Էլեկտրական սխեմաների հիմնական օրենքները կենտրոնանում են լարման, հոսանքի, հզորության և դիմադրության հիմնական շղթայի պարամետրերի վրա: Այս օրենքները սահմանում են, թե ինչպես է շղթայի յուրաքանչյուր պարամետր փոխկապակցված: Այս օրենքները հայտնաբերել են Գեորգ Օմը և Գուստավ Կիրխհոֆը և հայտնի են որպես Օհմի օրենք և Կիրխհոֆի օրենքներ։
Օհմի օրենք
Օհմի օրենքը շղթայում լարման, հոսանքի և դիմադրության հարաբերությունն է: Դա էլեկտրոնիկայի մեջ օգտագործվող ամենատարածված (և ամենապարզ) բանաձևն է: Օհմի օրենքը կարող է գրվել մի քանի ձևերով, որոնք բոլորն էլ սովորաբար օգտագործվում են:
- Հոսանքը, որը հոսում է դիմադրության միջով, հավասար է դիմադրության վրայի լարմանը, որը բաժանվում է դիմադրության վրա (I=V/R):
- Լարումը հավասար է ռեզիստորի միջով անցնող հոսանքի՝ նրա դիմադրության (V=IR) չափով։
- Դիմադրությունը հավասար է դիմադրության լարմանը՝ բաժանված նրա միջով անցնող հոսանքի վրա (R=V/I):
Օհմի օրենքը նաև օգտակար է շղթայի օգտագործած հզորության չափը որոշելու համար, քանի որ շղթայի հզորությունը հավասար է դրա միջով անցնող հոսանքին, որը բազմապատկվում է լարման վրա (P=IV): Օհմի օրենքը որոշում է շղթայի հզորությունը, քանի դեռ Օհմի օրենքի երկու փոփոխականները հայտնի են շղթայի համար:
Օհմի օրենքի և ուժային հարաբերությունների հիմնական կիրառությունն այն է, որ որոշվի, թե որքան հզորություն է ցրվում որպես ջերմություն բաղադրիչում: Այս տեղեկատվությունը օգնում է ձեզ ընտրել ճիշտ չափի բաղադրիչը տվյալ հավելվածի համար համապատասխան հզորության գնահատականով:
Օրինակ, երբ դուք ընտրում եք 50 օմ մակերևույթի ամրացման դիմադրություն, որը նորմալ աշխատանքի ընթացքում կտեսնի 5 վոլտ, այն պետք է ցրվի կես վտ, երբ 5 վոլտ լարվի: Բանաձևը, պրոգրեսիվ փոխարինումներով, հետևյալն է՝
P=I×V → P=(V÷R)×V → P=(5 վոլտ)² ÷ 50 ohms → 0.5 վտ
Հետևաբար, ձեզանից կպահանջվի 0,5 Վտ-ից ավելի հզորության հզորությամբ դիմադրություն: Համակարգի բաղադրիչների էներգիայի օգտագործման մասին իմանալը թույլ է տալիս իմանալ, արդյոք կարող են պահանջվել լրացուցիչ ջերմային խնդիրներ կամ հովացում: Այն նաև թելադրում է համակարգի էլեկտրամատակարարման չափը:
Kirchhoff-ի շրջանային օրենքներ
Կիրխհոֆի շրջանային օրենքները կապում են Օհմի օրենքը ամբողջական համակարգի մեջ: Կիրխհոֆի ներկայիս օրենքը հետևում է էներգիայի պահպանման սկզբունքին: Այն նշում է, որ շղթայի վրա հանգույց (կամ կետ) հոսող ամբողջ հոսանքի ընդհանուր գումարը հավասար է հանգույցից դուրս հոսող հոսանքի գումարին։
Կիրխհոֆի Ընթացիկ օրենքի պարզ օրինակը էլեկտրամատակարարման և դիմադրողական շղթան է՝ զուգահեռ մի քանի ռեզիստորներով: Շղթայի հանգույցներից մեկն այն է, որտեղ բոլոր ռեզիստորները միանում են էլեկտրամատակարարմանը: Այս հանգույցում էլեկտրամատակարարումը առաջացնում է հոսանք դեպի հանգույց, և հոսանքը բաժանվում է դիմադրիչների միջև և հոսում այդ հանգույցից դուրս և դեպի դիմադրություններ:
Կիրխհոֆի լարման օրենքը նույնպես հետևում է էներգիայի պահպանման սկզբունքին։ Այն նշում է, որ շղթայի ամբողջական օղակում բոլոր լարումների գումարը պետք է հավասար լինի զրոյի։
Ընդլայնելով էլեկտրամատակարարման նախորդ օրինակը մի քանի ռեզիստորներով էլեկտրամատակարարման և հողի միջև զուգահեռ, սնուցման աղբյուրի, դիմադրության և հողի յուրաքանչյուր առանձին հանգույց տեսնում է նույն լարումը դիմադրության վրա, քանի որ կա միայն մեկը: դիմադրողական տարր. Եթե օղակն ունի մի շարք ռեզիստորների շարք, ապա յուրաքանչյուր դիմադրության վրա լարումը բաժանվում է ըստ Օհմի օրենքի հարաբերության:
