Le leggi di base dei circuiti elettrici si concentrano su una manciata di parametri di base del circuito, tensione, corrente, potenza e resistenza e definiscono il modo in cui sono correlati.
A differenza di alcune delle più complesse relazioni e formule elettroniche, queste basi sono usate su base regolare, se non giornaliera, da chiunque lavori con l'elettronica. Queste leggi furono scoperte da Georg Ohm e Gustav Kirchhoff, e sono quindi note come legge di Ohms e leggi di Kirchhoff.
Comprendere queste regole di base è fondamentale per chiunque stia progettando un circuito, un'elettronica o un sistema elettrico.
Legge di Ohm
La legge di Ohm è la relazione tra tensione, corrente e resistenza in un circuito ed è la formula più comune (e più semplice) utilizzata nell'elettronica. La legge di Ohm può essere scritta in diversi modi, tutti comunemente usati.
- La corrente che fluisce attraverso una resistenza è uguale alla tensione attraverso la resistenza divisa per la resistenza (I = V / R).
- La tensione è uguale alla corrente che attraversa un resistore per la sua resistenza (V = IR)
- La resistenza è uguale alla tensione su un resistore diviso per la corrente che lo attraversa (R = V / I).
La legge di Ohm è anche utile per determinare la quantità di potenza che un circuito utilizza poiché il prelievo di potenza di un circuito è uguale alla corrente che scorre attraverso di esso per la tensione (P = IV). La legge di Ohm può essere usata per determinare l'assorbimento di potenza di un circuito fintanto che due delle variabili nella legge di Ohm sono note per il circuito.
La formula della legge di Ohms è uno strumento molto potente nell'elettronica, soprattutto perché i circuiti più grandi possono essere semplificati, ma la legge di Ohm è essenziale a tutti i livelli del design dei circuiti e dell'elettronica. Una delle applicazioni più basilari della legge di Ohm e della relazione di potenza è determinare quanta energia viene dissipata come calore in un componente. Sapere ciò è fondamentale in modo tale che per l'applicazione venga selezionato il componente della giusta dimensione con la giusta potenza nominale.
Ad esempio quando si seleziona un resistore a montaggio superficiale da 50 ohm che vedrà 5 volt durante il normale funzionamento, sapendo che dovrà essere dissipato (P = IV => P = (V / R) * V => P = (5volts ^ 2) / 50ohms) =. 5 watt) ½ a watt quando vede 5 volt significa che deve essere utilizzato un resistore con una potenza nominale ancora maggiore di 0,5 watt. Conoscere l'utilizzo energetico dei componenti di un sistema consente di sapere se potrebbero essere necessari ulteriori problemi termici o di raffreddamento e impone le dimensioni dell'alimentazione per il sistema.
Leggi del Circuito di Kirchhoff
Legare la legge di Ohms in un sistema completo è la legge sul circuito di Kirchhoff. La legge di Kirchhoff segue il principio di conservazione dell'energia e afferma che la somma totale di tutta la corrente che fluisce in un nodo (o punto) su un circuito è uguale alla somma della corrente che fluisce dal nodo.
Un semplice esempio della legge corrente di Kirchhoff è un circuito di alimentazione e resistivo con diversi resistori in parallelo. Uno dei nodi del circuito è dove tutti i resistori si collegano all'alimentazione. In questo nodo, l'alimentatore sta fornendo corrente nel nodo e la corrente che viene fornita viene divisa tra i resistori e fluisce fuori da quel nodo e nei resistori.
La legge sulla tensione di Kirchhoff segue anche il principio di conservazione dell'energia e afferma che la somma di tutte le tensioni di un circuito completo di un circuito deve essere uguale a zero. Estendendo il precedente esempio di un alimentatore con diversi resistori in parallelo tra l'alimentazione e la massa, ogni singolo anello dell'alimentatore, un resistore e la terra vedono la stessa tensione attraverso il resistore poiché esiste un solo elemento resistivo. Se un loop avesse un set di resistori in serie, la tensione su ciascun resistore sarebbe divisa in base alla relazione di legge Ohm.
