מחברת אלקטרוניקה

ישנם עוד שימושים רבים אך אנחנו נתמקד באתגר 555 בשימוש בקבל לתזמון.

הסבר לשימוש בקבל לתזמון בעזרת אנלוגיה למגדל מים
דמיינו מגדל מים גבוה. המגדל מכיל כמות מסוימת של מים, תלוי בגודלו. ככל שהמגדל גדול יותר, כך ניתן לאגור בו יותר מים.
כעת, נשווה את מגדל המים לקבל:
1. המים במגדל מקבילים למטען החשמלי בקבל. ככל שיש יותר מים במגדל, כך יש יותר מטען בקבל.
2. גובה המגדל מעל פני הקרקע מקביל למתח החשמלי בקבל. ככל שהמגדל גבוה יותר מעל פני הקרקע, כך יש יותר אנרגיה פוטנציאלית למים, בדומה למתח גבוה יותר שמספק יותר אנרגיה לאלקטרונים.
3. צינור היציאה של המגדל מאפשר פריקה של הקבל. כאשר פותחים את הברז, מים זורמים מהמגדל דרך הצינור. בדומה, כאשר מחברים עומס לקבל, המטען החשמלי זורם מהקבל דרך המעגל.
4. קיבול קבל: דמיינו את גודל מגדל המים. ככל שהמגדל גדול יותר, כך ניתן לאחסן בו יותר מים. בדומה, ככל שקיבול הקבל גדול יותר, כך ניתן לאגור בו יותר מטען חשמלי.

עוד מעט נסביר כיצד נגד שולט על קצב ריקון הקבל כפי שברז ריקון המים שולט על קצב ריקון המים.

הקבל מסומן במעגל החשמלי על ידי האות C (Capacitor).

סוגי קבלים
ישנם מספר סוגי קבלים הנבדלים בינם לבין עצמם באופן היצור שלהם והחומרים מהם הם עשויים. לכל סוג קבל תמיד יהיה קיבול. ישנם קבלים בהם קוטביות הקבל חשובה, כלומר, לקבל יש שני הדקים שונים: הדק חיובי והדק שלילי. במקרה זה אופן החיבור של הקבל במעגל חשוב ולא ניתן להפוך בין הדקי הקבל. לעומת זאת ישנם קבלים בהם אין קוטביות וניתן לחבר אותם בכל כיוון במעגל החשמלי.

קבל אלקטרוליטי: זהו קבל העשוי משני לוחות אלומיניום המופרדים ביניהם על ידי חומר מיוחד. בקבלים אלו ניתן להגיע לערך קיבול גבוה. לקבל אלקטרוליטי יש קוטביות המחייבת חיבור נכון למעגל החשמלי.

קבל קרמי: זהו קבל העשוי שתי שכבות קרמיקה המופרדות בעזרת מבודד. לקבל זה אין קוטביות, כלומר, ניתן להפוך את ההדקים שלו. קבל זה אמין יותר מקבל אלקטרוליטי אך הוא בעל קיבול יחסית נמוך לקיבול של קבל אלקטרוליטי.
קבל טנטלום: זהו קבל דומה לקבל אלקטרוליטי אך עשוי מטנטלום. קבל זה אמין יותר מקבל אלקטרוליטי, יכול לעמוד בתנאי סביבה קשים יותר למוצרים בעלי תנאים מחמירים (למשל טווח טמפרטורה רחב).
במסגרת אתגר 555 נשתמש בקבל אלקטרוליטי וקבל קרמי לצרכי תזמון ונשתמש בקבל קרמי לסינון רעשים.

