Pagrindiniai elektros grandinių dėsniai sutelkti į pagrindinius grandinės parametrus – įtampą, srovę, galią ir varžą. Šie dėsniai apibrėžia, kaip kiekvienas grandinės parametras yra tarpusavyje susiję. Šiuos dėsnius atrado Georgas Ohmas ir Gustavas Kirchhoffas. Jie yra žinomi kaip Ohmo ir Kirchhoff dėsniai.
Omo dėsnis
Omo dėsnis yra ryšys tarp įtampos, srovės ir varžos grandinėje. Tai labiausiai paplitusi (ir pati paprasčiausia) formulė, naudojama elektronikoje. Omo dėsnį galima parašyti keliais būdais, kurie visi dažniausiai naudojami.
- Srovė, tekanti per varžą, lygi varžos įtampai, padalytai iš varžos (I=V/R).
- Įtampa lygi srovei, tekančiai per rezistorių, padauginus jos varžą (V=IR).
- Varža yra lygi rezistoriaus įtampai, padalytai iš per jį tekančios srovės (R=V/I).
Omo dėsnis taip pat naudingas nustatant grandinės naudojamą galią, nes grandinės energijos suvartojimas yra lygus ja tekančiajai srovei, padaugintai iš įtampos (P=IV). Omo dėsnis nustato grandinės energijos suvartojimą tol, kol grandinėje yra žinomi du Omo dėsnio kintamieji.
Vienas iš pagrindinių Ohmo dėsnio ir galios ryšio taikymo būdų yra nustatyti, kiek energijos išsklaidoma kaip šiluma komponente. Ši informacija padeda pasirinkti tinkamo dydžio komponentą, kurio galia yra tinkama tam tikrai programai.
Pavyzdžiui, kai pasirenkate 50 omų paviršinio montavimo rezistorių, kuris normaliai veikiant matys 5 voltus, jis turi išsklaidyti pusę vato, kai patenka į 5 voltus. Formulė su progresiniais pakeitimais yra:
P=I×V → P=(V÷R)×V → P=(5 voltai)² ÷ 50 omų → 0,5 vato
Todėl jums reikės didesnės nei 0,5 vato galios rezistoriaus. Žinodami sistemos komponentų energijos suvartojimą, galite žinoti, ar gali prireikti papildomų šiluminių problemų ar aušinimo. Tai taip pat diktuoja sistemos maitinimo š altinio dydį.
Kirchhoffo grandinės įstatymai
Kirchhoffo grandinės dėsniai sujungia Ohmo dėsnį į visą sistemą. Dabartinis Kirchhoffo įstatymas vadovaujasi energijos tvermės principu. Jame teigiama, kad bendra visos srovės, tekančios į grandinės mazgą (arba tašką), suma yra lygi srovės, ištekančios iš mazgo, sumai.
Paprastas Kirchhoffo srovės dėsnio pavyzdys yra maitinimo š altinis ir varžinė grandinė su keliais lygiagrečiai rezistoriais. Vienas iš grandinės mazgų yra ten, kur visi rezistoriai jungiasi prie maitinimo š altinio. Šiame mazge maitinimo š altinis generuoja srovę į mazgą, o srovė pasiskirsto tarp rezistorių ir išteka iš to mazgo į rezistorius.
Kirchhoff įtampos dėsnis taip pat vadovaujasi energijos taupymo principu. Jame teigiama, kad visos grandinės kilpos įtampų suma turi būti lygi nuliui.
Pratęsiant ankstesnį maitinimo š altinio su keliais rezistoriais lygiagrečiai tarp maitinimo š altinio ir įžeminimo pavyzdį, kiekviena atskira maitinimo š altinio kilpa, rezistorius ir įžeminimas mato tą pačią įtampą rezistoriuje, nes yra tik vienas varžinis elementas. Jei kilpoje yra nuosekliai sujungtų rezistorių, kiekvieno rezistoriaus įtampa padalijama pagal Omo įstatymo santykį.
