Зміст
- Сила, енергія та робота
- Типові величини ККД двигуна
- Формула ефективності електричних двигунів
- Формула розрахунку потужності двигуна
- Калькулятор ефективності двигуна: альтернативна формула
Мета мотора - змусити щось рухатися. Часто це щось вісь, обертальний рух якої може бути перетворений на поступальний рух, як у машині, або іншим чином використовувати для використання механічних робота (який має одиниці енергії).
The потужність (енергія на одиницю часу) для двигуна зазвичай надходить від електроенергії, кінцевим джерелом якої може бути вугільна установка, вітряк або банк сонячних батарей.
Прикладну фізику можна використовувати для визначення ККД двигуна, що є мірою частки енергії, вкладеної в механічну систему, що призводить до корисної роботи. Чим ефективніший мотор, тим менше витрачається енергія, як тепло, тертя і так далі, і тим більш кінцева економія коштів для власника бізнесу у виробничому сценарії.
Сила, енергія та робота
Енергія фізика приймає багато форм: кінетичну, потенційну, теплову, механічну, електричну тощо. Робота визначається як кількість енергії, витраченої на переміщення маси м через відстань х застосовуючи силу Ж. Робота в системі СІ (метрика) має одиниці ньютонометрів, або джоулів (Дж).
Потужність - енергія на одиницю часу. Ви можете витратити задану кількість джоулів, що перетинають парковку, але якщо ви проїдете відстань за 20 секунд, а не амбл і займете дві хвилини, ваш потужність буде відповідно вище на прикладі співу. Одиницею SI є Вт (Вт) або Дж / с.
Типові величини ККД двигуна
Ефективність - це просто вихідна (корисна) потужність, поділена на вхідну потужність, з різницею втрати через недосконалість конструкції та інші неминучість. Ефективність у цьому підсумку - це десяткова величина, яка змінюється від 0 до 1,0, а іноді і у відсотках.
Зазвичай, чим потужніший мотор, тим ефективнішим він буде. Ефективність 0,80 хороша для двигуна потужністю від 1 до 4 к.с., але нормально орієнтуватися на вище 0,90 для 5-сильних і більш потужних двигунів.
Формула ефективності електричних двигунів
Ефективність часто позначається грецькою літерою eta (η), і обчислюється за такою формулою:
η = frac {0.7457 × {hp} × {навантаження}} {P_i}Ось к.с. = моторні кінські сили, навантаження = Вихідна потужність у відсотках від номінальної потужності та Пi = вхідна потужність у кВт.
Приклад: Враховуючи двигун потужністю 75 к.с., виміряне навантаження 0,50 та вхідну потужність 70 кВт, яка ефективність двигуна?
початок {вирівняний} η & = frac {0.7457 ; {кВт / к.с.} × 75 ; {к.с.} × 0,50} {70 ; {кВт}} & = 0.40 кінець {вирівняний}Формула розрахунку потужності двигуна
Іноді вам дають ефективність в проблемі і просять вирішити іншу змінну, наприклад, вхідну потужність. У цьому випадку ви переставляєте рівняння за потребою.
Приклад: Враховуючи ефективність двигуна 0,85, навантаження 0,70 і 150-сильний двигун, яка вхідна потужність?
початок {вирівняно} η & = frac {0.7457 × {hp} × {навантаження}} {P_i} {Тому} ; P_i & = frac {0.7457 × {hp} × {навантаження }} {η} & = frac {0.7457 ; {кВт / к.с.} × 150 ; {к.с.} × 0.70} {0.85} & = 92.1 ; {кВт} кінець {вирівняно }Калькулятор ефективності двигуна: альтернативна формула
Іноді вам задаються такі параметри двигуна, як його крутний момент (сила, прикладена навколо осі обертання) та оберти його в хвилину (об / хв). Ви можете використовувати відносини η = По/Пi, де По - вихідна потужність, для визначення ефективності в таких випадках, оскільки Пi дається Я × Vабо напруга в поточному часі, тоді як По дорівнює моменту τ разів швидкість обертання ω. Швидкість обертання в радіанах за секунду задається по черзі ω = (2π) (об / хв) / 60.
Таким чином:
початок {вирівняно} η & = P_o / P_i & = frac {τ × 2π × {rpm} / 60} {I × V} & = frac {(π / 30) (τ × {rpm})} {I × V} кінець {вирівняний}