طريقة عمل دائرة كهربائية
الدارة الكهربائيّة
الدارة الكهربائيّة تعرّف على أنّها عبارة عن مسار مغلق يمرّ من خلاله التيار الكهربائيّ، ويتكون هذا المسار من الأسلاك المعدنية والقطع الكهربائيّة المختلفة، ينشأ التيار الكهربائيّ نتيجة حركة الشحنات الكهربائيّة السالبة والموجبة (الأيونات)، فعندما نغلق المفتاح تكون الدارة مغلقة وبالتالي يكون هناك سريان للتيار الكهربائيّ، وعند فتح المفتاح تصبح الدارة الكهربائيّة ويتوقّف سريان التيار الكهربائيّ.
مكوّنات الدارة الكهربائية
تتكوّن الدارة الكهربائيّة من:
- الأسلاك المعدنية التي غالباً ما تكون نحاسيّة مغطاة بغشاء بلاستيكي عازل، تساعد في توصيل البطارية والمصباح مع بعضها البعض.
- مصدر فرق جهد مثل البطاريات تعمل على دفع التيار الكهربائيّ عبر الأسلاك ويتكوّن من قطبين أحدهما موجب وآخر سالب.
- المصابيح الذي يتكوّن من القاعدة وقطعة زجاجية بداخلها سليك وساقان معدنيتان، وتضيء عند وصول التيار الكهربائيّ إليها.
- المفتاح الكهربائيّ (القاطعة) ويكون مصنوعاً من مادّة موصلة للتيار الكهربائيّ، يتحكّم في فتح وإغلاق الدارة الكهربائيّة.
كيف نصنع دارة كهربائيّة بسيطة
على لوح خشبي نقوم بمدّ الأسلاك الكهربائيّة وتثبيتها بعد تعرية أطرافها إذا كانت مغلفة بمادّة عازلة، ونوصل الأسلاك مع البطارية من قطبيها الموجب والسالب من جهة، ومن الجهة الأخرى نوصلها مع المصباح الكهربائيّ المثبّت على قاعدته.
أنواع توصيل الدارة الكهربائيّة
- التوصيل على التوالي وهي الدارة التي يمر التيار الكهربائيّ في المصابيح واحد تلو الآخر، ويكون الجهد الكلي مساوٍ لمجموع الجهود الكهربائيّة للمصابيح، وشدّة التيار متساوية في جميع المصابيح، وفي هذا النوع من التوصيل لا بدّ من أن تكون جميع المصابيح سليمة؛ لأنّه عطل أحدها يتسبب في عطل الدارة كاملة.
- التوصيل على التوازي وهي الدارة التي يقع على كل مصباح فيها نفس فرق الجهد الكهربائيّ، وتكون شدّة التيار تساوي مجموع التيارات المارة في جميع المصابيح، بينما فرق الجهد متساوٍ فيها.
قوانين فيزيائية تساعد على تحليل الدارات الكهربائيّة
- قانون أوم هو أبسط قوانين التيار الكهربائيّ ويوضع العلاقة بين المقاومة الكهربائيّة (م)، وفرق الجهد (ج)، والتيار الكهربائيّ (ت): ج= م×ت.
- قانون كيرتشوف الذي يتكون من نظريتين هما:
- مبدأ حفظ الشحنة الكهربائيّة وتنصّ على أن مجموع التيارات الخارجة من نقطة معيّنة تساوي مجموع التيارات الداخلة إليها.
- مبدأ حفظ الطاقة وتنص على أنّه إذا تحركنا من نقطة معينة وعدنا إليها في مسار مغلق فإنّ الجهد الكهربائيّ لا يتغيّر، ويكون مجموع فروق الجهود في الحلقة المغلقة يساوي صفر.