ما هو الفرق بين التوصيل على التوالي والتوازي؟

عند توضيح الفرق بين التوصيل على التوالي والتوازي يمكننا معرفة أن الدائرة الكهربائية يمكن أن تسمى أيضًا دائرة إلكترونية وهي مجموعة من المكونات الإلكترونية الموصلة التي تسمح للتيار الكهربائي بالتدفق خلالها، عند دراسة الفرق بين التوصيل بأنواعه, سنجد في الدائرة الكهربائية نقطة البداية هي نفس نقطة النهاية عند نهاية الدورة وتجدر الإشارة إلى أن الدائرة البسيطة تحتوي على ثلاثة مكونات رئيسية، وفي هذا المقال في موقع مفاهيم نتعرف سويًا على الفرق بين التوصيل بالتوالي والتوازي، تابعونا..

للنشر

واتس اب شارك غرد شارك

جدول المحتويات

• مكونات الدائرة الكهربية
• الفرق بين التوصيل على التوالي والتوازي
  • 1. الجهد الكهربائي
  • 2. التأثّر بتلف أحد أجزاء الدائرة
  • 3. المقاومة
  • 4. استخدامات التوالي والمتوازي في المنازل
• جدول مقارنة بين التوصيل على التوالي والتوازي
• تعريف الدارة الكهربائية المختلطة
• قوانين التوالي والتوازي
  • قانون أوم ودوائر التوالي والتوازي
  • قوانين التوالي والتوازي في المتسعات
  • قوانين التوالي والتوازي في المحاثة المكافئة
• كيفية بناء دائرة كهربائية؟
  • ما هي دائرة التوالي؟
  • طريقة توصيل الدائرة الكهربائية على التوالي
  • ما هي استخدامات التوصيل على التوالي؟
  • تعريف التوصيل على التوازي
  • طريقة توصيل دائرة كهربائية على التوازي
  • استخدامات التوصيل على التوازي
  • ما هي مميزات التوصيل على التوازي؟
• تجربة التوصيل على التوالي والتوازي
  • 1. توصيل الألواح الشمسية على التوالي والتوازي
  • 2. توصيل المكثفات على التوالي والتوازي/ حساب المواسعة المكافئة
  • 3. توصيل المقاومات على التوالي والتوازن
  • 4. توصيل المصابيح على التوالي والتوازي
  • 5. توصيل مصدر الجهد على التوالي أو التوازي

مكونات الدائرة الكهربية

قبل التعرف على الفرق بين التوصيل على التوالي والتوازي، يمكن التعرف على الدائرة الكهربائية ومكوناتها، وتشمل مما يلي:

1. مصدر جهد كهربائي: يوفر مصدر الطاقة لدائرة كهربائية الطاقة اللازمة لنقل التيار داخلها، على سبيل المثال بطارية.
2. ممرات التوصيل الكهربائي: تتمثل المهمة الرئيسية لهذا الجزء في تزويد الدائرة الكهربائية بالطرق والمسارات التي تسمح للتيار بالمرور عبرها، وفي الواقع يبدأ المسار من القطب السالب لمصدر الجهد إلى القطب الموجب.
3. حمل كهربائي: يستهلك هذا المكون الطاقة ويمكن اعتباره المكون الرئيسي للدائرة الكهربائية؛ لأنه يقوم بجميع الأعمال في الدائرة، وأشهر مثال على ذلك هو المصباح، ويمكن أن يتكون أيضًا من مجموعة من المقاومات الكهربائية والمكثفات وغيرها.

الفرق بين التوصيل على التوالي والتوازي

عند دراسة الفرق بين أنواع التوصيل, تعتبر الدائرة الكهربائية متصلة في سلسلة عندما يتحرك التيار الكهربائي داخل مسار ويمر عبر جميع مكونات الدائرة، ولكن في حالة التوصيل المتوازي، يمر التيار عبر أكثر من مسار بحيث يتم توصيل المقاومات ومصادر الجهد، والاختلافات الأخرى بين هاتين الطريقتين هي:

• التيار المتوالي في حالة الاتصال التسلسلي فإن كمية التيار المتدفق عبر كل مكون في الدائرة هي نفسها.
• ولكن في حالة الاتصال المتوازي، فإن كمية التيار المتدفق في جميع المكونات معًا تساوي التيار المتدفق من مصدر الجهد ويمكن معرفة القيمة الحالية في أي نقطة في الدائرة أوم، والتي يمكن تمثيلها بالمعادلة التالية:

ت= ج ÷ م حيث التيار الكهربائي ج، الجهد الكهربائي م، مقدار المقاومة أو المقاومة المكافئة، وتجدر الإشارة إلى أن التيار يقاس بمكبرات الصوت.

