הקיבול איננו תלוי במטען ובפוטנציאל קיבול וקבלים : תזכורת קבל: מערכת (טבעית או התקן) שבה מופרד מטען +Q ממטען –Q. הפרדת המטענים כרוכה בקיום הפרש פוטנציאלי קבוע V. קיבול: קבוע הפרופורציה C בין המטען Q להפרש הפוטנציאלים V: Q=CV הקיבול איננו תלוי במטען ובפוטנציאל האנרגיה האגורה בקבל טעון: U=½QV=½Q2/C=½CV2 הקיבול של שני לוחות מקבילים בעלי שטח A המופרדים במרחק d: C=Ae0/d הקיבול של מערכת נתונה יהיה גדול יותר אם במרחב שבין המטענים ימצא חומר דיאלקטרי. חומר כזה מגדיל באופן אפקטיבי את e0 לe=ke0-, וk- מכונה הקבוע הדיאלקטרי של החומר.
קבלים בטור ובמקביל (הקדמה למעגלים חשמליים) קבלים בטור ובמקביל (הקדמה למעגלים חשמליים) נחבר בין קבלים בחוט מוליך דק (תיל – Wire). כל קטע רצוף של תיל בין קבלים חייב להיות שווה פוטנציאל (במוליך יש שדה אפס!) על כל קבל יש הפרש פוטנציאלים, להלן – המתח. שימו לב – הערך לקבלים הוא המתח (הפרש הפוטנציאלים), הערך לתיילים הוא הפוטנציאל שלהם דוגמא Vwire 1= 0 V Vwire 2= 5 V Vwire 3= 12 V Vwire 4= 15 V C1 C2 C3 VC1= _____ V 5 VC2= _____ V 7 VC3= _____ V 3
קבלים במקביל (in parallel) שני הקצוות החיוביים מחוברים בתיל וגם שני הקצוות השליליים מחוברים בתיל אם כך: המתח על שני הקבלים שווה V1=V2=Veq על הקבל 1 יהיה מטען Q1=C1Veq ; על הקבל 2 יהיה מטען Q2=C2Veq הקיבול הכולל של המערכת הוא Ceq = (Q1 + Q2)/V = C1 + C2 V=Vup-Vdown Ceq C1 C2
קבלים במקביל - תרגיל נחבר במקביל קבל של 4mF וקבל של 6mF למקור של 5Volt. מהו הקיבול המשוקלל ומהו המטען על כל אחד מהקבלים? Ceq = C1+C2 = 4 mF+6 mF = 10 mF Q1 = C1 V1 = (4 mF)(5 V) = 20 mC Q2 = C2 V2 = (6 mF)(5 V) = 30 mC Qeq = Ceq Veq = (10 mF)(5 V) = 50 mC = Q1+ Q2 V = 5 V 5 V 5 V 5 V C1=4mF C2=6mF Ceq 0 V 0 V 0 V
קבלים בטור Capacitors in Series חיבור יחיד בין קצה חיובי לקצה שלילי (על קטע מבודד המטען אפס) ואין פיצולים בתיל התיל מוליך Q1 = Q2 = Qeq סך כל המתח על המערכת נתון ולכן V1+V2=Veq +Q -Q +Q + Ceq C1 + - +Q -Q + C2 -Q - -
"אם התיל מוליך המטענים שווים" - מדוע? לפני הפעלת המתח החיצוני סך כל המטען בקטע הכתום: אפס. הפעלת המתח יוצרת מטען מושרה Qin בשני הלוחות בקטע הכתום. התיל הכתום מוליך – ולכן השדה בתוכו הוא אפס. Eup +Qout + -Qin - +Qin אם Qin<Qout החלק העליון מייצר בתיל הכתום שדה כלפי מטה + -Qout - Edown אם Qin<Qout גם החלק התחתון מייצר בתיל הכתום שדה כלפי מטה רק אם Qin=Qout לא יהיה שדה שיורי בתיל הכתום
קבלים בטור - המשך אז סיכמנו: , Q1 = Q2 = Qeq V1+V2=Veq
קבלים בטור - תרגיל נחבר בטור קבל של 4mF וקבל של 6mF למקור של 5Volt. מהו הקיבול המשוקלל ומהו המטען על כל אחד מהקבלים? Q = CV 5 V +Q1 5 V 0 V + +Q -Q 4mF -Q1 + - - Ceq +Q1 + 6mF -Q1 - 0 V
השוואה לסיכום: קבלים במקביל לעומת קבלים בטור השוואה לסיכום: קבלים במקביל לעומת קבלים בטור טור תיל אחד מחבר בין הקבל האחד לקבל השני ללא פיצולים בתיל בדרך מקביל ניתן לשרטט לולאת סגורה המכילה את שני הקבלים ללא אלמנטים נוספים C2 C1 C1 C2