אלקטרומגנטיות - weizmann institute of...

37
תתתתתתתתתתתתת תתתתת תתתתתתתתתתתתתת תת תתתתת תתתתת תתתתתתתתתתתתתת תתת תתתתת תתתתתת אאאא אאאאאאאאאאאאאא אאא אאאא אאא אאאא אאאא אאאאאאא אאאאאאאא- א3 אא"א אאאאאאא אאאאאאאא אאאאאאא אאאא "אאאאא אאאאא". אאאאא אאאאא אאאא אאא אאאא אאא אאאאא אאאא אאאא אאאא אאאאאא, אאאאאא אאאא אאאא אאאאאא אאאאאאא אאאא, אאאאא אאאאאא אאאאאאא אאאאאאא אאאאאאאא אאאאאאאאא. אאאא אאא, אאאאאא אאאאאאאאא אאאאאאאא( אאאא אא אאאאא אאאאאאאאאאאאאא אאאאא) אאאאא אאאאאאא אאאאא אאאאאא אאאאאא אאאאאאא אא אאאאאא א אאאאא אא א אאאאאאאאאאאאא אא אאאאאא אאאאא אאא אאא אאא אאאאאאא אאאא אאאאאא אאאאא אאאאא אאאאא אאאאאא אאא אא אאאאאאא. אאאא אאאא אאאאאאא, אאאאא אאאאא אא אאאאאאאאאאאאאאא( אאא אא אאאאאאאא אאאאאא אאאא אאאאאאא) אאאאא אאאאא אאאאא אאאאאאאאאאאאא אאאאאאאא. אאאא אאאאא אאאאאא אאאאאא אאאאא אאאאא אאאא אא אאאאא אאאאאאאא אא אאאאא אאאאאא אאאא אאאאאאאא אאא אאאאא אאאאאאא. אאאא אאאאאאאא אאאא אאאאאא אאאאאא אאאאאאא_________________________________ אאאא אא אאאא אא אאא אאאאאאא אאאאא אא אאאא אאאאאאא אאאאאאא אאאאאאאאא. אאא אאאאא אאאאא אאאאא אאאאא אא אאא אאאא אאאאאאאא אאא אאא אאאא אא( אאאאא אא אאאאא אאאאא, אאאאא אאאא אאא, אאאאא אאאאא אאאאאא אא אאאא אאאא אאאא אאאאא אא) אאאא אאאאא אאאא אא אא אא אאא אאאא.

Upload: others

Post on 24-Feb-2020

1 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: אלקטרומגנטיות - Weizmann Institute of Scienceptc.weizmann.ac.il/_Uploads/dbsAttachedFiles/604Elect_26... · Web viewיתרה מזאת, התרגול שלהם מתבסס

אלקטרומגנטיות לאלקטרומגנטיות הקדמה

בהשגתן קשיים ועל האלקטרומגנטיות הוראת מטרות עליח"ל3ל- הלימודים בתוכנית השני הפרק כלל בדרך הוא האלקטרומגנטיות נושא

הכרת היא הפרק הוראת וחומר". מטרות "קרינה הפרק בתוכנית כשלאחריו בפיזיקה בטבע, החומרים תכונות לרוב בסיס החשמלי, המהווה הכוח – בטבע נוסף יסודי כוח

פיזיקליים נושאים לכך, והמגנטיות. נוסף החשמליות לתופעות הקשורים החוקים והסבר בפרקי הכלוליםהאטום( ומבנה האלקטרומגנטיים הגלים של טבעם )כמו אחדים

מהווה שהנושא כך אלקטרומגנטיותה מן חוקיםו מושגים על מבוססים והחומר הקרינהבתוכנית. זה פרק ללימוד כבסיס ומשמש וחומר הקרינה לפרק המכניקה פרק בין קשר

ואפילו פוטנציאל או שדה )כמו האקטרומגנטית של היסוד במכניקה, מושגי מאשר יותרכיון אינטואיטיביים ואינם בחלקם חשמלי( מופשטים מטען ניתנים שאינם לתלמידים.

שמופיעים לאלה נוספים קשיים על בהתגברות כרוכה זה נושא הוראת בקלות להמחשה תפישות עם הביניים מחטיבת מגיעים אינם התלמידים המכניקה. אמנם הוראת בעת

אך רבות מוטעות של הבנה לפתח מתקשים הם זאת לעומת באלקטרומגנטיות, לעקרונות הנלמד החומר בין הקשרים את לראות ואף החדשים הפיסיקליים המושגים

המכניקה. הוראת במהלך שהוצגו הפיזיקליים

מראים אלקטרומגנטיות בנושאי התלמידים של וההבנה הידע רמת לבדיקת מחקרים שחסרונה הנושא. נמצא של ונכונה קוהרנטית תמונה אין מהם לרבים הלימוד שבתום

היסודות ושל המושגים של בהבנה לקשיים גם בהכרח מוביל קוהרנטית תמונה שלאמנם של הפיזיקליים מסוימת טכנית יכולת םתלמידיל ישו יתכן האלקטרומגנטיות.

היסודות של הדעת את מניחה הבנה חסרים הם לרוב אךמספריות, בעיות בפתרון

_________________________________ קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם. אין

לעשות שימוש כלשהו בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי, פרסום באתר אחר )למעט אתר בית הספר בו מלמד המורה(, העמדה לרשות הציבור או הפצה

בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו.

Page 2: אלקטרומגנטיות - Weizmann Institute of Scienceptc.weizmann.ac.il/_Uploads/dbsAttachedFiles/604Elect_26... · Web viewיתרה מזאת, התרגול שלהם מתבסס

על בעיקר מתבסס שלהם מזאת, התרגול . יתרההפתרון מבוסס שעליהם הפיזיקליים מעגלי של במקרה בעיקרה. אפילו טכנית שהיא גישה ועל כאלגוריתמים ושינונן נוסחאות

פשוטים. מעגלים של איכותית בהבנה מתקשים רבים שתלמידים נמצא ישר זרם

הוראה ודרכי דידקטיים עקרונות מסוגים בפעילויות להרבות מופשטים, מומלץ מושגים בהבנת לתלמידים לסייע מנת על

משמעות בעלי אך,פשוטים בניסויים להרבות האלה. יש המושגים שכיחים שבהן שונים ליצור ללומד מוצלחים, יסייעו איורים אפילו או . ניסויים, הדגמות, הדמיותרבה פיזיקלית

הטכניים הכלים את נצלל יש כך המופשטים. לשם המושגים סביב עשירים ידע מבנֵי ספיראלי באופן וללמד המכניקה הוראת במהלך שנרכש הניסיון ואת והחשיבתיים

רכיבים. לדוגמה, ניתן מספר בעלות מערכות ניתוח או שימור חוקי , כגוןדומים עקרונות משוואת בין הדמיון את ולהראות המסה שימור לחוק המטען שימור חוק את להשוות

החשמלית האנרגיה נושא הוראת בגרביטציה. את הכוח משוואת לבין קולון בחוק הכוח "פוטנציאל" כדאי החדש המכנית. למושג - האנרגיה המוכר הנושא על לבסס מומלץ

הגובה. של מכנית אנלוגיה בעזרת להמחיש

מומלץ זה היום-יום. בהקשר לחיי נלמד נושא כל לקשר חשוב ועניין הנעה להגביר כדי שאותן טכנולוגיות למערכות הנלמד את לקשור הטכנולוגי במסלול המלמדים למורים

בהוראת ּפֹותח זו בתכנית המוצג ההוראה שסדר שלמרות לציין מכירים. חשוב התלמידים אחר: בסדר להוראה אפשרות ישר, קיימת זרם מעגלי ולאחריה האלקטרוסטטיקה

יתרון להמחשה, אל יותר הישר, הקל מהזרם הגישה של נוסף האלקטרוסטטיקה. במיוחד של לעולמם הקשורים מושגים בהטמעת הוא האחרונה אלה התלמידים, חשמלית, ואנרגיה הטכנולוגי, כמו: מתח, זרם, התנגדות המסלול במסגרת הלומדים

חשמלית. פוטנציאלית ואנרגיה שדה כמו יותר מופשטים מושגים לפני_________________________________

קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם. אין לעשות שימוש כלשהו בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי, פרסום

באתר אחר )למעט אתר בית הספר בו מלמד המורה(, העמדה לרשות הציבור או הפצהבדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו.

