VOD עבור יסודי - מערכות טכנולוגית ‒ מבנה ופעולה

הרוח מאז ומתמיד היתה מקור להפקת כח, בין אם בספינות מפרש, או בתחנות קמח המונעות בידי רוח. הרוח הינה משאב בלתי נגמר של אנרגיה. כיום משתמשים ברוח גם להפקת חשמל. הסרטון שלפנינו מתאר כיצד פועל תחנת כח המונעת בידי הרוח.

החשמל מהווה את מקור האנרגיה המניע את רוב המכשירים בהם אנו נעזרים לתפקוד היומיומי. ניתן לייצר חשמל בדרכים רבות ומגוונות. חלקן מזהמות וחלקן לא.

רבות נאמר על הפוטנציאל האדיר הצפון באור השמש להפקת אנרגיה נקייה וזולה. תהליך הפקת האנרגיה פשוט למדי ומערב עירור אלקטרונים על גבי משטח החשוף לשמש וניתובם לחוט החשמל היוצא מהתא. הסרטון שלפנינו מציג כיצד מתבצע התהליך.

תחנת כח אוסמוטית, הינה תחנת כח המנצלת מפל ריכוזי מלח בשפך נהר לים.

הגז נוצר על ידי ריקבון של חומרים אורגניים במעבה האדמה במשך אלפי שנים. הובלת הגז מהמרבץ אל הלקוח הינה דבר מורכב, ומתבצעת לרוב בצינורות מתאימים בלחץ גבוה, אך לעיתים גם במיכליות בצורה נוזלית. הסרטון שלפנינו מראה כיצד הגז מובל ממרבץ הגז הטבעי עד לבית הלקוח.

תחנת כח אוסמוטית, הינה תחנת כח המנצלת מפל ריכוזי מלח בשפך נהר לים. כאשר מערבבים שתי תמיסות, האחת עשירה במלחים והשניה דלה, המולקולות תמיד תשאפנה להתערבב וליצור הומוגניות. תחנת כח אוסמוטית מנצלת בדיוק את המגמה הזאת, וממירה אנרגיה פוטנציאלית כימית לאנרגית חשמל.

מנורת הפלורסנט, המכונה בטעות גם “מנורת ניאון”, חוללה מהפיכה בשוק התאורה. מדובר במנורה עם אורך חיים ארוך יחסית, הנותנת אור חזק בצריכת חשמל נמוכה יחסית. ניתן למלא מנורת פלורסנט בגזים אציליים שונים המקנים לאור הבוקע צבע שונה או לצפות את המנורה בציפוי המקנה לו את הצבע. עיקרון הפעולה של המנורה מבוסס על העלאת אלקטרונים של אטומי גז לרמה אנרגיתית גבוהה יותר, ושחרור אור כאשר האלקטרונים חוזרים לרמתם המקורית. הסרטון שלפנינו ממחיש כיצד עובדת מנורת פלורסנט.

בניסוי הזה נגרום לכדור פינג-פונג ולבלון לרחף באוויר בלי ליפול למטה ובלי לזוז לצדדים. ההסבר לתופעה עבר שינויים גדולים במהלך השנים.

עקרון הפעולה של מנוע חשמלי מנוגד לעקרון הפעולה של תחנת כוח. במקום שתנועה תיצור חשמל, חשמל כאן יוצר תנועה. הסרטון שלפנינו מתאר כיצד מנוע חשמלי פועל.

אחת מסדרות הטלוויזיה הזכורות לי מצעירותי הייתה “אוטובוס הקסמים”, שסיפרה על כיתת תלמידים שיוצאת להרפתקאות קסומות של ידע באוטובוס פלאי. באחד הפרקים ביקרה הכיתה בתערוכה על גוף האדם, כשלפתע פתאום האוטובוס התכווץ והתלמידים והמורה מצאו את עצמם בתוך גוף אנושי, שם למדו מבפנים את התהליכים מתרחשים בו. רעיון דומה הופיע עוד קודם לכן בסרט הקלאסי Fantastic Voyage משנות ה-60, שבו החדירו לגופו של מדען פצוע צוללת שכווצה לגודל של כמה מיקרומטרים, במטרה לתקן נזק שנגרם למוחו. היכולת לכווץ בני אדם וכלי רכב אמנם נותרה בגדר מדע בדיוני, אולם השימוש במכונות זעירות לצרכים רפואיים הופך אט אט למציאות.

