Legile de bază ale circuitelor electrice se concentrează pe parametrii de bază ai circuitului de tensiune, curent, putere și rezistență. Aceste legi definesc modul în care fiecare parametru de circuit este interconectat. Aceste legi au fost descoperite de Georg Ohm și Gustav Kirchhoff și sunt cunoscute ca legea lui Ohm și legile lui Kirchhoff.
Legea lui Ohm
Legea lui Ohm este relația dintre tensiune, curent și rezistență într-un circuit. Este cea mai comună (și cea mai simplă) formulă folosită în electronică. Legea lui Ohm poate fi scrisă în mai multe moduri, toate fiind folosite în mod obișnuit.
- Curentul care trece printr-o rezistență este egal cu tensiunea pe rezistență împărțită la rezistență (I=V/R).
- Tensiunea este egală cu curentul care trece printr-un rezistor înmulțit cu rezistența acestuia (V=IR).
- Rezistența este egală cu tensiunea pe o rezistență împărțită la curentul care trece prin acesta (R=V/I).
Legea lui Ohm este, de asemenea, utilă în determinarea cantității de putere pe care o folosește un circuit, deoarece absorbția de putere a unui circuit este egală cu curentul care circulă prin el, înmulțit cu tensiunea (P=IV). Legea lui Ohm determină consumul de putere a unui circuit atâta timp cât două dintre variabilele din legea lui Ohm sunt cunoscute pentru circuit.
O aplicație de bază a legii lui Ohm și a relației de putere este de a determina cât de multă putere este disipată sub formă de căldură într-o componentă. Aceste informații vă ajută să alegeți componenta de dimensiunea potrivită cu puterea nominală adecvată pentru o anumită aplicație.
De exemplu, atunci când selectați un rezistor de suprafață de 50 ohmi care va vedea 5 volți în timpul funcționării normale, acesta trebuie să disipeze o jumătate de watt când primește 5 volți. Formula, cu substituții progresive, este:
P=I×V → P=(V÷R)×V → P=(5 volți)² ÷ 50 ohmi → 0,5 wați
De aceea, veți avea nevoie de un rezistor cu o putere mai mare de 0,5 wați. Cunoașterea consumului de energie a componentelor dintr-un sistem vă permite să știți dacă pot fi necesare probleme termice suplimentare sau răcire. De asemenea, dictează dimensiunea sursei de alimentare pentru sistem.
Legile circuitului lui Kirchhoff
Legile circuitului lui Kirchhoff leagă legea lui Ohm într-un sistem complet. Legea curentă a lui Kirchhoff urmează principiul conservării energiei. Afirmă că suma totală a curentului care curge într-un nod (sau punct) dintr-un circuit este egală cu suma curentului care curge din nod.
Un exemplu simplu al legii curente a lui Kirchhoff este o sursă de alimentare și un circuit rezistiv cu mai multe rezistențe în paralel. Unul dintre nodurile circuitului este locul în care toate rezistențele se conectează la sursa de alimentare. La acest nod, sursa de alimentare generează curent în nod, iar curentul se împarte între rezistențe și curge din acel nod către rezistențe.
Legea tensiunii lui Kirchhoff urmează, de asemenea, principiul conservării energiei. Afirmă că suma tuturor tensiunilor dintr-o buclă completă a unui circuit trebuie să fie egală cu zero.
Extindem exemplul anterior al unei surse de alimentare cu mai multe rezistențe în paralel între sursa de alimentare și masă, fiecare buclă individuală a sursei de alimentare, un rezistor și masă vede aceeași tensiune pe rezistor, deoarece există doar una element rezistiv. Dacă o buclă are un set de rezistențe în serie, tensiunea pe fiecare rezistor este împărțită conform relației legii Ohms.
