Најважни формули во електротехниката

Electrical4u

Поле: Основни електрични

China

Формули за електротехника

Електротехниката е гранка која се занимава со проучување, дизајн и имплементација на различни електрични опреми користени во секојодневниот живот.

Таа вклучува широк спектар на теми како: системи за енергија, електрични машини, електроника за управување со енергија, рачна наука, обработка на сигналите, телекомуникации, системи за управување, вештачка интелигенција и многу други.

Оваа гранка на инженерството е полна со формули и концепти (закони) користени во многу аспекти како решавање на кола и имплементација на различни опреми за да се направи животот на луѓето подобар.

Основните формули често користени во различни предмети од електротехниката се наведени подолу.

Напон

Напонот е дефиниран како електрична потенцијална разлика по единична заред во електрично поле. Единицата за напон е Волт (V).

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

Според горната равенка, единицата за напон е $\frac{joule}{coulomb}$

Струја

Електричната струја е дефинирана како течење на поголемени честички (електрони и јони) што се движе низ проводник. Тука речиси за количината на електрична наелектрисаност која протекнува низ проводлив средство во однос на времето.

Единицата за електрична струја е ампер (А). Електричната струја математички се означува со симболот ‘I’ или ‘i’.

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

Оптерење

Оптерењето или електричното оптерење мери противодействието на текот на електричната струја во електричен цеп. Оптерењето се мери во оми (Ω).

Оптерењето на било кој проводлив материјал е директно пропорционално со должината на материјалот, а инверзно пропорционално со плоштината на проводникот.

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

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

Каде, $\rho$ = константа пропорционалност (специфична резистивност или резистивност проводливог материјал)

Според законот на Ом;

$V \propto I$

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

Каде, R = Резистенција на проводник (Ω)

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

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

Електрична моќ

Моќта е количина на енергија која се доставува или потрошува од еден електричен елемент во однос на времето.

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

За DC систем

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

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

За еднофазен систем

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

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

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

За системи со три фази

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

Фактор на моќ

Факторот на моќ е многу важен термин во случај на систем со променлива ток. Дефиниран е како однос на активната моќ која ја апсорбира оптоварувањето и видливата моќ која протекува низ колоната.

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

Димензиите на факторот на моќ се бездимензионални броеви во затворен интервал од -1 до 1. Кога оптоварувањето е резистивно, факторот на моќ е близу до 1, а кога е реактивно, факторот на моќ е близу до -1.

Честота

Честотата е дефинирана како број на циклуси во единица време. Обележува се со f и се мери во Херц (Hz). Еден херц е еднаков на еден циклус во секунда.

Обично, честотата е 50 Hz или 60 Hz.

Периодот е дефиниран како времетраење потребно за да се произведе еден целосен циклус на волна, обележан со T.

Честотата е обратно пропорционална со периодот (T).

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

Волнова должина

Волновата должина е дефинирана како растојание помеѓу последователни соодветни точки (две соседни врвки, или нулти пресек).

Таа е дефинирана како однос на брзината и честотата за синусоидни таласи.

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

Капацитет

Кондензатор го чува електричната енергија во електричен пол кога се достави напон. Ефектот на кондензаторите во електричните кола се нарекува капацитет.

Електричниот заряд Q накопан во кондензатор е директно пропорционален со напонот развиван над кондензаторот.

$Q \propto V$

$Q = CV$

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

Капацитетот зависи од растојанието помеѓу две плочи (d), плоштината на плочата (A) и пермитивноста на диелектричниот материјал.

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

Индуктор

Индукторот го чува електрична енергија во формата на магнетно поле кога електричниот ток протече низ него. Понекогаш, индукторот се нарекува и коил, реактор или чок.

Единицата за индуктивност е хенри (H).

Индуктивноста е дефинирана како однос на магнетна флукс-врска (фB), и токот што преминува низ индукторот (I).

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

Електрична натпревар

Електричната натпревар е физичка својство на супстанцијата. Кога било која материја е поставена во електромагнетно поле, тоа ќе искуси сила.

Електричните натпревари можат да бидат позитивни (протон) и негативни (електрон), мерени во кулони и обележани како Q.

Еден кулон е дефиниран како количина на натпревар пренесена во една секунда.

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

Електричко поле

Електричкото поле е пространство околу електрички наелектрисан објект каде што било кој друг електрички наелектрисан објект ќе доживее сила.

Електричкото поле исто така е познато како интензитет на електричкото поле или јачина на електричкото поле, означено со E.

Електричкото поле е дефинирано како однос на електричка сила по тестна наелектрисана натпревар.

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

За паралелен кондензатор, разликата во напон меѓу две плати се изразува како работа извршена на тестна наелектрисана натпревар Q за да се премести од позитивната плата до негативната плата.

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

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

Електричка сила

Кога наелектризувано објект влезе во електричко поле на друг наелектризуван објект, тој искушува сила според Кулоновиот закон.

Coulomb’s Law.png

Како што е прикажано на горната слика, положително наелектризуван објект е поставен во просторот. Ако оба објекти имаат иста поларност, објектите се одбиваат еден од друг. А ако оба објекти имаат различна поларност, објектите се привлекуваат еден кон друг.

Според Кулоновиот закон,

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

Според Кулоновиот закон, ја даваме равенката за електричното поле;

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

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

Електрична флуks

Според Гаусовиот закон, ја даваме равенката за електричниот флукс е;

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

DC Machine

Назад EMF

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

Изгуби во DC машината

Изгуба од месинг

Изгубите од месинг се случуваат поради токот што текува низ обмотките. Изгубата од месинг е директно пропорционална на квадратот од токот што текува низ обмотката и исто така е позната како I2R изгуба или омичка изгуба.

Изгуба од месинг на арматурата: $I_a^2 R_a$