الكهرباء

مقدمة

لكهرباء اسم يشمل مجموعة متنوعة من الظواهر الناتجة عن وجود شحنة كهربائية وتدفقها. وتضم هذه الظواهر البرق والكهرباء الساكنة. ولكنها تحتوي على مفاهيم أقل شيوعًا مثل المجال الكهرومغناطيسيوالحث الكهرومغناطيسي.

أما في الاستخدام العام، فمن المناسب استخدام كلمة “كهرباء” للإشارة إلى عدد من التأثيرات الفيزيائية. ولكن في الاستخدام العلمي، يعد المصطلح غامضًا. كما أن هذه المفاهيم المتعلقة به يُفضل تعريفها وفقًا لمصطلحات أكثر دقة كما يلي

• الشحنة الكهربائية: هي خاصية لبعض الجسيمات دون الذرية تحدد التفاعلات الكهرومغناطيسيةالخاصة بها. فالمادة المشحونة كهربائيًا تتأثر بالمجالات الكهرومغناطيسية وتنتجها.

• التيار الكهربائي: هو تحرك أو تدفق الجسيمات المشحونة كهربائيًا، ويُقاس عادةً بالأمبير.

• المجال الكهربائي: هو تأثير تنتجه شحنة كهربائية في غيرها من الشحنات الموجودة بالقرب منها.

• الجهد الكهربائي: قدرة المجال الكهربائي على الشغل، ويُقاس عادةً بوحدة الفولت.

• الكهرومغناطيسية: هي التفاعل الأساسي الذي يحدث بين المجال المغناطيسي ووجود الشحنة الكهربائية وحركتها.

التوالي و التوازي

الدائرة الكهربائية التي توصل مكوناتها على التوالي ، أي يمر فيها التيار واحدة تلو الأخرى تسمى دارة التوالي أو دائرة توصيل على التوالي ، و دارة التوازي توصل فيها المكونات من مقاومات ومكثفات وخلافة على التوازي .

في الإلكترونيات يمكن توصيل أجزاء الدائرة الكهربائية إما على التوالي أو التوازي . فإذا رُكبت الأجزاء عل التوالي يمر في كل منها نفس شدة التيار I ، وإذا وُصلت الأجزاء على التوازي يقع على كل منها نفس فرق الجهدV وتختلف شدة التيار فيها من مقاومة إلى أخرى .

 مثال

تصور دائرة كهربائية بسيطة مكونة من من أربعة لمبات و بطارية 6 فولت . فإذا وصلنا البطارية بسلك وبأحد اللمبات ومن اللمبة الأولى إلى اللمبة التالية ثم باللمبة التي تليها وهكذا حتي نعود إلى البطارية مكونين دورة واحدة تسمى تلك الدائرة دارة التوالي . أما إذا وصلنا كل لمبة على حدة بطرفي البطارية نقول أن اللمبات موصلة على التوازي . وعند تركيب الأربعة لمبات على التوالي يمر في كل لمبة نفس التيار الكهربائي ، وينخفض فرق الجهد عبر كل لمبة 5و1 فولت ، وإذا وصلنا الأربعة لمبات على التوازي مر في كل منها جزءا من التيار ويكون مجموع أجزاء التيارات مساويا لتيار البطارية ، بينما يبلغ فرق الجهد عبر كل لمبة 6 فولت .

ملاحظة

في دارة التوالي لا بد من سلامة تشغيل كل جزء في الدارة حتى تعمل الدارة ، فإذا فسدت لمبة من اللمبات الأربع انقطع التيار وانطفأت الدارة . أما في دارة التوازي يكون لكل لمبة دائرتها الخاصة بها ، فإذا فسدت واحدة لم تؤثر على إضاءة الأخريات. يلاحظ ايضا انه عند التوصيل علي التوالي تكون شدة التيار ثابتة في اي مقطع من الدائرة اي ان شدة التيار قبل المقاومة = شدته بعد المرور بها و يرجع ذلك الي ان مجموع المقاومات تجمع معا و تؤثر مباشرة علي التيار الخارج من المصدر الكهربي و هذا يعني ان التيار لا يقل بعد مروره بالمقامة و هو المفهوم الخطأ الشائع عند كثير من الدارسين .

 دائرة التوصيل على التوازي

عند توصيل عنصرين أو أكثر في دائرة كهربائية على التوازي يقع على كل عنصر نفس فرق الجهد الكهربائي. ان فرق الجهد واحد على طرفي جميع المقاومات

توصيل المقاومات على التوازي]

يقع على كل مقاومة عندالتوصيل على التوازي نفس فرق الجهد . وتكون شدة التيار الكلي I في الدائرة تساوي مجموع شدة التيارات المارة في كل مقاومة . ويمكن تعيين شدة التيار المارة في كل مقاومة باستخدام قانون أوم .