Grunderna för elektriska kretsar fokuserar på en handfull grundläggande kretsparametrar, spänning, ström, effekt och motstånd, och definierar hur de är inbördes samband.
Till skillnad från några av de mer komplexa elektronikförhållandena och formlerna används dessa grunder regelbundet, om inte dagligen, av någon som arbetar med elektronik. Dessa lagar upptäcktes av Georg Ohm och Gustav Kirchhoff, och är därför kända som Ohms Law och Kirchhoffs lagar.
Att förstå dessa grundläggande regler är avgörande för alla som designar en krets, elektronik eller ett elsystem.
Ohms lag
Ohms lag är förhållandet mellan spänning, ström och motstånd i en krets och det är den vanligaste (och mest enkla) formel som används i elektronik. Ohms lag kan skrivas på ett antal sätt, som alla vanligtvis används.
- Strömmen som strömmar genom ett motstånd är lika med spänningen över motståndet dividerat med motståndet (I = V / R).
- Spänningen är lika med strömmen som strömmar genom ett motstånd gånger dess motstånd (V = IR)
- Motståndet är lika med spänningen över ett motstånd dividerat med strömmen som strömmar genom det (R = V / I).
Ohms lag är också användbar för att bestämma mängden ström som en krets använder eftersom strömdragningen av en krets är lika med strömmen som strömmar genom den gånger spänningen (P = IV). Ohms lag kan användas för att bestämma strömdragningen av en krets så länge som två av variablerna i Ohms lag är kända för kretsen.
Ohms lagformeln är ett mycket kraftfullt verktyg inom elektronik, särskilt eftersom större kretsar kan förenklas, men Ohms lag är viktigt på alla nivåer av kretsdesign och elektronik. En av de mest grundläggande tillämpningarna av Ohms lag och maktförhållandet är att bestämma hur mycket ström som släpps ut som värme i en komponent. Att veta detta är kritiskt så att rätt storlekskomponent med rätt effektbedömning är vald för applikationen.
Till exempel när du väljer ett 50 ohm ytmonteringsmotstånd som kommer att se 5 volt under normal drift, känner det att det måste spridas (P = IV => P = (V / R) * V => P = (5volts ^ 2) / 50 ohm) =. 5 watt) ½ watt när det ser 5 volt betyder att ett motstånd med en ännu högre effekt än 0,5 watt ska användas. Att veta komponenternas energianvändning i ett system kan du veta om ytterligare termiska problem eller kylning kan krävas och dikterar storleken på strömförsörjningen för systemet.
Kirchhofs Circuit Laws
Att binda Ohms lag tillsammans till ett komplett system är Kirchhoffs kretslagar. Kirchhoffs nuvarande lag följer principen om bevarande av energi och anger att den totala summan av all ström som strömmar in i en nod (eller punkt) på en krets är lika med summan av strömmen som strömmar ut ur noden.
Ett enkelt exempel på Kirchhoffs nuvarande lag är en strömförsörjning och resistiv krets med flera motstånd parallellt. En av kretsens noder är där alla motstånd kopplas till strömförsörjningen. Vid denna nod matar strömförsörjningen strömmen in i noden och strömmen som levereras delas upp mellan motstånden och strömmar ut ur noden och in i motstånden.
Kirchhoffs spänningsrätt följer också principen om bevarande av energi och säger att summan av alla spänningar i en komplett kretslopp måste vara lika med noll. Förlängning av det tidigare exemplet av en strömförsörjning med flera motstånd parallellt mellan strömförsörjningen och marken, varje enskild slinga av strömförsörjningen, ett motstånd och jord ser samma spänning över motståndet eftersom det endast finns ett resistivt element. Om en slinga hade en uppsättning motstånd i serie skulle spänningen över varje motstånd delas i enlighet med Ohms lagförhållande.
