Indhold
- Kraft, energi og arbejde
- Typiske motoreffektivitetsværdier
- Formel for elektrisk motoreffektivitet
- Beregningsformel for motoreffekt
- Motoreffektivitetskalkulator: Alternativ formel
Målet med en motor er at få noget til at bevæge sig. At noget er en aksel, hvis rotationsbevægelse kan konverteres til translationel bevægelse, som i en bil, eller på anden måde bruges til at udføre mekanisk arbejde (som har energienheder).
Det strøm (energi pr. enhedstid) til motoren stammer normalt fra elektricitet, hvis ultimative kilde kan være et kulkraftanlæg, en vindmølle eller en bank med solceller.
Anvendt fysik kan bruges til at bestemme motoreffektivitet hvilket er et mål for den brøkdel af energi, der er lagt i et mekanisk system, der resulterer i nyttigt arbejde. Jo mere effektiv motoren er, desto mindre energi spildes som varme, friktion og så videre, og jo mere ultimative omkostningsbesparelser for en virksomhedsejer i et fremstillingsscenarie.
Kraft, energi og arbejde
Energi er fysik har mange former: kinetisk, potentiale, varme, mekanisk, elektrisk og mere. Arbejde defineres som den mængde energi, der bruges til at bevæge en masse m gennem en afstand x ved at anvende en styrke F. Arbejde i SI (metrisk) -systemet har enheder på Newton-meter eller Joules (J).
Strøm er energi pr. enhedstid. Du bruger muligvis et givet antal joules på tværs af en parkeringsplads, men hvis du og dækker afstanden på 20 sekunder i stedet for amble og tager to minutter, er din effekt output tilsvarende højere i sing-eksemplet. SI-enheden er Watts (W) eller J / s.
Typiske motoreffektivitetsværdier
Effektivitet er simpelthen output (nyttig) effekt divideret med input power, hvor forskellen er tab på grund af ufuldkommenheder i design og andre uundgåeligheder. Effektiviteten i dette forhold er en decimal, der varierer fra 0 til 1,0, eller nogle gange en procentdel.
Normalt, jo mere kraftfuld motoren er, desto mere effektiv forventes den at være. En effektivitet på 0,80 er god for en 1 til 4 hk motor, men det er normalt at sigte mod over 0,90 for 5 hk og mere kraftfulde motorer.
Formel for elektrisk motoreffektivitet
Effektivitet betegnes ofte med det græske bogstav eta (η), og beregnes ved hjælp af følgende formel:
η = frac {0,7457 × {hp} × {load}} {P_i}
Her, hp = motor hestekræfter belastning = Output power i procent af nominel effekt, og Pjeg = indgangseffekt i kW.
Eksempel: Givet en motor på 75 hk, en målt belastning på 0,50 og indgangseffekt på 70 kW, hvad er motoreffektiviteten?
begynde {justeret} η & = frac {0.7457 ; {kW / hp} × 75 ; {hp} × 0.50} {70 ; {kW}} & = 0.40 end {align}Beregningsformel for motoreffekt
Nogle gange får du effektiviteten i et problem og bliver bedt om at løse for en anden variabel, f.eks. Indgangseffekten. I dette tilfælde omarrangerer du ligningen efter behov.
Eksempel: I betragtning af en motoreffektivitet på 0,85, en belastning på 0,70 og en 150 hk motor, hvad er indgangseffekten?
begynde {justeret} η & = frac {0.7457 × {hp} × {load}} {P_i} {Derfor} ; P_i & = frac {0.7457 × {hp} × {load }} {η} & = frac {0.7457 ; {kW / hp} × 150 ; {hp} × 0.70} {0.85} & = 92.1 ; {kW} ende {justeret }Motoreffektivitetskalkulator: Alternativ formel
Nogle gange får du parametrene for en motor, såsom dets drejningsmoment (kraft, der udøves omkring en rotationsakse) og dens omdrejninger pr. Minut (o / min). Du kan bruge forholdet η = Po/Pjeg, hvor Po er udgangseffekt, for at bestemme effektiviteten i sådanne tilfælde, fordi Pjeg er givet af jeg × V, eller strømtidsspænding, hvorimod Po er lig med drejningsmoment τ gange rotationshastighed ω. Rotationshastighed i radianer pr. Sekund er angivet efter tur ω = (2π) (o / min) / 60.
Dermed:
begynde {justeret} η & = P_o / P_i & = frac {τ × 2π × {rpm} / 60} {I × V} & = frac {(π / 30) (τ × {o / min})} {I × V} ende {justeret}