مقاله درباره مدارهای الکتریکی

مقاله مدارهای الکتریکی به بررسی اصول و اجزای مدارهای الکتریکی و الکترونیکی پرداخته و انواع مدارهای مغناطیسی، الکترونیکی و مدارهای مجتمع را توضیح می‌ دهد. این مقاله شامل مفاهیم پایه و کاربردهای عملی آنها است.

مدار الکتریکی

مدارهای الکتریکی از ترکیب افزاره‌های الکتریکی نافعّال مانند مقاومت، خازن و لامپ، یا افزاره‌های الکترونیکی فعّال مانند دیود و ترانزیستور، یا ترکیبی از این دو نوع افزاره‌ها تشکیل می‌شوند تا دست‌کم یک مسیر بسته برای جریان الکتریکی ایجاد شود. اگر مدار تنها شامل عناصر الکتریکی باشد، به آن مدار الکتریکی گفته می‌ شود و اگر شامل هر دو نوع عناصر الکتریکی و الکترونیکی باشد، مدار الکترونیکی نامیده می‌ شود.

هر مدار الکتریکی از مؤلّفه‌های اصلی زیر تشکیل شده است:
1- یک منبع تغذیه‌ی الکتریکی مانند باتری یا مولّد؛
2- سیم‌های رابط: سیم‌ها یا نوارهای ارتباط‌دهنده‌ی مدار، از یک مادّه‌ی خوب رسانای الکتریسیته مانند مس تشکیل می‌شوند.
3- «مصرفگر» یا بار: وقتی می‌گوییم یک مدار الکتریکیْ تشکیل شده است که اتصال‌دهنده‌ها و سایر افزاره‌ها، یک حلقه‌ی بسته را پدید آورده باشند.تنها در این صورتست که جریان برق برقرار می‌شود.
4- افزاره‌های مداری: همچون خازن، مقاومت، القاگر، تَرادیسَنده و دیود.

مدار الکترونیکی

مدارهای الکترونیکی و مدارهای الکتریکی دو دسته‌ی کلّی از مدارها را تشکیل می‌ دهند. در مدارهای الکتریکی، جنس و محیطی که الکترون‌ ها در آن حرکت می‌ کنند اهمیتی ندارد و تمرکز بیشتر بر روی روابط ریاضی بین ولتاژ و جریان است. به عبارتی، در تحلیل این نوع مدارها، به ساختمان فیزیکی افزاره‌ها توجه چندانی نمی‌شود.

در مقابل، در مدارهای الکترونیکی علاوه بر روابط ریاضی میان ولتاژ و جریان، محیط گذر الکترون‌ها و جنس مؤلّفه‌ها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. به دلیل پیچیدگی‌های موجود در معادلات دیفرانسیلی که در تحلیل برخی از این مدارها به وجود می‌آید، از تقریب‌ها برای ساده‌سازی استفاده می‌شود.

مدارهای الکترونیکی به دو دسته‌ی اصلی «مدارهای رقمی» و «مدارهای مانسته» تقسیم می‌شوند. در مدارهای رقمی، اعداد صفر و یک به معنای صفر و یک منطقی هستند که به ترتیب به صفر ولت و پنج ولت اشاره دارند. این سیستم به ویژه در حوزه‌ی دیجیتال و پردازش اطلاعات اهمیت زیادی دارد.

مدار مغناطیسی

مدار مغناطیسی از یک یا چند مسیر بسته تشکیل شده است که جریان مغناطیسی در آن‌ها جریان دارد. این جریان معمولاً توسط آهن‌رباهای دائمی یا الکتریکی تولید می‌شود و از طریق هسته‌های مغناطیسی که از مواد فرومغناطیسی مانند آهن تشکیل شده‌اند، در مسیر مورد نظر هدایت می‌شود. اگرچه ممکن است در این مسیر موانعی مانند خلا یا مواد دیگر وجود داشته باشد، اما جریان مغناطیسی همچنان در مسیر تعیین شده حرکت می‌کند. این مدارها در بسیاری از ابزارآلات مانند موتورهای الکتریکی، ژنراتورها، ترانسفورماتورها، رله‌ها، و آهن‌رباهای الکتریکی بارکش برای انتقال بهتر میدان‌های مغناطیسی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

نظریه مدار مغناطیسی بر اساس انطباق دقیق بین معادلات میدان مغناطیسی در مواد فرومغناطیسی سیر نشده و یک مدار الکتریکی استوار است. با استفاده از این نظریه و تکنیک‌های مطرح شده برای مدارهای الکتریکی، میدان‌های مغناطیسی در ابزارهای پیچیده‌ای مانند ترانسفورماتورها به‌طور موثری تحلیل می‌شوند. این تحلیل‌ها امکان بهینه‌سازی عملکرد و طراحی این دستگاه‌ها را فراهم می‌کند.