Hvað er raforkunáttúra?

Rafmagnsfræði dekkar stóra svæði af skriflegu og praktísku færni sem tengjast grunnreglum rafmagns, rafkerfis hönnun, vinnslu og viðhaldi raforkukerfa og virkni rafstilla. Rafmagnsfræði er ekki takmörkuð við akademísku kenningu heldur inniheldur hún einnig færni og reynir í raunverulegri beitingu. Hér er yfirlit yfir nokkrar af grunnatriðunum í rafmagnsfræði:

Grunnatriði

• Kerfiskenning: inniheldur grunnþætti kerfisins (svo sem orkuröð, birting, lykill, o.s.frv.) samt grunnreglurnar fyrir kerfi (svo sem Ohm's lög, Kirchhoff's lög).

• Grunnreglur rafmagns: Ohm's lög, Kirchhoff's lög (KVL og KCL), Joule's lög, o.fl.

Kerfisanalýsi

• Einfaldur straumakerfi (DC): Analýsir virkni þátta eins og straumur, spenna, viðmið, induktív viðmið og kapasitív viðmið í einfalda straumakerfi.

• Víxlað straumakerfi (AC): Studar sínusferli, fáskekk, viðmið, induktív mótiðmið og kapasitív mótiðmið í víxlaðu straumakerfi.

Rafstilla

• Semanndarhlutir: t.d. diód, tránsistór (BJT, MOSFET, o.fl.), sameindir, o.fl.

• Analog rafstilla: involkar hönnun analogra kerfa eins og forsterkar, skelfari og síur.

• Stakrifi rafstilla: involkar hönnun logikporta, flip-flops, teljara, mikroprocessora og annarra stakrifa kerfa.

Raforkukerfi

• Flutnings- og dreifikerfi: involkar háspennuflutningslínum, undirstöður, dreifinet, o.fl.

• Raforkutæki: t.d. orkugervi, spennubreytir, straumabrot, relays, o.fl.

• Gæði raforks: t.d. harmonía, spennusvif, tíðni, o.fl.

Motors og dreifing

• Motorarstefna: einfaldur straumamotor, víxlstraumamotor (indúksíonmotor, samhæfður motor), servo-motor, o.fl.

• Motorastýring: t.d. frekvensbreytir, mjúk upphafi, o.fl.

Stýringarkerfi

• Sjálfsæ staðan: PID stýring, baksmælingarkerfi, servókerfi, o.fl.

• PLC forritun: Notkun forritanlegt logikkontroller (PLC).

Magnafelagvið og bili

• Magnafelagviteg: Maxwell-jöfnur, magnafelagbili, antenner, o.fl.

• Magnafelagviðgerð (EMC): magnafelagsmótiðmið (EMI) dæming, skjaldtekník, o.fl.

Tölvaþætti og inbyggð kerfi

• Tölvaþættasetning: CPU, minni, bus, o.fl.

• Inbyggð kerfi: notkun MCU, Arduino og annarra útbúðarplattforma.

Raforkur

• Ummyndari: AC/DC, DC/AC, DC/DC, AC/AC ummyndari.

• Ummagnari: Ummagnaris-hönnun fyrir endurnýjanlega orkur, t.d. sólar- og vindorku.

Öryggis- og staðlar

• Rafmagnsöryggi: rafmagnsskydd, jafnvægis skydd, þunderskydd, o.fl.

• Rafmagnsstaðlar: t.d. IEE-Business, IEEE, ANSI og aðrir relevant staðlar og málsgreinar.

Próf og mæling

• Tæki: flertal, oskilloskop, teiknisignalgervi, o.fl.

• Gögn safn: gögn logger, sensor tenging, o.fl.

Endurnýjanleg orkur

• Sólorka: Hönnun og uppsetning sóljarkraftakerfa.

• Vindorka: virkningsmáls og tekníka vindurbúnaðar.

Tækni- og fjarskipti

• Skilaboðarstefna: stakrifi skilaboð, laus skilaboð, o.fl.

• Netkerfi: svæðisnet, víðsvæðisnet, Internet of Things (IoT), o.fl.

Forritunartæki

• CAD tæki: til hönnunar og simuleringar kerfa.

• Forritunarmál: t.d. Python, MATLAB og aðrar notkun í rafmagnsfræði.

Samantekt

Rafmagnsfræði er flertykt svið sem dekkar stórt svæði af efnum frá grunnkenningum til árangrsfulla beita. Að meistar rafmagnsfræði krefst ekki einungis skriflegs læris en einnig praktíska reynslu í tilraunum, starfsemi og verkefnum.