סוגי קבלים המצויים בשימוש

 

נוהגים להבדיל בין 2 קבוצות עיקריות של קבלים:

1. "קבלים משתנים"

2. "קבלים קבועים".

 

קבלים משתנים - קבלים אשר ניתן לשנות את יכולת הקיבול שלהם בתחום מסוים.

קבלים קבועים   - קבלים עם יכולת קיבול קבועה שאינה ניתנת לשינוי.

 

קבלים משתנים

 

הקבלים המשתנים בנויים לוחות מתכת, והחומר הדיאלקטרי ביניהם בדרך כלל הוא אוויר. באמצעות בורג מיוחד ניתן לשנות את המרחק בין הלוחות, ועל ידי זה משתנה קיבולם.

ראוי לציין כי קבלים אלו הם בעלי קיבול נמוך יחסית, אך היתרון שלהם הוא ביכולת לשנות את הקיבול בין גבולות מסוימים.

 

למעשה ניתן לראות בלוחות כקבוצת קבלים המחוברים במקביל.

כאשר קיבולו של כל קבל תלוי במרחק של הלוחות האחת מהשניה.

הקיבול השקול הוא סכום הקיבולים של כל קבל, כאשר מספר הקבלים הוא כמספר הלוחות פחות אחד (כל קבל נחשב כרווח שבין כל שתי לוחות).

 

קבלים קבועים

 

הקבלים הקבועים נבדלים ביניהם לפי סוג החומר הדיאלקטרי, המצוי בין הלוחות.

 

לפי סוג החומר הדיאלקטרי ועוביו נקבע גם "מתח העבודה" המירבי של הקבל, המחושב לפי החוזק הדיאלקטרי של החומר. מתח עבודה זה מחושב לפי מתח הפריצה של החומר הדיאלקטרי , בהתחשב בגורם ביטחון מסוים.

 

דוגמא: שני הלוחות של קבל מבודדים זה מזה בנייר, שהחוזק הדיאלקטרי שלו הוא 30000 וולט למ"מ, ועוביו הוא 0.1 מ"מ.

מהו מתח העבודה המרבי המותר לקבל זה, אם לוקחים בחשבון גורם ביטחון של 3?

 

פתרון:

 

מתח הפריצה הוא:                                    U = 30000 * 0.1 = 3000 V

 

מתח העבודה הוא:                                    U_W = 3000 / 3 = 1000 V

 

כפי שראינו, יכולת הקיבול של הקבל תלויה בשטח הלוחות. לכן בונים קבלים מסוימים מלוחות העשויים סרטי אלומיניום דקים, המבודדים זה מזה ומגולגלים לגלילים כדי לצמצם ככל האפשר את הנפח שתופס הקבל.

מגוף הקבל יוצאים שני תילים מוליכים, כשכל אחד מהם מחובר לאחד הלוחות, והם אלו שמשמשים לצורך החיבור למעגל החשמלי. הקבל מבודד כלפי חוץ בפרפין או חומר בידוד אחר המונע חדירת רטיבות.

 

נתבונן כעת בסוגים שונים של קבלים קבועים:

 

1. קבלי נייר

בקבלים מסוג זה החומר הדיאלקטרי בין הלוחות הוא נייר ספוג שמן. הלוחות עשויים פסי אלומיניום דקים.

על פי רוב, מייצרים קלים כאלו בקיבולים של 200 pF ועד 10 uF, ומתח העבודה שלהם יכול להגיע עד ל – 1000 V.

 

2. קבלי נציץ                      

      

קבלים אלו בנויים שכבות שכבות של נציץ מצופה בכסף, והם מצטיינים במתח עבודה גבוה עד כדי 5000 V.

הקיבול הנהוג בקבלים מסוג זה הוא בין 200 pF ועד 2 uF.

 

   3.   קבלים קרמיים                 

 

בקבלים מסוג זה החומר הדיאלקטרי שבין הלוחות חומר קרמי, המצופה ציפוי כסף, כדי ליצור את הלוחות המוליכים.

גם קבלים אלו מצטיינים במתחי עבודה גבוהים, אך נוהגים לייצר אותם בקיבולים נמוכים בתחום 30 pF  ועד  10 uF.

 

4. קבלים אלקטרוליטיים                           

 

קבלים אלו בנויים בכו קבלי נייר, אך הנייר ספוג בחומר אלקטרוליטי. כאשר מחברים קבל כזה למקור מתח ישר, זורם זרם דרך האלקטרוליט, וכתוצאה מהתופעה האלקטרוכימית מתכסה פס האלומיניום, המהווה את האלקטרוד החיובי, שכבה דקה של תחמוצת המהווה חומר דיאלקטרי מצוין.

הלוח השני הוא האלקטרוליט. שכבת התחמוצת היא מאוד דקה, ומסיבה זו קיבולו של קבל מסוג זה גבוה במיוחד. לעומת זאת מתח העבודה של קבל מסוג זה הוא נמוך יחסית – עד 500 V.

קבלים מסוג זה מתאימים למתח ישר בלבד, ולכן יש לשים לב לחבר אותם בקוטביות הנכונה למעגל החשמלי. אם מחברים קבל אלקטרוליטי במעגל זרם חילופין, נהרס החומר הדיאלקטרי ונפרץ. כמו כן אם מחברים את הקבל האלקטרוליטי בקוטביות הפוכה במעגלי זרם ישר, סביר שתהיה פריצה או כל נזק מסוג אחר.

נוהגים לייצר קבלים אלקטרוליטיים בצורות שונות, אך בכל מקרה הקוטביות שלהם מסומנת על פני הקבל.

 

 

5. קבל טנטלום                        

 

            קבל זה מכיל בתוכו חומר הנקרא טנטלום פנטוקסיד. קבל זה גם בעל קוטביות כמו קבל אלקטרוליטי אך קבל זה בעל תכונות טובות יותר מבחינת דיוק, תחומי טמפרטורת עבודה וזליגות זרמים ולכן הוא גם יקר יותר.