توصل المصابيح في المنازل على التوازي
تعمل الدوائر الكهربائية على نقل التيار الكهربائي في المنازل ليمكن من إضاءة المصابيح والأضواء، حيث تتألف الدوائر الكهربائية من مجموعة من المكونات البسيطة مثل البطارية، وهناك نوعان من التوصيل، والأسلاك، والمصابيح، ويتم توصيل كل مصباح منزلي بشكل منفصل للتأكد من وصول التيار الكهربائي بشكل صحيح ودون تعطيله.
- لذلك، فإن عبارة (توصيل المصابيح في المنازل بشكل متوازي) صحيحة.
الدوائر الكهربائية في المنازل
تستخدم الدوائر الكهربائية في المنازل لضمان وصول التيار الكهربائي إلى المصابيح الموجودة في أرجاء المنزل المختلفة. يتكون هذا النظام الكهربائي من مكونات مثل البطارية والأسلاك ومفاتيح التوصيل، ويتم تكوين شبكة مغلقة داخل هذه الدائرة لتوصيل التيار الكهربائي.
- يمكن توصيل الدائرة الكهربائية في المنزل بطريقتين وهما:
- التوصيل على التوالي.
- التوصيل على التوازي.
ما الفرق بين التوصيل على التوالي وعلى التوازي
الاختلاف بين التوصيل التوالي والتوازي يعتمد على توزيع الجهد والتيار الكهربائي الذي يمر عبر مكونات الدائرة الكهربائية، ويتم توزيعهما بشكل متساو.
- التوصيل على التوالي: هو توصيل سلك واحد في بطارية واحدة، ثم تتابع توصيل المصابيح واحدة تلو الأخرى في نفس السلك.
- التوصيل على التوازي: يتم توصيل مصباح واحد في طرفي سلك البطارية.
ما هي الدائرة الكهربائية؟
الدائرة الكهربائية تتكون من أجهزة ذات قطبين متصلين معا لتشكل شبكة مغلقة، يمر من خلالها التيار الكهربائي لتنير اللمبة أو تشغيل الأجهزة الكهربائية.
- يطلق على الدائرة الكهربائية هذا الاسم لأن الكهرباء تسري فيها عندما تكون مغلقة.
- يتم التحكم في تشغيل الدائرة الكهربائية عن طريق المفتاح، فإذا كانت مفتوحة، فلا يمر التيار الكهربائي في الدائرة.
مكونات الدائرة الكهربائية
تتكون الدائرة الكهربائية على على مكونات أساسية والتي تتمثل فيما يلي:
- مصدر التيار الكهربائي (الطاقة):
- يجب توافر الطاقة لنقل التيار الكهربائي إلى الدائرة الكهربائية.
- يتوقف اختيار مصدر الطاقة على الجهد الكهربائي.
- يتم الحصول على مصدر الطاقة من مصادر خارجية متنوعة أو عن طريق البطارية.
- الحمل الكهربائي:
- هو جهاز يتم توصيله بالدائرة الكهربائية ليستهلك الطاقة.
- يتم قياس الحمل الكهربائي بوحدة الفولت.
- تتم تصميم الدائرة الكهربائية بناء على الجهاز مثل المصباح الكهربائي البسيط.
- أسلاك التوصيل الكهربائي:
- هي أسلاك تنقل التيار الكهربائي إلى الدائرة الكهربائية.
- تصنع من الألومنيوم أو النحاس.
- تساهم في تقليل كمية الطاقة التي تفقدها أثناء عملية نقل التيار الكهربائي.
- المفتاح الكهربائي:
- هو الجهاز الذي يتحكم في فتح وإغلاق الدائرة الكهربائية لمرور التيار الكهربائي.
- الدائرة الكهربائية المغلقة تشير إلى أن المفتاح مغلق، وتحتوي على أسلاك كهربائية جاهزة لنقل التيار عند فتح الدائرة.
تصنيف عناصر الدائرة الكهربائية
توجد فئتين لعناصر الدائرة الكهربائية، وهما على النحو التالي:
- فئة العناصر الفعالة:
- تتكون من العناصر التي تقوم بتوصيل الطاقة للدائرة الكهربائية، باستخدام مصادر الطاقة الخارجية وتحويلها إلى طاقة كهربائية.
- مثلما تحول البطارية الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية، فإن الخلية الشمسية تحول الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية وغير ذلك.
- فئة العناصر الغير فعالة:
- هي التي تأتي بصورة مخالفة للعناصر الفعالة.
- فهي التي تستهلك الطاقة الكهربائية.
- مثل المقاومة الكهربائية، والمكثف وغيرها.
عناصر الدائرة الكهربائية المعقدة
هناك مجموعة من عناصر الدوائر الكهربائية والتي قد تكون معقدة في التركيب، وكل منها يحتوي على عدد من المكونات التي تشكله وتسمح بتوليد الطاقة الكهربائية فيها، ومنها التالي:
- البطارية:
- هو الجهاز الأساسي الذي يعتمد عليه الدائرة الكهربائية بشكل كبير.
