מעגל חשמלי מורכב מאוסף של רכיבים חשמליים, כמו נגדים, קבלים, דיודות, טרנזיסטורים ועוד, המחוברים ביניהם בעזרת מוליכים, בצורה שמאפשרת זרימה של זרם חשמלי דרכם.

כדי שיזרום זרם במעגל צריכים להתקיים שני תנאים:

1. המעגל צריך להיות מחובר למקור אנרגיה. האנרגיה יכולה להיות מסופקת למעגל בצורה של מתח חשמלי (בעזרת מקור מתח), בצורה של זרם חשמלי (בעזרת מקור זרם), או בצורה של אנרגיה מכאנית (בעזרת מנוע).
2. במעגל צריך להיות לפחות מסלול סגור אחד העובר דרך מקור האנרגיה.

מונחים יסודיים

מגע בין שני רכיבים הוא מצב שבו שני רכיבים חשמליים מחוברים זה לזה בעזרת מוליך, כך שזרם השורם דרך אחד מהם, יזרום גם דרך השני.

נתק במעגל חשמלי הוא מצב שבו שני רכיבים סמוכים במעגל אינם מחוברים ביניהם, ולא יכול לזרום ביניהם זרם. ישנם רכיבים, הנקראים מפסקים, המשמשים ליצירה מבוקרת של נתקים במעגל. בעזרת מפסק ניתן להפסיק באופן מבוקר את זרימת הזרם במעגל לצורך הפסקת פעולתו של רכיב חשמלי למשל. בשימוש יומיומי אנו משתמשים במפסקים להדלקה וכיבוי של נורות תאורה חשמליות, למשל.

מעגל פתוח הוא מעגל חשמלי שיש בו נתק, ולכן לא זורם בו זרם חשמלי. מעגל חשמלי נקרא מעגל סגור אם אין בו אף נתק.

קצר חשמלי הוא מצב בו שני רכיבים במעגל מחוברים זה לזה בעזרת מוליך בלבד. נאמר שישנו קצר במעגל אם שני קטבי מקור המתח מחוברים זה לזה בעזרת מוליך בלבד, או שיש מסלול כלשהו במעגל המחבר את שני קטבי מקור המתח בעזרת מוליך בלבד. מצב זה גורם לזרימה של זרם בעוצמה גבוהה בין קטבי מקור המתח, הגורם בתורו להתחממות מהירה של המעגל עד כדי שריפה של המוליך(בתלות בעוצמת הזרם והחומרים מהם עשוי המוליך).

מפל מתחים הוא הפרש המתחים (פוטנציאלים) בין שתי נקודות במעגל. במעגל חשמלי סגור יזרום זרם חשמלי במורד מפל המתחים, כלומר מנקודת המתח הגבוה אל נקודת המתח הנמוך. נקודת המתח הגבוה ביותר במעגל, ונקודת המתח הנמוך ביותר במעגל תהינה בדרך כלל ממוקמות בשני הקצוות (חיובי ושלילי בהתאמה) של מקור המתח במעגל. עוצמת הזרם במעגל תלויה בעוצמת המתח החשמלי של המקור ובתכונות הרכיבים המחוברים במעגל.

צומת חשמלי הוא נקודת מפגש של שלושה רכיבים או יותר במעגל חשמלי.

חיבור טורי בין שני רכיבים הוא מצב בו שני רכיבים במעגל חשמלי מחוברים זה לזה ללא שום צומת ביניהם.

חיבור מקבילי בין שני רכיבים הוא מצב בו שני רכיבים במעגל חשמלי מחוברים זה לזה בשני קצותיהם.

הערות:

1. ישנם רכיבים בעלי יותר משני נקודות חיבור למעגל (נקודות החיבור למעגל נקראות רגלי הרכיב).
2. ייתכן גם מצב בו שני רכיבים אינם בטור ואינם במקביל.

ממדים פיזיים

---

הממדים הפיזיים של מעגלים חשמליים משתנים בסקלה רחבה מאד:

מעגל חשמלי יכול להיות מאוד קטן, כמו מעגל משולב (הנקרא גם שבב או בשפת העם "ג'וק" או "צ'יפ"). גודלו של מעגל כזה, שיכול להכיל מיליוני רכיבים חשמליים, נמדד במילימטרים רבועים.

ישנם גם מעגלים חשמליים גדולים מאד, כגון רשת חשמל ארצית, שיכולה להכיל מיליוני משתמשים.

בין שני סדרי הגודל הקיצוניים האלה, ישנם גם מעגלים חשמליים בגדלי ביניים רבים, כגון רשת חשמל של בניין או מפעל. רשת החשמל הביתית בנויה באופן מקבילי, ובה החשמל מסופק בזרם חילופין.

מעגל מודפס הוא מעגל, שיכול להכיל עשרות רכיבים, וגודלו נע בין סנטימטרים רבועים ספורים לעשרות או מאות סנטימטרים רבועים. באלקטרוניקה משתמשים במעגלים מודפסים לשימושים רבים ושונים, ולכן מעגלים אלה נקראים גם כרטיסים אלקטרוניים.

חישובים במעגל חשמלי

---

את עוצמת הזרם הזורם דרך רכיבים שונים במעגל וגודל מפל המתח עליהם ניתן לחשב בעזרת:

• חוק הזרמים של קירכהוף - הקובע כי סכום הזרמים הנכנסים לצומת שווה לסכום הזרמים היוצאים ממנו.
• חוק המתחים של קירכהוף - הקובע שהסכום האלגברי של המתחים (כוון אחד חיובי, כוון שני שלילי) בלולאה במעגל חשמלי יהיה אפס.
• חוק אוהם - הקובע כי המתח על נגד שווה לזרם הזורם דרכו כפול התנגדותו.
• המרת כוכב-משולש - המאפשרת להפוך מעגל המחובר בצורת כוכב, למעגל המחובר כמשולש ולהיפך, ללא שינוי תכונותיו החשמליות.
• משפטי נורטון-תבנין - הקובעים כי כל אוסף דו-קוטבי של מקורות מתח, מקורות זרם ונגדים שווה-ערך למקור זרם אידאלי במקביל לנגד יחיד (משפט נורטון) או למקור מתח יחיד בטור לנגד יחיד (משפט תבנין).

חשמל | אלקטרוניקה

Electrical network | Elektrický obvod | Elektronisk kredsløb | Elektrische Schaltung | Elektra cirkvito | Circuito eléctrico | Virtapiiri | Circuit électrique | Circuito elettrico | 電気回路 | Elektrinė grandinė | Elektrisch netwerk | Obwód elektryczny | Circuito elétrico | Электрическая цепь | Električni krog | Elektrisk krets | மின்சுற்று | Mạch điện | 电路