الدائرة الكهربائية

الدائرة الكهربية

الدائرة
الكهربائية المسار الذي يتبعه تيار
كهربائي، حيث لابد للكهرباء من السريان في دائرة كهربائية لتعطي قدرة كهربائية. وتحتوي كل
نبيطة كهربائية على دائرة كهربائية واحدة على الأقل.

تشتمل
الدائرة الكهربائية على ثلاثة أجزاء
رئيسية: 1- مصدر للطاقة الكهربائية كبطارية أو مولد، 2- نبيطة خرج كمحرك أو مصباح، 3-
توصيلة بين المصدر ونبيطة الخرج كسلك أو كبل.

يقوم المصدر
بتغيير نوع من الطاقة غير
الكهربائية إلى طاقة كهربائية؛ فعلى سبيل المثال يقوم المولد الكهربائي بتغيير الطاقة الميكانيكية إلى
طاقة كهربائية. ويقوم المصدر الكهربائي بإنتاج قوة دافعة كهربائية (ق د ك) تسبب سريان تيار كهربائي في الدائرة. تُقاس
القوة الدافعة الكهربائية
بوحدات تسمى فولت، ويُقاس التيار المار الناتج عنها بوحدات تُسمى أمبير. توصل الكهرباء إلى المنازل في كثير من
الأقطار عند فرق جهد 220 أو 240 فولت، ولكن فرق الجهد المقنن في الولايات المتحدة الأمريكية، وكندا، وبعض
البلدان الأخرى هو 110 أو 120 فولت.
ولا يعتبر الخرج الكهربي نفسه مصدرًا، بل تقوم خطوط النقل بتوصيله إلى مولد في محطة لتوليد
القدرة الكهربائية التي ُتعد
المصدر.

تقوم نبيطة
الخرج باستخدام الطاقة الكهربائية
التي تأتي من المصدر لعمل شيء مفيد، فالمصباح يمدنا بالضوء وينتج المحرك الكهربائي حركة
ميكانيكية تُشغل مكنسة كهربائية على سبيل المثال. ولابد من توصيل المصدر بنبيطة الخرج حتى
يتسنى للتيار الكهربائي أن ينساب من المصدر إلى النبيطة وبالعكس، ويُعتبر مسار العودة ضروريًا حتى لا تتجمع شحنات
كهربائية عند أي نقطة في الدائرة، حيث
أن أي تجمع للشحنات من شأنه أن يعوق سريان التيار، ويمنع الدائرة من تأدية وظيفتها.

يمكن إضافة
نبائط مختلفة إلى دائرة
كهربائية للتحكم في التيار المار فيها. فقد تحتوي دائرة مصباح كهربائي مثلاً على مفتاح كهربائي
لتوصيل المصباح أو فصله بسهولة. فعندما يكون المفتاح في وضع الفصل تقوم الفجوة التي تفصل الأسلاك الموصلة بمنع التيار من
إتمام مساره. وتسمى الدائرة التي
تحتوي على هذه الفجوة بالدائرة المفتوحة. أما الدائرة التي لا تحتوي على فجوة فتسمى الدائرة
المغلقة.

تُجهَّز بعض
الدوائر الكهربائية بما في ذلك
تلك المستخدمة في المنازل بصمام كهربائي (صهيرة) أو قاطع الدائرة الكهربائية. وتعمل كل
واحد من هاتين النبيطتين عمل المفتاح فتفتح الدائرة إذا مر بها تيار بالغ القوة. فمرور تيار زائد عن الحد يؤدي إلى زيادة
تسخين الأسلاك، وقد يتسبب ذلك في
إشعال حرائق أو إتلاف نبائط الخرج. وقد تكون الدائرة الكهربائية بسيطة التكوين أو معقدة.
فالدائرة البسيطة المستخدمة في المشاعل الكهربائية والمصابيح قد تحتوي فقط على الأجزاء
الثلاثة الرئيسية للدائرة. أما الدائرة المعقدة، كتلك التي تُستخدم في الحواسيب، وأجهزة التلفاز، فتحتوي على مئات
الأجزاء، بل ربما على الآلاف
منها.
ومهما تعددت أجزاء الدائرة الكهربائية فإن جميع الدوائر، عدا أبسطها، يُمكن تصنيفها إلى ثلاثة
أنواع: 1- دوائر توال، 2- دوائر تواز، 3- دوائر مركبة تتكون من كل من النوعين السابقين.

دوائر التوالي.

تُستخدم هذه
الدوائر مسارًا منفردًا
لتوصيل المصدر أو المصادر الكهربائية إلى نبيطة أو نبائط الخرج. فإذا رسمت دائرة توال على الورق،
فإن أي خط يبدأ عند أي جزء من الدائرة يمر خلال كل الأجزاء الأخرى مرة واحدة قبل أن يعود إلى نقطة البدء. ففي الدائرة
المستخدمة في مشعل كهربائي ذي
بطاريتين على سبيل المثال يوصل الطرف الموجب للبطارية الأولى بالطرف السالب للبطارية
الثانية، ويلمس الطرف الموجب للبطارية الثانية الطرف الأوسط من مؤشر المشعل. فإذا أُغلق
المفتاح الكهربائي فإن الطرف الخارجي للمؤشر سوف يتصل بالطرف السالب للبطارية الأولى مكملاً بذلك مسار الدائرة
فيضيء المشعل.

توجد دوائر
التوالي أساسًا في المشاعل
الكهربائية وبعض أنواع أضواء الزينة، وفي بعض التجهيزات البسيطة الأخرى.

ولهذه
الدوائر استخدامات محددة لأن أي تغير
في أحد أجزاء الدائرة يؤثر على كل أجزائها الأخرى. فإذا احترق المؤشر في دائرة توال فستنطفئ
كل المصابيح الأخرى، لأن المؤشر عندما يحترق فإنه يفتح الدائرة.

وفرق الجهد
الناتج عن مجموعة من المصادر
المتصلة على التوالي هو مجموع فروق جهد كل هذه المصادر. ولكن نفس التيار ينساب خلال كل مصدر
وخلال نبيطة الخرج أيضًا. فعلى سبيل المثال تقوم كل بطارية من بطاريات المشعل
الكهربائي وحدها بإمداد المشعل بفرق جهد مقداره فولت واحد ونصف، وتمده البطاريتان معًا
بثلاثة فولتات بينما يمر نفس التيار بكل بطارية بالمؤشر.
وتوصل
المصادر الكهربية على التوالي للحصول منها على فرق جهد أعلى من ذلك الذي يستطيع مصدر كهربائي
واحد إمداده.