קבלים
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| capacitor/kəˈpæsɪtə/ | קבל |
| capacitance/kəˈpæsɪtəns/ | קיבולת |
| farad/ˈfæræd/ | פרד |
המכשיר שיושב מטען ומשחרר אותו בסקה
- פלאש מצלמה נטען בשקט, ואז משחרר את האנרגיה שלו במהירות.
- החלק שאוסף את המטען הזה הוא קבל (קיבולן).
- זהו פשוט שני מוליכים הנושאים מטען שווה ונגדי.
- קבלים מופיעים בכל מעגל, טיימר ומקור כוח.
קיבול = מטען לפולט
- קיבול $C$ מדד את כמות המטען שקבל נושא לכל פולט.
- $C = \dfrac{Q}{V}$, ביחידות של פראדים (1 F $= 1$ C/V).
- מטען גדול יותר באותו מתח מצביע על קיבול גדול יותר $C$.
- לשני הפלטות תמיד יש $+Q$ ו$-Q$ — שווים בגודל אך מנוגדים בסימן.
טעון קבל
שנה את המתח ואת הרווח בין הפלאטים ועקוב אחר התגובה של הטעון המאוגר והשדה.
קיבול מוגדר כך:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$C = Q/V$: הטעון הארוג לכל וולט, בפארדים.
היחידה הבינלאומית לקיבול היא ____.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
1 פארד $= 1$ C/V.
הגיאומטריה קובעת את הקיבול
- עבור פלטות מקבילות: $C = \dfrac{\varepsilon_0 A}{d}$.
- פלטות גדולות יותר (שטח גדול יותר $A$) נושאות מטען רב יותר — קיבול גדול יותר $C$.
- פלטות קרובות יותר (רווח קטן יותר $d$) נושאות מטען רב יותר — קיבול גדול יותר $C$.
- $C$ תלוי רק בצורה ובגודל, ולא ב$Q$ או ב$V$.
כדי להגדיל את הקיבול של קבל פלאט-פלאטי אפשר:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$C = \varepsilon_0 A/d$: רווח קטן יותר $d$ מעלה $C$. המתח אינו משתנה $C$.
הקיבול של זוג לוחות קבוע אינו משתנה כאשר מעלים את המתח.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
הקיבול $C$ תלוי רק בגיאומטריה; העלאת $V$ פשוט מאפשרת אחסון יותר מטען $Q$.
האנרגיה המאוחסת
- טעינת קבל מאחסנת אנרגיה בשדה שלו: $U = \tfrac12 C V^2$.
- צורות שקולות: $U = \tfrac12 QV = \dfrac{Q^2}{2C}$.
- הבזק פורק אנרגיה זו במהירות כדי ליצור פולס בהיר.
- הכפלת המתח גורמת לאחסון ארבע פעמים האנרגיה.
קבל מסוג $2\ \text{F}$ טעון עד מתח של $3\ \text{V}$. חשב את האנרגיה הארוגה (ביחידות J).
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$U = \tfrac12 CV^2 = \tfrac12 (2)(3^2) = 9\ \text{J}$.
השדה בין הפלטות
- בין הפלטות השדה הוא אחיד: $E = \dfrac{V}{d}$.
- קרבו את הצלעות (מקטנו $d$) והאותוהי $V$ ייצור שדה חזק יותר.
- אם השדה חזק מדי, תתרחש ניצוצות במרווח — זהו הגבול המתח של הקבל.
- שדה אחיד זה הוא התמונה הקלאסית של צלעות מקבילות מהמודיון "שדות".
בחר כל האמירות הנכונות לגבי קבלים.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
מטען שווה/ניגודי, קיבול גיאומטרי, אנרגיה ½CV². העלאת V אינה משנה את C.
שתי צלעות בשטח $0.02\ \text{m}^2$ נמצאות במרחק $1\ \text{mm}$. מצאו את $C$. (הערה: $\varepsilon_0 = 8.85\times10^{-12}$.)
- $C = \dfrac{\varepsilon_0 A}{d} = \dfrac{(8.85\times10^{-12})(0.02)}{0.001}$.
- $C \approx 1.8\times10^{-10}\ \text{F} = 180\ \text{pF}$.
$C$ נקבע על ידי גיאומטריה בלבד — שטח ומרווח. העלאת המתח אינה משנה $C$; היא פשוט דוחפת כמות טעינה פרופורציונלית יותר על אותו קבל ($Q = CV$).
קבל מאחסן טעינה שווה ונגדית על שתי צלעות: קיבול $C = Q/V$ (פרקים). לצלעות מקבילות $C = \varepsilon_0 A/d$ — גיאומטריה בלבד. הוא מאחסן אנרגיה $U = \tfrac12 CV^2$, עם שדה אחיד $E = V/d$ בין הצלעות.