Rafmagnsverkfræði formúlur (Mest mikilvægar jöfnur)

Electrical4u

Svæði: Grunnar af elektrú

China

Formúlur fyrir rafmagnsverkfræði

Rafmagnsverkfræði er greni sem fjallar um rannsókn, hönnun og framkvæmd ýmissa rafmagnstækja sem nota má í daglegt líf.

Það hvarfa yfir stóra svæði eins og orkuvirkni, rafmagnsmávinir, orkufluttar, tölfræði, merki meðferð, fjarskipti, stýrisskerfi, skynjarverkfræði og mörg fleiri.

Þetta verkfræðigreni er fullt af formúlum og hugmyndum (lög) sem nota má í mörgum aspektum eins og lausn á rafkerfum og framkvæmd ýmissa tækja til að gera mannalíf auðveldara.

Hér er listi yfir grunnformúlur sem oft nota má í ýmsum rafmagnsverkfræðigrenum.

Spenna

Spenna er skilgreind sem rafmagnsþrýstingurinn á einingarkörfu milli tveggja punkta í rafmagnsfaldi. Eining spennu er volt (V).

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

Eftir ofangreindri jöfnu er eining spennu $\frac{joule}{coulomb}$

Straumur

Rafmagnastreymi er skilgreint sem hreyfing aflaðra partikla (rafmagnslekka og -íona) í gengivél. Það er líka skilgreint sem hreyfisnið á rafmagnsafl í gegnum gengivél með tilliti til tíma.

Mælieining rafmagnsstraumsins er amper (A). Rafmagnsstraumur er stofnuð með stöku ‘I’ eða ‘i’ í stærðfræði.

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

Spenna

Spenna eða rafspenna mælir mótsögn við straum í rafkerfi. Spenna er mæld í ohm (Ω).

Spenna af allri gengivélar er beint hlutfallsleg við lengd efnisins og óbeint hlutfallsleg við flatarmál gengivélarinnar.

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

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

Þar sem, $\rho$ = stærðfræðilegur fasti (viðmiðunarspenning eða viðmótunarmagn leitandi efnis)

Eftir Óhm's lögum:

$V \propto I$

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

Þar sem, R = Viðmótunarstyrkur leitarandis (Ω)

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

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

Raforka

Orka er hækkun á orkutækifæri sem sýnd er eða notuð af rafhlut með tilliti til tíma.

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

Fyrir DC kerfi

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

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

Einphásaker kerfi

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

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

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

Fyrir þrívíða kerfi

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

Gildafaktor

Gildafaktur er mjög mikilvægur orðaforði í AC kerfi. Hann er skilgreindur sem hlutfall af virku aflinu sem hlaupið absorberar og sjálfgefið afl sem fer gegnum rafrásina.

(17) $\begin{equation*} Gildafaktur Cos\phi= \frac{Virkt afl}{Sjálfgefitt afl} \end{equation*}$

Gildafaktur hefur stærðslátta án eininga og liggur á bilinu milli -1 og 1. Þegar hlaupið er viðmótsmikið, er gildafaktur nálægt 1, en þegar hlaupið er reaktivt, er gildafaktur nálægt -1.

Frekvens

Frekvens er skilgreind sem fjöldi hringa á tímaeiningu. Hann er táknaður með f og mældur í herztum (Hz). Einn herztur er jafnt og einn hringur á sekúndu.

Almennt er frekvensin 50 Hz eða 60 Hz.

Tímauppsprettan er skilgreind sem tíminn sem þarf til að framleiða eina fullkomna hringbreytu, táknuð með T.

Frekvensin er óbeint hlutfall við tímauppsprettuna (T).

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

Breytingarlengd

Breytingarlengd er skilgreind sem fjarlægð milli samhverfra punkta (tveggja næstunefnum toppa, eða núllskurðar).

Hún er skilgreind sem hlutfall á milli hraða og frekvens fyrir sínuslög.

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

Ferðaflæði

Kondensator geymir raforku í rafmarkvið sem spenna er gefin. Áhrif kondensators á rafkerfi kallað eru ferðaflæði.

