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.
»
«
מיהו מייקל פאראדיי שאילף את החשמל?
מייקל פאראדיי (Michael Faraday) היה חוקר יוצא דופן בהיסטוריה האנושית. הוא נחשב לאחד מאנשי המדע החשובים בהיסטוריה, אף שלא זכה ללמוד באוניברסיטה או בבית ספר תיכון ואת מרבית הידע המדעי שלו רכש בעצמו, בסקרנות, בקריאת ספרים, בהאזנה להרצאות ציבוריות ובהתלהבות אינסופית מהמדע.
כן, בניגוד לחוקרים שרוכשים השכלה ואז חוקרים, האיש לא רכש השכלה מדעית של ממש והידע שלו במתמטיקה היה מועט. למעשה, 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, התגבר על קשיים כלכליים ופערי המעמדות האנגליים וחתר לרכוש ידע בהאזנה להרצאות שעליהן שילם בכספו המועט.
כשביקר בהרצאות של מדען מפורסם אז בשם סר המפרי דייווי הוא כתב רשימות של כל מה ששמע ממנו, כרך אותן לספר שלם, עם כל תוכן ההרצאות ושלח למרצה המדען.
בשלב מסוים אותו דייווי, שמעט הסתייג ממנו בתחילה, נפצע בתאונת מעבדה. כתוצאה מכך, ראייתו נפגעה והוא התקשה לכתוב. הוא הזמין את פאראדי לעבוד במעבדתו, ברישום פרטי המחקרים שלו. כך זכה מייקל הצעיר בהזדמנות ושימש בתור כותב הפתקים ומסכם של כל מה שהמדען חשב, הסיק וגילה.
דיווי התרשם יותר ויותר מהבחור הצעיר והחכם. כשאחד מעובדי המעבדה פוטר, הוא הציע לפאראדיי לעבוד במעבדה בתור אסיסטנט לכימיה.
די מהר התלמיד עלה על המורה. כי במהלך העבודה החל פאראדיי ללמוד מדע בעצמו. הסקרנות האינסופית שלו והתשוקה לידע ולמדע, ביחד עם חריצות ותבונה נדירים, אפשרו למייקל פאראדיי ללמוד במהירות, כמעט בעצמו, את כל מה שצריך ואף יותר.
הוא היה עקבי ועקשן. שוב ושוב הוא ערך ניסויים במעבדה, בחן ולמד איפה טעה, שיפר וחזר על הניסוי המתוקן, עד שקיבל את התוצאה שצפה. אם עלה בראשו רעיון חדש, שנתמך ביסודות תיאורטיים משמעותיים, הוא לא ויתר על בדיקתו, בניסויים חוזרים ומכל כיוון אפשרי, עד שקיבל את התוצאה המצופה ולמד את סיבת הכישלונות הקודמים.
פאראדיי היה חכם ועניו. לעתים רחוקות הוא גילה שהשערותיו המוקדמות היו שגויות והוא הקפיד לתעד אותן ולהבינן היטב, בחתירה המתמדת שלו - להבין ולהצליח.
כך הוא גילה את תכונותיו של השדה המגנטי ובנה את הדינמו - המנוע החשמלי הראשון אי-פעם. בתגית "מנוע הומופולרי" תוכלו לראות כיצד הבין את הכוחות האלקטרומגנטיים כבר ב-1831 והביא את האנושות לעידן המנוע החשמלי.
תגליותיו של פאראדיי הפכו את החשמל, שאנו מרבים להשתמש בו כל כך הרבה, למקור אנרגיה עיקרי וזמין לכולם. החשמל הוא אחד הגורמים החשובים למהפכה התעשייתית של אירופה.
פאראדיי, שהיה בעצם כימאי, נודע מאז כאחד מגדולי הפיזיקאים וכראשון שהבין את האנרגיה החשמלית.
בתחומים של המגנטיות והחשמל פאראדיי נחשב לחוקר החשוב ביותר בהיסטוריה. הניסויים הרבים שעשה בחייו תרמו רבות לתחומי האלקטרומגנטיות והאלקטרוכימיה. הם גם אפשרו לו לנסח את חוק פאראדיי ולהמציא את מבער הבונזן. הוא גם מי שניסח את שיטת האלקטרוליזה להפרדת כימיקלים על ידי זרם חשמלי ועוד.
הענווה של פאראדיי הייתה גם היא נדירה. תגליותיו והמצאותיו הקנו לו פרסום רב, אך הוא סירב לכיבודים. הוא דחה את תואר האבירות ותואר סר שהוצעו לו מבית המלוכה, בטענה שהוא מעדיף להיקרא עד יומו האחרון "רק מר פאראדיי".
