מעגלי RC
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| RC circuit/ˌɑː ˈsiː ˈsɜːkɪt/ | מעגל RC |
קבל נטען מהר בהתחלה, ואז איטי
- מחברים קבל דרך נגד והוא נטען מהר בהתחלה, ולאט יותר ואט יותר.
- הוא לעולם לא מגיע באמת למטען מלא — הוא רק מתקרב אליו יותר ויותר.
- מעגל נגד + קבל הוא מעגל RC, והוא מכניס זמן למעגלים.
- מעגלים אלו משמשים לתזמון מגבונים, הבזקי מצלמה והבהוב LED.
הטעינה היא אקספוננציאלית
- כאשר קבל נטען דרך נגד, המטען שלו עולה לערך סופי $Q = CV$.
- העלייה היא אקספוננציאלית: מהירה בהתחלה (זרם גדול), ומאטה כשהקבל מתמלא.
- הזרם יורד כשהמטען גדל — כאשר מלא, אין עוד זרם.
- פריקה היא תמונת ראי: המטען יורד אקספוננציאלית לעבר אפס.
מטען דרך התנגדות
שנו את R ואת C ועקבו אחרי מהירות עקומת הטעינה.
בעת טעינת קבל דרך התנגדות, המטען שלו עולה:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
המטען עולה אקספוננציאלית לערך $Q = CV$, בהתחלה מהר ואז לאט יותר.
קבוע הזמן
- זמן הקבוע $\tau = RC$ קובע כמה המעגל נטען או נפרק מהר.
- לאחר זמן קבוע אחד, הקבל מגיע לכ-$63\%$ ממטענו הסופי.
- נגד או קיבול גדולים יותר משמעותם טעינה איטית (ארוכה יותר).
- שינוי $R$ או $C$ מאפשר תזמון מדויק — כך עובדים טיימרים RC.
למעגל RC יש $R = 2\ \Omega$ ו-$C = 3\ \text{F}$. מהו קבוע הזמן, בשניות?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$\tau = RC = 2 \times 3 = 6\ \text{s}$.
קבוע הזמן במעגל RC הוא $\tau = R \times \_\_$.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$\tau = RC$ — ערך ההתנגדות כפול הקיבול.
הגדלת ההתנגדות במעגל RC גורמת לטעינה:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
ערך $R$ גדול יותר נותן ערך $\tau = RC$ גדול יותר, ולכן טעינה איטית יותר.
למה הנגד חשוב
- ההתנגדות מגבילה את הזרם, ולכן היא קובעת כמה מהר הטעון זורם אל לוחות הקבל.
- ללא התנגדות הקבל היה נטען במהירות מידית (אידיאליזציה).
- עם התנגדות גבוהה, טעינת הקבל לוקחת זמן ארוך ועדין.
- לכן $R$ ו-$C$ יחד קובעים את ה"שעון" הטבעי של המעגל.
סמן כל האמירות הנכונות על מעגלי RC.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
מעגלי RC מטענים באופן אקספוננציאלי עם $\tau = RC$; R או C גדולים יותר הם איטיים יותר. הטעינה לעולם אינה מידית.
קבל בטעינה לעולם לא מגיע למטענו הסופי בזמן סופי — הוא רק מתקרב אליו באופן מעריכי. לאחר קבוע זמן אחד הוא נמצא ב-$\approx 63\%$, ולא ב-$100\%$. "טעון לחלוטין" פירונו בפועל "קרוב מספיק לאחר מספר קבועי זמן".
קבל נטען מגיע בדיוק ל-100% מטענו הסופי לאחר זמן קבוע אחד.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
לאחר זמן קבוע אחד הוא עומד על כ-$63\%$; הוא מתקרב ל$100\%$ רק לאורך מספר $\tau$.
מעגל RC מכיל $R = 2\ \Omega$ ו-$C = 3\ \text{F}$. מהו קבוע הזמן שלו?
- $\tau = RC = 2 \times 3 = 6\ \text{s}$.
אחרי $6\ \text{s}$ לקבל יש כ-$63\%$ ממטענו הסופי; לאחר מספר $\tau$ הוא בעצם מלא.
מעגל RC (התנגדות + קבל) נטען ומתפרק מעריכית לאורך זמן. קבוע הזמן $\tau = RC$ קובע את הקצב: לאחר $\tau$ אחד המטען הוא $\approx 63\%$ מערכו הסופי $Q = CV$. ערך גדול יותר של $R$ או $C$ משמעותו תזמון איטי יותר — הבסיס לשעוני אלקטרוניים.