Amit az alapvető áramköri törvényekről tudni kell

Az alapvető törvények elektromos áramkörök összpontosítson az alapvető áramköri paraméterekre feszültség, áram, teljesítmény és ellenállás. Ezek a törvények meghatározzák, hogy az egyes áramköri paraméterek hogyan kapcsolódnak egymáshoz. Ezeket a törvényeket Georg Ohm és Gustav Kirchhoff fedezte fel, és Ohm törvényeként és Kirchhoff törvényeként ismertek.

Ohm törvénye

Az Ohm törvénye az áramkör feszültsége, áramerőssége és ellenállása közötti összefüggés. Ez az elektronikában használt legelterjedtebb (és legegyszerűbb) képlet. Az Ohm-törvény többféleképpen is felírható, és mindegyiket gyakran használják.

• Az ellenálláson átfolyó áram egyenlő az ellenálláson lévő feszültség osztva az ellenállással (I=V/R).
• A feszültség egyenlő az ellenálláson átfolyó áram szorzatával (V=IR).
• Az ellenállás egyenlő az ellenálláson lévő feszültség osztva a rajta átfolyó árammal (R=V/I).

Az Ohm-törvény az áramkör által felhasznált teljesítmény meghatározásában is hasznos, mivel az áramkör teljesítményfelvétele megegyezik a rajta átfolyó áramerősséggel, megszorozva a feszültséggel (P=IV). Az Ohm törvénye határozza meg az áramkör teljesítményfelvételét, amíg az Ohm törvényben szereplő változók közül kettő ismert az áramkörre vonatkozóan.

Az Ohm-törvény és a teljesítményviszony egyik alapvető alkalmazása annak meghatározása, hogy mennyi teljesítmény disszipálódik hőként egy komponensben. Ez az információ segít kiválasztani a megfelelő méretű alkatrészt, és az adott alkalmazáshoz megfelelő teljesítményű.

Például ha 50 ohmost választ felületre szerelhető ellenállás amely normál működés közben 5 V-ot lát, fél wattot kell feladnia, amikor 5 voltot vesz fel. A képlet progresszív helyettesítésekkel a következő:

• P=I×V → P=(V÷R)×V → P=(5 volt) ² ÷ 50 ohm → 0,5 watt

Ezért 0,5 wattnál nagyobb névleges teljesítményű ellenállásra lesz szüksége. Ha ismeri a rendszer összetevőinek energiafelhasználását, akkor tudni fogja, hogy szükség lehet-e további hőproblémákra vagy hűtésre. Ez határozza meg a rendszer tápegységének méretét is.

Kirchhoff áramköri törvényei

A Kirchhoff-féle áramköri törvények az Ohm-törvényt egy teljes rendszerbe kötik. Kirchhoff jelenlegi törvénye az energiamegmaradás elvét követi. Kimondja, hogy az áramkör egy csomópontjába (vagy pontjába) befolyó összes áram összege megegyezik a csomópontból kifolyó áram összegével.

Egy egyszerű példa arra Kirchhoff jelenlegi törvénye egy tápegység és ellenállás áramkör több párhuzamos ellenállással. Az áramkör egyik csomópontja az, ahol az összes ellenállás csatlakozik a tápegységhez. Ezen a csomóponton a tápegység áramot generál a csomópontba, és az áram megoszlik az ellenállások között, és kifolyik abból a csomópontból az ellenállásokba.

Kirchhoff feszültségtörvénye is követi az energia megmaradás elvét. Kimondja, hogy az áramkör teljes hurkában lévő összes feszültség összegének nullával kell egyenlőnek lennie.

Kibővítve az előző példát a tápegység több ellenállásával párhuzamosan a tápegység és a test között A tápegység, az ellenállás és a test egyedi huroka ugyanazt a feszültséget látja az ellenálláson, mivel csak egy ellenállás van elem. Ha egy hurok sorba kapcsolt ellenállásokkal rendelkezik, az egyes ellenállásokon lévő feszültséget az Ohm-törvény összefüggése szerint osztják fel.