ఇлект్రికల్ ఎన్జనీరింగ్ ఫార్ములస్ (అత్యధిక ప్రాముఖ్యత కలిగిన సమీకరణాలు)

Electrical4u

ఫీల్డ్: ప్రాథమిక విద్యుత్‌కళా శాస్త్రం

China

ఎలక్ట్రికల్ ఎంజనీరింగ్ కోసం ఫార్ములాలు

ఎలక్ట్రికల్ ఎంజనీరింగ్ అనేది దిన ప్రతిదిన వినియోగంలో ఉన్న వివిధ ఎలక్ట్రికల్ పరికరాల అధ్యయనం, డిజైన్, నిర్మాణం తో ప్రయోజనం చేసే శాఖ.

ఇది పవర్ సిస్టమ్స్, ఎలక్ట్రికల్ మెషీన్స్, పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్, కంప్యూటర్ సైన్స్, సిగ్నల్ ప్రసేషింగ్, టెలికమ్యూనికేషన్, నియంత్రణ వ్యవస్థ, ఆర్టిఫిషియల్ ఇంటెలిజెన్స్ మరియు ఇతర అనేక విషయాలను కవర్ చేస్తుంది.

ఈ ఎంజనీరింగ్ శాఖ లో పొందిగా ఫార్ములాలు మరియు ధారణలు (కాన్సెప్ట్స్) ఉన్నాయి, వాటిని సర్క్యూట్లను పరిష్కరించడం మరియు వివిధ పరికరాలను అమలు చేయడం వంటి అనేక పాటలలో వినియోగిస్తారు, ఇది మానవ జీవితాన్ని ఎక్కువ సులభం చేయడానికి సహాయపడుతుంది.

వివిధ ఎలక్ట్రికల్ ఎంజనీరింగ్ విషయాలలో సాధారణంగా వినియోగించే ప్రాథమిక ఫార్ములాలు క్రింద ఇవ్వబడ్డాయి.

వోల్టేజ్

వోల్టేజ్ అనేది ఎలక్ట్రికల్ ఫీల్డ్లో రెండు బిందువుల మధ్య ప్రతి యూనిట్ చార్జ్ కు ఉన్న విద్యుత్ పొటెన్షియల్ వ్యత్యాసం. వోల్టేజ్ యూనిట్ వోల్ట్ (V).

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

పై సమీకరణం నుండి, వోల్టేజ్ యూనిట్ $\frac{joule}{coulomb}$

కరెంట్

ప్రవాహం అనేది చార్జ్ పార్టికల్ల యొక్క (ఎలక్ట్రాన్లు మరియు ఆయన్లు) ఒక కండక్టర్ ద్వారా ప్రవహించడం. ఇది సమయం వద్ద కండక్టింగ్ మీడియంలో ఎలక్ట్రిక్ చార్జ్ యొక్క ప్రవాహ రేటు గా కూడా నిర్వచించబడుతుంది.

ఎలక్ట్రిక్ ప్రవాహం యొక్క యూనిట్ అంపీర్ (A). మరియు ఎలక్ట్రిక్ ప్రవాహం గణితశాస్త్రంలో 'I' లేదా 'i' అనే సంకేతంతో సూచించబడుతుంది.

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

విరోధం

విరోధం లేదా ఎలక్ట్రికల్ విరోధం ఒక ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్లో ప్రవాహం ప్రవహించడం వద్ద వ్యతిరేకంగా ఉంటుంది. విరోధం ఓహ్మ్లు (Ω) లో కొలవబడుతుంది.

ఏదైనా కండక్టింగ్ మెటీరియల్ యొక్క విరోధం మెటీరియల్ యొక్క పొడవుకు నుండి నేరంగా ప్రత్యేకత ఉంటుంది, మరియు కండక్టర్ యొక్క వైశాల్యంకు విలోమంగా ఉంటుంది.

