電流、電力、部品の限界

電流には閉じた経路が必要

電流は断面を通過する電荷の率で、$I=\Delta Q/\Delta t$です。1アンペアは1秒あたり1クーロンです。慣用電流は正電荷が動く方向です。金属中の電子は逆方向に動きますが、回路式は一貫して慣用電流を使います。

抵抗の片端だけに電源を接続しても、持続的なDC電流は生じません。完全な戻り経路が必要です。枝が分かれなければ、直列経路の各素子に同じ電流が流れます。電圧は素子の両端、電流は枝を通して測ります。電流計は直列に挿入する必要があります。電流入力の計器を電源の両端へ直接置くと、意図しない低抵抗枝を作ります。

エネルギー収支

電流が電圧の正端子に入ると、吸収電力は$P=VI$です。抵抗は$I^2R=V^2/R$を消費します。1 kΩに5 Vを加えると、電流5 mA、電力25 mWです。仮の0.125 W定格はこの計算値を上回りますが、実際の許容電力は温度とメーカーのディレーティング曲線によります。ラベルだけでは熱設計になりません。

抵抗を100 Ωに下げると、電流50 mA、電力250 mWです。電圧は同じでも消費電力は10倍です。低抵抗の選択は負荷の問題を解決しても、電流、熱、電池寿命を犠牲にする場合があります。同じ符号規約では供給する電源の吸収電力は負であり、総電力和が有用な検査になります。

実践的な記録

電圧、抵抗、電流、計算消費電力、明示的な電力限界の表を作ります。仮定値を示します。3.3 Vレールと330 Ωなら理想電流10 mA、抵抗電力33 mWです。測定電流が予測を大きく超えるなら、抵抗値の違い、余分な並列経路、電源設定の誤りが考えられます。もっともらしい数字になるまで単位を変えて不一致を隠してはいけません。