גם להצעה שקיבל פעמיים, להיות לנשיא החברה המלכותית, תפקיד ותואר מהחשובים בקהילה המדעית של האימפריה הבריטית, ענה בשלילה שוב ושוב מי שגבר בחייו על הקשיים הכלכליים, פערי המעמדות והחוסר בהשכלה והיה לאחד מגדולי המדענים בהיסטוריה.
הנה קיצור תולדות חייו של מייקל פאראדיי, ממציא החשמל:
http://youtu.be/dNXdF12U4wo
טבעת ההשראה החשמלית שמייקל פאראדיי יצר (מתורגם):
https://youtu.be/5HlQnEPalS4
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
וסיפורו של מייקל פאראדיי והמצאת החשמל לילדים (עברית):
https://youtu.be/OmfypSQlx-A?t=1m20s&longyes?long=yes
לאן טס המטוס החשמלי?
בין מטוסי העתיד נראה שכדאי להתחיל לספור את המטוס החשמלי (Electric plane).
וזו לא סתם אלטרנטיבה טרנדית להגעה ממקום למקום, או לעקוף את הפקקים שבכבישים מהאוויר. כל מי שרואה לאן תעשיית הרכב דוהרת ברור שאותם יתרונות שהיא מזהה גלומים גם בהנעה אווירית.
חשבו על זה רגע: מטוסים עם מנועים חשמליים, שיאפשרו טיסה חסכונית בהרבה וגם שקטה משמעותית ממנועי בנזין וסילון. לא השמע עמו עסקה טובה?
הרי חסכון הוא טוב גם לאקלים, גם לכיס ולמחירי הכרטיסים שיהיו זולים משמעותית, גם השקט של המנוע החשמלי, גם האמינות הגבוהה יותר, שנובעת בין השאר מכך שבמנוע חשמלי יש פחות רכיבים שנשחקים או נשברים.
באמצעות מטוס חשמלי לגמרי ניתן לחסוך המון מהעלויות של הטסת מטוסי הסילון הרגילים. בהן אנו כנוסעים נדרשים לשלם את הדלק, השמן הרב וטיפולי התחזוקה העצומים שנדרשים למנועים.
אז עם הרבה יותר שקט וידידותיות כלפי הסביבה (ובסופו של דבר כלפי עצמנו), דומה שאין מסקנה אחרת מעבר לזו שהמנוע החשמלי הוא הדבר הבא גם בעולם התעופה.
אגב, גם מהנדסי התעופה והחלל מתרגשים מהמעבר המתקרב אל ההנעה החשמלית. הם יודעים שהוא מספק להם הזדמנות ל-Reset של הנדסת התעופה. נם יוכלו לבנות כלי טיס שונים מאוד מאלו שנבנים היום. כך למשל הרעיון של הנעה חשמלית מבוזרת (DEP) שניסו לתכנן במטוס ה-E-Thrust של ענקית התעופה והחלל האירופית איירבוס. במטוס זה יחליפו הרבה מדחפים קטנים וקלים, המונעים בחשמל וממוקמים באזורים שונים של המטוס, את מנועי הסילון הכבדים והמגושמים שמתחת לכנף.
את פריצת הדרך המדהימה סיפקה דווקא החברה הישראלית השאפתנית Eviation, שהציגה ב-2018 אבטיפוס של המטוס החשמלי שלה Alice. המטוס הזה מאפשר טיסה למרחקים קצרים, משהו כמו 1,000קילומטר, במחיר של נסיעה ברכבת. הוא פחות מחליף את מטוסי הנוסעים לחו"ל, אבל יכול לקצר נסיעה של 3 שעות ברכבת ומי יודע כמה ברכב הנוסע בכבישים פקוקים - ל-20 דקות טיסה בלבד.
ענקית המנועים רולס רויס גם היא זינקה לקדמת התחום, עם מטוס חשמלי שנכון ל-2022 הוא המטוס החשמלי המהיר בעולם.
הנה היתרונות הרבים של המטוס החשמלי (עברית):
https://youtu.be/WBpZ6TFZReA
האם המטוס החשמלי הראשון בעולם הוא ישראלי? (עברית):
https://youtu.be/uFH9iaUiKts
המטוס החשמלי המהיר ביותר בעולם של רולס רויס (עברית):
https://youtu.be/dx73y1BFVIM
עוד משובר השיאים הזה:
https://youtu.be/kd-RDX1IjuM
וסרטון תיעודי על תולדות המטוס החשמלי:
https://youtu.be/Kj4PE9uATJA?long=yes
מהו הדינמו וכיצד הוא פועל?
מקור המילה דינמו (dynamo) הוא ביוונית ומשמעותה "כוח". ואכן, הדינמו הוא סוג של גנרטור שהפך לאבן דרך משמעותית בהתפתחות החשמל המודרני.
סיפור הדינמו מתחיל בתקופה שבה החשמל היה עדיין תעלומה גדולה. בימי יוון העתיקה, אנשים כבר הבחינו בתופעות חשמליות פשוטות, כמו היכולת של ענבר משופשף למשוך עלים קטנים. אך רק במאה ה-18 החלה ההבנה המדעית של החשמל להתפתח באמת.
הפריצה הגדולה הגיעה בסוף המאה ה-18, כאשר מדען איטלקי בשם לואיג'י גלוואני גילה את קיומו של זרם חשמלי. במהלך ניסוי בצפרדע מתה, הוא הבחין שנגיעה של כלי מתכת ברגל הצפרדע גרמה לה לזוז. תגלית זו הובילה לסדרת מחקרים שהגיעו לשיאם עם המצאת הסוללה הראשונה על ידי אלסנדרו וולטה.
אך למרות ההתקדמות הזו, עדיין היה חסר מקור חשמל יעיל ורב-עוצמה שיכול לספק אנרגיה באופן מתמשך.
וכאן נכנס לתמונה הדינמו.
הדינמו, שהומצא בשנות ה-30 של המאה ה-19 על ידי מייקל פאראדיי (Michael Faraday), היה פריצת דרך אמיתית. פאראדיי גילה את עקרון האינדוקציה האלקטרומגנטית ב-1831, מה שאפשר לו להדגים שנה אחר כך את הדינמו הראשון.
בלשון פשוטה נסביר שהתגלית שלו הייתה שכשמניעים מוליך חשמלי בתוך שדה מגנטי, נוצר זרם חשמלי. תגלית זו הובילה אותו להמצאת הדינמו, שהיה למעשה המחולל החשמלי הראשון שיכול היה לספק חשמל לשימוש ביתי ותעשייתי.
שימו לב, זה המנוע הראשון בעולם. פשוט אבל מנוע ובעצם גם הסבא רבא של כל מנועי העולם של ימינו.
#אז איך בדיוק עובד הדינמו?
העיקרון פשוט למדי, אם כי היישום שלו מורכב יותר. בליבו של הדינמו נמצאת לולאת תיל המסתובבת בתוך שדה מגנטי חזק. כאשר הלולאה מסתובבת, היא חותכת את קווי השדה המגנטי, וזה גורם לאלקטרונים בתיל לנוע. תנועה זו של האלקטרונים היא זרם חשמלי.
הדינמו יכול לייצר גם זרם חילופין וגם זרם ישר, תלוי בתכנון שלו. כדי להפוך את התנועה הסיבובית הזו לזרם ישר שימושי, הדינמו משתמש במרכיב נוסף שנקרא קומוטטור. זהו מתקן פשוט יחסית שתפקידו להפוך זרם חילופין לזרם ישר, שניתן להשתמש בו.
חשוב לציין שהדינמו לא יוצר אנרגיה מכלום. הוא פשוט ממיר אנרגיה מכנית לאנרגיה חשמלית. לכן, כדי שהדינמו יפעל, צריך להיות מקור כוח שיסובב אותו. בימים הראשונים, זה היה לרוב מנוע קיטור. בשנות ה-60 והלאה ההורים שלכם נסעו באופניים, כשהחשמל שהזין את הפנס בא מדינמו קטן שהוצמד לגלגל המסתובב.
היום, אנחנו משתמשים במגוון רחב של מקורות אנרגיה, מגנרטורים ביתיים, דרך טורבינות רוח או מים ועד כורים גרעיניים, כדי לסובב גנרטורים שהם למעשה צאצאים מתקדמים של הדינמו המקורי.
המצאת הדינמו הייתה צעד ענק קדימה בדרך לעידן החשמל המודרני. היא אפשרה לראשונה ייצור חשמל בכמויות גדולות ובאופן יעיל תוך שהיא פותחת את הדרך למהפכה התעשייתית. היום, למרות שהטכנולוגיה התקדמה מאוד, העקרונות הבסיסיים של הדינמו עדיין משמשים אותנו בייצור מרבית החשמל בעולם.
הנה תולדות הדינמו:
https://youtu.be/YkAzAnd-jMY
הסבר הדינמו:
https://youtu.be/kXUA6eAl_yM
דינמו בצורת בקבוק באופניים (ללא מילים):
https://youtu.be/qoVhqK4Hbrs
הרכבה עצמית של "דינמו בקבוק":
https://youtu.be/6Pa3up4hoXI
והדינמו של טסלה:
https://youtu.be/8xiIDWrfbdM
איך פועלות נורות לד וכיצד הן כה חסכוניות בחשמל?
