Công thức Kỹ thuật Điện (Các phương trình quan trọng nhất)

Electrical4u

Trường dữ liệu: Điện Cơ Bản

China

Công thức cho Kỹ thuật Điện

Kỹ thuật điện là ngành nghiên cứu, thiết kế và triển khai các thiết bị điện được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày.

Nó bao gồm một loạt các chủ đề như hệ thống điện, máy điện, điện tử công suất, khoa học máy tính, xử lý tín hiệu, viễn thông, hệ thống điều khiển, trí tuệ nhân tạo và nhiều hơn nữa.

Ngành kỹ thuật này đầy rẫy các công thức và khái niệm (luật) được sử dụng trong nhiều khía cạnh như giải quyết mạch điện và triển khai các thiết bị khác nhau để làm cho cuộc sống con người dễ dàng hơn.

Dưới đây là danh sách các công thức cơ bản thường được sử dụng trong các môn học kỹ thuật điện khác nhau.

Điện áp

Điện áp được định nghĩa là sự chênh lệch tiềm năng điện trên đơn vị điện tích giữa hai điểm trong trường điện. Đơn vị của điện áp là Volt (V).

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

Từ phương trình trên, đơn vị của điện áp là $\frac{joule}{coulomb}$

Dòng điện

Dòng điện được định nghĩa là dòng chảy của các hạt mang điện (electron và ion) di chuyển qua một vật dẫn. Nó cũng được định nghĩa là tốc độ dòng chảy của điện tích qua môi trường dẫn điện theo thời gian.

Đơn vị của dòng điện là ampe (A). Và dòng điện được ký hiệu toán học bằng ký hiệu ‘I’ hoặc ‘i’.

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

Kháng điện

Kháng điện hay điện trở đo lường sự phản đối dòng điện trong mạch điện. Điện trở được đo bằng ôm (Ω).

Điện trở của bất kỳ vật liệu dẫn điện nào đều tỷ lệ thuận với chiều dài của vật liệu và tỷ lệ nghịch với diện tích của vật dẫn.

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

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

Trong đó, $\rho$ = hằng số tỷ lệ (độ dẫn điện hoặc điện trở riêng của vật liệu dẫn điện)

Theo định luật Ohm;

$V \propto I$

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

Trong đó, R = Điện trở của dây dẫn (Ω)

(5) $\begin{equation*} Dòng điện I = \frac{V}{R} Ampe \end{equation*}$

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

Công suất điện

Công suất là tốc độ cung cấp hoặc tiêu thụ năng lượng của một phần tử điện theo thời gian.

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

Đối với hệ thống DC

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

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

Hệ thống một pha

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

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

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

Đối với hệ thống ba pha

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

Hệ số công suất

Hệ số công suất là thuật ngữ rất quan trọng trong hệ thống AC. Nó được định nghĩa là tỷ lệ giữa công suất hoạt động hấp thụ bởi tải và công suất biểu kiến chảy qua mạch.

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

Hệ số công suất có kích thước nhỏ hơn một trong khoảng đóng từ -1 đến 1. Khi tải là điện trở, hệ số công suất gần bằng 1 và khi tải là điện dung hoặc điện cảm, hệ số công suất gần bằng -1.

Tần số

Tần số được định nghĩa là số chu kỳ mỗi đơn vị thời gian. Nó được ký hiệu là f và đo bằng Hertz (Hz). Một hertz tương đương với một chu kỳ mỗi giây.

Thông thường, tần số là 50 Hz hoặc 60 Hz.

Thời gian chu kỳ được định nghĩa là thời gian cần thiết để tạo ra một chu kỳ sóng hoàn chỉnh, được ký hiệu là T.

Tần số tỷ lệ nghịch với thời gian chu kỳ (T).

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

Độ dài sóng

Độ dài sóng được định nghĩa là khoảng cách giữa hai điểm tương ứng liên tiếp (hai đỉnh liền kề hoặc điểm cắt qua không).

Nó được định nghĩa là tỷ lệ giữa vận tốc và tần số cho các sóng sin.

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

Dung lượng điện

Một tụ điện lưu trữ năng lượng điện trong một trường điện khi có điện áp được cung cấp. Hiệu ứng của tụ điện trong mạch điện được gọi là dung lượng điện.

Điện tích Q tích lũy trong tụ điện tỷ lệ thuận với điện áp phát triển trên tụ điện.

