تُستخدم رموز الدوائر الكهربائية بكثرة في مخططات الدوائر الكهربائية والإلكترونية، حيث توضح كيفية توصيل الدائرة. تُعد رموز الدوائر مكونات أساسية لبناء وتصميم أي دائرة كهربائية أو إلكترونية. يُطلق على التمثيل التصويري لمختلف المكونات الكهربائية في الدائرة الكهربائية أو المخطط الكهربائي اسم الرمز الكهربائي. يتكون مخطط الدائرة من العديد من رموز الدوائر، مثل المقاومات، والمكثفات، والمحثات، والترانزستورات، والثنائيات، والبطاريات، والمفاتيح، وغيرها. لكل رمز من رموز الدوائر خصائصه وقيمته الخاصة. 

سوف تساعدك هذه المقالة على قراءة وتعلم وفهم رموز الدوائر الأكثر استخدامًا لتحليل وتصميم مخططات الدوائر.

2. الرموز الكهربائية الشائعة في المخططات

أ. رموز دوائر مصدر الطاقة الكهربائية

بطارية:

البطارية مُكوّن كهربائي يُوفّر فرق جهد كهربائي ثابت (جهد ثابت) بين أطرافه. تتكون البطارية من خلايا كهروكيميائية تُحوّل الطاقة الكيميائية بسهولة إلى طاقة كهربائية. وهي جزء أساسي من الدائرة الكهربائية. تتكون البطاريات من ثلاثة أجزاء رئيسية، وهي: الإلكتروليت، والكاثود، والأنود.

مصدر جهد التيار المستمر

في أي نظام طاقة كهربائية، يوجد فئتان من مصادر الكهرباء: مصادر جهد التيار المستمر ومصادر جهد التيار المتردد. جهد التيار المستمر هو جهد التيار المستمر، وهو مصدر جهد ذو قطبية ثابتة يُوفر تيارًا مستمرًا (DC). عادةً ما تُزوَّد مصادر جهد التيار المستمر أو الطاقة بالبطاريات. ولكن في بعض الأحيان، يُمكن استخدام خلايا الوقود والخلايا الشمسية للغرض نفسه.

مصدر الجهد المتردد

يشير مصدر جهد التيار المتردد إلى مصدر جهد تيار متردد. يتقلب مقدار جهد التيار المتردد، ولا تحافظ الطاقة دائمًا على ثباتها. تحدث تقلبات الجهد أو الطاقة بسبب الأجهزة الكهربائية المتصلة بمصدر جهد تيار متردد. رمز دائرة مصدر جهد التيار المتردد في مخطط الدائرة هو كما يلي.

أرض:

يحمي التأريض في الدوائر الكهربائية أجهزتك ودوائرك الإلكترونية من أي قصر كهربائي، أو أعطال، أو زيادة في الأحمال الكهربائية. يوفر التأريض في المخططات الكهربائية مسارًا منخفض المقاومة لتيارات الأعطال العالية للتدفق نحو الأرض، مما يحمي نظام الطاقة أو معداتك. بدون التأريض، ستتضرر الدائرة أو النظام الكهربائي. الرمز الكهربائي الشائع للتأريض هو كما يلي.

s

ثانيًا: الرموز الكهربائية السلبية

المقاوم:

المقاومة الكهربائية عنصر سلبي في الدائرة الكهربائية، يُنظّم تدفق التيار الكهربائي في أي دائرة كهربائية أو إلكترونية. تستهلك المقاومة الكهربائية الطاقة، ولذلك تُسمّى مكونًا كهربائيًا سلبيًا. الرمز الأكثر شيوعًا للمقاومات الكهربائية في الدوائر الكهربائية هو خط متعرج كما يلي.

 المكثفات:

المكثفات مكونات كهربائية سلبية تتكون من لوحين أو أكثر من مادة موصلة، يفصل بينهما مادة عازلة (عازل كهربائي). الغرض من المكثف في المخططات الكهربائية هو تخزين الطاقة على شكل شحنات كهربائية تُنتج فرق جهد بين لوحيه. تُستخدم المكثفات أيضًا على نطاق واسع في تصنيع وتجميع لوحات الدوائر المطبوعة. يُرمز لسعة المكثف بالرمز L. الرمز الأكثر شيوعًا للمكثف في الدوائر الكهربائية هو:

المحاثات:

المحثّ هو مُكوّن كهربائي سلبي ثنائي الطرف، يُقاوم التغير المفاجئ في التيار. يُعرف أيضًا باسم الخانقات أو الملفات. يُخزّن المحثّ الطاقة على شكل مجال كهرومغناطيسي. تُثبّت محثّات التركيب السطحي (SM) أعلى لوحة الدوائر المطبوعة على وسادات، بينما تُثبّت محثّات الفتحات العابرة (TH) أعلى لوحة الدوائر المطبوعة مع تغذية أسلاكها عبر فتحات في لوحة الدوائر المطبوعة. يظهر الرمز الأساسي للمحثّ في الدائرة كما يلي.

