Formulak Elektrizitate Ingeniaritzan (Garrantzitsuen Ekuazioak)

Electrical4u

Eremua: Elektrizitate Oinarrizko

China

Elektroingeniaritzarako formula

Elektroingeniaritza arrakasta bat da, elektrikoa erabiltzen dituzten gailu askoren ikaskuntza, diseinua eta aplikazioa aztertzen duena eguneroko bizitzan.

Hainbat gai inguru hartzen ditu, hala nola: energia sistemak, elektriko maquinak, elektronika-indarra, informatika, senalaren prozesamendua, telekomunikazioa, kontrol sistema, adimen artifiziala, eta beste asko.

Ingeniaritzaren arrakasta honek oso askotan formula eta kontzeptuak (legeak) ditu, zirkuituak ebazteko eta gailu desberdinak erabiliz gero, gizakiaren bizitzari erraztasuna emateko.

Elektroingeniaritzaren alor desberdinetan erabiltzen diren formula oso oinarriak azpian zerrendatuta agertzen dira.

Tentsioa

Tentsioa definizioz elektriko eremu baten bi puntuen arteko elektrikoa potentzial diferentzia da unitateko kargatik. Tentsioaren unitatea Volt (V) da.

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

Aurreko ekuazioan tentsioaren unitatea $\frac{joule}{coulomb}$

Intentsioa

Elektrikoa definizioz partikuluen (elektro eta ionen) zuzeneko hedapena da. Elektrikoa elektrikoaren kargaren hedapen-tasa da denbora kontuan hartuta.

Elektrikoko unitatea ampera (A) da. Elektrikoa matematikoki I edo i ikurrekin adierazten da.

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

Erresistentzia

Erresistentzia edo elektrikoaren erresistentzia elektrikoaren zirkuitu batean dagoen oposamendua neurtzen du. Erresistentzia ohm (Ω) unitateetan neurtzen da.

Edozein material konduktiboren erresistentzia materialaren luzerarekiko proportzionala da, eta konduktorearen azalerarekiko alderantzizko proportzionala da.

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

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

Nonan, $\rho$ = konstante proportzionalitatea (konduktore materialeko resistentsia edo rezistentzia-espezifikoa)

Ohm-en legearen arabera;

$V \propto I$

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

Non, R = Konduktorearen resistentsia (Ω)

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

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

Indar elektrikoa

Indarra da energia esleitutako edo erabili den tasa denboraari buruz.

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

DC sistemarako

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

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

Erren faseko sistema baterako

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

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

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

Hiru faseko sistemetarako

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

Potentzia faktorea

Potentzia faktorea AC sisteman oso garrantzitsua da. Hona hemen zirkuituan erortzen den barentzatze potentziaren eta karga ondo hartzen duen lanaketa-potentziaren arteko arrazoia definitzen da.

(17) $\begin{equation*} Potentzia \, Faktorea \cos\phi= \frac{Lanaketa \, Potentzia}{Barentzatze \, Potentzia} \end{equation*}$

Potentzia faktoreak -1 eta 1 arteko itxura duen zenbaki bat da. Karga errezistiboa bada, potentzia faktorea 1etik hurbil dago, eta karga reaktiboa bada, potentzia faktorea -1etik hurbil dago.

Frequencia

Frequencia definizioa dauden ziklo kopurua denbora unitate bakoitzeko da. Hona hemen f izenekin adierazten da eta Hertz (Hz) unitateetan neurtzen da. Hertz bat sekundu bakoitzeko ziklo bat da.

Orokorrean, frequencia 50 Hz edo 60 Hz da.

Periodoa osoa osatzeko beharrezko denbora da, T eran adierazten da.

Frequencia periodoko (T) alderantzizko proportzionala da.

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

Higidura-zuzenaren luzera

Higidura-zuzenaren luzera ondorengo puntu korrespondenteen (bi aurreko kresta edo zero crossing) arteko distantzia da.

Sinusoideen abiadura eta frequenciaren arrazoia bezala definitzen da.

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

Konpainzia

Kapazitatorea elektrikoa eremu elektrikoan gorde egiten du sakontasuna eman denean. Kapazitadoreen efektua zirkuitu elektrikoetan konpainzia deitzen da.

