Grunnleggende lover i elektriske kretser fokuserer på en håndfull grunnleggende kretsparametere, spenning, strøm, kraft og motstand, og definere hvordan de er sammenhengende.
I motsetning til noen av de mer komplekse elektronikkrelasjonene og formlene, blir disse grunnleggende brukt på en regelmessig, om ikke daglig basis av alle som arbeider med elektronikk. Disse lovene ble oppdaget av Georg Ohm og Gustav Kirchhoff, og er derfor kjent som Ohms lov og Kirchhoffs lover.
Å forstå disse grunnleggende reglene er avgjørende for alle som designer en krets, elektronikk eller et elektrisk system.
Ohms lov
Ohms lov er forholdet mellom spenning, strøm og motstand i en krets, og det er den vanligste (og mest enkle) formelen som brukes i elektronikk. Ohms lov kan skrives på en rekke måter, som alle er vant til.
- Strømmen som strømmer gjennom en motstand, er lik spenningen over motstanden dividert med motstanden (I = V / R).
- Spenningen er lik den strømmen som strømmer gjennom en motstand ganger dens motstand (V = IR)
- Motstand er lik spenningen over en motstand dividert med strømmen som strømmer gjennom den (R = V / I).
Ohms-loven er også nyttig for å bestemme mengden strøm som en krets bruker siden strømkilden til en krets er lik strømmen som strømmer gjennom den ganger spenningen (P = IV). Ohms-loven kan brukes til å bestemme strømkilden til en krets så lenge to av variablene i Ohms-loven er kjent for kretsen.
Ohms lovformelen er et meget kraftig verktøy i elektronikk, spesielt siden større kretser kan forenkles, men Ohms-loven er viktig på alle nivåer av kretsdesign og elektronikk. En av de mest grunnleggende bruken av Ohms-loven og maktforholdet er å bestemme hvor mye strøm som blir slått ut som varme i en komponent. Å vite dette er kritisk, slik at riktig komponent med riktig strømkvalitet er valgt for applikasjonen.
For eksempel når du velger en 50 ohm overflatemotstand som vil se 5 volt under normal drift, da du vet at den må løsne (P = IV => P = (V / R) * V => P = (5volts ^ 2) / 50 ohm) =. 5 watt) ½ a watt når det ser 5 volt betyr at en motstand med en enda større effekt enn 0,5 watt bør brukes. Å vite strømforbruket til komponentene i et system, kan du vite om det kan være behov for flere termiske problemer eller kjøling, og dikterer størrelsen på strømforsyningen for systemet.
Kirchhoffs kretslover
Å binde Ohms lov sammen til et komplett system er Kirchhoffs kretslover. Kirchhoffs nåværende lov følger prinsippet om bevaring av energi og angir at summen av all strøm som strømmer inn i en knute (eller punkt) på en krets, er lik summen av strømmen som strømmer ut av noden.
Et enkelt eksempel på Kirchhoffs nåværende lov er en strømforsyning og resistiv krets med flere motstander parallelt. En av knutepunktene er hvor alle motstandene kobler seg til strømforsyningen. Ved denne noden forsyner strømforsyningen strømmen inn i knutepunktet og strømmen som leveres er delt opp mellom motstandene og strømmer ut av den knutepunktet og inn i motstandene.
Kirchhoffs spenningslov følger også prinsippet om bevaring av energi og sier at summen av alle spenningene i en komplett kretsløp må være null. Forlengelse av det forrige eksempel på en strømforsyning med flere motstander parallelt mellom strømforsyningen og bakken, hver enkelt krets av strømforsyningen, en motstand og bakken, ser samme spenning over motstanden da det bare er ett motstandselement. Hvis en sløyfe hadde et sett med motstander i serie, ville spenningen over hver motstand deles i henhold til Ohms-lovforholdet.
