברים אותו לחשמל, נוצר בו שדה אלקטרומגנטי, הנובע מאלקטרודת מתח גבוה.

כתוצאה מהמתח הגבוה, עוברת תערובת הגזים יינון ויוצרת פריצה חשמלית. כלומר, במגע של הגז עם השדה האלקטרומגנטי, מופקת אנרגיה מתפרצת, שנראית כאלומות רבות של אור צבעוני. אלומות האור הללו מזכירות חוטי פלזמה דמיוניים ויפים להפליא, המתפשטים בתוך חלל הכדור וכאילו מחברים בין האלקטרודה והזכוכית.

התופעה הייחודית הזו לפלזמה, נקראת "פילמנטציה". פלזמה היא מצב צבירה רביעי (אחרי מוצק, נוזל וגז), מצב של אנרגיה גבוהה מאד.

הממציא של כדור הפלזמה היה הממציא הדגול ניקולה טסלה, מי שהיה מחלוצי עולם החשמל ונחשב לאחד מגדולי הממציאים בכל הזמנים. טסלה המציא את כדור הפלסמה בעקבות ניסיונות שעשה בזרם חשמלי בתדר גבוה. הוא, אגב, כינה את ההמצאה "פריקה בגז אינרטי".

כיום ניתן לרכוש בחנויות כדור פלזמה פשוט בגרסתו הפופולארית. מי שמסחר את ההמצאה, בשנת 1971, היה יזם אמריקאי בשם ביל פארקר.


הנה כדור הפלזמה בפעולה:

https://youtu.be/pMqcA0NzjkA


מצגת וידאו עם הסבר (עברית):

https://youtu.be/-U2d57_CQ2o


והסבר באנגלית לפעולתו:

https://youtu.be/IDiyldCkdD0


חשמלית
מהי החשמלית שהולכת ונעלמת?



החשמלית (Tram) הוא מעין אוטובוס חשמלי, שהיה נפוץ בערים רבות באירופה ושימש להסעת נוסעים בערים וסביבותיהן.

בניגוד לאוטובוסים שיש להם מנוע בנזין או דיזל, החשמליות לא משתמשות בדלק אלא בחשמל. הן מקבלות את החשמל מכבלים המתוחים במסלול שלהן ושאליו הן מתחברות באמצעות מוטות מיוחדים שנמצאים על גגותיהן.

החשמליות נחשבו נקיות וטובות יותר לסביבה, במיוחד בערים גדולות וסואנות שבהן זיהום האוויר שגרמו האוטובוסים היה גדול ורע לבריאות.

כיום החשמלית הולכת ומוחלפת במרבית הערים ברכבת קלה שמשמשת להעברת נוסעים רבים יותר וביעילות גדולה יותר.


הנה החשמלית שהולכת ונעלמת:

http://youtu.be/y4_j7uM7Eok
מהי סוללת בגדד?



יש הטוענים שהפקת חשמל הוא תגלית עתיקה הרבה יותר משידענו. סוללת בגדד היא סוללה, בטרייה, בת כ-2000 שנה.

בשנת 1936 נמצאו סוללות כאלה עשויות חימר, בהריסות הכפר פארטיאן, במקום שבו בנויה כיום בגדד בירת עיראק. החוקרים מעריכים שאת המתקן בנו הפרתים, ששלטו באזור בסביבות שנת 250 לפני הספירה.

היה זה הארכיאולוג הגרמני וילהלם קניג שחקר מתקן עשוי חימר שהתגלה כשהפועלים הניחו פסי רכבת. כשבחן היטב את הכלי שהכיל מוט ברזל וצילינדר מנחושת, הוא נדהם. התברר לו למרבה ההפתעה שהוא אחז בידיו מתקן קדום שיתכן ששימש להפקת חשמל מחומרים חומציים (מיצי הדרים, ענבים וסוגי חומץ). הייתה זו אולי סוללה עתיקה שקדמה באלפי שנים לכל טכנולוגיה חשמלית מודרנית (הסוללה החשמלית המודרנית הומצאה בשנת 1867). סוללות בגדד הפיקו באמצעים כימיים בערך וולט אחד של חשמל. זה אולי לא הרבה אבל זה הספיק לפרתים כדי לצפות מטבעות כסף בציפוי זהב, או לאלקטרוליזה (גלוון), כלומר לציפוי של תכשיטים וחפצי אמנות בזהב.

כמובן שיש המתנגדים להשערה הזו וגורסים שאותם כדי חימר שימשו לאיחסון מגילות ושאר דברים, אבל אם החוקרים התומכים בטענת הסוללה הזו צודקים, הרי שהידע לגבי יצור של חשמל ושמירתו במעין סוללה, היה בידי המין האנושי הרבה לפני מחקריו של אלסנדרו וולטה, מי שייצר את הסוללה הראשונה.


הנה הדגמה של הסוללות העתיקות של בגדד:

http://youtu.be/fSDGpJwRSzM


וסיפור התגלית של הסוללות העתיקות הללו:

http://youtu.be/8Evm9hTWYxQ
איך פועלת הסוללה החשמלית?



סוללה חשמלית, או "בטריה" כמו שקראו לה פעם, מכילה חומרים כימיים שיוצרים חשמל. התהליך הכימי ותכונות החומרים שבסוללה, חומרים עם הבדל פוטנציאלי, מאפשרים לה לייצר חשמל בזרם ישר.

הבעיה היא שהחומרים הכימיים שבסוללה מתרוקנים מהתכונות שלהם ואז הסוללה אינה פעילה יותר. זו הסיבה שלצד הסוללות הרגילות משתמשים רבים בסוללות נטענות, שאותן ניתן לטעון שוב ושוב.


כך פועלות הסוללות (מתורגם):

https://youtu.be/9OVtk6G2TnQ


עוד על דרך הפעולה של הסוללה החשמלית:

http://youtu.be/gWKOjncBMCQ


ודרך מעניינת ליצור סוללה חשמלית מלימון:

http://youtu.be/D23JH30ZMK0
למה הרעם כל כך רועש?



הרעמים הם דוגמאות טבעיות להיווצרות של חשמל בטבע. מטען חשמלי שעובר בין העננים גורם לעיתים לפיצוץ חשמלי, שאנו רואים היטב והוא הברק.

גלי האוויר הלוהטים שנגרמים מהפיצוץ הזה מתנפצים ברעש אדיר ויוצרים רעש פיצוץ שאנו קוראים לו רעם.

גם בבית עלול להיווצר לעיתים קצר חשמלי. פעמים רבות, גם בבית וכשהקצר החשמלי גדול, הוא דומה לברק ונשמע כמו רעם קטן. יש בו רשף של אור ורעש של פיצוץ זעיר.

מכאן אנו לומדים שככל שהפיצוץ הוא גדול, הרעש של הרעם שהוא יוצר יהיה גדול ומפחיד יותר.


הנה הסבר על הרעם:

http://youtu.be/0RpNuXP7XBw?t=3s


והרעם בהקשר של הברק (מתורגם):

http://youtu.be/HkSWuoF9_NM
האם יש חשמל בטבע?



יש חשמל בטבע ואנו מכירים אותו היטב. הברקים שמבזיקים בשמיים בחורף הם בעצם הבזקי חשמל ענקיים.

החום שהברקים יוצרים הוא כה גדול, שפגיעת ברק יכולה לגרום לשריפה גדולה. לשמחתנו פגיעה כזו של ברק לא מתרחשת הרבה. עם זאת, ההתחממות הגלובלית מאיימת להגדיל יותר ויותר את כמות הברקים בעולם, בשל הצטברות של אנרגיה באטמוספרה.


הנה סרטון על הברק, הרעם והחשמל שביניהם:

https://youtu.be/Cz_uYBx1G5s


הסבר חשמלי לברק ולרעם:

https://youtu.be/fzNk4w2k2h0


וההסבר המדעי של תופעת החשמל (עברית):

https://youtu.be/-l8n-77M_yQ
כיצד יצר מייקל פאראדיי את המנוע החשמלי הראשון?



מייקל פאראדיי בא ממשפחה דתית וענייה. בגיל צעיר הוציאה אותו אימו בבית הספר, לאחר שהמורה רצתה להלקותו. הוא עבד בכריכייה מגיל 13 וקרא בה הרבה ספרים. כשצפה בהרצאה של המדען בעל השם המפרי דיווי, שהדגים את החשמל, הוא סיכם את הרצאתו וכרך את הרשימות לספר, שאותו הגיש למדען במתנה.

