מהות הקיבול

בחיבור של שני לוחות למקור מתח חשמלי, נוצר הפרש פוטנציאלים, והמטענים השליליים נעים מהפוטנציאל הנמוך אל הגבוה.

כך קורה שבלוח המחובר לצד החיובי מצטברים מטענים חיוביים, ובלוח המחובר לצד השלילי מצטברים מטענים שליליים.

תהליך זה נמשך עד שהמתח על הלוחות שווה למתח של מקור המתח.

במצב כזה אין הפרש פוטנציאלים ואין תנועה במעגל של מטענים שליליים.

כלומר, יזרום זרם במעגל רק בפרק הזמן שבו הלוחות נטענים.

כאשר ננתק את הלוחות מהמעגל, עדיין יישאר מטען על הלוחות. לכן זהו כלי קיבול למטען. ככל שהמתח שנשים על הלוחות יהיה גדול יותר, המטען שיצטבר עליהם יהיה גדול יותר.

היחס בין המטען המצטבר למתח הוא קבוע וקוראים לו – קיבול (C).

C = Q / U

הלוחות הטעונים שנותקו מהמעגל נקראים קבל, וכמוהו יש כדוריים, גליליים, לוחות וכו'.

המטען Q הוא המטען שהצטבר על אחד הלוחות, והמטען על הלוח המקביל לו שווה לו ורק הסימן שלו

הפוך (Q-).

הקיבול C נמדד ביחידה הנקראת פאראד F.

אם כאשר שמים מתח של  1V על קבל, מצטבר מטען של 1 קולון, הקיבול של הקבל הוא 1 פאראד.

אולם, הקבלים במציאות קטנים הרבה יותר מהיחידה הבסיסית פאראד, ולכן נשתמש בד"כ ביחידות של 1mF = 10^-3 F או  1μF = 10^-6 F.

קיבולו של הקבל היא תכונה פיסיקלית קבועה ולא משתנה. אם נשנה את המתח עליו ישתנה המטען עליו אך לא קיבולו. אם נסתכל על 2 מצבים שונים, נוכל לכתוב:

Q₁ = CU₁     Q₂ = CU₂

Q₂ - Q₁ = CU₂ - CU₁ = C · (U₂ - U₁)

ΔQ = CΔU

ומכאן אפשר להגדיר כך את הקיבול:

C = ΔQ / ΔU

בפרק זה נדון במצב שבו הקבל כבר טעון עד למקסימום, ולא בזמן תהליך טעינתו.