الدوائر الكهربائية: أنواعها ، اختلافاتها ، أمثلة (كاملة)

بشكل عام ، الدائرة الكهربائية عبارة عن اتصال يأتي من مجموعة متنوعة من العناصر الكهربائية السلبية مثل المكثفات والمقاومات والمحولات والمحاثات والمصادر الحالية ومصادر الجهد والمفاتيح (تحول).

ومع ذلك ، هناك أيضًا العديد من المعاني الأخرى المتعلقة بالدوائر الكهربائية مثل ما يلي.

فهم الدوائر الكهربائية

الدائرة الكهربائية هي وحدة بين مختلف المكونات الإلكترونية ومصادر الجهد المتصلة بشكل مفتوح بحيث يمكن للتيار الكهربائي من المصدر أن يتدفق.

لمعرفة وجود الكهرباء ، يمكنك استخدام عدة مؤشرات مثل محركات التيار المستمر وأنواع عديدة من مصابيح LED.

لتصنيع التصميم أو التركيب يجب الانتباه إلى عدة عوامل مثل: المفاعلة السعوية ، التفاعل الحثي (الحث) ، السماحية والمقاومة.

أنواع الدوائر الكهربائية

بشكل عام ، تتكون الدوائر الكهربائية من نوعين مختلفين ، هما السلسلة والتوازي.

ومع ذلك ، هناك أيضًا مزيج من نوعين من الدوائر الكهربائية يشار إليهما بالدوائر المختلطة.

لمزيد من المعلومات ، راجع المراجعة أدناه:

1. سلسلة دارة كهربائية

الدائرة الكهربائية التسلسلية هي أبسط أشكال الدوائر الكهربائية ، لأنها مرتبة في خط مستقيم ولا تتفرع.

صفات:

• طريقة تحضير الدائرة عملية وبسيطة.
• يتم ترتيب جميع المكونات الكهربائية على التوازي (في صف / متسلسل).
• كابل التوصيل غير متفرع.
• يحتوي على مسار واحد فقط يمكن تمريره بالتيار ، لذلك إذا كان هناك مسار واحد مكسور ، فإن الدائرة بأكملها لا تعمل.
• التيار الكهربائي المتدفق في الدائرة هو نفسه.
• فرق الجهد أو الجهد لكل مكون له قيمة مختلفة.
• لديه مقاومة كلية أكبر من المقاومة المكونة له.

معادلة:

أنا = I1 = I2 = I3
V = V1 + V2 + V3
R = R1 + R2 + R3

2. دائرة كهربائية متوازية

للدوائر المتوازية خاصية مميزة في شكل ترتيب دائرة متفرعة. عادة ما تستخدم الدوائر الكهربائية المتوازية للكهرباء في المنزل.

صفات:

• تميل طريقة التحضير إلى أن تكون أكثر تعقيدًا.
• يتم تثبيت جميع المكونات الكهربائية بطريقة مكدسة ومتوازية.
• كابل توصيل متفرع.
• له عدة مسارات يمكن أن يمر بها التيار.
• التيار المتدفق في كل فرع له حجم مختلف.
• كل - كل مكون يتم تثبيته يحصل على كمية مختلفة من التيار.
• جميع المكونات تحصل على نفس الجهد.
• المقاومة الكلية أصغر من المقاومة في كل مكون من مكوناتها.

معادلة:

أنا = I1 + I2 + I3
V = V1 = V2 = V3
1 / R = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3
I1: I2: I3 = 1 / R1: 1 / R2: 1 / R3

3. الدائرة الكهربائية المدمجة

الدائرة المركبة هي دائرة كهربائية مدمجة من سلسلة ومتوازية.

بشكل عام ، فإن الخصائص والقوانين التي تنطبق في الدوائر المدمجة تتبع أيضًا الدائرتين الكهربائيتين المدمجتين.

معادلة:

أنا = I1 + I2
1 / Rp = 1 / R2 + 1 / R3
Rtotal = R1 + 1 / Rp

4. الدائرة الكهربائية المباشرة / التيار المستمر

مصدر التيار المباشر (DC) هو مصدر للطاقة الكهربائية يمكن أن ينتج تيارًا كهربائيًا يكون اتجاهه دائمًا ثابتًا (ثابتًا) من الشحنات الكهربائية ذات الإمكانات العالية إلى المنخفضة.

يوجد هذا التيار المستمر عادةً في التطبيقات ذات الجهد المنخفض مثل البطاريات ومعظم الدوائر الإلكترونية التي تتطلب أيضًا مصدر طاقة أو تيارًا مباشرًا (DC).

فيما يلي بعض الفولتية التي تُستخدم غالبًا للتيار المباشر (DC):

• 1.5 فولت تيار مستمر
• 5 فولت تيار مستمر
• 12 فولت تيار مستمر
• 24 فولت تيار مستمر

5. التيار المتردد (AC) الدائرة الكهربائية

في دائرة التيار المباشر (DC) ، يكون الجهد والتيار ثابتًا بشكل عام.

ولكن إذا كان في دائرة التيار المتردد (AC) ، فإن القيمة اللحظية للجهد الحالي وبالتالي الطاقة تستمر في التغيير لأنها تتأثر بالإمداد.

لذلك إذا كان بإمكانك حساب الطاقة في دائرة التيار المتردد بنفس الطريقة كما في الدائرة DC ، ولكن لا يزال بإمكانك القول إن الطاقة (P) تساوي الجهد (V) مضروبًا في أمبير (أنا).

