Pochopení těchto základních pravidel je zásadní pro každého, kdo navrhuje obvod, elektroniku nebo elektrický systém.
Zákony o základním obvodu
Základní zákony elektrických obvodů se zaměřují na několik parametrů základního obvodu, napětí, proud, výkon a odpor a definují vzájemnou souvislost mezi nimi. Na rozdíl od některých složitějších elektronických vztahů a vzorců jsou tyto základy používány pravidelně, ne-li denně, každým, kdo pracuje s elektronikou. Tyto zákony objevily Georg Ohm a Gustav Kirchhoff a jsou známé jako zákon Ohms a Kirchhoffovy zákony.
Ohms Law
Ohmův zákon je vztah mezi napětím, proudem a odporem v obvodu a je nejběžnější (a nejjednodušší) vzorec používaný v elektronice. Ohmův zákon uvádí, že proud protékající odporem se rovná napětí napříč odporu dělené odporem (I = V / R). Ohmův zákon může být napsán mnoha způsoby, které jsou běžně používané. Například - Napětí se rovná proudu protékajícímu rezistorem krátkodobě jeho odporu (V = IR) a odpor je rovný napětí napříč rezistoru děleno protékáním proudu (R = V / R). Ohmův zákon je také užitečný při určování množství energie, kterou obvod používá, protože odběr proudu obvodu se rovná proudu, který protéká jeho proudem (P = IV). Ohmů zákon může být použit k určení čerpání výkonu okruhu tak dlouho, jak dva proměnné v ohmů práva jsou známy pro okruh.
Ohmův zákonový vzorec je velmi silným nástrojem v elektronice, zejména proto, že větší obvody mohou být zjednodušeny, avšak ohmů zákon je nezbytný na všech úrovních návrhu obvodu a elektroniky. Jedním z nejzákladnějších aplikací zákona Ohms a mocenského vztahu je určit, kolik energie se rozptýlí jako teplo v komponentě. To znamená, že je důležité, aby pro aplikaci byla vybrána součást správné velikosti se správným jmenovitým výkonem. Například při výběru 50 ohm povrchový odpor, který uvidí 5 voltů během normálního provozu, vědět, že bude muset se rozptýlit (P = IV => P = (V / R) * V => P = (5volts ^ 50 ohmů) = 5 wattů) ½ wattu, když vidí 5 voltů, znamená, že by měl být použit odpor s vyšší hodnotou výkonu než 0,5 wattu. Znalost spotřeby energie komponentů v systému vám umožňuje zjistit, zda mohou být vyžadovány dodatečné tepelné problémy nebo chlazení a zda velikost zdroje napájení systému.
Kirchhoffovo obvodové zákony
Vázání Ohmů dohromady do kompletního systému je Kirchhoffovy obvodové zákony. Kirchhoffův současný zákon dodržuje zásadu zachování energie a uvádí, že celkový součet veškerého proudu, který proudí do uzlu (nebo bodu) na obvodu, se rovná součtu proudu, který proudí z uzlu. Jednoduchým příkladem současného zákona Kirchhoff je napájecí zdroj a odporový obvod s několika odpory paralelně. Jeden z uzlů obvodu je kde všechny odpory se připojují k napájení. V tomto uzlu napájecí zdroj dodává proud do uzlu a proud, který je dodáván, je rozdělen mezi odpory a proudí z tohoto uzlu a do rezistorů.
Kirchhoffův zákon o napětí se rovněž řídí zásadou zachování energie a uvádí, že součet všech napětí v úplné smyčce obvodu musí být nulový. Rozšířením předchozího příkladu napájecího zdroje s několika odpory paralelně mezi napájecím zdrojem a uzemněním, každá samostatná smyčka napájecího zdroje, odporu a uzemnění vidí stejné napětí napříč rezistorem, jelikož existuje pouze jeden odporový prvek. Pokud by smyčka měla sérii odporů v sérii, napětí napříč každým rezistorem by bylo rozděleno podle ohmického vztahu.