Si të llogarisni fuqinë në kuaj fuqi ose vat, çfarë kuptimi kanë këto terma dhe pse këto terma janë të rëndësishëm.
Hapi
Hapi 1. Rishikoni bazat
Fjala fuqi përcaktohet si intervali kohor për kryerjen e punës. Ndërkohë, puna është një term i vjetër për të matur se sa efektive është një forcë e aplikuar në lëvizjen e një objekti inert ose përballjen me një pengesë ose pengesë tjetër dhe mbulimin e një distance.
- Pika këtu është se për të bërë "punë", një forcë duhet të udhëtojë në distancë. Për shembull, nëse një helikë me një forcë prej 300 N lëviz një anije në ujë 80 m, atëherë puna e bërë është FORC x DISTANC = = 300 x 80 = 24,000 "Nm/Joule" --- kështu që mund të thuhet se helika helika ka bërë 24,000 Xhul punë.
- Konsideroni kohën që do të duhet për të lëvizur anijen në atë distancë. Supozoni se anija po udhëton në këtë distancë me një shpejtësi prej 20 m në sekondë (m/s). Për të mbuluar një distancë prej 80 m, anijes i duhen 80/20 = 4 sekonda. Pra, helika e anijes bën 24,000 Xhul punë në 4 sekonda, kështu që fuqia aplikohet në një normë prej 24,000/4 = 6,000 Xhul në sekondë (J/s).
-
Kuptoni sfondin historik të kohës. Në ditët para se motorët e benzinës dhe fuqia e avullit të përdoreshin për të furnizuar trenat dhe anijet e para (anija e parë që përdori një helikë ishte HMS Britania, lundrimi i parë i së cilës u zhvillua në 1846 dhe përdori një helikë me 6 tehe, e cila duket si një mulli me erë), kuajt bëjnë një punë shumë të mundimshme dhe të larmishme. Në mënyrë unike, njerëzit matin sa përpjekje mund të bëjë një kalë dhe llogarit kohën. Pasi kërkuan mesataren e një numri provash, ata vendosën në 746 J/s si norma standarde e punës së bërë nga një kal i shëndetshëm. Më vonë ky standard u bë i njohur si "kuaj fuqi". 746 Xhul në sekondë në një kuaj fuqi (kf). Kjo është e vërtetë edhe sot.
746 X 60 = 44,760 Xhul në minutë, që është e barabartë me: një kf
- Një njësi tjetër universale e fuqisë, tani përgjithësisht e kufizuar në pajisjet elektronike dhe elektrike dhe e bazuar në sistemin metrik MKS (metër-kilogram-sekondë/sekondë), është "vat". Nëse një Njuton i forcës kalon një distancë prej një metër, atëherë një xhaul punë është kryer; nëse forca merr një sekondë për të bërë një xhaul të kësaj pune, atëherë konsumi i energjisë është një vat. Pra, një vat është një xhaul në sekondë.
Hapi 2. Merrni parasysh industrinë në nevojë në këtë kohë
Në shumicën e rasteve në industri, ne punojmë me makina rrotulluese dhe jo makina me lëvizje të drejtë si një kalë që lëron me një zhurmë në 160,000 m² tokë. Pra, ne duhet të jemi në gjendje të përcaktojmë fuqinë dalëse të gjërave si motorët elektrikë, motorët me avull, turbinat, naftë, etj., Dhe kështu, ne njohim subjektin e çift rrotullues.
- Çift rrotullues është një matje e tendencës për të ndryshuar drejtim ose për të rrotulluar diçka ose për t'i dhënë lëvizje rrotulluese një objekti në disa akse. Nëse shtypni dorezën e një levë pesë metra me një forcë prej 20 Njutonësh, ju jeni duke aplikuar një çift rrotullues prej 5 X 20 = Njuton-metra.
- Tani, këtu është vështirësia dhe mund të çojë në konfuzion. Për të llogaritur punën lineare në një vijë të drejtë, ju shumëzoni forcën me zhvendosjen. Përsëri, ju po shumëzoni forcën në të njëjtat njësi me zhvendosjen, por në këtë rast zhvendosja është "krahu i levës" dhe edhe pse jeni duke prodhuar çift rrotullues, nëse diçka nuk rrotullohet, nuk ka lëvizje dhe kështu, asnjë punë.
