Sadržaj
- Ovi principi podupiru mnoge praktične primjene elektronike
- Ohmov zakon
- Kirchhoffovi zakoni o krugovima
Ovi principi podupiru mnoge praktične primjene elektronike
Osnovni zakoni električnih krugova usredotočeni su na nekoliko osnovnih parametara kruga - napon, struja, snaga i otpor - i definiraju kako su međusobno povezani. Te su zakone otkrili Georg Ohm i Gustav Kirchhoff, te su stoga poznati pod nazivom Ohmov zakon i Kirchhoff-ovi zakoni.
Ohmov zakon
Ohmov zakon je odnos napona, struje i otpora u jednom krugu i to je najčešća (i najjednostavnija) formula koja se koristi u elektronici. Ohmov zakon može se napisati na više načina, a svi su uobičajeni.
- Struja koja teče kroz otpor jednaka je naponu preko otpora podijeljenom s otporom (I = V / R).
- Napon je jednak struji koja teče kroz otpornik puta njegov otpor (V = IR).
- Otpor je jednak naponu kroz otpornik podijeljen sa strujom koja prolazi kroz njega (R = V / I).
Ohmov zakon je također koristan u određivanju količine snage koju neki krug koristi, jer je snaga crta strujnog kruga jednaka struji koja prolazi kroz njega, pomnoženo s naponom (P = IV). Ohmov zakon određuje crtanje strujnog kruga sve dok su za krug poznate dvije varijable u Ohmovom zakonu.
Jedna od najosnovnijih primjena Ohmovog zakona i odnos snage je utvrđivanje kolike se snage raspršuje kao toplina u komponenti. Ove informacije pomažu vam odabrati komponentu prave veličine s odgovarajućom ocjenom snage za datu aplikaciju.
Na primjer, kada odaberete površinski otpornik od 50 ohma, koji će vidjeti 5 volta tijekom normalnog rada, mora se rasipati pola vata kad se uključi 5 volti. Formula, s progresivnim zamjenama, je:
- P = I × V → P = (V ÷ R) × V → P = (5 volti) ÷ ÷ 50 ohma → 0,5 vata
Stoga vam je potreban otpornik s još većom ocjenom snage od 0,5 vata. Poznavanje potrošnje električne energije komponenata u sustavu omogućuje vam da li su potrebni dodatni toplinski problemi ili hlađenje i diktira veličinu napajanja za sustav.
Kirchhoffovi zakoni o krugovima
Kirchhoff-ovi zakoni o vezivanju vezuju Ohmov zakon u cjelovit sustav. Kirchhoffov trenutni zakon slijedi načelo očuvanja energije i kaže da je ukupna svota sve struje koja teče u čvor (ili točku) u krugu jednaka zbroju struje koja istječe iz čvora.
Jednostavan primjer Kirchhoffovog trenutnog zakona je izvor napajanja i otpora s nekoliko paralelnih otpornika. Jedan od čvorova u krugu je gdje se svi otpornici povezuju na napajanje. Na ovom čvoru, napajanje stvara struju u čvor, a struja se dijeli između otpornika i izlazi iz tog čvora i u otpornike.
Kirchhoffov napon zakon također slijedi načelo očuvanja energije i kaže da zbroj svih napona u potpunom krugu kruga mora biti jednak nuli. Proširenjem prethodnog primjera napajanja s nekoliko otpornika paralelno između izvora napajanja i zemlje, svaka pojedinačna petlja napajanja, otpornik i uzemljenje vide isti napon preko otpornika jer postoji samo jedan otpornički element. Ako bi petlja imala niz otpornika u nizu, napon preko svakog otpora podijelio bi se prema odnosu Ohmovog zakona.
