Τύποι Ηλεκτρολογίας (Οι Πιο Σημαντικοί Τύποι)

Electrical4u

Πεδίο: Βασική ηλεκτροτεχνία

China

Τύποι για την Ηλεκτρολόγο Μηχανική

Η ηλεκτρολόγος μηχανική είναι μια κλάδος που ασχολείται με τη μελέτη, σχεδίαση και εφαρμογή διάφορων ηλεκτρικών εξοπλισμών που χρησιμοποιούνται στην καθημερινή ζωή.

Καλύπτει ένα ευρύ φάσμα θεμάτων όπως: συστήματα ενέργειας, ηλεκτρικά μηχανήματα, ενεργειακή ηλεκτρονική, επιστήμη των υπολογιστών, επεξεργασία σημάτων, τηλεπικοινωνίες, συστήματα ελέγχου, τεχνητή νοημοσύνη και πολλά άλλα.

Αυτός ο κλάδος μηχανικής είναι γεμάτος τύπους και έννοιες (νόμοι) που χρησιμοποιούνται σε πολλά επίπεδα, όπως τη λύση περιβάλλοντος κυκλωμάτων και η εφαρμογή διαφόρων εξοπλισμών για να καταστήσει την ανθρώπινη ζωή πιο εύκολη.

Οι βασικοί τύποι που συνήθως χρησιμοποιούνται σε διάφορα θέματα της ηλεκτρολόγου μηχανικής είναι αναφερόμενοι παρακάτω.

Τάση

Η τάση ορίζεται ως η ηλεκτρική δυναμική διαφορά ανά μονάδα φορτίου μεταξύ δύο σημείων στο ηλεκτρικό πεδίο. Η μονάδα μέτρησης της τάσης είναι το Βολτ (V).

(1) $\begin{equation*} Voltage (V) = \frac{Work done (W)}{Charge (Q)} \end{equation*}$

Από την παραπάνω εξίσωση, η μονάδα μέτρησης της τάσης είναι $\frac{joule}{coulomb}$

Ρεύμα

Η ηλεκτρική ροή ορίζεται ως ροή φορτίου (ηλεκτρόνια και ιόντα) που κινείται μέσα σε έναν διαγωνιστή. Ορίζεται επίσης ως το ποσοστό ροής του ηλεκτρικού φορτίου μέσα σε ένα μέσο διάχυσης σε σχέση με το χρόνο.

Η μονάδα μέτρησης της ηλεκτρικής ροής είναι το αμπέρ (A). Η ηλεκτρική ροή συμβολίζεται μαθηματικά με το σύμβολο ‘I’ ή ‘i’.

(2) $\begin{equation*} I = \frac{dQ}{dt} \end{equation*}$

Αντίσταση

Η αντίσταση ή ηλεκτρική αντίσταση μετρά την αντίδραση στη ροή του ρεύματος σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα. Η αντίσταση μετρείται σε Ωμ (Ω).

Η αντίσταση οποιουδήποτε διαγωνιστικού υλικού είναι ανάλογη με το μήκος του υλικού και αντιστρόφως ανάλογη με την επιφάνεια του διαγωνιστή.

$R \propto \frac{l}{a}$

(3) $\begin{equation*} R = \rho \frac{l}{a} \end{equation*}$

Όπου, $\rho$ = σταθερά αναλογικότητας (ιδιαίτερη αντίσταση ή ρευστότητα του διεγχύμενου υλικού)

Σύμφωνα με τον νόμο του Ohm;

$V \propto I$

(4) $\begin{equation*} Voltage \, V = \frac{I}{R} \, Volt \end{equation*}$

Όπου, R = Αντίσταση του διαγωνίσματος (Ω)

(5) $\begin{equation*} Ρεύμα \, I = \frac{V}{R} \, Ampere \end{equation*}$

(6) $\begin{equation*} Αντίσταση \, R = \frac{V}{I} Ohm \end{equation*}$

Ηλεκτρική Δύναμη

Η δύναμη είναι η ταχύτητα παροχής ή κατανάλωσης ενέργειας από ένα ηλεκτρικό στοιχείο με σχέση στο χρόνο.

