Momentuaren eta potentziaren arteko aldea ...

Momentuaren eta potentziaren arteko aldea jakin-min askok egiten duten galdera da. Eta hori ulergarria da, bi datu hauek gure autoen fitxa teknikoetan gehien aztertzen direnen artean daudelako. Beraz, interesgarria litzateke horretan sakontzea, nahitaez agerikoena izan ez bada ere...

Lehenik eta behin, argitu dezagun bikotea adierazten dela Newton. Metroa eta indarra Zaldi-potentzia (makina bati buruz hitz egiten dugunean, zientziak eta matematikak erabiltzen dutelako Watt)

Benetan aldea al da?

Izan ere, ez da erraza izango bi aldagai hauek bereiztea, elkarri lotuta baitaude. Ogiaren eta irinaren arteko aldea zein den galdetzea bezala da. Ez dauka zentzu handirik, irina ogiaren parte baita. Hobe litzateke osagaiak elkarren artean alderatzea (adibidez, ura eta irina pixka batean) osagai bat amaitutako produktu batekin alderatzea baino.

Saia gaitezen hori guztia azaltzen, baina, aldi berean, argi utzi zure aldetik (orrialdearen beheko iruzkinen bidez) edozein laguntza ongi etorria izango dela. Azaltzeko zenbat eta modu desberdinagoak izan, orduan eta internauta gehiago ulertuko dira bi kontzeptu horien arteko lotura.

Potentzia parekatzearen emaitza da (esaera astun samarra, ondo dakit...) biraketa abiadura.

Matematikoki, hau ematen du:

( π X Momentua Nm X moduan) / 1000/30 = Potentzia kW-tan (hori zaldi-potentzian itzultzen da gero "automozio-kontzeptu gehiago" bat izan nahi badugu).

Hemen hasten gara ulertzen horiek alderatzea ia zentzugabekeria dela.

Momentu/potentzia kurba aztertzea

Momentuaren eta potentziaren arteko erlazioa guztiz ulertzeko, edo hobeto esanda, momentuaren eta abiaduraren arteko erlazioa nola dagoen ulertzeko motor elektriko bat baino ez dago.

Ikusi zein logikoa den motor elektriko baten pare-kurba, bero-motor baten kurba baino askoz errazagoa dena ulertzeko. Hemen ikusten dugu iraultzaren hasieran momentu konstante eta maximoa ematen dugula, eta horrek potentzia kurba handitzen du. Logikoa denez, biraketa-ardatz bati zenbat eta indar gehiago jarri, orduan eta azkarrago biratuko du (eta, beraz, potentzia handiagoa). Aldiz, momentua txikiagotzen den heinean (biratzen ari den ardatzean gero eta gutxiago sakatzen dudanean, hala ere sakatzen jarraituz), potentzia-kurba txikitzen hasten da (biraketa-abiadurak jaisten jarraitzen duen arren). Areagotu). Funtsean, momentua "azelerazio-indarra" da eta potentzia indar hori eta higitzen den zatiaren biraketa-abiadura (abiadura angeluarra) batzen dituen batura da.

Hori guztia lortzen al du bikoteak?

Batzuek motorrak momentuarekin edo iarekin alderatzen dituzte. Izan ere, hori engainua da ...

Esaterako, 350 rpm-an 6000 Nm garatzen duen gasolina-motor bat 400 rpm-an 3000 Nm garatzen duen diesel motor batekin alderatzen badut, pentsa genezake gasolioa dela azelerazio-indar gehien izango duena. Tira, ez, baina hasierara itzuliko gara, nagusia boterea da! Potentzia bakarrik erabili behar da motorrak alderatzeko (egokiena kurbekin… Potentzia gailur handia ez baita dena!).

Izan ere, momentuak momentu maximoa soilik adierazten duen bitartean, potentziak momentua eta motorraren abiadura barne hartzen ditu, beraz, informazio guztia dugu (momentua momentu partziala besterik ez da adierazpen partziala).

Gure adibidera itzultzen bagara, esan genezake dieselaz harro egon daitekeela, 400 Nm emanez 3000 rpm-an. Baina ez ahaztu 6000 rpm-tan ezin izango dela 100 Nm baino gehiago eman (salta dezagun olioak ezin duela 6000 tonara iritsi), gasolinak 350 Nm abiadura horretan. Adibide honetan, 200 hp-ko diesel motor bat konparatzen ari gara. 400 zaldiko gasolina motorrekin (aipatutako momentuetatik eratorritako zifrak) bakarretik bikoiztera.

Beti gogoratzen dugu objektu bat zenbat eta azkarrago biratu (edo aurrera egin), orduan eta zailagoa dela abiadura har dezan. Horrela, momentu bira / min altuetan momentu esanguratsu bat garatzen duen motorrak are potentzia eta baliabide gehiago dituela erakusten du!

Azalpena adibide bidez

Ideia txiki bat izan nuen dena asmatzeko, hain txarra ez zelakoan. Saiatu al zara inoiz potentzia baxuko motor elektriko bat hatzekin gelditzen (txikia zinenean Mecano kit-eko motor elektrikoa, etab.).

Azkar biratu dezake (240 rpm edo segundoko 4 bira eman ditzagun), erraz geldi dezakegu asko kaltetu gabe (apur bat azotatzen du helize palak baldin badaude). Momentua oso garrantzitsua ez delako gertatzen da eta, beraz, potentzia (jostailuetarako eta bestelako osagarri txikietarako motor elektriko txikiei dagokie).

