As leis básicas dos circuitos elétricos se concentram nos parâmetros básicos do circuito de tensão, corrente, potência e resistência. Essas leis definem como cada parâmetro do circuito está inter-relacionado. Essas leis foram descobertas por Georg Ohm e Gustav Kirchhoff e são conhecidas como lei de Ohm e leis de Kirchhoff.
Lei de Ohm
A lei de Ohm é a relação entre voltagem, corrente e resistência em um circuito. É a fórmula mais comum (e mais simples) usada em eletrônica. A lei de Ohm pode ser escrita de várias maneiras, todas comumente usadas.
- A corrente fluindo através de uma resistência é igual à tensão através da resistência dividida pela resistência (I = V / R).
- A tensão é igual à corrente que flui através de um resistor vezes sua resistência (V = IR).
- A resistência é igual à tensão em um resistor dividida pela corrente que flui por ele (R = V / I).
A lei de Ohm também é útil para determinar a quantidade de energia que um circuito usa porque o consumo de energia de um circuito é igual à corrente que flui através dele, multiplicada pela voltagem (P = IV). A lei de Ohm determina o consumo de energia de um circuito, desde que duas das variáveis na lei de Ohm sejam conhecidas para o circuito. Uma aplicação básica da lei de Ohm e da relação de potência é determinar quanta potência é dissipada como calor em um componente. Essas informações ajudam a escolher o componente do tamanho certo com a classificação de potência adequada para uma determinada aplicação. Por exemplo, quando você seleciona um resistor de montagem em superfície de 50 ohms que verá 5 volts durante a operação normal, ele deve dissipar meio watt quando incorre em 5 volts. A fórmula, com substituições progressivas, é:
- P = I × V → P = (V ÷ R) × V → P = (5 volts) ² ÷ 50 ohms → 0,5 watts
Portanto, você precisará de um resistor com potência superior a 0,5 watts. Saber o uso de energia dos componentes em um sistema permite que você saiba se problemas térmicos adicionais ou resfriamento podem ser necessários. Ele também determina o tamanho da fonte de alimentação do sistema.
Leis do circuito de Kirchhoff
As leis de circuito de Kirchhoff vinculam a lei de Ohm em um sistema completo. A Lei Atual de Kirchhoff segue o princípio da conservação de energia. Ele afirma que a soma total de toda a corrente que flui para um nó (ou ponto) em um circuito é igual à soma da corrente que flui para fora do nó. Um exemplo simples da Lei da Corrente de Kirchhoff é uma fonte de alimentação e um circuito resistivo com vários resistores em paralelo. Um dos nós do circuito é onde todos os resistores se conectam à fonte de alimentação. Neste nó, a fonte de alimentação gera corrente para o nó e a corrente se divide entre os resistores e flui para fora desse nó e para os resistores. A Lei da Tensão de Kirchhoff também segue o princípio da conservação de energia. Ele afirma que a soma de todas as tensões em um loop completo de um circuito deve ser igual a zero. Estendendo o exemplo anterior de uma fonte de alimentação com vários resistores em paralelo entre a fonte de alimentação e o aterramento, cada loop individual da fonte de alimentação, um resistor e o aterramento vêem a mesma tensão no resistor, uma vez que há apenas um elemento resistivo. Se um loop tem um conjunto de resistores em série, a tensão em cada resistor é dividida de acordo com a relação da lei de Ohms.
