Pormula ng Inhinyeriya Elektrika (Pinakamahalagang mga Ekwasyon)

Electrical4u

Larangan: Pangunahing Elektrikal

China

Pormula para sa Electrical Engineering

Ang electrical engineering ay isang sangay na nag-uugnay sa pag-aaral, disenyo, at pagpapatupad ng iba't ibang kagamitan na ginagamit sa pang-araw-araw na buhay.

Kasama rito ang maraming paksa tulad ng mga sistema ng enerhiya, makina ng kuryente, power electronics, agham ng kompyuter, signal processing, telekomunikasyon, control system, artificial intelligence, at marami pa.

Ang sangay ng inhenyeriya na ito ay puno ng pormula at konsepto (mga batas) na ginagamit sa maraming aspeto tulad ng pag-solve ng mga circuit at pag-implement ng iba't ibang kagamitan upang mas mapadali ang buhay ng tao.

Narito ang mga pangunahing pormula na karaniwang ginagamit sa iba't ibang paksa ng electrical engineering.

Volts

Ang volts ay inilalarawan bilang ang potensyal na pagkakaiba-iba ng elektrikal per unit charge sa pagitan ng dalawang puntos sa electric field. Ang yunit ng volts ay Volt (V).

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

Sa itaas na ekwasyon, ang yunit ng volts ay $\frac{joule}{coulomb}$

Current

Ang kuryente ay inilalarawan bilang pagtakbo ng mga partikulo na may karga (electrons at ions) sa pamamagitan ng isang konduktor. Ito rin ay inilalarawan bilang ang rate ng pagtakbo ng elektrikong karga sa pamamagitan ng isang medium na nagkokondukt ng kuryente sa loob ng panahon.

Ang unit ng elektrikong kuryente ay ampere (A). At ang elektrikong kuryente ay ipinapakita matematikal ng simbolo ‘I’ o ‘i’.

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

Resistance

Ang resistance o electrical resistance ay sumusukat ng paglaban sa pagtakbo ng kuryente sa isang elektrikong circuit. Ang resistance ay sinusukat sa ohms (Ω).

Ang resistance ng anumang materyal na nagkokondukt ay direktang proporsyonal sa haba ng materyal, at inversely proportional sa area ng conductor.

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

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

Kung saan, $\rho$ = konstanteng proporsyonal (partikular na resistensiya o resistibidad ng materyal na nagdidilim)

Ayon sa batas ni Ohm;

$V \propto I$

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

Kung saan, R = Resistensya ng conductor (Ω)

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

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

Lakas ng Kuryente

Ang lakas ay ang rate ng enerhiya na ipinagbibigay o inilalaan ng isang elemento ng kuryente sa loob ng panahon.

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

Para sa DC System

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

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

Para sa Sistema na May Iisa Pangkat

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

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

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

Para sa sistema ng tatlong phase

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

Factor na Kapangyarihan

Ang factor na kapangyarihan ay isang napakalaking termino sa kaso ng sistema ng AC. Ito ay inilalarawan bilang ratio ng aktwal na kapangyarihang inaabsorb ng load sa mukhang kapangyarihang umuusbong sa circuit.

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

Ang mga dimensyon ng factor na kapangyarihan ay walang numero sa saradong intervalo mula -1 hanggang 1. Kapag ang load ay resistive, ang factor na kapangyarihan ay malapit sa 1 at kapag ang load ay reactive, ang factor na kapangyarihan ay malapit sa -1.

Frekuwensi

Ang frekuwensi ay inilalarawan bilang bilang ng mga siklo sa bawat yunit ng oras. Ito ay ipinapakita bilang f at sinusukat sa Hertz (Hz). Isa hertz ay katumbas ng isang siklo bawat segundo.

Kadalasang ang frekuwensiya ay 50 Hz o 60 Hz.

Ang panahon ng pagkakaroon ng isang buong waveform cycle, na ipinapakita bilang T, ay inilalarawan bilang panahon na kinakailangan upang lumikha ng isang buong waveform cycle.

Ang frekuwensiya ay inversely proportional sa panahon ng period (T).

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

Haba ng Buhok

Ang haba ng buhok ay inilalarawan bilang layo sa pagitan ng magkasunod na katugma (dalawang magkasunod na crest, o zero crossing).

Ito ay inilalarawan bilang ratio ng bilis at frekuwensiya para sa sinusoidal waves.

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

Kapasitansya

Ang isang capacitor ay nag-iimbak ng elektrikal na enerhiya sa isang electric field kapag may boltahe na ibinibigay. Ang epekto ng mga capacitor sa mga elektrikal na circuit ay kilala bilang kapasitansya.

