قوانين الدوائر الكهربائية الأساسية تركز على متغيرات الدائرة الأساسية للجهد، والتيار، والقوة، والمقاومة، وتحدد هذه القوانين كيفية ارتباط كل متغير دائرة، وقد تم اكتشاف هذه القوانين من قبل جورج أوم، وجوستاف كيرشوف، وتعرف هذه القوانين الهامة في الكهرباء بشكل عام، باسم قانون أوم، وقوانين كيرشوف.
قانون أوم
قانون أوم هو أحد قوانين الدوائر الكهربائية، الذي يمثل العلاقة بين الجهد، والتيار، والمقاومة في الدائرة، وهى الصيغة الأكثر شيوعًا، والأكثر بساطة المستخدمة في الإلكترونيات، ويمكن كتابة قانون أوم بعدة طرق، وكلها شائعة الاستخدام، مثل الآتي:
- التيار المتدفق عبر المقاومة يساوي الجهد عبر المقاومة، مقسومًا على المقاومة (I = V / R).
- الجهد يساوي التيار المتدفق عبر المقاوم، مضروبًا في مقاومته (V = IR).
- المقاومة تساوي الجهد عبر المقاوم، مقسومًا على التيار المتدفق خلاله (R = V / I).
- يعد قانون أوم مفيدًا أيضًا في تحديد مقدار الطاقة التي تستخدمها الدائرة، لأن سحب الطاقة لدائرة ما يساوي التيار المتدفق عبرها، مضروبًا في الجهد (P = IV)، كما يحدد قانون أوم قوة سحب الدائرة، طالما أن اثنين من المتغيرات في قانون أوم معروفان بالدائرة.
قانون كيرشوف
قانون كيرشوف هو القانون الثاني من قوانين الدوائر الكهربائية، ويتبع قانون كيرشوف الحالي مبدأ الحفاظ على الطاقة، وينص على أن المجموع الكلي لكل التيار المتدفق إلى عقدة (أو نقطة) على دائرة ما، يساوي مجموع التيار المتدفق من العقدة، ومثال بسيط على قانون كيرشوف الحالي هو مصدر طاقة ودائرة مقاومة مع عدة مقاومات على التوازي، إحدى عقد الدائرة هي المكان الذي تتصل فيه جميع المقاومات بمصدر الطاقة، في هذه العقدة يولد مصدر الطاقة تيارًا في العقدة، وينقسم التيار بين المقاومات، ويتدفق من تلك العقدة إلى المقاومات.
قانون فاراداي
أحد قوانين الدوائر الكهربائية أيضاً هو قانون فرادي، الذي ينص على أن القوة الدافعة الكهربائية المستحثة في أي دائرة مغلقة، تساوي السالب لمعدل التغيير الزمني للتدفق المغناطيسي المحاط بالدائرة، أي أن (القوة الدافعة الكهربائية = التغيير في التدفق المغناطيسي / التغيير بمرور الوقت)، ببساطة كلما زاد التغيير في المجال المغناطيسي، زادت كمية الجهد، ويشرح هذا القانون مبدأ العمل لمعظم المحركات الكهربائية، والمولدات، والمحولات الكهربائية.
قانون كولوم
قانون كولوم هو قانون آخر من قوانين الدوائر الكهربائية، ويقول أن حجم القوة الكهروستاتيكية للجذب بين شحنتين نقطيتين، يتناسب طرديًا مع حاصل ضرب مقادير الشحنات، ويتناسب عكسياً مع مربع المسافة بينهما، وبالنسبة للقوة على طول الخط المستقيم الذي ينضم إليهم، إذا كان للشحنتين نفس العلامة، فإن القوة الكهروستاتيكية بينهما تكون متنافرة، أما إذا كانت لديهم علامات مختلفة، فإن القوة بينهما تكون متجاذبة.
إقرأ أيضاً : الطاقة البديلة والمتجددة واستخداماتها
قانون جاوس
ينص هذا القانون من قوانين الدوائر الكهربائية على أن إجمالي التدفق الكهربائي من سطح مغلق، يساوي الشحنة المغلقة مقسومة على النفاذية، ويتم تعريف التدفق الكهربائي عبر منطقة ما، على أنه المجال الكهربائي مضروبًا في مساحة السطح المسقطة في مستوى عمودي على المجال، ويجد الشكل المتكامل لقانون جاوس تطبيقًا في حساب المجالات الكهربائية حول الأجسام المشحونة.
