קורס בתורת החשמל מאת יוסי יאשי

תרגיל דוגמה 20

נתונים ארבעה קבלים המחוברים בטור כמתואר באיור 7.39:

תרגיל דוגמה 20

נתונים ארבעה קבלים המחוברים בטור כמתואר באיור 7.39:

איור 7.39

חשבו:

א. את המטען הכולל במעגל.

ב. מה מראה כל אחד ממכשירי המדידה (בהנחה שהמקור ומכשירי המדידה אידאליים)?

ג. את האנרגיה בקבל C1.

פתרון תרגיל דוגמה 20

א. נחשב תחילה קיבול שקול במעגל:

נסרטט מעגל עם הקבל השקול:

ב. במעגל לא זורם זרם לכן מד הזרם מראה אפס. אפשר לומר שהקבלים במעגלים האלה מהווים נתק! על אף שאין זרם במעגל, כל קבל טעון במטען Q ולכן יש לו פוטנציאל. כלומר אפשר לחשב את המתח על כל אחד מן הקבלים באמצעות הנוסחה הזאת:

מד המתח בשאלה מראה את המתח על שני הקבלים C3 ו- C4:

ג. חישוב האנרגיה בקבל C1

תרגיל דוגמה 21

מד המתח במעגל שבאיור 7.40 מראה 40V. הקבלים C1 ו- C3 שווים בגודלם.

חשבו את:

א. ערכי כל אחד מן הקבלים.

ב. הקיבול השקול.

ג. המטען בקבל C3

ד. מחברים קבל C4 בטור למקור המתח. כתוצאה מחיבורו מד המתח הראה 30V.

1. האם המטען במעגל שונה מזה שחושב בסעיף קודם?

2. חשבו את ערכו של הקבל החדש C4.

פתרון תרגיל דוגמה 21

א. גם בתרגילים אלה נשאף תמיד לחשב את המטען במעגל (שהוא זהה בכל הקבלים - כמו זרם בנגדים):

ב. את הקיבול השקול אפשר לחשב גם דרך נוסחת הקיבול של קבלים בטור וגם באמצעות היחס בין המטען השקול למתח המקור:

ג. חושב קודם לכן בתחילת התרגיל:       

ד. 1. כתוצאה מחיבור קבל C4 בטור למעגל, המתח על הקבל C2 ירד ל- 30V.

2. חישוב הקבל החדש C4 - נחשב תחילה את המטען החדש במעגל:

תרגיל דוגמה 22

אנרגיה של mJ150 אגורה בקבל שמחובר בין הנקודות x  ו- y.  כמו כן ידוע יחס הקבלים במעגל שבאיור 7.41

חשבו את:

א. מטען כולל במעגל.

ב. ערכו של הפרמטר A.

ג. המתח Uxy.

פתרון תרגיל דוגמה 22     

א. באמצעות יחס הקבלים אפשר גם למצוא מהי האנרגיה שיש בכל אחד מן הקבלים וכן בקבל השקול.

על פי נוסחת האנרגיה:

חישוב האנרגיה הכללית מוגדרת כסכום האנרגיות של קבלי המעגל:

כעת אפשר לחשב את המטען הכולל:

ב. נחשב את ערכו של הקבל המחובר בין הנקודות x ו- y (שהוא גם הפרמטר A בשאלה):

ג. את המתח בין הנקודות xy נחשב כך :

•   הקודם                                                                                                                             
• המשך