שְׁנֵיהֶם משרניםוקבלים הם חלקים מכריעים במעגלים חשמליים, ובכל זאת הם מבצעים משימות שונות. רכיבים אלה, יחד עם נגדים, מהווים את עמוד השדרה של מעגלים אלקטרוניים והם חיוניים ליכולתם לשלוט ולתמרן אותות חשמליים. יש מגוון רחב של שימושים למשרנים בגלל היכולת הייחודית שלהם לאחסן אנרגיה בצורה של שדה מגנטי. משרנים משמשים פונקציה מכריעה בוויסות וייצוב זרמים חשמליים והם נמצאים בשימוש נרחב באספקת חשמל ושנאים. המאפיין המובנה שלהם להתנגד לשינויים בזרם הופך אותם ליעילים במיוחד בהפחתת תנודות, ובכך לתרום לשמירה על זרימת כוח עקבית ואמינה. יתר על כן, משרנים מופיעים באופן בולט במערכות רכב, בעיקר במערכות הצתה בהן הם מקלים על טרנספורמציה של כוח סוללת מתח נמוך לפולסים בעלי מתח גבוה.
קבלים, לעומת זאת, מוכרים יותר ויותר כאלמנטים מרכזיים בגלל היכולת הייחודית שלהם לאחסן מטען חשמלי. הקבלים פרוסים באופן נרחב בסינון מעגלי סינון, מעגלי צימוד ומנגנוני תיקון גורמי כוח, מצטיינים ביכולתם לאחסן ולשחרר אנרגיה כפי שדורש על ידי המעגל. נוכחותם חיונית במעגלי תזמון, שבהם שחרור מבוקר של אנרגיה הוא הכרחי, ובוויסות מתח, שם קבלים מסייעים להחלקה של רמות המתח. הם משמשים כמכשירי אחסון אנרגיה זמניים. במכשירים אלקטרוניים כמו מצלמות והבזקים, קבלים צוברים אנרגיה ומפרים אותה במהירות בעת הצורך, כמו במקרה של פלאש מצלמה. במנועים חשמליים, קבלים משמשים לרוב כדי לספק פרץ אנרגיה ראשוני במהלך ההפעלה, ומסייעים להתגברות על האינרציה.
איך משרן עובד?
בכל פעם שזרם חשמלי עובר דרך משרן, אנרגיה מאוחסנת בצורה של שדה מגנטי. זה מבוסס על עקרונות האינדוקציה האלקטרומגנטית, כלומר החוק של פאראדיי. בואו ניכנס לפרטים כיצד זה עובד.
משרן הוא סליל של חוט המייצר שדה מגנטי כאשר זרם חשמלי עובר דרכו. כוח אלקטרומוטיבי (EMF) או מתח נגרם בסליל כאשר השדה המגנטי סביבו משתנה, כאמור בחוקו של פאראדיי. בהתחלה, כאשר הזרם מתחיל לזרום, נוצר שדה מגנטי סביב הסליל. וריאציות זרימת זרם מתקיימות על ידי התנגדות מצד המשרן. כל עוד הוא יכול, המשרן יתנגד לכל עלייה בקצב שינוי הזרם ככל שהשדה המגנטי מתחזק.
המשרן מאחסן אנרגיה חשמלית בצורה של אנרגיה מגנטית בתוך הסליל שלה. כמות האנרגיה המאוחסנת היא פרופורציונלית לכיכר הזרם הזורם דרך המשרן. בכל פעם שיש שינוי בזרם העוברים דרך המשרן, השדה המגנטי נחלש ומעורר מתח בכיוון ההפוך. כאשר מתח הנגרם זה מיושם בניגוד לשינוי המתקבל בזרם, האנרגיה המאוחסנת מוחזרת למעגל. השיעור בו משרן מגיב לשינויים בזרם מאופיין בזמנו קבוע. השראות גדולות יותר או מספר גבוה יותר של פיתולי סליל מגדילים את קבוע הזמן, מה שהופך את המשרן לעמידה יותר לשינויים מהירים בזרם.
איך קבלים עובד?
קבלים הוא חלק מכריע בכל מכשיר אלקטרוני בגלל יכולתו לאחסן ולשחרר מטען חשמלי. אלקטרוסטטיקה ואחסון מטען חשמלי הם בסיסיים לתפקודו. לקבל זוג צלחות מוליכות המופרדות על ידי שכבה של דיאלקטרי. ניתן להשתמש במתכת לצלחות, ואילו אלקטרוליט קרמי, פלסטיק או נוזלי יכול לשמש לדיאלקטרי. כאשר מופעל מתח על מסופי הקבל, נוצר שדה חשמלי בין צלחות הקבל. צלחת אחת רוכשת מטען חיובי נטו כתוצאה מדחיית אלקטרונים. הצלחת האחרת רוכשת מטען שלילי נטו כאשר אלקטרונים נמשכים אליו מהראשון. מתח מיוצר על פני קבל כאשר המטענים שלו מופרדים.
מַסְקָנָה
משרנים וקבלים שניהם מאחסנים אנרגיה, אך בדרכים שונות ועם תכונות שונות. המשרן משתמש בשדה מגנטי כדי לאחסן אנרגיה. כאשר הזרם זורם דרך משרן, שדה מגנטי בונה סביבו, ואנרגיה מאוחסנת בשדה זה. האנרגיה משתחררת כאשר השדה המגנטי מתמוטט, ומעורר מתח בכיוון ההפוך. קבלים, לעומת זאת, משתמש בשדה חשמלי לאחסון אנרגיה. שדה חשמלי מיוצר כאשר מתח ממוקם על צלחות קבלים, והאנרגיה נשמרת בשדה זה כתוצאה מהפרדת המטענים על הלוחות. האנרגיה משתחררת כאשר הקבל מפרק, ומאפשר למטען המאוחסן לזרום במעגל.