קורס בתורת החשמל מאת יוסי יאשי

תרגיל דוגמה 11

נתון קבל הבנוי משני לוחות מקביליים המרוחקים זה מזה 3 מ"מ. שטח כל אחד מן הלוחות 50 סמ"ר ובין הלוחות מצוי אוויר.חשבו:

א) את קיבול הקבל;

ב) מחברים את הקבל הזה למקור מתח ישר של 230 וולט, מהו המטען הנצבר בקבל?

ג) חזרו על סעיפים א ו- ב בהנחה שבין לוחות הקבל מצוי חומר דיאלקטרי בעל קבוע דיאלקטרי יחסי .

פתרון תרגיל דוגמה 11

א. נרכז את כל הנתונים ונרשום אותם ביחידות המקובלות שלהם:

ניעזר בנוסחה 7.8 על מנת למצוא את קיבול הקבל:

ב. חישוב המטען בלוחות הקבל:

ג. בעבור קבל עם חומר דיאלקטרי השונה מאוויר:

תרגיל דוגמה 12

נתון קבל לוחות הבנוי בצורת דיסק. בין לוחות הקבל מצוי דיאלקטרן בעל חדירות יחסית  

ובעובי של 1 מ"מ . קיבול הקבל nF500

חשבו:

א. את הקוטר של כל אחד מלוחות הקבל (דיסק);

ב. כתוצאה מחיבור הקבל למקור מתח ישר הוא אגר µC4. מהו המתח בין הדקי הקבל?

ג. מנתקים את הקבל ממקור המתח. מהו שיעור המטען בקבל?

ד. טובלים את הקבל בחומר נוזלי כך שחומר הדיאלקטרי המצוי בין לוחות הקבל משנה את קבוע הדיאלקטרי היחסי שלו ל- 8500. חשבו את המתח בקבל ואת המטען שאגור בו.

פתרון תרגיל דוגמה 12

א. נרכז את נתוני השאלה מתוך כוונה לחשב את שטחו כל לוח (שטח הדיסק) כדי שנוכל לחשב את קוטרו:

ב.

ג.

ד. שינוי הקבוע הדיאלקטרי היחסי אכן ישנה את קיבול הקבל ובמקרה זה אף יגדיל את קיבולו. אך יש לזכור שבקבל מתקיים חוק שימור מטען. המטען שאגור בלוחות הקבל נשמר ולכן הדבר היחיד שמשתנה כתוצאה משינוי סוג הדיאלקטרן במקרה זה הוא הפוטנציאל בלוחות הקבל (המתח על הדקיו):

•   הקודם                                                                                                                             
• המשך