Temeljni zakoni električnih krugova usredotočeni su na nekoliko osnovnih parametara kruga, napona, struje, snage i otpornosti i određuju kako su međusobno povezani.
Za razliku od nekih složenijih odnosa i formula elektronike, te osnove koriste se redovito, ako ne i svakodnevno, od strane bilo koga tko radi s elektronikom. Ovi zakoni su otkrili Georg Ohm i Gustav Kirchhoff, i stoga su poznati kao omski zakoni i Kirchhoffovi zakoni.
Razumijevanje ovih osnovnih pravila je presudno za svakoga tko izrađuje krug, elektroniku ili električni sustav.
Ohmi zakona
Ohms zakon je odnos između napona, struje i otpornosti u krugu i to je najčešća (i najjednostavnija) formula koja se koristi u elektronici. Ohmski zakon može se napisati na više načina, a sve se obično koristi.
- Struja koja teče kroz otpor jednaka je naponu preko otpornosti podijeljen s otporom (I = V / R).
- Napon je jednak struji koja struji kroz otpornik puta otpora (V = IR)
- Otpor je jednak naponu kroz otpornik podijeljen strujom koja teče kroz njega (R = V / I).
Ohms zakon je također koristan u određivanju količine energije koju krug koristi, jer je napajanje struje kruga jednako struji koja teče kroz nju napon (P = IV). Ohms zakon može se koristiti za određivanje napona snage sklopa sve dok su dvije od varijabli u ligama omma poznate za krug.
Ohmsova zakonska formula je vrlo moćan alat u elektronici, pogotovo jer se veći krugovi mogu pojednostaviti, ali zakona ohma bitan je na svim razinama dizajniranja krugova i elektronike. Jedna od najosnovnijih primjena zakona ohma i odnosa moći je utvrditi koliko se energije raspršuje kao toplina u nekoj komponenti. Znajući to je kritično, tako da je odabrana komponenta pravilne veličine s odgovarajućom snagom.
Na primjer prilikom odabira 50 ohm otpornika na površinskom nosaču koji će tijekom normalnog rada vidjeti 5 volti, znajući da će morati raspršiti (V => P = (V / R) * V => P = (5volts ^ 2) / 50 ohm) = 5 watt) ½ vata kad vidi 5 volti znači da treba koristiti otpornik s još većom snagom od 0,5 vata. Poznavanje potrošnje energije komponenti u sustavu omogućuje vam da znate mogu li biti potrebni dodatni toplinski problemi ili hlađenje i diktira veličinu napajanja za sustav.
Kirchhoffove zakone o krugu
Zaključavanje zakona Ohmsa u kompletan sustav je Kirchhoffov zakonski krug. Kirchhoffov Current Law slijedi načelo očuvanja energije i navodi da je ukupni zbroj svih struja koja teče u čvor (ili točku) na krugu jednaka zbroju struje koja izlazi iz čvora.
Jednostavan primjer Kirchhoffovog trenutnog zakona je napajanje i otporni krug s nekoliko otpornika paralelno. Jedan od čvorova kruga je mjesto gdje se svi otpornici spajaju na napajanje. U ovom čvoru napajanje napaja struju u čvor, a struja koja se isporučuje podijeljena među otpornicima i izlazi iz tog čvora i u otpornike.
Kirchhoffov Zakon o naponju također prati načelo očuvanja energije i navodi da zbroj svih napona u potpunoj petlji kruga mora biti jednak nuli. Proširivanje prethodnog primjera napajanja s nekoliko otpornika paralelno između napajanja i tla, svaka pojedinačna petlja napajanja, otpornika i tla vidi isti napon preko otpornika, budući da postoji samo jedan otporni element. Ako petlja ima seriju otpornika u seriji, napon preko svakog otpornika bi bio podijeljen prema ohmskom pravnom odnosu.
