الدوائر الكهربائية البسيطة وتحولات الطاقة فيها
الدائرة الكهربائية البسيطة هي مسار مغلق يسمح بمرور التيار الكهربائي. تتكون غالبًا من مصدر طاقة مثل البطارية، وأسلاك توصيل، وحمل كهربائي مثل مصباح أو جرس أو محرك، ومفتاح للتحكم في فتح الدائرة وإغلاقها. إذا كان المسار مغلقًا يمر التيار، وإذا كان مفتوحًا يتوقف.
مكونات الدائرة
البطارية توفر فرق جهد يدفع الشحنات في الدائرة. الأسلاك تنقل التيار بين الأجزاء. المصباح يحول الطاقة الكهربائية إلى ضوء وحرارة. المفتاح يعمل مثل بوابة: عند إغلاقه يكتمل المسار، وعند فتحه ينقطع المسار. لذلك إذا لم يضئ المصباح، نفحص أولًا هل الدائرة مغلقة؟ هل البطارية سليمة؟ هل الأسلاك متصلة؟
الدائرة المفتوحة والدائرة المغلقة
الدائرة المغلقة تسمح بمرور التيار؛ لأن المسار كامل من أحد طرفي البطارية إلى الطرف الآخر. أما الدائرة المفتوحة ففيها انقطاع يمنع مرور التيار. المفتاح المفتوح أو السلك المقطوع أو المصباح غير المثبت جيدًا كلها أسباب تجعل الدائرة مفتوحة.
تحولات الطاقة في الدائرة
في دائرة المصباح تتحول الطاقة الكيميائية في البطارية إلى طاقة كهربائية، ثم تتحول في المصباح إلى طاقة ضوئية وحرارية. في دائرة الجرس تتحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة صوتية وحركية. في دائرة المحرك تتحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة حركية. وفي كل حالة لا تختفي الطاقة، بل تتحول من شكل إلى آخر.
التوصيل على التوالي والتوازي
في المراحل الأساسية نبدأ غالبًا بدائرة بسيطة واحدة. لاحقًا يتعلم الطالب أن المصابيح قد توصل على التوالي أو التوازي. في التوالي يوجد مسار واحد للتيار، وإذا تعطل جزء قد تتوقف الدائرة كلها. في التوازي توجد مسارات متعددة، ولذلك قد يستمر مصباح في العمل إذا تعطل مصباح آخر في مسار مختلف.
خلاصة المقال
الدائرة الكهربائية تحتاج إلى مصدر طاقة ومسار مغلق وحمل كهربائي. تحولات الطاقة داخل الدائرة تساعد على فهم وظيفة كل جهاز: المصباح للضوء، الجرس للصوت، والمحرك للحركة. ومن لا يغلق الدائرة ثم ينتظر المصباح أن يضيء، فهو يطلب من الفيزياء خدمة مستحيلة.
