قبل أي حل، يجب أن تقرأ الرسم. الدائرة الكهربائية لغة رموز، ومن يعرف معنى كل خط ورمز يحل المسألة بنصف المجهود.
ما الدائرة الكهربائية؟
الدائرة الكهربائية ليست إلا مجموعة عناصر مختلفة تُرسم برموز متفق عليها. ويبدأ المدرب بأبسط شكل لها، ويؤكد أهمية فهمها لكل من يدرس الهندسة الكهربائية.
العناصر الأربعة الأساسية
1) المصدر: في التيار المستمر يُرسم بإشارتي (+) و(−)، أو بالرمز البسيط: خطان متوازيان أحدهما طويل (الموجب) والآخر قصير (السالب)، كالبطارية. وينبّه المدرب إلى أن الرمز الذي ظهر في الشريحة كان لمصدر متردد، وهذا خطأ صغير لأن المثال عن التيار المستمر.
2) المقاومة: تُرسم بخط متعرّج (Zigzag)، وفي بعض الكتب تُرسم مستطيلًا، والمعنى واحد.
3) الأسلاك (الموصلات): الخطوط الواصلة بين المصدر والمقاومة. ونفترض دائمًا في تحليل الدوائر أن مقاومة الأسلاك صفر.
4) الحِمل: مثل مصباح قدرته 100 واط.
| العنصر | الرمز الشائع | ملاحظة |
|---|---|---|
| بطارية / مصدر DC | خط طويل وخط قصير | الطويل هو الموجب |
| مصدر AC | دائرة بداخلها موجة ~ | للتيار المتردد |
| مقاومة | خط متعرج أو مستطيل | النظامان الأمريكي والأوروبي |
| سلك | خط مستقيم | مقاومته تُعتبر صفرًا |
| مصباح | دائرة بداخلها علامة × | حِمل |
عمود «الرمز الشائع» لمصدر AC والمصباح إضافة منّا لإكمال الجدول، لأن الشكل الأصلي في الفيديو غير متاح.
صيغ القدرة الثلاث (مشتقة من قانون أوم)
نبدأ من P = V × I، ونعرف من قانون أوم أن V = I × R.
بالتعويض عن V: P = (I × R) × I ← P = I² × R
وبالتعويض عن I = V/R: P = V × (V/R) ← P = V² ÷ R
أي صيغة نستخدم؟ انظر إلى المعطيات في المسألة، واختر الصيغة التي تحتوي المعطيات والمجهول معًا.
مثال محلول من المحاضرة
المعطيات: مصباح قدرته 100 واط موصل بمصدر مستمر جهده 115 فولت. المطلوب: مقاومة المصباح.
اختيار الصيغة: P = VI لا تحوي R، وP = I²R تحتاج التيار وهو غير معطى، إذن نستخدم P = V²/R.
R = V² ÷ P = 115² ÷ 100 = 13225 ÷ 100 = 132.25 Ω
الرقم النهائي حسبناه نحن من معطيات المحاضرة؛ ولاحظ أن مقاومة فتيلة المصباح الحقيقية وهي باردة أقل بكثير من هذه القيمة التي تمثل حالة التشغيل.
وإذا أردت أن ترى هذه الرموز في مخططات تمديدات حقيقية، فدورة أساسيات كهرباء المنازل مكان مناسب للبدء.
الخلاصة
- الدائرة البسيطة: مصدر + أسلاك + حِمل (مقاومة).
- مقاومة الأسلاك تُعتبر صفرًا في التحليل.
- صيغ القدرة الثلاث: P=VI، P=I²R، P=V²/R.
- اختر الصيغة حسب المعطيات والمطلوب.
أسئلة شائعة
ما مكونات الدائرة الكهربائية البسيطة؟
مصدر جهد، وأسلاك توصيل، وحِمل (مثل مقاومة أو مصباح)، وغالبًا مفتاح للتحكم.
أي خط في رمز البطارية هو الموجب؟
الخط الأطول هو القطب الموجب.
كيف أعرف أي صيغة قدرة أستخدم؟
اختر الصيغة التي تحتوي على المعطيين والمجهول معًا.
تعمّق أكثر مع دورات المهندس فهد رفاعي
دورات مرتبطة مباشرة بموضوع هذا المقال:
أساسيات كهرباء المنازل
مدخل عملي لكهرباء المباني السكنية: الجهد والتيار والأحمال، ومكونات التمديدات واللوحات، وقواعد السلامة الأساسية.
المصدر: المحاضرة 5: تطبيقات قانون أوم والمقاومة للمدرب فهد رفاعي. الفقرات المعلّمة بـ«إضافة هندسية للتوضيح» شرح إضافي ليس من نص المحاضرة.