மின்பொறியியல் சூத்திரங்கள் (முக்கியமான சமன்பாடுகள்)

Electrical4u

புலம்: அடிப்படை விளக்கல்

China

மின் பொறியியலுக்கான சூத்திரங்கள்

மின் பொறியியல் ஒரு பிரிவு ஆகும், இது நாளைய வாழ்வில் பயன்படுத்தப்படும் வெவ்வேறு மின் உபகரணங்களின் ஆய்வு, வடிவமைப்பு மற்றும் அமல்படுத்தலை கையாணும்.

இது மின் அமைப்புகள், மின் இயந்திரங்கள், மின் தூக்கி தொழில்நுட்பம், கணினி அறிவியல், கால சீரமைப்பு, தொலைதூர தொடர்பு, கட்டுப்பாட்டு அமைப்பு, கீழ்த்தரமான தீர்வு மற்றும் பல பிரிவுகளை வெறிக்கிறது.

இந்த பொறியியல் பிரிவு பல பக்கங்களில் சூத்திரங்கள் மற்றும் கருத்துகள் (விதிகள்) பயன்படுத்தப்படுகிறது, எடுத்துக்காட்டாக சுற்று தீர்வு செய்தல், வெவ்வேறு உபகரணங்களை அமல்படுத்துதல் மனித வாழ்வை எளிதாக்குவதற்கு.

வெவ்வேறு மின் பொறியியல் பாடங்களில் பொதுவாக பயன்படுத்தப்படும் அடிப்படை சூத்திரங்கள் கீழே தரப்பட்டுள்ளன.

மின்னழுக்கம்

மின்னழுக்கம் என்பது மின்களவில் இரண்டு புள்ளிகளுக்கு இடையே ஒரு அலகு மின்னோட்டத்திற்கு மின்னியல் விசை வித்யாசத்தை வரையறுக்கிறது. மின்னழுக்கத்தின் அலகு வோல்ட் (V).

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

மேலே உள்ள சமன்பாட்டிலிருந்து, மின்னழுக்கத்தின் அலகு $\frac{joule}{coulomb}$

மின்னோட்டம்

மின்சாரம் என்பது ஒரு கடத்தியில் நகரும் மின்வேற்று அணுகுலகள் (மின்வேற்று அணுகுலகள் மற்றும் ஈவுகள்) ஆகியவற்றின் பயணமாக வரையறுக்கப்படுகிறது. இது நேரத்தை மையமாகக் கொண்டு ஒரு கடத்தியின் மூலம் மின்சாரத்தின் வெற்றி வீதமாகவும் வரையறுக்கப்படுகிறது.

மின்சாரத்தின் அலகு ஆம்பீர் (A) ஆகும். மின்சாரம் கணித குறியீட்டாக 'I' அல்லது 'i' என குறிக்கப்படுகிறது.

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

மின்தடை

மின்தடை அல்லது மின்தடை என்பது ஒரு மின்சுற்றில் மின்சாரத்திற்கு எதிரான எதிர்ப்பை அளவிடுகிறது. மின்தடை ஓம் (Ω) அலகில் அளவிடப்படுகிறது.

எந்த ஒரு கடத்தியின் மின்தடையும் அதன் நீளத்திற்கு நேர்விகிதத்திலும், கடத்தியின் பரப்பிற்கு எதிர்விகிதத்திலும் உள்ளது.

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

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

இங்கு, $\rho$ = நிலைமதிப்பு (வழக்கமான மின்தடை அல்லது மின்தடையியல்)

ஓமின் விதிப்படி:

$V \propto I$

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

இங்கு, R = மின்சாரி மின்தடை (Ω)

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

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

மின் அலகு

அலகின் மூலமாக ஒரு மின்சாரத்திற்கான நிலையான ஊர்ஜத்தின் வழங்குவது அல்லது உபயோகிப்பது நேரத்திற்கு எதிராக அளவுகோலாகும்.

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

DC அமைப்புக்கு

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

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

ஒரு கட்டமைப்பு திசைவேகம் அல்லது ஒரு திசையான அம்பை வைத்த அம்பு அமைப்பு

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

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

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

மூன்று பேரியங்கள் அமைப்புக்கு

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

வலை காரணி

விளம்பர அமைப்பில் வலை காரணி ஒரு மிகவும் முக்கியமான உறுப்பு. இது சுற்று வழியில் நடக்கும் தோற்ற வலையின் விகிதத்தில் காட்சிப்படுத்தப்படும் வேலை செய்யும் வலையின் விகிதமாக வரையறுக்கப்படுகிறது.

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

வலை காரணியின் அளவு -1 முதல் 1 வரையிலான மூடிய இடைவெளியில் இருக்கும். எந்த வேலை செய்யும் உபகரணம் மிகவும் மிகவும் விரிவாக இருக்கும் போது, வலை காரணி 1 க்கு அருகாமையில் இருக்கும். எந்த வேலை செய்யும் உபகரணம் மிகவும் பின்னோக்கிய வேலை செய்யும் போது, வலை காரணி -1 க்கு அருகாமையில் இருக்கும்.

வெப்பம்

வெப்பம் என்பது ஒரு அலகு நேரத்தில் வட்டங்களின் எண்ணிக்கையைக் குறிக்கும். இது f என்று குறிக்கப்படுகிறது மற்றும் ஹெர்ட்ஸ் (Hz) இல் அளக்கப்படுகிறது. ஒரு ஹெர்ட்ஸ் என்பது ஒரு வட்டத்தின் ஒரு சீக்கிரம் ஆகும்.

பொதுவாக, வெப்பம் 50 Hz அல்லது 60 Hz ஆக உள்ளது.

ஒரு முழு வெளிப்படையான வெளிப்பாட்டு வட்டத்தின் உருவாக்கத்திற்கு தேவையான நேரம் T என்று குறிக்கப்படுகிறது.

வெப்பம் நேரத்திற்கு எதிர்த்து விகிதமாக உள்ளது (T).

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

நீளம்

நீளம் என்பது தொடர்ச்சியான ஒத்த புள்ளிகளுக்கு (இரண்டு அண்மையான முனைகள், அல்லது சுழிய வெட்டுமுனை) இடையேயான தூரத்தைக் குறிக்கும்.

இது சைனஸாய்டல் அலைகளுக்கு வேகம் மற்றும் வெப்பத்தின் விகிதத்தால் வரையறுக்கப்படுகிறது.

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

கேப்ஸிடன்ஸ்

ஒரு கேப்சிடார் வோல்ட்டேஜ் வழங்கப்படும்போது வித்தியால களத்தில் வினை எரிசக்தியை சேமிக்கிறது. கேப்சிடார்களின் விளைவு வினை சுற்றுத்தூர அமைப்புகளில் கேப்ஸிடன்ஸ் என அழைக்கப்படுகிறது.

கேப்சிடாரில் கொண்டு வரப்பட்ட வினை ஆற்றல் Q கேப்சிடாரின் மீது உருவாக்கப்பட்ட வோல்ட்டேஜுக்கு நேர்த்தன்மையாக உள்ளது.

$Q \propto V$

$Q = CV$

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

கேப்ஸிடன்ஸ் இரு பிளாட்டுகளுக்கு இடையிலான தூரம் (d), பிளாட்டின் பரப்பளவு (A) மற்றும் டைஎலெக்ட்ரிக் பொருளின் பெர்மிட்டிவிட்டி மதிப்பின் மீது சார்ந்து உள்ளது.

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

இந்தக்டர்

ஒரு இந்தக்டர் மின்காந்த உள்ளே மின்காந்த புலத்தில் மின்சாரம் வழியாக சென்று வரும்போது மின்சார ஊக்கத்தை வைப்பதுடன், அது சில நேரங்களில் கூர்ல், ரியாக்டர் அல்லது சோக்ஸ் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது.

இந்தக்டான்ஸின் அலகு ஹென்றி (H) ஆகும்.

இந்தக்டான்ஸ் இந்தக்டர் வழியாகச் செல்லும் மின்சாரத்தின் (I) மற்றும் மின்காந்த புலத்தின் (фB) விகிதத்தால் வரையறுக்கப்படுகிறது.

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

மின்சாரம்

மின்சாரம் ஒரு பொருளின் இயற்பியல் பண்பு. ஏதேனும் ஒரு பொருளை மின்காந்த உள்ளே வைத்தால், அது ஒரு விசையை அனுபவிக்கும்.

மின்சாரம் நேர்மறை (புரோடான்) மற்றும் எதிர்மறை (எலெக்ட்ரான்) ஆகியவற்றின் அளவு கூலோம் (Q) என அளவிடப்படுகிறது.

ஒரு கூலோம் ஒரு வினாடியில் கடத்தப்படும் மின்சாரத்தின் அளவு என வரையறுக்கப்படுகிறது.

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

மின்சார தளம்

மின்சார தளம் என்பது ஒரு மின்சாரப் பொருளுக்குச் செறிவான இடத்தில் உள்ள தளம் அல்லது இடம், இங்கு வேறு எந்த மின்சாரப் பொருளும் ஒரு விசையை அனுபவிக்கும்.