يمكن استنتاج ما إذا كانت دائرة التيار المتردد تحتوي على مفاعلة ، لذلك يوجد مكون طاقة نتيجة المجال المغناطيسي / الكهربائي الناتج عن المكون.

والنتيجة هي أنه على عكس مكون مقاوم نقي ، يتم تخزين هذه الطاقة وإعادتها إلى الإمداد عندما يمر شكل الموجة الجيبية بدورة دورية كاملة واحدة.

وبالتالي ، فإن متوسط ​​الطاقة التي تجرها الدائرة هو مقدار الطاقة المخزنة والطاقة المعادة خلال دورة كاملة واحدة.

وبالتالي ، سيكون متوسط ​​استهلاك الطاقة للدائرة هو متوسط ​​الطاقة اللحظي على دورة كاملة واحدة من الطاقة اللحظية. (P) من المفترض أن يكون ناتج الجهد اللحظي (V) والتيار اللحظي (I).

تتمثل الوظيفة في الجيب الدوري والمستمر في أن متوسط ​​الطاقة المطبقة بمرور الوقت سيكون مساويًا لمتوسط ​​الطاقة المطبقة خلال دورة واحدة.

6. الدوائر الكهربائية 1 المرحلة و 3 المرحلة

تشير أنظمة الطاقة أحادية الطور وثلاثية الطور إلى الوحدات التي تستخدم طاقة كهربائية متناوبة (AC).

الفرق بين الاثنين هو ثبات توصيل طاقة التيار المتردد.

يبلغ نظام طاقة التيار المتردد أحادي الطور ذروته عند 90 درجة و 270 درجة ، مع دورة كاملة عند 360 درجة. مع هذه الذروة وانخفاض الجهد ، لا يتم توصيل الطاقة بمعدل ثابت.

أ. 1 نظام المرحلة

في نظام أحادي الطور ، يحتوي على سلك محايد وسلك طاقة واحد يتدفق التيار بينهما.

التغييرات الدورية في الحجم والاتجاه ستغير بشكل عام تدفق التيار والجهد حوالي 60 مرة في الثانية ، اعتمادًا على الاحتياجات المحددة للنظام.

فوائداستخدام الكهرباء على مرحلة واحدة:

• مجموعة واسعة من تطبيقات الاستخدام.
• أكثر إمداد طاقة تيار متردد كفاءة يصل إلى 100 واط.
• تكاليف شبكة أقل.
• التصميم أو الدائرة ليست معقدة.

ب. نظام 3 مراحل

هناك ثلاثة أسلاك طاقة كل منها 120 درجة خارج الطور مع بعضها البعض.

دلتا وواي نوعان من الدوائر المستخدمة للحفاظ على نفس الحمل على نظام ثلاثي الطور.

سينتج كل منها تكوين كابل مختلف.

في تكوين دلتا ، لا يتم استخدام سلك محايد.

في تكوين wye ، استخدم سلكًا محايدًا وسلكًا أرضيًا.

ملحوظة: في أنظمة الجهد العالي ، لا يتوفر السلك المحايد عمومًا للأنظمة ثلاثية الطور. دخلت مراحل الطاقة الثلاث دورات بزاوية 120 درجة.

فوائداستخدام الكهرباء على 3 مراحل:

• انخفاض تكاليف معالجة العمالة.
• تقليل استهلاك النحاس.
• القدرة على تشغيل أحمال طاقة أعلى.
• مخاطر أقل على سلامة العمال.
• أفضل كفاءة الموصل.

7. دائرة كهربائية بسيطة

يتطلب المصباح سلكين لتشغيله ، أحدهما سلك محايد والآخر سلك حي. يتم توصيل السلكين من المصباح إلى لوحة الإمداد الرئيسية.

يتم استخدام السلك الأحمر للسلك المباشر والسلك الأسود للسلك المحايد.

يتم توفير المفاتيح المستخدمة للتحكم في الدوائر الكهربائية عن طريق التشغيل والإيقاف في الكبل المباشر بين الإمداد والحمل الرئيسي.

قانون كيرشوف الأول

يقرأ: "في الدائرة الكهربائية المتفرعة ، يكون مجموع التيارات التي تدخل تقاطعًا مساويًا لمجموع التيارات التي تغادر تلك النقطة."

نُشرت قوانين كيرشوف لأول مرة عام 1845 من قبل عالم فيزيائي ألماني يُدعى جوستاف روبرت كيرشوف.

يعمل هذا القانون على تحليل التيار والجهد في دائرة حيث يرتبط هذا القانون أيضًا باتجاه التيار إلى نقطة التفرع.

الفرق بين الدوائر المتسلسلة والمتوازية

ينقسم الفرق بين الدوائر الكهربائية المتسلسلة والمتوازية إلى جزأين ، يعتمدان على الشكل والصيغة والمزايا والعيوب ، وفيما يلي شرح:

1. نموذج الشبكة

في أشكال مختلفة ، يتم تقسيم الدائرة إلى قسمين مختلفين ، وهما:

أ. الاختلافات في ترتيب الدائرة

ب. الاختلافات في المكونات المستخدمة

2. معادلة

3. قوة الأسبوع AMD

فيما يلي بعض مزايا وعيوب الدوائر الكهربائية التسلسلية والمتوازية ، ومنها:

أ. مزايا

ب. نقص

أمثلة على مشاكل الدوائر الكهربائية وحلولها