קיבול

מתוך המכלול, האנציקלופדיה היהודית
קפיצה לניווט קפיצה לחיפוש

קיבול הוא תכונה פיזיקלית המתארת את היכולת של גוף (לרוב שניים) לאגור מטען חשמלי. הקיבול, C, מוגדר כיחס בין המטען האגור בגוף, q, לבין הפרש הפוטנציאל עליו, V:

 C=qΔΦ=qV

במערכת היחידות הבינלאומית, קיבול נמדד ביחידת המידה פאראד, על שמו של מייקל פארדיי, ומסומלת באות F. זוהי יחידת מידה גדולה יחסית והיא מציינת גוף הטעון ב-1 קולון ליחידת הפרש פוטנציאלים של 1 וולט.[1] השגת קיבול גבוה היא אתגר המצריך לרב הגדלה של נפח הגוף כי הקיבול תלוי בפרמטרים הגאומטריים של הקבל, ובתכונות החומרים המרכיבים אותו, אך לא במטען שהוא מכיל.

קבל

ערך מורחב – קבל
קבלים שונים

קבל הוא רכיב חשמלי בעל יכולת לאגור מטען חשמלי ולפרוק אותו. קבל בנוי משני מוליכים המופרדים על ידי מבודד. כאשר הקבל "טעון", על שני ההדקים שלו יש מטען השווה בגודלו והפוך בסימנו, כך שבין ההדקים נוצר שדה חשמלי. סך המטען על קבל הוא תמיד 0. תאורטית, כל זוג מוליכים (ואפילו מוליך יחיד) יכולים לתפקד כקבל, אך הסוגים הנפוצים ביותר הם קבל לוחות וקבל קואקסיאלי.

קיבול של מערכות פשוטות

חישוב קיבולה של מערכת מבוסס על פתרון משוואת לפלס, 2φ=0 כאשר 2, כאשר, φ, הפוטנציאל על פני השטח של מוליכים טעונים קבוע. פתרון זה טריביאלי עבור מקרים בעלי סימטריה גבוהה, אך אין בהכרח פתרון בעזרת פונקציות יסודיות במקרים מסובכים יותר.

קיבול של מערכות פשוטות
סוג קיבול הערות
קבל לוחות εAd

ε: מקדם דיאלקטרי

קבל קואקסיאלי 2πεlln(R2/R1)

ε: מקדם דיאלקטרי

זוג כבלים מקבילים πεlarcosh(d2a)=πεlln(d2a+d24a21)
כבל מקביל ללוח 2πεlarcosh(da)=2πεlln(da+d2a21) a: רדיוס הכבל
d: מרחק, d>a
l: אורך הכבל
ספרות קונצנטריות 4πε1R11R2

ε: מקדם דיאלקטרי

זוג ספרות בעלות רדיוס זהה 2πεan=1sinh(ln(D+D21))sinh(nln(D+D21))
=2πεa{1+12D+14D2+18D3+18D4+332D5+O(1D6)}
=2πεa{ln2+γ12ln(da2)+O(da2)}
a: רדיוס
d: מרחק, d>2a
D = d2a
γ: קבוע אוילר
ספרה ולוח 4πεan=1sinh(ln(D+D21))sinh(nln(D+D21)) a: רדיוס
d: מרחק, d>a
D=da
ספרה 4πεa a: רדיוס
דיסק עגול 8εa a: רדיוס
כבל דק באורך סופי 2πεlΛ{1+1Λ(1ln2)+1Λ2[1+(1ln2)2π212]+O(1Λ3)} a: רדיוס הכבל
l: אורך
Λ:ln(la)

קישורים חיצוניים

ויקישיתוף מדיה וקבצים בנושא קיבול בוויקישיתוף

הערות שוליים

  1. הגדרת פאראד במילון Collins
הערך באדיבות ויקיפדיה העברית, קרדיט,
רשימת התורמים
רישיון cc-by-sa 3.0

קיבול38016776Q164399