headline
Error processing SSI file




קבל חשמלי


האנרגיה האגורה בקבל חשמלי


תהליך הטעינה של קבל (או כל גוף מוליך חשמלי) כרוכה בהעברה של מטען חשמלי ממקור חיצוני לקבל אל גוף אחד של הקבל (הגוף שאינו מוארק לאדמה). הגוף השני והמוארק של הקבל יטען מהאדמה במטען חשמלי זהה בגודלו והפוך בסימן.

תהליך טעינה חשמלי (לדוגמה, במטען שלילי)


אחרי שהקבל נטען במטען חשמלי הוא טעון ודרוך כמו קפיץ מכאני. ברגע שרק נאפשר לו יתפרק הקבל מהמטען החשמלי העודף בו כמו קפיץ ששוחרר מכיווצו.

מכאן שקבל הטעון במטען חשמלי אוצר בתוכו אנרגיה פוטנציאלית חשמלית שרק מחכה להזדמנות ולהתפשט החוצה. האנרגיה הפוטנציאלית החשמלית הזו הועברה לקבל בתהליך הטעינה של המטען החשמלי.

כדי למצוא את האנרגיה הפוטנציאלית החשמלית האגורה בקבל נמצא את כמות העבודה שהושקעה בתהליך הטעינה שלו. כמות העבודה מחושבת לפי המשוואה,

W = q VAB

כאשר VAB הוא המתח החשמלי הפועל על המטען q.

הקשר בין המטען החשמלי q ובין המתח החשמלי בין הדקי הקבל V הוא ליניארי (לפי הנוסחה q = CV) מכאן שניתן לראות את עבודת הטעינה לפי הגרף הבא:

המטען החשמלי בקבל כפונקציה של המתח החשמלי


את סך העבודה שהושקעה בתהליך הטעינה נקבל אם נחשב את השטח הכלוא על-ידי הגרף. שטח זה הינו משולש ולכן נקבל שהעבודה שהושקעה היא,

W = ½ Q V

זוהי גם האנרגיה הפוטנציאלית שהוקנתה לקבל,

EP = ½ Q V

נוכל להשתמש בקשר q = CV ולקבל גם את המשוואה שלעיל בשתי צורות נוספות,

EP = ½ Q2 / C

EP = ½ C V2

[לפרק הקודם | לפרק הבא]

[ עמוד ראשי - חשמל | קבל חשמלי : קיבול גוף מוליך חשמלי | חיבור גופים מוליכים בעלי קיבול שונה | הגדלת יכולת הקיבול של גוף מוליך | קבל חשמלי | חומרים דיאלקטריים | האנרגיה האגורה בקבל חשמלי | חיבור קבלים חשמליים | סיכום ]