ربما يفكر الكثيرون عند تشغيل أي ضوء ، ما هو السبب وراء هذا الضوء ، وما الذي جعل الضوء يضئ بهذا الشكل ، ولا يعرف الكثيرون أن الضوء يحتاج إلى أجزاء أساسية أربعة ، وهي التي تسمى مكونات الدائرة الكهربائية ، وهذه المكونات تعمل على توفير الطاقة اللازمة التي تعمل على إنتاج الضوء ، أو تشغيل العديد من الأجهزة الكهربائية .
ما هي الدائرة الكهربائية
الدائرة الكهربائية هي عبارة عن مسار مغلق يقوم هذا المسار بنقل التيار الكهربائي وسط المجالات الكهربائية والمغناطيسية ، فعلى سبيل المثال دائرة الإلكترونات تدخل من خلال ما يسمى بالمصدر ، والذي يكون عبارة عن بطارية أو مولد ، وهذا المصدر يوفر الطاقة لهذه الإلكترونات ، عن طريق إنشاء مجال كهربائي ، وتغادر هذه الإلكترونات الدائرة من خلال الحمل ، لكي تكمل مسارًا مغلقًا ، ويمكن أن يكون الحمل على أي جهاز منزلي بسيط مثل التلفزيون ، أو المصباح أو الثلاجة ، ويمكن أن يكون حملاً معقدًا مثل الموجود في محطة توليد الطاقة الكهرومائية .
مكونات الدائرة الكهربائية
تحتوي كل دائرة كهربائية أيا كان حجمها أو مكانها على مكونات أساسية ، وهي مصدر الطاقة والموصل الذي يكون عبارة عن سلك والحمل الكهربائي ، والذي يكون الجهاز ووحدة التحكم ، والتي تتمثل في المفتاح الكهربائي ، ويؤدي أي تشغيل ضوء إلى تدفق الكهرباء ، وهذا يجب أن يتم عبر أسلاك النظام الكهربائي ، ويحول الطاقة الكهربائية إلى ضوء مرئي ، فعلى سبيل المثال تتم هذه العملية في تشغيل أجهزة مثل أجهزة الكمبيوتر ، أو التلفزيون ، أو تشغيل أي جهاز كهربائي .
ومن مكونات الدائرة الكهربائية الأساسية
مصدر الطاقة
في الدائرة الكهربائية، يوفر مصدر الطاقة القوة اللازمة والجهد ، وهذا الجهد هو الذي يدفع الإلكترونات من خلال موصل ، ويتم قياسه بالفولت لتنشيط الجهاز المتصل بالدائرة ، ويوفر مصدر الطاقة جهد ثابت للدائرة الكهربائية ، ومن أمثلة مصادر طاقة الفولتية البطاريات كالتي موجودة في الكمبيوتر المحمول أو السيارة ، أو الطاقة الأتية من الألواح الشمسية أو السدود الكهرومائية ، ومصدر الطاقة الخاص بالدائرة الكهربائية يعني مصدر التيار الثابت ، ويتم قياسه بالأمبير .
الموصل
في أي بيئة نموذجية تعمل بالكهرباء نجد الموصل في الأجهزة الكهربائية هو الأسلاك التي توفر مسار الدائرة الكهربائية ، والتي من خلاله تتدفق الطاقة ، ويربط الموصل جميع الأجزاء الأخرى للدائرة الكهربائية ، ويوفر الموصل الأنابيب التي تتدفق من خلالها الطاقة الكهربائية ، مثل ما يتدفق الماء من خلال خرطوم .
المفتاح
يوفر المفتاح في الدائرة الكهربائية التحكم في الاغلاق أو الفتح ، وتوجد مجموعة متنوعة من مفاتيح الدوائر الكهربائية ، ومن أمثلة هذه المفاتيح مفاتيح الحائط ، وأزرار الضغط ، ومفاتيح التبديل ، وهذه المفاتيح تسمح بتدفق مستمر للطاقة ، وتوفر الاتصال العابر ، أو اللحظي ، كل ما عليك الضغط على تشغيل زر أو جهاز .
الحمل
يتم تنشيط أي جهاز متصل بالدائرة الكهربائية ، ويوفر الحمل الكهربائي على الدائرة الكهربائية ، والحمل هو مقدار الطاقة الكهربائية التي يستخدمها الجهاز لإكمال مهمته ، ويتم قياس هذا الاستهلاك الكهربائي بالواط ، وهو ما يساوي أمبير ، والمصابيح ، وأجهزة التلفاز ، والمحركات ، والسخانات هي عبارة عن أجهزة تحميل تستهلك الطاقة .
