كيف يعمل الجرس الكهربائي؟

كل ما يتطلبه الأمر هو ضغطة إصبع على مفتاح، حتى يتحرك تيار كهربائي عبر مغناطيس، ثم تسمع صوت جرس الباب. فماذا حدث فعلياً داخل الجرس الكهربائي؟ ولماذا لا يكون صوت الجرس مستمراً بل يتوجب إعادة ضغط زر الجرس مرة أخرى ليرن؟ هل فكرت في الأمر قبل الآن؟ إليك الطريقة التي يعمل بها الجرس الكهربائي.

تاريخ الجرس الكهربائي

قبل أن يتخذ جرس المنزل شكله الحالي، استُخدمت أنواع مختلفة منه، ومن أشهرها نظام مطرقة الباب، حيث يسبب قرع الزائر للوح معدني مزخرف بأداة مفصلية إصدار صوت ينبه أصحاب المنزل. ومع قيام الثورة الصناعية، ودخول الآلات والتكنولوجيا إلى مختلف جوانب الحياة، تمكن المهندس الاسكتلندي ويليام مردوخ من صناعة جرس ميكانيكي يعمل بنظام الهواء المضغوط.

أما الجرس الكهربائي، فكان اختراعه من قبل العالم الأميركي جوزيف هنري عام 1813 تزامناً مع اكتشاف الكهرباء، إلا أن استخدامه لم ينتشر حتى عام 1913 عندما أدخلت المحولات الكهربائية كبديل للبطاريات باهظة الثمن، بحيث يستمد الجرس طاقته من التيار الكهربائي للمنزل مباشرة.

مكونات الجرس الكهربائي

يمكن وصف الجرس الكهربائي بدارة بسيطة تكتمل بالضغط على مفتاح الجرس. تتألف هذه الدارة من المكونات التالية:

• المفتاح: يعمل كمشغل أو قاطع للدارة.
• المغناطيس الكهربائي: هو من أنواع المغناطيس التي تنتج المجال المغناطيسي بمرور التيار الكهربائي فيها، ويتوقف المجال المغناطيسي بتوقف التيار الكهربائي. يتكون المغناطيس الكهربائي من سلك يُلف حول قضيب معدني، وبمجرد مرور التيار الكهربائي في السلك يتحول اللب المعدني إلى مغناطيس.
• مصدر للطاقة: قد يُوصل الجهاز بالتيار الكهربائي مباشرة، أو يزوّد ببطارية خاصة، بحيث تكتمل الدارة بالضغط على مفتاح الجرس.
• الذراع الحديدية: تعمل مثل الزنبرك أو النابض للمطرقة.
• المطرقة: وتُصنع من معدن لين لسهولة جذبها وعودتها.
• برغي التلامس أو المسمار القاطع: يقع خلف الذراع الحديدية، ويعمل على إكمال الدارة في الجرس.

اقرأ أيضاً: كيف يعمل جهاز كشف المعادن؟

آلية عمل الجرس الكهربائي

يعمل الجرس الكهربائي وفقاً لمبدأ الكهرومغناطيسية، أي تحريك الشحنات الكهربائية، فعندما يتدفق تيار كهربائي عبر الموصل ينشأ مجال مغناطيسي، ثم يرن الجرس وفقاً للمراحل التالية:

1. بالضغط على المفتاح يتم وصل الدارة ويمر التيار الكهربائي خلالها.
2. ينتج عن تدفق التيار الكهربائي ضمن المغناطيس الكهربائي مجال مغناطيسي.
3. يجذب المجال المغناطيسي الذراع الحديدية إليه، فتتحرك معه المطرقة المتصلة به لتطرق الجرس ويصدر الصوت.
4. عندما تنجذب الذراع الحديدية للمغناطيس يفقد تلامسه مع برغي التلامس أو المسمار القاطع، ويتم قطع الدارة الكهربائية.
5. يتوقف المجال المغناطيس بتوقف التيار الكهربائي، فتعود الذراع الحديدية إلى مكانها.
6. بعودة الذراع إلى الوضع السابق يعود لملامسة المسمار، فتكتمل الدارة مرة أخرى ويتدفق التيار الكهربائي خلالها.
7. يستمر الجرس في الرنين بتكرار عملية الوصل والفصل، وحتى توقف الضغط على مفتاح التشغيل.

