הכח הדינמי , ידוע יותר בשם תואם זרם חשמלי לזרימת אלקטרונים דרך מוליך חשמל. בדרך כלל מקורו של זרימה זו בגלל הבדל בפוטנציאל החשמלי. מקורות כוח יכולים להיות כימיים (סוללות) ואלקטרומכניים (למשל גנרטורים הידראוליים).
המוליכים יכולים להיות מוצקים, נוזליים או גזים, שכן תנועת האלקטרונים מתרחשת דרך כל מדיום, תלוי בהתנגדות שיש לה ביחס למוליכות החשמלית.
איך הוא מיוצר?
ללא ספק, העובדה שזרם חשמלי קשור לדינמיות מרמזת על תנועה. מכאן, תופעה זו נחקרת דרך ענף הפיזיקה הנקרא אלקטרודינמיקה.
כאמור, תנועת האלקטרונים נובעת מהבדל המתח (מתח) בין שתי נקודות, שיש לחברם באמצעות חומר מוליך חשמלי.
התוצאה היא נוכחות של שדה חשמלי הגורם בתורו את זרימת החשמל דרך המערכת.
כדי שהאלקטרונים יתגייסו עליהם להשאיר את גרעין האטום עם מטען חשמלי מאוזן, הוא נמצא שם כאשר נוצר אלקטרון חופשי. אלה נקראים חלקיקים של מטען נייד והם מה שמאפשר את זרימת החשמל בפעולה של שדה חשמלי.
השדה החשמלי יכול להתרחש בזכות מנגנוני ייצור אלקטרו-מכניים, תרמו-אלקטריים, הידראוליים או תאים אלקטרוכימיים, כמו סוללות לרכב, בין היתר.
ללא קשר לתהליך ייצור האנרגיה החשמלית, כל מנגנון מפיק הבדל פוטנציאלי בקצותיו. במקרה של זרם ישר (למשל סוללות כימיות) לפלטים של הסוללה יש מסוף חיובי ושלילי.
כששני הקצוות מחוברים למעגל מוליך, הזרם החשמלי מסתובב דרכו, מפנה את מקומו לחשמל דינאמי.
סוגים
תלוי באופי זה ובמאפייני זרימת הדם, חשמל דינאמי יכול להיות רציף או ישיר. להלן תיאור קצר של כל סוג חשמל דינאמי:
זֶרֶם יָשָׁר
זרם מסוג זה מסתובב לכיוון יחיד, ללא שום סוג של תנודות או הפרעות בזרימתו.
אם התוואי שהוא לוקח לאורך זמן מתוכנן, ניתן יהיה להעריך קו ישר אופקי לחלוטין בתנאי שרמת המתח (מתח) תישאר קבועה לאורך זמן.
בסוג זה של חשמל דינמי הזרם החשמלי מסתובב תמיד לאותו כיוון; כלומר, המסופים החיוביים והשליליים שומרים על הקוטביות שלהם בכל עת, הם לעולם אינם מתחלפים.
אחד החסרונות העיקריים של זרם ישר, הידוע בכינויו DC עבור ראשי תיבות שלו באנגלית (זרם ישר), הוא ההתנגדות הנמוכה של המוליכים בעת העברת כוח חשמלי ברמות מתח גבוה ובמרחקים ארוכים.
החימום המתרחש במוליכים דרכם מסתובב הזרם הישיר מרמז על הפסדי אנרגיה משמעותיים, ובכך הופך זרם ישר ליעיל בסוג תהליכים זה.
זרם חליפין
זרם מסוג זה מסתובב בשני כיוונים חלופיים, בדיוק כפי שמרמז השם. במהלך מחזור מחזור אחד לזרם יש סימן חיובי, ובמשך מחצית המחזור הנותר יש לו סימן שלילי.
הייצוג הגרפי של זרם מסוג זה ביחס לזמן משקף עקומה סינוסואידית, שתנועתה משתנה מעת לעת.
