Základné zákony elektrických obvodov sa zameriavajú na niekoľko základných parametrov obvodu, napätie, prúd, výkon a odpor a definujú, ako sú navzájom prepojené.
Na rozdiel od niektorých zložitých elektronických vzťahov a vzorcov, tieto základy sa používajú na pravidelnom, ak nie každodennom základe, každým, kto pracuje s elektronikou. Tieto zákony objavili Georg Ohm a Gustav Kirchhoff, a preto sú známe ako Ohmsov zákon a Kirchhoffove zákony.
Pochopenie týchto základných pravidiel je rozhodujúce pre každého, kto navrhuje okruh, elektroniku alebo elektrický systém.
Ohms Zákon
Ohm zákon je vzťah medzi napätím, prúdom a odporom v obvode a je to najbežnejší (a najjednoduchší) vzorec používaný v elektronike. Ohm zákon môže byť napísaný mnohými spôsobmi, z ktorých všetky sú bežne používané.
- Prúd pretekajúci odporom sa rovná napätiu naprieč odporu, ktorý je oddelený odporom (I = V / R).
- Napätie sa rovná prúdu pretekajúcemu cez rezistor krátkodobo jeho odpor (V = IR)
- Odpor je rovný napätiu naprieč odporu vydeleného prúdom prúdiacim cez tento odpor (R = V / I).
Zákon ohmov je tiež užitočný pri určovaní množstva energie, ktorú obvod využíva, pretože odber prúdu okruhu sa rovná prúdu, ktorý preteká cez ňu napätie (P = IV). Ohm zákon môže byť použitý na určenie čerpania energie okruhu tak dlho, ako dve z premenných v ohmoch práva sú známe pre obvod.
Ohmová zákonová rovnica je veľmi silným nástrojom v elektronike, najmä preto, že väčšie obvody môžu byť zjednodušené, ale zákon Ohms je nevyhnutný na všetkých úrovniach návrhu obvodov a elektroniky. Jedným z najzákladnejších aplikácií zákona Ohms a mocenského vzťahu je určiť, koľko energie sa rozptýli ako teplo v komponente. Vedieť, že je to dôležité, aby sa pre aplikáciu vybrala komponent správnej veľkosti s príslušným výkonom.
Napríklad pri výbere 50 ohm povrchovej montážne rezistor, ktorý uvidí 5 voltov počas bežnej prevádzky, vedel, že bude musieť rozptýliť (P = IV => P = (V / R) * V => P = (5volts ^ 50 wattov) = 5 wattov) ½ wattu, ak vidí 5 voltov, znamená, že by sa mal použiť odpor s ešte väčším výkonom než 0,5 wattu. Znalosť spotreby energie komponentov v systéme vám umožňuje zistiť, či sa môžu vyžadovať dodatočné tepelné problémy alebo chladenie a diktuje veľkosť napájania pre systém.
Kirchhoffove obvodové zákony
Viazanie ohmov dohromady do kompletného systému je Kirchhoffov obvod zákonov. Aktuálny zákon Kirchhoffa sa riadi zásadou zachovania energie a uvádza, že celkový súčet všetkého prúdu prúdiaceho do uzla (alebo bodu) na okruhu sa rovná súčtu prúdu prúdiaceho z uzla.
Jednoduchý príklad Kirchhoffovho súčasného zákona je napájací a odporový obvod s viacerými odpormi paralelne. Jeden z uzlov okruhu je miesto, kde sa všetky rezistory pripájajú k napájaniu. V tomto uzle napájací zdroj dodáva prúd do uzla a prúd, ktorý je dodávaný, je rozdelený medzi rezistory a prúdi z tohto uzla do rezistorov.
Kirchhoffov zákon o napätí tiež sleduje princíp zachovania energie a uvádza, že súčet všetkých napätí v kompletnej slučke obvodu musí byť nulový. Rozšírením predchádzajúceho príkladu napájania viacerými rezistormi paralelne medzi zdrojom napájania a zemou, každá jednotlivá slučka napájacieho zdroja, odpor a zem uvidí rovnaké napätie naprieč rezistorom, pretože existuje len jeden odporový prvok. Ak by smyčka mala sériu rezistorov v sérii, napätie naprieč každým rezistorom by bolo rozdelené podľa ohmického vzťahu.
