电路的基本定律集中在少数基本电路参数,电压,电流,功率和电阻上,并定义它们之间的相互关系。
与一些更复杂的电子关系和公式不同,这些基础知识被任何使用电子设备的人定期(如果不是每天)使用。这些法律由Georg Ohm和Gustav Kirchhoff发现,因此被称为欧姆定律和基尔霍夫定律。
了解这些基本规则对于设计电路,电子设备或电气系统的任何人都至关重要。
欧姆定律
欧姆定律是电路中电压,电流和电阻之间的关系,它是电子学中最常用(也是最简单)的公式。欧姆定律可以用多种方式编写,所有这些都是常用的。
- 流过电阻的电流等于电阻两端的电压除以电阻(I = V / R)。
- 电压等于流经电阻的电流乘以其电阻(V = IR)
- 电阻等于电阻两端的电压除以流过它的电流(R = V / I)。
欧姆定律在确定电路使用的功率量时也很有用,因为电路的功率消耗等于流过它的电流乘以电压(P = IV)。只要欧姆定律中的两个变量对于电路是已知的,就可以使用欧姆定律来确定电路的功率消耗。
欧姆定律公式是电子设备中非常强大的工具,特别是因为可以简化更大的电路,但欧姆定律在各级电路设计和电子设备中都是必不可少的。欧姆定律和功率关系的最基本应用之一是确定在组件中作为热量消耗多少功率。了解这一点至关重要,以便为应用选择具有适当额定功率的正确尺寸组件。
例如,当选择50欧姆表面贴装电阻在正常工作期间看到5伏时,知道它需要消散(P = IV => P =(V / R)* V => P =(5volts ^ 2)/ 50ohms)=。5瓦特)当看到5伏特时½瓦特意味着应该使用额定功率超过0.5瓦的电阻器。了解系统中组件的电源使用情况可以让您知道是否需要额外的散热问题或冷却,并确定系统电源的大小。
基尔霍夫的电路法
将欧姆定律结合成一个完整的系统是基尔霍夫的电路定律。基尔霍夫电流定律遵循能量守恒原理,并指出流入电路节点(或点)的所有电流的总和等于流出节点的电流之和。
基尔霍夫电流定律的一个简单例子是电源和电阻电路,并联有几个电阻。电路的一个节点是所有电阻连接到电源的地方。在该节点处,电源正在向节点提供电流,并且所提供的电流在电阻器之间被分配并流出该节点并流入电阻器。
基尔霍夫电压定律也遵循能量守恒原理,并指出电路完整回路中所有电压的总和必须等于零。扩展前面的电源示例,在电源和地之间并联多个电阻,电源的每个独立回路,电阻和接地在电阻上看到相同的电压,因为只有一个电阻元件。如果一个回路具有一组串联的电阻器,则每个电阻器两端的电压将根据欧姆定律关系进行划分。