اقرأ أيضاً: كيف يعمل قارئ بطاقات الائتمان؟

تطبيقات الجرس الكهربائي

منذ أن تم اختراع الجرس الكهربائي، تعددت استخداماته لتتجاوز عتبات المنازل، إذ يمكن إيجاده في أحد التطبيقات التالية:

• المنازل والمكاتب والمباني.
• أنظمة الإنذار بالسرقات، للتنبيه والإعلام بحال اقتحام اللصوص.
• أجهزة الكشف عن الدخان لإصدار تحذير في حال اندلاع الحرائق.
• محركات الأقراص الثابتة ومكبرات الصوت.
• أجهزة المايكروويف.

الأجراس اللاسلكية

مع تقدم التكنولوجيا وانتشار تكنولوجيات المنزل الذكي، تم تطوير أجراس لا سلكية لتحسين طريقة تنبيه أصحاب المنزل بالزوار. يعالج الجرس اللاسلكي مشكلة التوصيلات الكهربائية، ويمكن تثبيته في أي مكان بأدنى حد من الأدوات. يتكون الجرس اللاسلكي عموماً من:

• جهاز إرسال (جرس الباب).
• جهاز استقبال (صندوق الرنين).

بالضغط على مفتاح زر الجرس عند الباب الأمامي، يرسل جهاز الإرسال رسالة مشفرة لاسلكية بتردد محدد. تلتقط شريحة صوت ضمن جهاز الاستقبال الإشارة وتشغلها عبر مكبر للصوت على شكل نغمة رنين من اختيار المالك. عادة ما يتم تشغيله باستخدام بطاريات ليثيوم طويلة العمر، أو توصيله بالنظام الكهربائي للمنزل.

بالإضافة إلى سهولة تركيبها وتثبيتها، تتميز الأجراس اللاسلكية بإمكانية استخدام عدة أجهزة استقبال في المنزل ونقلها بحرية في المنزل، كأن تضع واحداً في غرفة الجلوس وآخر في حديقة المنزل الخلفية، بحيث تبقى ضمن نطاق جهاز الإرسال. ولتجنب حدوث تداخلات لاسلكية على نفس التردد مع أجراس الباب المجاورة، تتوفر خيارات متعددة لترددات قنوات الراديو.

اقرأ يضاً: كيف تعمل شبكة الهاتف المحمول؟

المقارنة بين أجراس المنزل الكهربائية واللاسلكية

بتحديد مجموعة الإيجابيات والسلبيات المميزة لكل من الجرس الكهربائي واللاسلكي يمكنك تحديد ما يناسبك منها:

إيجابيات الجرس الكهربائي

يتميز بما يلي:

• غير مكلف، ويوفر صوتاً قوياً.
• يتوفر بتصاميم مختلفة لمفتاح تشغيل الجرس.

سلبيات الجرس الكهربائي

يمكن أن تجعلك الأسباب التالية متردداً في اختيار الجرس الكهربائي:

• محدودية نطاق العمل.
• أعطال فنية عديدة.
• صعوبة التثبيت، لضرورة تمديد الأسلاك في جميع أنحاء المنزل.

إيجابيات جرس الباب اللاسلكي

يتميز الجرس اللاسلكي بالخصائص التالية:

• سهولة التركيب، لعدم وجود أسلاك.
• خيارات رنين متعددة.
• إمكانية التحكم بالصوت مثل كتمه لفترة من الوقت.
• مدى عمل أطول مقارنة بالجرس الكهربائي.
• مميزات إضافية مثل إضاءة ليد LED، وتسجيل الفيديو والصوت.

سلبيات الجرس اللاسلكي

تعيق بعض سلبيات الجرس اللاسلكي من استخدامه، ومنها:

• خيارات تصميم محدودة.
• أكثر تكلفة مقارنة بالجرس الكهربائي.