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공학 과학기술 계산194

UPS 배터리 백업 시간(UPS Battery Backup Time) 계산 무정전 전원 공급 장치(UPS) 또는 인버터를 갖추는 것이 일상화한 현실에서 UPS나 인버터의 배터리 백업 시간은 구입시 중요한 선택요소이다. UPS의 백업 시간에 영향을 미치는 요소는 배터리 등급, 배터리 개수, 배터리 효율, UPS에 설치될 장치(기기)의 부하 등이다. 아래 식으로 UPS의 백업 시간을 계산한다. (식 1) UPS 백업 시간(시간) = [ 배터리 용량(Ah) × 배터리 전압(V) × 배터리 수 × 배터리 효율(%) ] / 부하(W) 위에서 UPS 배터리는 대부분의 경우 리튬 이온 배터리이며, 배터리 등급은 V와 Ah로 표시된다. UPS에 포함된 배터리 수는 2~10개 등으로 다양하게 구성되어 있으며, 배터리 수에 따라 UPS가 부하에 전력을 공급할 수 있는 시간이 결정된다. 리튬 배터.. 2024. 1. 30.
솔레노이드 전자기력(Solenoid Coil Electromagnetic Force) 계산 솔레노이드는 전류가 흐를 때 균일한 자기장을 생성하는 금속 코어를 따라 감겨진 와이어 코일로 구성된다. 솔레노이드는 전류에 의해 생성된 자기장에 의해 전자기력이 유도되어 선형의 기계적 힘으로 변환하는 장치이다. 일반적으로 솔레노이드는 밸브, 잠금 장치 및 전기 모터와 같은 응용 분야에 사용된다. 전류, 면적, 회전수, 길이 및 투자율을 아래 식에 입력하여 솔레노이드의 전자기력을 계산할 수 있다. (식 1) F = (N × I)2 μ0 A / ( 2g2 ) 여기서, F : 전자기력 (N) I : 코일을 통해 흐르는 전류 (A) N : 회전수 A : 자기장이 작용하는 금속의 면적 (m2) g : 솔레노이드와 금속판 사이의 간격 (m) µ0 : 자유 공간의 투자율 (약 4π × 10-7 T-m/A) 이다. 위.. 2024. 1. 28.
편평한 나선형 코일 인덕턴스(Flat Spiral Coil Inductance) 계산 전류에 대한 자속의 비율을 인덕턴스라고 한다. 아래 식으로 한 층에 감겨진 편평한 나선형 코일의 주어진 크기에 대한 인덕턴스를 계산할 수 있다. 사용된 와이어의 길이와 부피도 계산한다. (식 1) L = N2 * A2 / (30*A - 11*Di) (식 2) A= ( Di + N * (W+S) ) / 2 여기서, L = inductance of coil (µH) W = wire diameter (mm) S = coil spacing (mm) N = number of turns Di = inner diameter (mm) Do = outer diameter (mm), Do = Di + (2 * N * ( W + S)) Lw = 나선형 코일의 길이(코일을 만드는데 사용된 와이어의 전체 길이를 측정한 것), .. 2024. 1. 28.
나선형 코일 인덕턴스(Helical Coil Inductance) 계산 인덕턴스는 물질을 통해 흐르는 전류를 변화시키는 물질의 특성이다 . 헨리 단위 로 측정된다. 나선형 코일의 인덕턴스는 아래 식에 치수를 입력하여 구할 수 있다. 사용된 와이어의 길이와 부피도 계산한다. (식 1) L = R2 * N2​ / [9R​ + 10H​] 여기서, L = inductance of coil (µH) N = number of turns R = radius of coil (mm), 코일 중앙에서 와이어 중앙 길이, R = D/2 H = height of coil (mm), H = N * (S + Dw) Lw = 나선형 코일의 길이(코일을 만드는데 사용된 와이어의 전체 길이를 측정한 것), Lw​ = N * SQRT [(πD​)2+S2​] V = 코일의 부피, V = π * Dw2 * ​.. 2024. 1. 28.
