Elektrisko ķēžu pamatlikumi ir vērsti uz ķēdes pamatparametriem – spriegumu, strāvu, jaudu un pretestību. Šie likumi nosaka, kā katrs ķēdes parametrs ir savstarpēji saistīts. Šos likumus atklāja Georgs Omas un Gustavs Kirhofs, un tie ir zināmi kā Oma un Kirhofa likumi.
Oma likums
Oma likums ir attiecība starp spriegumu, strāvu un pretestību ķēdē. Tā ir visizplatītākā (un vienkāršākā) formula, ko izmanto elektronikā. Oma likumu var uzrakstīt vairākos veidos, no kuriem visi parasti tiek izmantoti.
- Strāva, kas plūst caur pretestību, ir vienāda ar spriegumu pāri pretestībai, dalītu ar pretestību (I=V/R).
- Spriegums ir vienāds ar strāvu, kas plūst caur rezistoru, reizināta ar tā pretestību (V=IR).
- Pretestība ir vienāda ar spriegumu pāri rezistoram, dalītu ar caur to plūstošo strāvu (R=V/I).
Oma likums ir noderīgs arī, lai noteiktu ķēdes izmantotās jaudas daudzumu, jo ķēdes jaudas patēriņš ir vienāds ar caur to plūstošo strāvu, kas reizināta ar spriegumu (P=IV). Oma likums nosaka ķēdes jaudas patēriņu, kamēr ķēdei ir zināmi divi no Ohma likuma mainīgajiem.
Oma likuma un jaudas attiecības pamata pielietojums ir noteikt, cik daudz jaudas komponentā tiek izkliedēts kā siltums. Šī informācija palīdz izvēlēties pareizā izmēra komponentu ar atbilstošu jaudu konkrētajam lietojumam.
Piemēram, ja izvēlaties 50 omu virsmas montāžas rezistoru, kas normālas darbības laikā redzēs 5 voltus, tam ir jāizkliedē puse vata, kad tas rada 5 voltus. Formula ar progresīvām aizstāšanām ir:
P=I×V → P=(V÷R)×V → P=(5 volti)² ÷ 50 omi → 0,5 vati
Tāpēc jums būs nepieciešams rezistors, kura jauda ir lielāka par 0,5 vatiem. Zinot sistēmas komponentu enerģijas patēriņu, varat uzzināt, vai var būt nepieciešamas papildu termiskās problēmas vai dzesēšana. Tas arī nosaka sistēmas barošanas avota lielumu.
Kirhhofa ķēžu likumi
Kirhhofa ķēdes likumi sasaista Oma likumu pilnā sistēmā. Pašreizējais Kirhhofa likums ievēro enerģijas saglabāšanas principu. Tajā teikts, ka visas ķēdes mezglā (vai punktā) ieplūstošās strāvas kopējā summa ir vienāda ar no mezgla izplūstošās strāvas summu.
Vienkāršs Kirhhofa pašreizējā likuma piemērs ir barošanas avota un pretestības ķēde ar vairākiem paralēliem rezistoriem. Viens no ķēdes mezgliem ir vieta, kur visi rezistori pieslēdzas barošanas avotam. Šajā mezglā barošanas avots ģenerē strāvu mezglā, un strāva sadalās starp rezistoriem un izplūst no šī mezgla rezistoros.
Kirhhofa sprieguma likums arī ievēro enerģijas nezūdamības principu. Tas nosaka, ka visu ķēdes ķēdes ķēdes visu spriegumu summai ir jābūt vienādai ar nulli.
Paplašinot iepriekšējo piemēru par barošanas avotu ar vairākiem rezistoriem paralēli starp barošanas avotu un zemi, katra atsevišķa barošanas avota cilpa, rezistors un zemējums redz vienādu spriegumu pāri rezistoram, jo ir tikai viens. pretestības elements. Ja cilpai ir virknē rezistoru kopa, spriegums pāri katram rezistoram tiek sadalīts saskaņā ar Ohma likumu.
