מאי 14

תגיות

גידול שיניים וצרות אחרות – ג': מגעים, קבל.

האם פענחתי את מסתרי סליל ההצתה? לא הייתי משוכנע בכך – התוצאות לא היו חד משמעיות. אבל במהלך חקר הסלילים זיהיתי סליל הצתה שאיתו פועל מנוע הטורר היטב. הרכבתי אותו במכונית, ובשלב זה הסתפקתי בכך. זה הזמן, החלטתי, לפנות למחלת ילדות מס’ 2: הקפיצים.

כי בניגוד לכל הצפיות דווקא הקפיצים התנהגו איום ונורא. לא הבנתי איפוא טעינו. החלטתי להתייעץ במומחה גדול לקפיצים: ארז חמילבסקי מחולון, בן לשושלת מומחים לקפיצים. ארז ביקש להביא את המכונית אליו לבדיקה וכך יצא הטורר למסע הגדול הראשון שלו: חולונה!

מה איבחן ארז ומה קרה בעיקבות פסיקתו אספר בפעם אחרת: כי אחרי הביקור צריך גם היה לחזור הביתה. עד לצומת מסובין הלך הכל למישרין, מישהו אפילו לא רק שאל "אתה מוכר?” כמו כולם, אלא גם הציע מליון – אבל בצומת, איך שפניתי ימינה – כבה המנוע. בשארית התנופה התגלגלתי ימינה ועצרתי בשוליים, מבוהל. מסוכן לעצור בשוליים, לרכב ולנהג כאחד, בפרט במקום הומה וצפוף תנועה כצומת מסובין. וזה לא המקום להתחיל בו באיבחון התקלה ובנסיון לתקן אותה – אף כי היה ברור כי זו תקלה פשוטה ומקורה או בדלק או בחשמל. שלפתי את משולש האזהרה והצבתי אותו כ־50 מטר מאחורי המכונית, ובעצמי התרחקתי ממנה מרחק הגון. נהג מונית אדיב עזר לי להזמין גרר ועד שזה הגיע הספיק מישהו לדרוס את המשולש ולכתתו למכיתות פלסטיק נוגות – ולהסתלק מהמקום בלי להניד עפעף.

כשחזרה המכונית לחניה מיהרתי לקחת רב־מודד ולבדוק ומיד התברר כי הבעיה היא במגעים (ה"פלטינות" בפי המכונאים).

המגעים לא יצרו מגע: משטחי המגע היו מחומצנים לחלוטין, וגם כשהיו לחוצים היטב זה לזה – לא זרם שום זרם חשמלי דרכם. וכשאין זרם דרך המגעים אין ניצוץ ובלעדי ניצוץ המנוע לא פועל. תהליך החימצון היה מהיר מאד, כפי הנראה, כי עוד שניות לפני שהמנוע כבה נראה היה שהכל בסדר גמור.

שלפתי את "מגש המגעים" מהמכונית, על מנת להחליף את המגעים המחומצנים בזוג מגעים חדשים.

magash

DKY4A points and condenser

אחרי ההחלפה צריך לבדוק שהמגעים החדשים מתנהגים כיאות: יש ביניהם אפס התנגדות כשהם סגורים ואינסוף כשהם פתוחים… רגע: כשהם נפתחים נראה כי ההתנגדות שלהם הולכת ועולה במשך שניות ארוכות עד שנעלמת באין־סוף…

הסיבה לכך היא כי הקבל (“קונדנסטור") המחובר במקביל למגעים, חייב להטען למתח הסוללה הפנימית של מד ההתנגדות לפני שמדידת ההתנגדות משקפת את ערך ההתנגדות.

אבל לא, כשהמגעים נפתחו קפצה ההתנגדות מ־0 ל 170K בבת אחת, מה שהראה כי לא רק שהקבל המדובר איבד את קיבולו, אלא הוא גם זולג.