나선(Helix) 길이 계산 나선(Helix)은 3차원 나선형 원형 모양으로 가장 일반적인 응용분야는 스프링이다. 나선의 길이는 직경, 높이 및 피치를 입력하여 아래 식으로 계산한다. (식 1) L = n * SQRT(C2 + P2) 여기서, L : 나선의 길이 n : 나선의 회전수, n = H / P = 나선의 높이/ Pitch C : 막대의 원주, C = π ∗ D(나선의 직경) P : 나선의 피치 이다. HTML 삽입 미리보기할 수 없는 소스 나선 높이, 직경 입력시 동일한 단위로 입력한다. 2024. 1. 26.
열 전달 전도 (Heat Transfer Conduction) 계산 고체 또는 정지 유체 매질에 온도 구배가 존재할 때 발생하는 열 전달을 전도(Conduction) 라고 한다. 열전도는 물질 분자가 진동과 충돌을 통해 높은 온도에서 낮은 온도로 열 에너지가 흐르는 것이다. 열전도가 발생하려면 온도 구배가 있어야 하며, 아래 식과 같이 푸리에의 열전도 법칙(Fourier's Law)에 따르면 재료를 통한 열 전달 시간 속도는 음의 온도 구배와 열이 해당 구배에 직각으로 흐르는 단면적에 비례하다. 금속은 원자가 전자가 비편재화되어 효율적으로 열을 전도할 수 있기 때문에 열 전도율이 높다. 절연체는 원자 사이에 빈 공간이 있어 열 전달을 방해하므로 열 전도율이 좋지 않다. 예를 들어, 알루미늄의 열전도율은 20 °C 에서 235 W/mK 로 높은 값을 가지나, 목재의 경우 .. 2024. 1. 24.
병렬 저항(Parallel Resistance) 계산 저항은 표준 단위인 Ω 으로 측정하며, 1 Ω 은 1 V의 전위차가 가해질 때 1 A의 전류가 흐르는 도체의 저항이다. 저항은 전하 흐름을 방해하는 전기 재료이며, 저항값이 낮을수록 재료의 전도성이 더 강하고, 값이 높을수록 재료의 절연성이 강하다는 의미이다. 저항을 직렬로 연결하면 동일한 전류가 흐르므로 전체 저항은 합산하면 된다. 병렬 회로는 모든 저항 끝단의 전위차(전압)가 동일하다. 그러나 개별 저항을 통해 흐르는 전류는 다르며 저항에 따라 달라진다. 이러한 종류의 회로에 대한 등가 저항은 아래 공식으로 구한다. 즉, 병렬로 연결된 저항 그룹의 등가 저항 R은 개별 저항의 역수 합의 역수이다. (식 1) 1/ R = 1/ R1 ​+ 1/ R2​ + … + 1/ Rn ​ 여기서, R : 등가 병렬 .. 2024. 1. 24.
브레이크 클램프 하중(Brake Clamp Load) 계산 브레이크 클램프 하중은 움직이는 물체를 멈추기 위해 브레이크 시스템에서 발생하는 최대 제동력이다. 일반적으로 회전하는 모든 물체에 동일하게 적용되는 마찰력이다. 건식 디스크 브레이크의 경우 브레이크가 슬라이딩 유형인지 반대 피스톤인지는 중요하지 않다. 뉴턴의 제3법칙에 따르면 모든 힘은 동일하고 반대되는 반작용을 하며 슬라이딩 캘리퍼의 반력은 반대쪽 피스톤의 반력과 동일하다. (식 1) C = T / (re * μf * N) 여기서, C : 브레이크 클램프 하중 (N) T : 브레이크 토크 (Nm) re : 디스크 유효 반경 (m) uf : 브레이크 라이닝 재료의 마찰 계수 N : 마찰면 수 이다. 브레이크 디스크의 유효 반경(토크 반경)은 브레이크 패드의 면적 중심을 기준으로 한다. 완전 원형 브레이크.. 2024. 1. 23.
