طرق التوصيل الكهربائي

الدارات المكوّنة من بطارية واحدة وحِمل واحد عادةً ما يكون من السهل جداً دراستها، لكنه لمن الصّعب أن نستخدمها في كل التطبيقات!

195- طرق التوصيل الكهربائي
--------

تحدثنا فيما سبق عن فرق الكمون وشدة التيار، أما اليوم فسيكون موضوعنا طرق التوصيل الكهربائي..

الدارات المكوّنة من بطارية واحدة (منبع جهد) وحِمل واحد عادةً ما يكون من السهل جداً دراستها، لكنه لمن الصّعب أن نستخدمها في كل التطبيقات فمثلاً في المدينة بالطّبع لن يكُون لدينا لكلّ مصباح محطة توليد خاصّة بِه وإلّا لن تَجد مكاناً تقرأُ فيه مقالنا هذا..

في الواقِع لدينا طريقتين رئيسيتين في الوصل الكهربائي وأوّلهما هو الدارة التسلسلية، كمثال للتسلسل لدينا الشكل الموضوع بالصورة ففيه نحن نملك ثلاث مقاومات نهاية الأولى هي بداية الثانية ونهاية الثانية هي بداية الثالثة، الخاصية المميِّزة لهذه الدارة هي أنّه لا يوجد إلا طريق واحد يسلكه الإلكترون من 4 إلى 3 ثمّ 2 ف1...

الآن انظر للنوع على الطرف المقابل هو الوصل التفرّعي، مرّةً أخرى نحن لدينا ثلاث مقاومات ولكِن هذه المرّة هناك أكثر من طريق متتابع للإلكترونات حتى تسلكه، طريقها الأول من 8 إلى 7 ثمّ 2 ف 1..
طريقها الثاني هو من 8 إلى 7 إلى 6 ثمّ 3 ف 2 ف 1...
طريقها الثالث هو من 8 إلى 7 إلى 6 إلى 5 ثمّ 4 ف 3 ف 2 وأخيراً 1...

وكل طريق من هذه الثلاثة طرق يدعى فرع فيما بين طرفي حمله، وذلك لأن الإلكترون الواحد يسلك واحداً من هذه الطرق..

عموماً فنحن نرى أنّه وطبقاً لما تعلمناه المقال السابق فيمكننا توقّع ما سيحدث للتوتر والشدّة طبقاً لتعريف كل منهما في كل دارة من هاتين الدارتين..

وسنبدأ الأمر بتخيل كرةٍ نرميها من الطابق الأخير لبناءٍ ما ليمسكها أحدٌ من شرفة الطابق ما قبل الأخير ليمتص طاقتها الحركية الناتجة عن تحول الطاقة الكامنة بين نقطة الرمي ونقطة التناول، ثم يرميها صديقنا هذا بدوره نحو الأرض فنجد أن الكرة قد سببت انغرازاً بسيطاً في في الطين #مثلاً، ونعيد التجربة ولكن دون الشخص في الطابق ما قبل الأخير فسنجد الأثر الذي تحدثه الكرة بالأرض أكبر وقعاً من السابق لأن طاقته الحركية لم يمتصها أحد قبل الأرض،
على ذات النهج فكنا نعلم أن الإلكترونات تسري من الكمون المنخفض (على الفرض الدائم أن شحنة الاختبار موجبة) إلى الكمون المرتفع، فهي تملك طاقةً كامنة تدفعها تجاه القطب الموجب وكما تعلمنا فإن كمون نقطة A قبل الحمل لا يساوي كمون تلك B التي بعد الحمل فبالتالي وبما أن نهاية الحمل الأول مربوطة بالثاني وعلى التوالي فإن الإلكترون كلّما مرّ من أحد الأحمال ستتناقص طاقته الكامنة مما يؤدي لتوزع فرق الكمون بين طرفي المولد على الأحمال كلها، أما بالنسبة للوصل التفرّعي فإن الكمون عند النقاط الموصولة عند الجذع الرئيس السالب متساوي، وبالتالي فإن فرق الكمون بين الجذعين ثابت في كل نقطة بداية للأفرع وبالتالي فإن فرق الكمون المطبق على الأحمال الثلاثة هو ذاته، أما بالنسبة لشدة التيار فهو أمر واضح وبسيط فعدد الإلكترونات المارة بالحمل الأول والثاني والثالث هو ذاته بالوصل التسلسلي أما بالوصل التفرعي فكل إلكترون يسلك فرعاً بالتالي كل فرع له نصيبه من شدة التيار..

الوصل التسلسلي وصل مُستخدم في بعض التطبيقات كأنظمة الحماية من الحرائق، لأن لوحاتها تستفيد منه عبر إعطاء إنذار بأن أحد الحساسات قد تعطل، وذلك لأن الدارة إذا اتقطعت بحساس ما ستنقطع بالآخرين وستنقطع عن #الريليه ولنفس السبب لا تستخدم في المنازل لأنه إذا تعطل مصباح ما سيؤدي لانقطاع التيار عن المنزل كله، ويستخدم التفرعي لتفادي هذه المعضلة وللحصول على شدة تيار أعلى..

إعداد: آلان ياسر شلغين.
#فيزيائي
#الفيزياء_للجميع
تمت الاستفادة من المرجع:
https://goo.gl/YcIE4n