(7) $\begin{equation*} P = \frac{dW}{dt} \end{equation*}$

Για DC Σύστημα

(8) $\begin{equation*} P = VI \end{equation*}$

$\begin{equation*} P = I^2 R \end{equation*}$

Για Σύστημα Μονοφάσεως

10) $\begin{equation*} P = VI cos \phi \end{equation*}$

(11) $\begin{equation*} P = I^2 R cos \phi \end{equation*}$

(12) $\begin{equation*} P = \frac{V^2}{R} cos \phi \end{equation*}$

Για το σύστημα τριφασικής ρευστού

(13) $\begin{equation*} P = \sqrt{3} V_L I_L cos \phi \end{equation*}$

(14) $\begin{equation*} P = 3 V_ph I_ph cos \phi \end{equation*}$

(15) $\begin{equation*} P = 3 I^2 R \cos \phi \end{equation*}$

(16) $\begin{equation*} P = 3 \frac{V^2}{R} \cos \phi \end{equation*}$

Συντελεστής Ισχύος

Ο συντελεστής ισχύος είναι ένα πολύ σημαντικό όρος στην περίπτωση του συστήματος CA. Ορίζεται ως λόγος της ενεργού ισχύος που απορροφάει η φορτία σε σχέση με την φαινομενική ισχύ που ρέει μέσα στον κύκλωμα.

(17) $\begin{equation*} Συντελεστής \, Ισχύος \cos\phi= \frac{Ενεργή \, Ισχύ}{Φαινομενική \, Ισχύ} \end{equation*}$

Ο συντελεστής ισχύος είναι ένας αριθμός με διάστημα -1 έως 1. Όταν η φορτία είναι ομοιογενής, ο συντελεστής ισχύος είναι κοντά στο 1 και όταν η φορτία είναι αντιδραστική, ο συντελεστής ισχύος είναι κοντά στο -1.

Συχνότητα

Η συχνότητα ορίζεται ως το πλήθος κύκλων ανά μονάδα χρόνου. Συμβολίζεται με f και μετρείται σε Χέρτσ (Hz). Ένα Χέρτς είναι ίσο με έναν κύκλο ανά δευτερόλεπτο.

Συνήθως, η συχνότητα είναι 50 Hz ή 60 Hz.

Ο χρόνος περιόδου ορίζεται ως ο χρόνος που απαιτείται για να παραχθεί ένας πλήρης κύκλος κύματος, συμβολίζεται με T.

Η συχνότητα είναι αντιστρόφως ανάλογη με τον χρόνο περιόδου (T).

(18) $\begin{equation*} F \propto \frac{1}{T} \end{equation*}$

Μήκος Κύματος

Το μήκος κύματος ορίζεται ως η απόσταση μεταξύ δύο συνεχόμενων αντίστοιχων σημείων (δύο διαδοχικά κορύφια ή διασταύρωσης μηδενικών).

Ορίζεται ως το λόγος της ταχύτητας και της συχνότητας για συνημιτονοειδή κύματα.

(19) $\begin{equation*} \lambda = \frac{v}{f} \end{equation*}$

Εμβαδό

Ένας καταστηματικός αποθηκεύει ηλεκτρική ενέργεια σε ηλεκτρικό πεδίο όταν του παρέχεται τάση. Η επίδραση των καταστηματικών σε ηλεκτρικές διατάξεις είναι γνωστή ως εμβαδό.

Η ηλεκτρική φορτία Q που συσσωρεύεται στον καταστηματικό είναι ανάλογη με την τάση που αναπτύσσεται στον καταστηματικό.

$Q \propto V$

$Q = CV$

(20) $\begin{equation*} C = \frac{Q}{V} \end{equation*}$

Το εμβαδό εξαρτάται από την απόσταση μεταξύ των δύο πλακών (d), την επιφάνεια της πλάκας (A) και την περιθωριακότητα του διηλεκτρικού υλικού.

