Էլեկտրատեխնիկական բանաձևեր (Ամենակարևոր հավասարումներ)

Electrical4u

դաշտ: Հիմնական էլեկտրական

China

Էլեկտրատեխնիկայի բանաձևերը

Էլեկտրատեխնիկան մի ճյուղ է, որը զբաղվում է օգտագործվող տարօրինակ կյանքում տարբեր էլեկտրական սարքավորումների հետազոտությամբ, պատրաստումով և իրականացմամբ:

Այն ներառում է շատ թեմաներ՝ ինչպես էլեկտրաէներգիայի համակարգեր, էլեկտրական մեքենաներ, էլեկտրոնիկ էներգիա, համակարգչային գիտություն, սիգնալների մշակում, հեռահաղորդակցություն, կառավարման համակարգեր, արտանոթ ինտելեկտ, և այլն:

Այս ճյուղը լի է բանաձևերով և հասկացություններով (օրենքներ), որոնք օգտագործվում են շատ հարցերում, ինչպես շղթաների լուծումը և տարբեր սարքավորումների իրականացումը, որպեսզի ավելի հեշտ դառնա մարդկային կյանքը:

Հետևյալ է ցուցադրված է էլեկտրատեխնիկայի տարբեր առարկաներում օգտագործվող հիմնական բանաձևերը:

Վոլտաժը

Վոլտաժը սահմանվում է որպես էլեկտրական դաշտի երկու կետերի միջև միավոր լարվածության էլեկտրական պոտենցիալ տարբերությունը: Վոլտաժի միավորը Վոլտ (V) է:

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

Համաձայն վերը նշված հավասարման, վոլտաժի միավորը է $\frac{joule}{coulomb}$

Հոսանքը

Էլեկտրական հոսանքը սահմանվում է որպես լիցքավորված մասնիկների (էլեկտրոններ և իոններ) հոսքը հոսանքահաղորդիչով: Այն նաև սահմանվում է որպես էլեկտրական լիցքի հոսքի արագությունը հոսանքահաղորդիչ միջոցով ժամանակի համար:

Էլեկտրական հոսանքի չափման միավորը ամպերն է (A): Էլեկտրական հոսանքը մաթեմատիկորեն նշանակվում է 'I' կամ 'i' սիմվոլներով:

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

Ծանրություն

Ծանրությունը կամ էլեկտրական ծանրությունը չափում է էլեկտրական շղթայում հոսանքի հոսքի դիմադրությունը: Ծանրությունը չափվում է օհմերով (Ω):

Ցանկացած հոսանքահաղորդիչ նյութի ծանրությունը համամասն է նյութի երկարությանը և հակադարձ համամասն է հոսանքահաղորդիչի մակերեսին:

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

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

Որտեղ, $\rho$ = համեմատականության հաստատուն (հաղորդիչ նյութի մասնավոր դիմադրություն կամ դիմադրության գործակից)

Օհմի օրենքի համաձայն

$V \propto I$

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

Որտեղ, R = հաղորդիչի դիմադրությունը (Ω)

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

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

Էլեկտրական էnergie

Պաշտոնը էլեկտրական էլեմենտի կողմից ժամանակի հետ համապատասխանությամբ ներկայացվող կամ ծախսվող էներգիայի արագությունն է:

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

Դիրքային համակարգի համար

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

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

Միափուլյան համակարգի համար

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

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

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

Երեք փուլային համակարգի համար

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

Աշխատանքային գործակից

Աշխատանքային գործակիցը մի շատ կարևոր տերմին է հղումային համակարգի դեպքում։ Սա սահմանվում է որպես բեռի կողմից լինող աշխատանքային հզորության հարաբերությունը շրջանային համակարգում հոսող արևի հզորությանը։

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

Աշխատանքային գործակիցը չունի չափումներ և գտնվում է -1 և 1 միջակայքում։ Երբ բեռը դիմական է, աշխատանքային գործակիցը մոտ է 1-ին, իսկ երբ բեռը ռեակտիվ է, աշխատանքային գործակիցը մոտ է -1-ին։

Հաճախականություն

Հաճախականությունը սահմանվում է որպես ցիկլերի քանակը միավոր ժամանակում։ Այն նշանակվում է f և չափվում է Հերց (Hz) միավորով։ Մեկ հերց հավասար է մեկ ցիկլի ընթացքում երկու վայրկյան։

Ընդհանուր առմամբ, հաճախականությունը կարող է լինել 50 Hz կամ 60 Hz։

Ժամանակային պարբերությունը սահմանվում է որպես մեկ լրիվ ալիքային ցիկլի ստեղծման անհրաժեշտ ժամանակը, նշանակվում է T։

Հաճախականությունը հակադարձ համեմատական է ժամանակային պարբերության (T) ընդհանրությանը։

