آشنایی با مدار الکتریکی

آشنایی با مدار الکتریکی از اهمیت بالایی برخوردار است. کسی که تصمیم به فراگیری اطلاعات تئوری و مهارت های عملی در زمینه ی برق و الکترونیک داشته باشد قبل از هرچیز باید با مدار الکتریکی (دانلود کتاب مدار الکتریکی) آشنا شود و قطعات تشکیل دهنده ی مدار را بشناسد.

آشنایی با مدار الکتریکی پایه و اساس و پیش نیاز عیب یابی و طراحی مدار است. مدار الکتریکی شما را با مفاهیم اساسی برق و الکترونیک و انواع مدارهای الکتریکی و قطعات تشکیل دهنده ی آنها و قوانین حاکم بر مدار آشنا می سازد. درحقیقت هرچه اطلاعات یک فنی کار از مدارهای الکتریکی بیشتر باشد درک و فهم بالاتری از عملکرد مدار خواهد داشت و در تجزیه و تحلیل مدار موفق تر خواهد بود.

اجزای تشکیل دهنده مدار الکتریکی

اجزای تشکیل دهنده مدار الکتریکی ممکن است قطعات و مسیرهای زیادی برای عبور جریان وجود داشته باشد اما بطور کل هر مدار الکتریکی شامل سه جزء اصلی می باشد 1- منبع تغذیه (منبع قدرت) ۲- سیم های رسانا (مسیر عبور جریان) و ۳- مقاومت (مصرف کننده)

( در شکل – ۱) اجزای اصلی ساده ترین مدار الکتریکی را می بینید. این مدار تقریباً پایه و اساس همه ی مدارهای پیشرفته ی برقی و الکترونیکی می باشد.

منبع تغذیه

هیچ مداری بدون تغذیه کار نمی کند.برای اینکه یک مدار بتواند وظیفه ی خود را به انجام برساند نیازمند دریافت انرژی است. بطور کل در این دنیا برای انجام هر کاری باید انرژی صرف شود. به عبارت دیگر تا انرژی صرف نشود هیچ کاری انجام نمی شود. انرژی انواع مختلفی دارد که انرژی الکتریکی یکی از آنهاست.

برای فعال شدن یک مدار الکتریکی وجود یک منبع انرژی به عنوان منبع تغذیه الزامی است. حال این منبع تغذیه می تواند برق شهر باشد یا باطری یا هر مولد و مبدل دیگری. از آنجا که منبع تغذیه یک مدار مشترک و عمومی در اکثر مدارهاست از اهمیت ویژه ای برخوردار است مخصوصاً منابع تغذیه ی سوییچینگ که امروزه در بسیاری از تجهیزات و لوازم برقی مانند شارژرها و آداپتورها و دستگاه های صوتی و تصویری و… به کار می رود.

سیم های رسانا

سیم های رسانا یکی از  اجزای اصلی یک مدار الکتریکی را تشکیل می دهند که از آنها برای ارتباط قسمت های مختلف یک یا چند مدار استفاده می شود. در مدارهای الکترونیکی به جای سیم از مسیرهای ارتباطی مسی، طلایی یا هر رسانای دیگر برای عبور جریان الکتریکی بر روی فیبر مدار چاپی استفاده می شود.

نکته: سیم های رسانا معمولاً دارای مقاومت اهمی بسیار ناچیزی می باشند. برتری سیم های مسی نسبت به سیم های آلومینیومی و درکل میزان رسانایی هر ماده به خاطر وجود یک مقاومت ذاتی در مواد می باشد که به آن مقاومت مخصوص می گویند. (مقاومت مخصوص کمیتی است که بیانگر کیفیت رسانایی ماده می باشد. به عبارت دیگر مقاومت مخصوص بیانگر مقاومت هر ماده در برابر عبور جریان الکتریکی است.)

نکته: سیم های رسانا علاوه بر مقاومت مخصوص دارای مقاومت القایی (مقاومت سلفی) نیز می باشند.

مقاومت یا مصرف کننده

مقاومت، یک قطعه ی پرکاربرد الکترونیکی است اما در مدار الکتریکی منظور از مقاومت، مصرف کننده می باشد چراکه همه ی مصرف کننده ها نظیر بوق و چراغ و الکتروموتور و… یک مقاومت محسوب می شوند (حتی سیم های رسانا نیز به نوعی مقاومت هستند).

وظیفه ی مقاومت کاهش ولتاژ، تقسیم ولتاژ و محدود کردن جریان است و وظیفه ی مصرف کننده انجام یک کار بخصوص می باشد مثلاً بوق یا آژیر تولید صدا می کند و الکتروموتور تولید انرژی مکانیکی و مقاومت نیز همانطور که گفته شد انرژی الکتریکی یعنی ولتاژ و جریان را بصورت حرارت تلف می کند.

درحقیقت مقاومت با مصرف توان الکتریکی، انرژی حرارتی تولید می کند. بنابراین همه ی مقاومت ها را می توان مولد انرژی دانست یا به عبارت بهتر همه ی مقاومتها مبدل انرژی هستند چراکه انرژی الکتریکی را می گیرند و آن را به انرژی حرارتی، صوتی، تابشی، مکانیکی و… تبدیل می کنند.

مدار باز و مدار بسته

دریک مدار، مصرف کننده وقتی فعال می شود که مدار بسته شود و جریان در مدار جاری گردد. چنانچه دستور فعال شدن مصرف کننده صادر شود اما مدار روشن نشود بطور کل دلیل آن جاری نشدن جریان الکتریکی است و عواملی که موجب جاری نشدن جریان می شوند عبارتند از:

 1- بسته نشدن مدار، که در این حالت ایراد از خرابی قطعات و یا وجود قطعی در مدار است.

2- ایراد در تغذیه ی مدار، که در این صورت حتی اگر مدار بسته هم شود جریان جاری نخواهد شد چراکه تا ولتاژ نباشد جریان الکتریکی به وجود نخواهد آمد به عبارت ساده وجود اختلاف سطح الکتریکی (ولتاژ)، عامل  حرکت الکترون ها (جاری شدن جریان) است.  به غیر از این دو حالت، حالت سومی نیز وجود دارد که وجود مقاومت بیش از حد در مدار است.

وجود مقاومت در مدار

مداری که دارای مقاومت غیرطبیعی باشد معیوب محسوب می شود. این مقاومت معمولاً الکتریکی است اما می تواند مکانیکی هم باشد. در مداری که دارای مقاومت الکتریکی است اگر ولتاژ وجود داشته باشد، جریان جاری می شود اما مقدار جریان به اندازه ی کافی نخواهد بود و عملکرد مدار با مشکل مواجه خواهد شد. مقاومت الکتریکی معمولاً دراثر اتصال ناقص به وجود می آید.

مقاومت مکانیکی معمولاً در مدارهای دارای الکتروموتور به وجود می آید. وجود مقاومت مکانیکی منجر به ایجاد اصطکاک و مانع در برابر چرخش و دوران موتورهای الکتریکی خواهد شد. در این حالت جریان زیادی مصرف می شود و تقریباً همه ی این جریان بصورت گرما هدر می رود.