لماذا تختلف طريقة ربط الدائرة الكهربائية بين المقاومتين الكبيرة والصغيرة؟

 

الدارة الكهربائية هي المسار الذي ينتقل فيه التيار الكهربائي، وتشمل: أسلاك التوصيل أو خطوط نقل الكهرباء، والأجهزة التي تولد الطاقة الكهربائية للجسيمات المشحونة المكونة التيار الكهربائي، كالبطارية أو المولد الكهربائي، والأجهزة التي تستهلك التيار الكهربائي، مثل: المصابيح أو المحركات الكهربائية، والحواسيب، ويستخدم قانوني أوم وكيرشوف لشرح آلية عمل الدارة الكهربائية.

تصنف الدارات الكهربائية كالآتي:

 وفقاً للتيار الكهربائي: 

دارة التيار المباشر: يتدفق التيار في هذا النوع باتجاه واحد فقط. 

دارة التيار المتردد: يتذبذب التيار ذهاباً وإياباً بشكل متكرر كل ثانية، ومن الأمثلة عليها الدارات الموجودة في المنازل. 

وفقاً للتوصيل: 

الدارة الموصولة على التوالي: يتدفق التيار كاملاً في مسار واحد في جميع عناصر الدارة. 

الدارة الموصولة على التوازي: ينفصل التيار ويمر في عدة فروع لكي يتدفق في جميع عناصر الدارة، مما يجعل قيمته تنقسم وتتغير حسب التفرع والعناصر الموجودة فيه، بينما يكون الجهد المار في كل فرع نفس المقدار.

أما المقاومات فتُعرف بأنها أداة كهربائيّة من أهم مكوّنات الدراة الإلكترونيّة، حيث تتلخّص وظيفتها في التحكّم في تدفّق التيار الكهربائي بالإضافة لفرق الجهد المارّين عبر الدارة، حيث تعمل على تقليلها، من خلال تحويل الطاقة الكهربائيّة إلى حرارة. يتم صّنع المقاومات من قلب سيراميكي، يلتف حوله سلك من النحاس، ويغطى بطلاء عازل ملوّن بألوان تدل على قيمة المقاومة الفعليّة بالأوم.

وإذا كانت الدارة موصولة على التوازي فإن المقاومة الكليّة الناتجة تكون منخفضةً جدّاً، اما اذا كانت موصولة على التوالي فإن المقاومة الكليّة الناتجة تكون مرتفعة جدّاً، لذلك تختلف طريقة اللف او التوصيل بين المقاومة الكبيرة والصغيرة.

  

 إذا قمت بوصل المقاومة الكبيرة على التوازي فإنها لن تؤثر بالتيار الكهربائي بشكل كبير، والعكس صحيح؛ فإن تم وصلنا على التوالي فإنها ستعمل على خفض التيار إلى مستوى كبير. وعكس ذلك تماما ينطبق على المقاومة الصغيرة.

وبناء على ما بيناه لك سابقا فإن الجهاز الذي تكون مقاومته كبيرة، مثل جهاز الفولتميتر يتم وصله على التوازي؛ حيث أنه في طريقة التوصيل على التوازي كل ما زادت المقاومة كلما قل التيار الذي يمر بالفرع. فيتم وصله ع التوازي حتى لا يؤثر على تيار الدارة.

 وعكس ذلك ينطبق على الأميتر، حيث أن الأميتر مقاومته قليلة جدا؛ ولذلك إذا ما تم وصله على التوازي، فإن التيار سوف يترك المرور بالدائرة الأساسية وسوف يمر بالفرع الذي يوضع فيه الأميتر.

ولكن ما هو السبب في ذلك؟ يمكنك أن تتخيل أنا أمامك طريقان أحدهما فارغ تقريبا والآخر مليء، بأيهما ستمر؟ الإجابة بسيطة ستمر بالطريق الأسهل. في الحقيقة هذا ما يفعله التيار تماما، فالتيار يفضل دائما أن يسلك الطريق الأسهل، ولذلك نقوم بتوصيل الجهاز ذا المقاومة الصغيرة على التوالي؛ حيث أنه لا يؤثر إلا بجزء بسيط على تيار الدائرة.

وإن الدائرة الكهربائية التي يتم فيها توصيل المكونات على التوالي، يمر فيها التيار واحدة تلو الأخرى ويطلق عليها اسم دائرة التوالي أو كذلك دائرة توصيل على التوالي.

وأما بالنسبة إلى دائرة التوازي فإن المكونات توصل فيها على التوازي (من مقاومات ومكثفات وخلافة على التوازي).

وفي الإلكترونيات يمكن أن يتم توصيل أجزاء الدائرة الكهربائية فيها، إما على التوالي أو التوازي.

حيث أنه إذا رُكبت أجزاء الدائرة على التوالي، فإنه يمر في كل منها نفس شدة التيار، وأما إذا وُصلت الأجزاء في الدائرة على التوازي، فإنه يقع على كل منها فرق الجهد نفسه، والذي يرمز له بالرمز V، وإن شدة التيار تختلف فيها من مقاومة إلى أخرى.

وفي دائرة التوالي لا بد من التأكد من صلاحية وسلامة تشغيل كل جزء في الدائرة حتى تعمل الدارة؛ حيث أنه إذا فسد مصباح واحد من المصابيح الأربعة انقطع التيار وانطفأت الدارة أيضا. أما في دائرة التوازي فإنه يكون لكل مصباح دائرته الخاصة به؛ حيث أنه إذا فسدت واحدة فإنها لا تؤثر على إضاءة الأخريات.

ويلاحظ كذلك أنه عند التوصيل علي التوالي فإن شدة التيار تكون ثابتة في أي مقطع من مقاطع الدائرة. أي أن شدة التيار قبل المقاومة تساوي شدته بعد المرور بها؛ وإن ذلك يرجع إلى أن مجموع المقاومات تجمع معا، وكذلك فإنها تؤثر بشكل مباشر على التيار الخارج من المصدر الكهربائي.
 
 هذا يعني أخيرا أن التيار الكهربائي، لا يقل بعد مروره بالمقاومة، وإن هذا هو المفهوم الخاطىء الشائع عند كثير من الدارسين.