Question 1

מהו שטף מגנטי וכיצד הוא קשור להשראות?

Accepted Answer

שטף מגנטי הוא כמות השדה המגנטי העוברת דרך שטח מסוים. עבור שדה מגנטי אחיד המאונך לשטח, השטף שווה למכפלה של עוצמת השדה בשטח. על פי חוק פאראדיי, שינוי בשטף המגנטי העובר דרך לולאת חוט יוצר כוח אלקטרומניעי (EMF). קשר זה הוא יסודי עבור השראה, שבה סלילים (אינדוקטורים) אוגרים אנרגיה מגנטית על ידי תגובה לשינויים בשטף.

Question 2

כיצד מסביר חוק פאראדיי את הכוח החשמלי המושרה (emf) בסליל?

Accepted Answer

חוק פאראדיי קובע ששטף מגנטי משתנה בלולאת חוט מייצר כוח גורף חשמלי (EMF) השווה למינוס קצב שינוי השטף לאורך זמן. הסימן השלילי מעיד כי אם השטף פוחת, ה-EMF הוא חיובי; ואם השטף גדל, ה-EMF הוא שלילי. EMF מושרה זה מניע זרם דרך הלולאה, ובכך יוצר שדה מגנטי המתנגד לשינוי השטף המקורי, עיקרון הנקרא חוק לנץ.

Question 3

מהו כלל יד ימין ומדוע הוא חשוב בהשראה?

Accepted Answer

כלל יד ימין קובע את כיוונו של השדה המגנטי הנוצר על ידי זרם בלולאה. כופפו את אצבעות יד ימין סביב כיוון הזרם; האגודל יצביע לכיוון השדה המגנטי הנוצר. כלל זה חיוני בהשראות, שכן הזרם המושרא חייב לזרום בכיוון היוצר שדה מגנטי המתנגד לשינוי בשדה החיצוני, כנדרש על פי חוק לנץ.

Question 4

כיצד נבדלת השראה עצמית מהשראה הדדית במעגלים?

Accepted Answer

השראה עצמית מתרחשת כאשר זרם משתנה בסליל משרה מתח בין ההדקים שלו, ובכך מתנגד לשינוי בזרם. השראה הדדית מתרחשת בין שני סלילים נפרדים, כאשר שינויים בזרם בסליל אחד משרים מתח בסליל סמוך אחר באמצעות צימוד מגנטי. שתי התופעות מדגימות השראה אלקטרומגנטית, אך הן פועלות בתצורות מעגל שונות ומהוות רכיבי מפתח במעגלי נגד-סליל (RL) ובמעגלי סליל-קבל (LC).

Question 5

מה קורה כאשר מחדירים מגנט לתוך סולנואיד ומוציאים אותו ממנו?

Accepted Answer

הזזת מגנט לתוך סולנואיד מגבירה את השטף המגנטי, דבר המשרה כוח אלקטרומניבי (EMF) שלילי המניע זרם בכיוון אחד. הוצאת המגנט מפחיתה את השטף, ובכך משרה EMF חיובי המניע זרם בכיוון ההפוך. מהירות התנועה משפיעה על קצב שינוי השטף; תנועה מהירה יותר משרה זרמים גדולים יותר והסטות רבות יותר של האממטר מאשר תנועה איטית.

Question 6

מדוע נורת מנורה מאירה לרגע בבהירות רבה יותר כאשר מעגל השראה נכבה?

Accepted Answer

כאשר מפסק נפתח, הזרם העובר דרך הסליל (inductor) פוחת, דבר הגורם לשינוי בשטף המגנטי. שטף משתנה זה משרה זרם חולף המתנגד לירידה על ידי זרימה באותו כיוון של הזרם המקורי. זרם מושרה זה זורם דרך הנורה, וגורם לה להידלק לזמן קצר בעוד שהאממטר מראה קריאת זרם חיובית.

Question 7

כיצד משתמשים שנאים ומנועי השראה באינדוקציה אלקטרומגנטית?

Accepted Answer

שנאים משתמשים באינדוקציה הדדית: מתח בסליל ראשוני יוצר זרם ושטף מגנטי הנקשרים לסליל משני, ובכך משרים מתח ללא מגע פיזי. מנועי אינדוקציה משתמשים בשדה מגנטי מסתובב המופק מהספק זרם חילופין (AC) תלת-פאזי כדי לשרות זרם במוטות הרוטור, ובכך ליצור שדה מגנטי מושרה ברוטור. האינטראקציה בין השדות של הסטטור והרוטור יוצרת כוח, הגורם לרוטור לעקוב אחר השדה המגנטי המסתובב.

אינדוקציה - חידון הערכה