Pormula ng Inhenyeriya Elektrika (Pinakamahalagang mga Ekwasyon)

Electrical4u

Larangan: Pangunahing Elektrikal

China

Pormula para sa Electrical Engineering

Ang electrical engineering ay isang sangay na tumutukoy sa pag-aaral, disenyo, at pagpapatupad ng iba't ibang electrical equipment na ginagamit sa pang-araw-araw na buhay.

Ito ay kumakatawan sa malawak na saklaw ng mga paksa tulad ng; power systems, electrical machines, power electronics, computer science, signal processing, telecommunication, control system, artificial intelligence, at marami pa.

Ang sangay ng engineering na ito ay puno ng mga pormula at konsepto (batas) na ginagamit sa maraming aspeto tulad ng pag-solve ng mga circuit at pag-implement ng iba't ibang equipment upang gawin ang buhay ng tao mas madali.

Ang mga pangunahing pormula na karaniwang ginagamit sa iba't ibang electrical engineering subjects ay nakalista sa ibaba.

Voltage

Ang voltage ay inilalarawan bilang ang electrical potential difference per unit charge sa pagitan ng dalawang punto sa electric field. Ang yunit ng voltage ay Volt (V).

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

Mula sa itaas na ekwasyon, ang yunit ng voltage ay $\frac{joule}{coulomb}$

Current

Ang kasalukuyang elektriko ay inilalarawan bilang pagdaloy ng mga partikulong may kargado (elektron at ion) na lumilipad sa pamamagitan ng isang konduktor. Ito ay maaari ring ilarawan bilang ang bilis ng pagdaloy ng elektrikong karga sa pamamagitan ng isang medium ng konduktor sa loob ng panahon.

Ang yunit ng kasalukuyang elektriko ay ampere (A). At ang kasalukuyang elektriko ay kinakatawan matematikal ng simbolo ‘I’ o ‘i’.

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

Resistance

Ang resistansiya o elektrikong resistansiya ay nagsusukat ng paglaban sa pagdaloy ng kasalukuyang elektriko sa isang circuit ng elektriko. Ang resistansiya ay sinusukat sa ohms (Ω).

Ang resistansiya ng anumang materyang konduktor ay direktang proporsyonal sa haba ng materya, at inversely proporsyonal sa sukat ng konduktor.

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

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

Kung saan, $\rho$ = konstante ng proporsyonalidad (partikular na resistensiya o resistibidad ng materyales na nagkokonduktor)

Ayon sa batas ni Ohm;

$V \propto I$

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

Kung saan, R = Resistensiya ng nagkokonduktor (Ω)

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

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

Lakas na Elektriko

Ang lakas ay ang bilis ng enerhiyang ibinibigay o kinasasangkutan ng isang elemento ng elektriko sa paglipas ng panahon.

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

Para sa DC System

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

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

Para sa Sistema ng Single-phase

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

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

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

Para sa sistema ng tatlong phase

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

Factor ng Kapangyarihan

Ang factor ng kapangyarihan ay isang napakalaking termino sa kaso ng sistema ng AC. Ito ay inilalarawan bilang ratio ng aktwal na kapangyarihang inaabsorb ng load sa nakaakit na kapangyarihang lumilipad sa circuit.

(17) $\begin{equation*} Power \, Factor Cos\phi= \frac{Active \, Power}{Apparent \, Power} \end{equation*}$

Ang dimensyon ng factor ng kapangyarihan ay walang numero sa saradong intervalo mula -1 hanggang 1. Kapag ang load ay resistive, ang factor ng kapangyarihan ay malapit sa 1 at kapag ang load ay reactive, ang factor ng kapangyarihan ay malapit sa -1.

Frequency

Ang frequency ay inilalarawan bilang ang bilang ng mga cycle sa bawat yunit ng oras. Ito ay ipinapakita bilang f at sinusukat sa Hertz (Hz). Isa hertz ay katumbas ng isang cycle sa bawat segundo.

Karaniwan, ang frequency ay 50 Hz o 60 Hz.

Ang time period ay inilalarawan bilang ang oras na kinakailangan upang bumuo ng isang buong waveform cycle, na ipinapakita bilang T.

Ang frequency ay inversely proportional sa time period (T).

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

Wavelength

Ang wavelength ay inilalarawan bilang ang distansya sa pagitan ng magkasunod na korelatibong puntos (dalawang magkatabing crest, o zero crossing).

Ito ay inilalarawan bilang ang ratio ng velocity at frequency para sa sinusoidal waves.

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

Kapasidad

Ang isang kapasitor ay nagsasagawa ng enerhiyang elektriko sa isang elektrikong field kapag binigyan ito ng volted. Ang epekto ng mga kapasitor sa mga elektrikong sirkwito ay kilala bilang kapasidad.