$Q \propto V$

$Q = CV$

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

Dung lượng điện phụ thuộc vào khoảng cách giữa hai bản (d), diện tích bản (A) và độ thấm điện của vật liệu điện môi.

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

Cuộn cảm

Một cuộn cảm lưu trữ năng lượng điện dưới dạng trường từ khi dòng điện đi qua nó. Đôi khi, cuộn cảm cũng được gọi là cuộn dây, phản ứng hoặc choke.

Đơn vị của độ tự cảm là henry (H).

Độ tự cảm được định nghĩa bằng tỷ lệ giữa liên kết từ thông (фB), và dòng điện đi qua cuộn cảm (I).

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

Điện tích

Điện tích là một thuộc tính vật lý của chất. Khi bất kỳ vật chất nào được đặt trong một trường điện từ, nó sẽ chịu một lực.

Điện tích có thể dương (proton) và âm (electron), được đo bằng coulomb và ký hiệu là Q.

Một coulomb được định nghĩa là lượng điện tích chuyển động trong một giây.

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

Trường điện

Trường điện là không gian xung quanh một vật mang điện, nơi mà bất kỳ vật mang điện nào khác cũng sẽ trải qua một lực.

Trường điện còn được gọi là cường độ trường điện hoặc cường độ điện trường, ký hiệu bằng E.

Trường điện được định nghĩa là tỷ lệ giữa lực điện và điện tích thử nghiệm.

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

Đối với tụ điện có hai bản song song, sự chênh lệch điện áp giữa hai bản được biểu thị bằng công làm trên một điện tích thử nghiệm Q để di chuyển từ bản dương đến bản âm.

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

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

Lực Điện

Khi một vật mang điện đi vào trường điện của vật mang điện khác, nó sẽ chịu một lực theo định luật Coulomb.

Coulomb’s Law.png

Như hình trên所示，这里似乎有一个错误。根据您的要求，我将继续翻译内容为越南语，但请注意原文中的某些部分可能需要进一步澄清或修正。 ```html

Như hình trên, một vật mang điện dương được đặt trong không gian. Nếu cả hai vật có cùng cực, chúng sẽ đẩy nhau ra. Nếu cả hai vật có cực khác nhau, chúng sẽ hút nhau lại.

Theo định luật Coulomb,

``` 请确认是否需要进一步修改或有其他特定要求。

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

Theo định luật Coulomb, phương trình của điện trường là;

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

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

Lưu lượng điện

Theo định luật Gauss, phương trình của lưu lượng điện là;

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

Máy DC

Điện áp phản hồi

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

Hao hụt trong máy DC

Hao hụt đồng

Hao hụt đồng xảy ra do dòng điện chạy qua các cuộn dây. Hao hụt đồng tỷ lệ thuận với bình phương của dòng điện chạy qua cuộn dây và còn được gọi là hao hụt I2R hoặc hao hụt ohmic.

Hao hụt đồng ở phần tử dẫn: $I_a^2 R_a$

Mất mát đồng dẫn shunt: $I_{sh}^2 R_{sh}$

Mất mát đồng dẫn series: $I_{se}^2 R_{se}$

Mất mát đồng dẫn interpole: $I_a^2 R_i$

Mất mát do tiếp xúc chổi than: $I_a^2 R_b$

Mất mát do hysteresis

Mất mát do hysteresis xảy ra do sự đảo chiều từ tính của lõi armature.

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

Mất mát do dòng xoáy

Mất mát điện năng do dòng xoáy được gọi là mất mát do dòng xoáy.

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

Biến áp

Phương trình EMF

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

Tỷ lệ số vòng dây

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

Điều chỉnh điện áp

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

Mô tơ cảm ứng

Tốc độ đồng bộ

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

Phương trình mô men xoắn

Mô men xoắn phát sinh

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

Mô-men trục

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

Điện áp cảm ứng cuộn dây

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

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

Trong đó,

Kw1, Kw2 = Hệ số cuộn dây của stator và rotor, tương ứng

T1, T2 = Số vòng quấn trong cuộn dây stator và rotor

Nguồn: Electrical4u.

Tuyên bố: Tôn trọng nguyên bản, bài viết tốt xứng đáng được chia sẻ, nếu có vi phạm quyền sở hữu trí tuệ vui lòng liên hệ để xóa.