Základní zákony elektrických obvodů se zaměřují na několik parametrů základního obvodu, napětí, proud, výkon a odpor a definují vzájemnou souvislost mezi nimi.
Na rozdíl od některých složitějších elektronických vztahů a vzorců jsou tyto základy používány pravidelně, ne-li denně, každým, kdo pracuje s elektronikou. Tyto zákony objevily Georg Ohm a Gustav Kirchhoff a jsou proto známé jako zákon Ohms a Kirchhoffovy zákony.
Pochopení těchto základních pravidel je zásadní pro každého, kdo navrhuje obvod, elektroniku nebo elektrický systém.
Ohms Law
Ohmův zákon je vztah mezi napětím, proudem a odporem v obvodu a je to nejběžnější (a nejjednodušší) vzorec používaný v elektronice. Ohmův zákon může být napsán mnoha způsoby, které jsou běžně používané.
- Proud protékající odporem se rovná napětí napříč odporu děleno odporem (I = V / R).
- Napětí se rovná proudu, který protéká rezistorem krátkou dobu jeho odporu (V = IR)
- Odpor se rovná napětí napříč odporu dělenému proudem protékajícím proudem (R = V / I).
Ohmův zákon je také užitečný při určování množství energie, kterou obvod používá, protože odběr proudu obvodu se rovná proudu, který protéká jeho proudem (P = IV). Zákony ohmů mohou být použity k určení odběru energie okruhu, pokud jsou pro obvod známy dva proměnné v zákonu ohmů.
Vzorec ohmů zákonů je velmi silný nástroj v elektronice, zejména proto, že větší obvody mohou být zjednodušeny, ale zákony ohmů jsou nezbytné na všech úrovních návrhu obvodů a elektroniky. Jedním z nejzákladnějších aplikací zákona Ohms a mocenského vztahu je určit, kolik energie se rozptýlí jako teplo v komponentě. To znamená, že je důležité, aby pro aplikaci byla vybrána součást správné velikosti se správným jmenovitým výkonem.
Například při výběru 50 ohm povrchový odpor, který uvidí 5 voltů během normálního provozu, vědět, že bude muset se rozptýlit (P = IV => P = (V / R) * V => P = (5volts ^ 50 ohmů) = 5 wattů) ½ wattu, když vidí 5 voltů, znamená, že by měl být použit odpor s vyšší hodnotou výkonu než 0,5 wattu. Znalost spotřeby energie komponentů v systému vám umožňuje zjistit, zda mohou být vyžadovány dodatečné tepelné problémy nebo chlazení a zda velikost zdroje napájení systému.
Kirchhoffovo obvodové zákony
Vázání Ohmů dohromady do kompletního systému je Kirchhoffovy obvodové zákony. Kirchhoffův současný zákon dodržuje zásadu zachování energie a uvádí, že celkový součet veškerého proudu, který proudí do uzlu (nebo bodu) na obvodu, se rovná součtu proudu, který proudí z uzlu.
Jednoduchým příkladem současného zákona Kirchhoff je napájecí zdroj a odporový obvod s několika odpory paralelně. Jeden z uzlů obvodu je kde všechny odpory se připojují k napájení. V tomto uzlu napájecí zdroj dodává proud do uzlu a proud, který je dodáván, je rozdělen mezi rezistory a proudí z tohoto uzlu a do rezistorů.
Kirchhoffův zákon o napětí se rovněž řídí zásadou zachování energie a uvádí, že součet všech napětí v úplné smyčce obvodu musí být nulový. Rozšířením předchozího příkladu napájecího zdroje s několika odpory paralelně mezi napájecím zdrojem a uzemněním, každá samostatná smyčka napájecího zdroje, odporu a uzemnění vidí stejné napětí napříč rezistorem, jelikož existuje pouze jeden odporový prvek. Pokud by smyčka měla sérii odporů v sérii, napětí napříč každým rezistorem by bylo rozděleno podle ohmického vztahu.
