La comprensió d'aquestes regles bàsiques és fonamental per a qualsevol persona que dissenyi un circuit, electrònica o un sistema elèctric.
Les lleis del Circuit Bàsic
Les lleis bàsiques dels circuits elèctrics se centren en un grapat de paràmetres de circuit bàsic, voltatge, corrent, potència i resistència, i defineixen com estan interrelacionats. A diferència d'algunes de les relacions i fórmules electròniques més complexes, aquests fonaments s'utilitzen de manera habitual, si no diària, per qualsevol que treballi amb l'electrònica. Aquestes lleis van ser descobertes per Georg Ohm i Gustav Kirchhoff i són conegudes com Ohms Law i les lleis de Kirchhoff.
Llei d'Ohms
La llei Ohms és la relació entre tensió, corrent i resistència en un circuit i és la fórmula més freqüent (i més senzilla) que s'utilitza en l'electrònica. La llei Ohms estableix que el corrent que flueix a través d'una resistència és igual a la tensió a través de la resistència dividida per la resistència (I = V / R). La llei Ohms es pot escriure de diverses maneres, totes les quals s'utilitzen habitualment. Per exemple: el voltatge és igual al corrent que flueix a través d'una resistència vegades la seva resistència (V = IR) i la resistència és igual a la tensió a través d'una resistència dividida pel corrent que flueix a través d'ell (R = V / R). La llei Ohms també és útil per determinar la quantitat de potència que utilitza un circuit ja que el sorteig d'energia d'un circuit és igual al corrent que flueix durant el temps de la tensió (P = IV). La llei Ohms es pot utilitzar per determinar el sorteig d'un circuit sempre que es coneguin dues de les variables en la llei d'ohms pel circuit.
La fórmula de la llei Ohms és una eina molt potent en l'electrònica, especialment perquè es poden simplificar circuits més grans, però la llei d'ohms és essencial en tots els nivells de disseny de circuits i electrònica. Una de les aplicacions més bàsiques de la llei Ohms i la relació de potència és determinar quanta potència es dissipa com a calor en un component. Saber això és fonamental perquè es seleccioni el component de mida adequat amb la qualificació de potència adequada per a l'aplicació. Per exemple, quan es selecciona una resistència de muntatge de superfície de 50 ohms que veurà 5 volts durant l'operació normal, sabent que haurà de dissipar (P = IV => P = (V / R) * V => P = (5volts ^ 2) / 50ohms) = 5 watts) ½ a watt quan veu 5 volts significa que s'ha d'utilitzar una resistència amb una potència encara més gran que 0,5 watts. Conèixer l'ús d'energia dels components en un sistema us permet saber si es poden exigir problemes tèrmics addicionals o refredar-los i dicta la mida de la font d'alimentació del sistema.
Kirchhoff's Circuit Laws
Acceptar la llei Ohms junts a un sistema complet és la llei del circuit de Kirchhoff. La Llei actual de Kirchhoff segueix el principi de conservació de l'energia i estableix que la suma total de tots els corrents que circulen en un node (o punt) en un circuit és igual a la suma del corrent que surt del node. Un exemple senzill de la Llei actual de Kirchhoff és una font d'alimentació i un circuit resistiu amb diverses resistències en paral·lel. Un dels nodes del circuit és on totes les resistències es connecten a la font d'alimentació. En aquest node, la font d'alimentació subministra corrent al node i el corrent que es subministra es divideix entre les resistències i els fluxos d'aquest node i cap a les resistències.
La Llei de tensió de Kirchhoff també segueix el principi de conservació de l'energia i estableix que la suma de totes les tensions en un circuit complet d'un circuit ha de ser igual a zero. Ampliar l'exemple anterior d'una font d'alimentació amb diverses resistències en paral·lel entre la font d'alimentació i el sòl, cada bucle individual de la font d'alimentació, una resistència i terra veu la mateixa tensió a través de la resistència ja que només hi ha un element resistent. Si un bucle tenia un conjunt de resistències en sèrie, la tensió a través de cada resistència es dividiria d'acord amb la relació de llei Ohms.