virtaussuhteet

Virtaussuhteet ovat matemaattisia suhteita, jotka kuvaavat, miten virta riippuu muista ohjaavista tekijöistä järjestelmässä. Sähkötekniikassa ne ilmaisevat I:n riippuvuuden jännitteestä, resistanssista ja muista komponentin ominaisuuksista. Yleisin esimerkki on Ohmin laki, jossa virta I on suoraan verrannollinen jännitteeseen V ja kääntäen verrannollinen vastukseen R (I = V/R). Monissa laitteissa virta ei ole lineaarinen, ja I–V-käyrä on epälineaarinen; diodit, transistorit ja monet piirit osoittavat monimutkaisempia käytäviä. Dynaamisissa malleissa virta voi riippua ajasta, ja järjestelmän vaste kuvataan usein impedanssin, induktanssin ja kapasitanseksen kautta. Kirchhoffin lait ohjaavat verkkojen virtojen ja jännitteiden suhdetta.

Hydrauliikassa ja ilmastotekniikassa virtaussuhteet kuvaavat nesteen tai kaasun määrää, jonka virtailee paine-eron ΔP vaikutuksesta riippuen. Yksinkertaiset mallit muodostuvat Q ∝ ΔP -suhteista, kun taas tarkemmat mallit, kuten Darcy–Weisbach, ottavat huomioon kitkan, putkiston ominaisuudet ja virtausmuodot. Virtaussuhteita käytetään sekä suunnittelussa että analyysissä: niiden avulla voidaan mallintaa, verrata ja optimoida sähkö- ja fluidijärjestelmiä sekä arvioida niiden vasteita muutoksille kuormituksessa tai ympäristötekijöissä.

Virtaussuhteiden kokonaisuus muodostaa perustan sekä opetuksessa että käytännön insinööri‑ ja luonnontieteellisessä tutkimuksessa, ja ne esitetään usein sekä analyyttisin että kuvatuin I–V- tai Q–ΔP-käyrin avulla.