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

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

ఇక్కడ, $\rho$ = సంబంధానుగుణ స్థిరాంకం (ప్రవహణ పదార్థం యొక్క విశేష ప్రతిరోధ లేదా ప్రతిరోధ రాశి)

ఓహ్మ్స్ చట్టం ప్రకారం;

$V \propto I$

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

ఇక్కడ, R = ప్రవహణం యొక్క ప్రతిరోధం (Ω)

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

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

విద్యుత్ శక్తి

శక్తి అనేది సమయం విషయంగా ఒక విద్యుత్ ఘటనకు ప్రదానం లేదా ఉపభోగం చేయబడుతున్న శక్తి రేటు.

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

DC వ్యవస్థ కోసం

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

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

ఏకప్రదేశ వ్యవస్థపై

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

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

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

మూడు ప్రస్వాయాల వ్యవస్థకు

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

శక్తి కారణం

ఏసీ వ్యవస్థలో శక్తి కారణం చాలా ముఖ్యమైన పదం. ఇది పరిపూర్ణ శక్తి ద్వారా లోడ్‌కు అందించబడుతున్న పని శక్తి నిష్పత్తిగా నిర్వచించబడుతుంది.

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

శక్తి కారణం -1 మరియు 1 మధ్య ఒక మూలం లేని సంఖ్య. లోడ్ రెసిస్టివ్ ఉంటే, శక్తి కారణం 1 కష్టంగా ఉంటుంది, లోడ్ రీయాక్టివ్ ఉంటే, శక్తి కారణం -1 కష్టంగా ఉంటుంది.

ఫ్రీక్వెన్సీ

ఫ్రీక్వెన్సీ అనగా ప్రతి యూనిట్ సమయానికి ఉండే సైకిల్స్ సంఖ్య. దీనిని f తో సూచిస్తారు మరియు హెర్ట్జ్ (Hz) లో కొలుస్తారు. ఒక హెర్ట్జ్ అనగా సెకనుకు ఒక సైకిల్ కు సమానం.

సాధారణంగా, ఫ్రీక్వెన్సీ 50 Hz లేదా 60 Hz ఉంటుంది.

సమయ వ్యవధి అనగా ఒక సంపూర్ణ తరంగ రూప సైకిల్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి పడే సమయం, దీనిని T తో సూచిస్తారు.

ఫ్రీక్వెన్సీ సమయ వ్యవధి (T) కి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది.

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

తరంగ పొడవు

తరంగ పొడవు అనగా వరుసగా ఉన్న సంబంధిత బిందువుల మధ్య దూరం (రెండు సమీప శిఖరాలు, లేదా సున్నా దాటడం).

సైన్యూసాయిడల్ తరంగాలకు వేగం మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ నిష్పత్తిగా ఇది నిర్వచించబడింది.

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

షేప్ సామర్థ్యం

వోల్టేజ్ అందుకుని కాపాసిటర్‌లో విద్యుత్ శక్తిని విద్యుత్ క్షేత్రంలో నిల్వ చేస్తాయి. విద్యుత్ పరికరాలలో కాపాసిటర్‌ల ప్రభావాన్ని షేప్ సామర్థ్యంగా పిలుస్తారు.

కాపాసిటర్‌లో నిల్వ చేస్తున్న విద్యుత్ ఆవేశం Q, కాపాసిటర్‌పై విక్షేపించే వోల్టేజ్‌తో అనుకూలంగా ఉంటుంది.

$Q \propto V$

$Q = CV$

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

షేప్ సామర్థ్యం, రెండు ప్లేట్‌ల మధ్య దూరం (d), ప్లేట్ వైశాల్యం (A) మరియు డైఇలక్ట్రిక్ పదార్థం యొక్క పెర్మిటివిటీపై ఆధారపడుతుంది.

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

ఇండక్టర్

ఒక ఇండక్టర్ విద్యుత్ ప్రవాహం ద్వారా తనిఖీ చేస్తే, దానిలో మాగ్నెటిక్ క్షేత్రం రూపంలో విద్యుత్ శక్తిని నిల్వ చేస్తుంది. ఎప్పుడైనా, ఇండక్టర్ అనేది కాయిల్, రియాక్టర్, లేదా చోక్‌లు అని కూడా పిలువబడుతుంది.

ఇండక్టన్స్ యూనిట్ హెన్రీ (H).

