تعريف الدارة الكهربائية

الكهرباء

الكهرباء هي مجموعة من الظواهر الفيزيائية المرتبطة بوجود المادة التي تمتلك خاصية الشحن الكهربائي، وقديمًا كان من المعروف أنّ الكهرباء غير مرتبطة بالمغناطيسية، ولكن وفي وقت لاحق أشارت العديد من النتائج التجريبية وتطوير المعادلات إلى أن كل من الكهرباء والمغناطيسية تشكلان معًا ظاهرة واحدة تسمى الكهرومغناطيسية، وترتبط العديد من الظواهر الشائعة والمختلفة بالكهرباء مثل البرق، الكهرباء الساكنة، التدفئة الكهربائية، التفريغ الكهربائي وغيرها^[١]، والشحنة الكهربائية هي خاصية أساسية للمادة التي تتولد عن طريق الجسيمات الأولية، ففي الكهرباء الجسيمات المشاركة هي الإلكترونات التي تحمل شحنة سالبة،و بالتالي فإنّ أشكال الكهرباء المختلفة هي نتيجة تراكم أو حركة أعداد من الإلكترونات، وفي هذا المقال سوف يتم تعريف الدارة الكهربائية^[٢]

تعريف الدارة الكهربائية

يمكن تعريف الدارة الكهربائية على أنّها مسار لنقل التيار الكهربائي؛ حيث تشتمل الدارة الكهربائية على جهاز أو عنصر يوفّر الطاقة للجسميات المشحونة التي تُشكّل التيار مثل البطارية أو المولد، والأجهزة التي تستخدم التيار مثل المصابيح، المحركات الكهربائية، أجهزة الكمبيوتر، أسلاك التوصيل أو خطوط النقل، حيث يوجد اثنان من القوانين الأساسية التي تصف رياضيًا أداء الدوائر الكهربائية وهما: قانون أوم وقواعد كيرشوف.^[٣]

وعند النظر إلى الوسط المحيط، فإن كل شيء يقع عليه نظر الإنسان ويمكن توصيله في الكهرباء يتكوّن من دارة كهربائية، كما أنّ أيّ شيء يحتوي على بطارية فهو أيضًا يحتوي على دارة كهربائية، فالحياة بأكملها محاطة بوجودها من أجهزة التلفزيون إلى أجهزة الكمبيوتر ومن الهواتف المحمولة إلى أفران الميكرويف، حيث يمكن أيضًا تعريف الدارة الكهربائية على أنّها مجموعة من العناصر الكهربائية المتصلة مع بعضها البعض في حلقة مع مصدر طاقة، مما يسمح للتيار أيّ الإلكترونات أنّ تتدفق عبرها، واستخدامها بشكل كبير هو الأمر الذي أدى انفجار هائل في التقدم البشري.^[٤]

تتدفق الكهرباء فقط في الدوائر، أيّ أنّها تحتاج إلى حلقة كاملة مغلقة؛ فإذا تم قطع هذه الحلقة مثلًا عن طريق المفتاح ستتوقف الطاقة عن التدفق وبالتالي سوف ينطفئ الضوء، والدارة الكهربائية البسيطة تتكوّن من مصدر طاقة كالبطارية مثلًا، عنصر أو جهاز كهربائي مثل المقاومة، المصباح الكهربائي، سلك موصل ومفتاح كهربائي.^[٥]

أنواع الدارات الكهربائية

تتميز الدوائر الكهربائية في التطبيقات العملية بأنّها تتكوّن من أكثر من عنصرين متصليين مع بعضهما البعض، أمّا الدوائر المعقدة تقوم بنقل الفولتية العالية من الكهرباء عبر العديد من الأسلاك أو المكونات، حيث يوجد طريقتان أساسيتان لتوصيل أكثر من عنصرين من عناصر الدوائر الكهربائية^[٦] إذ يوجد نوعين من أنواع الدارات الكهربائية وهي كالأتي:

دارة كهربائية متصلة على التوالي

تمتلك الدارات المتصلة على التوالي مسارًا واحدًا فقط لتدفق الكهرباء من نقطة إلى نقطة أخرى، حيث تتساوى كمية الكهرباء في الدارة في جميع عناصر الدارة أيّ تتساوي شدة التيار في جميع أجزاء الدارة، أمّا المقاومة الكلية لدارة كهربائية متصلة على التوالي تساوي مجموع المقاومات الفردية، وكلما زادت مقاومات الدارة المتصلة على التوالي كلما زادت صعوبة تدفق الإلكترونات^[٦].

دارة كهربائية متصلة على التوازي

تمتلك الدارات المتصلة على التوازي عدّة مسارات لتدفق الكهرباء من نقطة إلى نقطة أخرى، وجميع عناصر الدارة يتم توصيلها بين نفس مجموعة النقاط المشتركة كهربائيًا، وغالبًا ما يتم توصيل المقاومات والمصادر بين مجموعتين من النقاط المشتركة كهربائيًا، وفي الدارة المتصلة على التوازي يمكن للكهرباء أنّ تتدفق في اتجاهات متعددة أفقيًا ورأسيًا، وتكون عناصر الدارة المتصلة على التوازي لها نفس الجهد عبر نهاياتها ويكون لها أقطاب متطابقة^[٦]، وبما أنّ دارات التوازي تتكوّن من عدّة فروع بالتالي فإنّ التيار يتوزع، أمّا الجهد أو فرق الجهد لكل فرع من فروع دارة التوازي فهو متساوٍ، لكن التيارات هي التي تختلف^[٣].

المراجع

1. ↑ "Electricity ", www.wikiwand.com, Retrieved 29-07-2019. Edited.
2. ↑ "Electricity", www.britannica.com, Retrieved 29-07-2019. Edited.
3. ^ ^{أ ب} "Electric circuit", www.britannica.com, Retrieved 29-07-2019. Edited.
4. ↑ "Types & Components of Electric Circuits", study.com, Retrieved 29-07-2019. Edited.
5. ↑ "Definition of a Simple Electrical Series Circuit", sciencing.com, Retrieved 29-07-2019. Edited.
6. ^ ^{أ ب ت} "What Are Two Types of Electrical Circuits?", sciencing.com, Retrieved 29-07-2019. Edited.