در فیزیک، یک مدار نشان دهنده مسیری برای جریان الکتریکی است. درک اساسی از مدارها برای درک نحوه کار دستگاه های الکترونیکی مختلف حیاتی است. این درس شما را با اصول اولیه مدارها از جمله اجزای آنها و نحوه عملکرد آنها آشنا می کند.
مدار الکتریکی یک حلقه بسته ساخته شده از مواد رسانا است که جریان الکتریکی می تواند در امتداد آن جریان یابد. هدف مدار انتقال انرژی الکتریکی از یک نقطه به نقطه دیگر است. برای اینکه یک مدار کار کند، باید یک منبع انرژی الکتریکی (مانند باتری)، هادی ها (مانند سیم ها) و یک بار (یک وسیله الکتریکی مانند لامپ یا موتور) داشته باشد که انرژی الکتریکی را مصرف کند.
دو نوع اصلی مدار وجود دارد:
چندین اصل کلیدی به ما کمک می کند تا بفهمیم مدارها چگونه کار می کنند:
رابطه بین ولتاژ، جریان و مقاومت توسط قانون اهم تعریف می شود که به صورت زیر بیان می شود: \( V = I \times R \)
یک مدار ساده را می توان با استفاده از یک باتری، یک لامپ کوچک (به عنوان بار) و برخی سیم های رسانا ساخت. یک سر سیم را به قطب مثبت باتری و سر دیگر را به لامپ وصل کنید. سپس، سیم دیگری را از ترمینال دوم لامپ به قطب منفی باتری وصل کنید. اگر همه چیز به درستی وصل شود، مدار کامل می شود و لامپ روشن می شود که نشان دهنده جریان است.
نمودارهای مداری نمایش شماتیک مدارها هستند که از نمادها برای نمایش اجزای مختلف استفاده می کنند. این نمودارها یک راه ساده برای تجسم نحوه اتصال یک مدار ارائه می دهند. در اینجا برخی از نمادهای رایج مورد استفاده در نمودار مدار آورده شده است:
با یادگیری این نمادها، می توانید نمودارهای مدار را بخوانید و درک کنید و ساخت یا تجزیه و تحلیل مدارها را آسان تر کنید.
در مدار سری ، قطعات یکی پس از دیگری به هم متصل می شوند. به عنوان مثال، اگر دو لامپ را به صورت سری با باتری وصل کنید، جریان یکسانی از هر دو لامپ عبور می کند. اگر یک لامپ بسوزد، لامپ دیگر نیز خاموش می شود زیرا مدار قطع شده است.
در مدار موازی ، قطعات در شاخه های موازی به هم متصل می شوند. اگر دو لامپ را به صورت موازی با باتری وصل کنید، هر لامپ مسیر مستقیم خود را به باتری دارد. این بدان معنی است که آنها می توانند مستقل عمل کنند. اگر یک لامپ بسوزد، لامپ دیگر همچنان روشن می شود زیرا مدار برای آن مسیر کامل می ماند.
ولتاژ ارائه شده توسط منبع و مقاومت در مدار با هم برای تعیین جریان جریان کار می کنند. با تغییر ولتاژ یا مقاومت می توانید جریان را کنترل کنید. به عنوان مثال، اگر مقاومت ثابت بماند، افزایش ولتاژ باعث افزایش جریان می شود. برعکس، اگر ولتاژ ثابت بماند، افزایش مقاومت باعث کاهش جریان می شود.
برای اندازه گیری ولتاژ، جریان و مقاومت در مدار، از دستگاه هایی به نام مولتی متر استفاده می کنیم. یک مولتی متر را می توان برای اندازه گیری خواص مختلف تنظیم کرد:
درک مدارها در فیزیک اساسی است و برای هر کسی که علاقه مند به الکترونیک و مهندسی برق است ضروری است. با تسلط بر اصول اولیه مدارها، از جمله اجزاء، انواع مدارها، و نحوه کار آنها، شما به خوبی در راه کشف سیستم های الکترونیکی پیچیده تر و نوآوری ها هستید. به یاد داشته باشید که تمرین در ساخت و تجزیه و تحلیل مدارها باعث افزایش درک و توسعه مهارت در این زمینه جذاب از فیزیک می شود.