- Puna dhe çift rrotullues, megjithëse duket se maten në të njëjtën njësi, në fakt janë shumë të ndryshme. Asnjë punë nuk bëhet para se çift rrotullues të prodhojë rrotullim aktual, dhe kështu, nuk përdoret energji.
- Puna matet në Joules (J) ndërsa çift rrotullues matet në Njuton.metra (Nm) për të bërë dallimin midis të dyjave.
Hapi 3. Matni punën nëse ka ndonjë lëvizje ose "zhvendosje" rrotulluese
Supozoni se një levë është e mbyllur fort në pikën e saj e cila përfundon në një bosht dhe dora juaj, duke aplikuar 20 N forcë si më parë, kalon një distancë prej dy metrash përgjatë rrethit të përfaqësuar nga leva pesë metra, atëherë puna kryhet, si në rasti i një vije të drejtë më sipër, më sipër, e barabartë me zhvendosjen e forcave ose 20 X 2 = 40 metra Njuton. Supozoni se po e shumëzoni dhe po e ndani këtë numër me levën 5 metra të gjatë ose "krahun e levës". Natyrisht, kjo nuk do të ndryshojë rezultatin, kështu që ju mund të shkruani:
- Puna = 5 X 20 X 2/5 dhe rezultati është 40 Joules si më parë, por a është 5 X 20 mbi këtë? Sapo e keni parë që është çift rrotullues.
- Çfarë është "2/5"? Zhvendosja lineare prej 2 metrash e ndarë me krahun e levës, ju tregon se sa larg e keni kthyer boshtin në njësi këndore të quajtura radianë. Një radian, i përdorur në mënyrë universale në fizikë dhe inxhinieri mekanike, përcaktohet si këndi midis dy rrezeve të një rrethi të tillë që pikat në perimetrin e një rrethi ku kryqëzohen të dy rrezet, të ndahen me gjatësinë e rrezeve të rrethit. Kjo llogaritje është shumë afër 57 gradë ose është edhe këndi i formuar në qendër të rrethit nga një hark që është i barabartë me rrezen e rrethit në perimetrin e rrethit.
-
Kështu që ju mund të thoni se puna e bërë nga një çift rrotullues që prodhon një zhvendosje rrotulluese (theta) radian është e barabartë me çift rrotullues (L)
- herë zhvendosjen rrotulluese ose
- punë = L X theta në xhaul
Hapi 4. Vini re se jeni shumë më të interesuar për sasinë e kuaj -fuqisë në rrotullimin e motorit dhe motorit, domethënë intervalin kohor për kryerjen e punës rrotulluese:
- fuqia rrotulluese = çift rrotullues X zhvendosje këndore (radian)/kohë (sekonda)
-
Në fizikë, shpejtësia këndore shkruhet në radianë për sekondë, por çdo motor ose aeroplan ose motor anijeje që shihni është matur gjithmonë në r.p.m (rrotullime në minutë), kështu që ne duhet ta ndryshojmë atë.
- Një revolucion në minutë (rpm) = 60 rrotullime/sekondë = 60 rps, por një revolucion për sekondë = 2 X pi radianë për sekondë
- Pra fuqia në Xhul për sekondë e një aparati rrotullues, që prodhon një çift rrotullues, L dhe që rrotullohet me një shpejtësi S rpm, është
- Fuqia = S/60 X (2 pi) X L në J/s dhe siç është shkruar më parë, për ta kthyer atë në kuaj fuqi, duhet të ndani me 746 ose
- Kuaj fuqi motorike = (2 pi) /44.760 X L X S ku L është çift rrotullues i matur në metra Njuton (zakonisht me një frenim Prony) dhe S është shpejtësia e rrotullimit në r.p.m e cila mund të matet me një numërues, stroboskop, lazer, etj. Në këtë mënyrë, kurbat e performancës së motorëve të makinave dhe motoçikletave mund të përshkruhen në formën e një grafiku të çift rrotullues kundrejt r.p.m. dhe fuqia (hp) kundrejt shpejtësisë së motorit në r.p.m. dhe teknikët e automobilave mund të shohin performancën e tij optimale nga këto tabela.
