Sähköpiiriä

Sähköpiiri on suljettu polku, jota pitkin sähkövirta voi kulkea, kun jännitelähde on yhteydessä kuormiin. Piiriin kuuluu tavallisesti jännitelähde, johtimia ja yksi tai useampi kuorma sekä mahdollisesti kytkimiä, sulakkeita ja mittauslaitteita. Sähköpiirejä käytetään energian siirtämiseen, ohjaamiseen ja mittaamiseen sekä erilaisten laitteiden toiminnan mahdollistamiseen.

Kun jännite asetetaan piirin yli, syntyy sähköinen potentiaaliero, jonka seurauksena elektronit alkavat virrata suljetussa kierrossa. DC-piireissä virta etenee yleensä yhdessä suunnassa, kun taas AC-piireissä virta vaihtaa suuntaa säännöllisesti.

Piirejä voidaan luokitella sarja- ja rinnankytkentäpiireihin. Sarjapiirissä läpi kulkee sama virta ja jännite jakautuu komponenttien mukaan. Rinnankytkentäpiirissä jännite on sama kaikilla haaroilla, ja virta jakautuu kunkin kuorman mukaan. Monimutkaisissa piireissä näitä periaatteita yhdistellään.

Analyysissä käytetään Ohmin lakia U = I R sekä Kirchhoffin jännite- ja virta-lakeja. Näillä laeilla voidaan ratkaista piirin tuntemattomat suureet kuten jännitteet, virrat ja komponenttien vastukset. Tyypillisiä komponentteja ovat vastukset, kondensaattorit, käämit sekä aktiiviset puolijohdekomponentit kuten diodit ja transistorit.

Mittaaminen tapahtuu yleisesti multimetreillä tai muilla testausvälineillä. Turvallisuusnäkökohdat ovat tärkeitä: irrota virtalähde huoltojen ajaksi, käytä suojavarusteita ja varmista, että piiri on jännitteellisesti eristetty ennen kosketusta.

Sähköpiirejä käytetään kotitalouksissa, teollisuudessa, auto- ja elektroniikkalaitteissa sekä tutkimuksessa. Sähköpiirien perusperiaatteet kehittyivät 1800-luvulla ohmin ja Kirchhoffin töiden myötä, ja niitä sovelletaan yhä nykyaikaisissa järjestelmissä.