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

Ալիքի երկարություն

Ալիքի երկարությունը սահմանվում է որպես հաջորդական համապատասխան կետերի (երկու հարակից գագաթներ կամ զրոյական հատումներ) միջև եղած հեռավորությունը։

Սինուսոիդային ալիքների համար ալիքի երկարությունը սահմանվում է որպես արագության և հաճախականության հարաբերություն։

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

Էլեկտրական միջոց

Կոնդենսատորը էլեկտրական էներգիա պահուն է էլեկտրական դաշտում, երբ նրան հասնում է ծավալային հոսանք։ Կոնդենսատորների ազդեցությունը էլեկտրական շղթաներում հայտնի է որպես էլեկտրական միջոց։

Կոնդենսատորում առաջացած էլեկտրական լարումը ուղիղ համեմատական է կոնդենսատորի վրա զարգացած ծավալային հոսանքին։

$Q \propto V$

$Q = CV$

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

Էլեկտրական միջոցը կախված է երկու փլակների միջև հեռավորությունից (d), փլակի մակերեսից (A) և դիէլեկտրիկ նյութի թույլատրելիությունից։

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

Ինդուկտոր

Ինդուկտորը ինդուկտոր էլեկտրական հոսանքի հոսման ժամանակ պահում է էլեկտրական էներգիան մագնիսական դաշտի տեսքով: fois, ինդուկտորը նաև այլ անվանումներով է հայտնի, ինչպես օրինակ կոյլ, ռեակտոր կամ ջնջող:

Ինդուկտորի չափման միավորը Հենրի (Հ) է:

Ինդուկտորությունը սահմանվում է մագնիսական ֆլյուքսի հղումի (фB), և հոսանքի հարաբերությամբ, որը անցնում է ինդուկտորով (I):

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

Էլեկտրական լարում

Էլեկտրական լարումը նյութի ֆիզիկական հատկություն է: Երբ որևէ նյութ տեղադրվում է էլեկտրամագնիսական դաշտում, այն փոխազդում է ուժի հետ:

Էլեկտրական լարումը կարող է լինել դրական (պրոտոն) և բացասական (էլեկտրոն), որը չափվում է կուլոններով և նշվում է Q տառով:

Մեկ կուլոնը սահմանվում է որպես լարման քանակը, որը փոխանցվում է մեկ վայրկյանում:

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

Էլեկտրական դաշտ

Էլեկտրական դաշտը էլեկտրական լիցքով օբյեկտի շուրջը գտնվող տիրույթն է, որտեղ այլ էլեկտրական լիցքով օբյեկտները կփոխազդեն որոշակի ուժով:

Էլեկտրական դաշտը նաև հայտնի է էլեկտրական դաշտի ինտենսիվությամբ կամ էլեկտրական դաշտի ուժով և նշանակվում է E տառով:

Էլեկտրական դաշտը սահմանվում է որպես էլեկտրական ուժի հարաբերություն փորձարկման լիցքին:

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

Զուգահեռ հատակային կոնդենսատորի դեպքում երկու հատակների միջև լարվածության տարբերությունը արտահայտվում է որպես աշխատանքը, որը կատարվում է փորձարկման լիցքի Q տեղափոխման համար դրական հատակից բացասական հատակին:

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

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

Էլեկտրական ուժ

Երբ լիցքավորված օբյեկտը մտնում է մեկ այլ լիցքավորված օբյեկտի էլեկտրական դաշտում, նա փորձում է ուժ Կուլոնի օրենքի համաձայն:

Coulomb’s Law.png

Նկարում ցուցադրված է, որ դրական լիցքավորված օբյեկտը դրված է տարածության մեջ: Եթե երկու օբյեկտներն ունեն նույն բևռությունը, նրանք դրանց միմյանց դեպի հեռացնում են: Եթե երկու օբյեկտներն ունեն տարբեր բևռություն, նրանք միմյանց ձգում են:

Կուլոնի օրենքի համաձայն,

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

Կուլոնի օրենքի համաձայն, էլեկտրական դաշտի հավասարումը հետևյալն է.

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

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

Էլեկտրական հոսք

Գաուսի օրենքի համաձայն, էլեկտրական հոսքի հավասարումը հետևյալն է.

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

Հոստողային մեքենա

Հետադրված ԷՄՖ

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

Հոստողային մեքենայում կորուստները

Պղինձի կորուստ

Պղինձի կորուստը հայտնվում է հոսանքի անցումից շղթաներով։ Պղինձի կորուստը համամասն է հոսանքի քառակուսուն, որը անցնում է շղթայով, և այն նաև անվանում են I2R կորուստ կամ Օհմի կորուստ։

Արմատական պղինձի կորուստ՝ $I_a^2 R_a$