Основные законы электрических цепей фокусируются на нескольких основных параметрах схемы, напряжении, токе, мощности и сопротивлении и определяют, как они взаимосвязаны.
В отличие от некоторых более сложных электронных отношений и формул, эти основы используются на регулярной основе, если не ежедневно, тем, кто работает с электроникой. Эти законы были обнаружены Георгом Омом и Густавом Кирхгофом и поэтому известны как закон Ома и законы Кирхгофа.
Понимание этих основных правил имеет решающее значение для тех, кто проектирует схему, электронику или электрическую систему.
Закон Ома
Закон Ом - это соотношение между напряжением, током и сопротивлением в цепи, и это самая распространенная (и самая простая) формула, используемая в электронике. Закон Ома можно написать несколькими способами, все из которых обычно используются.
- Ток, протекающий через сопротивление, равен напряжению по сопротивлению, деленному на сопротивление (I = V / R).
- Напряжение равно току, протекающему через резистор, раз его сопротивление (V = IR)
- Сопротивление равно напряжению на резисторе, которое делится на ток, протекающий через него (R = V / I).
Закон Ома также полезен при определении величины мощности, используемой схемой, поскольку потребляемая мощность схемы равна току, протекающему через него, во времени напряжения (P = IV). Закон Ома может быть использован для определения мощности схемы схемы, если две переменные в законе Ом известны для схемы.
Формула закона Ома является очень мощным инструментом в электронике, тем более что более крупные схемы могут быть упрощены, но закон Ома необходим для всех уровней проектирования схем и электроники. Одним из самых основных применений закона Ома и отношения власти является определение того, сколько энергии рассеивается как тепло в компоненте. Знание этого имеет решающее значение, так что для приложения выбирается нужный размерный компонент с соответствующей номинальной мощностью.
Например, при выборе 50 Ом резистора для поверхностного монтажа, который будет видеть 5 вольт при нормальной работе, зная, что он должен рассеяться (P = IV => P = (V / R) * V => P = (5volts ^ 2) / 50 Ом) = 5 Вт) ½ ватт, когда он видит 5 вольт, означает, что должен использоваться резистор с еще большей мощностью, чем 0,5 Вт. Знание энергопотребления компонентов в системе позволяет узнать, могут ли потребоваться дополнительные тепловые проблемы или охлаждение и диктует размер источника питания для системы.
Законы Кирхгофа
Закон об увязке Омов вместе в полную систему - это законы цепи Кирхгофа. Текущий закон Кирхгофа следует принципу сохранения энергии и утверждает, что общая сумма всего тока, текущего в узел (или точку) на цепи, равна сумме тока, текущего из узла.
Простым примером действующего закона Кирхгофа является схема питания и резистивная схема с несколькими резисторами параллельно. Один из узлов схемы - это то, где все резисторы подключаются к источнику питания. На этом узле источник питания подает ток в узел, а ток, который подается, делится между резисторами и вытекает из этого узла и в резисторы.
Закон напряженности Кирхгофа также следует принципу сохранения энергии и утверждает, что сумма всех напряжений в полной петле схемы должна быть равна нулю. Расширяя предыдущий пример источника питания с несколькими резисторами параллельно между источником питания и землей, каждая отдельная петля источника питания, резистор и земля видят одинаковое напряжение на резисторе, поскольку имеется только один резистивный элемент. Если бы цикл имел набор резисторов последовательно, напряжение на каждом резисторе было бы разделено в соответствии с отношением закона Ohms.