בזרם חילופין, הידוע בכינויו AC בגלל ראשי תיבות שלו באנגלית (זרם חילופין), כיוון זרימת האלקטרונים משתנה בכל מחצית המחזור.
נכון לעכשיו משתמשים בזרם חילופי לייצור, הולכה והפצה של חשמל ברחבי העולם, בזכות רמות היעילות הגבוהות שלו בתהליך הובלת האנרגיה.
בנוסף, שנאי מתח מאפשרים להעלות ולהוריד את מתח מערכת ההולכה במהירות, מה שמסייע לייעל את ההפסדים הטכניים כתוצאה מחימום המוליכים במהלך התהליך.
דוגמאות אמיתיות
חשמל דינמי, הן בצורה של זרם ישר והן בצורה של זרם חילופין, קיים בחיינו ביישומים יומיומיים שונים. כמה דוגמאות מוחשיות לחשמל דינמי בחיי היומיום הם:
- גנרטורים חשמליים המספקים חשמל לערים גדולות, בין אם באמצעות טורבינות הידרואלקטריות או רוח, מפעלים תרמו-אלקטרוניים, ואפילו פאנלים סולאריים, בין מנגנונים אחרים.
- שקעים לשימוש ביתי, דרכם מופעלים מכשירי חשמל וכלי בית אחרים הזקוקים לחשמל הם ספק החשמל המקומי לשימוש מגורים.
- סוללות רכב או טלפון סלולרי, כמו גם סוללות ביתיות למכשירי חשמל ניידים. כל אלה עובדים עם סידורים אלקטרוכימיים המעוררים את זרימת זרם DC על ידי חיבור לקצוות המכשיר.
- גדרות חשמליות, המכונות גם גדרות חשמליות, פועלות מהפרשת זרם ישר, המגרש את האדם, החיה או החפץ היוצר קשר ישיר עם הגדר.
האם יש לך סיכונים בריאותיים?
לזרם חשמלי יש סיכונים מרובים לבריאות האדם, מכיוון שהוא יכול לגרום לכוויות קשות וחרדות, ואף יכול להרוג אדם תלוי בעוצמת ההלם.
כדי להעריך את השפעות זרימת הזרם החשמלי דרך הגוף, יש לקחת בחשבון שני גורמים בסיסיים: עוצמת הזרם וזמן החשיפה אליו.
לדוגמא: אם זרם של 100 mA זורם בלבו של אדם ממוצע למשך חצי שנייה, קיימת סבירות גבוהה כי פרפור חדרי; כלומר, הלב מתחיל לרעוד.
במקרה זה, הלב מפסיק להזרים דם לגוף על בסיס קבוע, מכיוון שהתנועות הטבעיות של הלב (סיסטול ודיאסטול) אינן מתרחשות ומערכת הדם מושפעת קשות.
בנוסף, כאשר מתמודדים עם התחשמלות, מופעלים התכווצויות שרירים המייצרים תנועות בטרם עת בגופם של הנפגעים. כתוצאה מכך אנשים חשופים לנפילות ופגיעות קשות.
הפניות
- המרכז הקנדי לבריאות תעסוקתית ובטיחות (2018). בטיחות חשמלית - מידע בסיסי. התאושש מ: ccohs.ca
- חשמל דינמי (sf). התאושש מ: vidyut-shaastra.com
- סיכונים חשמליים (2017). קומקאר ממשלת אוסטרליה. התאושש מ: comcare.gov.au
- חשמל (2016). התאושש על ידי: meanings.com
- פלאט, ג '(2013). בטיחות חשמלית: כיצד השפעה על זרם חשמלי על גוף האדם. התאושש מ: mnn.com
- מה זה חשמל? (sf). התאושש מ: fisicalab.com
- ויקיפדיה, האינציקלופדיה החופשית (2018). זרם חשמלי. התאושש מ: es.wikipedia.org