13個常用的電路基礎公式&換算

2020-12-11 電子工程專輯

1. 歐姆定律計算


計算電阻電路中電流、電壓、電阻和功率之間的關係。


歐姆定律解釋

歐姆定律解釋了電壓、電流和電阻之間的關係，即通過導體兩點間的電流與這兩點間的電勢差成正比。


說明兩點間的電壓差、流經該兩點的電流和該電流路徑電阻之間關係的定律。該定律的數學表達式為 V = IR，其中 V 是電壓差，I 是以安培為單位的電流，R 是以歐姆為單位的電阻。若電壓已知，則電阻越大，電流越小。



2. 計算多個串聯或並聯連接的電阻的總阻值



3. 計算多個串聯或並聯連接的電容器的總容值



4. 電阻分壓計算


計算電阻分壓器電路的輸出電壓，以實現既定的阻值和電源電壓組合。


什麼是分壓器?

分壓器是一個無源線性電路，能產生一個是其輸入電壓 (V1) 一部分的輸出電壓 (Vout)。分壓器用於調整信號電平，實現有源器件和放大器偏置，以及用於測量電壓。

歐姆定律解釋了電壓、電流和電阻之間的關係，即通過兩點間導體的電流與這兩點間的電勢差成正比。


這是一個說明兩點間的電壓差、流經該兩點的電流和該電流路徑電阻之間關係的定律。該定律的數學表達式為 V = IR，其中 V 是電壓差，I 是以安培為單位的電流，R 是以歐姆為單位的電阻。若電壓已知，則電阻越大，電流越小。



5. 電流分流器，電阻計算


計算連接到電流源的多至 10 個並聯電阻上流過的電流：



6. 電抗計算


計算指定頻率下電感器或電容器的電抗或導納大小。

感抗/導納



容抗/導納



7. RC 時間常數計算器


計算電阻與電容的積，亦稱 RC 時間常數。該數值在描述電容通過電阻器進行充電或放電的方程式中出現，表示在改變施加到電路的電壓後，電容器兩端的電壓達到其最終值約 63% 所需的時間。同時該計算器也會計算電容器充電到指定電壓所存儲的總能量。

如何計算時間常數：


時間常數 (T) 可由電容 (C) 和負載電阻 (R) 的值確定。電容器 (E) 中存儲的能量 (E) 由兩個輸入確定，即由電壓 (V) 和電容決定。



8. LED 串聯電阻器計算器


計算在指定電流水平下通過電壓源驅動一個或多個串聯 LED 所需的電阻。注意：當為此目的選擇電阻器時，為避免電阻器溫度過高，請選擇額定功率是下方計算出的功率值的 2 至 10 倍之間的電阻器。



9. dBm 轉 W 換算



10. 電感換算



11. 電容器換算表


換算包括 pF、nF、μF、F 在內的不同量級電容單位之間的電容測量值。



12. 電池續航時間


電池續航時間計算公式


電池續航時間 = 電池容量 (mAh) / 負載電流 (mA)


根據電池的標稱容量和負載所消耗的平均電流來估算電池續航時間。電池容量通常以安培小時 (Ah) 或毫安小時 (mAh) 為計量單位，儘管偶爾會使用瓦特小時 (Wh)。


將瓦特小時除以電池的標稱電壓 (V)，就可以轉換為安培小時，公式如下：Ah = Wh / V


安培小時(亦稱安時)，是一種電荷度量單位，等於一段時間內的電流。一安時等於一個小時的一安培連接電流。毫安小時或毫安時是一千分之一安培小時，因此 1000 mAh 電池等於 1 Ah 電池。


上述結果只是估算值，實際結果會受電池狀態、使用年限、溫度、放電速度和其它因素的影響而發生變化。如果所用電池是全新的高質量電池，在室溫下工作且工作時間在 1 小時到 1 年之間，則這種預估結果最貼近實際結果。


13. PCB 印製線寬度計算


使用 IPC-2221 標準提供的公式計算銅印刷電路板導體或承載給定電流所需「印製線」的寬度，同時保持印製線的溫升低於規定的極限值。此外，如果印製線長度已知，還會計算總電阻、電壓降和印製線電阻引起的功率損耗。由此求得的結果是估算值，實際結果會隨應用條件而發生變化。我們還應注意，與電路板外表面上的印製線相比，電路板內層上的印製線所需的寬度要大得多，請使用適合您情況的結果。


如何計算印製線寬度：

首先，計算面積：

面積[mils^2] = (電流[Amps]/(k*(溫升[ ℃])^b))^(1/c)


然後，計算寬度：

寬度 [mils] = 面積 [mils^2]/(厚度[oz]*1.378[mils/oz])

用於 IPC-2221 內層時：k = 0.024、b = 0.44、c = 0.725

用於 IPC-2221 外層時：k = 0.048、b = 0.44、c = 0.725

，其中 k、b 和 c 是由對 IPC-2221 曲線進行曲線擬合得出的常數。


公值：

厚度：1 oz

環境溫度：25 C

溫升：10 C


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