Cum se calculează puterea de ieșire

Acest articol descrie cum se calculează puterea de putere sau puterea watts, semnificația termenilor și importanța acestora.

paşi

Revedeți conceptele de bază. Termenul "putere" indică schimbarea muncii în unitatea de timp. Lucrarea în schimb este termenul utilizat pentru a măsura eficiența unei forțe aplicate în timpul deplasării unui obiect inert sau depășirea unor obstacole sau rezistență sau exercitată asupra o anumită distanță.

Punctul important este că, pentru a exercita "de lucru", o forță trebuie să acționeze la o anumită distanță. Ca un exemplu, ia în considerare forța unei elice de aproximativ 150 kg, care se deplasează o barcă pe apă pentru o distanță de 24 m: activitatea desfășurată este FORȚA x DISTANȚĂ = 150 X 24 = 3600 "m-kg". Am putea spune că elicea a făcut 3600 m-kg de muncă.
Luați în considerare timpul necesar deplasării navei peste distanța respectivă. Să presupunem că nava sa deplasat cu o viteză de 6 m / sec (m / sec). Pentru a acoperi o distanță de 24 m, ar dura 24/6 = 4 secunde. Prin urmare, elicea navei a făcut 3600 m-kg de lucru în 4 secunde. Puterea a fost exercitată la viteza de 3600/4 = 900 m-kg pe secundă (m-kg / sec).
Înțelegeți implicațiile istorice ale măsurării temporale. În momentul în care motoarele pe benzină nu existau încă și puterea de abur a fost folosită pentru a conduce primele trenuri și nave (primul vas cu aburi a fost HMS Marea Britanie a cărui voiaj inaugural a avut loc în 1846: a fost echipat cu șaiba cu șase lilieci, care părea o moară de vânt), caii au efectuat multe și variate tipuri de muncă. Prin urmare, este logic ca oamenii să măsoare cantitatea de muncă pe care calul a reușit să o îndeplinească de-a lungul timpului. După o serie de măsurători, a fost stabilită valoarea de 76 m-kg / sec ca viteză standard în efectuarea unui loc de muncă pentru un cal în stare bună. Apoi a devenit faimos "cal de aburi". Cele 76 m-kg / sec au devenit cal de aburi (hp). Acest lucru este valabil și astăzi.
O altă unitate de măsurare a puterii universale, limitată în general la electronică și la instrumente electronice și bazată pe sistemul metric (metri-kilogram-secundă), este "watt". În cazul în care o forță de newtoni operează pe o distanță de un metru, apoi a fost efectuat un jouli work- dacă pentru a efectua un joule de muncă durează o secundă, atunci consumul de energie va fi un watt. Deci, un watt este egal cu un joulu pe secundă.

Luați în considerare nevoile industriale ale zilelor noastre. În majoritatea cazurilor, în domeniul industrial, avem de-a face cu mașini care efectuează mișcări rotative, mai degrabă decât deplasări liniare, cum ar fi cele efectuate de un cal care a tras o grapă în anii patruzeci. Este evident că este necesar să se calculeze puterea de ieșire a motoarelor electrice, a motoarelor cu aburi, a turbinelor, a dieselilor etc. Astfel ajungem la conceptul de moment.

Momentul este o măsură a tendinței de a răsuci sau de a răsuci ceva sau de a da o mișcare rotativă în raport cu o anumită axă. Dacă acționați un mâner cu o manetă de 0,15 m și cu o forță de 10 kg, atunci aplicați un moment de 0,15 x 10 = 1,5 kg-m.

Acesta este tocmai esența chestiunii care poate provoca confuzie. Pentru a calcula lucrul liniar pe o linie dreaptă, ați înmulțit forța deplasării. Și aici forța este înmulțită în aceeași unitate pentru o distanță, numai în acest caz distanța este "brațul pârghiei"- rezultă că, chiar dacă creați un moment, presupunând că ceva se transformă, nu a existat o schimbare și, prin urmare, lucrarea este nulă.

Munca și timpul, deși par să aibă aceleași unități de măsură, în realitate sunt foarte diferite. Atâta timp cât momentul nu produce o rotație efectivă, nu se face nici o lucrare și, prin urmare, nu se consumă nici o putere.

Lucrarea este măsurată în m-kg, iar momentul în kg-m pentru a le menține distinct.

Măsurați lucrarea când există o mișcare rotativă sau "deplasare". Să presupunem că pârghia este fixată rigid la capătul axului osie și că mâna ta, aplicând o forță de 10 kg ca mai sus, face o deplasare de 0,6 m de-a lungul cercului descris de pârghia de 1,5 m- În consecință, lucrarea efectuată, la fel ca în cazul unei linii drepte, este egală cu forța înmulțită cu deplasarea, adică 10 X 0,6 = 6 m-kg. Să presupunem că înmulțiți și împărțiți această cifră cu lungimea pârghiei în același timp "brațul pârghiei" 1,5 m. Evident, acest lucru nu schimbă rezultatul. Puteți scrie apoi:

Munca = 1.5 X 10 X 0.6 / 1.5 și veți obține în continuare 6 m-kg, dar ceea ce este 1.5 X 10? Tocmai am văzut că acesta este momentul.

Ce este? "0.6 / 1.5"? Deplasarea de 0,6 m împărțită de brațul pârghiei indică cât de mult a fost rotit axa exprimată în unități unghiulare numite radiani. Un radiant, universal folosit în fizică și inginerie, este definit ca un unghi format din două raze ale unui cerc, astfel încât punctele în care cele două raze intersectează circumferința sunt separate de lungimea razei cercului. Aceasta este aproximativ egală cu 57 de grade - în mod alternativ, unghiul format în centrul cercului de un arc pe circumferință este egal cu raza cercului.

Deci, puteți spune că lucrarea efectuată într-un moment care produce o deplasare a radianelor (Theta) este egală cu momentul (L)

înmulțită cu deplasarea prin rotație sau

locul de muncă = L X theta în m-kg

Rețineți că sunteți mai interesat de calul rotativ de aburi al mașinilor și motoarelor sau de viteza în efectuarea lucrărilor de rotație. Acesta va spune apoi:

puterea rotativă = momentul X deplasare unghiulară (radiani) / timp (sec)

În fizică, viteza unghiulară este exprimată în radiani pe secundă, dar veți vedea întotdeauna că motoarele de mașini, avioane sau nave sunt întotdeauna indicate cu r.p.m. Prin urmare, va trebui să ne convertim.

O revoluție pe minut (rpm) = 60 rev / secundă = 60 rps, dar o revoluție pe secundă = 2 x mai multe radiani pe secundă.

Rezultă că puterea în m-kg pe secundă a unui dispozitiv rotativ care produce un moment, L, și care rulează la rpm, va fi

Putere = S / 60 X (2 pi) X L în m-kg / sec. După cum sa menționat mai devreme, pentru ao transforma într-o cotă, va trebui să o împărțiți cu 550, sau

Puterea motorului = (2 pi) / 33.000 XLXS, unde L este momentul măsurat în m-kg (de obicei conform măsurătorilor cu o frână Prony) și S este viteza de rotație în rpm, măsurată cu ajutorul contoarelor , lumină strobe, laser, etc. În acest fel, curbele de performanță ale motoarelor de mașini și motociclete pot fi reprezentate ca un impuls în raport cu r.p.m și puterea cu privire la viteza în rpm. Din aceste grafice, inginerii de automobile pot determina punctul optim de performanță.

Distribuiți pe rețelele sociale:

înrudit