1. الجهد الكهربائي

• عند ذكر الفرق بين التوصيل على التوالي والتوازي سنجد أن التيار المتدفق في جميع أجزاء الدائرة هو نفسه في توصيل متسلسل، بينما في الاتصال المتوازي، يكون الجهد في كل جزء في الدائرة هو نفسه إذا اختلف الجهد الكهربائي عن الخط المتصل في السلسلة.
• والعكس بالعكس مع الخط الموازي، فإن فرق الجهد في كل حاكم يساوي فرق الجهد للمصدر مع تشابه القطبين، ويمكن التعبير عن ذلك رياضيًا بالمعادلات التالية : اعرف أن الجهد يقاس بالفولت.

التوصيل على التوالي : ج الكلي= ت (م 1 + م 2 + م 3).

التوصيل على التوازي: ج الكلي= ج 1= ج 2= ج 3.

2. التأثّر بتلف أحد أجزاء الدائرة

• من ضمن الفرق بين التوصيل على التوالي والتوازي، يؤدي تلف أحد مكونات الدائرة في حالة التوصيل التسلسلي إلى تلف المكونات الأخرى.
• ولكن في حالة التوصيل المتوازي لكل مكون في دائرته الخاصة, وبالتالي فإن تلف أحد الأجزاء أو المكونات لا يؤثر على عمل الأجزاء المتبقية في الدائرة الكهربائية، واحد في حالة الاتصال التسلسلي، وكذلك في حالة الاتصال المتوازي، تكون مكونات الدائرة متوازية مع بعضها البعض.

3. المقاومة

تساوي المقاومة المكافئة أو الكلية للدائرة الكهربائية لوصلة متسلسلة مجموع المقاومة لكل مكون في الدائرة، ولكن بالنسبة للاتصال المتوازي، تكون المقاومة المكافئة أو الكلية أقل من مقاومة أي واحد يُقاس المكون الموجود في المقاوم عجلة الدائرة بالأوم، ويمكن التعبير عن ذلك رياضيًا على النحو التالي:

• في حالة التوصيل على التوالي: م الكلية أو المكافئة = م 1 + م 2 + م 3.
• في حالة التوصيل على التوازي: 1÷ م الكلية أو المكافئة = 1÷م 1 + 1÷م 2 + 1÷م.

• بناءً على ما سبق، فإن زيادة عدد المقاومات في حالة التوصيل التسلسلي يعني وجود مقاومة إجمالية أكبر في الدائرة الكهربائية، ولكن في حالة الاتصال المتوازي، فهذا يعني أن المقاومة الكلية أقل.

4. استخدامات التوالي والمتوازي في المنازل

• نادرًا ما تستخدم طريقة التوصيل المستمر في المنازل، لأن فشل أحد الأجهزة المنزلية الموصولة بهذه الطريقة أو تشغيلها يؤدي إلى تعطل الأجهزة الأخرى الموجودة بها.
• أكثر أشكال الاتصال شيوعًا في المنازل هو الاتصال المتوازي، حيث يكون لكل جهاز دائرته الخاصة يؤدي هذا إلى فشل أحد الأجهزة في عدم التأثير على الأجهزة الأخرى.

جدول مقارنة بين التوصيل على التوالي والتوازي

تعريف الدارة الكهربائية المختلطة

تعرف الدائرة المختلطة:

• بأنها دائرة كهربائية تحتوي على العديد من المقاومات المتصلة ببعضها البعض على التوازي وعلى التسلسل يتم توصيل المقاومات على التوازي.
• والمقاومات المكافئة في سلسلة منفصلة، وتستمر كذلك حتى يكون لكل المقاومات الموجودة في الدائرة مقاومة واحدة مكافئة.

قوانين التوالي والتوازي

قانون أوم ودوائر التوالي والتوازي

• إن قانون أوم من القوانين التي تقيس علاقة بين المقاومة والتيار الكهربائي والجهد الكهربائي، وهي علاقة طردية، فكلما زاد التيار والجهد الكهربائي زادت المقاومة الكهربائية.

قانون أوم يقاس بوحدة الأوم ويقصد به المقاومة الكهربائية، صياغة قانون أوم:

للمقاومة الكهربية... م= ت/ج

للجهد الكهربي ج= ت/م

للتيار الكهربائي ت= م/ج

قوانين التوالي والتوازي في المتسعات

تعتبر المكثفات أو المكثفات من الأجزاء الأساسية في عمل الدوائر الكهربائية، وتكون متصلة في سلسلة أو متوازية، ويتم قياسها بوحدات العرض، ولإيجاد السعة المقابلة يتم استخدام القوانين التالية:

• المواسعة المكافئة للمواسعات الموصولة على التوازي تُساوي مجموعها، ويُعبّر عن ذلك رياضياً بالمعادلة الآتية:
• س الكلية أو المكافئة= س 1+س 2+س 3+….. +س ن.
• مقلوب المواسعة المكافئة للمواسعات الموصولة على التوالي يُساوي مجموع مقلوب المواسعات المنفردة، ويُعبّر عن ذلك رياضياً بالمعادلة الآتية:
• 1÷س الكلية أو المكافئة= 1÷س1 + 1÷س2 +….. + 1÷ س ن.

