Электр тізбегінің негізгі заңдары кернеу, ток, қуат және кедергінің негізгі тізбек параметрлеріне бағытталған. Бұл заңдар әрбір тізбек параметрінің өзара байланысын анықтайды. Бұл заңдарды Георг Ом және Густав Кирхгоф ашқан және олар Ом заңы және Кирхгоф заңдары деп аталады.
Ом заңы
Ом заңы – тізбектегі кернеу, ток және кедергі арасындағы қатынас. Бұл электроникада қолданылатын ең кең таралған (және ең қарапайым) формула. Ом заңын бірнеше жолмен жазуға болады, олардың барлығы жиі қолданылады.
- Кедергі арқылы өтетін ток кедергідегі кернеудің кедергіге (I=V/R) бөлінгеніне тең.
- Кернеу резистор арқылы өтетін ток күшін оның кедергісін (V=IR) көбейткенге тең.
- Кедергі резистордағы кернеудің одан өтетін токқа (R=V/I) бөлінгеніне тең.
Ом заңы тізбектің пайдаланатын қуат мөлшерін анықтауда да пайдалы, өйткені тізбектің қуаты кернеуге көбейтілген (P=IV) арқылы өтетін токқа тең. Ом заңы тізбек үшін Ом заңындағы айнымалылардың екеуі белгілі болғанша, тізбектің қуат тартуын анықтайды.
Ом заңының және қуат қатынасының негізгі қолданылуының бірі құрамдас бөлікте жылу ретінде қанша қуат бөлінетінін анықтау болып табылады. Бұл ақпарат берілген қолданбаға сәйкес қуат көрсеткіші бар дұрыс өлшемді құрамдас бөлікті таңдауға көмектеседі.
Мысалы, қалыпты жұмыс кезінде 5 вольтты көретін 50 Ом резисторды таңдаған кезде, ол 5 вольтке жеткенде жарты ваттты таратуы керек. Үдемелі ауыстырулары бар формула:
P=I×V → P=(V÷R)×V → P=(5 вольт)² ÷ 50 Ом → 0,5 ватт
Сондықтан сізге қуаты 0,5 ватттан жоғары резистор қажет болады. Жүйедегі құрамдас бөліктердің қуат тұтынуын білу қосымша жылу ақаулары немесе салқындату қажет болуы мүмкін екенін білуге мүмкіндік береді. Ол сондай-ақ жүйе үшін қуат көзінің өлшемін белгілейді.
Кирхгофтың контур заңдары
Кирхгофтың тізбек заңдары Ом заңын толық жүйеге байланыстырады. Кирхгофтың ағымдағы заңы энергияның сақталу принципін ұстанады. Ол тізбектегі түйінге (немесе нүктеге) түсетін барлық токтың жалпы сомасы түйіннен шығатын токтың қосындысына тең екенін айтады.
Кирхгофтың ағымдағы заңының қарапайым мысалы ретінде бірнеше резисторлары параллель орналасқан қуат көзі мен резистивті тізбекті айтуға болады. Схема түйіндерінің бірі барлық резисторлардың қуат көзіне қосылатын жері болып табылады. Бұл түйінде қуат көзі түйінге ток жасайды және ток резисторлар арасында бөлінеді және сол түйіннен шығып, резисторларға ағады.
Кирхгофтың кернеу заңы да энергияның сақталу принципін ұстанады. Ол тізбектің толық контурындағы барлық кернеулердің қосындысы нөлге тең болуы керек екенін айтады.
Қуат көзі мен жердің арасында параллель орналасқан бірнеше резисторлары бар қуат көзінің алдыңғы мысалын кеңейту, қуат көзінің, резистордың және жердің әрбір жеке контуры резистордағы бірдей кернеуді көреді, өйткені тек біреу ғана бар резистивті элемент. Егер контурда тізбектей резисторлар жинағы болса, әрбір резистордағы кернеу Ом заңының қатынасына сәйкес бөлінеді.
