مدار الکتریکی چیست

مدار چیست و شناخت آن چه کمکی به درک بهتر مفاهیم الکترونیکی می‌کند؟ کسانی که در حال تحصیل در رشته برق ‏الکترونیک هستند یا به این حوزه علاقه دارند ممکن است با این سؤال در ذهنشان مواجه شوند. در این مطلب آوازک ‏درباره مدار و انواع آن نکاتی که باید بدانید را ارائه کرده‌ایم، تا شناخت بیشتری نسبت به این نسل از تجهیزات ‏الکترونیکی داشته باشید.‏

تعریف مدار الکتریکی به زبان ساده

مدار الکتریکی به مسیر بسته‌ای گفته می‌شود که در آن الکترون‌ها برای تولید جریان الکتریکی در حال حرکت هستند. در ‏واقع، کار اصلی مدار‌های الکتریکی فراهم کردن یک مسیر مناسب برای جریان الکتریکی است. تمام مدارهای الکتریکی ‏یک نقطه شروع و یک نقطه پایان دارند؛ یعنی برای کار کردن مدار باید یک شکل حلقه مانند تشکیل شود. ‏
موقع بررسی مدارهای الکتریکی با واژه‌ای تحت عنوان مدار الکترونیکی نیز مواجه می‌شوید. باید این موضوع را در ‏نظر داشته باشید که اگرچه تعریف این دو مدار با هم یکسان است؛ اما معمولاً مدار‌های الکترونیکی مدار‌هایی با ولتاژ ‏پایین هستند و کاربرد متفاوتی نسبت به مدارهای الکتریکی دارند.‏

بررسی اجزای مدار الکتریکی

‏ برای پاسخ دادن به سوال مدار الکتریکی چیست، شناخت اجزای مدار نیز ضروری خواهد بود. مدار الکتریکی ساده، ‏یک نمونه ساده از این نوع از تجهیزات الکترونیکی است. این نوع از مدارها اغلب در تجهیزات اتوماسیون صنعتی ‏استفاده می‌شوند و متشکل از باتری و لامپ هستند. ‏

اجزای مدار الکتریکی ساده شامل یک مسیر حلقه‌ای کامل و بسته هستند که برای عبور دادن جریان الکتریکی طراحی ‏شده. در این نوع از مدارها، این امکان نیز در نظر گرفته شده که جریان از باتری به لامپ و برعکس از لامپ به باتری ‏برود. رسم مدار الکتریکی ساده است و افراد مبتدی در زمینه الکترونیک نیز می‌توانند به راحتی ساختار این مدارها را ‏متوجه شوند.‏
سه جز اصلی که در مدارهای الکتریکی وجود دارد شامل منبع تأمین‌کننده انرژی الکتریکی مورد نیاز مدار، یک دستگاه ‏و یک حلقه بسته از جنس مواد رسانا باشد و بار یا همان مقاومت است. مسیر رسانا یا حلقه مدار نیز مسیری است که ‏جریان از طریق آن عبور می‌کند. ‏
این مسیر‌ دارای نقطه شروع ( منبع ولتاژ) است. در این مسیر، جریان شروع شده از منبع ولتاژ از بار مدار عبور کرده ‏و مجدد به منبع ولتاژ برمی‌گردد. جریان ایجاد شده در این مسیر یک طرفه است و از سمت منفی منبع ولتاژ شروع شده و ‏به سمت مثبت منبع ولتاژ ختم خواهد شد.‏

