دارة التوالي أو التوازي

الدائرة الكهربائية التي توصل مكوناتها على التوالي ، أي يمر فيها التيار واحدة تلو الأخرى تسمى دارة التوالي أو دائرة توصيل على التوالي ، و دارة التوازي توصل فيها المكونات من مقاومات ومكثفات وخلافة على التوازي .
في الإلكترونيات يمكن توصيل أجزاء الدائرة الكهربائية إما على التوالي أو التوازي . فإذا رُكبت الأجزاء عل التوالي يمر في كل منها نفس شدة التيار I ، وإذا وُصلت الأجزاء على التوازي يقع على كل منها نفس فرق الجهد V وتختلف شدة التيار فيها من مقاومة إلى أخرى .
محتويات
مثال[عدل]
تصور دائرة كهربائية بسيطة مكونة من من أربعة مصابيح و بطارية 6 فولت . فإذا وصلنا البطارية بسلك وبأحد المصابيح ومن المصباح الأول إلى المصباح الذي يليه ثم بالمصباح الذي يليه وهكذا حتي نعود إلى البطارية مكونين دورة واحدة تسمى تلك الدائرة دارة التوالي . أما إذا وصلنا كل مصباح على حدة بطرفي البطارية نقول أن المصابيح موصلة على التوازي . وعند تركيب الأربعة مصابيح على التوالي يمر في كل مصباح نفس التيار الكهربائي ، وينخفض فرق الجهد عبر كل مصباح 5و1 فولت ، وإذا وصلنا الأربعة مصابيح على التوازي مر في كل منها جزءا من التيار ويكون مجموع أجزاء التيارات مساويا لتيار البطارية ، بينما يبلغ فرق الجهد عبر كل مصباح فولت .
في دارة التوالي لا بد من سلامة تشغيل كل جزء في الدارة حتى تعمل الدارة ، فإذا فسد مصباح من المصابيح الأربع انقطع التيار وانطفأت الدارة . أما في دارة التوازي يكون لكل مصباح دائرته الخاصة به ، فإذا فسدت واحدة لم تؤثر على إضاءة الأخريات. يلاحظ ايضا انه عند التوصيل علي التوالي تكون شدة التيار ثابتة في اي مقطع من الدائرة اي ان شدة التيار قبل المقاومة = شدته بعد المرور بها و يرجع ذلك الي ان مجموع المقاومات تجمع معا و تؤثر مباشرة علي التيار الخارج من المصدر الكهربي و هذا يعني ان التيار لا يقل بعد مروره بالمقامة و هو المفهوم الخطأ الشائع عند كثير من الدارسين .
دائرة التوصيل على التوالي[عدل]
يسير التيار في دائرة التوصيل على التوالي بنفس الشدة . أي أن شدة التيار في كل عضو في الدائرة هي نفسها ولا تتغير .
توصيل المقاومات على التوالى[عدل]
توصيل الملفات على التوالى[عدل]
ينطبق نفس القانون على المستحثات - كما تسمى ملفات - حيث الحث الكلي يساوي مجموع كل مستحث عند توصيلهم على التوالي .
إلا أنه في حالة المستحثات يصعب منع تأثير كل مستحث على المستحث المجاور له ، ذلك لأن المجال المغناطيسي لكل منهما يؤثر على الآخر . ويسمى هذا التأثير بالحث المتبادل ، ويرمز له بالرمز (mutual inductance (M .
توصيل المكثفات على التوالى[عدل]
ينطبق القانون على مقلوب المكثفات. أي أن المكثف المكافئ لمجموعة مكثفات موصلة على التوالي تساوي مجموع مقلوب كل منهم :
- .
ويكون الجهد الكهربي الكلي عبر مجموع المكثفات مساويا للجهد الكهربي عبر الواحد منهم . وكثيرا ما توصل مكثفات ذات سعة متساوية بغرض تقسيم الجهد بالتساوي بينهم . ويتبعون بذلك قانون أوم :
- :
حيث:
V الجهد الكهربائي
R المقاومة
دائرة التوصيل على التوازي[عدل]
عند توصيل عنصرين أو أكثر في دائرة كهربائية على التوازي يقع على كل عنصر نفس فرق الجهد الكهربائي. ان فرق الجهد واحد على طرفي جميع المقاومات
توصيل المقاومات على التوازي[عدل]
يقع على كل مقاومة عندالتوصيل على التوازي نفس فرق الجهد . وتكون شدة التيار الكلي I في الدائرة تساوي مجموع شدة التيارات المارة في كل مقاومة . ويمكن تعيين شدة التيار المارة في كل مقاومة باستخدام قانون أوم .
- .
لتعيين المقاومة المكافئة لمجموعة المقاومات الموصلة على التوازي ، تقوم بجمع مقلوبات المقاومات ، ونعين بذلك مقلوب المقاومة المكافئة :
- .
ولتعيين شدة التيار في أحد المقاومات ، نستعمل قانون أوم :
- .
ومن الواضح أن المقاومات تجزئ التيار المار بكل منها وذلك بحسب مقلوب مقاومتها . بذلك نحصل في حالة المقاومتين :
- .
تتميز دائرة المصابيح المستعملة في البيوت والمباني بأنها موصلة على التوازي . فإذا احترقت إحدي المصابيح انطفات بمفردها من دون تنطفئ جميع المصابيح في الدائر ، كما يحدث لو وُصلت المصابيح على التوالي.
توصيل الملفات على التوازي[عدل]
كما في حالة المقاومات تنطبق نفس طريقة لحساب الحث المكافئ حيث يساوي مجموع مقلوبات المستحثات :
- .
وفي حالة وقوع كل مستحث (أي ملف) قريب ً من المجال المغناطيسي للآخرين فلا تنطبق طريقة الحساب هذه بسبب التأثير المتبادل بينهم . فإذا اعتبرنا M الحث المتبادل بين اثنين من الملفات ، يصبح المستحث المكافئ :
If
وتكون إشارة معتمدة على طريقة تأثير المجال المغناطيسي بينهم . وفي حالة ملفين متساويين متجاورين تماما ً يكون الحث الكلي لهما مساويا لحث الواحد منهما. وإذا انعكست القطبية الكهربية polarity لأحدهما بحيث تصبح M سالبة ، يصبح الحث المكافئ قريبا من الصفر ، أي يختفي الحث الناتج عنهما . وقد اعتبرنا في حالة القرب المباشر بين الملفين أن تكون M مساوية L. ولكن في حالة عدم تساوي حث الملفين فقد تحدث حالة توصيل بينهما مقترنة بدورة تيار شديد في القيمة السالبة والموجبة للحث المتبادل M مما يسبب مشاكل في الدائرة الكهربية .
توصيل المكثفات على التوازي[عدل]
سعة المكثف المكافئة تساوي مجموع سعة المكثفات في دائرة التوصيل على التوازي .
- .
ويكون الجهد الكهربائي الواقع على طرفي مجموعة المكثفات الموصولة على التوازي مساويا لأقل فرق جهد لواحد منهم .