נורת לד (LED) היא סוג של ראש תאורה שיש בו כמה דיודות. זוהי נורה יעילה, בעלת אורך חיים מטורף, שמגיע לכ-60 אלף שעות חיים.
גם צריכת חשמל של הלד היא נמוכה פי 10 עד 30 ויותר ממנורת הפלורסנט ועוד יותר מנורות הלהט המקבילות. לפיכך, לא פלא שהתאורה מבוססת הלד נחשבת חסכונית להפליא.
לא בכדי זכו ממציאי ה-LED בפרס נובל. בעולם שבו ההתפתחויות הטכנולוגיות באות בקצב מטורף, פיתוח של טכנולוגיה המאפשרת צמצום של צריכת החשמל היא מעשה גדול.
ממש כמו המעבר לטלוויזיות לד ולמסכי LED והרבה יותר מהם, המעבר לתאורת לד הציע תרומה אדירה ומשמעותית ביותר לריסון של צריכת החשמל ולאיכות הסביבה הגלובלית.
הנורה המבוססת על לד היא בעצם דיודה פולטת אור ומכאן המילה לד, שהיא ראשי תיבות באנגלית של Light-Emitting Diode. דיודה היא רכיב אלקטרוני הפועל כשסתום חד-כיווני ומאפשר מעבר זרם חשמלי מחיבור אחד שלו אל החיבור השני, בכיוון אחד בלבד.
נורת הלד מכילה דיודה שהזרם החשמלי העובר דרכה גורם לה לפלוט אור. דיודות כאלה הן גם הבסיס למסכים של טלפונים סלולריים ולא מעט מסכי טלוויזיה ומסכי מחשב.
גם התאורה המקצועית השתנתה פלאים תודות לנורות הלד. אם תאורה לקולנוע למשל זקוקה ל-800 ואט ולכן דרשה נורות יקרות מאד, הצורכות המון חשמל, נורת לד של 100 ואט עושה כיום את אותה עבודה - בזול וביעילות. נורה כזו זקוקה לכל כך מעט מתח שהיא מתבססת על סוללות פשוטות, המציעות שעות תאורה רבות. על הסט לא צריך יותר גנרטורים, כבלי חשמל, אישורי בטיחות וכדומה.
נורת הלד היא גם נורה שלא מפיקה חום כמו נורות הלהט. תאורה על דמות בקולנוע באמצעות נורת לד מאפשרת לקרב את הנורה אל הדמות, מבלי שהחום יגרום להזעה ולאיפור מחדש של השחקן. קירוב הנורה אל השחקן גם מרככת את האור. בנורות ה"פרנל" הקודמות והחמות זה היה בלתי אפשרי.
חוץ מהיותה זולה במיוחד, נורת הלד היא קלה וקטנה ונוחה לנשיאה. אפשר להעמיד את נורת הלד על סטנד פשוט, או להדביק אותו לקיר, תקרה וכדומה, בעזרת פס הדבקה הנקרא "גאפר טייפ". גם החשמל, שבעבר חייב חיבור של ה"תפוז" אליו כבר לא נחוץ, כי הלד מחובר לסוללה שלו או לעיתים אפילו לסוללות אצבע.
הלדים כראשי תאורה קטנים אינם תאורה חמה. בניגוד לנורות הפלורסנט, החסכוניות גם הן, יש לנורות לד גם דימר, שמחליש את התאורה על פי רצוננו.
את טמפרטורת נורת הלד אפשר לשנות בעזרת ג'לטין. בצילום וידאו במצלמות הקנון, עדיף להשתמש באור הרגיל של הלד.
הלד משנה את צבע האור ברחובות. אם פעם היה האור ברחוב צהוב, כיוון שהיה מבוסס על גז סודיום, כיום הוא נוטה להפוך ללבן יותר. בכך הוא נעשה הרבה יותר טוב לצילום סרטים למשל. תאורת הסודיום לא אפשרה טווח צבע מספיק רחב והסקין טון היה מוגבל, מה שחייב הוספת תאורה רבה, כדי להרחיב את אפשרויות הצבע בצילומי לילה ברחוב.