ఇండక్టన్స్ మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ లింకేజ్ (фB) మరియు ఇండక్టర్ ద్వారా ప్రవహించే ప్రవాహం (I) యొక్క నిష్పత్తిగా నిర్వచించబడుతుంది.

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

విద్యుత్ చార్జ్

విద్యుత్ చార్జ్ ఒక పదార్థం యొక్క భౌతిక ధర్మం. ఏదైనా పదార్థాన్ని విద్యుత్ చుముక క్షేత్రంలో ఉంచినప్పుడు, అది ఒక బలంను అనుభవిస్తుంది.

విద్యుత్ చార్జ్‌లు పోజిటివ్ (ప్రోటన్) మరియు నెగేటివ్ (ఇలెక్ట్రాన్) అవి కూలంలో కొలపరచబడతాయి మరియు Q గా సూచించబడతాయి.

ఒక కూలం ఒక సెకన్లో మార్పిడి జరిగే చార్జ్ పరిమాణంగా నిర్వచించబడుతుంది.

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

ప్రవాహ క్షేత్రం

ఒక విద్యుత్ క్షేత్రం అనేది ఒక విద్యుత్ చార్జిత వస్తువు చుట్టూ ఉండే స్థలం, ఇక్కడ మరొక విద్యుత్ చార్జిత వస్తువు శక్తిని అనుభవిస్తుంది.

విద్యుత్ క్షేత్రం అనేది విద్యుత్ క్షేత్ర తీవ్రత లేదా విద్యుత్ క్షేత్ర బలంగా కూడా పిలువబడుతుంది, E తో సూచించబడుతుంది.

విద్యుత్ క్షేత్రం అనేది పరీక్షణ చార్జిని గురించి విద్యుత్ శక్తి నిష్పత్తిగా నిర్వచించబడుతుంది.

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

సమాంతర ప్లేట్ కాపాసిటర్ కోసం, రెండు ప్లేట్ల మధ్య వోల్టేజ్ వ్యత్యాసం ఒక పరీక్షణ చార్జిని పోజిటివ్ ప్లేట్ నుండి నెగెటివ్ ప్లేట్ వరకు ముందుకు తీసుకురావడంలో చేయబడు పన్నును ప్రకటిస్తుంది.

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

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

ప్రవాహిని శక్తి

ఒక చార్జైన వస్తువు మరొక చార్జైన వస్తువు యొక్క విద్యుత్ క్షేత్రంలో ప్రవేశించినప్పుడు, అది కూలాంబ్ నియమం ప్రకారం ఒక శక్తిని అనుభవిస్తుంది.

Coulomb’s Law.png

పైన చూపిన చిత్రంలో చూపినట్లు, ఒక పోషక చార్జైన వస్తువు స్థలంలో ఉంటుంది. రెండు వస్తువులు ఒకే పోలారిటీ ఉన్నట్లయితే, వాటి విరోధించుతాయి. రెండు వస్తువులు విభిన్న పోలారిటీ ఉన్నట్లయితే, వాటి ఆకర్షణం చేసుకుంటాయి.

కూలాంబ్ నియమం ప్రకారం,

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

కూలాంబ్ యొక్క నియమం ప్రకారం, విద్యుత్ క్షేత్ర సమీకరణం;

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

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

విద్యుత్ ఫ్లక్స్

గాస్ యొక్క నియమం ప్రకారం, గాస్ యొక్క నియమం, విద్యుత్ ఫ్లక్స్ యొక్క సమీకరణం;

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

డిసి మెషీన్

బ్యాక్ EMF

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

డిసి మెషీన్లో నష్టాలు

కప్పర్ నష్టం

వైత్తింగ్‌ల ద్వారా ప్రవహించే కరంట్ వలన కప్పర్ నష్టాలు జరుగుతాయి. కప్పర్ నష్టం వైత్తింగ్‌ల ద్వారా ప్రవహించే కరంట్ వర్గంకు నిలయదారంగా ఉంటుంది, మరియు ఇది I2R లాస్ లేదా ఓహ్మిక్ లాస్ గా కూడా పిలువబడుతుంది.

అర్మేచర్ కప్పర్ నష్టం: $I_a^2 R_a$