كيف نصنع دائرة كهربائية بسيطة

الدائرة الكهربائية البسيطة

تُمثِّل الدارة الكهربائية (Electric Circuit) حلقة مُغلقة تنتقل فيها الإلكترونات، وتتكوّن من مصدر أو أكثر للكهرباء مثل البطارية، ومُقاومة أو مجموعة من المقاومات الكهربائية التي ترتبط فيما بينها بالأسلاك، إذ تولّد البطارية تياراً كهربائياً يسري في الدارة إذا كانت مُغلقة بشكل تامّ، أمّا في حال حدوث قَطع فيها فإنّ الإلكترونات لن تسري بها، وللدارة الكهربائية عدّة استخدامات، فهي تستخدم في توليد الضوء، والحرارة، والطاقة الميكانيكية، ولها أنواع مختلفة تُصنّف وفقاً لأكثر من أساس، وهي:

حسب طريقة توصيل الدارة الكهربائية

• دارة كهربائية موصولة على التوالي: (series circuit)، تنتقل الإلكترونات في الدارة الكهربائية الموصولة على التوالي عبر مسار واحد فقط، ولذلك فإنّ أي مُشكلة أو قَطع في هذا المسار سيؤدّي إلى خلل في تدفّق الكهرباء في الدارة كاملة.
• دارة كهربائية موصولة على التوازي: (parallel circuit)، تنتقل الإلكترونات في الدارة الكهربائية الموصولة على التوازي عبر أكثر مِن مسار، وبالتالي فإنّ وجود أي مُشكلة أو قطع في مسار واحد لَن يؤثّر على تدفّق الكهرباء في المسارات الأُخرى الموجودة في الدارة ذاتها.

حسب كيفية مرور التيار الكهربائي

• دارة التيار المباشر أو المستمرّ الكهربائية: (بالإنجليزية: direct-current circuit)، ينتقل التيار الكهربائي في هذه الدارة باتِّجاه واحد فقط.
• دارة التيار المتردّد الكهربائية: (بالإنجليزية: alternating-current circuit)، ينتقل التيار الكهربائي في هذه الدارة ذهاباً وإياباً عدِّة مرّات في الثانية الواحدة.

كيفية صنع الدائرة الكهربائية البسيطة

صنع دارة كهربائية على التوالي

ينتقل التيار في الدارات الكهربائية الموصولة على التوالي من قطب البطارية السالب إلى الموجب مروراً بجميع مكوّنات الدارة، ويجدر بالذكر أنّ دارات التوالي تستخدم في العديد من الأجهزة الإلكترونية، ويُمكن صنع دارة بسيطة منها من خلال الاستفادة من سلك مصابيح الزينة، إذ يتمّ استخدام مصباحين منه عن طريق قطع الأسلاك الموجودة على كلّ جهة من جهتيّ كلّ مصباح، وذلك من منتصف المسافة بين المصباح الأول والمصباح الذي يليه، وباستخدام أداة مخصّصة للقطع، ثمّ تعرية 6ملم تقريباً من المادة البلاستيكية العازلة التي تُغلّف أطراف الأسلاك، وفيما بعد استخدام هذه الأسلاك لوصل أحد أطراف المصباح الأول بالقطب السالب للبطارية، ووصل طرفه الثاني بالمصباح الثاني، ثمّ وصل الطرف الثاني للمصباح الثاني بالقطب الموجب للبطارية.

صنع دارة كهربائية على التوازي

يُمكن صنع دارة كهربائية على التوازي من خلال تحضير سلك من مادة موصلة للكهرباء كالنحاس، وتجزئته إلى خمسة أقسام بطول 15-20سم لكلّ منها، وإزالة نحو 1.3سم من المادة العازلة عن طرفيّ كلّ سلك باستخدام أداة خاصّة بتجريد الأسلاك، ثمّ استخدام أحد الأسلاك لوصل الطرف الأيسر من المصباح الكهربائي الأول بالقطب الموجب للبطارية 9 فولت، وفيما بعد وصل القطب السالب للبطارية بمفتاح كهربائي باستخدام سلك آخر، ثمّ وصل المفتاح الكهربائي بالطرف الأيمن للمصباح الكهربائي الأول باستخدام سلك جديد، ولإضافة المصباح الثاني يُوصل طرفه الأيسر بالطرف الأيسر للمصباح الأول باستخدام السلك الرابع، ثمّ يتمّ استخدام السلك الآخير لوصل الطرف الأيمن للمصباح الثاني بالطرف الأيمن للمصباح الأول.

يُمكن صنع دارة كهربائية على التوازي باستخدام رقائق الألمنيوم، وذلك من خلال قصّ أربعة أشرطة من رقائق الألمنيوم؛ شريطين بطول 20 سم لكلّ منهما، وشريطين بطول 10 سم لكلّ منهما، ثمّ وصل أحد الشريطين الطويلين بالقطب الموجب للبطارية 9 فولت، ووصل الآخر منهما بالقطب السالب، واستخدام أحد الشريطين القصيرين للربط بين السلك الطويل الموصول بالقطب الموجب للبطارية والمصباح الكهربائي الأول، وذلك على بعد 7.6 سم من البطارية، واستخدام الشريط القصير الثاني للربط بين السلك الطويل المنطلق من القطب الموجب للبطارية والمصباح الكهربائي الثاني، من نقطة قريبة من نهاية السلك الطويل، وفي النهاية يُوضع طرفي المصباحين الكهربائيين على الشريط الطويل الموصول بالقطب السالب للبطارية فينيرا.

قوانين كيرشوف

وضع الفيزيائي جوستاف كيرشوف (Gustav Kirchhoff) في عام 1845م قانوني كيرشوف (Kirchhoff’s Laws)، إذ يُعرف القانون الأول باسم قانون كيرشوف للتيار، وينصّ على أنَّ المجموع الجبري للتيارات الكهربائية عند أي تقاطُع يُساوي صِفراً، أمَّا قانون كيرشوف الثاني المعروف باسم قانون كيرشوف للجهد فينُصّ على أنَّ المجموع الجبري للجهد الكهربائي في أي مسار مغلق يساوي صفراً، وتُعدّ هذه القوانين أساساً في الهندسة الكهربائية؛ لأنّها تصف العلاقة بين قيمة التيارات التي تسري عَبر نقطة ما في الدارة الكهربائية الجهد الكهربائي فيها، ومن الجدير بالذكر أنّ قوانين كيرشوف تُستخدم في شتى مجالات الحياة، فهي تصف كيفية تدفّق التيار الكهربائي في الأجهزة الكهربائية في المنازل، والشركات، والأماكن المُختلفة.