אלה האיכויות והיתרונות של נורות הלד שמשתלטות על העולם (עברית):
http://youtu.be/jWMHE-PsGOg
כך פתחה נורת הלד הכחולה את עידן תאורת הלד העולמית:
https://youtu.be/idwKHQEw78g
את הלד ניתן לעצב בצורות שונות של הרכבי דיודות, כולל רצועות לד ומשטחי לד (עברית):
http://youtu.be/YmzXDf-QlJw?t=54s
ולחלק מנורות הלד החכמות יש גם בלוטות' המאפשר לשלוט בהן מאפליקציה המאפשרת שינויי צבע ועוצמת התאורה:
http://youtu.be/6BHKwS72fNM
אנרגיה חשמלית
מייקל פאראדיי (Michael Faraday) היה חוקר יוצא דופן בהיסטוריה האנושית. הוא נחשב לאחד מאנשי המדע החשובים בהיסטוריה, אף שלא זכה ללמוד באוניברסיטה או בבית ספר תיכון ואת מרבית הידע המדעי שלו רכש בעצמו, בסקרנות, בקריאת ספרים, בהאזנה להרצאות ציבוריות ובהתלהבות אינסופית מהמדע.
כן, בניגוד לחוקרים שרוכשים השכלה ואז חוקרים, האיש לא רכש השכלה מדעית של ממש והידע שלו במתמטיקה היה מועט. למעשה, 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, התגבר על קשיים כלכליים ופערי המעמדות האנגליים וחתר לרכוש ידע בהאזנה להרצאות שעליהן שילם בכספו המועט.
כשביקר בהרצאות של מדען מפורסם אז בשם סר המפרי דייווי הוא כתב רשימות של כל מה ששמע ממנו, כרך אותן לספר שלם, עם כל תוכן ההרצאות ושלח למרצה המדען.
בשלב מסוים אותו דייווי, שמעט הסתייג ממנו בתחילה, נפצע בתאונת מעבדה. כתוצאה מכך, ראייתו נפגעה והוא התקשה לכתוב. הוא הזמין את פאראדי לעבוד במעבדתו, ברישום פרטי המחקרים שלו. כך זכה מייקל הצעיר בהזדמנות ושימש בתור כותב הפתקים ומסכם של כל מה שהמדען חשב, הסיק וגילה.
דיווי התרשם יותר ויותר מהבחור הצעיר והחכם. כשאחד מעובדי המעבדה פוטר, הוא הציע לפאראדיי לעבוד במעבדה בתור אסיסטנט לכימיה.
די מהר התלמיד עלה על המורה. כי במהלך העבודה החל פאראדיי ללמוד מדע בעצמו. הסקרנות האינסופית שלו והתשוקה לידע ולמדע, ביחד עם חריצות ותבונה נדירים, אפשרו למייקל פאראדיי ללמוד במהירות, כמעט בעצמו, את כל מה שצריך ואף יותר.
הוא היה עקבי ועקשן. שוב ושוב הוא ערך ניסויים במעבדה, בחן ולמד איפה טעה, שיפר וחזר על הניסוי המתוקן, עד שקיבל את התוצאה שצפה. אם עלה בראשו רעיון חדש, שנתמך ביסודות תיאורטיים משמעותיים, הוא לא ויתר על בדיקתו, בניסויים חוזרים ומכל כיוון אפשרי, עד שקיבל את התוצאה המצופה ולמד את סיבת הכישלונות הקודמים.
פאראדיי היה חכם ועניו. לעתים רחוקות הוא גילה שהשערותיו המוקדמות היו שגויות והוא הקפיד לתעד אותן ולהבינן היטב, בחתירה המתמדת שלו - להבין ולהצליח.
כך הוא גילה את תכונותיו של השדה המגנטי ובנה את הדינמו - המנוע החשמלי הראשון אי-פעם. בתגית "מנוע הומופולרי" תוכלו לראות כיצד הבין את הכוחות האלקטרומגנטיים כבר ב-1831 והביא את האנושות לעידן המנוע החשמלי.
תגליותיו של פאראדיי הפכו את החשמל, שאנו מרבים להשתמש בו כל כך הרבה, למקור אנרגיה עיקרי וזמין לכולם. החשמל הוא אחד הגורמים החשובים למהפכה התעשייתית של אירופה.
פאראדיי, שהיה בעצם כימאי, נודע מאז כאחד מגדולי הפיזיקאים וכראשון שהבין את האנרגיה החשמלית.
בתחומים של המגנטיות והחשמל פאראדיי נחשב לחוקר החשוב ביותר בהיסטוריה. הניסויים הרבים שעשה בחייו תרמו רבות לתחומי האלקטרומגנטיות והאלקטרוכימיה. הם גם אפשרו לו לנסח את חוק פאראדיי ולהמציא את מבער הבונזן. הוא גם מי שניסח את שיטת האלקטרוליזה להפרדת כימיקלים על ידי זרם חשמלי ועוד.
הענווה של פאראדיי הייתה גם היא נדירה. תגליותיו והמצאותיו הקנו לו פרסום רב, אך הוא סירב לכיבודים. הוא דחה את תואר האבירות ותואר סר שהוצעו לו מבית המלוכה, בטענה שהוא מעדיף להיקרא עד יומו האחרון "רק מר פאראדיי".