(21) $\begin{equation*} C = \frac{\epsilon A}{d} \end{equation*}$

Συμπλέκτης

Ένας συμπλέκτης αποθηκεύει ηλεκτρική ενέργεια σε μορφή μαγνητικού πεδίου όταν διαρρέει τον συμπλέκτη ηλεκτρικό ρεύμα. Κάποιες φορές, ο συμπλέκτης είναι επίσης γνωστός ως κατασκευή, αντίδραση ή στραγγαλιά.

Η μονάδα της εμπεδανότητας είναι ο Χένρι (H).

Η εμπεδανότητα ορίζεται από το λόγο της μαγνητικής φλεξ-συνδεσιμότητας (фB), και το ρεύμα που διαρρέει τον συμπλέκτη (I).

(22) $\begin{equation*} L = \frac{\phi_B}{I} \end{equation*}$

Ηλεκτρική Φορά

Η ηλεκτρική φορά είναι μια φυσική ιδιότητα της ουσίας. Όταν οποιαδήποτε ύλη τοποθετείται σε ηλεκτρομαγνητικό πεδίο, θα βιώσει μια δύναμη.

Οι ηλεκτρικές φορές μπορούν να είναι θετικές (πρωτόνιο) και αρνητικές (ηλεκτρόνιο), μετρούνται σε κουλόμβια και συμβολίζονται ως Q.

Ένα κουλόμβι ορίζεται ως η ποσότητα φοράς που μεταφέρεται σε ένα δευτερόλεπτο.

(23) $\begin{equation*} Q = IT \end{equation*}$

Ηλεκτρικό Πεδίο

Το ηλεκτρικό πεδίο είναι το χώρο γύρω από ένα ηλεκτρικά φορτισμένο αντικείμενο όπου κάθε άλλο ηλεκτρικά φορτισμένο αντικείμενο θα βιώσει μια δύναμη.

Το ηλεκτρικό πεδίο είναι επίσης γνωστό ως ένταση ή ισχύς ηλεκτρικού πεδίου, συμβολίζεται με E.

Το ηλεκτρικό πεδίο ορίζεται ως λόγος της ηλεκτρικής δύναμης ανά δοκιμαστικό φορτίο.

(24)
$\begin{equation*} E = \frac{F}{Q} \end{equation*}$

Για παραλληλοπλατη πυκνωτή, η διαφορά τάσης μεταξύ των δύο πλακών εκφράζεται ως η εργασία που επιτελείται σε ένα δοκιμαστικό φορτίο Q για να μετακινηθεί από την θετική πλάκα στην αρνητική πλάκα.

$V = \frac{Work done}{charge} = \frac{Fd}{Q} = Ed$

(25) $\begin{equation*} E = \frac{V}{d} \end{equation*}$

Ηλεκτρική Δύναμη

Όταν ένα φορτίο εισέρχεται στο ηλεκτρικό πεδίο ενός άλλου φορτίου, δέχεται μια δύναμη σύμφωνα με το νόμο του Coulomb.

Coulomb’s Law.png

Όπως φαίνεται στο παραπάνω σχήμα, ένα θετικά φορτισμένο αντικείμενο τοποθετείται στο χώρο. Εάν και τα δύο αντικείμενα έχουν την ίδια πολικότητα, τα αντικείμενα απωθούνται. Και εάν τα δύο αντικείμενα έχουν διαφορετικές πολικότητες, τα αντικείμενα προσελκύονται.