Page 3: אלקטרומגנטיות - Weizmann Institute of Scienceptc.weizmann.ac.il/_Uploads/dbsAttachedFiles/604Elect_26... · Web viewיתרה מזאת, התרגול שלהם מתבסס

בעיות פתרון את לשפר כדי הבעיות פתרון במהלך להקפיד מה על המלצות נמנו למכניקה בהקדמה

מורים עבור כאן, במיוחד גם תקפים אלה תרגול. כללים באמצעות התלמידים הישגי .טכנולוגיים( במסלולים )למשל, לתלמידי ראשון כנושא אלקטרומגנטיות המלמדים

בתרגילים הכמותיים, גם התרגילים לצד, לעסוק חשוב זה נושא בהוראת כי נדגיש שוב בפרמטרים פיזיקלי גודל של התלות את לחקור מתבקשים התלמידים פרמטריים, שבהם

הכנסת בהתאם תיעשה פרמטריים תרגילים שונים. של הבשלות לרמת בהדרגה, שאינם מורכבים כמותיים בתרגילים להמעיט במכניקה, מומלץ כאן, כמו . גםהתלמידים

חשיבה הבנה, מיומנויות הדורשים איכותיים בתרגילים ולהרבות ההבנה את משפריםמילולית. התבטאות ויכולת

מחשב ופעילויות ניסוייםבגרסה לפעילויות קישורים מופיעים התוכנית של הדידקטיות בהערות ממוחשבות.

אל להגיע כדי הפעילויות שמות החמות" של ה"מילים על ללחוץ ניתן הדיגיטאלית לעת נכונים וכתובותיהן הממוחשבות הפעילויות מאוחסנות. שמות הן שבהם האתרים

עדכונים עם להשתנות ועשויים התוכנית כתיבת המרכז באתר ימצאו נוספים הזמן. הפיזיקה. מורי של הארצי

הלימודים. לתכנית כלליה מבואב מפורטים נוספים הסברים

לפרקים חלוקה – אלקטרומגנטיות

_________________________________ קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם. אין

לעשות שימוש כלשהו בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי, פרסום באתר אחר )למעט אתר בית הספר בו מלמד המורה(, העמדה לרשות הציבור או הפצה

בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו.

Page 4: אלקטרומגנטיות - Weizmann Institute of Scienceptc.weizmann.ac.il/_Uploads/dbsAttachedFiles/604Elect_26... · Web viewיתרה מזאת, התרגול שלהם מתבסס

_________________________________ קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם. אין

לעשות שימוש כלשהו בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי, פרסום באתר אחר )למעט אתר בית הספר בו מלמד המורה(, העמדה לרשות הציבור או הפצה

בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו.

מס'הפרק

שעותהפרק שםמומלצות

9אלקטרוסטטיקה1

24ישר זרם מעגלי2

18המגנטי השדה3

17אלקטרומגנטית השראה4

68סה"כ

Page 5: אלקטרומגנטיות - Weizmann Institute of Scienceptc.weizmann.ac.il/_Uploads/dbsAttachedFiles/604Elect_26... · Web viewיתרה מזאת, התרגול שלהם מתבסס

אלקטרומגנטיות

עושמומלצות פעילויותוסחאותנרוטפושאנת

9אלקטרוסטטיקה .11.1

תופעותחשמליות

ות,יחשמל ופעותת-חשמליים. מטענים

ומבודדים. מוליכים-

ופעותת הדגמת- ותיאלקטרוסטט

אלקטרוסקופ. בעזרת

מלטזי. צלב הדגמת-

2

1.2 קולון חוק

המטען, המטען יחידת-היסודי. החשמלי

קולון. חוק-

3קולון. חוק של הדמיות-

1.3 השדה

החשמלי

החשמלי. שדהה- בין אחיד חשמלי שדה-

מקבילים. לוחות)איכותי(. לוחות קבל- המושגים: "קיבול" וקבל-

)איכותי(.

שדה קווי הדגמת- גבוה מתח בעזרת הצפים סולת וגרגיריבשמן.

לוחות בין שדה הדגמת- פיסות בעזרת קבלנייר.

3

1.4 אנרגיה

פוטנציאליתחשמלית

פוטנציאלית אנרגיה- )אנלוגיה חשמלית

למכניקה(.)איכותי(. מתח-

1

_________________________________ קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם. אין

לעשות שימוש כלשהו בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי, פרסום באתר אחר )למעט אתר בית הספר בו מלמד המורה(, העמדה לרשות הציבור או הפצה

בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו.

Page 6: אלקטרומגנטיות - Weizmann Institute of Scienceptc.weizmann.ac.il/_Uploads/dbsAttachedFiles/604Elect_26... · Web viewיתרה מזאת, התרגול שלהם מתבסס

עושמומלצות פעילויותוסחאותנרוטפושאנת

24ישר זרם מעגלי .2

_________________________________ קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם. אין

לעשות שימוש כלשהו בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי, פרסום באתר אחר )למעט אתר בית הספר בו מלמד המורה(, העמדה לרשות הציבור או הפצה

בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו.

Page 7: אלקטרומגנטיות - Weizmann Institute of Scienceptc.weizmann.ac.il/_Uploads/dbsAttachedFiles/604Elect_26... · Web viewיתרה מזאת, התרגול שלהם מתבסס

2.1 מעגלה

– החשמלייסוד מושגי

החשמלי: מתח, מעגלה2.1.1והתנגדות. זרם

29

אוהם. חוק2.1.2 מתח, זרם מדידת

והתנגדות.

5בנגד. אוהם וקח-

ומבדדים. מוליכים2.1.3 בחומר ההתנגדות לותת

סגולית(, )התנגדות הרוחב. ובחתך באורך – בטמפרטורה תלות

איכותי.

2להט. נורת של ופייןא-

2.2 זרם מעגלי

ישר

בטור נגדים יבורח2.1.4הצומת. ובמקביל, חוק

משתנה בנגד השימוש )ראוסטט,

פוטנציומטר(.

בטור נגדים חיבור-ובמקביל.

412

הדקים כא"מ, מתח2.1.5פנימית. והתנגדות

חובה: כא"מ ניסוי- של פנימית והתנגדות

סוללה.