גם להצעה שקיבל פעמיים, להיות לנשיא החברה המלכותית, תפקיד ותואר מהחשובים בקהילה המדעית של האימפריה הבריטית, ענה בשלילה שוב ושוב מי שגבר בחייו על הקשיים הכלכליים, פערי המעמדות והחוסר בהשכלה והיה לאחד מגדולי המדענים בהיסטוריה.
הנה קיצור תולדות חייו של מייקל פאראדיי, ממציא החשמל:
http://youtu.be/dNXdF12U4wo
טבעת ההשראה החשמלית שמייקל פאראדיי יצר (מתורגם):
https://youtu.be/5HlQnEPalS4
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
וסיפורו של מייקל פאראדיי והמצאת החשמל לילדים (עברית):
https://youtu.be/OmfypSQlx-A?t=1m20s&longyes?long=yes
בין מטוסי העתיד נראה שכדאי להתחיל לספור את המטוס החשמלי (Electric plane).
וזו לא סתם אלטרנטיבה טרנדית להגעה ממקום למקום, או לעקוף את הפקקים שבכבישים מהאוויר. כל מי שרואה לאן תעשיית הרכב דוהרת ברור שאותם יתרונות שהיא מזהה גלומים גם בהנעה אווירית.
חשבו על זה רגע: מטוסים עם מנועים חשמליים, שיאפשרו טיסה חסכונית בהרבה וגם שקטה משמעותית ממנועי בנזין וסילון. לא השמע עמו עסקה טובה?
הרי חסכון הוא טוב גם לאקלים, גם לכיס ולמחירי הכרטיסים שיהיו זולים משמעותית, גם השקט של המנוע החשמלי, גם האמינות הגבוהה יותר, שנובעת בין השאר מכך שבמנוע חשמלי יש פחות רכיבים שנשחקים או נשברים.
באמצעות מטוס חשמלי לגמרי ניתן לחסוך המון מהעלויות של הטסת מטוסי הסילון הרגילים. בהן אנו כנוסעים נדרשים לשלם את הדלק, השמן הרב וטיפולי התחזוקה העצומים שנדרשים למנועים.
אז עם הרבה יותר שקט וידידותיות כלפי הסביבה (ובסופו של דבר כלפי עצמנו), דומה שאין מסקנה אחרת מעבר לזו שהמנוע החשמלי הוא הדבר הבא גם בעולם התעופה.
אגב, גם מהנדסי התעופה והחלל מתרגשים מהמעבר המתקרב אל ההנעה החשמלית. הם יודעים שהוא מספק להם הזדמנות ל-Reset של הנדסת התעופה. נם יוכלו לבנות כלי טיס שונים מאוד מאלו שנבנים היום. כך למשל הרעיון של הנעה חשמלית מבוזרת (DEP) שניסו לתכנן במטוס ה-E-Thrust של ענקית התעופה והחלל האירופית איירבוס. במטוס זה יחליפו הרבה מדחפים קטנים וקלים, המונעים בחשמל וממוקמים באזורים שונים של המטוס, את מנועי הסילון הכבדים והמגושמים שמתחת לכנף.
את פריצת הדרך המדהימה סיפקה דווקא החברה הישראלית השאפתנית Eviation, שהציגה ב-2018 אבטיפוס של המטוס החשמלי שלה Alice. המטוס הזה מאפשר טיסה למרחקים קצרים, משהו כמו 1,000קילומטר, במחיר של נסיעה ברכבת. הוא פחות מחליף את מטוסי הנוסעים לחו"ל, אבל יכול לקצר נסיעה של 3 שעות ברכבת ומי יודע כמה ברכב הנוסע בכבישים פקוקים - ל-20 דקות טיסה בלבד.
ענקית המנועים רולס רויס גם היא זינקה לקדמת התחום, עם מטוס חשמלי שנכון ל-2022 הוא המטוס החשמלי המהיר בעולם.
הנה היתרונות הרבים של המטוס החשמלי (עברית):
https://youtu.be/WBpZ6TFZReA
האם המטוס החשמלי הראשון בעולם הוא ישראלי? (עברית):
https://youtu.be/uFH9iaUiKts
המטוס החשמלי המהיר ביותר בעולם של רולס רויס (עברית):
https://youtu.be/dx73y1BFVIM
עוד משובר השיאים הזה:
https://youtu.be/kd-RDX1IjuM
וסרטון תיעודי על תולדות המטוס החשמלי:
https://youtu.be/Kj4PE9uATJA?long=yes
מקור המילה דינמו (dynamo) הוא ביוונית ומשמעותה "כוח". ואכן, הדינמו הוא סוג של גנרטור שהפך לאבן דרך משמעותית בהתפתחות החשמל המודרני.