Σύμφωνα με τον νόμο του Coulomb,

(26) $\begin{equation*} F = \frac{Q_1 Q_2}{4 \pi \epsilon_0 d^2 } \end{equation*}$

Σύμφωνα με το νόμο του Coulomb, η εξίσωση του ηλεκτρικού πεδίου είναι;

$E = \frac{F}{Q} = \frac{kQq}{Qd^2}$

(27) $\begin{equation*} E = \frac{kq}{d^2} \end{equation*}$

Ηλεκτρική ροή

Σύμφωνα με το νόμο του Gauss, η εξίσωση της ηλεκτρικής ροής είναι;

(28) $\begin{equation*} \phi = \frac{Q}{\epsilon_0} \end{equation*}$

Ηλεκτρομηχανή DC

Αντίστροφο EMF

(29) $\begin{equation*} E_b = \frac{P \phi NZ}{60A} \end{equation*}$

Απώλειες στην Ηλεκτρομηχανή DC

Απώλειες χαλκού

Οι απώλειες χαλκού προκύπτουν λόγω της ροής της ρέυματος μέσω των πλεξίδων. Οι απώλειες χαλκού είναι ανάλογες με το τετράγωνο του ρεύματος που ρέει μέσω της πλεξίδας και είναι επίσης γνωστές ως I2R απώλειες ή ομικές απώλειες.

Απώλειες χαλκού της αρματούρας: $I_a^2 R_a$

Απώλεια του παράλληλου πεδίου στον δέξιο: $I_{sh}^2 R_{sh}$

Απώλεια του σειριακού πεδίου στον δέξιο: $I_{se}^2 R_{se}$

Απώλεια του δέξιου στο μεσαίο πεδίο: $I_a^2 R_i$

Απώλεια επαφής βρώμης: $I_a^2 R_b$

Απώλεια ιστορημένης μαγνητισμού

Η απώλεια ιστορημένης μαγνητισμού προκαλείται λόγω της αναστροφής του μαγνητισμού του πυρήνα του αρματούρα.

(30) $\begin{equation*} P_h = \eta B_{max}^1.6 f V \end{equation*}$

Απώλεια κυκλωμάτων Foucault

Η απώλεια ενέργειας που συμβαίνει λόγω ροής κατακύκλων είναι γνωστή ως απώλεια κατακύκλων.

(31) $\begin{equation*} P_e = K B_{max}^2 f^2 t^2 V \end{equation*}$

Μετατροπέας

Εξίσωση EMF

(32) $\begin{equation*} E = 4.44 \phi_m f T \end{equation*}$

Σχέση Στροφών

(33) $\begin{equation*} \frac{E_1}{E_2} = \frac{T_1}{T_2} = \frac{V_1}{V_2} = \frac{I_2}{I_1} = a \end{equation*}$

Ρύθμιση Τάσης

(34) $\begin{equation*} V.R. = \frac{E_2 - V_2}{V_2} \end{equation*}$

Ηλεκτρομαγνητικός Μοτέρ

Συγχρονισμένη Ταχύτητα

(35) $\begin{equation*} N_s = \frac{120f}{P} \end{equation*}$

Εξίσωση Ροπής

Ανεπτυγμένη Ροπή

(36) $\begin{equation*} T_d = \frac{k s E_{20}^2 R_2}{R_2^2 + s^2 X_{20}^2} \end{equation*}$

Τορκός δέξιας ανάστροφης

(37) $\begin{equation*} T_{sh} = \frac{3 E_{20}^2 R_2}{2 \pi n_s (R_2^2 + X_{20}^2) } \end{equation*}$

Ηλεκτροδυναμική των στροφών

(38) $\begin{equation*} E_1 = 4.44 k_{w1} f_1 \phi T_1 \end{equation*}$

(39) $\begin{equation*} E_2 = 4.44 k_{w2} f_1 \phi T_2 \end{equation*}$

Όπου,

Kw1, Kw2 = Στοιχεία ενσυρμάτωσης του στάτορα και του ρότορα αντίστοιχα

T1, T2 = Αριθμός επαναλήψεων στο ενσύρματο του στάτορα και του ρότορα

Πηγή: Electrical4u.

Δήλωση: Αξιώσιμη η αρχική, καλές δημοσιεύσεις αξίζουν κοινή χρήση, εάν υπάρχει παραβίαση πνευματικών δικαιωμάτων παρακαλείτε επικοινωνήστε για διαγραφή.