Jännitesuhteet

Jännitesuhteet viittaavat jännitteiden eli jännitteen potentiaalierojen välistä vastavuoroista riippuvuutta sähköisissä piireissä. Jännite kuvaa energian siirtoarvoa per kuljettua sähkövarausta ja mitataan voltteina (V). Piirissä jännitteet määräytyvät sen mukaan, miten komponentit ja johtimet on kytketty toisiinsa sekä minkälaisia resistansseja, kapasitansseja ja induktansseja ne sisältävät.

Sarjaan kytketyissä piireissä sama virta kulkee kaikkien komponenttien läpi, ja jännitteet jakautuvat kunkin komponentin resistanssin mukaan. Käytännössä jännitteet summautuvat: Vt = V1 + V2 + …; Vn = I·Rn jokaiselle vastuksesta. Rinnankytkennässä alusijoituksena on sama jännite kaikissa haaroissa, kun taas virrat jakautuvat vastusten kääntöpuolella suhteessa kunkin resistanssiin.

Ohmin laki on perusta jännitesuhteiden halutussa muotoutumisessa: V = I·R. Se yhdistää jännitteen, virran ja resistanssin kolmiulotteiseksi suhteeksi ja pätee sekä DC- että ( monella tapauksessa) AC- piireihin.

Kirchhoffin lait täydentävät kuvaa: Kirchhoffin jännitelaki (KVL) sanoo, että suljetun silmukan yli summataan jännitteet ja tulos on nolla; Kirchhoffin virta laki (KCL) säilyttää nykyvirran pään solmussa. AC- piireissä jännite ja virta voivat olla vaiheessa suhteessa toisiinsa, jolloin yleisesti käytetään impedansseja Z = R + jX ja V = I·Z.

Jännitesuhteet ovat keskeisiä suunnittelussa: jännitteiden jakaminen, tasasuuntaus, suodatus, sekä vaihe- ja amplitudimuutosten analysointi. Käytännön esimerkkejä ovat jännitteenvaihtelut, jännitteet avainkellon kaltaisissa järjestelmissä ja jännitteiden hallinta muuttuvissa kuormituksissa.