קבל הוא רכיב חשמלי המאגר אנרגיה בשדה חשמלי. המכשיר מורכב משתי לוחות מתכת המופרדים על ידי דיאלקטרי או מבודד. כאשר מפעילים מתח DC על המסופים שלו, הקבל מושך זרם וממשיך לטעון עד שהמתח על גבי המסופים שווה לאספקה. במעגל זרם חילופין בו המתח המופעל משתנה ללא הרף, הקבל נטען או מתפרק ברציפות בקצב התלוי בתדר האספקה.
קבלים משמשים לעתים קרובות לסינון רכיב ה- DC באות. בתדרים נמוכים מאוד הקבל פועל יותר כמו מעגל פתוח ואילו בתדרים גבוהים המכשיר פועל כמו מעגל סגור. כאשר הקבל נטען ומתפרק, הזרם מוגבל על ידי העכבה הפנימית, סוג של התנגדות חשמלית. עכבה פנימית זו ידועה בתגובה קיבולית ונמדדת באום.
מה הערך של פאראד 1?
הפאראד (F) הוא יחידת הקיבול החשמלי SI ומודד את יכולתו של רכיב לאגור מטען. קבל פאראד אחד אוגר קולומב מטען אחד עם הפרש פוטנציאלי של וולט אחד על המסופים שלו. ניתן לחשב את הקיבול מהנוסחה
C = \ frac {Q} {V}
איפהגהוא הקיבול בפרדות (F),שהוא המטען בקולומבים (C), ווהוא ההבדל הפוטנציאלי בוולט (V).
קבל בגודל של פארדה אחת הוא די גדול מכיוון שהוא יכול לאחסן הרבה מטען. רוב המעגלים החשמליים לא יזדקקו לקיבולות גדולים כל כך, ולכן רוב הקבלים שנמכרים הם קטנים בהרבה, בדרך כלל בתחום פיקו, ננו ומיקרו-פאראד.
מחשבון mF ל- μF
המרת מיליפרדות למיקרו-פארדות היא פעולה פשוטה. אפשר להשתמש במחשבון mF ל- μF מקוון, או להוריד תרשים המרת קבלים pdf אך פתרון מתמטי הוא פעולה קלה. מיליפרד אחד שווה ערך ל -10-3 פארדות ומיקרופראדה אחת היא 10-6 פארדים. המרת זה הופכת להיות
1 \ טקסט {mF} = 1 \ פעמים 10 ^ {- 3} \ text {F} = 1 \ פעמים (10 ^ {- 3} / 10 ^ {- 6}) \ text {μF} = 1 \ פעמים 10 ^ 3 \ טקסט {μF}
אפשר להמיר פיקופאראד למיקרופראד באותו אופן.
תגובת קיבולית: התנגדות של קבלים
כשקבל נטען, הזרם דרכו יורד במהירות ובאופן אקספוננציאלי עד שהלוחות שלו טעונים לחלוטין. בתדרים נמוכים, לקבל יש יותר זמן לטעון ולהעביר פחות זרם, וכתוצאה מכך זרימת זרם פחות בתדרים נמוכים. בתדרים גבוהים יותר, הקבל מבלה פחות זמן בטעינה ופריקה, וצובר פחות מטען בין לוחותיו. כתוצאה מכך עובר זרם רב יותר במכשיר.
"התנגדות" זו לזרימת זרם דומה לנגד, אך ההבדל המכריע הוא התנגדות הזרם של הקבל - התגובה הקיבולית - משתנה עם התדר המיושם. ככל שהתדר המיושם עולה, התגובה, שנמדדת באום (Ω) פוחתת.
תגובתיות קיבולית (איקסג) מחושב בנוסחה הבאה
X_c = \ frac {1} {2 \ pi fC}
איפהאיקסגהוא התגובה הקיבולית באום,fהוא התדר בהרץ (הרץ), וגהוא הקיבול בפרדות (F).
חישוב ריאקטיביות קיבולי
חשב את התגובה הקיבולית של קבל 420 nF בתדר של 1 קילוהרץ
X_c = \ frac {1} {2 \ pi \ פעמים 1000 \ פעמים 420 \ פעמים 10 ^ {- 9}} = 378.9 \ אומגה
ב -10 קילוהרץ, תגובת הקבל הופכת להיות
X_c = \ frac {1} {2 \ pi \ פעמים 10000 \ פעמים 420 \ פעמים 10 ^ {- 9}} = 37.9 \ אומגה
ניתן לראות שתגובת הקבל פוחתת ככל שהתדר המיושם עולה. במקרה זה התדר עולה בפקטור 10 והתגובה פוחתת בכמות דומה.