أنواع الدوائر الكهربائية
تُعرّف الدائرة الكهربائية على أنها مسار مغلق يتيح تدفق التيار الكهربائي. حيث أن تدفق الإلكترونات داخل هذا المسار المغلق يُنتج تيارًا كهربائيًا، وتدخل هذه الإلكترونات الدائرة من مصدر الطاقة – الذي قد يكون بطارية أو مولد. يقوم هذا المصدر بتوفير الطاقة للإلكترونات من خلال إنشاء مجال كهربائي، وهو ما يُعرف بالقوة الدافعة الكهربائية. تغادر الإلكترونات الدائرة عبر الحمل، الذي يمكن أن يكون جهازًا كهربائيًا منزليًا بسيطًا مثل التلفاز أو المصباح أو الثلاجة، أو قد يكون حملًا أكثر تعقيدًا كما في محطات توليد الطاقة الكهرومائية. تتنوع أنواع الدوائر الكهربائية، وفيما يلي شرح لها:
دوائر التوالي (Series Circuit)
تشمل دوائر التوالي العناصر المتصلة ببعضها في سلسلة، حيث يتم ترتيب العناصر ترتيبا خطيًا دون وجود تشعبات. وهذا يعني أن التيار المار عبر جميع العناصر المتصلة في السلسلة يكون موحدًا، على الرغم من أن الفولتية (الجهد الكهربائي) قد تختلف من جهاز إلى آخر. وفي حالة تعطل أي جهاز في دائرة التوالي أو إزالته، ستتوقف الدائرة بأكملها عن العمل. على سبيل المثال، إذا كانت هناك ثلاثة مصابيح كهربائية متصلة في دائرة توالي، وإذا تم إزالة مصباح واحد، فإن الدائرة كلها ستتوقف.
دوائر التوازي (Parallel Circuit)
في دوائر التوازي، يتم ترتيب الأجهزة المختلفة بصورة تتيح لمصدر واحد تزويد الجهد لكل العناصر. هنا، يكون الجهد عبر كل جهاز متساويًا، ولكن قد يمر تيار مختلف لكل جهاز في هذا النوع من الدوائر. وبفضل هذه الخاصية، تستمر جميع الأجهزة في العمل حتى في حال حدوث عطل في أحدها. على سبيل المثال، إذا كانت هناك دفتين كهربائيتين متصلتين بشكل متوازي، وإذا تفكك أحدهما، سيظل الآخر يعمل. يُستخدم هذا النوع من التوصيلات في أضواء شجرة عيد الميلاد الحديثة، حيث يمكن إحراق ضوء واحد دون الحاجة إلى التخلص من السلسلة بالكامل.
دوائر التوالي والتوازي (Series-Parallel Circuits)
تشير الدائرة الكهربائية التي تتضمن بعض العناصر باتصال متسلسل (على التوالي) وبعض العناصر المتصلة بالتوازي إلى دوائر التوالي والتوازي. تعتبر معظم الدوائر الكهربائية العملية من هذا النوع. ومن الأمثلة الشائعة على هذا النوع من التوصيلات هو توصيل الموصلات داخل الدوار (rotor) في محرك التيار المستمر.
الدوائر المفتوحة (Open Circuit)
تُعرف الدائرة المفتوحة بأنها تلك التي يحدث فيها انقطاع في أي جزء منها. على سبيل المثال، يحدث هذا عندما يكون أحد العناصر في الدائرة غير متصل. بينما يُمكن أن يكون الجهد عبر دائرة مفتوحة له قيمة محددة، إلا أن التيار الكهربائي خلالها يعادل صفر.
الدوائر المغلقة (Closed Circuit)
تتكون الدائرة المغلقة عندما لا يوجد انقطاع في أي جزء من الدائرة، مما يُتيح للتيار الكهربائي التدفق بين الأجزاء المختلفة. وبالتالي، يُقال إن الدائرة هي دائرة مغلقة.
دوائر القصر (Short Circuit)
تحدث دائرة القصر عند توصيل مقاومة منخفضة أو معدومة بين موصلين في دائرة كهربائية. يمكن أن تؤدي مثل هذه الدوائر إلى زيادة إنتاج الحرارة، مما قد ينتج عنه شرر أو لهب أو حتى دخان. في هذا النوع من الدوائر، يعود التيار الكهربائي مباشرة إلى الطرف السالب من مصدر الطاقة دون المرور عبر الحمولة المتصلة، ويُمكن أن تنشأ دوائر القصر نتيجة لمشكلات في التوصيلات، أو عزل غير صحيح، أو قطع مفاجئ للأسلاك بسبب آفات، أو حتى بسبب الأجهزة القديمة. من بين الحلول المستخدمة لحماية الدوائر الكهربائية من هذه المشكلات استخدام القواطع أو الفيوزات.
دوائر التيار المستمر (D.C. Circuit)
تشير دوائر التيار المستمر إلى تلك التي يمكن فيها أن يكون تيار المصدر ثابتًا (DC)، مما يعني أن اتجاهه ومقداره يظلان ثابتين.
دوائر التيار المتردد (A.C. Circuit)
تُعرف الدائرة التي يتدفق فيها التيار المتردد باسم دائرة التيار المتردد، حيث يتغير التيار ثنائي الاتجاه بشكل دوري. وينطبق هذا على التيار المتردد، حيث يتغير مقداره واتجاهه بشكل دوري على فترات زمنية منتظمة. بشكل عام، تُستخدم دوائر التيار المتردد في التطبيقات ذات الطاقة العالية.