மின்சார தளம் மின்சார தள தீவிரம் அல்லது மின்சார தள வலுவு என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, E என்று குறிக்கப்படுகிறது.

மின்சார தளம் ஒரு சோதனை மின்சாரத்திற்கு மின்விசையின் விகிதமாக வரையறுக்கப்படுகிறது.

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

இணை தட்டை கேப்சிட்டரில், இரு தட்டைகளுக்கு இடையிலான மின்தூக்க வித்யாசம், ஒரு சோதனை மின்சாரம் Q ஐ நேர்ம தட்டையிலிருந்து எதிர்ம தட்டைக்கு நகர்த்துவதற்கான செயல்பாட்டை வெளிப்படுத்துகிறது.

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

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

மின்சக்தி விசை

ஒரு மின்சாரம் கொண்ட பொருள் மற்றொரு மின்சாரம் கொண்ட பொருளின் மின்களவில் நுழைந்தால், அது கூலமின் விதியின்படி ஒரு விசையை அனுபவிக்கும்.

Coulomb’s Law.png

மேலே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, ஒரு மின்சாரம் கொண்ட பொருள் வெளியில் வைக்கப்பட்டுள்ளது. இரு பொருட்களும் ஒரே போலாரிட்டி கொண்டிருந்தால், அவை ஒருவனை ஒருவன் விலக்கும். இரு பொருட்களும் வெவ்வேறு போலாரிட்டிகள் கொண்டிருந்தால், அவை ஒருவனை ஒருவன் ஈர்க்கும்.

கூலமின் விதிப்படி,

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

கூலமின் விதிப்படி, மின்களவின் சமன்பாடு;

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

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

மின்செறிவு

காஸின் விதிப்படி, மின்செறிவின் சமன்பாடு:

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

நேரத்திற்கு போராடும் இயந்திரம்

பின்வரும் EMF

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

நேரத்திற்கு போராடும் இயந்திரத்தில் உள்ள இழப்புகள்

கோப்பர் இழப்பு

வைரிங்கள் வழியே ஓடும் கானத்தினால் கோப்பர் இழப்பு ஏற்படுகிறது. கோப்பர் இழப்பு வைரிங்கள் வழியே ஓடும் கானத்தின் வர்க்கத்திற்கு நேரிய விகிதத்தில் உள்ளது, இது I2R இழப்பு அல்லது ஓஹ்மிக் இழப்பு என்றும் அழைக்கப்படுகிறது.

ஆர்மேச்சர் கோப்பர் இழப்பு: $I_a^2 R_a$

நெடுக்கு களிப்பு தான் இழப்பு: $I_{sh}^2 R_{sh}$

தொடர்ச்சி களிப்பு தான் இழப்பு: $I_{se}^2 R_{se}$

இடைமற்று களிப்பு தான் இழப்பு: $I_a^2 R_i$

பரவல் தொடர்பு இழப்பு: $I_a^2 R_b$

மாறியான இழப்பு

மாறியான இழப்பு அம்போத்திரின் மைக்காண்டத்தின் மைய மாற்றத்தை விளைவாக்குகிறது.

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

வளைகுறி வெளியீடு

ஒட்டுமொத்த சுழல் காற்று வழியாக நிகழும் மின் இழப்பு சுழல் காற்று இழப்பு என அழைக்கப்படுகிறது.

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

மாற்றி

EMF சமன்பாடு

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

வளைவு விகிதம்

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

மின்னழுத்த ஒழுங்குபடுத்தல்

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

தூண்டல் மோட்டார்

சீரிசை வேகம்

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

திருப்புத்திறன் சமன்பாடு

உருவாக்கப்பட்ட திருப்புத்திறன்

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

வின்கல் விசை

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

திண்டுகளின் EMF

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

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

இங்கே,

Kw1, Kw2 = ஸ்டேட்டர் மற்றும் ரோட்டரின் வைண்டிங் காரணி முறையே

T1, T2 = ஸ்டேட்டர் மற்றும் ரோட்டர் வைண்டிஙில் உள்ள துருவங்களின் எண்ணிக்கை

மூலம்: Electrical4u.

கூற்று: மூலத்தை வெறுமையாக கருதுங்கள், நல்ல கட்டுரைகள் பகிர்ந்து கொள்வதற்கு தகுதியானவை, சாதிப்பாக்கம் உள்ளதாக விட்டுக்கொடுகின்றார்கள் தொடர்பு தொடர்பு தொடர்பு.