שלום יפית,
כשמדברים על
חשמל מדברים על מתח חשמלי וזרם חשמלי. זרם חשמלי הוא תנועה של אלקטרונים בתוך מוליך.
מתח חשמלי הוא הבדל פוטנציאלים בין שתי נקודות שאחת נמצאת בפוטנציאל גבוהה מהשניה (מכילה יותר מטען). הבדל הפוטנציאלים בין שתי הנקודות גורם לכך שיזרום זרם בינהן (תלוי בתנאים השוררים במערכת). עד כאן לא דובר על איך מיצרים פוטנציאל חשמלי שיגרום לזרם לזרום.
קיימות מספר שיטות ליצר מתח וזרם חשמלי. השיטה המקובלת ביותר היא בעזרת גנרטור שבו מנוע מכני מסובב גנרטור חשמלי הבנוי מסליל של חוטי נחושת ומגנט. כאשר חוט נחושת (מוליך) חוצה קווי כח של שדה מגנטי יזרום בו זרם. בדרך כלל יש לסגור מעגל כדי שהזרם יזרום. כאמור הזרם הוא תנועה של אלקטרונים.
דרך שניה לאסוף אלקטרונים ולגרום להם לנוע היא בעזרת ראקציה כימית, מה שמוכר כסוללה. בתוך הסוללה מתרחשת תגובה כימית שגורמת לאלקטרונים לעבור מאלקטרודה אחת לאלקטרודה שניה, להצטבר שם ולגרום להבדל פוטנציאלים בין האלקטרודות. אם סוגרים מעגל יזרום בו זרם חשמלי.
הדרך השלישית ליצור זרם חשמלי כלומר לאסוף אלקטרונים היא בעזרת גביש מוצק ואור. מבלי להיכנס למבנה הגביש ורמות האלקטרונים שבו, בתנאים מתאימים כאשר אור השמש פוגע בגביש הבנוי לכך (תא סולרי), אנרגית אור השמש נמסרת לאלקטרונים שבגביש והם עוברים לרמה שמאפשרת להם, ע"י סגירת מעגל חשמלי, לנוע בתוך מוליך. כלומר אנרגית השמש עושה את מה שעושים השדה מגנטי והכח המכני בגנרטור והראקציה הכימית בסוללה - מוציאה אלקטרונים ממסלולם בגביש ומאפשרת להם לזרום במעגל חשמלי סגור לניצול המשתמש.
מכל האמור לעיל יש להבין שאין הבדל בין חשמל כזה או חשמל אחר, חשמל הוא מתח וזרם חשמליים. ההבדל הוא רק באופן שבו גורמים לאלקטרונים שנמצאים סביב אטומים ומולקולות, לנוע בתוך מוליך חשמלי במעגל סגור.
לגבי חווה סולרית, כמות האנרגיה שמגיעה אלינו מהשמש איננה גדולה - קילוואט למטר מרובע. יעילות הפיכת אנרגית השמש לאנרגיה חשמלית היא עשרה % לכן צריך שטחים גדולים של קולטי אנרגית שמש כדי לקבל כמות מספיקה של אנרגיה חשמלית (10מ"ר לקילווט).
בברכה,
פרופ' גד שני
הנדסה ביורפואית
אוניברסיטת בן גוריון
