7.7.5 פריקת קבל
(Capacitor discharge)
קבל טעון מהווה מקור אנרגיה זמני ועל כן אפשר לנצל אותו לשם הנעת מטענים במעגל חשמלי. מבחינה תיאורטית, כל עוד לא מחובר בין שני לוחותיו צרכן, המטען שבו יישמר לנצח. אם נאפשר לקבל הטעון להניע את המטענים שבו (על ידי סגירת מעגל בין הדקיו), נאמר שהקבל מתפרק. כלומר כמות המטען שקיימת בקבל הולכת וקטנה משום שהיא מומרת לאנרגיה אחרת (כמו ההספק שמחמם את הנגד), עד שכמות המטען בקבל נגמרת.
לצורך הבנת תהליך פריקת הקבל נתבונן במעגל שבאיור 7.69:
כשהמתג במצב 1 מתקבל מעגל לטעינת קבל כפי שהוסבר קודם לכן. הקבל נטען בקבוע זמן ששווה למכפלת הנגד R1 בקבל C (הנגד R2 מנותק). במצב הזה המתח על הקבל עולה, ואילו הזרם במעגל קטן עד שהוא מגיע לאפס (מצב שבו הקבל טעון למלוא מתח המקור).
יש לשים לב לכיוון הזרם במעגל במצב הזה (ראו זרם בכחול).
עם העברת המתג למצב 2 יתחיל הקבל לפרוק את המטען שבו דרך מד הזרם והנגד R2. יש לשים לב שכיוון הזרם במד הזרם יהיה הפוך לכיוון זרם הטעינה (ראו זרם בירוק המתאים באיור 7.70), לכן הוא יראה קריאה שלילית. במצב הזה מקור המתח והנגד R1 לא משפיעים - הם מנותקים.
איור 7.70
במעגל הזה המתח על הקבל קטן. מתח זה שווה גם למתח על הנגד R2 (שמחובר במקביל לקבל), לכן גם זרם הפריקה קטן עד שהוא יורד לאפס. משך זמן הפריקה מוגדר גם כן כחמישה פרקי קבועי זמן, אך הפעם מדובר בקבוע זמן פריקה ששווה למכפלת הקבל בנגד R2.
נתאר את השתנות המתח על הקבל וקריאת מד הזרם באמצעות האופיינים שבאיור 7.71:
איור 7.71
הערות:
1. הסיבה לכך שגרף הזרם מתואר בחלקו השלילי היא שינוי כיוון הזרם דרך מד הזרם (קריאה שלילית).
2. אפשר לחשב את המתח ואת הזרם בקבל בכל רגע נתון במשך פריקת הקבל באמצעות משוואת הדפקים. יש לשים לב שבמצב של פריקת הקבל, המתח שאליו שואף הקבל להגיע הוא אפס, ואילו המתח ההתחלתי בקבל טרם פריקתו מתח המקור (אם אכן היה טעון למתח הזה).
3. באמצעות גודל הקבל והנגד אפשר לשנות את קצב פריקת הקבל.
4. כעבור קבוע זמן הפריקה, כלומר t1 , המתח על הקבל קטן ב- 63.2% מערכו ההתחלתי.
לצורך עריכת ניסוי בפריקת קבל לחצו כאן