הגדרת קיבולות
בנוסף להתנגדות והחיסך, תכונה חשובה נוספת במעגלים אלקטרוניים חילופיים היא הקיבול. קיבול נמדד ביחידות. יחידת הקיבול היא פארד. בעוד שהחיסך מיוצג במעגל על ידי סליל, הקיבול מיוצג על ידי קבל. בצורה הבסיסית ביותר, הקבל בנוי משני לוחות מקבילים המופרדים על ידי מוליך לא, שנקרא דייאלקטרי. במעגל חשמלי, הקבל משמש כמאגר או מחסן לחשמל.
הגדרת קיבול במתח ישר
כאשר קבל מחובר למקור מתח ישר, כגון סוללה במעגל המוצג בסרטוט 1A, והמתג מופעל, הלוח המסומן B מקבל מטען חיובי, והלוח A מטען שלילי. זרם זורם במעגל החיצוני כאשר האלקטרונים עוברים מ-B ל-A. זרם הזרימה במעגל הוא מקסימלי כאשר המתג מופעל, אך הוא מתפוגג עד שהוא מגיע לאפס. הזרם הופך לאפס מיד כשההבדל בין מתחי A ו-B הופך להיות אותו מתח המופעל על הסוללה. הלוחות נשארים טעונים אם המתג נפתח, כפי שמוצג בסרטוט 1B. אם הקבל מוקטן, הוא יתפרק במהירות כמו שמוצג בסרטוט 1C. צריך להיות ברור כי כאשר הקבל טעון או מתפרק, יש זרם במעגל, גם אם הפער בין לוחות הקבל מפריע למעגל. זרם קיים רק בזמן הטעינה והתפרקות, מה שרוב הזמן קצר.
סרטוט 1 - הגדרת קיבול במתח ישר.
קבוע הזמן RC זמן הנדרש לקבל כדי לקבל מטען חשמלי מלא הוא פרופורציונלי לקיבול וההתנגדות של המעגל. ההתנגדות של המעגל מכניסה אלמנט זמן לתהליך הטעינה והתפרקות של קבל.
כאשר קבל מטעין או מתפרק דרך התנגדות, נדרשת כמות מסוימת של זמן למלא טעינה או התפרקות מלאה. המתח על הקבל לא ישתנה באופן מיידי. קצב הטעינה או ההתפרקות נקבע על ידי קבוע הזמן של המעגל. קבוע הזמן של מעגל RC (נגד/קבל) הוא פרק זמן השווה למכפלת ההתנגדות באוהמים והקיבול בפארד ומסומן באות היוונית טאו (τ).
τ = RC
זמן הנדרש בנוסחה הוא כדי לטעון עד 63% ממתח המקור. הזמן הנדרש כדי להביא את הכמות המטען עד בערך 99% ממתח המקור הוא בערך 5 τ. סרטוט 2 מדגים את הקשר הזה בין תכונות קבוע הזמן של הטעינה.
סרטוט 2 - עקומה של הפתיחה של קיבול.
כאשר מבקשים להגדיר קיבול, אני לעתים קרובות מסביר שהקיבול הוא מדד יכולת הקבל לאגור מטען חשמלי. הסמל המשמש לקיבול הוא האות C. ניתן למדוד את הפוטנציאל החשמלי של החומר הדיאלקטרי ברכיב אלקטרוני שבו הוא עשוי לאגור אנרגיה.
כפי שניתן לראות מהדגמה של קבוע הזמן, אין תנועה מתמידה של מתח ישר דרך קבל. קבל טוב יחסום
מתח ישר ויעביר את השפעות מתח ישר פולסנטי או מתח חילופין.
הצהרה: לכבד את המקור, מאמרים טובים ראויים לשתף, במקרה של הפרת זכויות יוצרים אנא צור קשר למחיקה.
