Contenido
- Poder, energía y trabajo
- Valores típicos de eficiencia del motor
- Fórmula de eficiencia del motor eléctrico
- Fórmula de cálculo de potencia del motor
- Calculadora de eficiencia motora: fórmula alternativa
El objetivo de un motor es conseguir que algo se mueva. A menudo, ese algo es un eje, cuyo movimiento de rotación se puede convertir en movimiento de traslación, como en un automóvil, o de otra manera se puede utilizar para hacer mecánica trabajo (que tiene unidades de energía).
los poder (energía por unidad de tiempo) para el motor generalmente proviene de la electricidad, cuya fuente última podría ser una planta a carbón, un molino de viento o un banco de células solares.
La física aplicada puede usarse para determinar eficiencia del motor, que es una medida de la fracción de energía puesta en un sistema mecánico que resulta en un trabajo útil. Cuanto más eficiente es el motor, menos energía se desperdicia como calor, fricción, etc., y el mayor ahorro de costos para el propietario de un negocio en un escenario de fabricación.
Poder, energía y trabajo
Energía Esta física toma muchas formas: cinética, potencial, calor, mecánica, eléctrica y más. El trabajo se define como la cantidad de energía gastada en mover una masa metro a través de una distancia X aplicando una fuerza F. El trabajo en el sistema SI (métrico) tiene unidades de Newton-metros, o Joules (J).
Poder es energía por unidad de tiempo. Puede gastar un número determinado de julios cruzando un estacionamiento, pero si recorre la distancia en 20 segundos en lugar de deambular y tomar dos minutos, su potencia de salida es correspondientemente más alta en el ejemplo. La unidad SI es Watts (W) o J / s.
Valores típicos de eficiencia del motor
La eficiencia es simplemente la potencia de salida (útil) dividida por la potencia de entrada, siendo la diferencia las pérdidas debidas a imperfecciones en el diseño y otras inevitabilidades. La eficiencia en esta estafa es un decimal que varía de 0 a 1.0, o algunas veces un porcentaje.
Por lo general, cuanto más potente es el motor, más eficiente se espera que sea. Una eficiencia de 0.80 es buena para un motor de 1 a 4 hp, pero es normal apuntar a más de 0.90 para motores de 5 hp y más potentes.
Fórmula de eficiencia del motor eléctrico
La eficiencia a menudo se denota con la letra griega eta (η), y se calcula utilizando la siguiente fórmula:
η = frac {0.7457 × {hp} × {load}} {P_i}
Aquí, hp = potencia del motor, carga = Potencia de salida como porcentaje de la potencia nominal, y PAGSyo = potencia de entrada en kW.
Ejemplo: Dado un motor de 75 hp, una carga medida de 0,50 y una potencia de entrada de 70 kW, ¿cuál es la eficiencia del motor?
begin {alineado} η & = frac {0.7457 ; {kW / hp} × 75 ; {hp} × 0.50} {70 ; {kW}} & = 0.40 end {alineado}Fórmula de cálculo de potencia del motor
A veces se le da la eficiencia en un problema y se le pide que resuelva una variable diferente, como la potencia de entrada. En este caso, reorganiza la ecuación según sea necesario.
Ejemplo: Dada una eficiencia del motor de 0.85, una carga de 0.70 y un motor de 150 hp, ¿cuál es la potencia de entrada?
begin {alineado} η & = frac {0.7457 × {hp} × {load}} {P_i} {Por lo tanto} ; P_i & = frac {0.7457 × {hp} × {load }} {η} & = frac {0.7457 ; {kW / hp} × 150 ; {hp} × 0.70} {0.85} & = 92.1 ; {kW} end {alineado }Calculadora de eficiencia motora: fórmula alternativa
A veces se le dan los parámetros de un motor, como su par (fuerza aplicada sobre un eje de rotación) y sus revoluciones por minuto (rpm). Puedes usar la relación η = PAGSo/PAGSyo, dónde PAGSo es la potencia de salida, para determinar la eficiencia en tales casos, porque PAGSyo es dado por yo × V, o corriente por voltaje, mientras que PAGSo es igual al par τ veces la velocidad de rotación ω. La velocidad de rotación en radianes por segundo está dada a su vez por ω = (2π) (rpm) / 60.
Así:
begin {alineado} η & = P_o / P_i & = frac {τ × 2π × {rpm} / 60} {I × V} & = frac {(π / 30) (τ × {rpm})} {I × V} end {alineado}