De basiswetten van elektrische circuits zijn gericht op een handvol basiscircuitparameters, spanning, stroom, vermogen en weerstand, en definiëren hoe ze met elkaar samenhangen.
In tegenstelling tot sommige van de meer complexe elektronische relaties en formules, worden deze basics op een regelmatige, zo niet dagelijks basis gebruikt door iedereen die met elektronica werkt. Deze wetten werden ontdekt door Georg Ohm en Gustav Kirchhoff, en zijn daarom bekend als Ohms wet en de wetten van Kirchhoff.
Het begrijpen van deze basisregels is essentieel voor iedereen die een schakeling, elektronica of een elektrisch systeem ontwerpt.
De wet van Ohm
Ohms wet is de relatie tussen spanning, stroom en weerstand in een circuit en het is de meest voorkomende (en meest eenvoudige) formule die wordt gebruikt in de elektronica. De wet van Ohm kan op verschillende manieren worden geschreven, die allemaal veel worden gebruikt.
- De stroom die door een weerstand vloeit, is gelijk aan de spanning over de weerstand gedeeld door de weerstand (I = V / R).
- Voltage is gelijk aan de stroom die door een weerstand vloeit, de weerstand (V = IR)
- De weerstand is gelijk aan de spanning over een weerstand gedeeld door de stroom die erdoorheen vloeit (R = V / I).
De Ohms-wet is ook nuttig bij het bepalen van de hoeveelheid stroom die een circuit gebruikt, omdat de stroomafname van een circuit gelijk is aan de stroom die er doorheen gaat keer de spanning (P = IV). De Ohm-wet kan worden gebruikt om de stroomafname van een circuit te bepalen zolang er twee variabelen in de Ohms-wet bekend zijn voor het circuit.
De Ohms-wetformule is een zeer krachtig hulpmiddel in de elektronica, vooral omdat grotere circuits kunnen worden vereenvoudigd, maar de Ohms-wet is van essentieel belang op alle niveaus van circuitontwerp en elektronica. Een van de meest basale toepassingen van de Ohms-wet en de machtsverhouding is om te bepalen hoeveel vermogen wordt afgevoerd als warmte in een component. Wetende dat dit van cruciaal belang is, zodat de component met de juiste grootte met het juiste vermogen is geselecteerd voor de toepassing.
Bijvoorbeeld bij het selecteren van een 50 ohm opbouwhersteller die tijdens normale werking 5 volt zal zien, wetende dat deze moet dissiperen (P = IV => P = (V / R) * V => P = (5volts ^ 2) / 50 ohm) =. 5 watt) ½ a watt als het 5 volt aangeeft, betekent dat een weerstand met een nog groter vermogen dan 0,5 watt moet worden gebruikt. Als u het energieverbruik van de componenten in een systeem kent, weet u of er nog meer thermische problemen of koeling nodig zijn en bepaalt u de grootte van de voeding voor het systeem.
Kirchhoff's Circuit Laws
Ohms wet samenbinden tot een compleet systeem is de circuitwetten van Kirchhoff. De huidige wet van Kirchhoff volgt het principe van behoud van energie en stelt dat de totale som van alle stroom die in een knoop (of punt) in een circuit stroomt, gelijk is aan de som van de stroom die uit het knooppunt stroomt.
Een eenvoudig voorbeeld van de huidige wet van Kirchhoff is een voedings- en weerstandscircuit met meerdere weerstanden parallel. Een van de knooppunten van het circuit is waar alle weerstanden op de voeding aansluiten. Bij dit knooppunt levert de voeding stroom in het knooppunt en wordt de toegevoerde stroom verdeeld over de weerstanden en stroomt uit dat knooppunt en in de weerstanden.
De Voltage Law van Kirchhoff volgt ook het principe van behoud van energie en stelt dat de som van alle voltages in een complete lus van een circuit gelijk moet zijn aan nul. Uitbreiding van het vorige voorbeeld van een voeding met meerdere weerstanden parallel tussen de voeding en aarde, elke individuele lus van de voeding, een weerstand en aarde ziet dezelfde spanning over de weerstand aangezien er slechts één weerstandselement is. Als een lus een reeks weerstanden in serie had, zou de spanning over elke weerstand worden verdeeld volgens de Ohms-wetrelatie.