قوانين التوالي والتوازي في المحاثة المكافئة

تساوي المحاثّة الكلية في حالة توصيل على التوالي مجموع المحاثات الفردية، تُقاس المحاثّة بوحدة هنري ويُعبّر عن المحاثّة بالمعادلة الرياضية الآتية:

• الكلية = ح 1 + ح 2 +….. + ح ن.
• أمّا في حالة توصيل على التوازي فتكون قيمة المحاثة الكلية أقل من قيمة المحاثات المنفردة، ويُعبّر عن ذلك رياضياً بالمعادلة الآتية: 1÷ح الكلية= 1÷ح 1 + 1÷ح 2 +……+ 1÷ ح ن.

كيفية بناء دائرة كهربائية؟

يمكن توصيل الدائرة كهربائية باستخدام طرق التوالي والتوازي من خلال:

أولا: دائرة التوالي

ما هي دائرة التوالي؟

• يقصد بدائرة التوالي هي عبارة عن المسار الذي يسير فيه التيار الكهربائي، (بالإنجليزية: Series Circuit) ويشمل كل جزء من أجزائها، والجدير بالذكر عندما توصل مكونات الدائرة الكهربائية على التوالي يتم التعامل مع المقاومة الكهربائية على أنها مكون واحد، وبذلك يمر فيها التيار واحدة تليها الأخرى حتى يكتمل مسار الدائرة بأكملها.

طريقة توصيل الدائرة الكهربائية على التوالي

1. أدخل البطارية في حامل البطارية.
2. ضع المصباح داخل حامل المصباح وقم بتعبئته بعناية.
3. قم بتوصيل أحد طرفي السلك الأول بأحد أطراف البطارية وقم بتوصيل الطرف الآخر به بأحد طرفي حامل المصباح الأول.
4. قم بتوصيل أحد طرفي السلك الآخر بالطرف الآخر من حامل المصباح الأول وقم بتوصيل الطرف الآخر به بأحد طرفي حامل المصباح الثاني.
5. قم بتوصيل أحد طرفي السلك الثالث بالطرف الآخر من حامل المصباح الآخر
6. قم بتوصيل الطرف الآخر بالطرف الآخر للبطارية.
7. إذا كان الاتصال صحيحًا، فسيعمل كلا المصباحين.

ما هي استخدامات التوصيل على التوالي؟

• البطاريات المستخدمة في لعب الأطفال
• بطاريات ودائرة أجهزة الهاتف الكهربائية
• البطاريات الصغيرة المستخدمة في الآلات الحاسبة والساعات
• بطارية السيارات والمركبات.
• استخدام الكهرباء في عمليات الطلاء.
• شدة الإضاءة في التوصيل على التوالي تكون ثابتة.

تعريف التوصيل على التوازي

• التوصيل على التوازي بالإنجليزية :parallel circuit، هي عبارة عن توصيل الدائرة الكهربائية من خلال توصيل كل مقاومة بالمقاومة التي تقابلها سالب مع سالب وموجب مع موجب داخل الدائرة الكهربائية مما ينتج عنه سير التيار الكهربائي في اتجاه متوازي.

طريقة توصيل دائرة كهربائية على التوازي

فيما يلي خطوات توصيل الدارة الكهربائية على التوازي:

1. قم بتوصيل أحد طرفي السلك الأول بالقطب الموجب للبطارية.
2. قم بتوصيل الطرف الثاني منه بالطرف الأيسر لحامل المصباح الأول.
3. قم بتوصيل أحد طرفي السلك الثاني بالقطب الآخر للبطارية.
4. قم بتوصيل الطرف الثاني به بأحد طرفي المفتاح.
5. قم بتوصيل أحد طرفي السلك الثالث بالطرف الآخر من المحول.
6. قم بتوصيل الطرف الثاني بالطرف الآخر من حامل المصباح الأول.
7. قم بتوصيل أحد طرفي السلك الرابع بنهاية حامل المصباح الأول.
8. قم بتوصيل الطرف الثاني بنهاية حامل المصباح الثاني.
9. قم بتوصيل السلك الخامس بالطرف الآخر من حامل المصباح الأول والطرف الآخر بحامل المصباح الثاني.
10. إذا كان الاتصال صحيحًا، فعند الضغط على المفتاح، سيعمل كلا المصباحين.

استخدامات التوصيل على التوازي

• توصل جميع الأجهزة الكهربائية والمصابيح الموجودة في المنزل على دائرة التوصيل المتوازي.