המדען התרשם מהילד הסקרן וההחלטי וכשדיווי נפגע בעיניו הוא הפך את פאראדיי לעוזרו במכון המלכותי בלונדון. כשפרופסור דיווי לא הבין את האלקטרומגנטיות והקשר שלה לחשמל, פאראדיי חקר את הנושא והמציא את המנוע החשמלי הראשון בהיסטוריה!

שנים אחר כך כשדיווי ימות, יהפוך מייקל לראש המעבדה. בהמשך הוא ימציא את הגנרטור שייצר חשמל מתנועה ואת השנאי. גם כשחלה במוחו בגיל 49 והחל לאבד את זכרונו, הישגיו לא נעצרו.

בחייו הוא חקר את הקשר בין החשמל, המגנטיות והאור ונחשב מגדולי החוקרים בהיסטוריה.


הנה הקשר שגילה פאראדיי בין מגנטים לייצור חשמל ואיך הוא הביא לנו את החשמל (עברית):

https://youtu.be/Hc5LhnBbH9A


על ניסוייו של מייקל פאראדיי:

http://youtu.be/ZuO7kJZ12g8?t=20s


הדגמה מרהיבה של המנוע הפשוט מהסוג שהגה פאראדיי:

http://youtu.be/MrGW7Fod7y0


אפשרויות נוספות למנועים הומופולריים עם סוללה:

http://youtu.be/xbCN3EnYfWU


והצצה ליומן של פאראדיי שבו העלה לראשונה את הרעיון למנוע ההומופולרי:

http://youtu.be/KD5MQL3UE6o
על מה רבו הממציאים אדיסון וטסלה?



המחלוקת בין אדיסון המפורסם, שרצה להשליט את השימוש בזרם הישר ברשתות העירוניות והתעשייתיות, לבין טסלה, שהגיע מאירופה להצטרף אליו, אך צידד בזרם חילופין, היתה חריפה.

שורשי הריב בין שני הממציאים הגאונים היו נעוצים בריב אישי בין שניהם. הוא נולד כאשר אדיסון ניצל את טסלה, שעבד אצלו לאחר שהגיע מסרביה לאמריקה, כדי לפתור בעיה שהוא עצמו לא הצליח לפתור. אך אדיסון סרב לשלם לו על כך, כפי שהתחייב לפני כן. טסלה מחה על אי הצדק והניצול ופוטר. הוא הקים את החברה שלו ופיתח את הפתרון שלו, זה של זרם החליפין.

כמובן שהנימוק שהכריע בויכוח בין שתי השיטות שהציעו השניים למערכת החשמל של אמריקה היה טכנולוגי. אם במעגל חשמלי יש מתח בגודל מסוים, נניח 10 וולט, שבא להאיר נורת חשמל אחת שצריכתו 10 ואט אחד (נוסחת חוק אום), עצמת הזרם החולף בו היא אמפר אחד. אם נוסיף נורה נוספת במקביל לקודמת תוכפל הצריכה ל-20 וואט ויזרום זרם בעצמה של 2 אמפר.

ככל שנוסיף צרכנים יגדל הזרם והחוט המוליך את החשמל ברשת יצטרך להיות עבה (ויקר יותר). על פי תכנית אדיסון ידרשו תחנות כוח בכל רחוב ורובע בעיר. לעומתה אפשרה היכולת שהציע טסלה, להגביר את המתח של זרם חילופין, להעלות את המתח.

בכך ניתן היה להקטין מאד את עובי החוטים המוליכים ולהעביר חשמל ממפלי מים לאזורים מיושבים. לאדיסון לא הייתה תשובה לאתגר הזה, והויכוח הוכרע לטובת טסלה.


הנה סיפור מאבקם של שני גאוני החשמל וההמצאה, אדיסון וטסלה:

https://www.youtube.com/watch?v=ZInLPe_bezQ


וראפ מחוייך על המאבק הזה:

https://youtu.be/gJ1Mz7kGVf0
איך פועלת סוללה נטענת?