Rafmagni Q sem sýnast í kondensator er beint mætti við spennu sem myndast yfir kondensatorinn.

$Q \propto V$

$Q = CV$

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

Ferðaflæði er háð fjarlægðar milli tveggja plötta (d), flatarmál plötunnar (A) og leyndarmiki díelektrískrar efni.

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

Induktor

Einn induktor geymir raforku í formi magnslega reikis þegar rafeiningar flytjast gegnum hann. Stundum er induktor kallaður einnig spölu, viðbótarstöð eða köflum.

Mælieining inductances er henry (H).

Inductance er skilgreind með hlutfalli milli magnslega flæðis tengingar (фB) og straums sem fer gegnum induktorn (I).

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

Raforka

Raforka er eiginleiki efni. Þegar hvaða efni er sett í rafmagnsreik, mun það dæma af áhrifa.

Raforka getur verið jákvæð (prótón) og neikvæð (ektrón), mæld í coulomb og táknuð sem Q.

Ein coulomb er skilgreind sem magn orku sem fer fram í einum sekúndu.

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

Rafmagnsfelt

Rafmagnsfelt er svæði um rafmagneð hlut þar sem aðrir rafmagneðir hlutir munu upplifast af stöðu.

Rafmagnsfelt er einnig kendur sem rafmagnsstyrkur eða rafmagnsþrýstingur, táknaður með E.

Rafmagnsfelt er skilgreint sem hlutfall á millum rafmagnsþrýsting og prófaleiðsluhlut.

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

Fyrir samsíða plötukondensator, er spennuskil á milli tveggja pláta lýst sem vinna gert á prófaleiðsluhlut Q til að færa hann frá jákvæðri plátu yfir á neikvæða plátu.

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

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

Rafmagnsþrýstingur

Þegar hleðnar hlutur kemur í rafmagnsföld annars hleðnars hlutar, þá á hann við þrýstingu samkvæmt Coulomb's lögum.

Coulomb’s Law.png

Samkvæmt myndinni að ofan er jákvæður hleðnar hlutur staðsettur í rúmi. Ef báðir hlutar hafa sömu hleðnu, stytta þeir hver öðrum. En ef báðir hlutar hafa ólíkar hleðnu, draga þeir til hver annars.

Samkvæmt Coulomb's lögum,

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

Samkvæmt Coulombs lögum er jafnan fyrir raðstörf;

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

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

Rafmagnsstraumur

Samkvæmt Gauss séttri, er jafnan fyrir rafmagnsstraum;

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

DC Machine

Back EMF

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

Tapar í DC vél

Copper loss

Koppar tapar koma af straum sem fer gegnum spennur. Koppar tapar eru á réttháttu samanhekt við ferninginu af straumi sem fer gegnum spennuna og eru einnig kölluð I2R tapar eða ohmskar tapar.

Armature koppar tapar: $I_a^2 R_a$

Spenningsfall í flæðisvél: $I_{sh}^2 R_{sh}$

Spenningsfall í raðvél: $I_{se}^2 R_{se}$

Spenningsfall í millivél: $I_a^2 R_i$

Spenningsfall við børstur: $I_a^2 R_b$

Hystréss tap

Hystréss tap koma til vegar vegna snúningar magnétismans í armatrúni.

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

Sveiflustraumatap

Spenna sem kemur upp vegna straums í víma er könnuð við vímspenna.

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

Strengjuvirkjar

EF-jafna

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

Spiruhlutfall

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

Spennureglun

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

Induktiómotor

Samanburðarhraði

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

Jafna fyrir snúningarmork

Útbúinn snúningarmark

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

Axlarorka

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

Spennor í viklingum

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

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

Þar sem,

Kw1, Kw2 = Vindingarfaktur fyrir stötur og snúr, áttina til

T1, T2 = Fjöldi spennu í vindingu stötunnar og snúrinnar

Uppruni: Electrical4u.

Útfrásetning: Respektið upprunalegu, góð greinar eru að deila, ef það er brotin réttindi vinsamlegast hafið samband til að eyða.