כיצד לחשב יעילות מוטורית

תוֹכֶן

• כוח, אנרגיה ועבודה
• ערכי יעילות מוטורית אופייניים
• נוסחת יעילות מוטורית חשמלית
• נוסחת חישוב כוח מוטורית
• מחשבון יעילות מוטורית: פורמולה חלופית

המטרה של מנוע היא לגרום למשהו לזוז. לעתים קרובות, שמשהו הוא ציר, שניתן להמיר את תנועתו הסיבובית לתנועת תרגול, כמו במכונית, או להשתמש בדרך אחרת לצורך ביצוע מכני עבודה (שיש לו יחידות אנרגיה).

ה כוח (אנרגיה לזמן יחידה) עבור המנוע מגיע בדרך כלל מחשמל, שהמקור האולטימטיבי שלו יכול להיות מפעל מונע פחם, טחנת רוח או גדה של תאים סולאריים.

ניתן להשתמש בפיזיקה יישומית כדי לקבוע יעילות מוטורית, שהיא מדד לשבריר האנרגיה שמכניסים למערכת מכנית שמביאה לעבודה שימושית. ככל שהמנוע יעיל יותר, כך פחות אנרגיה מבוזבזת כחום, חיכוך וכן הלאה, וחיסכון בעלויות אולטימטיבי לבעל עסק בתרחיש ייצור.

כוח, אנרגיה ועבודה

אנרגיה הוא שהפיזיקה לובשת צורות רבות: קינטית, פוטנציאלית, חום, מכנית, חשמלית ועוד. עבודה מוגדרת ככמות האנרגיה המוזזת בהנעת מסה M דרך מרחק איקס על ידי הפעלת כוח ו. לעבודה במערכת SI (מטרית) יש יחידות של מטר ניוטון, או ג'ול (J).

כוח היא אנרגיה לזמן יחידה. אתה יכול להוציא מספר נתון של ג'ואלים בחציית מגרש חניה, אבל אם אתה מכסה את המרחק ב 20 שניות במקום להעמיד ולוקח שתי דקות, תפוקת הכוח שלך גבוהה יותר בדוגמה לשיר. יחידת ה- SI היא וואטס (W), או J / s.

ערכי יעילות מוטורית אופייניים

יעילות היא פשוט כוח תפוקה (שימושי) מחולק בכוח קלט, כאשר ההבדל הוא הפסדים עקב פגמים בתכנון ובלתי נמנעים אחרים. היעילות במונח זה היא עשרונית המשתנה בין 0 ל- 1.0, או לפעמים אחוז.

לרוב, ככל שהמנוע חזק יותר, כך הוא צפוי להיות יעיל יותר. יעילות של 0.80 טובה למנוע 1 עד 4 כ"ס, אך זה נורמלי לכוון מעל 0.90 למנועים של 5 כ"ס וחזקים יותר.

נוסחת יעילות מוטורית חשמלית

יעילות נקוב לרוב על ידי האות היוונית eta (η) ומחושב באמצעות הנוסחה הבאה:

η = frac {0.7457 × {hp} × {load}} {P_i}

פה, hp = כוח סוס מנוע, עומס = כוח תפוקה כאחוז מההספק המדורג, ו ע_אני = כוח כניסה בקוט"ש.

דוגמא: בהינתן מנוע 75 כ"ס, עומס מדוד של 0.50 והספק כניסה של 70 קילוואט, מהי יעילות המנוע?

להתחיל {מיושר} η & = frac {0.7457 ; {kW / hp} × 75 ; {hp} × 0.50} {70 ; {kW}} & = 0.40 end {מתואם}

נוסחת חישוב כוח מוטורית

לפעמים נותנים לך את היעילות בבעיה ומתבקשים לפתור עבור משתנה אחר, כגון כוח הקלט. במקרה זה אתה מסדר מחדש את המשוואה לפי הצורך.

דוגמא: בהתחשב ביעילות המנוע של 0.85, עומס של 0.70 ומנוע 150 כ"ס, מהו כוח הכניסה?

להתחיל {מיושר} η & = frac {0.7457 × {hp} × {load}} {P_i} {לכן} ; P_i & = frac {0.7457 × {hp} × {load }} {η} & = frac {0.7457 ; {kW / hp} × 150 ; {hp} × 0.70} {0.85} & = 92.1 ; {kW} end {מיושר }

מחשבון יעילות מוטורית: פורמולה חלופית

לפעמים נותנים לך את הפרמטרים של מנוע, כמו מומנטו (הכוח המופעל על ציר סיבוב) וסיבוביו לדקה (סל"ד). אתה יכול להשתמש במערכת היחסים η = ע_o/ע_אני, איפה ע_o הוא כוח פלט, כדי לקבוע יעילות במקרים כאלה, מכיוון ע_אני ניתן ע"י אני × V, או מתח זמני זרם, ואילו ע_o שווה למומנט τ פעמים מהירות סיבוב ω. מהירות סיבוב ברדיאנים בשנייה ניתנת בתורו על ידי ω = (2π) (סל"ד) / 60.

כך:

להתחיל {מיושר} η & = P_o / P_i & = frac {τ × 2π × {rpm} / 60} {I × V} & = frac {(π / 30) (τ × {סל"ד})} {I × V} end {מתואם}