As leis básicas dos circuitos elétricos concentram-se 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.
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Lei de Ohm
A 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 diversas maneiras, todas comumente usadas.
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- A corrente que flui 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 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.
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Uma aplicação básica da lei de Ohm e da relação de potência é determinar quanta energia 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 deverá dissipar meio watt quando incorrer 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. Conhecer o uso de energia dos componentes de um sistema permite saber se podem ser necessários problemas térmicos ou de resfriamento adicionais. Também determina o tamanho da fonte de alimentação do sistema.
Leis do Circuito de Kirchhoff
As leis do circuito de Kirchhoff vinculam a lei de Ohm a um sistema completo. A Lei Atual de Kirchhoff segue o princípio da conservação de energia. 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.
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Um exemplo simples de Lei Atual de Kirchhoff é uma fonte de alimentação e 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 de Tensão de Kirchhoff também segue o princípio da conservação de energia. 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 circuito individual da fonte de alimentação, um resistor e o terra vêem a mesma tensão no resistor, uma vez que há apenas um elemento resistivo. Se um circuito tiver um conjunto de resistores em série, a tensão em cada resistor será dividida de acordo com a relação da lei de Ohm.
