Cílem motoru je dostat něco do pohybu. Tím něčím je často náprava, jejíž rotační pohyb lze převést na translační pohyb, jako v automobilu, nebo jej lze jinak použít k mechanickémupráce(který má jednotky energie).
TheNapájení(energie za jednotku času) pro motor obvykle pochází z elektřiny, jejíž konečným zdrojem může být elektrárna na uhlí, větrný mlýn nebo banka solárních článků.
K určení lze použít aplikovanou fyzikuúčinnost motoru,což je míra zlomku energie vložené do mechanického systému, která vede k užitečné práci. Čím efektivnější je motor, tím méně energie zbytečné jako teplo, tření atd., A tím větší úspory nákladů pro majitele firmy ve scénáři výroby.
Síla, energie a práce
EnergieFyzika má mnoho podob: kinetickou, potenciální, tepelnou, mechanickou, elektrickou a další. Práce je definována jako množství energie vynaložené na pohyb hmotymna dálkuXpůsobením sílyF. Práce v systému SI (metrický) má jednotky Newton metrů, nebo Joules (J).
Napájeníje energie za jednotku času. Můžete projít daným počtem joulů přejíždějících parkoviště, ale pokud sprintujete a překonáte vzdálenost za 20 raději než dvě sekundy a trvat dvě minuty, je váš výkon při sprintu odpovídajícím způsobem vyšší příklad. Jednotkou SI je Watts (W) nebo J / s.
Typické hodnoty účinnosti motoru
Efektivnost je jednoduše výstupní (užitečný) výkon dělený vstupním výkonem, přičemž rozdílem jsou ztráty způsobené nedokonalostí designu a dalšími nevyhnutelnostmi. Účinnost je v tomto kontextu desetinná a pohybuje se od 0 do 1,0 nebo někdy v procentech.
Obvykle platí, že čím silnější je motor, tím efektivnější se očekává. Účinnost 0,80 je dobrá pro motor s výkonem 1 až 4 hp, ale je normální usilovat o hodnotu vyšší než 0,90 pro motory s výkonem 5 hp a výkonnější.
Vzorec účinnosti elektrického motoru
Účinnost je často označována řeckým písmenem eta (η) a vypočítá se podle následujícího vzorce:
η = \ frac {0,7457 × \ text {hp} × \ text {load}} {P_i}
Tady,hp= výkon motoru,zatížení= Výstupní výkon jako procento jmenovitého výkonu aPi= příkon v kW.
- Konstantní faktor 0,7457 se používá k převodu výkonu na kilowatty. Je to proto, že 1 hp = 745,7 W nebo 0,7457 kW.
Příklad: Vzhledem k motoru o výkonu 75 hp, naměřenému zatížení 0,50 a příkonu 70 kW, jaká je účinnost motoru?
\ begin {aligned} η & = \ frac {0,7457 \; \ text {kW / hp} × 75 \; \ text {hp} × 0,50} {70 \; \ text {kW}} \\ & = 0,40 \ end {zarovnaný}
Vzorec pro výpočet výkonu motoru
Někdy dostanete problém s účinností a budete požádáni o řešení jiné proměnné, například příkonu. V tomto případě podle potřeby uspořádejte rovnici.
Příklad:Vzhledem k účinnosti motoru 0,85, zatížení 0,70 a motoru o výkonu 150 hp, jaký je vstupní výkon?
\ begin {aligned} η & = \ frac {0,7457 × \ text {hp} × \ text {load}} {P_i} \\ \ text {Proto} \; 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 \; \ text {kW} \ end {zarovnáno}
Kalkulačka účinnosti motoru: Alternativní vzorec
Někdy dostanete parametry motoru, například jeho točivý moment (síla působící kolem osy otáčení) a jeho otáčky za minutu (ot / min). Můžete použít vztahη = PÓ/Pi, kdePÓ je výstupní výkon, v takových případech určit účinnost, protožePi darovánoJá × PROTI, nebo aktuální časy napětí, zatímcoPÓ se rovná točivému momentuτ krát rotační rychlostω. Rotační rychlost v radiánech za sekundu je dána postupněω= (2π) (ot./min) / 60.
Tím pádem:
\ begin {aligned} η & = P_o / P_i \\ & = \ frac {τ × 2π × \ text {rpm} / 60} {I × V} \\ & = \ frac {(π / 30) (τ × \ text {rpm})} {I × V} \\ \ end {zarovnáno}