ברשותי נמצא מגש אחר עם קבל תקין (במפלגים מסוג DKY4A הקבל מולחם למגש ולא קל להחליפו). הרכבתי בו את המגעים החדשים והחזרתי למכונית – שנעורה מיד לחיים טובים.

ואז החלטתי שאני חייב, אחת ולתמיד, לפענח את תפקיד הקבל במערכת הצתה מסוג סליל־מגעים־קבל, ולהבין מדוע מות הקבל גרר אחריו את מותם ביסורים של המגעים.

ולשם כך אין מנוס מללמוד פרק בפיסיקה על רגל אחת.

התופעה לה אנו קוראים "ניצוץ" נקראת בפי הפיסיקאים "קשת" (ARC). בואו נראה איך קשת כזו נוצרת (אגב, דוגמה דרמטית לקשתות הם הברקים).

נדמה לעצמנו שתי אלקטרודות שביניהן גאז וגם קיים הפרש מתחים ביניהן. ועכשיו נתאר לעצמנו שבין כל מיליארדי המולקולות הניטרליות שבגאז ישנו גם אלקטרון חופשי, 'האלקטרון הראשון'. מטען האלקטרון שלילי, ולכן הוא יואץ כלפי האלקטרודה החיובית. האנרגיה המירבית שהוא יכול לקבל מן השדה החשמלי היא eV – כאשר e הוא מטען האלקטרון ו V הפרש המתחים בין האלקטרודות. אם האנרגיה הזאת גבוהה מהאנרגיה הקושרת אלקטרון פנימי של אחת המולקולות אליה – ובה מתנגש האלקטרון – יתנתק האלקטרון הקשור ויצא גם הוא לחופשי. עכשיו יש לנו כבר שני אלקטרוניים חופשיים והם ילכו ויגדילו את מספרם בנתיב אקראי כלשהו (שוב זיכרו כיצד נראים ברקים). התהליך נקרא avalanche – התדרדרות, מפולת שלגים. כאשר כל המולקולות בנתיב הנ"ל מיוננות – וזכרו, זה לא קורה בבת אחת, דרוש לכך זמן – אנו אומרים כי פרץ ניצוץ. מדברים על "דורות" בהתפתחות מפולת השלגים הזו משלב האלקטרון הבודד ועד לכולן. בדרך כלל דרושים לכך כ30 דורות או הגדלת מספר האלקטרונים פי 30log2 כלומר כעשרה סדרי גודל. לעיתים הרבה יותר מכך, תלוי בלחץ הגאז.

כאשר הגאז דחוס המרחק בין מולקולות שכנות קטן יותר, ולכן האנרגיה שירכוש האלקטרון מן השדה החשמלי בין התנגשות להתנגשות תהיה קטנה יותר. על מנת שיפרוץ ניצוץ יש על כן להגדיל את המתח – או להקטין את המרחק בין האלקטרודות (וכך להגדיל את השדה). אבל מתחת למרחק מסויים לא ייווצרו מספיק דורות, ואז, למרות שהמרחק בין האלקטרודות קטן – לא יפרוץ ניצוץ! המכפלה לחץX מתח קובעת את התנאים לפריצת ניצוץ.

הסיפור הזה מבוטא בעזרת "עקום פשן" על שם המדען שגילה אותו.

באדיבות הויקיפדיה Pachen curve: break down voltage as function of pressure distance product

מדוע חשוב לנו לדעת כל זאת? כי כשמדובר במערכת הצתה עם מגעים, יש לפנינו לא רק זוג אלקטרודות אחד – המצת – בו יכול להיווצר ניצוץ. יש עוד זוג אלקטרודות, המגעים, שגם ביניהם קיים מרווח בו בזמן, וגם עליו מתח.

circuit

? which gap will break first and steal the spark energy

בשניהם יחד יכול להיווצר ניצוץ: האחד רצוי, והשני הוא גנב ומחבל. שניהם מתחרים על אותה אנרגיה. ומי שקובע את המנצח הוא הקבל – ועל כך

בפרק הבא NEXT

הפרק הקודם PREV