Innehåll
- Kraft, energi och arbete
- Typiska motoreffektivitetsvärden
- Formel för elektrisk motoreffektivitet
- Beräkningsformel för motoreffekt
- Motoreffektivitetskalkylator: alternativ formel
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 mekaniska arbete (som har energienheter).
De kraft (energi per tidsenhet) för motorn kommer vanligtvis från elektricitet, vars ultimata källa kan vara en kolkraftverk, en väderkvarn eller en bank med solceller.
Tillämpad fysik kan användas för att bestämma motoreffektivitet, vilket är ett mått på den bråkdel av energi som läggs in i ett mekaniskt system som resulterar i användbart arbete. Ju effektivare motorn, desto mindre energi slösas bort med värme, friktion och så vidare, och desto mer ultimata kostnadsbesparingar för en företagare i ett tillverkningsscenario.
Kraft, energi och arbete
Energi är fysik tar många former: kinetisk, potential, värme, mekanisk, elektrisk och mer. Arbetet definieras som den mängd energi som spenderas för att flytta en massa m genom ett avstånd x genom att tillämpa en kraft F. Arbetet i SI-systemet (metriska) har enheter av Newton-meter eller Joules (J).
Kraft är energi per tidsenhet. Du kan spendera ett visst antal joule som korsar en parkeringsplats, men om du sänder och täcker avståndet på 20 sekunder snarare än amble och tar två minuter är din effekt motsvarande högre i sing-exemplet. SI-enheten är Watts (W) eller J / s.
Typiska motoreffektivitetsvärden
Effektivitet är helt enkelt uteffekt (användbar) effekt dividerat med ingångseffekt, med skillnaden är förluster på grund av brister i konstruktionen och andra oundvikligheter. Effektiviteten i denna con är en decimal som varierar från 0 till 1,0, eller ibland en procentandel.
Vanligtvis, desto kraftigare motor, desto effektivare förväntas den vara. En verkningsgrad på 0,80 är bra för en 1 till 4 hk motor, men det är normalt att sträva efter över 0,90 för 5 hk och kraftigare motorer.
Formel för elektrisk motoreffektivitet
Effektivitet betecknas ofta med den grekiska bokstaven eta (η) och beräknas med hjälp av följande formel:
η = frac {0.7457 × {hp} × {load}} {P_i}Här, hk = motor hästkrafter, ladda = Utgångseffekt i procent av nominell effekt, och Pjag = ingångseffekt i kW.
Exempel: Med tanke på en 75-hk motor, en uppmätt belastning på 0,50 och ingångseffekt 70 kW, vad är motoreffektiviteten?
börja {inriktad} η & = frac {0.7457 ; {kW / hp} × 75 ; {hp} × 0,50} {70 ; {kW}} & = 0,40 slut {inpassad}Beräkningsformel för motoreffekt
Ibland får du effektiviteten i ett problem och uppmanas att lösa för en annan variabel, till exempel ingångseffekten. I det här fallet omarrangerar du ekvationen efter behov.
Exempel: Med tanke på en motoreffektivitet på 0,85, en belastning på 0,70 och en 150 hk motor, vad är ingångseffekten?
börja {inriktat} η & = frac {0.7457 × {hp} × {load}} {P_i} {Därför} ; P_i & = frac {0.7457 × {hp} × {load }} {η} & = frac {0.7457 ; {kW / hp} × 150 ; {hp} × 0.70} {0.85} & = 92.1 ; {kW} end {inriktad }Motoreffektivitetskalkylator: alternativ formel
Ibland får du parametrarna för en motor, till exempel dess vridmoment (kraft applicerad kring en rotationsaxel) och dess varv per minut (varv / minut). Du kan använda förhållandet η = Po/Pjag, var Po är utgångseffekt, för att bestämma effektiviteten i sådana fall, eftersom Pjag ges av jag × V, eller strömtidsspänning, medan Po är lika med vridmoment τ gånger rotationshastigheten ω. Rotationshastighet i radianer per sekund ges i tur och ordning ω = (2π) (rpm) / 60.
Således:
börja {inriktad} η & = P_o / P_i & = frac {τ × 2π × {rpm} / 60} {I × V} & = frac {(π / 30) (τ × {rpm})} {I × V} end {inriktad}