الدارة الكهربائية

الدارة الكهربائية, ما هي ؟ وما عناصر الدارة الكهربائية ومكوناتها ؟  ما رموز مكونات الدارة الكهربائية ؟ ما الفرق بين الدارة الكهربائية المفتوحة والدارة الكهربائية المغلقة ؟ وما هي المفاتيح الكهربائية الميكانيكية وما هي المفاتيح الالكترونية ؟ هذه الاسئلة وغيرها ستعرف إجاباتها في هذا المقال.

ما هي الدارة الكهربائية Electrical Circuit ؟

يمكن تعريفها بعدة صور ومنها انها أي مسار مغلق يتم من خلاله تدفق (مرور) التيار الكهربي سواء كان بشكل مقصود او غير مقصود.

عناصر الدارة الكهربائية ومكوناتها

أي دائرة كهربائية تتكون من هذه العناصر جميعها أو بعض منها:

1. المفاتيح الكهربائية Switches : والتي تستخدم لفتح وإغلاق الدائؤة الكهربائية.
2. المقاومات بانواعها Resistors .
3. المصادر الكهربائية Electrical sources مثل البطاريات والمولدات الكهربائية
4. الاحمال أو الحمل Loads : وهي بالعادة الجهاز التي نريد تشغيله بالكهرباء مثل اللمبة, الثلاجة, الغسالة… إلخ.
5. الموصلات أو الأسلاك Conductors or wires : وهي المسار الذي يسير فيه التيار.
6. الأرضي Ground وهي النقطة المحايدة التي يكون جهدها الكهربائي يساوي صفرا.
7. المكثفات أو المواسعات Capacitors
8. الملفات او المحثات Inductors
9. المصهرات Fuses : والتي تقوم بفتح الدارة عند زيادة التيار المار في الدارة لحد معين ولمدة معينة من خلال انصهار الموصل داخلها مما يؤدي لفتح الدارة.
10. أدوات القياس Measuring instruments مثل الاميتر الذي يستخدم لقياس التيار والفولتميتر والجلفانوميتر اللذان يستخدمان لقياس الجهد.

توجد أدوات وعناصر أخرى لكن تطرقنا إلى أبسطها.

رموز عناصر الدارة الكهربائية

يبين الشكل التالي رموز بعض العناصر في الدارة الكهربائية:

الدارة الكهربائية المفتوحة والدارة الكهربائية المغلقة Open circuit and closed circuit

الدائرة الكهربائية اما ان تكون مغلقة او مفتوحة, الدائرة المغلقة هي الدائرة التي يكون مسار التيار فيها مكتملا فعندما نقول لأحدهم رجاءً شغّل (افتح) المكيف مثلا!! هذا الشخص سيقوم بالضغط علي المفتاح وبالتالي يكون قد اغلق المسار الكهربي وسيمر التيار، هل لاحظت معي ان مصطلح الاغلاق (إغلاق الدارة) يعني فتح الجهاز بالنسبة لنا!! الشكل التالي يوضح المفهوم بشكل عملي.

في الشكل (أ) نلاحظ ان مسار التيار غير مكتمل لان المفتاح مفتوح في هذه الحالة ولن يمر التيار في الدائرة، وعند اغلاق المفتاح يكون مسار التيار مكتمل وسيسري التيار كما بالشكل (ب).
الدائرة في الشكل أعلاه مكونة من ابسط العناصر مقاومة مع مصدر جهد ومفتاح كهربي هذه المقاومة يمكن ان تعبر عن أي نوع من الأحمال مثل لمبة، محرك, مروحة … الخ.

المفاتيح الكهربائية

المفاتيح الكهربائية بشكل عام يمكن تصنيفها الى قسمين:

1. مفاتيح ميكانيكية
2. مفاتيح الكترونية

المفاتيح الميكانيكية

هذه المفاتيح بشكلها المعروف مثل مفاتيح الانارة في المنازل وغيرها من المفاتيح حيث سميت بالمفاتيح الميكانيكية لان المفتاح يحتاج الي ضغطة باليد (حركة ميكانيكية) لكي يتغير وضعه بين الاغلاق والفتح، عكس المفاتيح الالكترونية التي سنتعرف عليها لاحقا.