Bestalde, abiadura berean (240 rpm) ezin badut gelditu, bere momentua handiagoa izango dela esan nahi du, eta horrek azken potentzia handiagoa ere ekarriko du (biak matematikoki lotuta daude, komunikazio-ontziak bezalakoak dira). Baina abiadura bere horretan mantendu zen. Beraz, motorraren momentua handituz, potentzia handitzen dut, gutxi gorabehera

Bikote

X

Biraketa abiadura

= Boterea... (Formula arbitrarioki sinplifikatu bat ulertzen laguntzeko: Pi eta goiko formulan ikusgai dauden aldagai batzuk kendu dira)

Beraz, emandako potentzia berarengatik (esan 5W, baina nori axola zaio) bai lor dezaket:

• Momentu altuarekin astiro biratzen duen motorra (adibidez, 1 bira segundoko), hatzekin gelditzea apur bat zailagoa izango dena (ez da azkar ibiltzen, baina bere momentu altuak indar handia ematen dio)
• Edo 4 bira/min dabilen motor bat baina momentu gutxiagorekin. Hemen, momentu txikiagoa abiadura handiagoarekin konpentsatzen da eta horrek inertzia handiagoa ematen dio. Baina hatzekin gelditzea errazagoa izango da abiadura handiagoa izan arren.

Azken finean, bi motorrek potentzia bera dute, baina ez dute berdin funtzionatzen (potentzia modu desberdinetan dator, baina adibidea ez da oso adierazgarria horretarako, abiadura jakin batera mugatzen baita. Auto batean, abiadura etengabe aldatzen da, eta horrek potentzia- eta momentu-kurbaren momentu famatua sortzen du). Bata poliki biratzen da eta bestea azkar biratzen da ... Dieselaren eta gasolinaren arteko alde txikia da.

Eta horregatik kamioiak gasolioarekin ibiltzen dira, gasolioak momentu handia duelako, bere biraketa abiaduraren kaltetan (motorearen abiadura maximoa askoz txikiagoa da). Izan ere, beharrezkoa da aurrera egin ahal izatea, atoi oso astuna izan arren, motorra errieta egin beharrik gabe, gasolinarekin gertatzen den bezala (dorreetara igo eta enbragearekin ero moduan jokatu beharko litzateke). Gasolioak momentu maximoak igortzen ditu bira txikietan, eta horrek atoia errazten du eta geldirik dagoen ibilgailutik aireratzea ahalbidetzen du.

Potentzia, momentua eta motorraren abiaduraren arteko erlazioa

Hona hemen erabiltzaile batek iruzkinen atalean partekatu duen sarrera teknikoa. Arrazoizkoa iruditzen zait zuzenean artikuluan txertatzea.

Arazoa kantitate fisikoekin ez zailtzeko:

Potentzia biraderaren parearen eta biraderaren abiaduraren produktua da, radian/seg-tan.

(gogoratu 2 °-tan biraderaren 6.28 bira egiteko 1 * pi radian = 360 radian dagoela.

Beraz, P = M * W

P -> potentzia [W] -tan

M -> momentua [Nm] -tan (Newton metro)

W (omega) - abiadura angeluarra radian / seg W = 2 * Pi * F

Pi = 3.14159 eta F = biraderaren abiadura t/s-tan.

Adibide praktikoa

Motorraren M momentua: 210 Nm

Motorraren abiadura: 3000 rpm -> maiztasuna = 3000/60 = 50 rpm

W = 2 * pi * F = 2 * 3.14159 * 50 t / s = 314 radian / s

Azken Au: P = M * W = 210 Nm * 314 rad / s = 65940 W = 65,94 kW

CV (zaldi potentzia) 1 CV = 736 W

CVan 65940 W / 736 W = 89.6 CV lortuko dugu.

(Gogora ezazu 1 zaldi bat gelditu gabe etengabe ibiltzen den zaldi baten batez besteko potentzia dela (mekanikan, horri potentzia nominala deitzen zaio).

Beraz, 150 hp-ko auto bati buruz hitz egiten dugunean, beharrezkoa da motorraren abiadura 6000 rpm-ra igotzea mugatuta edo are pixka bat murriztuta 175 Nm-ra arte.

Momentu bihurgailua den engranaje kutxari eta diferentzialari esker, momentua 5 aldiz handitu dugu.

Esate baterako, 1. martxan, 210 Nm-ko biraderaren motorraren pareak 210 Nm * 5 = 1050 Nm emango du 30 cm-ko erradioko gurpil baten ertzean, honek 1050 Nm / 0.3 m = 3500 Nm tirakatze indarra emango du. .

Fisikan F = m * a = 1 kg * 9.81 m / s2 = 9.81 N (a = Lurraren azelerazioa 9.81 m / s2 1G)

Horrela, 1 N 1 kg / 9.81 m / s2 = 0.102 kg indarrari dagokio.

3500 N * 0.102 = 357 kg-ko indarra autoa aldapa gogor batetik gora bultzatzen duena.

Azalpen gutxi hauek potentzia eta momentu mekanikoaren kontzeptuen inguruko ezagutza indartzen dutela espero dut.