مقدمة عن الدوائر الكهربائية البسيطة
تُعرَّف الدوائر الكهربائية البسيطة بأنها نظام مغلق من الموصلات الكهربائية حيث تتدفق الإلكترونات لتوليد الطاقة الكهربائية. تتكون هذه الدوائر من مصدر طاقة مثل البطارية، وجهاز كهربائي كالمصباح أو المقاومة، بالإضافة إلى أسلاك موصلة. يقوم مصدر الطاقة بإحداث فرق في الجهد بين طرفي الدائرة مما يسمح بتدفق التيار الكهربائي بين الطرفين عند توصيلهم بالدارة.
مكونات الدوائر الكهربائية البسيطة
تتكون الدوائر الكهربائية البسيطة من المكونات التالية:
- مصدر الطاقة: يُعتبر جزءاً أساسياً يوفر الطاقة الضرورية لتدفق الإلكترونات في الدائرة الكهربائية، ومن أبرز أمثلته البطارية.
- أسلاك التوصيل: تُصنع أسلاك التوصيل من النحاس أو الألمنيوم وتتميز بكفاءتها في نقل التيار الكهربائي مع فقدان طاقة minimal.
- الحمل الكهربائي: يُشير إلى الجهاز الذي يستهلك الطاقة، كما في حالة المصباح الكهربائي.
- المفتاح الكهربائي: هو جهاز يُستخدم لفتح أو غلق الدائرة دون الحاجة لفصل الأسلاك عن أي مكون. تُعرف الدائرة الكهربائية المغلقة بأنها تلك التي يتصل فيها المفتاح ويكون التيار قادراً على التدفق، بينما تُسمى الدائرة الكهربائية المفتوحة عندما يكون المفتاح مفتوحاً والأسلاك غير متصلة.
أنواع الدوائر الكهربائية البسيطة
يمكن تصنيف الدوائر الكهربائية البسيطة بناءً على عدة عوامل:
حسب طريقة التوصيل
يمكن تقسيم الدوائر الكهربائية البسيطة إلى نوعين حسب ترتيب مكوناتها، كما يلي:
الدوائر الكهربائية الموصولة على التوالي
تُعرف بأنها دوائر تكون مكوناتها مرتبة في خط مستقيم، حيث يتدفق التيار الكهربائي في كل جزء من أجزاء الدائرة. على سبيل المثال، عندما يتم توصيل مكونات دائرة كهربائية بسيطة تتكون من بطارية ومقاومين، يتدفق التيار من الطرف الموجب للبطارية إلى المقاوم الأول ثم إلى المقاوم الثاني، قبل العودة إلى البطارية.
الدوائر الكهربائية الموصولة على التوازي
تتميز هذه الدوائر بأن جميع مكوناتها موصولة بين نفس النقاط المشتركة كهربائيًا، مما يتيح عدة مسارات لتدفق التيار من نقطة لأخرى. يمكن أن يتدفق التيار في اتجاهات مختلفة، ويوجد مقاوم في كل مسار، مما يسمح بتقسيم التيار الكهربائي وتوزيعه بشكل متوازن.
الدوائر الكهربائية الموصولة على التوالي والتوازي
تحمل هذه الدوائر خصائص كل من الدوائر الموصولة على التوالي والدوائر الموصولة على التوازي. حيث يتدفق التيار في مسار واحد للأجزاء الموصولة على التوالي، ثم يتوزع في النقاط المشتركة الموصولة على التوازي.
حسب مرور التيار
تنقسم الدوائر الكهربائية بحسب طريقة مرور التيار الكهربائي إلى:
- دوائر التيار المباشر: حيث يتدفق التيار الكهربائي في اتجاه واحد فقط.
- دوائر التيار المتردد: حيث يتذبذب التيار الكهربائي ذهاباً وإياباً عدة مرات خلال الثانية، ومن الأمثلة الشائعة لها الدوائر في المنازل.
كيفية بناء دارة كهربائية بسيطة
يمكن إنشاء دارة كهربائية بسيطة بتطبيق الخطوات التالية:
- جمع المواد الأساسية: لصنع دارة كهربائية بسيطة تحتاج إلى مصدر طاقة، وبطاريتين، وسلكين معزولين، ومصباح كهربائي، حيث يُفضل استخدام مصباح يمكن تشغيله باستخدام 15 إلى 25 فولت.
- تجريد أطراف الأسلاك: يجب إزالة العزل من نهايات الأسلاك باستخدام أدوات مناسبة، مع التأكد من ترك حوالي 2.5 سم مكشوف منها.
- تركيب البطارية: في حالة استخدام أكثر من بطارية، يُفضل وضعها في حزمة مناسبة مع التأكد من وضع الأطراف الموجبة والسالبة بشكل صحيح.
- توصيل الأسلاك بالبطارية: يتم توصيل الأسلاك في البطارية باستخدام شريط كهربائي، مع مراعاة توصيل كل سلك بشكل صحيح لتفادي أي صدمة كهربائية.
- توصيل السلك بالمصباح: يجب ربط الطرف الآخر من السلك بحامل المصباح.
- اختبار الدائرة: بعد تركيب المصباح، يتم إجراء الاختبار وعند صحة التوصيل، سيتوهج المصباح.
