Целта на мотора е да накара нещо да се движи. Често това нещо е ос, чието въртеливо движение може да се превърне в транслационно движение, като в автомобил, или по друг начин да се използва за извършване на механичниработа(който има единици енергия).
Theмощност(енергия за единица време) за мотора обикновено идва от електричество, чийто краен източник може да бъде централа, работеща на въглища, вятърна мелница или банка слънчеви клетки.
За определяне може да се използва приложна физикаефективност на двигателя,което е мярка за частта от енергията, вложена в механична система, която води до полезна работа. Колкото по-ефективен е двигателят, толкова по-малко енергия се губи като топлина, триене и така нататък и толкова по-големи спестявания на разходи за собственика на бизнес в производствен сценарий.
Мощност, енергия и работа
Енергияе физиката приема много форми: кинетична, потенциална, топлинна, механична, електрическа и др. Работата се определя като количеството енергия, изразходвано за преместване на маса
Мощносте енергия за единица време. Може да похарчите определен брой джаули, пресичайки паркинг, но ако спринтирате и изминете разстоянието за 20 секунди, вместо да се разхождате и отнема две минути, вашата мощност е съответно по-висока при спринта пример. SI единицата е Watts (W) или J / s.
Типични стойности на моторната ефективност
Ефективността е просто изходна (полезна) мощност, разделена на входна мощност, като разликата са загуби поради несъвършенства в дизайна и други неизбежности. Ефективността в този контекст е десетична запетая, варираща от 0 до 1,0 или понякога процент.
Обикновено, колкото по-мощен е двигателят, толкова по-ефективен е той да бъде. Ефективност от 0,80 е добра за двигател с мощност от 1 до 4 к.с., но е нормално да се цели над 0,90 за двигатели с 5 к.с. и по-мощни.
Формула за ефективност на електродвигателя
Ефективността често се обозначава с гръцката буква eta (η) и се изчислява по следната формула:
η = \ frac {0.7457 × \ text {hp} × \ text {load}} {P_i}
Тук,к.с.= моторни конски сили,натоварване= Изходна мощност като процент от номиналната мощност иPi= входна мощност в kW.
- Постоянният коефициент 0,7457 се използва за преобразуване на конски сили в киловати. Това е така, защото 1 к.с. = 745,7 W или 0,7457 kW.
Пример: Като се има предвид двигател със 75 к.с., измерено натоварване от 0,50 и входна мощност от 70 kW, каква е ефективността на двигателя?
\ начало {подравнено} η & = \ frac {0,7457 \; \ текст {kW / кс} × 75 \; \ текст {кс} × 0,50} {70 \; \ текст {kW}} \\ & = 0,40 \ край {подравнено}
Формула за изчисляване на мощността на двигателя
Понякога получавате ефективност в даден проблем и искате да решите различна променлива, като например входната мощност. В този случай пренареждате уравнението според нуждите.
Пример:При ефективност на двигателя от 0,85, товар от 0,70 и двигател със 150 к.с., каква е входната мощност?
\ начало {подравнено} η & = \ frac {0,7457 × \ текст {hp} × \ текст {товар}} {P_i} \\ \ text {Следователно} \; P_i & = \ frac {0,7457 × \ text {hp} × \ text {load}} {η} \\ & = \ frac {0.7457 \; \ text {kW / hp} × 150 \; \ text {hp} × 0.70} {0.85} \\ & = 92,1 \; \ текст {kW} \ end {подравнено}
Калкулатор за ефективност на двигателя: Алтернативна формула
Понякога ви се дават параметрите на мотора, като неговия въртящ момент (сила, приложена около оста на въртене) и оборотите му в минута (об / мин). Можете да използвате връзкатаη = Po/Pi, къдетоPo е изходна мощност, за да се определи ефективността в такива случаи, тъй катоPi се дава отАз × V, или ток по напрежение, докатоPo е равно на въртящия моментτ по скорост на въртенеω. Скоростта на въртене в радиани в секунда се дава на свой ред отω= (2π) (rpm) / 60.
Поради това:
\ начало {подравнено} η & = P_o / P_i \\ & = \ frac {τ × 2π × \ text {rpm} / 60} {I × V} \\ & = \ frac {(π / 30) (τ × \ text {rpm})} {I × V} \\ \ край {подравнено}