مكونات الدائرة الكهربائية الأخرى
في حين أن معظم مكونات الدائرة الكهربائية عبارة عن ثلاثة ، أو أربعة مكونات أساسية ، نجد أنه هناك مكونات أخرى يمكن تضمينها في مكونات الدائرة الكهربائية ، ومن أمثلة المكونات الأخرى البوابات ، والمفصلات ، والترانزستورات ، وعدادات من أنواع مختلفة .
عناصر الدائرة الكهربائية النشطة
هناك العديد من العناصر النشطة التي تولد الطاقة ، ومن أمثلة عناصر الدائرة الكهربائية النشطة البطاريات ، والمولدات ، ومضخمات التشغيل ، ويعتبر مصدر الطاقة من أهم العناصر النشطة في الدائرة الكهربائية ، ومصدر الطاقة، سواء كان مصدر جهد ، أو تيار يكون مصدر مستقل ، أو مصدر تابع ، ومن أمثلة المصدر المستقل هو البطارية التي توفر جهدًا مستمرًا للدائرة الكهربائية ، أما من أمثلة المصدر التابع فهو مثل الترانزستور ، والذي يوفر تيارًا للدائرة الكهربائية اعتمادًا على الجهد المطبق .
عناصر الدائرة الكهربائية السلبية
عناصر الدائرة الكهربائية السلبية هي عبارة عن عناصر يمكنها التحكم في تدفق الإلكترونات ، إما أن تزيد الجهد ، أو تقلل الجهد ، ومن أمثلة عناصر الدائرة الكهربائية السلبية :
المقاوم
الجهد عبر المقاوم يتناسب طرديا مع التيار المتدفق ، ويعارض تدفق التيار من خلاله .
الحث
يقوم الحث بتخزين الطاقة على هيئة مجال كهرومغناطيسي ، ويتناسب الجهد عبر المحث مع معدل تغير التيار المتدفق .
المكثف
يقوم المكثف بتخزين الطاقة على شكل مجال كهروستاتيكي ، ويتناسب الجهد عبر المكثف مع الشحنة .
حقائق عن الدائرة الكهربائية
- الإلكترونات تدخل في نقطة معينة إلى دائرة كهربائية تسمى ” مصدر ” الإلكترونات ، وهذه الإلكترونات تنتهي دائمًا عند المصدر ، عندما تكمل مسار الدائرة الكهربائية .
- يُسمى جزء الدائرة الكهربائية الموجود بين نقطة بداية الإلكترونات ، ونقطة نهايته إلى المصدر الخاص بالدائرة الكهربائية ، وقد يكون حمل الدائرة الكهربائية بسيطًا حيث أنه يشغل الأجهزة الكهربائية مثل الثلاجات ، أو التلفزيونات ، أو المصابيح .
- تستخدم الدوائر الكهربائية شكلين من أشكال الطاقة الكهربائية ، وهما التيار المتردد ، والتيار المباشر ، ويعمل التيار المتردد على تشغيل الأجهزة ، والمحركات الكبيرة ، ويتم إنشاؤه بواسطة محطات الطاقة ، ويمكن للمحولات تغيير التيار المتردد إلى العاصمة ، والعكس ، ويستخدم ناقل التيار المباشر عالي الجهد محولات كبيرة جدًا .
- تعمل الترانزستورات كمفاتيح ومكبرات صوت في معظم الدوائر الإلكترونية، وغالبًا ما يستخدم المصممون الترانزستور كمفتاح تبديل ، لأنه على عكس المفتاح البسيط ، يمكنه تحويل تيار صغير إلى تيار أكبر بكثير ، وعلى الرغم من أنه يمكنك استخدام مفتاح بسيط في دائرة عادية ، إلا أنك تحتاج الدائرة المتقدمة التي تعطيك كميات متفاوتة من التيارات في مراحل مختلفة .
- تستخدم الدوائر الكهربائية عادة مصادر التيار المباشر ذات الجهد المنخفض ، وقد تكون الدائرة الكهربائية بسيطة مع عدد قليل من المقاومات ، المكثفات ، والمصباح ، ويمكن أن تكون الدائرة الكهربائية معقدة ، وتربط الآلاف من المقاومات والمكثفات ، وقد تكون دائرة كهربائية متكاملة مثل المعالج في الكمبيوتر .
