Pagrindiniai elektros grandinių įstatymai susitelkia į keletą pagrindinių grandinės parametrų, įtampos, srovės, galios ir atsparumo, ir apibrėžia, kaip jie tarpusavyje susiję.
Skirtingai nuo kai kurių sudėtingesnių elektronikos santykių ir formulių, šie pagrindai yra naudojami reguliariai, o ne kasdien, kiekvienas, kuris dirba su elektronika. Šie įstatymai buvo atrasti Georgo Ohmo ir Gustavo Kirchhoffo, todėl jie yra žinomi kaip Omo įstatymas ir Kirchhoffo įstatymai.
Šių pagrindinių taisyklių supratimas yra itin svarbus visiems, kurie kuria grandinę, elektroniką ar elektros sistemą.
Omo įstatymas
Omo teisė yra įtampos, srovės ir atsparumo santykis grandinėje, ir tai yra labiausiai paplitusi (ir paprasčiausias) formulė, naudojama elektronikoje. Omo įstatymas gali būti parašytas keliais būdais, kurie visi yra dažniausiai naudojami.
- Srovė, pratekanti per atsparumą, yra lygi įtampai, esančiai pasipriešinimui, padalytai iš pasipriešinimo (I = V / R).
- Įtampa lygi srovei, tekančiai per rezistorių, laikui bėgant (V = IR)
- Atsparumas lygus rezistoriaus įtampai, padalytai iš srovės, tekančios per jį (R = V / I).
Omo teisė taip pat naudinga nustatant grandinės galios kiekį, kai grandinė yra lygi srovę, pratekančią per įtampą (P = IV). Omų įstatymas gali būti naudojamas norint nustatyti grandinės galios atkūrimą, kol grandinėje yra žinomi du kintamieji Omo įstatyme.
Omų įstatymo formulė yra labai galingas elektronikos įrankis, ypač dėl to, kad gali būti supaprastintos didesnės grandinės, tačiau Omo įstatymas yra būtinas visais grandinės dizaino ir elektronikos lygiais. Vienas iš pagrindinių Omo įstatymo ir galios santykių taikymo yra nustatyti, kiek energijos išsisklaidė kaip komponento šilumą. Žinoti, kad tai yra labai svarbu, kad programai būtų pasirinktas tinkamo dydžio komponentas su tinkamu galios verte.
Pavyzdžiui, parenkant 50 omų paviršiaus montavimo rezistorių, kuris įprasto veikimo metu pamatys 5 voltus, žinant, kad jis turi išsisklaidyti (P = IV => P = (V / R) * V => P = (5volts ^ 2) / 50ohms) = .5 vatai) ½ a vato, kai jis mato 5 voltus, reiškia, kad turėtų būti naudojamas rezistorius, kurio stiprumas didesnis nei 0,5 vatai. Žinant komponentų galios naudojimą sistemoje, galite žinoti, ar gali prireikti papildomų šiluminių problemų ar aušinimo, ir diktuoja sistemos maitinimo dydį.
Kirchhoffo grandinės įstatymai
Susiejimas su Ohms įstatymu į visą sistemą yra Kirchhoffo grandinės įstatymai. Dabartinė Kirchhoffo teisė vadovaujasi energijos išsaugojimo principu ir teigia, kad bendra visa srovė, patenkanti į grandinę (arba tašką), yra lygi srovės, ištekančios iš mazgo, sumai.
Paprastas Kirchhoff'o dabartinio įstatymo pavyzdys yra maitinimo ir varžinio grandinės su keliais rezistoriais lygiagrečiai. Vienas iš grandinės mazgų yra tada, kai visi rezistoriai jungiasi prie maitinimo šaltinio. Šio mazgo energijos tiekimas tiekia srovę į mazgą, o tiekiama srovė yra padalijama tarp rezistorių ir išsiskleidžia iš to mazgo ir į rezistorius.
Kirchhoff'o įtampos įstatymas taip pat laikosi energijos išsaugojimo principo ir teigia, kad visų įtampos visoje grandinės grandinėje suma turi būti lygi nuliui. Išplečiant ankstesnį maitinimo šaltinio pavyzdį su keliais rezistoriais lygiagrečiai tarp maitinimo ir įžeminimo, kiekviena atskira elektros energijos tiekimo grandinė, rezistorius ir įžeminimas mato vienodą įtampą visame rezistoriuje, nes yra tik vienas varžinis elementas. Jei kilpa turėjo serijinių rezistorių rinkinį, įtampa kiekviename rezistoriuje būtų padalyta pagal "Ohms" įstatymus.
