Mida peate põhiliste vooluringiseaduste kohta teadma

Põhiseadused elektriahelad keskenduge vooluahela põhiparameetritele Pinge, vool, võimsus ja takistus. Need seadused määratlevad, kuidas iga vooluahela parameeter on omavahel seotud. Need seadused avastasid Georg Ohm ja Gustav Kirchhoff ning neid tuntakse Ohmi ja Kirchhoffi seadustena.

Ohmi seadus

Ohmi seadus on seos pinge, voolu ja takistuse vahel ahelas. See on kõige levinum (ja kõige lihtsam) elektroonikas kasutatav valem. Ohmi seadust saab kirjutada mitmel viisil, mida kõiki kasutatakse tavaliselt.

• Takist läbiv vool võrdub takistuse ületava pingega, mis on jagatud takistusega (I=V/R).
• Pinge võrdub takistit läbiva voolu ja selle takistusega (V=IR).
• Takistus võrdub pingega, mis takistis on jagatud seda läbiva vooluga (R=V/I).

Ohmi seadus on kasulik ka vooluringi kasutatava võimsuse määramisel, kuna ahela võimsustarve on võrdne seda läbiva vooluga, mis on korrutatud pingega (P=IV). Ohmi seadus määrab vooluahela voolutarbe seni, kuni kaks Ohmi seaduse muutujat on vooluringi jaoks teada.

Ohmi seaduse ja võimsuse suhte üks peamisi rakendusi on määrata, kui palju võimsust komponendis soojusena hajub. See teave aitab teil valida konkreetse rakenduse jaoks sobiva võimsusega õige suurusega komponendi.

Näiteks kui valite 50-oomise pindpaigaldustakisti mis näeb normaalse töö ajal 5 volti, peab see 5 volti pingestamisel hajutama pool vatti. Valem koos järkjärguliste asendustega on järgmine:

• P=I×V → P=(V÷R)×V → P=(5 volti) ² ÷ 50 oomi → 0,5 vatti

Seetõttu vajate takistit, mille võimsus on suurem kui 0,5 vatti. Süsteemi komponentide energiatarbimise teadmine annab teile teada, kas võib tekkida vajadus täiendavate termiliste probleemide või jahutamise järele. See määrab ka süsteemi toiteallika suuruse.

Kirchhoffi vooluringiseadused

Kirchhoffi vooluringiseadused seovad Ohmi seaduse terviklikuks süsteemiks. Kirchhoffi kehtiv seadus järgib energia jäävuse põhimõtet. See ütleb, et kogu vooluahela sõlme (või punkti) voolava voolu kogusumma on võrdne sõlmest välja voolava voolu summaga.

Lihtne näide sellest Kirchhoffi kehtiv seadus on mitme paralleelse takistiga toiteallika ja takistusahel. Ahela üks sõlm on koht, kus kõik takistid ühendatakse toiteallikaga. Selles sõlmes genereerib toiteallikas voolu sõlme ja vool jaguneb takistite vahel ning voolab sellest sõlmest välja takistitesse.

Ka Kirchhoffi pingeseadus järgib energia jäävuse põhimõtet. Selles öeldakse, et ahela täieliku ahela kõigi pingete summa peab olema võrdne nulliga.

Laiendades eelmist näidet toiteallikast, mille toiteallika ja maanduse vahel on paralleelselt mitu takistit, igaüks toiteallika, takisti ja maanduse individuaalne ahel näeb takistil sama pinget, kuna sellel on ainult üks takistus element. Kui ahelas on rida takisteid, jagatakse iga takisti pinge vastavalt Ohmi seadusele.