Ang elektrikong kargang Q na nakumpol sa kapasitor ay direktang proporsyonal sa volted na nabuo sa ibabaw ng kapasitor.

$Q \propto V$

$Q = CV$

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

Ang kapasidad ay depende sa distansya sa pagitan ng dalawang plato (d), sukat ng plato (A), at permisibidad ng dielectric na materyal.

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

Indyktor

Ang indyktor ay nag-imbak ng enerhiyang elektriko sa anyo ng magnetic field kapag may electric current na lumilipas dito. Sa ilang pagkakataon, ang indyktor ay kilala rin bilang coil, reactor, o chokes.

Ang yunit ng inductance ay henry (H).

Ang inductance ay inilalarawan sa pamamagitan ng ratio ng magnetic flux linkage (фB), at ang current na lumilipas sa indyktor (I).

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

Electric Charge

Ang electric charge ay isang pisikal na katangian ng substansya. Kapag anumang bagay ay inilagay sa isang electromagnetic field, ito ay magdudulot ng puwersa.

Ang mga electric charges maaaring positibo (proton) at negatibo (electron), na sinusukat sa coulomb at tinutukoy bilang Q.

Isang coulomb ay inilalarawan bilang ang dami ng charge na inilipat sa isang segundo.

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

Larangan Elektriko

Ang isang larangan elektriko ay isang lugar o espasyo sa paligid ng isang obyektong may kargang elektriko kung saan anumang iba pang obyektong may kargang elektriko ay maaaring makaranas ng pwersa.

Ang isang larangan elektriko ay kilala rin bilang lakas ng larangan elektriko o intensidad ng larangan elektriko, na ipinapahiwatig ng E.

Ang larangan elektriko ay inilalarawan bilang ratio ng pwersa elektriko per test charge.

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

Para sa parallel plate capacitor, ang pagkakaiba ng voltage sa pagitan ng dalawang plato ay ipinahayag bilang gawain na ginawa sa isang test charge Q upang ilipat mula sa positibong plato patungo sa negatibong plato.

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

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

Lakas Elektriko

Kapag pumasok ang isang object na may kargado sa elektrikong field ng isa pang object na may kargado, ito ay mararanasan ang isang lakas ayon sa batas ni Coulomb.

Coulomb’s Law.png

Tulad ng ipinapakita sa larawan sa itaas, isang positibong kargadong object ay inilagay sa espasyo. Kung parehong polaridad ang mga object, sila ay magpuputukan. At kung iba ang kanilang polaridad, sila ay maglalapit sa bawat isa.

Ayon sa batas ni Coulomb,

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

Ayon sa batas ni Coulomb, ang ekwasyon ng elektrikong field ay;

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

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

Elektrikong Flux

Ayon sa batas ni Gauss, ang ekwasyon ng elektrikong flux ay;

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

Makinang DC

Back EMF

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

Pagkawala sa Makinang DC

Pagkawala ng Copper

Ang pagkawala ng copper ay nangyayari dahil sa pagtumakbo ng kasalukuyan sa mga winding. Ang pagkawala ng copper ay direktang proporsyonal sa kwadrado ng kasalukuyang tumatakbo sa winding, at kilala rin bilang I2R loss o ohmic loss.

Armature copper loss: $I_a^2 R_a$

Pawis ng tanso sa shunt field: $I_{sh}^2 R_{sh}$

Pawis ng tanso sa series field: $I_{se}^2 R_{se}$

Pawis ng tanso sa interpole: $I_a^2 R_i$

Pawis sa kontak ng brush: $I_a^2 R_b$

Pagkawala ng Hysteresis

Ang pagkawala ng hysteresis ay nangyayari dahil sa pagbaligtad ng magnetismo ng core ng armature.

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

Pagkawala ng Eddy Current

Ang pagkawala ng lakas na dulot ng pagtakbo ng eddy current ay kilala bilang eddy current loss.

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

Transformer

EMF Equation

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

Turns Ratio

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

Regulasyon ng Voltaje

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

Motor na Indusyon

Takdang Bilis

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

Equation ng Torque

Nagawang Torque

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

Pwersa ng Shaft

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

EMF ng Winding

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

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

Kung saan,

Kw1, Kw2 = Winding factor ng stator at rotor, ayon sa pagkakasunod-sunod

T1, T2 = Bilang ng mga turn sa winding ng stator at rotor

Pinagmulan: Electrical4u.

Pahayag: Igalang ang orihinal, mahalagang artikulo na karapat-dapat ibahagi, kung may paglabag sa karapatan paki-contact para tanggalin.