اقرأ في هذا المقال
- ما هي الدائرة الكهربائية المفتوحة؟
- الفرق بين الدائرة الكهربائية المفتوحة والدائرة الكهربائية القصيرة
- مثال على الدائرة الكهربائية المفتوحة
ما هي الدائرة الكهربائية المفتوحة؟
تعرف الدائرة المفتوحة بأنّها دائرة كهربائية لا يتدفق فيها التيار، يمكن للتيار أن يتدفق في دائرة فقط إذا وجد مسارًا مستمرًا، يُعرف باسم “الدائرة المغلقة” (closed circuit). إذا كان هناك انقطاع في أي مكان في الدائرة، فلديك دائرة مفتوحة والتيار لا يمكن أن يتدفق. في الدائرة الكهربائية المفتوحة، يتم فصل الطرفين. ومن ثمّ فإنّ استمرارية تدفق التيار في الدائرة مستحيل. ولكن في حين أنّ التيار لا يمكن أن يتدفق عبر الدائرة، فهناك انخفاض في الجهد بين نقطتين في الدائرة.
ومن ثمّ، في الدائرة المفتوحة، يكون التيار المتدفق عبر الدائرة صفرًا، والجهد موجود “غير صفري”، الآن، القدرة تساوي:
P = V × I
والتيار يساوي صفرًا. ومن ثمّ، فإنّ القدرة تساوي أيضًا الصفر، ولا تتبدد أي طاقة من الدائرة المفتوحة.
مقاومة الدائرة الكهربائية المفتوحة:
يتم تحديد سلوك المقاومة من خلال “قانون أوم“. الجهد عبر المقاومة يتناسب مع التيار. ومن ثمّ، فإنّ معادلة “قانون أوم” هي:
V = I × R
R = V/I
في حالة الدائرة الكهربائية المفتوحة، يكون التيار يساوي صفراً (I = 0):
R = V/0
R = ∞
ومن ثمّ، بالنسبة لأي قيمة للجهد، تكون المقاومة لانهائية في ظروف الدائرة المفتوحة.
الفرق بين الدائرة الكهربائية المفتوحة والدائرة الكهربائية القصيرة:
في أساسيات الهندسة الكهربائية، الدائرة المفتوحة والدائرة القصيرة هما تكوينان خاصان لهما سلوك معاكس. يمثل كلا المفهومين اتصال طرفين للدائرة. إذن، السؤال هو ما الفرق بين الدائرة المفتوحة والدائرة القصيرة؟ في ظروف الدائرة المفتوحة، يكون التيار الذي يمر عبر الدائرة صفرًا. بينما في حالة ظروف الدائرة القصيرة “الماس الكهربائي”، تمر كمية عالية جدًا “غير محدودة” من التيار عبر الدائرة.
المقاومة بين طرفي الدوائر المفتوحة لانهائية. والمقاومة بين طرفي الدوائر القصيرة هي في الوضع المثالي صفر. لكن من الناحية العملية هناك مقاومة منخفضة للغاية. الجهد عبر أطراف الدائرة المفتوحة يساوي جهد الإمداد.
وفي الدائرة القصيرة، يكون الجهد عبر أطراف الدائرة القصيرة صفرًا. عندما تعمل الدائرة في حالة طبيعية ويمر التيار عبر عناصر الدائرة الكهربائية، تُعرف هذه الحالة بالدائرة المغلقة. يتدفق التيار فقط عند إنشاء مسار مغلق. في مسار قريب، سيتدفق التيار من القطبية السالبة إلى القطبية الموجبة للجهد.
مثال على الدائرة الكهربائية المفتوحة:
في معظم الحالات، تحدث الدائرة المفتوحة بسبب كسر الموصل. إذا لم تكن الدائرة مغلقة وكان هناك انقطاع في أي مكان في الحلقة، فلا يمكن للتيار أن يتدفق. لذلك يخلق حالة دائرة مفتوحة. على سبيل المثال البسيط، لنفترض أنّ لمبة مشحونة ببطارية من خلال مفتاح. عندما يكون المفتاح مفتوحًا، فإنّه سيقطع المسار. هذا يعني أنّ التيار لا يمكن أن يتدفق في هذه الحالة. وهذه حالة دائرة مفتوحة.
ولكن عندما تغلق المفتاح، فإنّه سيشكل مسارًا قريبًا وسيتدفق قدر من التيار خلال الحمل “المصباح”. هذه حالة طبيعية أو دائرة مغلقة. نظرًا لأي ظروف، إذا تمّ توصيل أطراف موجبة وسالبة للبطارية، يكون للتيار مسار قريب للتدفق. لكن لا يوجد حمل “مقاومة”. ومن ثمّ، فإنّه يتسبب في حدوث ماس كهربائي وكمية عالية من تدفق التيار الكهربائي.