- تعمل على توفير الطاقة اللازمة لتشغيل الدائرة الكهربائية وتوليد التيار الكهربائي.
- للحصول على جهد عال في الدائرة الكهربائية، يمكن توصيل عدة بطاريات متصلة تواليا.
- المقاومة:
- تقوم هذه المادة بمقاومة تدفق التيار الكهربائي خلال الدائرة الكهربائية.
- من الممكن أن يؤدي زيادة تدفق التيار الكهربائي إلى اختراق المقاومة، لذا يبدأ دور المقوم في منع زيادة سريان التيار.
- يتم وضع عدد من المقومات داخل الدائرة بناء على التيار المتدفق الذي يراد مقاومته.
- أدخل الفيزيائي جورج سيمون أوم وحدة قياس المقاومة وهي (الأوم)، وهي تعرف على أنها دائرة يتدفق فيها التيار الذي قيمته 1 أمبير، وفرق الجهد هنا يكون مساويا لـ 1 فولت.
- يمكن حساب مقاومة الدائرة الكهربائية باستخدام قانون أوم، والذي يقول إن قيمة المقاومة تكون نتيجة قسمة فرق الجهد على شدة التيار الكهربائي.
- المكثف الكهربائي:
- هو الذي يساهم في زيادة كمية الشحنة الكهربائية.
- يتألف من لوحين، كل منهما مسطح الشكل وبينهما فراغ.
- يتشابه مع عمل البطارية.
- فرق الجهد يتناسب مع كمية الشحنة بشكل متناسب.
- وحدة قياس سعة المكثف هي (الميكروفاراد).
- توجد أجهزة المكثف في الدوائر الكهربائية الفعالة.
- تستخدم إشارات كهربائية متغيرة ومتذبذبة، مثل أجهزة الراديو والصوت.
- الملف الكهربائي:
- عبارة عن لفافة من الأسلكة الكهربائية.
- يقوم هذا الملف بتخزين الطاقة التي تنتج عن تدفق التيار الكهربائي.
- يسمح بمرور التيار الكهربائي المباشر من خلاله فقط، ولا يسمح بالتيار المتردد؟
- يستخدم في المرشحات لفصل الإشارات ذات الترددات المختلفة.
- كما يستخدم في الدوائر الكهربائية الفعالة.
- الصمام الثنائي:
- يطلق عليه اسم (الديود).
- يتكون من مهبط ومصعد.
- يسمح فقط بمرور التيار الكهربائي في اتجاه واحد.
- يمثل المهبط الجهد السالب، والمصعد يمثل الجهد الموجب، من أجل توصيل التيار.
- الترانزستور:
- يقوم بتنظيم تدفق الجهد أو التيار الكهربائي.
- يستخدم في تضخيم الإشارات الإلكترونية.
- يتكون من 3 عناصر هم: (القاعدة – الباعث – المجمع).
- يعمل عندما يصل الجهد بين الباعث والقاعدة إلى 70 فولت.
أنواع التوصيل في الدوائر الكهربائية
يمكن توصيل الدائرة الكهربائية بأكثر من طريقة، وتتمثل في:
- الدائرة المغلقة:
- يتم فيها تدفق التيار الكهربائي في الأسلاك.
- الدائرة المفتوحة:
- هي الدائرة التي ينطلق منها تدفق التيار الكهربائي عند فتح مفتاح الدائرة الكهربائية.
- الدائرة المقصورة:
- تحدث هذه الحالة نتيجة لحدوث تيار كهربائي عالي أو أي مشكلة كهربائية، حيث يتم ربط طرفي البطارية بمصدر جهد لسبب معين.
- دائرة التوالي والتوازي:
- الدائرة هي توصيل عدة مصابيح على التوالي أو التوازي، وعند إغلاق الدائرة، لا يمر التيار عبر المصابيح المتوالية.
أسئلة شائعة
مما تتكون الدوائر الكهربائية؟
تتشكل الدائرة الكهربائية من مجموعة من العناصر الأساسية والتي تتمثل في: الأسلاك الكهربائية، الحمولة الكهربائية، البطارية، المقاومة، المكثف الكهربائي، مصدر الطاقة، المفتاح الكهربائي.
كيف تعمل الدوائر الكهربائية؟
تعمل الدائرة الكهربائية من خلال توصيل عدد من الأجهزة ذات القطبين مع بعضها البعض، وبذلك تشكل شبكة مغلقة ومعقدة لتعمل.
ما الدور الرئيسي لوجود البطارية في الدائرة الكهربائية؟
تقوم البطارية بدفع الإلكترونات من خلال الدائرة الكهربائية ، ويتم ذلك عن طريق أحد أقطاب البطارية الإيجابي أو السالب ، إلى القطب الآخر ، وأثناء مرور الإلكترونات في المصباح الكهربائي ، يتم تسخين السلك ويضيء المصباح.