בעיקרון הסוללה הנטענת היא סוללה חשמלית. כמו סוללה רגילה, גם בה יש חומרים כימיים שמפיקים חשמל. זה קורה על ידי מעבר של אלקטרונים מצד לצד שלה.

אבל ליד חומרי יצירת החשמל הרגילים, יש בסוללה נטענת גם תא אלקטרוליטי. תפקידו של התא הזה הוא להשיב את האנרגיה החשמלית, האלקטרונים, אל הסוללה המרוקנת מחשמל. זה נעשה באמצעות שינויים כימיים. השינויים הללו מחייבים אנרגיה ולכן מחברים את המטען אל החשמל, או לקולטי שמש שייצרו חשמל. רק אז יכולה הסוללה הנטענת להיטען מחדש.


הנה סרטון מפורט על פעולת הסוללות הללו (מתורגם):

http://youtu.be/9OVtk6G2TnQ


וכך פועלת סוללה נטענת:

http://youtu.be/3KX_KuS6FPI
מהו המגדל הסולארי?



"מגדל השמש", תחנת כוח תרמו-סולארית, או המגדל הסולארי (Solar tower), הוא מגדל שתפקידו לנצל את אנרגיית השמש להפקת חשמל. סביב המגדל הסולארי מוצבות אלפי מראות קעורות, העוקבות אחרי השמש (הליוסטטים) כל הזמן, קולטות את אורה ומרכזות את הקרניים לעבר המגדל.

במרכז המגדל הסולארי מומרת האנרגיה העצומה שנאגרת מקרני השמש לקיטור, שמיוצר מחימום המים ומומר לאחר מכן לחשמל.

תפוקת המגדל הסולארי משתנה בהתאם למספר ההליוסטטים, כלומר המראות ששולחות אליו את קרני השמש. יש מגדלים סולאריים שמסביבם מוצבים עשרות אלפי מראות מתכווננות כאלה.

בשנים האחרונות הוקמה בנגב תחנת הכוח התרמו-סולארית הגדולה ביותר בעולם.


הנה מגדל סולארי שהוקם בנגב בכדי לייצר חשמל באמצעות כוונון של קרני השמש (ללא מילים):

https://youtu.be/EUOfpgVDqdM


הסבר על תחנת הכוח התרמו-סולארית העצומה שבנגב (עברית):

https://youtu.be/n7e65NONaME


אולי הפתרון הוא מגדלים סולאריים בגובה של קילומטר:

http://youtu.be/0tWlP0knKQU


ההסבר המדעי של המגדלים הללו:

http://youtu.be/2japP5d0qCI


דגם שמסביר את זה יפה:

http://youtu.be/rMMlmqohOJs


דיון על הטכנולוגיה של המגדלים הסולאריים:

http://youtu.be/8sLej0oD1Ak


והחווה הסולארית הגדולה Ivanpah שבמדבר מואבי בקליפורניה:

https://youtu.be/JHNPKue1lyo


איך ציפורים לא מתחשמלות?



הציפורים שעומדות על חוטי החשמל, עומדות על גבי חוט חשמל יחיד ולכן אינן יוצרות מעגל חשמלי סגור. רק מעגל סגור יכול לגרום להן להתחשמלות. אם הן יגעו בשני חוטי חשמל שונים, או בחוט חשמל ובעמוד עצמו או או בחוט חשמל ובאדמה, בתנאים כאלה ייווצר מעגל חשמלי סגור, והן יתחשמלו מיד.

ואכן, מי שנמצאות בסכנה הן ציפורים גדולות, שמוטת הכנפיים שלהן רחבה, כלומר כנפיהן יכולים לגעת בו-זמנית בשני חוטי חשמל שונים. אנחנו כבר יודעים מה קורה כשנוגעים בשני חוטי חשמל, נכון? - מתחשמלים!


הנה הסבר לזה שציפורים לא מתחשמלות מחוטי חשמל שעליהם הן עומדות:

https://youtu.be/rtnmCf2QFTc


כך ציפורים נמצאות על כבלי חשמל עם אלפי וולטים ולא מתחשמלות:

http://youtu.be/xVfBTsUSCgQ


ומנגד - על התחשמלות הנשרים הגדולים (עברית):

http://youtu.be/SO4wzMx4T48?t=22s
מהי אלקטרומגנטיות?


