Die Grundgesetze elektrischer Sch altungen konzentrieren sich auf die grundlegenden Sch altungsparameter Spannung, Strom, Leistung und Widerstand. Diese Gesetze definieren, wie jeder Sch altungsparameter miteinander in Beziehung steht. Diese Gesetze wurden von Georg Ohm und Gustav Kirchhoff entdeckt und sind als Ohmsches Gesetz und Kirchhoffsches Gesetz bekannt.
Ohmsches Gesetz
Das Ohmsche Gesetz ist die Beziehung zwischen Spannung, Strom und Widerstand in einem Stromkreis. Es ist die gebräuchlichste (und einfachste) Formel, die in der Elektronik verwendet wird. Das Ohmsche Gesetz kann auf verschiedene Arten geschrieben werden, die alle gebräuchlich sind.
- Der durch einen Widerstand fließende Strom ist gleich der Spannung über dem Widerstand dividiert durch den Widerstand (I=V/R).
- Spannung ist gleich dem durch einen Widerstand fließenden Strom multipliziert mit seinem Widerstand (V=IR).
- Widerstand ist gleich der Spannung an einem Widerstand dividiert durch den durch ihn fließenden Strom (R=V/I).
Das Ohm'sche Gesetz ist auch nützlich, um den Stromverbrauch einer Sch altung zu bestimmen, da die Leistungsaufnahme einer Sch altung gleich dem durch sie fließenden Strom multipliziert mit der Spannung (P=IV) ist. Das Ohmsche Gesetz bestimmt die Leistungsaufnahme einer Sch altung, solange zwei der Variablen im Ohmschen Gesetz für die Sch altung bekannt sind.
Eine grundlegende Anwendung des Ohmschen Gesetzes und der Leistungsbeziehung besteht darin, zu bestimmen, wie viel Leistung in Form von Wärme in einem Bauteil abgegeben wird. Diese Informationen helfen Ihnen bei der Auswahl der Komponente in der richtigen Größe mit der richtigen Nennleistung für eine bestimmte Anwendung.
Wenn Sie beispielsweise einen 50-Ohm-Widerstand für die Oberflächenmontage auswählen, der im Normalbetrieb 5 Volt sehen wird, muss er ein halbes Watt verbrauchen, wenn er 5 Volt annimmt. Die Formel mit progressiven Substitutionen lautet:
P=I×V → P=(V÷R)×V → P=(5 Volt)² ÷ 50 Ohm → 0,5 Watt
Daher benötigen Sie einen Widerstand mit einer Nennleistung von mehr als 0,5 Watt. Wenn Sie den Stromverbrauch der Komponenten in einem System kennen, wissen Sie, ob zusätzliche thermische Probleme oder Kühlung erforderlich sind. Sie bestimmt auch die Größe der Stromversorgung für das System.
Kirchhoffsche Sch altungsgesetze
Kirchhoffs Sch altungsgesetze verbinden das Ohmsche Gesetz zu einem vollständigen System. Das Stromgesetz von Kirchhoff folgt dem Energieerh altungssatz. Es besagt, dass die Gesamtsumme aller Ströme, die in einen Knoten (oder Punkt) einer Sch altung fließen, gleich der Summe der Ströme sind, die aus dem Knoten herausfließen.
Ein einfaches Beispiel für das Stromgesetz von Kirchhoff ist ein Netzteil und eine Widerstandssch altung mit mehreren parallel gesch alteten Widerständen. Einer der Knoten der Sch altung ist, wo alle Widerstände mit der Stromversorgung verbunden sind. An diesem Knoten erzeugt die Stromversorgung Strom in den Knoten und der Strom teilt sich zwischen den Widerständen auf und fließt aus diesem Knoten heraus und in die Widerstände.
Kirchhoffs Spannungsgesetz folgt ebenfalls dem Energieerh altungssatz. Sie besagt, dass die Summe aller Spannungen in einer vollständigen Schleife eines Stromkreises gleich Null sein muss.
Um das vorherige Beispiel einer Stromversorgung mit mehreren Widerständen parallel zwischen Stromversorgung und Masse zu erweitern, sieht jede einzelne Schleife der Stromversorgung, ein Widerstand und Masse die gleiche Spannung über dem Widerstand, da es nur einen gibt Widerstandselement. Wenn eine Schleife eine Reihe von Widerständen in Reihe hat, wird die Spannung über jedem Widerstand gemäß dem Verhältnis des Ohmschen Gesetzes geteilt.
