ელექტროტექნიკის ფორმულები (ყველაზე მნიშვნელოვანი განტოლებები)

Electrical4u

ველი: ბაზიური ელექტროტექნიკა

China

ელექტროტექნიკის ფორმულები

ელექტროტექნიკა არის დარგი, რომელიც შედის დღიური ცხოვრებაში გამოყენებული რამდენიმე ელექტრო მაცნების შესწავლას, დიზაინს და ჩატარებას.

ეს დარგი შეიცავს ფართო სპექტრს თემებს, როგორიცაა: ენერგიის სისტემები, ელექტრო მანქანები, ენერგიის ელექტრონიკა, კომპიუტერული მეცნიერება, სიგნალების დამუშავება, ტელეკომუნიკაცია, კონტროლის სისტემები, ხელოვნური ინტელექტი და სხვა.

ეს ინჟინერიის დარგი არის საფუძველი ფორმულებით და კონცეფციებით (კანონებით), რომლებიც გამოიყენება რამდენიმე ასპექტში, როგორიცაა სირთული სირთულის გადაჭრა და სხვადასხვა მაცნების ჩატარება ადამიანის ცხოვრების უფრო მარტივი გაკეთებისთვის.

ქვემოთ ჩამოთვლილია ელექტროტექნიკის სხვადასხვა საგანებში ხშირად გამოყენებული ფუნდამენტური ფორმულები.

ნაპერწილობა

ნაპერწილობა განისაზღვრება როგორც ელექტრო ველში ორ წერტილს შორის ელექტრო პოტენციალის განსხვავება ერთეულ ელექტრონულ დარტყმაზე. ნაპერწილობის ერთეულია ვოლტი (V).

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

ზემოთ მოცემული განტოლებიდან ნაპერწილობის ერთეულია $\frac{joule}{coulomb}$

ელექტრო დენი

ელექტრული დენი განისახება როგორც შარდებული ნაწილაკების (ელექტრონები და იონები) მოძრაობა შემცველში. ეს ასევე განისახება როგორც ელექტრული მუხტის დების სიჩქარე შემცველში დროთა მიმართ.

ელექტრული დენის ერთეულია ამპერი (A). და ელექტრული დენი მათემატიკურად აღინიშნება სიმბოლოთი ‘I’ ან ‘i’.

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

რეზისტენცია

რეზისტენცია ან ელექტრული რეზისტენცია განისახება დენის გადარიცხვის წინააღმდეგობის ზომად ელექტრულ წრედში. რეზისტენცია იზომება ომებში (Ω).

ნებისმიერი შემცველი მასალის რეზისტენცია პროპორციულია მასალის სიგრძეს და შებრუნებულია შემცველის ფართობის მიმართ.

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

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

სადაც, $\rho$ = პროპორციულობის მუდმივა (ხელმისაწვდომი მასალის წინაღმრთელობა ან წინაღმრთელობის კოეფიციენტი)

ოჰმის კანონის თანახმად;

$V \propto I$

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

სადაც, R = შემადგენლის წინაღმრთელობა (Ω)

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

(6) $\begin{equation*} ძაბვის წინააღმდეგობა R = \frac{V}{I} ომი \end{equation*}$

ელექტრო ენერგია

ძალა არის ენერგიის შესაძლებლობა, რომელიც ელექტრო ელემენტით ხდება დროთა განმავლობაში.

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

დიდური სისტემისთვის

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

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

ერთფაზიანი სისტემისთვის

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

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

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

სამფაზო სისტემისთვის

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

კოსინუსი ძალის ფაქტორი

კოსინუსი ძალის ფაქტორი არის ძალით მნიშვნელოვანი ტერმინი გარდაქმნის სისტემისთვის. ის განიხილება როგორც ტვირთის მიერ ჩაკეტილი მუშაობის ძალის შეფარდება წარმოების ძალასთან ცირკუიტში.

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

კოსინუსი ძალის ფაქტორი არის უზომის რიცხვი -1-დან 1-მდე დიაპაზონში. როდესაც ტვირთი რეზისტიულია, კოსინუსი ძალის ფაქტორი ახლოს არის 1-ს, ხოლო როდესაც ტვირთი რეაქტიულია, კოსინუსი ძალის ფაქტორი ახლოს არის -1-ს.

სიხშირე

სიხშირე განისაზღვრება როგორც ციკლების რაოდენობა ერთეულ დროში. ის აღინიშნება f-თი და იზომება ჰერცით (Hz). ერთი ჰერცი ტოლია ერთ ციკლს წამში.

საერთოდ, სიხშირე არის 50 Hz ან 60 Hz.

პერიოდი განისაზღვრება როგორც დრო, საჭირო ერთი სრული ტალის ციკლის შესაქმნელად, და აღინიშნება T-თი.