قسمت‌های مدار الکتریکی

به طور کلی یک مدار الکتریکی از قسمت‌های مختلفی تشکیل می‌شود که مهم‌ترین آن‌ها عبارتند از:‏
منبع تغذیه
‏ منبع تغذیه قطعه‌ای محرک است که به عنوان تغذیه کننده کل مدار نیز شناخته می‌شود. از جمله منابع تغذیه‌های رایج ‏می‌توان به باتری اشاره کرد.‏
سیم‌های رابط
سیم‌های ارتباط دهنده مدار که شامل یک ماده رسانای الکتریسیته مانند مس هستند، به عنوان سیم‌های رابط مدار الکتریکی ‏شناخته می‌شوند.‏
مصرف گر و بار
المان‌هایی مانند بار نیز در مدار وجود دارند و یک حلقه بسته را ایجاد می‌کنند. این حلقه تنها در زمانی که جریان بار ‏قرار باشد وجود خواهد داشت.‏
بار همان قسمتی از مدار الکتریکی است که از جریان برق استفاده می‌کند. در واقع، یک مدار الکتریکی، نشان‌دهنده ‏میزان مقاومت در برابر جریان الکترون موجود است. منبع تأمین‌کننده انرژی مورد نیاز مدار می‌تواند یک باتری در نظر ‏گرفته شود. باتری موجب می‌شود تا جریان در مدار مورد نظر حرکت داشته باشد.‏

سایر المان‌های مدار الکتریکی
دیود، مقاومت و خازن‌ها از دیگر اجزای تشکیل دهنده مدار الکتریکی هستند.‏

 

‏ شناخت مدار الکتریکی بسته و باز

مدار‌های الکتریکی دارای دو نوع هستند. مدارهای الکتریکی باز و مدارهای الکتریکی بسته. مدار الکتریکی کامل از یک ‏حلقه تشکیل می‌شوند که الکترون‌ها در آن جریان دارند. این نوع از مدارهای الکتریکی که حلقه جریان آن‌ها کامل و بدون ‏نقص است، مدار الکتریکی بسته گفته می‌شود.‏
برخی از مواقع عوامل خارجی یا داخلی موجب قطع شدن قسمتی از مدار می‌شوند و جریان الکترون‌های در حال گردش ‏را مختل می‌کنند. در این شرایط به مدارهای الکتریکی که فاقد بار هستند اتصال کوتاه یا مدار باز گفته می‌شود. در این ‏نوع از مدارها احتمال دارد که جریان مدار در سطوح خطراتی جریان داشته باشد و موجب آسیب وارد شدن به قطعات ‏الکترونیکی، آتش‌سوزی و… شود. ‏

انواع مدار الکتریکی

مدارهای الکتریکی که در تجهیزات الکترونیکی و لوازم‌خانگی استفاده می‌شود در دو دسته کلی قرار می‌گیرند. در ادامه ‏این دو نوع از مدار الکتریکی را برای شناخت بیشتر معرفی کرده‌ایم.‏

‏1)مدار‌های سری

مدار‌های سری از چند قطعه تشکیل می‌شوند. این قطعات به صورت منظم و یکی بعد از دیگری در یک مدار قرار ‏می‌گیرند. این قطعات دارای ولتاژهای مختلف بوده و جریان مدار در آن‌ها به صورت یکسان و ثبت است. ‏
با توجه به اینکه قطعات این مدارها به صورت پیوسته به هم وصل می‌شوند، همین موضوع موجب شده که خرابی یک ‏قطعه موجب آسیب به سایر قطعات شود؛ یعنی در صورتی که سه لامپ را به صورت سری در یک مدار الکتریکی با ‏کمک هویه و لحیم و… به هم وصل کنید، در صورتی که یکی از لامپ‌ها خراب شده باشد و روشن نشود، لامپ‌های دیگر ‏نیز روشن نخواهد شد.‏
با توجه به اینکه طراحی به هم پیوسته قطعات مدارهای الکترونیکی سری در نگاه اول اشتباه به نظر می‌رسد، اما باید این ‏موضوع را در نظر داشته باشید که این طراحی با هدف وجود یک مسیر ثبات بهینه برای انتقال الکترون‌ها در نظر گرفته ‏شده.‏