تجدر الإشارة الي ان هنالك مفاتيح ميكانيكية اخرى قد لا تستعمل بشكل متكرر في المنازل ولكن تستخدم في المصانع او للأغراض والتطبيقات الخاصة وتعرف بهذه الاختصارات عادة:

SPST ,SPDT ,DPST ,DPDT

بالإضافة الى المفاتيح الدوارة. ولكن دعنا عزيزي القارئ نتعرف الي مدلول هذه الرموز والاختصارات:
يرجع الاختصاران DP و SP  الى Double Pole و Single Pole على التوالي, ونعني بالـ Pole القطب.

الشكل التالي يوضح ما المقصود بالقطب.

نلاحظ ان القطب يشير الي ذراع التوصيل الداخلية في المفتاح وعندما يحتوي المفتاح علي قطب واحد يعرف بأنه احادي القطب (Single Pole – SP) وهو من ابسط أنواع المفاتيح الميكانيكية اذ انه يقوم بالتحكم في فتح واغلاق دائرة كهربائية واحدة فقط، هذا النوع من المفاتيح نجدة في أغلب التطبيقات المنزلية مثل مفاتيح الانارة والمكيفات.

انظر الصورة التالية:

المفتاح الذي يحتوي علي قطبين يعرف بـ (Double Pole – DP) ويمكنه التحكم في دائرتين معا.

يرجع الاختصاران DT و ST إلى Double-Throw و Single Throw على التوالي, والمقصود بالـ Throw هو المآخذ او المخارج فالمفتاح ذو المأخذ الواحد يتحكم في دائرة واحدة فقط والمفتاح ذو مأخذين يتحكم في دائرتين مختلفتين.

الاشكال التالية تبين الرسم الداخلي مع المفتاح بشكل واضح وعلى كل مفتاح موضحة حالات التوصيل بين الاطراف (Terminals) مع الأوضاع المختلفة:

1- المفتاح أحادي القطبية – ثنائي التحويلة أو المخرج (SPDT switch):

2- المفتاح ثنائي القطبية – أحادي التحويلة أو المخرج (DPST switch):

3- المفتاح ثنائي القطبية – ثنائي التحويلة – (DPDT switch):

4- المفتاح أحادي القطبية – أحادي المخرج أو التحويلة (SPST switch):

وهناك أنواع أخرى من المفاتيح الميكانيكية وهي:

المفتاح الانضغاطي Push Button – PB
هذا النوع من المفاتيح مزود بنابض عند التأثير عليه بالضغط يقوم بتوصيل الدائرة وعند رفع اليد عنه يرجع إلى وضعه الطبيعي ويفصل الدائرة وأوضح مثال له هو مفتاح الجرس في المنازل.

المفتاح الدوار Rotary Switch أو Rotatory Switch

هذا النوع من المفاتيح يستخدم حسب وظيفته والتي تكون إحدى الوظيفتين التاليتين:

1. التحكم في كمية تدفق التيار مثل مفتاح المروحة المعروف.
2. إغلاق دارة من بين عدة دوائر بحيث يكون عدد الدوائر المتصلة به يساوي عدد أرقامه أو أقل (للتبديل بين الدوائر المختلفة).

انظر الشكل التالي:

المفاتيح الإلكترونية

المفاتيح الميكانيكية تعمل عن طريق الضغط عليها او تحريك موضعها باليد او بأي وسيلة ميكانيكية اخرى مثل طريق تسليط ضغط او اجهاد علي المفتاح.

اما المفتاح الالكتروني فهو على العكس تماما وختلف تماما ولا يحتوي علي أي أجزاء متحركة، يعمل هذا النوع من المفاتيح عندما يستقبل إشارة جهد او تيار اوتوماتيكيا لفتح واغلاق الدوائر ومن امثلة هذا النوع من المفاتيح:

1- الدايود (Diode): عبارة عن عنصر الكتروني مهم جدا في الدوائر الإلكترونية ويستخدم كمفتاح الكتروني حيث أن له تردد (أي كم مرة يغير حالته بين فتح وإغلاق كل ثانية). يستخدم في تطبيقات تحويل التيار المتردد إلى تيار ثابت (المقوم: جهاز يستخدم لتحويل التيار المتردد إلى تيار ثابت).

2- الترانزيستور (Transistor) بأنواعه كافة.

سيتم التحدث عن هذه القطع الالكترونية في مقالات منفصلة لاحقا.

هكذا يكون المقال قد انتهى, فلا تتردد في مشاركة رابطه مع أصدقائك عبر وسائل التواصل الاجتماعي. أيضا لا تتردد في طرح أسئلتك بالتعليقات. نحن بالانتظار.