Ang natipong elektrikong singa Q sa loob ng capacitor ay direktang proporsyonal sa boltahe na nabuo sa kabuuan ng capacitor.

$Q \propto V$

$Q = CV$

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

Ang kapasitansya ay nakadepende sa distansya sa pagitan ng dalawang plato (d), lugar ng plato (A), at permittivity ng dielectric material.

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

Inductor

Ang inductor ay nag-imbak ng kuryenteng elektrikal sa anyo ng isang magnetic field kapag dumadaan ang kuryente dito. Minsan, tinatawag din ang isang inductor na coil, reactor, o chokes.

Ang yunit ng inductance ay henry (H).

Ang inductance ay tinukoy ng rasyo ng magnetic flux linkage (фB), at ang kuryenteng pumapasok sa inductor (I).

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

Electric Charge

Ang electric charge ay isang pisikal na katangian ng isang substansya. Kapag ang anumang bagay ay nasa loob ng electromagnetic field, mararanasan nito ang isang puwersa.

Ang mga electric charge ay maaaring positibo (proton) at negatibo (electron), sinusukat sa coulomb at ipinapakita bilang Q.

Isang coulomb ang tinutukoy bilang dami ng singil na nailipat sa loob ng isang segundo.

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

Larangan Elektriko

Ang larangan elektriko ay isang lugar o espasyo sa paligid ng isang naka-charged na bagay kung saan ang iba pang naka-charged na bagay ay makakaranas ng puwersa.

Ang larangan elektriko ay kilala rin bilang intensidad ng larangan elektriko o lakas ng larangan elektriko, na ipinapahiwatig ng E.

Ang larangan elektriko ay inilalarawan bilang ratio ng elektrikal na puwersa sa bawat test charge.

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

Para sa parallel plate capacitor, ang pagkakaiba ng voltage sa pagitan ng dalawang plato ay ipinapahayag bilang gawain na ginawa sa isang test charge Q upang ilipat mula sa positibong plato patungo sa negatibong plato.

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

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

Lakas na Elektriko

Kapag pumasok ang isang naka-charged na bagay sa electric field ng ibang naka-charged na bagay, ito ay nakakaranas ng lakas batay sa Batas ni Coulomb.

Coulomb’s Law.png

Tulad ng ipinapakita sa larawan sa itaas, isang positibong naka-charged na bagay ay inilagay sa espasyo. Kung parehong polarity ang dalawang bagay, sila ay nagpuputukan. At kung magkaiba ang polarity ng dalawang bagay, sila ay nag-aararo.

Batay sa Batas ni Coulomb,

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

Ayon sa batas ni Coulomb, ang ekwasyon ng elektrikong field ay;

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

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

Elektrikong Flux

Ayon sa batas ni Gauss, ang ekwasyon ng elektrikong flux ay;

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

Makinang DC

Back EMF

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

Pagkawala sa Makinang DC

Pagkawala ng Copper

Ang pagkawala ng copper ay nangyayari dahil sa paglalakad ng kuryente sa mga winding. Ang pagkawala ng copper ay direktang proporsiyonal sa kwadrado ng kuryente na lumalabas sa winding, at kilala rin bilang I2R loss o ohmic loss.

Pagkawala ng copper sa armature: $I_a^2 R_a$

Pawis ng tanso sa shunt field: $I_{sh}^2 R_{sh}$

Pawis ng tanso sa series field: $I_{se}^2 R_{se}$

Pawis ng tanso sa interpole: $I_a^2 R_i$

Pawis sa kontak ng brush: $I_a^2 R_b$

Pagkawala ng hysteresis

Ang pagkawala ng hysteresis ay nangyayari dahil sa pagbaligtad ng magnetismo ng core ng armature.

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

Pagkawala ng eddy current

Ang pagkawala ng lakas na dulot ng pagdaloy ng eddy current ay kilala bilang eddy current loss.

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

Transformer

Equation ng EMF

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

Ratio ng Turns

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

Regulasyon ng Voltaje

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

Motor na Induction

Bilis na Synchronous

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

Equation ng Torque

Nabuo na Torque

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

Pwersa ng Shaft

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

EMF ng Winding

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

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

Kung saan,

Kw1, Kw2 = Paktor ng paglilito ng stator at rotor, ayon sa pagkakasunod-sunod

T1, T2 = Bilang ng mga pag-ikot sa stator at rotor winding

Pinagmulan: Electrical4u.

Pahayag: Respetuhin ang orihinal, mabubuting mga artikulo na karapat-dapat ibahagi, kung mayroong labag sa copyright mangyaring lumapit upang alisin.