החוברת · דף לימוד
חיבור טור ומקביל
מדעים · כיתה ח׳ · פרק 4: חשמל ומגנטיות
איך מחברים רכיבים במעגל? בטור או במקביל? ההבדל משפיע על כל המערכות החשמליות בעולם!
טור מול מקביל - שתי פילוסופיות
כשיש יותר מרכיב אחד במעגל (למשל שתי נורות), יש שתי דרכים לחבר אותם:
- חיבור טור (Series): הרכיבים מחוברים האחד אחרי השני כמו קרונות ברכבת
- חיבור מקביל (Parallel): הרכיבים מחוברים זה לצד זה כמו נתיבים מקבילים בכביש
חיבור טור (Series Connection)
מהו חיבור טור?
חיבור בטור הוא תצורת מעגל חשמלי שבה הרכיבים מחוברים זה אחר זה ברצף אחד, כך שאותו זרם חשמלי בדיוק עובר דרך כל הרכיבים במעגל.
חיבור טור = מסלול אחד, זרם זהה בכל הרכיבים.
מאפייני חיבור טור
זרם זהה בכולם
I כולל = I₁ = I₂ = I₃
הזרם שעובר בכל רכיב הוא אותו זרם.
המתחים מתחלקים
V כולל = V₁ + V₂ + V₃
המתח של הסוללה מתחלק בין הרכיבים.
התנגדות מצטברת
R כולל = R₁ + R₂ + R₃
ההתנגדויות מתווספות.
תלות הדדית
אם רכיב אחד מתקלקל ← כל המעגל מפסיק לעבוד!
חיבור מקביל (Parallel Connection)
מהו חיבור מקביל?
חיבור במקביל הוא תצורת מעגל חשמלי שבה הרכיבים מחוברים בענפים נפרדים זה לזה, כך שכל רכיב מקבל את אותו המתח החשמלי בדיוק ישירות ממקור המתח.
חיבור מקביל = מסלולים נפרדים, מתח זהה לכולם.
מאפייני חיבור מקביל
מתח זהה בכולם
V כולל = V₁ = V₂ = V₃
כל רכיב מקבל את אותו מתח כמו הסוללה.
הזרמים מתחלקים
I כולל = I₁ + I₂ + I₃
הזרם הכולל מתחלק בין הענפים.
התנגדות קטנה יותר
1/R כולל = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃
ההתנגדות הכוללת קטנה מכל התנגדות בודדת!
עצמאות
כל רכיב עובד בנפרד - תקלה באחד לא משפיעה על השאר!
טור מול מקביל - סיכום ההבדלים
חיבור טור
זרם: זהה בכל הרכיבים
מתח: מתחלק בין הרכיבים
התנגדות: מתווספת (R = R₁+R₂+R₃)
תלות: תקלה באחד ← כולם נכשלים
בהירות נורות: עמומות (מתח נמוך)
דוגמה:
שרשרת נורות ישנה, מד מים
חיבור מקביל
מתח: זהה על כל הרכיבים
זרם: מתחלק בין הרכיבים
התנגדות: קטנה יותר (1/R = 1/R₁+1/R₂+1/R₃)
עצמאות: תקלה באחד ← השאר עובדים
בהירות נורות: בהירות מלאה
דוגמה:
חיווט חשמלי בבית, תאורת רחוב
חיבור מקביל עדיף לרוב השימושים!
יש לכם שתי נורות: 40W ו-60W. באיזה חיבור (טור או מקביל) הנורה של 60W תהיה בהירה יותר?
חיווט חשמלי בבית
למה בבית הכל מחובר במקביל?
רשת החשמל הביתית מתוכננת בחיבור מקביל כדי להבטיח שכל מכשיר יקבל את מלוא מתח הרשת באופן עצמאי, וכדי שתקלה באחד המכשירים לא תשבית את שאר מערכת החשמל בבית.
חיבור מקביל הוא הבחירה היחידה לחיווט בבית!
מקומות שבהם רואים טור ומקביל
חיבור טור: מד מים
המים חייבים לעבור דרך מד המים.
חיבור טור מבטיח שכל הזרימה נמדדת.
חיבור טור: נתיך (פיוז)
הנתיך מחובר בטור למעגל.
כשיש זרם חזק מדי, הוא נשרף ומנתק את המעגל.
חיבור מקביל: תאורת רחוב
כל פנס רחוב מחובר במקביל.
אם פנס אחד נכבה, השאר ממשיכים לדלוק.
חיבור מקביל: מערכת שמע ברכב
כל רמקול מחובר במקביל.
כולם מקבלים אותו אות באותו מתח.
חיבור טור
זרם זהה, מתח מתחלק.
חיבור מקביל
מתח זהה, זרם מתחלק.
בחירת החיבור
נתיך: טור
למה בבית כל המכשירים מחוברים במקביל ולא בטור?