Vad är kretsteori?

Kretsteori är en uppsättning tekniker som används för att beskriva energiflödet runt en elektrisk slinga. Teorin består av ett antal olika lagar, idéer och definitioner. Dessa inkluderar Ohms lag och Kirchhoffs lag, som beskriver förhållandet mellan ström, spänning och resistans. I vissa fall kan teknikerna också hänvisa till hydrauliska eller pneumatiska kretsar, som involverar vätska respektive gas. En elektrisk krets bildas med hjälp av ett antal komponenter, såsom batterier, ledningar, kondensatorer, motstånd och strömbrytare.

Elektrisk ström, på mikroskopisk nivå, är flödet av elektroner runt en krets. Elektroner är negativt laddade partiklar. Detta är den grundläggande anledningen till att ”arbete”, dvs. namnet på energi som ges till eller utförs på ett objekt i fysiken, kan överföras av en elektrisk krets. Kretslära är en samling lagar och tekniker som tillåter människor att utforma kretsar för specifika mål och syften.

Varje krets är byggd med två typer av komponenter. Dessa kallas de ”aktiva” komponenterna, som levererar energin, och de ”passiva komponenterna” som använder energin. När det gäller elektronisk kretsteori är de aktiva komponenterna vanligtvis batterier eller generatorer.

Det finns ett antal passiva elektriska komponenter som är viktiga i kretsteorin. En grundläggande ”test”-krets består vanligtvis av ett batteri, en passiv komponent som en lampa och ett variabelt motstånd. Det variabla motståndet kan justeras när som helst, vilket gör att strömmen genom komponenten kan varieras. Andra komponenter som vanligtvis används i elektriska kretsar inkluderar dioder, som tillåter elektricitet att flöda i endast en riktning, och kondensatorer, som kan lagra en elektrisk laddning och ladda ur den vid behov.

En hörnsten i kretsteorin är Ohms lag, som är en enkel formel för att räkna ut förhållandet mellan ström, spänning och resistans i en krets. Formeln är skriven som ”ström är lika med spänning dividerat med resistans.” En ledares resistans är med andra ord oberoende av strömmen. Denna formel används ofta i teknikerna för att bestämma hur mycket motstånd som kan krävas för att uppnå en viss nivå av ström.

Kirchhoffs lagar är också en viktig del av kretsteorin. Det finns flera lagar som var och en beskriver bevarande av energi och laddning i en krets. Bevarandelagar är bland de viktigaste inom fysik som helhet, och Kirchhoffs lagar tillämpar dessa allmänna principer på elektroniska kretsar.