הקבל הוא סוג אחד של רכיב חשמלי והתפקיד העיקרי של זה הוא לאגור את האנרגיה בצורה של מטען חשמלי ויוצר הפרש פוטנציאלי על פני שתי הלוחות שלו בדומה לסוללה נטענת מיני. קבלים זמינים בסוגים שונים מקטן מאוד לגדול אך הפונקציה של כל אלה זהה לאחסון מטען חשמלי. קבלים כוללים שתי לוחות מתכת המופרדים באמצעות חשמל דרך האוויר או חומר בידוד טוב כמו קרמיקה, פלסטיק, נציץ וכו '. חומר בידוד זה מכונה דיאלקטרי. מאמר זה דן בסקירה כללית על קבל הלוחות המקבילים והוא עובד.
מהו קבל לוח מקביל?
הַגדָרָה: קבל שניתן ליצור באמצעות סידור אלקטרודות וחומר בידוד כמו דיאלקטרי ידוע כקבלן מקביל. הקבל כולל שתי לוחות מוליכים המופרדים באמצעות חומר דיאלקטרי. כאן צלחות מוליכות משמשות כאלקטרודות.
בניית קבלים מקבילים
בניית הקבל הזה יכולה להיעשות בעזרת לוחות מתכת אחרת לוחות נייר כסף מתכתיים. אלה מסודרים במקביל זה לזה במרחק שווה. שתי הלוחות המקבילים בקבל מחוברים לאספקת החשמל. כאשר הלוח הראשי של הקבל מחובר למסוף + Ve של הסוללה אז הוא מקבל מטען חיובי. באופן דומה, כאשר הלוח השני של הקבל מחובר למסוף שלילי של הסוללה אז הוא מקבל מטען שלילי. אז זה אוגר את האנרגיה בין הצלחות בגלל מטעני המשיכה.
בניית קבלים מקבילים
תרשים מעגלים
המעגל הבא של קבל לוח מקביל משמש לטעינת הקבל. במעגל זה, 'C' הוא הקבל, הפרש הפוטנציאל הוא 'V' ו- 'K' הוא המתג.
ברגע שהמפתח כמו 'K' נסגר, זרימת האלקטרונים מהלוח 1 תתחיל לזרום לכיוון מסוף + Ve של הסוללה. אז זרימת האלקטרונים תהיה מ- קצה הסוללה עד קצה + Ve.
מעגל קבל קבלים מקביל
בסוללה, זרם האלקטרונים לכיוון הקצה החיובי, לאחר מכן הם יתחילו לזרום בצלחת 2. כמו זה, שתי הלוחות הללו יקבלו מטענים, כאשר לוח אחד יקבל מטען חיובי והלוח השני יקבל מטען שלילי.
הליך זה ימשיך לאחר שהקבל יקבל הבדל פוטנציאלי בכמות הסוללה המדויקת. ברגע שתהליך זה נעצר, הקבל מאחסן מטען חשמלי כולל הפרש הפוטנציאל. ניתן לכתוב את המטען בקבל כ- Q = CV
עקרון מקבל צלחות מקביליות
אנו יודעים שנוכל לספק כמות מסוימת של מטען חשמלי לצלחת קבלים. אם אנו מספקים יותר אנרגיה, ישנה עלייה בפוטנציאל כך שהיא מובילה ליציאה מהמטען. ברגע שהצלחת 2 מסודרת ליד הלוח 1 שמקבל מטען חיובי, אז יסופק מטען שלילי לצלחת זו.
אם נקבל צלחת 2 והיא ממוקמת ליד הלוח 1, אז ניתן לספק אנרגיה שלילית דרך הלוח 2. לוחית טעונה שלילית זו קרובה יותר לפלטה טעונה חיובית. כשלצלחת 1 ולצלחת 2 יש מטענים, אז המטען השלילי בצלחת 2 יקטין את ההפרש הפוטנציאלי בצלחת הראשונה.
לחלופין, המטען החיובי על הלוח השני יעלה את הווריאציה הפוטנציאלית בצלחת הראשונה. עם זאת, למטען השלילי על לוחית 2 תהיה השפעה נוספת. לפיכך, ניתן לתת מטען רב יותר על לוחית 1. כך שהפער הפוטנציאלי יהיה פחות בגלל המטענים השליליים שעל הלוח השני.
