विद्युत सर्किट के बुनियादी नियम वोल्टेज, करंट, पावर और प्रतिरोध के बुनियादी सर्किट मापदंडों पर ध्यान केंद्रित करते हैं। ये कानून परिभाषित करते हैं कि प्रत्येक सर्किट पैरामीटर कैसे परस्पर संबंधित है। इन नियमों की खोज जॉर्ज ओम और गुस्ताव किरचॉफ ने की थी, और इन्हें ओम के नियम और किरचॉफ के नियम के रूप में जाना जाता है।
ओम का नियम
ओम का नियम एक सर्किट में वोल्टेज, करंट और प्रतिरोध के बीच का संबंध है। यह इलेक्ट्रॉनिक्स में उपयोग किया जाने वाला सबसे आम (और सबसे सरल) फॉर्मूला है। ओम के नियम को कई तरह से लिखा जा सकता है, जिनमें से सभी आमतौर पर उपयोग किए जाते हैं।
- एक प्रतिरोध के माध्यम से बहने वाली धारा प्रतिरोध (I=V/R) से विभाजित प्रतिरोध में वोल्टेज के बराबर है।
- वोल्टेज एक प्रतिरोधक से प्रवाहित धारा के बराबर होता है जो इसके प्रतिरोध (V=IR) से गुणा होता है।
- प्रतिरोध एक प्रतिरोधक के आर-पार वोल्टेज के बराबर होता है, जो इसके माध्यम से बहने वाली धारा (R=V/I) से विभाजित होता है।
ओम का नियम एक सर्किट द्वारा उपयोग की जाने वाली शक्ति की मात्रा को निर्धारित करने में भी उपयोगी है क्योंकि एक सर्किट का पावर ड्रॉ इसके माध्यम से बहने वाले करंट के बराबर होता है, जिसे वोल्टेज (P=IV) से गुणा किया जाता है। ओम का नियम सर्किट के पावर ड्रॉ को तब तक निर्धारित करता है जब तक कि ओम के नियम में दो चर सर्किट के लिए जाने जाते हैं।
ओम के नियम और शक्ति संबंध का एक मूल अनुप्रयोग यह निर्धारित करना है कि किसी घटक में ऊष्मा के रूप में कितनी शक्ति का क्षय होता है। यह जानकारी किसी दिए गए एप्लिकेशन के लिए उचित पावर रेटिंग के साथ सही आकार के घटक को चुनने में आपकी सहायता करती है।
उदाहरण के लिए, जब आप एक 50-ओम सरफेस माउंट रेसिस्टर का चयन करते हैं, जो सामान्य ऑपरेशन के दौरान 5 वोल्ट देखेगा, तो उसे 5 वोल्ट होने पर आधा वाट का प्रसार करना चाहिए। प्रगतिशील प्रतिस्थापन के साथ सूत्र है:
P=I×V → P=(V÷R)×V → P=(5 वोल्ट)² 50 ओम → 0.5 वाट
इसलिए, आपको 0.5 वॉट से अधिक पावर रेटिंग वाले रेसिस्टर की आवश्यकता होगी। सिस्टम में घटकों के बिजली के उपयोग को जानने से आपको पता चलता है कि अतिरिक्त थर्मल समस्याओं या शीतलन की आवश्यकता हो सकती है या नहीं। यह सिस्टम के लिए बिजली आपूर्ति के आकार को भी निर्धारित करता है।
किरचॉफ के सर्किट कानून
किरचॉफ के सर्किट कानून ओम के नियम को एक पूर्ण प्रणाली में बाँधते हैं। किरचॉफ का वर्तमान नियम ऊर्जा के संरक्षण के सिद्धांत का पालन करता है। यह बताता है कि एक सर्किट पर एक नोड (या बिंदु) में बहने वाली सभी धाराओं का कुल योग नोड से बहने वाली धारा के योग के बराबर है।
किरचॉफ के करंट लॉ का एक सरल उदाहरण समानांतर में कई प्रतिरोधों के साथ बिजली की आपूर्ति और प्रतिरोधक सर्किट है। सर्किट के नोड्स में से एक वह जगह है जहां सभी प्रतिरोधक बिजली की आपूर्ति से जुड़ते हैं। इस नोड पर, बिजली की आपूर्ति नोड में करंट उत्पन्न करती है और करंट प्रतिरोधों के बीच विभाजित होता है और उस नोड से और प्रतिरोधों में प्रवाहित होता है।
किरचॉफ का वोल्टेज कानून भी ऊर्जा के संरक्षण के सिद्धांत का पालन करता है। यह बताता है कि एक सर्किट के पूरे लूप में सभी वोल्टेज का योग शून्य के बराबर होना चाहिए।
बिजली आपूर्ति और जमीन के बीच समानांतर में कई प्रतिरोधों के साथ बिजली की आपूर्ति के पिछले उदाहरण का विस्तार, बिजली की आपूर्ति के प्रत्येक व्यक्तिगत लूप, एक रोकनेवाला, और जमीन को रोकनेवाला भर में एक ही वोल्टेज देखता है क्योंकि केवल एक है प्रतिरोधक तत्व। यदि एक लूप में श्रृंखला में प्रतिरोधकों का एक सेट होता है, तो प्रत्येक प्रतिरोधी में वोल्टेज ओम कानून संबंध के अनुसार विभाजित होता है।
