De grunnleggende lovene for elektriske kretser fokuserer på de grunnleggende kretsparametrene spenning, strøm, kraft og motstand. Disse lovene definerer hvordan hver kretsparameter henger sammen. Disse lovene ble oppdaget av Georg Ohm og Gustav Kirchhoff, og er kjent som Ohms lov og Kirchhoffs lover.
Ohms lov
Ohms lov er forholdet mellom spenning, strøm og motstand i en krets. Det er den vanligste (og enkleste) formelen som brukes i elektronikk. Ohms lov kan skrives på flere måter, som alle er vanlig brukt.
- Strømmen som går gjennom en motstand er lik spenningen over motstanden delt på motstanden (I=V/R).
- Spenningen er lik strømmen som flyter gjennom en motstand ganger motstanden (V=IR).
- Motstand er lik spenningen over en motstand delt på strømmen som går gjennom den (R=V/I).
Ohms lov er også nyttig for å bestemme mengden strøm en krets bruker fordi strømtrekket til en krets er lik strømmen som flyter gjennom den, multiplisert med spenningen (P=IV). Ohms lov bestemmer strømforbruket til en krets så lenge to av variablene i Ohms lov er kjent for kretsen.
En grunnleggende anvendelse av Ohms lov og effektforholdet er å bestemme hvor mye kraft som spres som varme i en komponent. Denne informasjonen hjelper deg å velge komponenten i riktig størrelse med riktig effekt for en gitt applikasjon.
Når du for eksempel velger en 50-ohm overflatemontert motstand som vil se 5 volt under normal drift, må den avta en halv watt når den får 5 volt. Formelen, med progressive erstatninger, er:
P=I×V → P=(V÷R)×V → P=(5 volt)² ÷ 50 ohm → 0,5 watt
Derfor trenger du en motstand med høyere effekt enn 0,5 watt. Når du kjenner strømforbruket til komponentene i et system, kan du vite om ytterligere termiske problemer eller kjøling kan være nødvendig. Den dikterer også størrelsen på strømforsyningen for systemet.
Kirchhoff's Circuit Laws
Kirchhoffs kretslover knytter Ohms lov til et komplett system. Kirchhoffs gjeldende lov følger prinsippet om bevaring av energi. Den sier at den totale summen av all strøm som flyter inn i en node (eller et punkt) på en krets er lik summen av strømmen som flyter ut av noden.
Et enkelt eksempel på Kirchhoffs strømlov er en strømforsyning og resistiv krets med flere motstander parallelt. En av nodene i kretsen er der alle motstandene kobles til strømforsyningen. Ved denne noden genererer strømforsyningen strøm inn i noden og strømmen deler seg mellom motstandene og flyter ut av den noden og inn i motstandene.
Kirchhoffs spenningslov følger også prinsippet om bevaring av energi. Den sier at summen av alle spenningene i en fullstendig sløyfe av en krets må være lik null.
Utvider det forrige eksempelet på en strømforsyning med flere motstander parallelt mellom strømforsyningen og jord, hver enkelt sløyfe av strømforsyningen, en motstand og jord ser den samme spenningen over motstanden siden det bare er en resistivt element. Hvis en sløyfe har et sett med motstander i serie, deles spenningen over hver motstand i henhold til Ohms lovforhold.