‏2)مدار‌های موازی

یکی دیگر از نمونه‌های مدارهای الکتریکی مدارهای موازی محسوب می‌شوند. در این نوع از مدارها، نحوه چینش ‏قطعات به نحوی است که یک منبع انرژی جریان الکتریکی برای تامین انرژی در نظر گرفته شده و ولتاژ در بخش‌های ‏مختلف مدار یکسان است. ‏
با وجود این شرایط، هر کدام از قطعات مدار جریان‌های متفاوتی را دریافت می‌کنند و در صورتی خرابی هر کدام از این ‏قطعات، سایر اجزا دچار مشکل نخواهند شد و می‌توانند به کار خودشان را ادامه دهند؛ یعنی در صورتی که اگر دو لامپ ‏موازی را به هم وصل کنید، خرابی یکی از آن‌ها موجب از کار افتادن دیگری نمی‌شود.‏
برای شناخت بهتر عملکرد این مدارها نیاز است که ابتدا پاسخ سوال ولت متر چگونه در مدار قرار می‌گیرد؟ را پیدا کنید. ‏سپس می‌توانید با کمک این ابزار شدت جریان را در مدارهای موازی و سری اندازه گرفته و عملکرد این تجهیزات ‏الکترونیکی را دقیق‌تر با هم مقایسه کنید.‏

جهت حرکت برق چگونه است؟

برق و جریان الکتریکی همیشه از پایه مثبت به پایه منفی حرکت می‌کنند و حرکت الکترون‌ها خلاف این است و از پایه ‏منفی به پایه مثبت می‌روند؛ یعنی جریان الکتریسیته از ترمینال مثبت (+) یک باتری به سمت ترمینال منفی (-) حرکت ‏می‌کند و جهت حرکت جریان در مدار در واقع جهت حرکت الکترون‌ها است.‏

کاربردهای مدار الکتریکی

پس از اینکه رسم مدار الکتریکی ساده را توجه شدید و اجزای این قطعه را شناختید، نوبت به این می‌رسد که با ‏کاربردهای مدار نیز آشنا شوید. مدارهای الکتریکی بخش مهمی از قطعات و لوازم برقی خانگی و تجهیزات الکترونیکی ‏صنعتی را تشکیل می‌دهند. حتی در میکروپروسسورهایی مانند سی پی یو نیز که نیاز به محاسبات پیچیده وجود دارد، ‏مدارهای الکتریکی نقش مهمی بر عهده دارند.‏

سخن پایانی

مدارهای الکتریکی به عنوان یکی از اجزای مهم تجهیزات الکترونیکی شناخته می‌شود. برای ساختن مدارهای موازی و ‏سری نیاز به وسایلی مانند هویه، مولتی متر و… خواهید داشت. با کمک این محصولات و مواردی مانند سیم لحیم و ‏نقشه‌هایی که دارید می‌توانید مدارهای الکتریکی ساده را طراحی کرده و با ساختار این اجزای الکترونیکی بیشتر آشنا ‏شوید.‏
برای خرید کلیه تجهیزات الکترونیکی جهت راه‌اندازی مدارهای مختلف، طراحی بردهای الکترونیکی و… می‌توانید از تیم ‏متخصص آوازک کمک بگیرید.‏

سؤالات متداول+ جواب
ترانس چیست؟
ترانس‌ها یا مبدل‌ها دستگاه‌هایی هستند که توانایی تبدیل یک مقدار به مقدار دیگر را دارند. در واقع، ترانس‌ها قابلیت تبدیل ‏جریان با انرژی کم و ولتاژ بالا به جریان با انرژی بالا و ولتاژ کم را دارند و با ورودی بسیار کم می‌توانید انتظار ‏بیشترین بازدهی را از آن‌ها داشته باشید.‏
مقاومت الکتریکی چیست؟
به هر قطعه‌ای در مقابل عبور جریان الکتریکی از خودش مخالفت نشان دهد، مقاومت الکتریکی می‌گویند. مقاومت ‏الکتریکی با حرف ‏R‏ که از کلمه ‏Resistor‏ گرفته شده است نشان داده می‌شود و واحد اندازه‌گیری آن اهم است که ‏برای آن علامت ‏Ω‏ در نظر گرفته شده.‏