ثالثًا: المفاتيح والمرحلات والمحولات

مفاتيح:

في المخططات الكهربائية، المفتاح الكهربائي هو مُكوّن يفتح أو يُغلق الدائرة الكهربائية. فتح الدائرة الكهربائية يعني فصلها عن نظام الطاقة، بينما إغلاقها يعني السماح بمرور التيار الكهربائي وتوصيلها بمصدر الطاقة. هناك أنواع عديدة من المفاتيح الكهربائية، مثل المفاتيح أحادية القطب أحادية الوصلة (SPST)، والمفاتيح أحادية القطب ثنائية الوصلة (DPST)، والمفاتيح ثنائية القطب ثنائية الوصلة (DPDT).

رمز دائرة المرحلات والمحولات:

في نظام الطاقة الكهربائية، يُعدّ المحول الكهربائي جهازًا سلبيًا ينقل الطاقة الكهربائية عبر الحث الكهرومغناطيسي. وتتمثل وظيفته الأساسية في رفع أو خفض الجهد. قد يكون المحول أحادي الطور أو ثلاثي الطور. ويُمثّل في الدائرة الكهربائية أو نظام الطاقة بالصيغة التالية:

التبديلات في الدوائر الكهربائية، هي في الواقع مفاتيح تفتح أو تغلق الدوائر إلكترونيًا أو كهروميكانيكيًا. يعمل المُرحّل تلقائيًا عند استقباله إشارات من مصادر خارجية. تُستخدم المُرحّلات عادةً في أنظمة الأتمتة الصناعية، والأجهزة المنزلية، وأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، وغيرها. الرمز الداروي الشائع المستخدم للمُرحّل في مخطط الدائرة هو:

3. رموز الدوائر الإلكترونية الشائعة  

i. الثنائيات والترانزستورات (الرموز الإلكترونية النشطة)

الصمام الثنائي، الصمام الثنائي زينر، الصمام الثنائي الباعث للضوء:

الصمام الثنائي هو جهاز إلكتروني شبه موصل ثنائي الطرف، يعمل كمفتاح أحادي الاتجاه للتيار. عادةً ما يكون مصنوعًا من السيليكون، ويسمح بمرور التيار في اتجاه واحد. عند استخدام الصمام الثنائي كمقوّم، فإنه يحول الجهد المتردد إلى جهد مستمر. الرمز الدارسي الشائع للصمام الثنائي هو كما يلي:

ثنائي زينر هو نوع محدد من الثنائيات يسمح بمرور التيار في الاتجاه المعاكس عند تجاوز جهد معين (جهد العتبة). تُسمى عملية التوصيل العكسي للتيار في ثنائي زينر بتأثير زينر. رمز دائرة ثنائي زينر هو:

الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED)) هو أيضًا جهاز شبه موصل يُصدر الضوء عند مرور التيار الكهربائي عبره. تُسمى هذه العملية في مصابيح LED بالتألق الكهربائي. تُستخدم هذه المصابيح في تطبيقات واسعة.

ترانزستور مفرق ثنائي القطب (BJT):

ترانزستور الوصلة ثنائية القطب (BJT) هو جهاز شبه موصل، ذو حالة صلبة، يُتحكم فيه بالتيار. يتكون من وصلتين PN تربطان ثلاثة أطراف تُسمى أطراف الباعث والقاعدة والمجمع. يُميز ترتيب هذه الطبقات الثلاث النوعين الرئيسيين من ترانزستورات BJT، وهما NPN وPNP.

استخدم NPN الترانزستور يتكون من اثنين من أشباه الموصلات من النوع n مفصولة بطبقة رقيقة من النوع p.

بينما ترانزستورات PNP تتكون من اثنين من أشباه الموصلات من النوع p مفصولة بطبقة رقيقة من النوع n.