סיפור הדינמו מתחיל בתקופה שבה החשמל היה עדיין תעלומה גדולה. בימי יוון העתיקה, אנשים כבר הבחינו בתופעות חשמליות פשוטות, כמו היכולת של ענבר משופשף למשוך עלים קטנים. אך רק במאה ה-18 החלה ההבנה המדעית של החשמל להתפתח באמת.
הפריצה הגדולה הגיעה בסוף המאה ה-18, כאשר מדען איטלקי בשם לואיג'י גלוואני גילה את קיומו של זרם חשמלי. במהלך ניסוי בצפרדע מתה, הוא הבחין שנגיעה של כלי מתכת ברגל הצפרדע גרמה לה לזוז. תגלית זו הובילה לסדרת מחקרים שהגיעו לשיאם עם המצאת הסוללה הראשונה על ידי אלסנדרו וולטה.
אך למרות ההתקדמות הזו, עדיין היה חסר מקור חשמל יעיל ורב-עוצמה שיכול לספק אנרגיה באופן מתמשך.
וכאן נכנס לתמונה הדינמו.
הדינמו, שהומצא בשנות ה-30 של המאה ה-19 על ידי מייקל פאראדיי (Michael Faraday), היה פריצת דרך אמיתית. פאראדיי גילה את עקרון האינדוקציה האלקטרומגנטית ב-1831, מה שאפשר לו להדגים שנה אחר כך את הדינמו הראשון.
בלשון פשוטה נסביר שהתגלית שלו הייתה שכשמניעים מוליך חשמלי בתוך שדה מגנטי, נוצר זרם חשמלי. תגלית זו הובילה אותו להמצאת הדינמו, שהיה למעשה המחולל החשמלי הראשון שיכול היה לספק חשמל לשימוש ביתי ותעשייתי.
שימו לב, זה המנוע הראשון בעולם. פשוט אבל מנוע ובעצם גם הסבא רבא של כל מנועי העולם של ימינו.
#אז איך בדיוק עובד הדינמו?
העיקרון פשוט למדי, אם כי היישום שלו מורכב יותר. בליבו של הדינמו נמצאת לולאת תיל המסתובבת בתוך שדה מגנטי חזק. כאשר הלולאה מסתובבת, היא חותכת את קווי השדה המגנטי, וזה גורם לאלקטרונים בתיל לנוע. תנועה זו של האלקטרונים היא זרם חשמלי.
הדינמו יכול לייצר גם זרם חילופין וגם זרם ישר, תלוי בתכנון שלו. כדי להפוך את התנועה הסיבובית הזו לזרם ישר שימושי, הדינמו משתמש במרכיב נוסף שנקרא קומוטטור. זהו מתקן פשוט יחסית שתפקידו להפוך זרם חילופין לזרם ישר, שניתן להשתמש בו.
חשוב לציין שהדינמו לא יוצר אנרגיה מכלום. הוא פשוט ממיר אנרגיה מכנית לאנרגיה חשמלית. לכן, כדי שהדינמו יפעל, צריך להיות מקור כוח שיסובב אותו. בימים הראשונים, זה היה לרוב מנוע קיטור. בשנות ה-60 והלאה ההורים שלכם נסעו באופניים, כשהחשמל שהזין את הפנס בא מדינמו קטן שהוצמד לגלגל המסתובב.
היום, אנחנו משתמשים במגוון רחב של מקורות אנרגיה, מגנרטורים ביתיים, דרך טורבינות רוח או מים ועד כורים גרעיניים, כדי לסובב גנרטורים שהם למעשה צאצאים מתקדמים של הדינמו המקורי.
המצאת הדינמו הייתה צעד ענק קדימה בדרך לעידן החשמל המודרני. היא אפשרה לראשונה ייצור חשמל בכמויות גדולות ובאופן יעיל תוך שהיא פותחת את הדרך למהפכה התעשייתית. היום, למרות שהטכנולוגיה התקדמה מאוד, העקרונות הבסיסיים של הדינמו עדיין משמשים אותנו בייצור מרבית החשמל בעולם.
הנה תולדות הדינמו:
https://youtu.be/YkAzAnd-jMY
הסבר הדינמו:
https://youtu.be/kXUA6eAl_yM
דינמו בצורת בקבוק באופניים (ללא מילים):
https://youtu.be/qoVhqK4Hbrs
הרכבה עצמית של "דינמו בקבוק":
https://youtu.be/6Pa3up4hoXI
והדינמו של טסלה:
https://youtu.be/8xiIDWrfbdM
נורת לד (LED) היא סוג של ראש תאורה שיש בו כמה דיודות. זוהי נורה יעילה, בעלת אורך חיים מטורף, שמגיע לכ-60 אלף שעות חיים.