장력 롤 부하(Tension Roll Load) 계산 롤투롤(Roll to roll) 장비의 Tension Roll에 걸리는 부하(Load)를 측정하기 위한 적합한 로드 셀을 결정하기 위한 계산기이다. 아래 식으로 Force 방향에 따라 장력 롤의 적절한 정격 하중을 계산한다. (식 1) Load = [4P*sin(B/2) - W*cos(A)] / 2 ------- Force 방향 위 (식 2) Load = [4P*sin(B/2) + W*cos(A)] / 2 ------- Force 방향 아래 여기서, P: Web Tension B: Wrap Angle (web과 roll 접촉 각도) W: Roll Weight A: Force Angle 이다. 힘의 단위(Tension과 Roll Weight)는 kgf, lbf 또는 N 으로 동일한 단위로 입력 바란다. H.. 2024. 1. 22.
휘스톤 브리지 (Wheatstone bridge) 회로 및 출력 전압 계산 휘스톤 브리지(Wheatstone bridge)는 저항을 측정하는 데 사용되는 전기 브리지 회로이다. 휘스톤 브리지는 작은 저항을 측정하는 데 자주 사용되므로 저항 온도계 및 스트레인 게이지와 같은 센서 응용 분야에 유용하다. 휘스톤 브리지 회로는 상호 연결된 4개의 저항기 Ra, Rb, Rc 및 Rx 로 구성된다 . 두 저항 Rb / Ra 의 비율이 두 Rx / Rc 의 비율과 같으면 브리지 Vo 양단의 전압은 0이 된다. 이 계산기는 Rx 저항이 주어지면 위 그림에서 Vo를 계산하거나 Vo이 주어지면 Rx 저항을 계산할 수 있다. (식 1) Rx = (Rb * Rc) / Ra (식 2) Vo = Vin * [Rx/(Rx+Rc) – Rb/(Rb+Ra)] (식 3) Rx = [RbRc+Rc⋅(Ra+Rb).. 2024. 1. 21.
RMS 전압(RMS Voltage)과 Peak 전압 변환 DC 전압의 극성과 DC 전류의 방향은 항상 동일하므로 일정한 값으로 표현 가능하다. 반면, AC 전압은 방향과 값이 정기적으로 바뀌며 정현파(사인파)로 표현된다. 전압의 진폭이 시간에 따라 지속적으로 변하기 때문에 크기를 표현하는 것이 불가능하다. 그러므로, AC 사인파는 RMS 값, 평균값, 순간값, 피크 값, 피크 대 피크 값 등으로 나타낸다. AC의 RMS(Root Mean Square)값(실효값 또는 가상값)은 특정 시간 동안 회로나 저항을 통해 흐를 때의 DC값이며 동일한 양을 생성한다. 즉, AC의 RMS 값은 DC와 비교할 때 AC 및 DC 전류가 특정 시간 동안 동일한 회로를 통해 흐를 때 동일한 양의 열을 생성한다. AC 사인파를 정류기를 통해 DC로 변환된 값을 해당 AC 사인파의 평.. 2024. 1. 21.
표본 크기(Sample Size) 계산 설문조사에 적합한 표본 크기를 결정하여야 하는 변수는 모집단 규모(Population Size), 오차한계(Margin of Error), 신뢰수준(Confidence Level), 표준편차(standard deviation) 이다. 일반적으로 모집단이 클수록 정확한 결과를 생성하려면 더 큰 표본이 ​​필요합니다. 오차한계는 결과에서 허용할 수 있는 잠재적인 변동 수준으로 오차한계가 낮을수록 더 높은 표본 크기가 필요하다. 예를 들어, 5% 오차한계를 지정하면 설문조사 응답의 95%가 실제 모집단 값의 5% 내에 속해야 합니다. 신뢰수준은 표본 크기가 대상 모집단을 정확하게 나타낼 확률이며, 설문조사 결과에 대해 얼마나 확신하는지를 나타내는 척도이다. 신뢰수준이 높을수록 데이터가 더 정확하다. 표준편차는.. 2024. 1. 21.

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