De grundlæggende love for elektriske kredsløb fokuserer på de grundlæggende kredsløbsparametre spænding, strøm, effekt og modstand. Disse love definerer, hvordan hver kredsløbsparameter hænger sammen. Disse love blev opdaget af Georg Ohm og Gustav Kirchhoff og er kendt som Ohms lov og Kirchhoffs love.
Ohms lov
Ohms lov er forholdet mellem spænding, strøm og modstand i et kredsløb. Det er den mest almindelige (og mest simple) formel, der bruges i elektronik. Ohms lov kan skrives på flere måder, som alle er almindeligt anvendte.
- Den strøm, der løber gennem en modstand, er lig med spændingen over modstanden divideret med modstanden (I=V/R).
- Spænding er lig med strømmen, der løber gennem en modstand gange dens modstand (V=IR).
- Modstand er lig med spændingen over en modstand divideret med strømmen, der løber gennem den (R=V/I).
Ohms lov er også nyttig til at bestemme mængden af strøm et kredsløb bruger, fordi strømforbruget i et kredsløb er lig med strømmen, der løber gennem det, ganget med spændingen (P=IV). Ohms lov bestemmer strømforbruget for et kredsløb, så længe to af variablerne i Ohms lov er kendt for kredsløbet.
En grundlæggende anvendelse af Ohms lov og effektforholdet er at bestemme, hvor meget strøm der spredes som varme i en komponent. Disse oplysninger hjælper dig med at vælge den rigtige komponent med den korrekte effekt til en given applikation.
Når du f.eks. vælger en 50 ohm overflademonteringsmodstand, der vil se 5 volt under normal drift, skal den afgive en halv watt, når den påfører 5 volt. Formlen med progressive substitutioner er:
P=I×V → P=(V÷R)×V → P=(5 volt)² ÷ 50 ohm → 0,5 watt
Derfor skal du bruge en modstand med en større effekt end 0,5 watt. At kende strømforbruget af komponenterne i et system giver dig besked, hvis yderligere termiske problemer eller afkøling kan være påkrævet. Det dikterer også størrelsen af strømforsyningen til systemet.
Kirchhoff's Circuit Laws
Kirchhoffs kredsløbslove binder Ohms lov til et komplet system. Kirchhoffs nuværende lov følger princippet om energibevarelse. Den siger, at den samlede sum af al strøm, der flyder ind i en node (eller et punkt) på et kredsløb, er lig med summen af den strøm, der flyder ud af noden.
Et simpelt eksempel på Kirchhoffs nuværende lov er en strømforsyning og et resistivt kredsløb med flere modstande parallelt. En af kredsløbets knudepunkter er, hvor alle modstande forbindes til strømforsyningen. Ved denne knude genererer strømforsyningen strøm ind i knudepunktet, og strømmen deler sig mellem modstandene og strømmer ud af knudepunktet og ind i modstandene.
Kirchhoffs spændingslov følger også princippet om energibevarelse. Den siger, at summen af alle spændingerne i en komplet sløjfe af et kredsløb skal være lig med nul.
Udvider det forrige eksempel på en strømforsyning med flere modstande parallelt mellem strømforsyningen og jord, hver enkelt sløjfe af strømforsyningen, en modstand og jord ser den samme spænding over modstanden, da der kun er én modstandselement. Hvis en sløjfe har et sæt modstande i serie, deles spændingen over hver modstand i henhold til Ohms lovforhold.