ما هي مميزات التوصيل على التوازي؟

• مكونات مستقلة يمكن أن تعمل بمفردها دون ربطها بالأجهزة الكهربائية الأخرى.
• يمكن استخدام أكثر من مقاومة كهربائية وهذا بالضرورة لا يؤدي إلى خفض التيار الكهربائي فهو ثابت.
• الجهد الواحد يشمل أكثر من دائرة كهربائية.
• يتميز التوصيل بالتوازي أن دائراته بسيطة وآمنة وغير مكلفة.

تجربة التوصيل على التوالي والتوازي

بعد أن قدمنا لكم الفرق بين التوصيل على التوالي والتوازي، نقدم لكم في السطور القادمة أهم تجارب التوصيل باستخدام التوالي والتوازي، وتشمل الآتي:

1. توصيل الألواح الشمسية على التوالي والتوازي

• بالنسبة لتوصيل الألواح على التوالي: تعمل مثل البطارية تماما حيث يوجد في نهاية الألواح الشمسية سالب وموجب يتم ربط السالب بالموجب، والموجب بالسالب، مما ينتج عنه اتصال متسلسل، ولذا يؤدي وضع الألواح الشمسية في سلسلة إلى زيادة الجهد الكهربائي، وذلك لأن الشمس تحتاج إلى جهد محدد حتى يعمل العاكس الضوئي.

• بالنسبة لتوصيل الألواح على التوازي: يتم توصيل الطرف السالب في الدائرة في الطرف السالب المقابل له، ولكن ينتج عن توصيل الألواح الشمسية بالتوازي إلى زيادة التيار الكهربائي، لكن الجهد ثابت لا يتغير

2. توصيل المكثفات على التوالي والتوازي/ حساب المواسعة المكافئة

تعتبر المكثفات أو المكثفات من الأجزاء الأساسية في عمل الدوائر الكهربائية، وتكون متصلة في سلسلة أو متوازية، ويتم قياسها بوحدات العرض، ولإيجاد السعة المقابلة يتم استخدام القوانين التالية:

• المواسعة المكافئة للمواسعات الموصولة على التوازي تُساوي مجموعها، ويُعبّر عن ذلك رياضياً بالمعادلة الآتية:
• س الكلية أو المكافئة= س 1+س 2+س 3+….. +س ن.
• مقلوب المواسعة المكافئة للمواسعات الموصولة على التوالي يُساوي مجموع مقلوب المواسعات المنفردة، ويُعبّر عن ذلك رياضياً بالمعادلة الآتية:
• 1÷س الكلية أو المكافئة= 1÷س1 + 1÷س2 +….. + 1÷ س ن.

3. توصيل المقاومات على التوالي والتوازن

• في المقاومة المتصلة بالتوالي، يتم تدفق التيار في المقاومة بشكل متساوي، ولكن يختلف الجهد الكهربائي من مقاومة لأخرى بشكل متسلسل.
• أما توصيل المقاومة بشكل متوازي، يصبح الجهد الكهربائي ثابت، ويمكن توصيل أكثر من مقاومة أو أجهزة أخرى دون تأثير على التيار.

4. توصيل المصابيح على التوالي والتوازي

• توصيل المصابيح على التوالي: يتم تدفق التيار في جميع الدوائر الكهربائية بنفس المقدار وبشكل منظم وفقا لخط الدائرة، ولكن إذا حدث عطل في أحد الأجزاء يؤثر على الدائرة بالكامل وتتعطل، والجهد يختلف من مصباح لأخر.
• توصيل المصابيح على التوازي: يشترط اتحاد كل مكونات الدائرة لتدفق التيار في اتجاه واحد والجهد الكهربائي في هذا النوع من التوصيل ثابت، وكل دائرة منفصلة عن الأخرى، وهذا يعني إذا تعطلت دائرة لا يشترط أن تتعطل الآخرى.

5. توصيل مصدر الجهد على التوالي أو التوازي

• يمكن توصيل البطاريات معًا في حالة توصيل أكثر من واحدة منها بشكل متوازٍ أو متسلسل في دائرة، على غرار ما يحدث مع المقاومات، ويؤدي توصيل السلسلة إلى زيادة النبضات الكهربائية الناتجة عن توصيل البطاريات بهذه الطريقة.
• والتي تستخدم عادةً في الألعاب والمصابيح الكاشفة من خلال تلخيص المقاومة الداخلية لكل بطارية على حدة ومع ذلك، إذا تم توصيل بطاريتين متطابقتين أو أكثر بالتوازي مع الدفع الكهربائي.
• فإن الجهد الإجمالي سيكون مساويًا للجهد الفردي لكل منهما, وبالتالي ستنخفض المقاومة الداخلية الإجمالية للبطاريات، وبالتالي فإن الكتلة الحالية ستكون كبيرة.