נסתכל על קבל אלקטרוליטי לדוגמה:
קבל בעל קיבול 10uF (עשרה מיקרו פראד) למתח עבודה של 25V. מה זה אומר?
קיבול הקבל הוא המדד ליכולת הקבל לאגור מטען חשמלי. ככל שערך הקיבול גדול יותר כך הוא יכול לאגור מטען גדול יותר.
מתח העבודה של הקבל הכתוב על גוף הקבל האלקטרוליטי הוא המתח המקסימלי בו הקבל יכול לעבוד. מעבר למתח זה הקבל ינזק.
הקבל בתמונה הבאה הוא קבל אלקטרוליטי. צורתו דומה לדוד שמש (גליל). שימו לב לסימון הקוטביות של הקבל על ידי סימון ההדק השלילי על גוף הקבל (חץ לבן עם הסימון מינוס בתוכו). בנוסף על כל קבל אלקטרוליטי יהיה רשום ערך הקיבול (10uF במקרה זה) והמתח המקסימלי שלו (במקרה זה 25V). לקבל חדש, לפני שהדקיו קוצרו ניתן לראות שההדק החיובי ארוך יותר מההדק השלילי.

כעת נסתכל על דוגמה של קבל קרמי:
לקבל קרמי אין קוטביות וצורתו שונה מצורתו של קבל אלקטרוליטי. מידותיו קטנות יותר מקבל אלקטרוליטי. בתמונה הבאה ניתן לראות מספר קבלים קרמים:
בניגוד לקבל אלקטרוליטי בו ערך הקיבול כתוב במפורש על הקבל, במקרה של קבל קרמי בגלל מידותיו הקטנות לעיתים אין מקום לרישום ערך הקיבול ולכן ערך הקיבול רשום על הקבל על פי קוד (בדומה לכך שלנגד יש קוד צבעים, כך לקבל קרמי יש קוד רישום עם ספרות).
קוד קבלים קרמים בן שלוש ספרות
1. שתי הספרות השמאליות: מייצגות את שתי הספרות הראשונות של ערך הקיבול.
2. הספרה הימנית ביותר: מציינת את מספר האפסים שיש להוסיף לאחר שתי הספרות הראשונות.
3. את המספר בעל שלוש ספרות שהתקבל יש לכפול ב 10 בחזקת מינוס 12 : 

אם אתם זוכרים את הפרק הראשון של מושגי יסוד באלקטרוניקה, למדנו על קידומות מספרים. הקידומת פיקו (pico) היא המכפיל  , כלומר, הכפלה ב 0.000000000001
דוגמה - קבל עם הכיתוב 224:
שתי הספרות הראשונות : 22
הספרה השלישית: הוספת 4 אפסים: 220000
כעת יש לכפול ב , כלומר ב  0.000000000001 (תוכלו לעשות זאת עם מחשבון) מתקבל 0.00000022 שהם 220nF בשימוש בקידומות מספרים.

ויש גם קיצור דרך...
כדי לא לחשב כל פעם מחדש ניתן להשתמש בכללים הבאים:

1.   כאשר הספרה השלישית (הימנית) היא 0: יש להוסיף את הקידומת p (pico) לשתי הספרות הראשונות. דוגמה: קבל בעל הכיתוב 680 הוא בעל קיבול 68pF
2.   כאשר הספרה השלישית היא 1: יש לחלק את המספר המתקבל משתי הספרות הראשונות במאה ולהוסיף ואת הקידומת n (nano). דוגמה: קבל בעל כיתוב 151 הוא בעל קיבול 0.15nF
3.   כאשר הספרה השלישית היא 2: יש לחלק את המספר המתקבל משתי הספרות הראשונות בעשר ולהוסיף ואת הקידומת n (nano). דוגמה: קבל בעל כיתוב 152 הוא בעל קיבול 1.5nF
4.   כאשר הספרה השלישית היא 3: יש להוסיף את הקידומת n (nano). דוגמה: קבל בעל הכיתוב 223 הוא בעל קיבול 22nF
5.   כאשר הספרה השלישית היא 4: יש להוסיף אפס אחד מימין לשתי הספרות הראשונות ואת הקידומת n (nano). דוגמה: קבל בעל כיתוב 104 הוא בעל כיתוב 100nF
ניתן גם להשתמש במחשבון באתרי אינטרנט לחישוב ערך הקבל לפי קוד. תוכלו למצוא מחשבונים על ידי חיפוש במנועי החיפוש באופן הבא: Ceramic capacitor code calculator