אֱלֶקְטְרוֹמַגְנֵטִיּוּת (Electromagnetism) היא הקשר המיוחד שבין חשמל למגנטיות. זהו תחום בפיזיקה שעוסק בתופעות הקשורות למטען חשמלי.

אֱלֶקְטְרוֹמַגְנֵט הוא מגנט שנוצר מזרם חשמלי. אלקטרומגנט ניתן ליצור באמצעות כל תיל (חוט) שבו עובר זרם חשמלי, המייצר מסביבו שדה מגנטי.

איך יוצרים אלקטרומגנט? - ניקח את הסילונית, שהיא פיסת תיל מבודד, כלומר שיש בידוד מסביבו. אם זרם חשמלי עובר דרך הסילונית וכל עוד עובר בה זרם, תתנהג הסילונית כמגנט. כלומר, יהיה לה שדה חשמלי חזק, שיש בו קוטב דרומי וקוטב צפוני.

אגב, אם מפזרים אבקת ברזל סביב תיל, ניתן לראות שכשהזרם החשמלי מופעל ועובר בו, חלקיקי אבקת הברזל יסתדרו במעגלים, לפי השדה המגנטי שהתיל יוצר.

השדה האלקטרומגנטי או שדה כוח אלקטרומגנטי מורכב משדה חשמלי ושדה מגנטי שנעים ביחד כשהם מצומדים. במילים אחרות, אובייקטים בעלי מטען חשמלי שנמצאים בתאוצה, מתפשטים יחד ומשפיעים זה על זה, מה שיוצר את השדה האלקטרומגנטי.

אלקטרומגנטיות היא תופעה מדהימה. כבר ב-1820 גילה הנס כריסטיאן ארסטד (Ørsted) פרופסור לפיזיקה וכימיה מדנמרק, שזרם חשמלי שזורם דרך תיל, גורם למחט של מצפן סמוך להסתובב ולסטות מהצפון. הוא היה הראשון שזיהה קשר כלשהו בין חשמל למגנטיות.

מייקל פאראדיי, מגלה האלקטרומגנטיות, היה הראשון שהבין שישנו שדה חשמלי שמקיף כל מטען חשמלי בעולם. השדה החשמלי הזה זז עם המטען החשמלי לכל מקום שבו נמצא המטען החשמלי הזה. פאראדיי שיער גם שטלטול של המטען החשמלי מייצר "קרינה אלקטרומגנטית". ב-1931 הוא מצא ששדה מגנטי משתנה, שיצר מגנט מתנועע, יכול להביא לזרימת חשמל בסליל מוליך. מכאן יווצרו הגנרטורים, מחוללים של חשמל, שמייצרים כיום חשמל בכמויות חשמל, על ידי כוח מגנטי משתנה, המניע אלקטרונים בתיל, בכיוון מסוים ובכך יוצרים זרם.

גם זרם חילופין יוצר שדה אלקטרומגנטי. זו אחת התרומות של ניקולה טסלה, ממציא זרם החילופין והאיש שלו אנו חייבים את מערכת החשמל המודרנית.

באמצעות הקרינה האלקטרומגנטית עובדים כיום מכשירים כמו הרדיו, הטלוויזיה, הטלפון הנייד, הרנטגן, המיקרוגל ועוד. הדבר המדהים שרובנו לא יודעים הוא שגם אור הוא קרינה אלקטרומגנטית.


הנה האלקטרומגנטיות והאופן בו אנו חווים אותה ביום יום, באור, גלי הרדיו ועוד (מתורגם):

https://youtu.be/O0PawPSdk28


הדגמה מומחשת של האלקטרומגנטיות:

https://youtu.be/Elv3WpL32UE


והאם הקרינה האלקטרומגנטית הולכת ופוגעת בנו? (מתורגם):

https://youtu.be/FfgT6zx4k3Q?long=yes
איך מפיקים אנרגיה מנפט, פחם וגז?



