كيف أتحكم في فتح وإغلاق دارة كهربائية

التحكّم بفتح الدارة وإغلاقها

تتكوّن الدارة الكهربائية البسيطة من عدّة أجزاء رئيسيّة؛ هي مصدر الطاقة، والتوصيلات، والحمل الكهربائي، والمفتاح الكهربائي الذي يوصل التيار ويفصله،^[١] إذ يُتيح التحكّم بالدارة الكهربائية سهولة إيقافها وتشغيلها عند الحاجة لذلك، حيث يتمّ فصل التيار الكهربائي لحين إصلاح الأعطال في الأجهزة ثمّ إعادة تشغيلها،^[٢] كما أنّ التحكّم بالدارة الكهربائية ضروري جداً لحمايتها من التلف أو وقوع حوادث كهربائية، فللدارة الكهربائية تيّار وجهد محدّدان، حيث يمرّ التيار بمقاومة محددة مناسبة للتيار والجهد، فإذا أصبح التيّار كبيراً جداً سيؤدّي ذلك لتحوّل جزء كبير منه إلى حرارة قد تحرق المقاومات الكهربائية وأجزاء الدارة الأخرى، ولهذا فإنّ الدارة الكهربائية تحتوي على أجهزة تحكّم تُبقي التيّار مناسباً وبمستوى آمن لباقي أجزاء الدارة الكهربائية،^[٣] وفيما يأتي ذكر لبعض الأدوات والأجهزة المستعملة في التحكّم في الدوائر الكهربائية:

للتعرف أكثر على مكونات الدارة الكهربائية يمكنك قراءة المقال مكونات الدائرة الكهربائية

المفاتيح الكهربائية

يوجد العديد من الاستخدامات للمفاتيح الكهربائية في جميع مناحي الحياة، إذ تتفاوت استخداماتها من استخدامات بسيطة كاستخداماتها اليومية في المنازل لتشغيل الأدوات الكهربائية، أو إطفاء المصابيح وإضاءتها، أو رنّ الجرس، وقد يكون استخدامها في تطبيقات تكنولوجية متطورة، مثل: تشغيل الآليات الكبيرة والرافعات، وضبط أنظمة التحكّم في الطائرات والمركبات الفضائية، وللمفاتيح الكهربائية أنواع عديدة يُمكن تصنيفها كالآتي:^[٤]

• المفاتيح اليدوية: (بالإنجليزية: Manual Switches)، وهي المفاتيح التي يُمكن التحكّم بها يدوياً من الأشخاص بكبسة واحدة لتشغيل الدارة أو إيقافها، مثل: مفاتيح المصابيح وجهاز التحكّم عن بعد الخاص بالتلفاز.
• المفاتيح الآلية: (بالإنجليزية: Automatic Switches)، وهي المفاتيح التي تُشغّل الدارة الكهربائية أو تفصلها دون أيّ تدخّل بشري، إذ يتمّ التحكّم فيها بواسطة أجهزة ميكانيكية أو كهربائية، ومثال ذلك أجهزة التنظيم الحراري (بالإنجليزية: Thermostat) في أجهزة التكييف أو غرف الاحتراق، حيث تستجيب هذه المفاتيح لدرجة الحرارة في محيطها لتشغيل أو فصل الجهاز الموصولة عليه.
• مفاتيح متعدّدة التوصيلات: (بالإنجليزية: Multi Contact Switches)، وهي نوع من المفاتيح يُستخدم للتحكّم في أكثر من دارة واحدة، أو لتحديد الدارة التي سيتمّ تشغيلها بين مجموعة من الدوائر المتّصلة، ومن أمثلتها مفتاح التحكّم المتصل بأجهزة الراديو الذي يُحدّد سماع قنوات (AM) أو (FM).

