» נושאי לימוד
» נושאי לימוד
יום שני 16 בספטמבר 2019
שינוי מתח ומטען על קבל
דף ראשי  פרק חמישי-קיבול  שינוי מתח ומטען על קבל גרסה להדפסה

שינויי מתח ומטען על קבל

 

אם נשנה את קיבולו של קבל לוחות ע"י הכנסת חומר דיאלקטרי או ע"י שינוי המרחק בין הלוחות, ישתנה הקיבול של הקבל. בעקבות זה ישתנו המטען והמתח שעליו. מי מהם ישתנה?

נבדיל בין 3 מקרים:

 

  1. כאשר הקבל מחובר ישירות למקור מתח, המתח עליו יישאר קבוע, ורק המטען עליו ישתנה, אך היחס יישמר:  U = Q/C = Q'/C'.
  2. כאשר הקבל מנותק ממקור המתח, המטען עליו יישאר קבוע, ורק המתח עליו ישתנה. אך המכפלה שלהם תישמר:  Q = CU = C'U'.
  3. כאשר הקבל מחובר למעגל מורכב, עשויים להשתנות הן המתח עליו והן המטען עליו.

 

דוגמא: קבל לוחות חובר למעגל. כיצד ישתנו המתח והמטען עליו אם יוכנס בין הלוחות חומר דיאלקטרי בעל מקדם דיאלקטרי 2:

  1. כאשר הקבל מחובר למקור מתח.
  2. כאשר הקבל מנותק.

 

פתרון: הקיבול החדש של הקבל יגדל פי 2 (בלי קשר לחיבור למקור המתח)    C' = 2*C0

 

  1. מכיוון שהמתח קבוע, המטען החדש יגדל פי 2:

Q'/Q = C'/C = 2

 

  1. מכיוון שהמטען קבוע, המתח החדש יקטן פי 2:

U'/U = C/C' = 1/2

 

 

דוגמא נוספת: קבל של 10μF חובר למקור מתח של 5V ואחר כך נותק מהמעגל, וחובר לקבל שני לא טעון של 5μF. מהו המטען הסופי על הקבל?

 

פתרון: הקבל 10μF נטען ע"י מקור המתח. המטען שהצטבר הוא :

 

Q10 = CU = 10·10-6·5 = 50μC

 

לאחר חיבור הקבל הטעון אל הקבל הריק, יעברו מטענים עד שוויון פוטנציאלים (לא עד שוויון מטענים!). ידוע כי   U = Q/C   ולכן:

 

Q5'/5 = Q10'/10

 

2Q5' = Q10'

 

המטען הכללי שמתחלק בין השניים מגיע מן הקבל הטעון Q10.

 

Q5' + Q10' = 50μC

 

Q5' = 16.7μC       

 

Q10' = 33.3μC     

 

 

 04-02-04 / 10:07  עודכן ,  16-09-03 / 12:04  נוצר ע"י ירון בוסקילה  בתאריך 
 דוגמאות לחיבור קבלים - הקודםהבא - האנרגיה של קבל 
תגובות הקוראים    תגובות  -  0
דרכונט
מהי מערכת הדרכונט?
אינך מחובר, להתחברות:
דוא"ל
ססמא
נושאי לימוד
חיפוש  |  לא פועל
משלנו  |  לא פועל
גולשים מקוונים: 3