انواع مدارهای الکتریکی

مدار الکتریکی سری، موازی، مختلط

مادامی که یک مصرف کننده به شبکه برق متصل است مدار ساده ای با چهار عنصر زیر وجود دارد. مصرف کننده – منبع تغذیه – سیم های رابط و کلید کنترل مدار الکتریکی که عموما بر روی مصرف کننده تعبیه شده است.

اما باید توجه داشته باشید که همیشه مدار تا به این حد ساده نیست. مدار می تواند بیش از یک مصرف کننده، کلید و یا منبع تغذیه داشته باشد. آن چه که اینجا مورد بحث قرار خواهد گرفت حالات مختلفی است که در مداری با بیش از یک مصرف کننده می تواند به وجود آید.

مدار الکتریکی سری

هر گاه مصرف کننده ها به گونه ای به یکدیگر متصل شوند که یک مسیر بیشتر برای عبور جریان الکتریکی ایجاد نشود، مدار الکتریکی سری تشکیل شده است (شکل ۱-۶)

مدار

شکل ۱-۶: یک مسیر برای حرکت بارهای الکتریکی وجود ندارد.

از آن جا که بارهای الکتریکی در مدار سری، اجباراً در یک مسیر جاری می شوند، در تمامی نقاط همواره مقدار آن ها ثابت است و اگر توسط آمپرمتر جریان را در نقاط مختلف مدار سری اندازه گیری کنید، با یک عدد واحد مواجه خواهید شد. اما ولتاژ در مدار سری وضعیتی کاملا متفاوت را دارا است.

در مدار سری ولتاژ بین مصرف کننده ها تقسیم می شود که این تقسیم می تواند کاملاً یکسان و یا به شکل نامساوی انجام شود. عامل تعیین کننده ولتاژ مصرف کننده ها در مدار سری، مقدار اهم آنهاست.

هر مصرف کننده که دارای اهم بیشتری باشد، ولتاژ بیشتری از منبع تغذیه را به خود تخصیص می دهد و بالعکس. یعنی کمترین ولتاژ به مصرف کننده ای می رسد که کمترین اهم را دارد (شکل ۱-۷ -A)

مدار الکتریکی

شکل (۱-۷- A): مجموع ولتاژ مصرف کننده ها همان ولتاژ کل منبع تغذیه است .

مقاومت معادل در مدار سری، مقدار قابل توجهی است که به سبب آن جریان مدار بسیار محدود می شود. مقاومت معادل از رابطه زیر محاسبه می شود:

با افزایش مصرف کننده های مدار سری مقاومت معادل مرتبا افزایش یافته و جریان مدار کاهش می یابد.

از آن جا که در مدار سری، هیچ کدام از مصرف کننده های ۲۲۰ ولتی، به ولتاژ مورد نظر خود دسترسی ندارند (قبلا اشاره شد که ولتاژ منبع بین مصرف کننده ها تقسیم می شود) و همچنین جریان مدار سری نیز به سبب بالا بودن مقاومت معادل، ناچیز است، توان مدار سری مقدار قابل توجهی نخواهد بود.

یعنی نمی توان با سری بستن مصرف کننده ها، به توان بالایی دست یافت بلکه توان حاصله از اتصال سری مصرف کننده ها، از توان هر یک از آنها به صورت جداگانه نیز کمتر خواهد بود که علت آن ذکر شد، توان کل یک مدار سری از رابطه زیر به دست می آید.

مدار الکتریکی موازی

هرگاه مطابق شکل دو و یا چند مصرف کننده به شکلی قرار گیرند که ابتدا و انتهای آنها به یکدیگر متصل گردد، مصرف کننده ها در اتصال موازی قرار گرفته اند (شکل ۱-۷-B)

مدار

شکل ۱-۷- B : اتصال موازی سه مصرف کننده

اختلاف سطح الکتریکی (ولتاژ) در مدار موازی ، توسط سیم های رابط به شاخه های مدار موازی منتقل می شود.

در مبحث بالا اشاره شد که هادی ها به واسطه داشتن سطح مقطع، طول و ضریب مقاومت مخصوص دارای اهم بوده و به نوعی مصرف کننده محسوب می شوند اما در مدار الکتریکی کوچک مانند لوازم خانگی به موجب کوتاه بودن طول هادی ها، از تلفات انرژی الکتریکی توسط آنها صرف نظر می شود به این ترتیب می توان فرض نمود که اختلاف سطح منبع تغذیه بدون تلفات به دو سر تمامی شاخه ها می رسد.

بنابراین ولتاز تمامی شاخه ها در مدار موازی، همان ولتاژ منبع تغذیه است. به عبارت دیگر اگر ۱۰ مصرف کننده به صورت موازی به یک منبع ۲۲۰ ولتی متصل شوند به همگی آن ها ولتاژ ۲۲۰ ولت خواهد رسید.

اما جریان در مدار الکتریکی موازی وضعیتی کاملا متفاوت دارد زیرا جریان کل () که از منبع جاری می شود به تعداد شاخه ها تقسیم شده و در نهایت، جریان های جاری در شاخه ها به یکدیگر پیوسته و جریان کل به منبع باز می گردد (شکل ۱-۸).

مدار الکتریکی

 

شکل ۱-۸: توزیع جریان که در شاخه های مدار موزی

مقاومت معادل در مدار موازی از کوچکترین مقاومت مدار نیز کوچک تر است و از رابطه زیر به دست می آید:

توان در مدار موازی، مجموع توان هر یک از شاخه هاست. از آن جا که شاخه ها ولتاژ منبع را دریافت نموده و مانعی برای رسیدن جریان مورد نیاز به شاخه ها وجود ندارد، توان مصرف کننده نیز قابل توجه است.

از این رو برای دستیابی به توانی بالا، اجباراً می بایست مصرف کننده ها را به شکل موازی بست.

می توان این موضوع را به شکلی دیگر نیز بررسی نمود.

مصرف کننده های الکتریکی درکشور ما به ولتاژ نامی ۲۲۰ ولت نیاز دارند و از آن جا که در مدار سری ولتاژ منبع (۲۲۰ ولت) بین مصرف کننده ها تقسیم می شود، هیچ یک از مصرف کننده ها به ولتاژ نامی خود دسترسی نخواهند داشت.

این امر به وسایل حرارتی مانند سماور و بخاری برقی آسیب جدی نمی رساند بلکه عملکردشان رضایت بخش نخواهد بود اما اگر وسایل موتوری مانند چرخ گوشت و جاروبرقی اشتباه سری بسته شوند شدید آسیب می بینند.

نتیجه آنکه تمامی مصرف کننده های ۲۲۰ ولتی، اجباراً می بایست به صورت موازی بسته شوند.

دوره های مربوط به مدار های الکتریکی و برد های الکترونیکی د رمجتمع آموزشی فنی البرز در کارگاه های مجهز توسط اساتید مجرب این مجموعه آموزش داده می شود.

انواع مدارهای الکتریکی
۵ (۱۰۰%) ۱ vote
0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

Want to join the discussion?
Feel free to contribute!

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *