Innhold
- Kraft, energi og arbeid
- Typiske motoreffektivitetsverdier
- Formel for elektrisk motoreffektivitet
- Beregningsformel for motoreffekt
- Motoreffektivitetskalkulator: alternativ formel
Målet med en motor er å få noe til å bevege seg. Ofte at noe er en aksel, hvis rotasjonsbevegelse kan konverteres til translasjonsbevegelse, som i en bil, eller på annen måte brukes til å gjøre mekaniske arbeid (som har energienheter).
De makt (energi per tidsenhet) for motoren kommer vanligvis fra elektrisitet, hvis endelige kilde kan være et kullkraftverk, en vindmølle eller en bank med solceller.
Brukt fysikk kan brukes til å bestemme motoreffektivitet, som er et mål på brøkdelen av energi som settes inn i et mekanisk system som resulterer i nyttig arbeid. Jo mer effektiv motor, desto mindre energi er bortkastet som varme, friksjon og så videre, og jo mer ultimate kostnadsbesparelser for en bedriftseier i et produksjonsscenario.
Kraft, energi og arbeid
Energi er fysikk har mange former: kinetisk, potensiell, varme, mekanisk, elektrisk og mer. Arbeid er definert som mengden energi som brukes til å flytte en masse m gjennom en avstand x ved å bruke en styrke F. Arbeid i SI (metrisk) system har enheter på Newton-meter, eller Joules (J).
Makt er energi per tidsenhet. Du kan bruke et gitt antall joule på kryss og tvers av en parkeringsplass, men hvis du og dekker avstanden på 20 sekunder i stedet for å kule og ta to minutter, er strømuttaket tilsvarende høyere i sing-eksemplet. SI-enheten er Watts (W) eller J / s.
Typiske motoreffektivitetsverdier
Effektivitet er ganske enkelt output (nyttig) kraft delt på inngangseffekt, med forskjellen tap som skyldes ufullkommenheter i design og andre uunngåelser. Effektiviteten i dette con er en desimal som varierer fra 0 til 1,0, eller noen ganger en prosentandel.
Vanligvis, jo kraftigere motor, desto mer effektiv forventes den å være. Effektiviteten på 0,80 er bra for en 1 til 4 hk motor, men det er normalt å sikte mot over 0,90 for 5 hk og kraftigere motorer.
Formel for elektrisk motoreffektivitet
Effektivitet er ofte betegnet med den greske bokstaven eta (η), og beregnes ved hjelp av følgende formel:
η = frac {0,7457 × {hp} × {load}} {P_i}Her, hp = motor hestekrefter, laste = Utgangseffekt i prosent av nominell effekt, og PJeg = inngangseffekt i kW.
Eksempel: Hva er motoreffektiviteten, gitt en 75-hk motor, en målt belastning på 0,50 og inngangseffekt på 70 kW?
begynne {justert} η & = frac {0.7457 ; {kW / hp} × 75 ; {hp} × 0.50} {70 ; {kW}} & = 0.40 end {align}Beregningsformel for motoreffekt
Noen ganger får du effektiviteten i et problem og blir bedt om å løse for en annen variabel, for eksempel inngangseffekten. I dette tilfellet omorganiserer du ligningen etter behov.
Eksempel: Gitt en motoreffektivitet på 0,85, en belastning på 0,70 og en 150 hk motor, hva er inngangseffekten?
begynne {justert} 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} end {justert }Motoreffektivitetskalkulator: alternativ formel
Noen ganger får du parametrene til en motor, for eksempel dreiemoment (kraft påført om en rotasjonsakse) og omdreininger per minutt (o / min). Du kan bruke forholdet η = Po/PJeg, hvor Po er utgangseffekt, for å bestemme effektiviteten i slike tilfeller, fordi PJeg er gitt av Jeg × V, eller strømtidsspenning, mens Po er lik dreiemoment τ ganger rotasjonshastighet ω. Rotasjonshastighet i radianer per sekund er gitt etter tur ω = (2π) (o / min) / 60.
Og dermed:
begynne {justert} η & = P_o / P_i & = frac {τ × 2π × {rpm} / 60} {I × V} & = frac {(π / 30) (τ × {rpm})} {I × V} slutten {justert}