الملفّات اللولبية

تُعتبر الملفّات اللولبية (بالإنجليزية: Solenoids) إحدى أجهزة التحكّم بالدارة الكهربائية التي تستخدم الكهرومغناطيسية؛ لتوليد طاقة كهربائية وتحويلها لحركة ميكانيكية تؤدّي إلى فتح أو إغلاق توصيلات كهربائية في الدارة.^[٤]

المرحّلات الكهربائية

يُعتبر المرحّل الكهربائي (بالإنجليزية: Electrical Relays) نوع من المفاتيح الكهروميكانيكية، حيث يستخدم تيّاراً بسيطاً لخلق مجال مغناطيسي في ملف معدني يتحكّم بمفتاح ما، وبهذا يُمكن التحكّم بالتيارات الكبيرة في الدوائر الكهربائية، أو فصلها، أو التبديل بين الدوائر من خلال تيار كهربائي صغير،^[٥] ويُشار إلى أنّ مبدأ عمل المرحّل الكهربائي نفس مبدأ الملف اللولبي، إلّا أنّ المرحّل يحتوي على مكبس داخلي متحرّك يفصل التيار ويوصله.^[٤]

الصهيرة

تُعتبر الصهيرة (بالإنجليزية: Fuse) إحدى أجهزة التحكّم في التيار الكهربائي في الدارة، حيث يتمّ انصهارها لحماية الدارة الكهربائية من التيار الزائد، فعند مرور تيّار كبير خلال السلك الخاص بها ذي المساحة المقطعية الصغيرة فذلك يعني أنّ الإلكترونات المتدفقة ستواجه مقاومةً أكبر وسيتحوّل جزء كبير من هذه الطاقة لحرارة تؤدّي لانصهار السلك وبالتالي قطع التيار الكهربائي في الدارة، وكلّما قلّت المساحة المقطعية لسلك التوصيل زادت مقاومته، ومن عيوب الصهيرة أنّها تُستخدم لمرّة واحدة فقط ويجب استبدالها في كلّ مرّة تتلف فيها.^[٣]

القاطع الكهربائي

يتكوّن القاطع الكهربائي من مفتاح بسيط متصل بمغناطيس كهربائي مكوّن من قضيب حديدي داخل نابض، وعند ارتفاع التيار فوق المستوى الآمن في الدارة يزداد المجال المغناطيسي المتولّد في المغناطيس ممّا يؤدّي إلى دفع القضيب الحديدي ورفع السلك المتصل به عن باقي الدائرة لفتحها وبالتالي فصل التيار، وعلى عكس الصهيرة يُمكن استخدام القاطع الكهربائي مرّات عديدة، حيث إنّه يفتح الدارة الكهربائية في حال وصول التيار الكهربائي لمستويات غير آمنة.^[٣]

واقي الارتفاع المفاجئ للتيار

يُمرّر جهاز الوقاية من الارتفاع المفاجئ للتيّار (بالإنجليزية: Surge Protection) التيار الكهربائي إلى جميع الأجهزة الكهربائية المتصلة في الدارة، وفي حال ارتفاع الجهد الكهربائي إلى مستوى غير آمن للأجهزة المتّصلة فإنّ هذا الجهاز يُحوّل جزءاً من الكهرباء الزائدة إلى سلك التأريض.^[٣]

للتعرف أكثر على الكهرباء بشكل عام يمكنك قراءة المقال بحث عن الكهرباء

المراجع

1. ↑ "Parts of a Circuit: Lesson for Kids", study.com, Retrieved 28-6-2020. Edited.
2. ↑ "Electrical Fundamentals - Introduction to Circuit Control Devices", pdhonline.com, Retrieved 28-6-2020. Edited.
3. ^ ^{أ ب ت ث} "Controlling Current in Electric Circuits", flexbooks.ck12.org, Retrieved 28-6-2020. Edited.
4. ^ ^{أ ب ت} A. Bhatia, B.E., Electrical Fundamentals - Introduction to Circuit Control Devices, Page 22,19,2-6. Edited.
5. ↑ "www.electronics-notes.com", www.electronics-notes.com, Retrieved 28-6-2020. Edited.