הקיבול של קבל הלוח המקביל
כיוון השדה החשמלי אינו אלא זרימת מטען הבדיקה החיובי. ניתן להשתמש במגבלת הגוף לאחסון אנרגיה חשמלית מכונה קיבול. קבל כולל את הקיבול שלו באופן דומה, קבל הלוח המקביל כולל שתי לוחות מתכתיים עם שטח 'A', ואלה מופרדים למרחק '. ניתן להראות את נוסחת הקבל המקבילית להלן.
C = k * ϵ0 * A * d
איפה,
'Εo' הוא היתירות החלל
'K' הוא החסר היחסי של החומר הדיאלקטרי
'ד' היא המחיצה בין שתי הלוחות
'A' הוא השטח של שתי לוחות
נגזרת קבלים מקבילים
הקבל עם שתי לוחות מסודר במקביל מוצג להלן.
נגזרת קבלים
הלוח הראשון בקבל נושא מטען '+ Q' והלוח השני נושא מטען '–Q'. ניתן לסמן את השטח שבין הלוחות הללו באמצעות 'A' ואת המרחק (ד). כאן, 'ד' קטן יותר משטח הצלחות (ד< σ = Q / A באופן דומה, כאשר כל המטען בצלחת השנייה הוא '-Q' והשטח של הלוח הוא 'A', אז ניתן לגזור את צפיפות מטען השטח כ σ = -Q / A ניתן לחלק את האזורים של קבל זה לשלוש חלוקות כמו אזור 1, שטח 2, ואזור 3. שטח 1 נותר לפלטה 1, אזור 2 נמצא בין המישורים ואזור 3 הוא ימין של הלוח השני. ניתן לחשב את השדה החשמלי באזור סביב הקבל. כאן, השדה החשמלי הוא עקבי ונתיבו הוא מלוח + Ve לצלחת –Ve. ההפרש הפוטנציאלי מחושב על פני הקבל על ידי הכפלת החלל בין המטוסים עם השדה החשמלי, ניתן להפיק אותו כ, V = Exd = 1 / ε (Qd / A) את הקיבול של הלוח המקביל ניתן לגזור כ- C = Q / V = εoA / d הקיבול של קבל צלחות מקביל עם שתי דיאלקטריות מוצג להלן. כל שטח צלחת הוא Am2 ומופרד במרחק של מטר d. שתי הדיאלקטריות הן K1 & k2, ואז הקיבול יהיה כמו הבא. הקיבול של המחצית הראשונית של רוחב הקבל הוא d / 2 = C1 => K1Aϵ0 / d / 2 => 2K1Aϵ0 / d באופן דומה, הקיבול של החצי הבא של הקבל הוא C2 = 2K2Aϵ0 / d ברגע ששני הקבלים הללו מחוברים בסדרה אז הקיבול נטו יהיה Ceff = C1C2 / C1 + C2 = 2Aϵ0 / d (K1K2 / / K1 + K2) היישומים של קבל הלוח המקביל כוללים את הדברים הבאים. 1). מהו קבל צלחות מקביל? כאשר שתי לוחות מתכת מחוברים במקביל על ידי הפרדה עם a חומר דיאלקטרי ידוע כקבלן מקביל. 2). כיצד נוכל לחשב את הקיבול של קבל צלחות מקביל? ניתן לחשב את הקיבול של קבל זה על ידי שימוש בנוסחה זו כמו C = ε (A / d). 3). מהי יחידת SI של קבלים יחידת ה- SI היא הפאראד (F). 4). במה תלוי הקיבול של הקבל המקביל? זה תלוי במרחק ובאזור שתי הלוחות. לפיכך, מדובר בסך הכל בסקירה של קבל הצלחות המקביל. בכל פעם שצריך לאחסן את כמות המטען החשמלית הגבוהה קבלים , זה לא אפשרי בתוך קבל אחד. כך שקבל לוח מקביל משמש לאחסון כמות גבוהה של אנרגיה חשמלית שכן הם משתמשים בשתי לוחות כמו אלקטרודות. הנה שאלה עבורך, מהם היתרונות והחסרונות של קבל לוחיות מקביל?שימושים / יישומים של קבלים מקבילים
שאלות נפוצות