6

מתח מקורות חיבור2.1.6 )איכותי( בטור זהים

ובמקביל.

1

1)איכותי(. מדידה כשירימ2.1.7

2.3 נרגיהא

והספק

במעגל והספק נרגיהא2.1.8 חשמלי

3

_________________________________ קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם. אין

לעשות שימוש כלשהו בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי, פרסום באתר אחר )למעט אתר בית הספר בו מלמד המורה(, העמדה לרשות הציבור או הפצה

בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו.

Page 8: אלקטרומגנטיות - Weizmann Institute of Scienceptc.weizmann.ac.il/_Uploads/dbsAttachedFiles/604Elect_26... · Web viewיתרה מזאת, התרגול שלהם מתבסס

_________________________________ קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם. אין

לעשות שימוש כלשהו בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי, פרסום באתר אחר )למעט אתר בית הספר בו מלמד המורה(, העמדה לרשות הציבור או הפצה

בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו.

Page 9: אלקטרומגנטיות - Weizmann Institute of Scienceptc.weizmann.ac.il/_Uploads/dbsAttachedFiles/604Elect_26... · Web viewיתרה מזאת, התרגול שלהם מתבסס

פעילויותוסחאותנרוטפושאנמומלצות

עושת

18המגנטי השדה .33.1 מגנטי שדה

ומקורותיו

מגנטי שדה בין ההבדל3.1.1לחשמלי.

כדור של המגנטי השדה המגנטי השדה הארץ. יחידת

טסלה. –

מגנטיים שדות יפוימ-מצפן. באמצעות

17

מוליכים בקרבת מגנטי שדה3.1.2זרם: נושאי

וארוך. ישר תיל-מעגלית. כריכה במרכז-בלבד(. )איכותי סילונית-

השדהחובה: ניסוי- סליל של המגנטי

)למשל: דקטנגנטי(. גלוונומטר

המגנטי שדהה-סילונית. בתוך

6

3.2 כוחות

מגנטיים

הנע מטען על הפועל וחכ 3.2.1מגנטי. בשדה מגנטי בשדה חלקיק תנועתאחיד.

e/m511 היחס מדידת-

הנמצא זרם נושא תיל על כוח3.2.2מגנטי. בשדה

4זרם מאזני-

מדידה מכשירי ישומים: מבנהי3.2.3חשמליים.

2

17אלקטרומגנטית השראה .4 כא"מ יצירת הדגמת-מושרה. מושרה. זרם כא"מ4.14.1.1

מושרה.

16

_________________________________ קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם. אין

לעשות שימוש כלשהו בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי, פרסום באתר אחר )למעט אתר בית הספר בו מלמד המורה(, העמדה לרשות הציבור או הפצה

בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו.

Page 10: אלקטרומגנטיות - Weizmann Institute of Scienceptc.weizmann.ac.il/_Uploads/dbsAttachedFiles/604Elect_26... · Web viewיתרה מזאת, התרגול שלהם מתבסס

וזרם כא"ממושרה

מגנטי בשדה מוליך נועתת4.1.2קבוע.

5

4.2 השראה

אלקטרומגנטית

27מגנטי. שטף4.2.1

בעזרת הדגמות-לנץ. וחוק פראדי חוק4.2.2 חשמלי מנוע

מתפרק.

5

4.3 חילופין זרם

ושימושיו

, AC רטורגנ4.3.1)איכותי(. חילופין זרם

24

אנרגיה נאי, העברתש4.3.2למרחקים. חשמלית

2

_________________________________ קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם. אין

לעשות שימוש כלשהו בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי, פרסום באתר אחר )למעט אתר בית הספר בו מלמד המורה(, העמדה לרשות הציבור או הפצה

בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו.

Page 11: אלקטרומגנטיות - Weizmann Institute of Scienceptc.weizmann.ac.il/_Uploads/dbsAttachedFiles/604Elect_26... · Web viewיתרה מזאת, התרגול שלהם מתבסס

פירוט, דגשים, הערות. אלקטרוסטטיקה:1דידקטיות

מבוא האלקטרומגנטיות פרק במסגרת הנלמד הראשון הנושא היא האלקטרוסטטיקה

הנושא הנלמדים הנושאים לכל בסיס ומשמשת מהנושאים יותר מופשט בהמשך. ככל ולהשתמש והמחשות בהדגמות להרבות מאד חשוב ולכן כן לפני פגשו שהתלמידים

יש כבר שמוכרים במושגים האפשר הכוח כי התלמידים בפני להדגיש לתלמידים. חוק כשל שמעמדו טבע כחוק קולון חוק את ולהציג יסודי כוח של נוסף סוג הוא החשמלי חוק של תוצאות כולם הם בהמשך הנלמדים העיקריים ניוטון. הנושאים של הכבידה

הנדונים המצבים כל ומתח. כמעט חשמלית פוטנציאלית החשמלי, אנרגיה קולון: השדהסטטיים. הם זה בפרק

שעות(2) ותיחשמל ופעותת1.1

להתחיל תופעות בהדגמת הנושא את לפתוח מומלץא. במשיכת אלקטרוסטטיות. טעינה בהדגמת ולהמשיך טעון מוט בעזרת מים זרם בהטיית או וקלקר נייר פיסות

אלקטרוסקופ. באמצעות אלקטרוסטטית והשראההבאים: והמושגים התופעות את להסביר ישב.

- דיגיטאלי מטען במד כך לשם להיעזר )מומלץ חשמלי מטען סוגי שני של קיומם.1קולונמטר(.

את זה מושכים סימן שוני ומטענים זה את זה דוחים סימן שווי חשמליים מטענים.2זה.

_________________________________ קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם. אין

לעשות שימוש כלשהו בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי, פרסום באתר אחר )למעט אתר בית הספר בו מלמד המורה(, העמדה לרשות הציבור או הפצה

בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו.

Page 12: אלקטרומגנטיות - Weizmann Institute of Scienceptc.weizmann.ac.il/_Uploads/dbsAttachedFiles/604Elect_26... · Web viewיתרה מזאת, התרגול שלהם מתבסס

יש' מטענים נוצרים לא,גופים טעינת של בתהליכים:החשמלי המטען שימור חוק.3 בלבד. מטענים בהפרדת מדובר כלל . בדרך'מאין

לטעינה. אלקטרוסטטית השראה בין ההבדל.4אלקטרוסקופ. פריקת בתהליך הארקה, למשל.5ומבודדים. מוליכים של קיומם.6

ידי על הפוך במטען טעינה כמו מתקדמות תופעות להדגים ניתן חזקות בכיתותג. השדה "קווי צורת קבל" והדגמת "לוחות או כדור וטעינת במחולל השראה, שימוש

סומרות"( ועוד. כ"שערות המשמשים דקים חוטים החשמלי" )בעזרת

שעות(3) קולון חוק1.2ואת המטען יחידת את להגדיר ישא. )מטען היסודי החשמלי המטען )קולון(

טובות זו. בכיתות יחידה של שלמה כפולה מהווה מטען שכל האלקטרון( ולהדגישמיליקן. ניסוי את בקצרה לתאר ניתן

נקודתיים, בדומה מטענים בין ' הפועלהכוח חוק' הוא קולון חוק כי להסביר ישב.נקודתיות. מסות בין הפועל ניוטון של הכבידה לחוק

טוב בקרוב שערכוהאלקטרוסטטיקה" "קבוע את להציג מומלץג.

