電気回路の基本法則は、一握りの基本的な回路パラメータ、電圧、電流、電力、および抵抗に焦点を当て、それらの相互関係を定義します。
より複雑なエレクトロニクスの関係や数式とは異なり、これらの基本は日常的ではないにしても、電子機器を扱う人なら誰でも使用できます。これらの法律はGeorg OhmとGustav Kirchhoffによって発見され、したがってオームス法とキルヒホフの法則として知られています。
これらの基本ルールを理解することは、回路、エレクトロニクス、または電気システムを設計するすべての人にとって重要です。
オームスの法則
オームの法則は、回路内の電圧、電流、抵抗の関係であり、エレクトロニクスで使用される最も一般的な(そして最も単純な)公式です。オームの法則は、さまざまな方法で記述することができ、そのすべてが一般的に使用されています。
- 抵抗を流れる電流は、抵抗両端の電圧を抵抗で割った値(I = V / R)に等しい。
- 電圧は、抵抗器を流れる電流とその抵抗(V = IR)との積に等しい。
- 抵抗は、抵抗両端の電圧を流れる電流で割った電圧に等しい(R = V / I)。
オームの法則は、回路の電力消費量が電圧を掛けた電流(P = IV)に等しいので、回路が使用する電力量を決定するのにも有用である。オームの法則は、オームの法則の変数のうちの2つが回路に対して既知である限り、回路の電力消費を決定するために使用することができる。
オームスの法則は電子回路では非常に強力なツールです。特に、より大きな回路を単純化することができますが、オームの法則は回路設計やエレクトロニクスのすべてのレベルで不可欠です。オームの法則とパワー関係の最も基本的な応用の1つは、コンポーネント内のどのくらいの電力が熱として散逸するかを決定することです。これを知ることは重要であり、適切な電力定格の適切なサイズのコンポーネントがアプリケーション用に選択されます。
例えば、通常の動作中に5ボルトが現れる50オームの表面実装抵抗を選択する場合、それを放散する必要があることがわかっている(P = IV => P =(V / R)* V => P =(5volts ^ 2)/ 50ワット)= 5ワット)5ワットが見えるときは1/2ワットは、0.5ワットよりも大きな電力定格の抵抗を使用すべきであることを意味する。システム内のコンポーネントの電力使用量を把握することで、追加の熱問題や冷却が必要かどうかを知ることができ、システムの電源装置のサイズが決まります。
キルヒホッフの回路法則
オームの法則を完全なシステムに結びつけることは、キルヒホッフの回路法則です。キルヒホッフの現在の法則は、エネルギーの保存の原則に従い、回路上のノード(またはポイント)に流れ込むすべての電流の総和が、ノードから流出する電流の総和に等しいことを述べている。
キルヒホッフの電流法の簡単な例は、複数の抵抗器を並列に接続した電源と抵抗回路です。回路のノードの1つは、すべての抵抗が電源に接続する場所です。このノードでは、電源がノードに電流を供給しており、供給された電流は抵抗の中で分割され、そのノードから抵抗に流れる。
Kirchhoffの電圧法はまた、エネルギーの保存の原則に従い、回路の完全なループにおけるすべての電圧の合計がゼロに等しくなければならないと述べている。電源とグランドとの間に複数の抵抗が並列に接続された電源装置の前の例を拡張すると、電源装置の個々のループ、抵抗、およびグランドには、抵抗要素が1つしかないため、ループに一連の抵抗器が直列に接続されている場合、各抵抗器の両端の電圧は、オームの法則関係に従って分割されます。