תוֹכֶן
קבל הוא רכיב חשמלי המאגר אנרגיה בשדה חשמלי. המכשיר מורכב משני לוחות מתכת המופרדים באמצעות דיאלקטרי או מבודד. כאשר מופעל מתח DC על גבי המסופים שלו, הקבל שואב זרם וממשיך לטעון עד שהמתח מעבר למסופים שווה לספק. במעגל זרם חילופין בו המתח המופעל משתנה ללא הרף, הקבל נטען או משוחרר בקצב תלוי בתדר האספקה.
קבלים משמשים לעיתים קרובות לסינון רכיב DC באות. בתדרים נמוכים מאוד, הקבל פועל יותר כמו מעגל פתוח, ואילו בתדרים גבוהים המכשיר פועל כמו מעגל סגור. כאשר הקבל נטען ופורש, הזרם מוגבל על ידי עכבה פנימית, סוג של התנגדות חשמלית. עכבה פנימית זו מכונה ריאקטציה קיבולית ונמדדת באוהם.
מה הערך של פרד 1?
הפאראד (F) הוא יחידת ה- SI של קיבול חשמלי ומודדת יכולת רכיבים לאחסון טעינה. קבל פראד אחד אוגר קולולום מטען אחד עם הפרש פוטנציאלי של וולט אחד על גבי המסופים שלו. ניתן לחשב את הקיבול מהנוסחה
C = Q / V
איפה ג הוא הקיבול בפאראדים (F), ש הוא המטען בקולומבים (C), ו- V הוא ההבדל הפוטנציאלי בוולט (V).
קבל בגודל של פארד אחד גדול למדי מכיוון שהוא יכול לאחסן הרבה מטען. מרבית המעגלים החשמליים אינם זקוקים לקיבולות גדולים כל כך, כך שרוב הקבלים הנמכרים הם קטנים בהרבה, בדרך כלל בתחום הפיקו, הננו והמיקרו-פארד.
מחשבון ה- mF ל- μF
המרת מיליפרדיות למיקרופארדים היא פעולה פשוטה. אפשר להשתמש ב- mF מקוון למחשב μF, או להוריד תרשים המרה של קבלים PDF אך פיתרון מתמטי הוא פעולה קלה. מיליפרד אחד שווה ערך ל 10-3 פאראדס ומיקרופראד אחד הוא 10-6 פארדים. המרת זה הופך להיות
1 mF = 1 × 10-3 F = 1 × (10-3/10-6) μF = 1 × 103 μF
אפשר להמיר את picofarad למיקרופראד באותה צורה.
תגובת יכולת: התנגדות של קבל
כאשר הקבל נטען, הזרם דרכו יורד במהירות ואקספוננציאלית לאפס עד שצלחותיו נטענות במלואן. בתדרים נמוכים יש לקבל זמן רב יותר לטעון ולהעביר פחות זרם, וכתוצאה מכך זרימת זרם פחותה בתדרים נמוכים. בתדרים גבוהים יותר הקבל מבלה פחות זמן בטעינה ופריקה וצובר פחות מטען בין צלחותיו. זה גורם ליותר עובר של המכשיר.
"התנגדות" זו לזרימת זרם דומה לנגד, אך ההבדל המכריע הוא התנגדות זרם של קבלים - התגובה הקיבולית - משתנה עם התדר המיושם. ככל שהתדר המופעל עולה, הריאנסנסיביות הנמדדת באוהם (Ω) פוחתת.
ריאקציה קיבולית (איקסג) מחושב באמצעות הנוסחה הבאה
איקסג = 1 / (2πfC)
איפה איקסג הוא התגובה הקיבולית באוהם, ו הוא התדר ב- Hertz (Hz), ו- ג הוא הקיבול בפאראדים (F).
חישוב תגובתיות קיבולית
חשב את התגובה הקיבולית של קבל 420 nF בתדר של 1 קילו הרץ
איקסג = 1/(2π × 1000 × 420 × 10-9) = 378.9 Ω
ב 10 קילו הרץ הופך תגובת הקבלים
איקסג = 1/(2π × 10000 × 420 × 10-9) = 37.9 Ω
ניתן לראות כי תגובת הקבלים פוחתת ככל שהתדר המופעל עולה. במקרה זה התדירות עולה בגורם של 10 והתגובה יורדת בכמות דומה.