الدوائر الكهربية

الدوائر الكهربية

المقدمة :

كثير من المواد حولنا و تختلف طبيعة المادة عن بعضها البعض فتوجد مواد تسمح للتيار الكهربي بالمرور من خلالها و بعضها لا تسمح للتيار بالمرور وسنتعرف فيما يلي أهم مميزات المواد الموصلة و المواد العازلة بالاضافة إلى خواص أشباه الموصلات ، وأهم الاستفادة منها ، كذلك سنتعرف على مكونات الدائرة الكهربية و ما هي المقاومات .

العرض :

* المواد الموصلة :
تتميز المواد الموصلة، بتوافر عدد وافر، من الإلكترونات الحرة في تركيبها، وهذه الإلكترونات الحرة، يمكن تحريكها بسهولة، ببذل شغل، من مصدر مناسب للطاقة الكهربية.
المواد الموصلة: هي تلك المواد التي لها مقاومة كهربية صغيرة جداً.

فمقاومة سلك من النحاس طوله 10 أقدام على سبيل المثال، تقل عن أوم واحد عادة تستخدم أسلاك من المواد الموصلة لتوصيل أطراف مصدر الجهد الكهربي بأطراف الجهاز أو المعدة المراد تغذيتها بالطاقة الكهربية من دون فقد جزء من الطاقة الكهربية المخزونة أو المتولدة من مصدر التغذية

* المواد العازلة :
تتميز المواد العازلة، بعدم وجود إلكترونات حرة في تركيبها ويصعب فصل الإلكترونات الموجودة في مدارات، حول ذرات تلك المواد إلا في أحوال خاصة، وتوفير طاقة عالية جداً.

المواد العازلة:هي تلك المواد التي لها مقاومة كهربية تزيد على بضعة ملايين أوم .
ومن أمثلة هذه المواد: الهواء، والزجاج، والبلاستيك، والمطاط، والقطن وهي تستخدم عادة لفصل، أو عزل الموصلات الكهربية، وكذلك لمنع انتقال الإلكترونات، أو التيار الكهربي، من موصل إلى أي جسم آخر.

* أشباه الموصلات :
هناك بعض العناصر الطبيعية، وبعض المواد المركبة لها خواص كهربية متوسطة بين الخواص الكهربية للمواد الموصلة و الخواص الكهربية للمواد العازلة وهي أشباه الموصلات

تصنع معظم أسلاك التوصيل الكهربي، من مادة النحاس، ذات المقاومة القليلة جداً، وهناك بعض الأسلاك المصنوعة، من الألومنيوم أو الفضة، تستخدم لأغراض خاصة يكون سلك التوصيل منفرداً أو مجموعة أسلاك رفيعة مجدولة النوع المجدول يكون أكثر مرونة ومقاومة للكسر من النوع المفرد وتكون مساحة مقطع السلك المجدول هي مجموع مساحات مقاطع الأسلاك الرفيعة المكونة للجديلة.
يتكون الكابل cable من مجموعة من أسلاك التوصيل، تتكون من سلكين أو أكثر بينها مادة عازلة وأشهر أنواع الكوابل وأكثرها استخداماً الكابل المحوريCoaxial cable حيث يكون الموصل الداخلي أحد أسلاك التوصيل وتكون الشبكة المجدولة المحيطة بالموصل الداخلي هي الموصل الثاني الذي يمثل في الوقت نفسه حاجباً يمنع تداخل المجالات الكهرومغناطيسية غير المرغوب فيها، مع الإشارات الكهربية المفيدة التي تسري في الموصل الداخلي.
لمنع حدوث قصر في الدوائر الكهربية أو لمنع اتصال الأسلاك الكهربية مع أسلاك كهربية أخرى أو مع أي مكون أو نقطة موصلة أخرى من الدائرة، يلزم تغطية السلك الموصل بمادة عازلة لها، مقاومة عالية القيمة، فالأسلاك الرفيعة جداً، تغطى بطبقة من طلاء، عازل مثل "الإنامل". أما الأسلاك، ذات القطر الأكبر نسبياً، فتغطى محيطها بمادة عازلة، عادة ما تكون مادة بلاستيكية أو مطاطية أو قطنية، وغالباً ما يحاط السلك الموصل بأكثر من طبقة من المواد العازلة المختلفة إذا كان يحمل تياراً كبيراً أو كان فرق الجهد بين السلك الموصل والمكونات القريبة منه كبيراً.

* مكونات الدوائر الكهربية:
تتركب معظم الدوائر الكهربية المعروفة، من عناصر متعددة يمكن أن تنقسم إلى قسمين رئيسيين:
# العناصر السلبية مثل: المقاومات، والمكثفات، والملفات، وأسلاك التوصيل

والمفاتيح المختلفة والمنصهرات Fuses ومصابيح الإضاءة المختلفة Pilot lamps، ومصادر التغذية... الخ.
# العناصر الإيجابية التي تنقسم أساساً إلي:
أ. الصمامات، وهي قديمة ولم تعد شائعة الاستخدام إلا في حالات خاصة ونادرة.
ب. أشباه الموصلات مثل الوصلات الثنائية،Diodes ، والثلاثية Transistors، والدوائر المتكاملة بأنواعها المختلفة.

* المقاومات Resistors:
في كثير من تطبيقات الدوائر الكهربية، تظهر الحاجة إلى استخدام مقاومة لتقليل التيار الكهربي المار في جزء معين من الدائرة، أو لخفض فرق الجهد المطبق على جزء معين من الدائرة تعد المقاومات هي أكثر مكونات الدوائر الكهربائية شيوعاً.
يتم تصنيع المقاومات بطرق مختلفة أكثرها انتشاراً المقاومات السلكية والمقاومات الكربونية تنتج المقاومات بقيم متفاوتة تتراوح من كسر من الأوم إلى بضعة ملايين من الأوم وذات قدرات تتراوح من كسر من الوات إلى بضعة مئات من الوات تعبر قدرة المقاومة عن الطاقة الكهربية التي يمكن أن تبددها المقاومة بدون أن تتلف.

الخاتمة :

لقد تم الأستفادة من هذه المواد كثيرا فتستخدم المقاومات السلكية في تبديد المقاومات الكربونية ، و قد أمكن التحكم في الشحنات الكهربية وتحويلها إلى صور مختلفة بواسطة الدوائر الكهربية و أغلب الالكترونيات تعتمد على أشباه الموصلات .

المصادر:
www.schoolarabia.net
www.hazemskeek.com/
www.al-anwar.net