. ב- במקום בו ולהשתמשSI ביחידותאחד. ישר על שאינם מטענים3 שבהם למקרים קולון חוק את לתרגל ישד.

שעות(2) החשמלי השדה1.3 על להקל להבינו. כדי מתקשים התלמידים מופשט, ורוב מושג , הוא"שדה" המושגא.

של שונים בתחומים שדות של קיומם את להזכיר ה, רצויז מושג להבין התלמידים שדה או שמימי גרם של הכבידה כגון: שדה אותדוגמב להתחיל מומלץהפיזיקה.

כיצד להדגים ניתן אלה קטנה(. במקרים )למשל, נורה נקודתי אור מקור של הקרינה_________________________________

קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם. אין לעשות שימוש כלשהו בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי, פרסום

באתר אחר )למעט אתר בית הספר בו מלמד המורה(, העמדה לרשות הציבור או הפצהבדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו.

Page 13: אלקטרומגנטיות - Weizmann Institute of Scienceptc.weizmann.ac.il/_Uploads/dbsAttachedFiles/604Elect_26... · Web viewיתרה מזאת, התרגול שלהם מתבסס

יתנהג גם אותם. כך היוצר מהמקור שמתרחקים ככל נחלשת המקורות של ההשפעהכדורי(. )או נקודתי מטען ידי על הנוצר החשמלי השדה

הנמצאים מטענים ידי על הנוצרים שדות הם האלקטרוסטטיים השדות כי לציין ישב..מנוחהב

יש במרחב נקודה שבכל אומרת , זאת וקטורי שדה הוא החשמלי השדהש להדגיש ישג..וכיוון השדה( צמתָע )הנקרא גודל החשמלי לשדה

החשמלי. השדה של שונים ייצוגים להראות ניתןד. חץ להתאים חשמלי, אפשר שדה בה שיש במרחב נקודה : לכל חצים תרשים (1)

לציין חשובבנקודה. השדה ככיוון וכיוונו השדה צמתָלע פרופורציוני שגודלווהתאמת"נקודות מלא" המרחבש בלתי משימה אפוא היא נקודה לכל חץ ,

כל את בלבד, המייצגים אחדים חצים של בציור מסתפקים כן ועל אפשריתכל בנקודת השדה צמתָלע אחיד, מתכונתי מידה קנה לפי יצויר חץ השאר.

מוצאו. כיוון )כלומר נקודה בכל דמיוניים, שכיוונם קווים הם שדה : קווי שדה קווי תרשים(2)

הם אלו םבנקודה. קווי החשמלי השדה ככיוון הואנקודה( באותה להם המשיקהיוצאים,וחלקים רציפים קווים מאינסוף( מגיעים )או חיוביים ממטענים

קווי(אינסוףל ממשיכים או) שליליים במטענים מסתיימיםהו אמנם השדה . השדה צמתָע את להעריך צמתו. ניתןָע את לא השדה, אך של כיוונו את מתארים

השדה. קווי צפיפות לפי מקורות מספר ידי נקודתי, על מקור ידי על להיווצר יכול חשמלי ששדה להסביר ישה.

כי לציין טעון. יש לוח ידי הסופרפוזיציה"( ועל "עקרון בעזרת שדות בחישובי צורך )איןנקודה. בכל בקירוב אחיד לוחות( השדה קבל )כמו מקבילים לוחות בין

חשמלי שדה של קיומו את לקבוע החשמלי, ניתן השדה מקורות על מידע אין אם גםו. את להסביר בנקודה. יש הנמצא חשמלי מטען על כוח פועל כלשהי, אם בנקודה

_________________________________ קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם. אין

לעשות שימוש כלשהו בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי, פרסום באתר אחר )למעט אתר בית הספר בו מלמד המורה(, העמדה לרשות הציבור או הפצה

בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו.

Page 14: אלקטרומגנטיות - Weizmann Institute of Scienceptc.weizmann.ac.il/_Uploads/dbsAttachedFiles/604Elect_26... · Web viewיתרה מזאת, התרגול שלהם מתבסס

בשדה הנמצא נקודתי מטען על הפועל השדה, הכוח בין המקשרת הנוסחה

המטען. וגודלשימושיו. "קבל" ומהם הקיבול, מהו מושג את איכותית בצורה להסביר ישז. המפריד הדיאלקטרי ובחומר הלוחות של במבנה תלוי קבל של שקיבול להראות ניתןח.

בלבד. בתפקידו אלא הלוחות שבין הדיאלקטרי החומר במבנה לדון צורך ביניהם. אין

שעה(1) חשמלית פוטנציאלית אנרגיה1.4 אנלוגיה בעזרת החשמלית הפוטנציאלית האנרגיה מושגי את להסביר מומלץא.

מפני מסה להרחיק כדי עבודה להשקיע שיש כובדית: כשם פוטנציאלית לאנרגיה לקרב )או מזה זה סימן שוני מטענים להרחיק כדי עבודה להשקיע יש הארץ, כך כדור

סימן(. שווי מטענים לזה זה אין כי הפוטנציאל, אם היא מטען ליחידת הפוטנציאלית שהאנרגיה להסביר מומלץב.

חשמלי. בנקודה" בשדה "פוטנציאל המושג את להציג חובה אנרגיה המושגים להסבר הלוחות קבל של הטעינה בתהליך להשתמש ניתןג.

האלקטרוסטטיקה נושא בין כגשר לשמש אף יכול זה ומתח. תהליך פוטנציאליתהבא: באופן הזרם למעגלי

.עבודה דרושה,קבל לוחות לטעון מנת על מטעניםה תא דילהפר שכדי מסבירים.1.המופרדים( המטענים בין הפועל המשיכה כוח נגדכ עבודה)

חשמלית. פוטנציאלית אנרגיה נאגרת שבקבל לכך גרמה שבוצעה העבודה.2בין שיש מסבירים.3 האנרגיה בין הבדל יש כאשר הקבל לוחות "מתח"

הלוח שעל למטענים ביחס אחד לוח על המטענים של החשמלית הפוטנציאליתהשני.

וולט. ( נקראתSI )בשיטת המתח שיחידת לציין ישד.

_________________________________ קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם. אין

לעשות שימוש כלשהו בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי, פרסום באתר אחר )למעט אתר בית הספר בו מלמד המורה(, העמדה לרשות הציבור או הפצה

בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו.