Kapazitatorean biltzen den karga elektrikoa (Q) kapazitatorean garatutako sakontasunarekiko proportzionala da.

$Q \propto V$

$Q = CV$

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

Konpainzia bi plaketa arteko distantziaren (d), plaketaren azalera (A) eta dielektriko materialaren permitibitatearen menpe dago.

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

Induktore

An induktore elektrikoa energia bat bidez gordetzen du eremu magnetikoaren itxura duen elektrizitate-fluxua horretan doan bitartean. Aldiz, induktoreak koil, reaktor edo ahogailu gisa ere ezagutzen dira.

Induktorearen unitatea henri (H) da.

Induktorearen definizioa eremu magnetikoaren lotura (фB), eta induktorean pasatzen den korrontea (I) arteko arrazoia da.

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

Elektrizitate-karga

Elektrizitate-karga substanzien ezaugarri fisikoa da. Edozein materia elektromagnetikoaren eremuan kokatzen denean, indarrak jasoko ditu.

Elektrizitate-kargak positiboak (proton) eta negatiboak (electron) izan daitezke, koulomb tanban egiten direnak eta Q bezala adierazitakoak.

Koulomb bat sekundu batean traspasatzen den kargaren kopurua definitzen duena da.

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

Errelektrikoa

Errelektrikoa elektrikoki kargatutako objektu baten inguruko espazioa da, non beste elektrikoki kargatutako objektu bat neurri batean indarrez egiten duen.

Errelektrikoa ere errektrak izendatzeko erabiltzen da, E ikurrekin adierazten denak.

Errelektrikoa proba-karga bateko indar elektrikoaren arteko arrazoia bezala zehazten da.

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

Plaka paraleloen kondensadore batean, bi plakan arteko tenperatura-kenkia Q proba-karga bat positibotik negatibora mugitzeko egin beharreko lan gisa adierazten da.

$V = \frac{Lanburututakoa}{kargua} = \frac{F·d}{Q} = E·d$

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

Indar elektrikoa

Karga bat beste karga baten eremu elektrikoan sartzen denean, Coulomben legearen arabera, indar bat jasotzen du.

Coulomb’s Law.png

Goian ikusita, karga positiboa espazioan kokatuta dago. Bi objektuak polaritate berekoak badira, objektuak elkarrekin desberdintzen dira. Aldiz, bi objektuak polaritate desberdinak badituzte, objektuak elkarri higatzen dira.

Coulomben legearen arabera,

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

Coulomben legearen arabera, elektrikoaren eremuaren ekuazioa da;

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

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

Elektrikoaren fluxua

Gaussen legearen arabera, gaussen lege, elektrikoaren fluxuaren ekuazioa da;

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

DC Machine

Indarreko EMF

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

DC Machine-en galduak

Kobrearen galdera

Kobrearen galderak eragiten dira korrontea bideratzen denean. Kobrearen galdera korrontearen karratuarekiko proportzionala da eta I2R galdera edo ohmikoa ere deitzen zaie.

Armatuaren kobrearen galdera: $I_a^2 R_a$

Hilabideko kobreko galera: $I_{sh}^2 R_{sh}$

Serieko kobreko galera: $I_{se}^2 R_{se}$

Interpoleko kobreko galera: $I_a^2 R_i$

Burshen kontaktu galera: $I_a^2 R_b$

Histeresis galera

Histeresis galera armatureko nukleoaren magnetismoaren alderantzikapenagatik gertatzen da.

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

Turbulentzia galera

Eskualarrak eragiten dituzten fluxuaren ondorioz gertatzen den indar-hilabidea eskualarr-hilabidea da.

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

Transformadorea

Indar elektrikoaren ekuazioa

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

Bihurketa-erlazioa

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

Tentsio Regulazioa

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

Indar Motorra

Sinkrono Abiadura

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

Momanto Ekuazioa

Garatu den Momentua

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

Momentsu

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

Bobinaren EMF-a

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

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

Non,

Kw1, Kw2 = Elikadura eta rotorren faktoreak, hurrenez hurren

T1, T2 = Elikadura eta rotoraren birabideen kopurua

Iturria: Electrical4u.

Aldagaiak: Jasango duzu jatorrizkoa, oinarriko artikuluak partekatzeko balio dituzte, halaber zailtasun bat badago kontaktatu ezabatzeko.