עמוד:207

תנועת מטענים במהלך טעינה של קבל לוחות גרף מתח - מטען במהלך טעינת קבל טעינה של קבל לוחות v Q V q 0 - - - - - - - + - + V S באיור שלפנינו, מקור מתח אידיאלי מחובר במעגל ישירות לקבל לוחות . עם סגירת המעגל על ידי המפסק S , מתחילה טעינה של שני לוחות הקבל במטענים מנוגדים . אלקטרונים נעים מההדק השלילי של מקור המתח אל לוח הקבל המחובר להדק זה, ובמקביל אלקטרונים מהלוח השני נעים אל ההדק החיובי . מיד עם תחילת הטעינה, לוחות הקבל מפעילים כוחות דחייה על המטענים הנעים, ההולכים וגדלים במהלך הטעינה . כוחות דחייה אלה מנסים למנוע את המשך הטעינה ונפסקים ברגע שבו הפוטנציאלים על לוחות הקבל משתווים לפוטנציאלים על הדקי מקור המתח . אנרגיה של קבל טעון כדי להניע מטען אל לוחות הקבל במהלך הטעינה שלהם, נעשית על ידי מקור המתח עבודה ∆W , הנתונה על ידי המשוואה , כאשר ) V ( q הוא המתח בין לוחות הקבל, שהולך ועולה במהלך הטעינה עד שהוא משתווה למתח המקור V . לצורך חישוב העבודה המושקעת עד לטעינה מלאה של הקבל, נסרטט גרף של ) V ( q כפונקציה של המטען q , מ - 0 = q ועד לסיום הטעינה במצב שבו q = Q . גודלו של השטח הכלוא מתחת לגרף בטווח זה שווה ל - , ומשמעותו היא העבודה W המושקעת בטעינת הקבל, השווה לאנרגיה Uתללוכה שדרושה לטעינת הקבל עד למטען המקסימלי Q . V = Q ונקבל נוסחאות נוספות לחישוב האנרגיה האגורה בקבל : נזכור ש : Q = C ∙ V או C U הנאגרת בקבל הטעון, ניתן לנצל לצרכים שונים . את האנרגיה הפוטנציאלית החשמלית c כזכור, האנרגיה המסופקת על ידי מקור המתח שווה ל - , והאנרגיה האגורה בקבל שווה ל : יתרת האנרגיה מומרת לחום בתילים ובמקור המתח וערכה הוא : לסיכום, האנרגיה הנאגרת בקבל שווה תמיד למחצית האנרגיה המסופקת על ידי מקור המתח . יתרת האנרגיה מומרת לחום בתילים או במקור, ללא תלות בערכי הקבל וההתנגדויות . 207 פרק 13 קיבול וקבלים במעגל החשמלי

מטח : המרכז לטכנולוגיה חינוכית


לצפייה מיטבית ורציפה בכותר