სიხშირე პროპორციულია პერიოდის (T) შებრუნებულს.

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

ტალის სიგრძე

ტალის სიგრძე განისაზღვრება როგორც ორ თანამარად მდებარე წერტილს (ორ მეზობელ წვერს ან ნულის გადაკვეთას) შორის დაშორება.

ის განისაზღვრება როგორც სიჩქარესა და სიხშირეს შორის შეფარდება სინუსოიდური ტალებისთვის.

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

კაპაციტანსია

კონდენსატორი ელექტრო ენერგიას აშენებს ელექტრულ ველში, როდესაც მიუწვდება ვოლტაჟი. კონდენსატორების ეფექტი ელექტრო ქსელში ცნობილია როგორც კაპაციტანსი.

კონდენსატორში აშენებული ელექტრო დართულობა Q დირექტულად პროპორციულია კონდენსატორზე განვითარებულ ვოლტაჟს.

$Q \propto V$

$Q = CV$

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

კაპაციტანსი დამოკიდებულია ორი პლიტას შორის დისტანციაზე (d), პლიტის ფართობზე (A) და დიელექტრიკული მასალის პერმიტივიტეტზე.

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

ინდუქტორი

ინდუქტორი შენახავს ელექტროენერგიას მაგნიტური ველის ფორმაში როდესაც ელექტრო დენი გადის მის შემდეგ. ზოგჯერ ინდუქტორს ასევე უწოდებენ კოილს, რეაქტორს ან ჩოკს.

ინდუქციის ერთეულია ჰენრი (H).

ინდუქცია განისაზღვრება მაგნიტური ფლიქსის დაკავშირების (фB) და დენის (I) შეფარდებით, რომელიც გადის ინდუქტორში.

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

ელექტრო შარჯი

ელექტრო შარჯი არის სახელმძღვანელო თვისება ნივთის. როდესაც ნებისმიერი ნივთი არის დანარჩენი ელექტრომაგნიტურ ველში, ის იგრძნობს ძალას.

ელექტრო შარჯები შეიძლება იყოს დადებითი (პროტონი) და უარყოფითი (ელექტრონი), რომელიც იზოლირება კულონში და აღინიშნება Q-თი.

ერთი კულონი განისაზღვრება როგორც შარჯის რაოდენობა, რომელიც გადის ერთ წამში.

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

ელექტრული ველი

ელექტრული ველი არის ველი ან სივრცე ელექტრულად დატვირთული ობიექტის გარშემო, სადაც ნებისმიერი სხვა ელექტრულად დატვირთული ობიექტი განიცდის ძალას.

ელექტრული ველი ასევე ცნობილია როგორც ელექტრული ველის ინტენსივობა ან ელექტრული ველის ძალა, რომელიც აღინიშნება E-ით.

ელექტრული ველი განისაზღვრება როგორც ელექტრული ძალის კვოციენტი ტესტირების ტვირთის შეფარდებით.

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

პარალელური ფანჯრების კონდენსატორისთვის, ორ ფანჯრას შორის დანიშნული დახრილობის განსხვავება გამოიხატება როგორც სამუშაო, რომელიც ასრულებს ტესტირების ტვირთის გადატანა დადებითი ფანჯრიდან უარყოფით ფანჯარამდე.

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

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

ელექტრული ძალა

როდესაც შეტანილი ხდება ელექტრულ ველში კიდევ ერთი შეტანილი ობიექტი, ის გამოიყენებს ძალას კულონის კანონის მიხედვით.

Coulomb’s Law.png

როგორც აღწერილია ზემოთ ჩანაცვლებული ფიგურაში, დადებით შეტანილი ობიექტი დადებით ველში არის დანებული. თუ ორივე ობიექტი იგივე პოლარობის აქვს, ისინი ერთმანეთს უკან აქვთ. თუ ორივე ობიექტი სხვადასხვა პოლარობის აქვს, ისინი ერთმანეთის მიმართ ატრაქციას გამოიწვევენ.

კულონის კანონის მიხედვით,

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

კულონის კანონის თანახმად, ელექტრული ველის განტოლებაა;

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

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

ელექტრული ფლუქსი

გაუსის კანონის თანახმად, ელექტრული ფლუქსის განტოლებაა;

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

დირექტული მანქანა

უკან ემფის გამოწვევა

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

დირექტულ მანქანაში დაკარგვები

თითხის დაკარგვა

თითხის დაკარგვები ხდება დირექტული მანქანის სპირალებში დარჩენილი დენის გამო. თითხის დაკარგვა პროპორციულია სპირალში დარჩენილი დენის კვადრატს და ასევე ცნობილია როგორც I2R დაკარგვა ან ოჰმური დაკარგვა.

როტორის თითხის დაკარგვა: $I_a^2 R_a$