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 lei de Kirchhoff.
Lei de Ohm
Lei de Ohm é a relação entre tensão, 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 que flui através de uma resistência é igual à tensão através da resistência dividida pela resistência (I=V/R).
- Tensão é igual à corrente que flui através de um resistor vezes sua resistência (V=IR).
- Resistência é igual à tensão através de um resistor dividida pela corrente que flui através dele (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 tensão (P=IV). A lei de Ohm determina o consumo de energia de um circuito desde que duas das variáveis da 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 você a escolher o componente do tamanho certo com a 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 uma potência nominal superior a 0,5 watts. Conhecer o uso de energia dos componentes em um sistema permite saber se problemas térmicos ou resfriamento adicionais podem ser necessários. Também determina o tamanho da fonte de alimentação do sistema.
Leis de Circuito de Kirchhoff
As leis de circuito de Kirchhoff vinculam a lei de Ohm em um sistema completo. A Lei das Correntes de Kirchhoff segue o princípio da conservação da 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 das Correntes 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. Nesse nó, a fonte de alimentação gera corrente no nó e a corrente se divide entre os resistores e flui para fora desse nó e para os resistores.
Lei da Tensão de Kirchhoff também segue o princípio da conservação da energia. Ele afirma que a soma de todas as tensões em uma malha completa 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 terra, cada loop individual da fonte de alimentação, um resistor e o terra vê a mesma tensão no resistor, pois 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.
