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.
»
«
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. השיטה הזו מייצרת שדה מגנטי.
שיטתו של פאראדיי משמשת עד היום לייצור מרבית החשמל בעולם, באמצעות גנרטורים ומנועים חשמליים, המייצרים את השדות המגנטיים, הנחוצים לייצור חשמל.
הגנרטור משתמש בעיקרון הזה כדי לסובב מגנט בתוך מוליך חשמלי שמסביבו.
כשהמגנט, בעל שני הקטבים, מסתובב בגנרטור בתוך סליל חשמלי, שהוא בעצם מוליך חשמלי מלופף. תוך כדי הסיבוב 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 הגדולה ממנו, את החשמל.
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
מהו הגנרטור של ואן דה גראף?
מחולל ואן דה גראף (Van de Graaf generator), או מחולל ואן דר גראף כמו שמכנים אותו רבים, הוא מכשיר מרתק בעולם הפיזיקה. הוא מדגים באופן מוחשי את העקרונות של חשמל סטטי וממחיש את היכולת להפוך אנרגיה מכנית לחשמלית, תוך שילוב פשטות מכנית עם תוצאות חשמליות מרשימות.
מכשיר זה, שפותח ב-1931 על ידי הפיזיקאי האמריקאי רוברט ואן-דר-גרף (Robert Jemison Van de Graaff), הוא משאבת מטענים המפרידה בין מטענים חיוביים לשליליים.
בליבו של המחולל, הגנרטור, נמצאת חגורת גומי או פלסטיק, המסתובבת במהירות בין שתי גלגלות. תנועה זו, פשוטה ככל שתהיה, היא המפתח ליצירת מתחים גבוהים מאוד. כאשר החגורה נעה, היא אוספת מטענים חשמליים מזעריים ממברשות מתכת הממוקמות בתחתית המכשיר. מטענים אלה מועברים לחלקו העליון של המכשיר, שם הם נאספים על ידי כיפות מתכת גדולות.
התהליך הזה, המתרחש באופן מתמיד, גורם להצטברות של מטענים חיוביים בכיפה העליונה ומטענים שליליים בכיפה התחתונה. ההפרדה הזו של מטענים יוצרת הפרש פוטנציאלים עצום בין שתי הכיפות, שיכול להגיע למאות אלפי וולטים. התוצאה המרשימה ביותר של תהליך זה היא היווצרות של ניצוצות חשמליים מרהיבים בין הכיפות.
מחולל הוואן דר גרף משמש לא פעם להדגמת כוח החשמל הסטטי, בעיקר דרך תופעת השיער המזדקר. כשאדם נוגע במכשיר, מטענים חשמליים מתפזרים על גופו ושערו. כל שערה שנטענת באותו מטען, גורמת לדחייה הדדית ולהזדקרות דרמטית. עוצמת התופעה תלויה בכמות המטען, אורך השיער ותנאי הסביבה.
למרות המראה המרשים ואולי אף מפחיד לרגע, התופעה בטוחה בדרך כלל. היא מזכירה תופעות יומיומיות כמו "פצפוצים" בהורדת סוודר או שיער "מעופף" בסירוק. תופעה זו, המהווה כלי חינוכי מצוין להמחשת עקרונות החשמל, מדגימה כיצד כוחות פיזיקליים משפיעים על חיינו היומיומיים.
למרות שכיום מחולל ואן דר גרף משמש בעיקר להדגמות בשיעורי פיזיקה, בעבר היה לו תפקיד חשוב במחקר מדעי ואפילו ברפואה. יתרונו הגדול טמון ביכולתו לייצר מתחים גבוהים מאוד באמצעות מנגנון פשוט יחסית. עם זאת, המכשיר סובל מיעילות נמוכה ומקושי בשליטה מדויקת על המתח המיוצר.
חינוכית, מחולל ואן דר גרף הוא דוגמה מצוינת לאופן שבו עקרונות פיזיקליים בסיסיים יכולים להוביל לתוצאות מרשימות. הוא ממחיש את הקשר בין תנועה מכנית לבין אנרגיה חשמלית, ומדגים את העוצמה הטמונה בהפרדת מטענים חשמליים. גם בעידן הטכנולוגי המתקדם שלנו, מכשיר פשוט זה עדיין מצליח להפליא ולהלהיב תלמידים וחובבי מדע כאחד.
כך פועל ואן דר גראף גנרטור:
https://youtu.be/y20lKZB5BR0
הדגמה של מחולל ואן דר גראף (עברית):
http://youtu.be/Ii1UifBoTb0?t=15s
השיער המזדקר:
https://youtu.be/3Ptu07enIsY
בחיוך אבל מיסטר בין חייב להיות בלתי:
https://youtu.be/dJ-Bp852A-w
מחולל

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. השיטה הזו מייצרת שדה מגנטי.
