Kako izračunati snagu u konjskim snagama ili vatima, što ti izrazi znače i zašto su ti izrazi važni.
Korak
Korak 1. Pregledajte osnove
Riječ snaga definira se kao vremenski interval za obavljanje posla. U međuvremenu, rad je stari pojam za mjerenje učinkovitosti primijenjene sile pri pomicanju inertnog objekta ili suočavanju s preprekom ili drugom preprekom i prelasku udaljenosti.
- Ovdje se radi o tome da sila da bi mogla "raditi" mora prijeći udaljenost. Na primjer, ako propeler sa silom od 300 N pomiče brod u vodi 80 m, tada je rad SILA x DALJINA = 300 x 80 = 24.000 "Nm/džul" --- pa se može reći da je elisa propeler je obavio 24.000 džula posla.
- Razmislite o vremenu koje je potrebno za pomicanje broda na tu udaljenost. Pretpostavimo da brod putuje ovom udaljenošću brzinom od 20 m u sekundi (m/s). Za prelazak udaljenosti od 80 m, brodu je potrebno 80/20 = 4 sekunde. Dakle, brodski propeler obavi 24.000 džula posla u 4 sekunde, pa se snaga primjenjuje brzinom od 24.000/4 = 6.000 džula u sekundi (d/s).
-
Shvatite povijesnu pozadinu vremena. Još u dane prije nego su se benzinski motori i parna energija koristili za pogon prvih vlakova i brodova (prvi brod koji je koristio propeler bio je HMS Britanija čije se prvo putovanje dogodilo 1846. godine i koristilo je jedan propeler sa 6 lopatica, koji izgleda kao vjetrenjača)), konji obavljaju vrlo naporan i raznolik posao. Jedinstveno, ljudi mjere koliko napora konj može uložiti i izračunaju vrijeme. Nakon što su tražili prosjek brojnih pokusa, odlučili su se za 746 J/s kao standardnu brzinu rada zdravog konja. Kasnije je ovaj standard postao poznat kao "konjske snage". 746 džula u sekundi u jednu konjsku snagu (KS). To vrijedi i danas.
746 X 60 = 44,760 džula u minuti, što je jednako: jednoj KS
- Još jedna univerzalna jedinica snage, koja je sada općenito ograničena na elektroničku i električnu opremu i temelji se na metričkom sustavu MKS (metar-kilogram-sekunda/sekunda), je "vat". Ako jedan Newton sile prijeđe udaljenost od jednog metra, tada je obavljen jedan džul rada; ako sili treba jedna sekunda da obavi jedan džul ovog posla, tada je potrošnja energije jedan vat. Dakle, jedan vat je jedan džul u sekundi.
Korak 2. Razmotrite industriju kojoj je ovo trenutno potrebno
U većini slučajeva u industriji radimo s rotirajućim strojevima, a ne strojevima ravnoga pokreta poput konja koji ore drljačom na 160.000 m² zemljišta. Dakle, trebali bismo moći odrediti izlaznu snagu stvari poput elektromotora, parnih strojeva, turbina, dizelaša itd., I na taj način upoznati temu zakretnog momenta.
- Moment je mjerenje sklonosti mijenjanju smjera ili rotiranju nečega ili davanju rotacijskog kretanja objektu na nekim osi. Ako pritisnete ručicu poluge od pet metara sa silom od 20 Newtona, primjenjujete zakretni moment 5 X 20 = Newton-metara.
- Evo poteškoća i može dovesti do zabune. Da biste izračunali linearni rad na ravnoj liniji, pomnožite silu s pomakom. Opet, multiplicirate silu u istim jedinicama kao i pomak, ali u ovom slučaju pomak je "poluga poluge" i iako stvarate okretni moment, osim ako se nešto rotira, nema kretanja, a time ni rada.
- Rad i okretni moment, iako se čini da se mjere u istoj jedinici, zapravo su vrlo različiti. Ne radi se prije nego što okretni moment proizvede stvarnu rotaciju, pa se stoga ne koristi snaga.
- Rad se mjeri u džulima (J), dok se zakretni moment mjeri u Newton.metrima (Nm) kako bi se to dvoje razlikovalo.
Korak 3. Izmjerite rad ako ima pomaka ili rotacijskog "pomaka"
Pretpostavimo da je poluga čvrsto zaključana na svom uporištu koje završava na osovini, a vaša ruka, primjenjujući silu od 20 N kao i prije, prijeđe udaljenost od dva metra duž kruga koji predstavlja poluga od pet metara, tada se radi, kao u u slučaju ravne linije iznad, gore, jednake sili puta pomaka ili 20 X 2 = 40 Newton metara. Pretpostavimo da istodobno množite i dijelite ovaj broj s polugom dugom 5 metara ili "polugom poluge". Očigledno, ovo neće promijeniti rezultat, pa možete napisati:
- Rad = 5 X 20 X 2/5 i rezultat je 40 Joula kao i prije, no je li 5 X 20 iznad toga? Upravo ste vidjeli da je okretni moment.
- Što je "2/5"? Linearni pomak od 2 metra podijeljen polugom poluge govori vam koliko ste osovinu okrenuli u kutnim jedinicama koje se nazivaju radijani. Radijan, koji se univerzalno koristi u fizici i strojarstvu, definira se kao kut između dva radijusa kružnice tako da su točke na opsegu kruga gdje se dva radijusa sijeku razdvojene duljinom polumjera kružnice. Ovaj izračun je vrlo blizu 57 stupnjeva ili je također kut formiran u središtu kruga lukom koji je jednak polumjeru kruga po opsegu kruga.
-
Dakle, možete reći da je rad obrtnog momenta koji proizvodi rotacijski pomak (theta) radijana jednak zakretnom momentu (L)
- puta rotacijski pomak ili
- rad = L X theta u džulima
Korak 4. Primijetite da vas mnogo više zanima količina konjskih snaga u rotaciji motora i motora, tj. Vremenski interval za obavljanje rotacijskog posla:
- snaga rotacije = okretni moment X kutni pomak (radijani)/vrijeme (sekunde)
-
U fizici se kutna brzina zapisuje u radijanima u sekundi, ali svaki motor ili motor aviona ili broda koji vidite uvijek se mjeri u rpm (okretaji u minuti), pa to moramo promijeniti.
- Jedan okretaj u minuti (o/min) = 60 okretaja/sekundi = 60 o/min, ali jedan okretaj u sekundi = 2 X pi radijana u sekundi
- Dakle, snaga u džulima u sekundi rotirajućeg aparata, koji proizvodi okretni moment, L i rotira brzinom S o / min, je
- Snaga = S/60 X (2 pi) X L u J/s i kako je prethodno napisano, da biste je pretvorili u konjske snage, morate podijeliti sa 746 ili
- Snaga motora = (2 pi) /44.760 X L X S gdje je L okretni moment mjeren u Newton metrima (obično s Prony kočnicom), a S je brzina rotacije u rpm koja se može mjeriti brojačem, stroboskopom, laserom itd. Na ovaj način, krivulje performansi motora automobila i motocikala mogu se prikazati u obliku grafikona zakretnog momenta u odnosu na r.p.m. i snaga (KS) u odnosu na broj okretaja motora u o / min a automobilski tehničari mogu vidjeti njegove optimalne performanse iz ovih tablica.