موسفيت:

ترانزستور التأثير المجالي شبه الموصل بأكسيد معدني (MOSFET) هو ترانزستور تأثير مجالي ببنية MOS. وهو جهاز ثلاثي الأطراف: البوابة (G)، والمصدر (S)، والمصرف (D). يُستخدم MOSFET بشكل أساسي كمفتاح، أو جهاز تيار متحكم به بالجهد، أو كمضخم. يوجد نوعان رئيسيان من MOSFET: القناة N والقناة P.

ii. الدوائر المتكاملة والمتحكمات الدقيقة

المضخم التشغيلي (Op-Amp):

المضخم التشغيلي هو دائرة متكاملة قادرة على تضخيم الإشارات الضعيفة أو فروق الجهد بين مُدخلين. يُضخّم المضخم التشغيلي إشارات التيار المستمر والمتردد.

البوابات المنطقية:

تُستخدم البوابة المنطقية لإجراء عمليات منطقية، وذلك بإدخال قيمة مُدخلة إليها، وإخراج قيمة 0 أو 1، حسب نوع البوابة والمدخل المُدخل. يعتمد تشغيل البوابات المنطقية على الرياضيات أو الجبر البولياني. فيما يلي بعض رموز دوائر البوابات المنطقية الرئيسية.

المتحكمات الدقيقة:

المتحكم الدقيق هو دائرة متكاملة (IC) أحادية الوحدة، تتميز بخصائص وحدة المعالجة المركزية التي تتراوح بين معالجات 4 بت و32 بت أو 64 بت. تُستخدم المتحكمات الدقيقة في أنظمة التحكم الصناعية، والإلكترونيات، وأجهزة إنترنت الأشياء، وغيرها.

4. كيفية قراءة وفهم رموز الدوائر ومخططات الدوائر

يُعد فهم رموز الدوائر الكهربائية أمرًا بالغ الأهمية لتمثيل المخططات الكهربائية والإلكترونية. تُساعد هذه الرموز مهندسي الكهرباء، ومصممي لوحات الدوائر المطبوعة (PCB)، ومصنعي الأجهزة الإلكترونية، والفنيين على تحليل وتصميم الدوائر الكهربائية بسهولة. يمكنك فهم رموز الدوائر الكهربائية ومخططاتها كما يلي:

1. حدد مصدر الطاقة الذي قد يكون تيارًا مترددًا أو تيارًا مستمرًا.
2. تحديد تدفق التيار، أي الأطراف الموجبة والسالبة للدائرة.
3. ابحث عن مكونات الدائرة الأساسية، أي المقاومات، والمكثفات، والمحاثات.
4. فهم اتصال الدائرة، والذي قد يكون على التوالي أو على التوازي.
5. ابحث عن قيم المكونات، على سبيل المثال، مقاومة 10 كيلو أوم، مكثف 100 ميكروفاراد، 50 ميكروهرتز، وما إلى ذلك.
6. قم بتحديد إشارات التحكم أو مسارات التغذية الراجعة أو تدفق البيانات في مخطط الدائرة.

6. كيفية استخدام رموز الدوائر في المشاريع الحقيقية

يمكنك استخدام رموز الدوائر في مشروعك العملي من خلال شرح مخطط الدائرة وتحديد مكوناتها. ثم قم بتجميع مكونات الدائرة بناءً على قيمها ومواصفاتها. قم ببناء دائرتك الكهربائية أو الإلكترونية، وتحليلها، واختبارها على لوحة توصيل باستخدام توصيلات أسلاك الدائرة.

بعد التحقق، استخدم برنامج تصميم لوحات الدوائر المطبوعة لتحويل دائرتك إلى تصميم لوحة دوائر مطبوعة، مع ضمان التوجيه الصحيح ومكان المكونات. لمشروعك الاحترافي في لوحات الدوائر المطبوعة، Wonderful PCB يمكننا مساعدتك في تحويل مخططاتك إلى لوحة دوائر مطبوعة عالية الجودة.

خاتمة

رموز الدوائر الكهربائية مهمة لفهم مخططات الدوائر الكهربائية وتصميمها واستكشاف أخطائها وإصلاحها. تساعد رموز الدوائر الكهربائية في مخططات الدوائر الكهربائية مهندسي الكهرباء، مصممي ثنائي الفينيل متعدد الكلوريُمكّن هذا البرنامج مُصنّعي الإلكترونيات ومُصنّعي الدوائر الكهربائية من تحليل سلوك الدوائر وتصميم أنظمة الطاقة الكهربائية أو الأجهزة الإلكترونية. بفهم رموز الدوائر، يُمكنك تشغيل وإدارة أنظمتك الكهربائية والإلكترونية بفعالية. Wonderful PCB سيقترح رموز الدائرة الدقيقة لمشروعك الإلكتروني وتصميم لوحة الدائرة المطبوعة.