שיטתו של פאראדיי משמשת עד היום לייצור מרבית החשמל בעולם, באמצעות גנרטורים ומנועים חשמליים, המייצרים את השדות המגנטיים, הנחוצים לייצור חשמל.
הגנרטור משתמש בעיקרון הזה כדי לסובב מגנט בתוך מוליך חשמלי שמסביבו.
כשהמגנט, בעל שני הקטבים, מסתובב בגנרטור בתוך סליל חשמלי, שהוא בעצם מוליך חשמלי מלופף. תוך כדי הסיבוב 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 הגדולה ממנו, את החשמל.
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

מחולל ואן דה גראף (Van de Graaf generator), או מחולל ואן דר גראף כמו שמכנים אותו רבים, הוא מכשיר מרתק בעולם הפיזיקה. הוא מדגים באופן מוחשי את העקרונות של חשמל סטטי וממחיש את היכולת להפוך אנרגיה מכנית לחשמלית, תוך שילוב פשטות מכנית עם תוצאות חשמליות מרשימות.
מכשיר זה, שפותח ב-1931 על ידי הפיזיקאי האמריקאי רוברט ואן-דר-גרף (Robert Jemison Van de Graaff), הוא משאבת מטענים המפרידה בין מטענים חיוביים לשליליים.
בליבו של המחולל, הגנרטור, נמצאת חגורת גומי או פלסטיק, המסתובבת במהירות בין שתי גלגלות. תנועה זו, פשוטה ככל שתהיה, היא המפתח ליצירת מתחים גבוהים מאוד. כאשר החגורה נעה, היא אוספת מטענים חשמליים מזעריים ממברשות מתכת הממוקמות בתחתית המכשיר. מטענים אלה מועברים לחלקו העליון של המכשיר, שם הם נאספים על ידי כיפות מתכת גדולות.
התהליך הזה, המתרחש באופן מתמיד, גורם להצטברות של מטענים חיוביים בכיפה העליונה ומטענים שליליים בכיפה התחתונה. ההפרדה הזו של מטענים יוצרת הפרש פוטנציאלים עצום בין שתי הכיפות, שיכול להגיע למאות אלפי וולטים. התוצאה המרשימה ביותר של תהליך זה היא היווצרות של ניצוצות חשמליים מרהיבים בין הכיפות.
מחולל הוואן דר גרף משמש לא פעם להדגמת כוח החשמל הסטטי, בעיקר דרך תופעת השיער המזדקר. כשאדם נוגע במכשיר, מטענים חשמליים מתפזרים על גופו ושערו. כל שערה שנטענת באותו מטען, גורמת לדחייה הדדית ולהזדקרות דרמטית. עוצמת התופעה תלויה בכמות המטען, אורך השיער ותנאי הסביבה.
למרות המראה המרשים ואולי אף מפחיד לרגע, התופעה בטוחה בדרך כלל. היא מזכירה תופעות יומיומיות כמו "פצפוצים" בהורדת סוודר או שיער "מעופף" בסירוק. תופעה זו, המהווה כלי חינוכי מצוין להמחשת עקרונות החשמל, מדגימה כיצד כוחות פיזיקליים משפיעים על חיינו היומיומיים.
למרות שכיום מחולל ואן דר גרף משמש בעיקר להדגמות בשיעורי פיזיקה, בעבר היה לו תפקיד חשוב במחקר מדעי ואפילו ברפואה. יתרונו הגדול טמון ביכולתו לייצר מתחים גבוהים מאוד באמצעות מנגנון פשוט יחסית. עם זאת, המכשיר סובל מיעילות נמוכה ומקושי בשליטה מדויקת על המתח המיוצר.
חינוכית, מחולל ואן דר גרף הוא דוגמה מצוינת לאופן שבו עקרונות פיזיקליים בסיסיים יכולים להוביל לתוצאות מרשימות. הוא ממחיש את הקשר בין תנועה מכנית לבין אנרגיה חשמלית, ומדגים את העוצמה הטמונה בהפרדת מטענים חשמליים. גם בעידן הטכנולוגי המתקדם שלנו, מכשיר פשוט זה עדיין מצליח להפליא ולהלהיב תלמידים וחובבי מדע כאחד.
כך פועל ואן דר גראף גנרטור:
https://youtu.be/y20lKZB5BR0
הדגמה של מחולל ואן דר גראף (עברית):
http://youtu.be/Ii1UifBoTb0?t=15s
השיער המזדקר:
https://youtu.be/3Ptu07enIsY
בחיוך אבל מיסטר בין חייב להיות בלתי:
https://youtu.be/dJ-Bp852A-w
