Målet med en motor är att få något att röra sig. Ofta är att något är en axel, vars rotationsrörelse kan omvandlas till translationell rörelse, som i en bil, eller på annat sätt användas för att göra mekaniskaarbete(som har enheter av energi).
Dekraft(energi per tidsenhet) för motorn kommer vanligtvis från el, vars ultimata källa kan vara en koldriven anläggning, en väderkvarn eller en solcellbank.
Tillämpad fysik kan användas för att bestämmamotoreffektivitet,vilket är ett mått på den andel energi som läggs i ett mekaniskt system som resulterar i användbart arbete. Ju effektivare motorn desto mindre energi slösas bort som värme, friktion och så vidare, och desto mer kostnadsbesparingar för en företagsägare i ett tillverkningsscenario.
Kraft, energi och arbete
Energiär fysik tar många former: kinetisk, potential, värme, mekanisk, elektrisk och mer. Arbete definieras som mängden energi som används för att flytta en massamgenom ett avståndxgenom att tillämpa en kraftF. Arbetet i SI-systemet (metriska) har enheter Newton-meter eller Joule (J).
Kraftär energi per tidsenhet. Du kan spendera ett visst antal joule över en parkeringsplats, men om du sprintar och täcker avståndet i 20 sekunder snarare än att gå och ta två minuter, är din effekt motsvarande högre i sprinten exempel. SI-enheten är Watt (W) eller J / s.
Typiska motoreffektivitetsvärden
Effektivitet är helt enkelt uteffekt (användbar) effekt dividerad med ingångseffekt, varvid skillnaden är förluster på grund av brister i design och andra oundvikligheter. Effektivitet i detta sammanhang är ett decimal som varierar från 0 till 1,0, eller ibland i procent.
Ju mer kraftfull motorn är, desto effektivare förväntas den vara. En effektivitet på 0,80 är bra för en 1 till 4 hk motor, men det är normalt att sikta över 0,90 för 5-hk och mer kraftfulla motorer.
Elektrisk motoreffektivitetsformel
Effektivitet betecknas ofta med den grekiska bokstaven eta (ηoch beräknas med hjälp av följande formel:
η = \ frac {0.7457 × \ text {hp} × \ text {load}} {P_i}
Här,hp= motorhästkrafter,ladda= Uteffekt i procent av märkeffekt, ochPi= ingångseffekt i kW.
- Den konstanta faktorn 0,7457 används för att omvandla hästkrafter till kilowatt. Detta beror på att 1 hk = 745,7 W, eller 0,7457 kW.
Exempel: Med tanke på en 75 hk motor, en uppmätt belastning på 0,50 och ingångseffekt på 70 kW, vad är motorns effektivitet?
\ börja {justerad} η & = \ frac {0.7457 \; \ text {kW / hp} × 75 \; \ text {hp} × 0,50} {70 \; \ text {kW}} \\ & = 0,40 \ slut {Justerat}
Formel för beräkning av motoreffekt
Ibland får du effektiviteten i ett problem och blir ombedd att lösa en annan variabel, t.ex. ingångseffekten. I det här fallet ordnar du om ekvationen efter behov.
Exempel:Med en motoreffektivitet på 0,85, en belastning på 0,70 och en 150 hk motor, vad är ingångseffekten?
\ begin {align} η & = \ frac {0.7457 × \ text {hp} × \ text {load}} {P_i} \\ \ text {Därför} \; 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} \ slut {justerad}
Motoreffektivitetsräknare: Alternativ formel
Ibland får du parametrarna för en motor, såsom dess vridmoment (kraft som appliceras runt en rotationsaxel) och dess varv per minut (rpm). Du kan använda relationenη = Po/Pi, varPo är uteffekt, för att bestämma effektiviteten i sådana fall, eftersomPi ges avJag × V, eller strömtider spänning, medanPo är lika med vridmomentτ gånger rotationshastighetω. Rotationshastighet i radianer per sekund ges i tur och ordning avω= (2π) (rpm) / 60.
Således:
\ börja {justerad} η & = P_o / P_i \\ & = \ frac {τ × 2π × \ text {rpm} / 60} {I × V} \\ & = \ frac {(π / 30) (τ × \ text {rpm})} {I × V} \\ \ end {align}
