Каковы основные законы цепи?

Основные законы электрических цепей фокусируются на нескольких основных параметрах цепи — напряжении, токе, мощности и сопротивлении — и определяют, как они взаимосвязаны. Эти законы были открыты Георгом Омом и Густавом Кирхгофом и поэтому известны как законы Ома и законы Кирхгофа.

Понимание этих основных правил имеет решающее значение для любого, кто разрабатывает схему, электронику или электрическую систему.

Закон Ома

Закон Ома — это соотношение между напряжением, током и сопротивлением в цепи, и это самая распространенная (и самая простая) формула, используемая в электронике. Закон Ома может быть написан несколькими способами, все из которых обычно используются.

  • Ток, протекающий через сопротивление, равен напряжению на сопротивлении, деленному на сопротивление (I = V / R).
  • Напряжение равно току, протекающему через резистор, умноженному на его сопротивление (V = IR)
  • Сопротивление равно напряжению на резисторе, деленному на ток, протекающий через него (R = V / I).

Закон Ома также полезен при определении количества энергии, которую использует схема, поскольку потребляемая мощность цепи равна току, протекающему через нее, умноженному на напряжение (P = IV). Закон Ома определяет потребляемую мощность цепи, если для схемы известны две переменные в законе Ома.

Одним из самых основных применений закона Ома и соотношения мощности является определение того, сколько энергии рассеивается в виде тепла в компоненте. Знание этого крайне важно, чтобы для приложения был выбран компонент правильного размера с подходящей номинальной мощностью.

Например, когда вы выбираете 50-омный резистор для поверхностного монтажа, который будет видеть 5 вольт при нормальной работе, он должен рассеивать половину ватта, когда он подает 5 вольт. Формула с прогрессивными заменами:

P = IV => P = (V / R) * V => P = (5 вольт ^ 2) / 50 Ом) = 0,5 Вт

Поэтому вам необходим резистор с еще большей номинальной мощностью, чем 0,5 Вт. Знание энергопотребления компонентов в системе позволяет узнать, могут ли потребоваться дополнительные тепловые проблемы или охлаждение, и определяет размер блока питания для системы.

Circhhoff законы Кирхгофа

Круговые законы Кирхгофа связывают закон Ома в единую систему. Текущий закон Кирхгофа следует принципу сохранения энергии и гласит, что общая сумма всего тока, текущего в узел (или точку) в цепи, равна сумме тока, вытекающего из узла.

Простым примером действующего закона Кирхгофа является цепь питания и резистивная цепь с несколькими резисторами, включенными параллельно. Одним из узлов схемы является то, где все резисторы подключаются к источнику питания. В этом узле источник питания генерирует ток в узле, и ток, который подается, делится между резисторами и течет из этого узла в резисторы.

Закон напряжения Кирхгофа также следует принципу сохранения энергии и утверждает, что сумма всех напряжений в полной петле цепи должна равняться нулю. Расширяя предыдущий пример источника питания с несколькими резисторами, параллельными между источником питания и землей, каждый отдельный контур источника питания, резистора и земли видит одинаковое напряжение на резисторе, поскольку имеется только один резистивный элемент. Если бы в контуре был последовательно установлен ряд резисторов, то напряжение на каждом резисторе было бы поделено согласно закону Ома.

Ссылка на основную публикацию