Các định luật cơ bản của mạch điện tập trung vào các thông số cơ bản của mạch về điện áp, dòng điện, công suất và điện trở. Các luật này xác định mỗi tham số mạch có mối quan hệ với nhau như thế nào. Những định luật này được phát hiện bởi Georg Ohm và Gustav Kirchhoff, và được gọi là định luật Ohm và định luật Kirchhoff.
Định luật Ohm
Định luậtOhm là mối quan hệ giữa điện áp, cường độ dòng điện và điện trở trong mạch. Đây là công thức phổ biến nhất (và đơn giản nhất) được sử dụng trong điện tử. Định luật Ohm có thể được viết theo nhiều cách, tất cả đều được sử dụng phổ biến.
- Cường độ dòng điện chạy qua điện trở bằng hiệu điện thế trên điện trở chia cho cảm kháng (I=V / R).
- Hiệu điện thế bằng cường độ dòng điện chạy qua điện trở nhân với điện trở của nó (V=IR).
- Cảm kháng bằng hiệu điện thế trên một điện trở chia cho cường độ dòng điện chạy qua nó (R=V / I).
Định luậtOhm cũng hữu ích trong việc xác định lượng công suất mà một đoạn mạch sử dụng vì công suất hút của một đoạn mạch bằng cường độ dòng điện chạy qua nó, nhân với hiệu điện thế (P=IV). Định luật Ohm xác định sức hút của một đoạn mạch miễn là hai trong số các biến trong định luật Ohm được biết cho mạch đó.
Một ứng dụng cơ bản của định luật Ohm và mối quan hệ công suất là xác định lượng điện năng bị tiêu tán dưới dạng nhiệt trong một linh kiện. Thông tin này giúp bạn chọn thành phần có kích thước phù hợp với định mức công suất phù hợp cho một ứng dụng nhất định.
Ví dụ: khi bạn chọn điện trở gắn trên bề mặt 50 ohm sẽ thấy 5 vôn trong quá trình hoạt động bình thường, nó phải tiêu tán một nửa watt khi nó có 5 vôn. Công thức, với các thay thế lũy tiến, là:
P=I × V → P=(V ÷ R) × V → P=(5 volt) ² ÷ 50 ohms → 0,5 watt
Do đó, bạn sẽ yêu cầu một điện trở có định mức công suất lớn hơn 0,5 watt. Biết mức sử dụng điện của các thành phần trong hệ thống cho phép bạn biết nếu có thể cần thêm các vấn đề về nhiệt hoặc làm mát. Nó cũng quy định kích thước của nguồn điện cho hệ thống.
Kirchhoff's Circuit Laws
Định luật mạchKirchhoff gắn định luật Ohm thành một hệ thống hoàn chỉnh. Định luật hiện tại của Kirchhoff tuân theo nguyên tắc bảo toàn năng lượng. Nó nói rằng tổng của tất cả dòng điện chạy vào một nút (hoặc điểm) trên một đoạn mạch bằng tổng dòng điện chạy ra khỏi nút.
Một ví dụ đơn giản về Định luật dòng điện Kirchhoff là một nguồn điện và mạch điện trở có nhiều điện trở mắc song song. Một trong những nút của mạch là nơi tất cả các điện trở kết nối với nguồn điện. Tại nút này, nguồn điện tạo ra dòng điện vào nút và dòng điện phân chia giữa các điện trở và chảy ra khỏi nút đó và đi vào các điện trở.
Định luật điện ápKirchhoff cũng tuân theo nguyên tắc bảo toàn năng lượng. Nó nói rằng tổng của tất cả các điện áp trong một vòng hoàn chỉnh của một đoạn mạch phải bằng 0.
Mở rộng ví dụ trước về nguồn điện có nhiều điện trở mắc song song giữa nguồn điện và đất, mỗi vòng riêng lẻ của nguồn điện, một điện trở và mặt đất thấy cùng một điện áp trên điện trở vì chỉ có một phần tử điện trở. Nếu một vòng lặp có một bộ điện trở mắc nối tiếp, thì hiệu điện thế trên mỗi điện trở được chia theo quan hệ định luật Ohms.
