Scopul unui motor este de a obține ceva care să se miște. Adesea, acel ceva este o axă, a cărei mișcare de rotație poate fi transformată în mișcare de translație, ca într-o mașină, sau poate fi folosită în alt mod pentru a face mecanicămuncă(care are unități de energie).
putere(energia pe unitate de timp) pentru motor provine de obicei din electricitate, a cărei sursă finală ar putea fi o centrală alimentată cu cărbune, o moară de vânt sau o bancă de celule solare.
Fizica aplicată poate fi utilizată pentru a determinaeficiența motorului,care este o măsură a fracției de energie pusă într-un sistem mecanic care are ca rezultat o muncă utilă. Cu cât motorul este mai eficient, cu atât este mai puțină energie irosită ca căldură, frecare și așa mai departe și cu atât mai multe economii finale pentru proprietarul unei companii într-un scenariu de fabricație.
Puterea, energia și munca
Energiefizica ia mai multe forme: cinetică, potențială, termică, mecanică, electrică și multe altele. Munca este definită ca cantitatea de energie consumată în mișcarea unei mase
mprintr-o distanțăXprin aplicarea unei forțeF. Lucrul în sistemul SI (metric) are unități de Newton-metri sau Jouli (J).Putereeste energie pe unitate de timp. S-ar putea să cheltuiți un anumit număr de jouli traversând o parcare, dar dacă sprintiți și parcurgeți distanța în 20 câteva secunde, mai degrabă decât să parcurgă și să ia două minute, puterea dvs. este în mod corespunzător mai mare în sprint exemplu. Unitatea SI este W (W) sau J / s.
Valori tipice de eficiență motorie
Eficiența este pur și simplu puterea de ieșire (utilă) împărțită la puterea de intrare, diferența fiind pierderile datorate imperfecțiunilor de proiectare și a altor inevitabilități. Eficiența în acest context este o zecimală care variază de la 0 la 1,0 sau, uneori, un procent.
De obicei, cu cât motorul este mai puternic, cu atât este de așteptat să fie mai eficient. O eficiență de 0,80 este bună pentru un motor de 1 până la 4 CP, dar este normal să țintești peste 0.90 pentru motoarele de 5 CP și mai puternice.
Formula de eficiență a motorului electric
Eficiența este adesea notată de litera greacă eta (η), și se calculează utilizând următoarea formulă:
η = \ frac {0.7457 × \ text {hp} × \ text {load}} {P_i}
Aici,hp= puterea motorului,sarcină= Puterea de ieșire ca procent din puterea nominală șiPeu= puterea de intrare în kW.
- Factorul constant 0.7457 este utilizat pentru a converti cai putere în kilowați. Acest lucru se datorează faptului că 1 CP = 745,7 W, sau 0,7457 kW.
Exemplu: Având în vedere un motor de 75 CP, o sarcină măsurată de 0,50 și o putere de intrare de 70 kW, care este eficiența motorului?
\ begin {align} η & = \ frac {0.7457 \; \ text {kW / hp} × 75 \; \ text {hp} × 0.50} {70 \; \ text {kW}} \\ & = 0.40 \ end {aliniat}
Formula de calcul a puterii motorului
Uneori vi se oferă eficiența într-o problemă și vi se cere să rezolvați o altă variabilă, cum ar fi puterea de intrare. În acest caz, rearanjați ecuația după cum este necesar.
Exemplu:Având în vedere o eficiență a motorului de 0,85, o sarcină de 0,70 și un motor de 150 CP, care este puterea de intrare?
\ begin {align} η & = \ frac {0.7457 × \ text {hp} × \ text {load}} {P_i} \\ \ text {Prin urmare} \; 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 {align}
Calculator de eficiență a motorului: Formula alternativă
Uneori vi se dau parametrii unui motor, cum ar fi cuplul (forța aplicată în jurul unei axe de rotație) și rotațiile sale pe minut (rpm). Puteți folosi relațiaη = Po/Peu, UndePo este puterea de ieșire, pentru a determina eficiența în astfel de cazuri, deoarecePeu este dat deEu × V, sau tensiunea curentului, în timp cePo este egal cu cuplulτ ori viteza de rotațieω. Viteza de rotație în radiani pe secundă este dată pe rând deω= (2π) (rpm) / 60.
Prin urmare:
\ begin {align} η & = P_o / P_i \\ & = \ frac {τ × 2π × \ text {rpm} / 60} {I × V} \\ & = \ frac {(π / 30) (τ × \ text {rpm})} {I × V} \\ \ end {align}