תחנות כוח מאפשרות להמיר את הנפט, הגז והפחם לאנרגיה. שלושתם חומרי בערה ששריפה שלהם מאפשרת לייצר חשמל. ההבדלים ביניהם הם ברמת זיהום האוויר שנוצר מייצור החשמל מכל אחד מהם.

הפחם מזהם מאד את כדור הארץ והנפט מזהם מעט פחות, אבל הוא עדיין גורם לפגיעה באיכות הסביבה. הגז הכי פחות מזהם ולכן עדיף להשתמש בו ליצירת חשמל. אבל הכי טוב לייצר חשמל מאנרגיית השמש, שאינה נגמרת ולא מזהמת את הסביבה.


הילי הילדה שמסבירה כיצד נוצר החשמל כך (עברית):

https://youtu.be/6Qrm9SHjkOE


וכל תהליך ייצור החשמל, בשיטות וחומרים שונים ועד הבית (עברית):

http://youtu.be/mPMyyAwrDJ8?t=9s
האם יש סיכוי למכונית החשמלית?



רבים שואלים מה העתיד של המכונית החשמלית. במיוחד השאלה מתעוררת לאחר קריסתה של חברת בטר-פלייס הישראלית, שניסתה לייצר מכונית חשמלית ולא הצליחה להפוך את המוצר להצלחה עיסקית. בעבר הואשמו יצרני הרכב העיקריים של ארצות הברית בחבלה מכוונת במאמצי היצור של המכוניות החשמליות, אם כי לא נמצאו הוכחות ממשיות לכך.

בעבר, הבעיה ליצירת רכב חשמלי יעיל ואיכותי היתה בסוללות החשמליות שזמן הטעינה שלהן היה ממושך מדי, ההספקים החשמליים נמוכים והעלות של ייצורן היתה יקרה מדי. כיום, בעקבות פיתוחים חדשניים, כמו סוללות הליתיום וחידושי הננוטכנולוגיה, מאפשרים טעינה של שעות אחדות בזרם ביתי, או טעינת בזק מסחרית והללו פותרים את הבעיה העיקרית.

כיום מצליחות חברות שונות בעולם לייצר מכוניות חשמליות איכותיות, אם כי יקרות מדי לציבור הרחב. החברה הבולטת מביניהן היא חברת טסלה האמריקאית, שהקים ומנהל היזם הסדרתי המצליח אילון מאסק. מכונית הספורט החשמלית שלה נחשבת מעולה והוכרזה כמכונית החסכונית ביותר בארה"ב, עם ציון שמקביל לצריכת דלק של 47.3 ק"מ לליטר!


הנה סיפורה המוקדם של המכונית החשמלית של טסלה:

http://youtu.be/YVqlZO7tHFE


נסיעה על המכונית החשמלית הזו:

http://youtu.be/_DnW3tpQ57I


טסלה "סייבר טראק" חסינת הכדורים:

https://youtu.be/Q7nlMapFAM4


מכונית מרוץ? - טסלה רודסטר המהירה (בעברית) גומעת 1,000 ק"מ מכל טעינה!

https://youtu.be/o4GxmUHBtMY


ויש גם מתחרים, כמו היפניים הבאים (בעברית):

https://youtu.be/qb2Bo4-nc7E
איך פועלת נורת הלהט ואיך היא בנויה?
למה צריך סכרים בעולם?
איך מאירה נורת הלוגן?
מהו העץ הסולארי?
כיצד מסייעים המים לייצר חשמל?


אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

העולם הוא צבעוני ומופלא, אאוריקה כאן בשביל שתגלו אותו...

אלפי נושאים, תמונות וסרטונים, מפתיעים, מסקרנים וממוקדים.

ניתן לנווט בין הפריטים במגע, בעכבר, בגלגלת, או במקשי המקלדת

בואו לגלות, לחקור, ולקבל השראה!

אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

שלום,
נראה שכבר הכרתם את אאוריקה. בטח כבר גיליתם כאן דברים מדהימים, אולי כבר שאלתם שאלות וקיבלתם תשובות טובות.
נשמח לראות משהו מכם בספר האורחים שלנו: איזו מילה טובה, חוות דעת, עצה חכמה לשיפור או כל מה שיש לכם לספר לנו על אאוריקה, כפי שאתם חווים אותה.