Page 15: אלקטרומגנטיות - Weizmann Institute of Scienceptc.weizmann.ac.il/_Uploads/dbsAttachedFiles/604Elect_26... · Web viewיתרה מזאת, התרגול שלהם מתבסס

פירוט, דגשים, הערות:ישר זרם מעגלי. 2דידקטיות

מבוא הוא כאן היסודי בתנועה. המושג במטענים מתמקד הדיון האלקטרוסטטיקה נושא לאחרויש הזרם של ניסיונם על להתבסס משמעותו. מומלץ את היטב להבהיר החשמלי,

הנושאים חשמליים מעגלים עם הביניים מחטיבת התלמידים העיקריים פשוטים. אוהם, חיבור וחוק החשמלית ומבדדים, ההתנגדות הם: מוליכים זה בפרק הנלמדים

וחיבורם מדידה והספק, מכשירי פנימית, אנרגיה והתנגדות הדקים נגדים, כא"מ, מתח היום לחיי הקשורים טכנולוגיים היבטים בעלי נושאים הם אלה חשמליים. כל במעגלים

לתלמידים. הנושא את לקרב כדי זו עובדה לנצל ויש יום

שעות(9) יסוד מושגי – חשמליה המעגל2.1 שעות( 2) והתנגדות החשמלי: מתח, זרם מעגלה2.1.1

מתח מתח, נורה, מד מקור הכולל חשמלי מעגל בהדגמת הנושא את לפתוח מומלץא. הנורה עולה, כשאור שהמתח כל בזרם העלייה את להראות ניתן זה זרם. במעגל ומד

בנגד הנורה את להחליף יש מכן הזרם. לאחר של הגדלה העוצמה להמחשת משמשבמתח. כתלות הזרם בעוצמת השינוי את שוב ולהראות בודד

את ימדדו התלמידים בודד( שבו ונגד יחיד )מקור בסיסי מעגל עם ניסוי לבצע ישב.מתאים. בגרף לערוך יש התוצאות במתח. את כתלות הזרם עוצמת

השדה עליו שמפעיל הכוח של תוצאה )הזרם( היא בנגד החשמלי המטען תנועתג.הנגד(. על המתח של החשמלי, )או

_________________________________ קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם. אין

לעשות שימוש כלשהו בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי, פרסום באתר אחר )למעט אתר בית הספר בו מלמד המורה(, העמדה לרשות הציבור או הפצה

בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו.

Page 16: אלקטרומגנטיות - Weizmann Institute of Scienceptc.weizmann.ac.il/_Uploads/dbsAttachedFiles/604Elect_26... · Web viewיתרה מזאת, התרגול שלהם מתבסס

שתלמידים כיון בכניסה לעוצמה שווה מהנגד ביציאה הזרם עוצמת כי להדגיש חשובד. או מים זרם זרם, כמו של אחרים סוגים של דוגמאות לתת בכך. מומלץ לטעות נוטיםמכוניות. של זרם

האלקטרונים תנועת לכיוון הפוך הזרם כיוון סימון היסטוריות שמסיבות להסביר ישה.במעגל(. לנוע יכלו חיוביים, לו מטענים נעים היו בו ככיוון מוגדר )הוא

שינוי ושכל שיזרום הזרם את הקובעים הם המעגל ורכיבי המתח כי להדגיש ישו.הזרם. של מחדש חישוב דורש ברכיבים

לחום. הופכת חשמלית אנרגיה שבנגד לציין ישז. כמו מתח שמקור להוסיף מטענים. מומלץ מייצר אינו מתח מקור כי להסביר חשובח.

חשמלית. לאנרגיה כימית אנרגיה הופך סוללה

. - האמפר הזרם יחידת ואת ידי על החשמלי הזרם עצמת את להגדיר ישט.

שיפוע את מתמטית מבחינה מתארת הזרם עצמת כי להראות ניתן טובות בכיתותי. על ניתנת המטען כמות בזמן(, ואילו המטען כנגזרת הזרם )עצמת מטען-זמן הגרף

.זרם-זמן לגרף ה"שטח" שמתחת ידי

שעות(5) והתנגדות מתח, זרם מדידת אוהם חוק2.1.2מתאים. גרף לשרטט החוק. מומלץ את המדגים ניסוי ולבצע אוהם חוק את ללמד ישא.אוהם. – ההתנגדות יחידת את להגדיר ישב.מד-זרם חשמלי במעגל מחברים כיצד להדגים ישג. את מחשבים וכיצד מד-מתח,

ההתנגדות. הוא אפס, המתח היא ביניהן שההתנגדות במעגל נקודות2 בין כי ולהדגים להדגיש ישד.

אפס.הנתיך. של תפקידו ואת לקצר נתק בין ההבדל את להסביר יש כאןה.

_________________________________ קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם. אין

לעשות שימוש כלשהו בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי, פרסום באתר אחר )למעט אתר בית הספר בו מלמד המורה(, העמדה לרשות הציבור או הפצה

בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו.

Page 17: אלקטרומגנטיות - Weizmann Institute of Scienceptc.weizmann.ac.il/_Uploads/dbsAttachedFiles/604Elect_26... · Web viewיתרה מזאת, התרגול שלהם מתבסס

תומבדדים, מוליכים2.1.3 באורך ההתנגדות לות ובחתך בחומר, שעות(2) הרוחב

מבודד. או מוליך הוא שהחומר העובדה את הקובעות התכונות מהן להסביר ישא. למחצה מוליך מהו להסביר צורך )אין למחצה מוליכים של קיומם את להזכיר מומלץ

אחרים(. בתנאים ומבודד מסוימים בתנאים מוליך שהחומר העובדה את לתאר אלאשטח באורך ההתנגדות תלות את להדגיש ישב. בסוג החתך הנגד, החומר שלו,

אלו. תכונות הממחיש ניסוי לבצע סגולית( ובטמפרטורה. מומלץ )התנגדות התכונות שינוי של יישום מהווה אורכו ששינוי להראות )ראוסטט( יש משתנה בנגדג.

הגיאומטריות. להדגמת של )אופיין להט בנורת אוהם חוק ניסוי את לנצל ניתןד. תלות נורה(

איכותי. באופן ולהסבירו בטמפרטורה הסגולית ההתנגדות לא אז וגם בלבד למוליכים תקף אוניברסלי, אלא חוק אינו אוהם שחוק להזכיר כדאיה.

התנאים. בכל

_________________________________ קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם. אין

לעשות שימוש כלשהו בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי, פרסום באתר אחר )למעט אתר בית הספר בו מלמד המורה(, העמדה לרשות הציבור או הפצה

בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו.

Page 18: אלקטרומגנטיות - Weizmann Institute of Scienceptc.weizmann.ac.il/_Uploads/dbsAttachedFiles/604Elect_26... · Web viewיתרה מזאת, התרגול שלהם מתבסס

שעות(12) ישר זרם מעגלי2.2 משתנה בנגד הצומת, השימוש ובמקביל, חוק בטור נגדים חיבור2.2.1

שעות(4) זו ובמקביל. בנייה בטור מחוברים הנגדים שבהם חשמליים מעגלים בניית להדגים ישא.

נראים והמעגלים מדידה ומכשירי רכיבים של רב מספר דורשת היא אך חשובה המתח מקביל שבמעגל להראות ניתן מהסרטוט. כך יותר הרבה מסובכים לתלמידים

הוא )דרך הכולל והזרם שווה ענף כל פני על שזורמים הזרמים סכום המקור( במעגל )חוק בענפים לסכום שווה המקור שמתח להדגים ניתן טורי הצומת(.

שווה. דרכם שהזרם העובדה ואת הנגדים פני על המתחיםהמטען. שימור מחוק נובע הצומת חוקש להסביר מומלץב.שקולה. התנגדות המושג של משמעותו את להסביר יש נגדים בחיבורג. במכשירי זרם או מתח לוויסות נגדים של שונים לחיבורים דוגמאות להביא כדאיד.

כאן החיבור לבין הראוסטטי החיבור שבין בהבדל לדון המקום חשמל. הפוטנציומטרי.

