Contenuto
- Potenza, energia e lavoro
- Valori tipici di efficienza del motore
- Formula di efficienza del motore elettrico
- Formula di calcolo della potenza del motore
- Calcolatore di efficienza del motore: formula alternativa
L'obiettivo di un motore è ottenere qualcosa da spostare. Spesso, quel qualcosa è un asse, il cui movimento di rotazione può essere convertito in movimento traslazionale, come in un'automobile, o utilizzato in altro modo per fare lavoro (che ha unità di energia).
Il energia (energia per unità di tempo) per il motore di solito proviene dall'elettricità, la cui fonte finale potrebbe essere una centrale a carbone, un mulino a vento o una banca di celle solari.
La fisica applicata può essere utilizzata per determinare efficienza del motore, che è una misura della frazione di energia messa in un sistema meccanico che risulta utile. Quanto più efficiente è il motore, tanto meno energia viene sprecata in termini di calore, attrito e così via e maggiore è il risparmio sui costi per un imprenditore in uno scenario di produzione.
Potenza, energia e lavoro
Energia la fisica assume molte forme: cinetica, potenziale, termica, meccanica, elettrica e altro ancora. Il lavoro è definito come la quantità di energia spesa per spostare una massa m attraverso una distanza X applicando una forza F. Il lavoro nel sistema SI (sistema metrico) ha unità di Newton-metri o Joules (J).
Energia è energia per unità di tempo. Potresti spendere un determinato numero di joule che attraversano un parcheggio, ma se copri la distanza in 20 secondi anziché in ambedue e impieghi due minuti, la tua potenza è corrispondentemente più alta nell'esempio di sing. L'unità SI è Watts (W) o J / s.
Valori tipici di efficienza del motore
L'efficienza è semplicemente la potenza di uscita (utile) divisa per la potenza di ingresso, con la differenza che sono le perdite dovute a imperfezioni nella progettazione e altre inevitabilità. L'efficienza in questo con è un decimale che varia da 0 a 1,0, o talvolta una percentuale.
Di solito, più potente è il motore, più efficiente dovrebbe essere. Un'efficienza di 0,80 è buona per un motore da 1 a 4 CV, ma è normale puntare sopra 0,90 per motori da 5 CV e più potenti.
Formula di efficienza del motore elettrico
L'efficienza è spesso indicata dalla lettera greca eta (η) e viene calcolato utilizzando la seguente formula:
η = frac {0.7457 × {hp} × {load}} {P_i}Qui, CV = potenza del motore, caricare = Potenza di uscita in percentuale della potenza nominale e Pio = potenza assorbita in kW.
Esempio: Dato un motore da 75 CV, un carico misurato di 0,50 e una potenza in ingresso di 70 kW, qual è l'efficienza del motore?
begin {align} η & = frac {0.7457 ; {kW / hp} × 75 ; {hp} × 0,50} {70 ; {kW}} & = 0,40 end {allineato}Formula di calcolo della potenza del motore
A volte ti viene data l'efficienza di un problema e ti viene chiesto di risolvere una variabile diversa, come la potenza in ingresso. In questo caso, riorganizzare l'equazione secondo necessità.
Esempio: Data un'efficienza del motore di 0,85, un carico di 0,70 e un motore da 150 CV, qual è la potenza in ingresso?
begin {align} η & = frac {0.7457 × {hp} × {load}} {P_i} {Pertanto} ; P_i & = frac {0.7457 × {hp} × {load }} {η} & = frac {0.7457 ; {kW / hp} × 150 ; {hp} × 0.70} {0.85} & = 92.1 ; {kW} end {allineato }Calcolatore di efficienza del motore: formula alternativa
A volte ti vengono dati i parametri di un motore, come la sua coppia (forza applicata attorno ad un asse di rotazione) e i suoi giri al minuto (rpm). Puoi usare la relazione η = Po/Pio, dove Po è la potenza di uscita, per determinare l'efficienza in tali casi, perché Pio è dato da io × V, o la corrente per la tensione, mentre Po è uguale alla coppia τ volte la velocità di rotazione ω. A sua volta viene data la velocità di rotazione in radianti al secondo ω = (2π) (rpm) / 60.
così:
begin {align} η & = P_o / P_i & = frac {τ × 2π × {rpm} / 60} {I × V} & = frac {(π / 30) (τ × {rpm})} {I × V} end {allineato}