Η κατανόηση αυτών των βασικών κανόνων είναι κρίσιμη για όσους σχεδιάζουν ένα κύκλωμα, ηλεκτρονικά ή ένα ηλεκτρικό σύστημα.
Οι νόμοι περί βασικών κυκλωμάτων
Οι βασικοί νόμοι των ηλεκτρικών κυκλωμάτων επικεντρώνονται σε μια σειρά βασικών παραμέτρων κυκλώματος, τάσης, ρεύματος, ισχύος και αντίστασης και καθορίζουν τον τρόπο με τον οποίο αλληλοσυνδέονται. Σε αντίθεση με κάποιες από τις πιο περίπλοκες ηλεκτρονικές σχέσεις και τύπους, αυτά τα βασικά χρησιμοποιούνται σε τακτική, αν όχι καθημερινή βάση, από οποιονδήποτε εργάζεται με ηλεκτρονικά. Αυτοί οι νόμοι ανακαλύφθηκαν από τον Georg Ohm και τον Gustav Kirchhoff και είναι γνωστοί ως νόμος Ohms και νόμοι του Kirchhoff.
Νόμος Ohms
Ο νόμος Ohms είναι η σχέση μεταξύ τάσης, ρεύματος και αντίστασης σε ένα κύκλωμα και είναι ο πιο συνηθισμένος (και πιο απλός) τύπος που χρησιμοποιείται στην ηλεκτρονική. Ο νόμος Ohms δηλώνει ότι το ρεύμα που ρέει μέσω μιας αντίστασης είναι ίσο με την τάση σε όλη την αντίσταση διαιρούμενη με την αντίσταση (I = V / R). Ο νόμος Ohms μπορεί να γραφτεί με διάφορους τρόπους, τα οποία χρησιμοποιούνται συνήθως. Παραδείγματος χάριν - Η τάση είναι ίση με το ρεύμα που ρέει μέσω ενός αντιστάτη με την αντίσταση του (V = IR) και η αντίσταση είναι ίση με την τάση διαμέσου μιας αντίστασης διαιρούμενη από το ρεύμα που ρέει διαμέσου της (R = V / R). Ο νόμος Ohms είναι επίσης χρήσιμος για τον προσδιορισμό της ποσότητας ισχύος που χρησιμοποιεί ένα κύκλωμα αφού η ισχύς ενός κυκλώματος είναι ίση με το ρεύμα που ρέει διαμέσου αυτού με την τάση (P = IV). Ο νόμος Ohms μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό της αντίστασης ισχύος ενός κυκλώματος εφ 'όσον είναι γνωστές για το κύκλωμα δύο μεταβλητές σε νόμο ohms.
Ο τύπος νόμου Ohms είναι ένα πολύ ισχυρό εργαλείο στην ηλεκτρονική, ειδικά επειδή τα μεγαλύτερα κυκλώματα μπορούν να απλοποιηθούν, αλλά ο νόμος ohms είναι απαραίτητος σε όλα τα επίπεδα του σχεδιασμού κυκλωμάτων και των ηλεκτρονικών. Μια από τις πιο βασικές εφαρμογές του νόμου Ohms και της σχέσης εξουσίας είναι να καθορίσουμε πόση δύναμη διαχέεται ως θερμότητα σε μια συνιστώσα. Η γνώση αυτού του κριτηρίου είναι κρίσιμη, ώστε να επιλεγεί το κατάλληλο στοιχείο μεγέθους με την κατάλληλη ονομαστική ισχύ για την εφαρμογή. Για παράδειγμα, όταν επιλέγετε έναν αντιστάτη επιφανειακής τοποθέτησης 50 ohm, ο οποίος θα βλέπει 5 βολτ κατά τη διάρκεια της κανονικής λειτουργίας, γνωρίζοντας ότι θα χρειαστεί να διαλυθεί (P = IV => P = (V / R) * V => P = 50ohms) = 5 watt) ½ Watt όταν βλέπει 5 βολτ σημαίνει ότι πρέπει να χρησιμοποιηθεί ένας αντιστάτης με ακόμη μεγαλύτερη ισχύ από 0,5 Watt. Η γνώση της χρήσης ενέργειας των εξαρτημάτων σε ένα σύστημα σάς ενημερώνει εάν μπορεί να χρειαστούν επιπρόσθετα θερμικά προβλήματα ή ψύξη και καθορίζει το μέγεθος της τροφοδοσίας του συστήματος.
Circuit Laws της Kirchhoff
Η σύνδεση των Ohms νόμων μαζί σε ένα πλήρες σύστημα είναι οι νόμοι κυκλώματος του Kirchhoff. Ο τρέχων νόμος του Kirchhoff ακολουθεί την αρχή της διατήρησης της ενέργειας και δηλώνει ότι το συνολικό άθροισμα όλων των ρευμάτων που ρέουν σε έναν κόμβο (ή σημείο) σε ένα κύκλωμα είναι ίσο με το άθροισμα του ρεύματος που ρέει έξω από τον κόμβο. Ένα απλό παράδειγμα του ισχύοντος νόμου του Kirchhoff είναι ένα κύκλωμα τροφοδοσίας και αντιστάσεων με αρκετές αντιστάσεις παράλληλα. Ένας από τους κόμβους του κυκλώματος είναι όπου όλες οι αντιστάσεις συνδέονται με την παροχή ρεύματος. Στον κόμβο αυτό, το τροφοδοτικό τροφοδοτεί ρεύμα στον κόμβο και το ρεύμα που τροφοδοτείται διαιρείται μεταξύ των αντιστάσεων και ρέει έξω από αυτόν τον κόμβο και μέσα στις αντιστάσεις.
Ο νόμος τάσης του Kirchhoff ακολουθεί επίσης την αρχή της διατήρησης της ενέργειας και δηλώνει ότι το άθροισμα όλων των τάσεων σε έναν πλήρη βρόχο ενός κυκλώματος πρέπει να είναι ίσο με το μηδέν. Επεκτείνοντας το προηγούμενο παράδειγμα τροφοδοσίας με αρκετές αντιστάσεις παράλληλα μεταξύ τροφοδοσίας και γείωσης, κάθε μεμονωμένος βρόχος της τροφοδοσίας, μιας αντίστασης και της γείωσης βλέπει την ίδια τάση σε όλη την αντίσταση αφού υπάρχει μόνο ένα στοιχείο αντίστασης. Εάν ένας βρόχος είχε μια σειρά αντιστάσεων σε σειρά η τάση σε κάθε αντίσταση θα χωριζόταν σύμφωνα με τη σχέση νόμου Ohms.