أنواع الدوائر الكهربائية المختلفة

أنواع الدوائر الكهربائية

تمثل الدائرة الكهربائية مسارًا مغلقًا يُستخدم لنقل التيار الكهربائي، حيث يُمثل تدفق الإلكترونات عبر هذا المسار التيار الكهربائي. تدخل الإلكترونات الدائرة من خلال مصدر الطاقة، سواء كانت بطارية أو مولدًا، والذي يوفر الطاقة من خلال إنشاء مجال كهربائي نتيجة القوة الدافعة الكهربائية. تغادر الإلكترونات الدائرة عبر الحمل، الذي يمكن أن يكون جهازًا بسيطًا مثل التلفاز أو المصباح، أو حملاً معقدًا كما في محطة توليد الطاقة الكهرومائية. توجد أنواع متعددة من هذه الدوائر الكهربائية، بما في ذلك ما يلي:

دوائر التوالي (Series Circuit)

تتكون دائرة التوالي من عناصر متصلة ببعضها البعض بشكل متسلسل، حيث تُرتب العناصر في شكل خطي واحد دون أي تفرعات. يكون التيار المستمر متزامنًا عبر جميع العناصر المتصلة في السلسلة، على الرغم من اختلاف الجهد الكهربائي المطبق على كل جهاز. وتجدر الإشارة إلى أنه في حالة حدوث تلف لأحد الأجهزة أو إزالة أحدها، ستفشل الدائرة بأكملها. على سبيل المثال، إذا كانت هناك ثلاث مصابيح كهربائية متصلة في دائرة توالي، وإذا تم فك أحد المصابيح، فإن الدائرة ستتوقف عن العمل بكاملها.

دوائر التوازي (Parallel Circuit)

في دوائر التوازي، تُرتب الأجهزة بحيث يقوم مصدر واحد بتزويد الجهد لجميع عناصر الدائرة. يكون الجهد ملحوظًا بمعدل متساوي بين جميع الأجهزة، إلا أن التيار الكهربائي قد يختلف بين الأجهزة. في هذه الحالة، تستمر جميع الأجهزة في العمل حتى في حالة حدوث مشكلة في أحد الأجهزة. على سبيل المثال، إذا تم توصيل مصباحين كهربائيين بشكل متوازي وتم فك أحدهما، سيظل الآخر يعمل. تُستخدم هذه الطريقة أيضًا في توصيل أضواء شجرة عيد الميلاد، حيث يمكن لعدد من الأضواء أن تحترق دون فقدان الوظيفة الكاملة للشريط الكهربائي.

دوائر التوالي والتوازي (Series-Parallel Circuits)

تُعرف الدائرة الكهربائية التي تتضمن بعض العناصر المتصلة على التوالي وبعضها الآخر متصل بالتوازي بدائرة التوالي والتوازي. تُعتبر معظم الدوائر العملية من هذا النوع، وأحد أهم الأمثلة على ذلك هو توصيل الموصلات في الدوار (rotor) لمولد التيار المستمر.

الدوائر المفتوحة (Open Circuit)

تحدث دائرة مفتوحة عندما يحدث انقطاع في أي جزء من الدائرة الكهربائية. على سبيل المثال، إذا ترك أي عنصر غير متصل، سيتم تشكيل دائرة مفتوحة. في هذه الحالة، بينما يكون الجهد في الدائرة المفتوحة ذو قيمة معينة، فإن التيار الكهربائي سيكون صفرًا.

الدوائر المغلقة (Closed Circuit)

تتكون الدائرة المغلقة عندما لا يكون هناك أي انقطاع في الدائرة، مما يمكن التيار من التدفق بين أجزاء الدائرة. في هذه الحالة، توصف الدائرة بأنها دائرة مغلقة.

دوائر القصر (Short Circuit)

تحدث دائرة القصر عند وجود اتصال مباشر بمقاومة منخفضة بين موصلين في دائرة كهربائية. يمكن أن تؤدي دائرة القصر إلى توليد حرارة زائدة، مما قد ينتج عنه شرر أو لهب أو دخان. يعود التيار مباشرة إلى الطرف السالب لمصدر الطاقة دون المرور بالأحمال المتصلة بالدائرة. يمكن أن تحدث هذه الدائرة بسبب مشكلات في التوصيلات، أو عزل غير ملائم، أو قطع مفاجئ للأسلاك بواسطة آفات، أو حتى في الأجهزة القديمة. ومن أفضل الطرق لحماية الدائرة من الأضرار هو استخدام القواطع الكهربائية أو الصمامات.

دوائر التيار المستمر (D. C. Circuit)

تشير دوائر التيار المستمر إلى الدوائر الكهربائية التي يتم فيها استخدام تيار ثابت (DC)، مما يعني أن اتجاهه وقيمته تبقيان ثابتين.

دوائر التيار المتردد (A. C. Circuit)

الدائرة التي يتدفق خلالها التيار المتردد تُعرف بدائرة التيار المتردد أو دائرة التيار المتناوب، حيث يتميز التيار المتردد بأنه ثنائي الاتجاه، ويتغير مقداره واتجاهه دورياً على فترات زمنية منتظمة. عادةً ما يتم استخدام دوائر التيار المتردد في تطبيقات الطاقة العالية.