במהלך האבולוציה בני האדם איבדו את זנבם. פיתוח חדש מאפשר להחזיר לנו אותו, על יתרונותיו הרבים ליציבה

המיקרוסקופ הינו אחד מכלי המחקר המודרני הותיקים ביותר. עקרון הפעולה של מיקרוסקופ אור הוא מאוד פשוט, ודומה לעקרון פעולת הזכוכית מגדלת. ישנן לפחות שתי עדשות המגדילות את העצם הנצפה, על ידי שבירת קרני האור העוברות דרכן. ישנם סוגים רבים של מיקרוסקופים. הנפוץ מביניהם הוא מיקרוסקופ האור. הסרטון שלפנינו מציג את מיקרוסקופ האור המודרני, את הפונקציות השונות שבו ומסביר כיצד לכוון אותו.

מים הינם מצרך חיוני לקיום חיים. אדם ממוצע צורך 4-8 ליטר מים ליום דרך שתייה ומזון, אך כאשר מכניסים פעולות כמו מקלחת, הדחת מים בשירותים, כביסה ועוד הכמות מזנקת לכ-300 ליטר ליום. מתוך הכמות הזאת כ-200 ליטר ממשיכים למערכת הביוב. מדובר בכמות עצומה של מים באיכות ירודה שניתן למחזר.

מכונת הצילום מהווה חלק אינטגרלי מכל משרד כיום. באמצעות המכונה מייצרים העתקים בשחור לבן של מסמכים ותמונות. מכונת הצילום עובדת על עקרונות של השתקפות אור וחשמל סטטי אשר מאפשרים העברה של המסמך אל הדף באמצעות אבקת דיו טעונה. הסרטון שלפנינו מתאר כיצד פועלת מכונת הצילום.

כרית האוויר פועלת בעזרת תגובה כימית מאוד פשוטה המתבצעת במערכת סגורה ומופעלת על ידי חום הנוצר בעקבות המכה. הסרטון שלפנינו מתאר כיצד מופעל כרית האוויר תוך מתן דגש על הפן הכימי של מנגנון הפעולה

אחת מסדרות הטלוויזיה הזכורות לי מצעירותי הייתה “אוטובוס הקסמים”, שסיפרה על כיתת תלמידים שיוצאת להרפתקאות קסומות של ידע באוטובוס פלאי. באחד הפרקים ביקרה הכיתה בתערוכה על גוף האדם, כשלפתע פתאום האוטובוס התכווץ והתלמידים והמורה מצאו את עצמם בתוך גוף אנושי, שם למדו מבפנים את התהליכים מתרחשים בו. רעיון דומה הופיע עוד קודם לכן בסרט הקלאסי Fantastic Voyage משנות ה-60, שבו החדירו לגופו של מדען פצוע צוללת שכווצה לגודל של כמה מיקרומטרים, במטרה לתקן נזק שנגרם למוחו. היכולת לכווץ בני אדם וכלי רכב אמנם נותרה בגדר מדע בדיוני, אולם השימוש במכונות זעירות לצרכים רפואיים הופך אט אט למציאות.

מממצאים ארכיאולוגיים עולה שכבר לפני 200 אלף שנה התעורר בבני האדם הצורך לקחת חומרים שונים ולהדביק אותם יחד. הצורך להדביק יחד חומרים שונים הלך וגבר במרוצת השנים, כשהתפתחו חומרים חדשים ואנשים הכירו בפוטנציאל העצום של חיבור חומרים שונים יחד.

חוקרים השתילו ננו-חיישנים לקרינה תת-אדומה בעיניהם של עכברים, והראו כי הם אכן מסוגלים לראות את הקרינה הזו. האם בקרוב נוכל לייצר בני אדם שרואים היטב בחושך?

הסרטון שלפנינו מסביר על פעולת כור גרעיני להפקת חשמל, ועל התקלה שארעה בכור בפוקושימה.

כחלק מהקטנת התלות של תעשיית הרכב בדלקים פוסיליים (נפט) פותחו סוגים שונים של רכבים המנצלים טכנולוגיות שונות להנעת כלי רכב. אחת מטכנולוגיות אלו כלי רכב המונע על ידי מימן. הטכנולוגיה מבוססת על ניצול האנרגיה והחום הנפלטים מתגובת חמצן ומימן באמצעות תא אלקטרוכימי. הסרטון שלפנינו מסביר כיצד עובד תא דלק מימן, עליו מבוססים כלי רכב המונעים על ידי מימן, וגם כאמצעי לאספקת חשמל.