גם צריכת חשמל של הלד היא נמוכה פי 10 עד 30 ויותר ממנורת הפלורסנט ועוד יותר מנורות הלהט המקבילות. לפיכך, לא פלא שהתאורה מבוססת הלד נחשבת חסכונית להפליא.
לא בכדי זכו ממציאי ה-LED בפרס נובל. בעולם שבו ההתפתחויות הטכנולוגיות באות בקצב מטורף, פיתוח של טכנולוגיה המאפשרת צמצום של צריכת החשמל היא מעשה גדול.
ממש כמו המעבר לטלוויזיות לד ולמסכי LED והרבה יותר מהם, המעבר לתאורת לד הציע תרומה אדירה ומשמעותית ביותר לריסון של צריכת החשמל ולאיכות הסביבה הגלובלית.
הנורה המבוססת על לד היא בעצם דיודה פולטת אור ומכאן המילה לד, שהיא ראשי תיבות באנגלית של Light-Emitting Diode. דיודה היא רכיב אלקטרוני הפועל כשסתום חד-כיווני ומאפשר מעבר זרם חשמלי מחיבור אחד שלו אל החיבור השני, בכיוון אחד בלבד.
נורת הלד מכילה דיודה שהזרם החשמלי העובר דרכה גורם לה לפלוט אור. דיודות כאלה הן גם הבסיס למסכים של טלפונים סלולריים ולא מעט מסכי טלוויזיה ומסכי מחשב.
גם התאורה המקצועית השתנתה פלאים תודות לנורות הלד. אם תאורה לקולנוע למשל זקוקה ל-800 ואט ולכן דרשה נורות יקרות מאד, הצורכות המון חשמל, נורת לד של 100 ואט עושה כיום את אותה עבודה - בזול וביעילות. נורה כזו זקוקה לכל כך מעט מתח שהיא מתבססת על סוללות פשוטות, המציעות שעות תאורה רבות. על הסט לא צריך יותר גנרטורים, כבלי חשמל, אישורי בטיחות וכדומה.
נורת הלד היא גם נורה שלא מפיקה חום כמו נורות הלהט. תאורה על דמות בקולנוע באמצעות נורת לד מאפשרת לקרב את הנורה אל הדמות, מבלי שהחום יגרום להזעה ולאיפור מחדש של השחקן. קירוב הנורה אל השחקן גם מרככת את האור. בנורות ה"פרנל" הקודמות והחמות זה היה בלתי אפשרי.
חוץ מהיותה זולה במיוחד, נורת הלד היא קלה וקטנה ונוחה לנשיאה. אפשר להעמיד את נורת הלד על סטנד פשוט, או להדביק אותו לקיר, תקרה וכדומה, בעזרת פס הדבקה הנקרא "גאפר טייפ". גם החשמל, שבעבר חייב חיבור של ה"תפוז" אליו כבר לא נחוץ, כי הלד מחובר לסוללה שלו או לעיתים אפילו לסוללות אצבע.
הלדים כראשי תאורה קטנים אינם תאורה חמה. בניגוד לנורות הפלורסנט, החסכוניות גם הן, יש לנורות לד גם דימר, שמחליש את התאורה על פי רצוננו.
את טמפרטורת נורת הלד אפשר לשנות בעזרת ג'לטין. בצילום וידאו במצלמות הקנון, עדיף להשתמש באור הרגיל של הלד.
הלד משנה את צבע האור ברחובות. אם פעם היה האור ברחוב צהוב, כיוון שהיה מבוסס על גז סודיום, כיום הוא נוטה להפוך ללבן יותר. בכך הוא נעשה הרבה יותר טוב לצילום סרטים למשל. תאורת הסודיום לא אפשרה טווח צבע מספיק רחב והסקין טון היה מוגבל, מה שחייב הוספת תאורה רבה, כדי להרחיב את אפשרויות הצבע בצילומי לילה ברחוב.
אלה האיכויות והיתרונות של נורות הלד שמשתלטות על העולם (עברית):
http://youtu.be/jWMHE-PsGOg
כך פתחה נורת הלד הכחולה את עידן תאורת הלד העולמית:
https://youtu.be/idwKHQEw78g
את הלד ניתן לעצב בצורות שונות של הרכבי דיודות, כולל רצועות לד ומשטחי לד (עברית):
http://youtu.be/YmzXDf-QlJw?t=54s
ולחלק מנורות הלד החכמות יש גם בלוטות' המאפשר לשלוט בהן מאפליקציה המאפשרת שינויי צבע ועוצמת התאורה:
http://youtu.be/6BHKwS72fNM