שעות(6) פנימית והתנגדות הדקים כא"מ, מתח2.2.2 ליחידת מעניקה שהסוללה האנרגטי: האנרגיה בהיבט הכא"מ למושג להתייחס ישא.

טען(.מל נרגיהא מותכ – גם: כא"מ לומר )אפשר במעגל סיבוב המשלים מטען הכא"מ את התלמידים יחשבו ובעזרתו והזרם ההדקים מתח ימדד בו ניסוי לבצע ישב.

הפנימית. ההתנגדות ואתמומלץ ואת הנוסחה את להסביר ישג. בנוסחה: גם להיעזר משמעותה.

מתאים. גרף ובשרטוט

_________________________________ קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם. אין

לעשות שימוש כלשהו בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי, פרסום באתר אחר )למעט אתר בית הספר בו מלמד המורה(, העמדה לרשות הציבור או הפצה

בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו.

Page 19: אלקטרומגנטיות - Weizmann Institute of Scienceptc.weizmann.ac.il/_Uploads/dbsAttachedFiles/604Elect_26... · Web viewיתרה מזאת, התרגול שלהם מתבסס

אחת( )שעה ובמקביל )איכותי( בטור זהים מתח מקורות חיבור2.2.3 המחוברות סוללות בהם שיש חשמליים התקנים פוגשים התלמידים רבות שפעמים כיון

יעמוד ובמקביל. הדיון בטור מקורות בחיבור איכותי באופן לדון במקביל, יש או בטור זהים מקורות של השונה החיבור צורת ידי על המתקבלים ובזרם במתח ההבדלים על

פנימית(. התנגדות )ללא ואידאליים

_________________________________ קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם. אין

לעשות שימוש כלשהו בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי, פרסום באתר אחר )למעט אתר בית הספר בו מלמד המורה(, העמדה לרשות הציבור או הפצה

בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו.

Page 20: אלקטרומגנטיות - Weizmann Institute of Scienceptc.weizmann.ac.il/_Uploads/dbsAttachedFiles/604Elect_26... · Web viewיתרה מזאת, התרגול שלהם מתבסס

אחת( )איכותי( )שעה מדידה מכשירי2.2.4אלי. יאיד מדידה ממכשיר הדרישות את לציין ישא. במסגרתהמעגל. על והשפעתם במעגל המדידה מכשירי חיבור אופן את להסביר ישב.

הנמדדים. הגדלים על אידיאליים לא מדידה מכשירי בהשפעת לדון יש האיכותי הדיוןהמדידה. תחומי בשינוי כמותי בדיון צורך איןג.

שעות(3) הספקו אנרגיה2.3 הידע את ולנצל השונים האנרגיה מסוגי כאחד החשמלית האנרגיה את להציג רצויא.

מומלץאחרים. תחומיםב נושאב רכשו שהתלמידים להביא יתבקשו התלמידיםש היא המעורבות האנרגיות משתי אחת כאשר אנרגיה המרת תהליכי של דוגמאותחשמלית.

לאורך מצטברה גודל היא : האנרגיההספק לבין אנרגיה בין ההבדל את להדגיש ישב. אנלוגיה לעשות אפשרזמן. ביחידת אנרגיהה צריכת קצב את מבטא וההספק,הזמן

ומהירות. העתק למושגים.(W) וט ההספק יחידת את ולהגדיר לחזור מומלץג. ליחידת הנוסחאות: אנרגיה שתי ואת ההספק לחישוב הדרכים שתי את להסביר ישד.

, , הנוסחאות: את גם להציג בזרם. מומלץ המתח ומכפלת זמן.

הספקו את מהווה חשמלי מכשיר כל על הרשום ההספקש לתלמידים לציין חשובה.עליו. הרשום למתח מחובר שהוא בתנאי

_________________________________ קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם. אין

לעשות שימוש כלשהו בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי, פרסום באתר אחר )למעט אתר בית הספר בו מלמד המורה(, העמדה לרשות הציבור או הפצה

בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו.

Page 21: אלקטרומגנטיות - Weizmann Institute of Scienceptc.weizmann.ac.il/_Uploads/dbsAttachedFiles/604Elect_26... · Web viewיתרה מזאת, התרגול שלהם מתבסס

,אךSI יחידות למערכת שייכת "כוח-סוס", שאינה ההספק יחידת את להזכיר מומלץו.טכניים. בשימושים נהוגה עדיין

– החשמל במשק חשמלית אנרגיה למדידת המקובלת היחידה את להציג ישז. את ציגלה גם בה. מומלץ להשתמש מקובל מדוע ולהסביר (kWh) הקילווט-שעה

.בה משתמשים היכן )קילו-קלוריה( ולהסביר קלוריה היחידה

_________________________________ קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם. אין

לעשות שימוש כלשהו בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי, פרסום באתר אחר )למעט אתר בית הספר בו מלמד המורה(, העמדה לרשות הציבור או הפצה

בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו.

Page 22: אלקטרומגנטיות - Weizmann Institute of Scienceptc.weizmann.ac.il/_Uploads/dbsAttachedFiles/604Elect_26... · Web viewיתרה מזאת, התרגול שלהם מתבסס

פירוט, דגשים, הערותהמגנטי: . השדה3דידקטיות

מבוא קשה זה המגנטי. מושג - השדה בתנועה מטענים של נוסף בהיבט מתרכז הדיון זה בפרק

ממדי. התלת הווקטורי אופיו בגלל התלמידים למרביתוההערות הכוח הצגת אחרי או לפני המגנטי השדה מושג את להציג ניתן המגנטי,

הבא: בסדר להוראה מתייחסות שלהלן הדידקטיותזרמים. ידי על ויצירתם מגנטיים שדות.1מגנטי. בשדה הנע מטען על הפועל הכוח.2מגנטי. בשדה והנמצא זרם בו שזורם תיל על הפועל הכוח.3הבא: בסדר גם ללמד למשל, ניתן לשנותו. כך וניתן מחייב אינו ההוראה סדר

מגנטי. בשדה הנע מטען על הפועל כוח.1זרמים. ידי על ויצירתם מגנטיים שדות.2מגנטי. בשדה והנמצא זרם בו שזורם תיל על הפועל הכוח.3המגנטי. השדה מושג של בהמחשות להרבות חשוב הנושאים הצגת של סדר בכל הנוצר המגנטי השדה עבור ביו-סוור חוק של הכללית הצורה את ללמד צורך אין

סביב מייצגים: שדה מצבים בכמה להסתפק ואפשר זרם נושא תיל של קצר מאלמנטובסילונית. מעגלית כריכה במרכז וארוך, שדה ישר תיל

הפועל המגנטי הכוח לנושא לעבור זרמים, ניתן ידי על מגנטי שדה יצירת משהודגמה הפועל המגנטי כוח נעים, למשל מטענים על הפועלים לכוחות בודד, וממנו מטען עלמגנטי. בשדה והנמצא זרם בו שזורם תיל על

_________________________________ קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם. אין

לעשות שימוש כלשהו בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי, פרסום באתר אחר )למעט אתר בית הספר בו מלמד המורה(, העמדה לרשות הציבור או הפצה

בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו.

Page 23: אלקטרומגנטיות - Weizmann Institute of Scienceptc.weizmann.ac.il/_Uploads/dbsAttachedFiles/604Elect_26... · Web viewיתרה מזאת, התרגול שלהם מתבסס

שעות(7) ומקורותיו טינמג דהש 3.1 כדור של המגנטי לחשמלי. השדה מגנטי שדה בין ההבדל3.1.1

אחת( )שעה טסלה – המגנטי השדה הארץ. יחידת שונים למגנטים מצפן תגובת בעזרת מגנטיות בהדגמת הנושא את לפתוח מומלץא.

השדה. קווי בעזרת תיאורו ואת מגנטי שדה המושג את להגדיר בודדים. יש מגנטיים קטבים קיימים לא בודד חשמלי מטען לקיום שבניגוד להסביר ישב.

בעוד קווים תמיד הם המגנטי השדה שקווי דגישלה השדה קוויש סגורים, או שלילי במטען ומסתיימים באינסוף או חיובי במטען מתחילים האלקטרוסטטי

מגנטי. שדה מדגימים כאשר זאת להראות מומלץ .באינסוף צפוני המכונה הקוטבש להסביר מומלץ הארץ כדור של המגנטי בשדה דנים כאשרג.

מצפן בעזרת להדגים (. כדאיS) דרומי מגנטי קוטב למעשה הוא הארץ כדור של נובעת. היא מניין ולציין הרכינה זווית המושג אנכי, את

היחידה את ללמד צורך טסלה. אין היאSI במערכת המגנטי השדה שיחידת לציין ישד.גאוס.

שעות(6) זרם נושאי מוליכים בקרבת מגנטי שדה3.1.2 וארוך, ישר תיל סביב מצפן בעזרת המגנטי השדה בהדגמת הנושא את לפתוח מומלץא.

ובסילונית. מעגלית כריכה סביבתיל מקורות ידי על הנוצרים בשדות לדון ישב. כריכה ישר שונים: מעגלית וארוך,

יש כריכה ובמרכז תיל ידי על הנוצר השדה עבור הנוסחה את ללמד וסילונית. להשתמש או כלליתה תםבצור ביו-ָסוָור וקוח אמפר חוק את ללמד צורך איןמעגלית.

אימות ומרכז תיל עבור השדה לחישוב בהם להיעשות יכול הנוסחאות כריכה. ניסוי. באמצעות

ידו. על הנוצר השדה וכיוון הזרם כיוון בין הקשר את להדגיש יש וארוך ישר בתילג._________________________________

קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם. אין לעשות שימוש כלשהו בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי, פרסום

באתר אחר )למעט אתר בית הספר בו מלמד המורה(, העמדה לרשות הציבור או הפצהבדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו.

Page 24: אלקטרומגנטיות - Weizmann Institute of Scienceptc.weizmann.ac.il/_Uploads/dbsAttachedFiles/604Elect_26... · Web viewיתרה מזאת, התרגול שלהם מתבסס

בכיוון כתלות עוצמתו שינוי ואת הכריכה במרכז השדה כיוון שינוי את להדגים מומלץד.יש הזרם רק ולא לכריכה סביב המרחב בכל קיים שהשדה להסביר ובעוצמתו.

במרכזה. טנגנטי". דק, למשל: "גלוונומטר סליל של מגנטי שדה מדידת של ניסוי לבצע ישה.

או הארץ כדור של המגנטי השדה של האופקי הרכיב את לחשב ניתן זה בניסוי מדגיש זה המעגלית. ניסוי שבכריכה בזרם כתלות המגנטי השדה עוצמת את להדגים

המגנטי. השדה של הוקטורי אופיו את

שעות(11) מגנטיים כוחות3.2 שעות(5) מגנטי בשדה הנע מטען על הפועל וחכ 3.2.1

אחד. במישור נמצאים שאינם בווקטורים נתקלים שהתלמידים הראשונה הפעם זוא. לתלמידים לסייע כדי הדמיה או , ניסויההדגמ בעזרת כאלה מצבים להמחיש רצוי

.זו מרחבית בתפישה המתקשים השדה וכיוון המטען מהירות כיוון ידי על לורנץ כוח כיוון נקבע כיצד להסביר ישב.

מגנטי. כוח אין בתנועה אינו המטען כאשר כי ולהדגיש המגנטי המגנטי, בשדה הנע המטען תנועת לכיוון מאונך המגנטי שהכוח מאחר כי להדגיש ישג.

בכיוונה רק אלא בגודלה משתנה אינה המהירות . לכןאפס היא המטען על עבודתו. (המטען של הקינטית האנרגיה את משנה אינו מגנטיה שדה)ה

המהירות רכיבי שני על ולהצביע בורגית תנועה איכותית לנתח אפשר חזקות בכיתותד. תנועת בעזרת זאת להדגים . ניתןהשדה קו לאורך והמכוון המגנטי לשדה - המאונך

מחשב. או טלויזיה )קתודית( של בשפופרת האלקטרונים

_________________________________ קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם. אין

לעשות שימוש כלשהו בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי, פרסום באתר אחר )למעט אתר בית הספר בו מלמד המורה(, העמדה לרשות הציבור או הפצה

בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו.

Page 25: אלקטרומגנטיות - Weizmann Institute of Scienceptc.weizmann.ac.il/_Uploads/dbsAttachedFiles/604Elect_26... · Web viewיתרה מזאת, התרגול שלהם מתבסס

שעות(4) מגנטי בשדה הנמצא זרם נושא תיל על וחכ ה3.2.2 הכוח כיווןש להראות מגנטי. יש בשדה טעון חלקיק לתנועת זה נושא לקשור ישא.

המטענים. תנועת ולכיוון המגנטי השדה לכיוון מאונך המגנטי על מפעיל המגנטי שהשדה כוחה את םידגיזרם( ש )למשל, מאזני ניסוי לבצע רצויב.

הכוח תלות את לחקור מומלץ כזה בניסויחשמלי. זרם על נעים, דהיינו מטעניםהזרם. כיווןו השדה כיוון שבין והזווית הזרם השדה, עצמת שונים: עצמתה בפרמטרים

נושאי תיילים שני בין הפועל הכוח מסכמת, את להביא, כדוגמה ניתן חזקות בכיתותג. השני, ולהיפך. התיל על מגנטי לכוח מצידו שגורם מגנטי שדה יוצר האחד זרם: התילאמפר. היחידה את תיקני באופן להגדיר המאפשרים מושגים יהיו אלה לתלמידים

ישר. זרם מעגלי בפרק מובאת שהיא כפי האמפר בהגדרת להסתפק ניתןד.

שעות(2) ישומיםי 3.2.3 חשמליים מדידה ימכשיר של פעולתם את להסביר יש המגנטי הכוח של פשוט כיישוםא.

אנלוגיים. .אלקטרומגנטיים ומנופים זמן ממסרים, רשמי כמו נוספים ביישומים לדון מומלץב.המסות. בספקטרוגרף לדון ניתן המגנטי הכוח של מתקדם כיישוםג.

_________________________________ קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם. אין

לעשות שימוש כלשהו בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי, פרסום באתר אחר )למעט אתר בית הספר בו מלמד המורה(, העמדה לרשות הציבור או הפצה

בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו.

