نظرة عامة حول طريقة التوصيل على التوالي وعلى التوازي
تعرف المقاومات (بالإنجليزية: Resistors) بأنها تلك العناصر من الدارة الكهربائية التي تحد من تدفق الشحنة عبرها، ووفق قانون أوم يمكن حساب قيمتها وفقاً للعلاقة الآتية: المقاومة الكهربائية = الجهد الكهربائي/التيار الكهربائي، وتحتوي معظم الدوائر الكهربائية على أكثر من مقاومة واحدة، والتي يمكن توصيلها بطريقتين مختلفتين هما: إما على التوالي (بالإنجليزية: Series)، أو على التوازي (بالإنجليزية: Parallel)، وعند وجود أكثر من مقاومة في الدارة فإن التيار الذي توفّره البطارية يعتمد على المقاومة المكافئة للدارة الكهربائية.[١]
التوصيل على التوالي
عند توصيل المقاومات على التوالي فإن ذلك يعني أن التيار يخرج من المقاومة الأول ليدخل إلى المقاومة التي تليها، أي أن الطرف الثاني للمقاومة الأولى يتصل بالطرف الأول للمقاومة الثانية، والطرف الثاني للمقاومة الثانية يتصل بالطرف الأول للمقاومة الثالثة، وهكذا، لذلك فإن التيار المار في كل المقاومات هو نفسه، ولا يوجد له مسار آخر للمرور عبره في الدارة الكهربائية.[١][٢]
التوصيل على التوالي
عند توصيل المقاومات على التوازي، فإنه يتم توصيل جميع الأطراف اليمنى للمقاومات معاً، وجميع أطرافها السفلى معاً، لتتساوى المقاومات نتيجة لذلك في فرق الجهد بين طرفيها، مع اختلاف قيمة كل تيار مار فيها، لأن التيار في هذا النوع من الدارات له أكثر من مسار يمكنه المرور عبره، ولكن وفي المقابل يكون مجموع التيارات المارة في كل مقاومة على حدة يساوي مجموع التيار الداخل إلى كل المقاومات الموصولة على التوازي معاً، ويعتمد التيار المار في كل مقاومة في قيمته على قيمة كل مقاومة.[١][٢]
كيفية حساب المقاومة المكافئة
قوانين حساب المقاومة المكافئة
تعتمد المقاومة المكافئة لمجموعة من المقاومات في الدارة الكهربائية على قيمها الفردية وعلى طريقة توصيلها معاً،[١] وبشكل عام يمكن حساب المقاومة المكافئة للدارات الموصولة على التوالي عن طريق جمع قيمها معاً فقط، أي:[٣]
- المقاومة المكافئة = المقاومة الأولى+ المقاومة الثانية+المقاومة الثالثة ...........
يمكن حساب المقاومة المكافئة للدارات الموصولة على التوازي عن طريق اتباع القانون الآتي:
- 1/المقاومة المكافئة = 1/المقاومة الأولى+ 1/المقاومة الثانية+1/المقاومة الثالثة ...........
أمثلة على حساب المقاومة المكافئة
بحاجة أمثلة أخرى
احسب المقاومة المكافئة للدارة الآتية، علمًا بأن المقاومة التي في الأعلى قيمتها 11 أوم:[٣]
لحساب المقاومة المكافئة لهذه الدارة يجب أولاً حساب المقاومة المكافئة للمقاومات الموصولة على التوالي لتبسيط الدارة، وهما:
المقاومة المكافئة للمقاومتين (5،1) = 5+1 = 6 أوم.
المقاومة المكافئة للمقاومتين (7،3) = 7+3 = 10 أوم.
لتصبح الدارة كما يلي:
حساب المقاومة المكافئة للمقاومات الموصولة على التوازي من الناحية اليمنى، وهما (12،6)، لينتج أن: 1/المقاومة المكافئة = 1/12+1/6 = 1/4، ومنه المقاومة المكافئة = 4 أوم، لتصبح الدارة كما يلي:
حساب المقاومة المكافئة للمقاومات الموصولة على التوالي من اليمين، وهما: المقاومة المكافئة للمقاومتين (11،4) = 11+4 = 15 أوم.
حساب المقاومة المكافئة للمقاومتين المتبقيتين والموصولتين على التوازي، وهما (15، 10)، لينتج أن: 1/المقاومة المكافئة = 1/15+1/10 = 1/6، ومنه المقاومة المكافئة = 6 أوم، وهي قيمة المقاومة المكافئة لجميع المقاومات في الدارة هذه.
الفرق بي التوصيل على التوالي والتوصيل على التوازي
يكمن الاختلاف بين طريقتي التوصيل على التوالي والتوصيل على التوازي في الأمور الأساسية الآتية:[٤]
التوصيل على التوالي
- المقاومة الأكبر هي ذات الجهد الأكبر في الدارة الكهربائية.
- تكون المقاومة المكافئة أعلى في قيمتها من قيم جميع المقاومات في الدارة الكهربائية.
- مجموع فرق الجهد بين طرفي كل مقاومة يساوي مجموع فرق الجهد المصدر في الدارة الكهربائية.
- يمر التيار نفسه في كل مقاومة.
التوصيل على التوازي
- المقاومة الأصغر يمر فيها التيار الأكبر في الدارة الكهربائية.
- تكون المقاومة المكافئة أقل في قيمتها من قيم جميع المقاومات في الدارة الكهربائية.
- فرق الجهد بين طرفي كل مقاومة يساوي فرق الجهد المصدر في الدارة الكهربائية.
- يتوزع التيار فيها بين المقاومات؛ ليكون التيار الكلي يساوي مجموع التيارات المارة في كل مقاومة من المقاومات.
المراجع
- ^ أ ب ت ث "6.2 Resistors in Series and Parallel", openpress.usask.ca, Retrieved 30-6-2021. Edited.
- ^ أ ب "Difference Between Series and Parallel Circuits", byjus.com, Retrieved 30-6-2021. Edited.
- ^ أ ب "Resistors in Series and Parallel ", www.ducksters.com, Retrieved 30-6-2021. Edited.
- ↑ "Resistors in series and parallel review", www.khanacademy.org, Retrieved 1-7-2021. Edited.
