المحتوى

• خطوات

كيفية حساب القدرة الحصانية أو الواط ، وما يميزانهما ولماذا يهمان.

خطوات

1. 1 أساسيات. يتم تعريف كلمة "power" على أنها عمل يتم إنجازه في وقت محدد. العمل ، بدوره ، هو مصطلح تاريخي يميز فعالية القوة المطبقة (لتحريك الجسم أو للتغلب على عقبات أو مقاومة أخرى) على مسافة معينة.
   • الشيء المهم هنا هو أنه بالنسبة "للعمل" ، يجب أن تعمل القوة على مسافة معينة. على سبيل المثال ، إذا حركت المروحة القارب عبر الماء بقوة 300 نيوتن على مسافة 80 مترًا ، فإن الشغل يساوي القوة × المسافة = 300 × 80 = 24000 جول (N * م) ، ذلك هو ، يمكننا القول أن المروحة فعلت 24000 J من الشغل.
   • ضع في اعتبارك الوقت المستغرق لتحريك القارب لمسافة معينة. لنفترض أن السفينة تتحرك بسرعة 20 م / ث. سيستغرق الأمر 80/20 = 4 ثوانٍ لقطع مسافة 80 مترًا. لذلك ، أنجزت مروحة القارب 24000 J من الشغل في 4 ثوانٍ ، وبالتالي فإن القوة هي: 24000/4 = 6000 واط (J / s).
   • مرجع تاريخي. قبل محركات الاحتراق الداخلي والطاقة البخارية ، التي دفعت أول القطارات والسفن (تم تركيب المروحة الأولى على سفينة HMS بريطانيا ، التي ذهبت إلى البحر لأول مرة في عام 1846 ؛ كان لديها مروحة واحدة ذات ست شفرات تشبه طاحونة الهواء) ، تم تنفيذ مجموعة كبيرة ومتنوعة من المهام بواسطة الخيول. لذلك ، قام الناس بحساب مقدار العمل الذي يمكن أن يقوم به حصان واحد في وقت معين. بعد حساب متوسط ​​القيم من عدد من التجارب ، استقروا عند 550 رطل-قدم في الثانية كقيمة قياسية للعمل الذي يقوم به حصان سليم. ثم أصبحت هذه القيمة تعرف باسم "القدرة الحصانية".
     • في روسيا ، تشير القدرة الحصانية إلى القدرة الحصانية المترية ، والتي تبلغ حوالي 735.5 واط.
   • وحدة طاقة أخرى شائعة الاستخدام هي "Watt" (نظام الوحدات الدولي SI). إذا حركت قوة مقدارها نيوتن واحد الجسم مسافة متر واحد ، فإن الشغل يساوي جول واحد ، وإذا استغرق هذا الشغل ثانية واحدة ، فإن القوة تساوي واط واحد. لذلك ، الواط يساوي واحد جول في الثانية.
2. 2 ضع في اعتبارك احتياجات الصناعة اليوم. في الغالبية العظمى من الحالات في الصناعة ، نتعامل مع آليات الدوران ، وليس الحركة المستقيمة. لذلك نحن بحاجة إلى معرفة كيفية حساب قوة المحركات الكهربائية والمحركات البخارية والتوربينات والديزل وما إلى ذلك ، وبالتالي نحتاج إلى النظر في عزم الدوران أو بشكل صحيح لحظة القوة.
   • تحدد لحظة القوة القوة التي تميل إلى تدوير أو تحريف شيء ما ، أي لنقل حركة دورانية للجسم حول محور معين. إذا قمت بلف مقبض 50 سم (0.5 م) بقوة 200 نيوتن ، فإن لحظة القوة هي 0.5 × 200 = 100 نيوتن * م.
   • لا ترتبك. لحساب الشغل المبذول في حركة الخط المستقيم ، تضرب القوة في الحركة. وها أنت تضرب القوة في الإزاحة ، لكن في هذه الحالة الإزاحة تساوي "الرافعة" ، أي المسافة من المحور إلى نقطة تطبيق القوة.
   • العمل ولحظة القوة مفهومان مختلفان. طالما أن لحظة القوة لا تدور ، فلا يتم القيام بأي عمل ولا يتم استهلاك الطاقة.
3. 3 قياس العمل في حركة دوارة. لنفترض أن ذراعًا بطول 50 سم مرتبط بشدة بمحور الدوران ، فأنت تستخدم قوة مقدارها 200 نيوتن ، بينما يدور الذراع بمقدار 20 سم حول المحيط. العمل في هذه الحالة يساوي حاصل ضرب القوة والإزاحة ، أي 0.2 × 200 = 40 نيوتن * م. لنفترض أنك تقوم بضرب هذا الرقم وتقسيمه في نفس الوقت على 0.5 متر - طول الذراع. من الواضح أن هذا لن يغير النتيجة ، لذا يمكنك كتابة:
   • العمل = 0.5 • 200 × 0.2 / 0.5 ومرة ​​أخرى تحصل على الإجابة: 40 نيوتن * م. لكن ماذا يعني المنتج 0.5 * 200؟ هذه لحظة القوة.
   • ما هو 0.2 / 0.5؟ 20 سم من السفر المحيطي مقسومًا على طول الذراع (نصف قطر الدائرة بشكل أساسي) يمنحك مقدار الدوران بالراديان.يتم تعريف الراديان على أنه الزاوية بين نصف قطر دائرة في حالة يكون فيها طول القوس بين نصف القطر مساويًا لنصف قطر الدائرة. 1 راد = 57 درجة (تقريبًا).
   • وبالتالي ، فإن الشغل الذي تقوم به لحظة القوة أثناء الإزاحة الدورانية (ثيتا ، بالتقدير الدائري) يساوي ناتج عزم الدوران (M) بمقدار الإزاحة الدورانية (بالراديان):
     • العمل = M * ثيتا (بالتقدير الدائري)
4. 4 يرجى ملاحظة أنه يتم حساب الطاقة خلال فترة زمنية معينة ، لذلك:
   • القوة = لحظة القوة * (الزاوية / الوقت)
   • الزاوية / الوقت هو السرعة الزاوية (in rad / s)
   • في الفيزياء ، تُقاس السرعة الزاوية بالراديان في الثانية ، لكن هذه القيمة للطائرة أو محرك السفينة تُعطى دائمًا في عدد دورات في الدقيقة ، وبالتالي سيتعين علينا تحويل هذه القيم.
     • دورة واحدة في الدقيقة (rpm) = 60 دورة في الثانية (rps) وثورة واحدة في الثانية = 2 * PI راديان في الثانية
     • إذا كانت M هي لحظة القوة (عزم الدوران) ، فإن n هي عدد الدورات في الدقيقة ، فإن القوة بوحدات واط تساوي:
     • الطاقة = M * (2 * PI / 60) * n
   • من أجل الحصول على هذه القيمة بالحصان ، تحتاج إلى تقسيمها على 735.5.