Les lois de base des circuits électriques se concentrent sur une poignée de paramètres de base, à savoir la tension, le courant, la puissance et la résistance, et définissent la manière dont ils sont interdépendants.
Contrairement à certaines des relations et des formules électroniques les plus complexes, ces bases sont utilisées régulièrement, voire quotidiennement, par quiconque utilise l'électronique. Ces lois ont été découvertes par Georg Ohm et Gustav Kirchhoff et sont donc connues sous le nom de loi d'Ohm et lois de Kirchhoff.
Comprendre ces règles de base est essentiel pour quiconque conçoit un circuit, des composants électroniques ou un système électrique.
Ohms Law
La loi d'Ohms est la relation entre la tension, le courant et la résistance dans un circuit et constitue la formule la plus courante (et la plus simple) utilisée en électronique. La loi d'Ohm peut être écrite de différentes manières, toutes couramment utilisées.
- Le courant traversant une résistance est égal à la tension aux bornes de la résistance divisée par la résistance (I = V / R).
- La tension est égale au courant traversant une résistance multiplié par sa résistance (V = IR)
- La résistance est égale à la tension aux bornes d'une résistance divisée par le courant qui la traverse (R = V / I).
La loi d'Ohms est également utile pour déterminer la quantité de puissance qu'un circuit utilise, car la consommation électrique d'un circuit est égale au courant qui le traverse multiplié par la tension (P = IV). La loi Ohms peut être utilisée pour déterminer la consommation électrique d'un circuit tant que deux variables de la loi Ohms sont connues pour le circuit.
La formule de la loi Ohms est un outil très puissant en électronique, d'autant plus que des circuits plus grands peuvent être simplifiés, mais la loi Ohms est essentielle à tous les niveaux de la conception des circuits et de l'électronique. L’une des applications les plus fondamentales de la loi d’Ohms et de la relation de puissance consiste à déterminer la quantité d’énergie dissipée sous forme de chaleur dans un composant. Sachant que cela est essentiel pour que le composant de taille appropriée avec la puissance nominale appropriée soit sélectionné pour l'application.
Par exemple, lors de la sélection d’une résistance de montage en surface de 50 ohms qui affichera 5 volts en fonctionnement normal, sachant qu’elle devra dissiper (P = IV => P = (V / R) * V => P = (5 volts ^ 2) / 50 ohms) = .5 watts) ½ watts quand il voit 5 volts, cela signifie qu'une résistance ayant une puissance nominale supérieure à 0,5 watts doit être utilisée. Connaître la consommation d'énergie des composants d'un système vous permet de savoir si des problèmes thermiques ou de refroidissement supplémentaires peuvent être nécessaires, et détermine la taille de l'alimentation du système.
Lois de circuit de Kirchhoff
Les lois de Kirchhoff établissent un lien entre la loi Ohms et un système complet. La loi actuelle de Kirchhoff suit le principe de la conservation de l'énergie et stipule que la somme totale de tout le courant entrant dans un nœud (ou point) d'un circuit est égale à la somme du courant sortant du nœud.
Un exemple simple de la loi de Kirchhoff est un circuit d'alimentation et résistif avec plusieurs résistances en parallèle. L'un des nœuds du circuit est l'endroit où toutes les résistances sont connectées à l'alimentation. Au niveau de ce nœud, l’alimentation fournit du courant au nœud et le courant fourni est divisé entre les résistances et sort de ce nœud vers les résistances.
La loi de Kirchhoff sur la tension suit également le principe de la conservation de l'énergie et stipule que la somme de toutes les tensions dans une boucle complète d'un circuit doit être égale à zéro. En étendant l'exemple précédent d'une alimentation avec plusieurs résistances en parallèle entre l'alimentation et la terre, chaque boucle individuelle de l'alimentation, une résistance et la terre voient la même tension sur la résistance puisqu'il n'y a qu'un seul élément résistif. Si une boucle avait un ensemble de résistances en série, la tension aux bornes de chaque résistance serait divisée en fonction de la relation de loi Ohms.