Page 26: אלקטרומגנטיות - Weizmann Institute of Scienceptc.weizmann.ac.il/_Uploads/dbsAttachedFiles/604Elect_26... · Web viewיתרה מזאת, התרגול שלהם מתבסס

פירוט, דגשים, הערותאלקטרומגנטית: השראה.4דידקטיות

מבוא בהוראת המרכזית האלקטרומגנטיות. המטרה בפרק האחרון הנושא היא ההשראה

וזרם מושרה כא"מ של היצירה דרכי כל את פרדיי, המסכם חוק הצגת היא זה נושא של במקרה מצב. כמו בכל ביטוי לידי בא פרדיי חוק כיצד להבהיר מושרה. חשוב דיון ולאחריהן התופעה של הדגמות על הנושא הבנת את לבסס כדאי כאן המגנטיות, גם

הנע במוט הנוצר המושרה הכא"מ הוראת את כולל מייצגות. הפרק דוגמאות בכמהכמו וחוק פראדי חוק באמצעות פשוטים וחישובים מגנטי בשדה לדון יש כן לנץ.

ושנאי. חילופין לזרם למשל: גנרטור כמו התופעה של הטכנולוגיים בשימושים

שעות(6) מושרה וזרם כא"מ4.1אחת( מושרה. )שעה מושרה, זרם כא"מ –4.1.1

בשדה נמצא למיקרו-אמפרמטר המחובר סליל בהן הדגמות בסדרת להתחיל מומלץא.בסליל. לזרם גורם המגנטי בשדה מגנטי. שינוי

ו"שינוי "שטף המושגים את איכותי באופן להסביר מומלץ זה בשלב כברב. מגנטי" המגנטי". השטף

שעות(5) קבוע מגנטי בשדה מוליך נועתת4.1.2הבאים: במקרים מושרה כא"מ ביצירת לדון ישא.

תהליך את להסביר כדי לורנץ כוח על להתבסס )מומלץ מגנטי בשדה הנע מוליך.1המטענים(. הפרדת

מגנטי. בשדה הנמצאת מוליכה מסגרת גבי על מוט תנועת.2_________________________________

קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם. אין לעשות שימוש כלשהו בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי, פרסום

באתר אחר )למעט אתר בית הספר בו מלמד המורה(, העמדה לרשות הציבור או הפצהבדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו.

Page 27: אלקטרומגנטיות - Weizmann Institute of Scienceptc.weizmann.ac.il/_Uploads/dbsAttachedFiles/604Elect_26... · Web viewיתרה מזאת, התרגול שלהם מתבסס

שוב לדון מומלץ פארדי חוק הצגת )לאחר מגנטי לשדה הנכנסת לולאה.3בלולאה(.

המהירות, כאשר יהיו זה בשלב שיידונו המצבים לורנץ, כל כוח נוסחת את לפשט כדיב.לזה. זה כולם ניצבים המוט וכיוון השדה כיוון

מושרה כא"מ תמיד נוצר אלו שבתהליכים לכך התלמידים לב תשומת את להסב ראויג.סגור. להיות צריך מושרה, המעגל זרם שייווצר מושרה. כדי זרם בהכרח ולא

הדרוש,חיצוניה כוחה תעבודל שווה במעגל החשמלית העבודה כי להראות חשובד. קבועה. המוט מהירות תשמירל

שעות(7) אלקטרומגנטית השראה4.2 שעות(2) מגנטי שטף4.2.1

אור. שטף או מים לזרם באנלוגיה להיעזר מגנטי. מומלץ שטף המושג את להגדיר ישא.

תהליכיםמה אחד כל ידי על להיגרם יכול מוליכה לולאה דרך המגנטי השטף שינויב.הבאים:

הלולאה. ידי על המוגבל השטח שינוי.1המגנטי. השדה שינוי.2.המגנטי השדה ובין הלולאה בין יחסית תנועה.3

בשדה מסגרת פני על הנע מוט של במקרה הכא"מ את לנתח ניתן כי להראות מומלץג.המגנטי". השטף "שינוי המושג בעזרת מגנטי

מגנטי שטף בין בהבחנה מתקשים תלמידים המושרה הכא"מ יצירת תהליך בהסברד.כך. על לעמוד מגנטי. יש שטף ושינוי

_________________________________ קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם. אין

לעשות שימוש כלשהו בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי, פרסום באתר אחר )למעט אתר בית הספר בו מלמד המורה(, העמדה לרשות הציבור או הפצה

בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו.

Page 28: אלקטרומגנטיות - Weizmann Institute of Scienceptc.weizmann.ac.il/_Uploads/dbsAttachedFiles/604Elect_26... · Web viewיתרה מזאת, התרגול שלהם מתבסס

שעות(5) לנץ וחוק פראדי חוק4.2.2 ,מושרה כא"מ היוצרים התהליכים של מאוד השונה אופיים אף על כי להראות ישא.

. במיליםמסכמת: נוסחה באותה תמיד ביטויו את מוצא המושרה הכא"מ

להיות בלי, המעגל דרך המגנטי השטף שינוי לקצב שווה המושרה אחרות, הכא"מ.השטף שינוי מושג שבו באופן תלוי

כא"מ נוצר,החשמלי המעגל דרך המגנטי השטף של השתנותו בעת כי להסביר ישב. סיבת את המעכב,מושרה זרם סגור במעגל מזרים המושרה במעגל. הכא"מ מושרה הזרם כיוון בקביעת הוא לנץ בחוק השימוש עיקר כי להראות יש.לנץ( )חוק יצירתו

המושרה..האנרגיה שימור לעקרון לנץ חוק של התאמתו את הדגישל ישג. של תוצאה הוא,מושרה זרם זורם שבו במעגל המתפתח הספקה כי להבהיר חשובד.

חיצונית. עבודהמתפרק. חשמלי מנוע בעזרת המושרה הכא"מ היווצרות את להדגים מומלץה.

שעות(4) ושימושיו חילופין זרם4.3 שעות(2) חילופין זרם, AC רטורגנ 4.3.1

ואת "זרם המושג את התלמידים לפני להציג ישא. – אותו היוצר המנגנון חילופין" .AC גנרטור

תדירות המושגים ועל החילופין זרם )סינוסואידלי( של המחזורי האופי על לעמוד ישב.מחזור. וזמן

. AC במעגל וזרם מתח של אפקטיביים ערכים על לדבר ניתן מתקדמות בכיתותג.

_________________________________ קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם. אין

לעשות שימוש כלשהו בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי, פרסום באתר אחר )למעט אתר בית הספר בו מלמד המורה(, העמדה לרשות הציבור או הפצה

בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו.

Page 29: אלקטרומגנטיות - Weizmann Institute of Scienceptc.weizmann.ac.il/_Uploads/dbsAttachedFiles/604Elect_26... · Web viewיתרה מזאת, התרגול שלהם מתבסס

שעות(2) למרחקים חשמלית אנרגיה נאי, העברתש4.3.2איכותי. באופן השנאי של הפעולה עיקרון את ללמד ישא.

שימור על (, המסתמךשנאהֹה יחס) לנוסחה בלבד איכותי נימוק לתת ישב.

.מושרה וכא"מ אנרגיהלמרחקים. אנרגיה העברת של בהקשר בעיקר השנאי על ללמד ישג.

_________________________________ קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם. אין

לעשות שימוש כלשהו בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי, פרסום באתר אחר )למעט אתר בית הספר בו מלמד המורה(, העמדה לרשות הציבור או הפצה

בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו.