ව්යවර්ථය සහ බලය අතර වෙනස ...
අන්තර්ගතය
ව්යවර්ථය සහ බලය අතර වෙනස බොහෝ කුතුහලයෙන් සිටින අය අසන ප්‍රශ්නයකි. මෙම දත්ත දෙක අපගේ මෝටර් රථවල තාක්ෂණික දත්ත පත්‍රවල වැඩිපුරම අධ්‍යයනය කර ඇති බැවින් මෙය තේරුම් ගත හැකිය. එබැවින් එය වඩාත්ම පැහැදිලිව පෙනෙන්නට නොතිබුණද, ඒ ගැන වාසය කිරීම සිත්ගන්නාසුළු වනු ඇත.
පළමුවෙන්ම, යුවළ අදහස් ප්‍රකාශ කරන බව අපි පැහැදිලි කරමු නිව්ටන්. මීටරය සහ තුළ ශක්තිය අශ්වබල (අපි යන්ත්‍රයක් ගැන කතා කරන විට විද්‍යාව සහ ගණිතය භාවිතා කරන නිසා වොට්)
එය ඇත්තෙන්ම වෙනසක්ද?
ඇත්ත වශයෙන්ම, මෙම විචල්යයන් දෙක එකිනෙකට සම්බන්ධ බැවින් ඒවා වෙන් කිරීම පහසු නොවනු ඇත. එය හරියට පාන් සහ පිටි අතර වෙනස කුමක්දැයි ඇසීම වැනිය. පිටි පාන් වල කොටසක් නිසා එය එතරම් තේරුමක් නැත. අමුද්‍රව්‍යයක් නිමි භාණ්ඩයකට සංසන්දනය කරනවාට වඩා අමුද්‍රව්‍ය එකිනෙක (උදා. ජලය එදිරිව පිටි කිනිතුල්ලක) සංසන්දනය කිරීම වඩා හොඳය.
අපි මේ සියල්ල පැහැදිලි කිරීමට උත්සාහ කරමු, නමුත් ඒ සමඟම ඔබේ පැත්තෙන් ඕනෑම උදව්වක් (පිටුවේ පතුලේ ඇති අදහස් හරහා) සාදරයෙන් පිළිගන්නා බව පැහැදිලි කරන්න. එය පැහැදිලි කිරීමට විවිධ ක්‍රම ඇති තරමට, මෙම සංකල්ප දෙක අතර සම්බන්ධය අන්තර්ජාලය භාවිතා කරන්නන් වැඩි වැඩියෙන් තේරුම් ගනීවි.
බලය යනු යුගල කිරීමේ ප්‍රතිඵලයකි (ටිකක් බර වචන, මම හොඳින් දනිමි...) භ්රමණ වේගය.
ගණිතමය වශයෙන්, මෙය පහත සඳහන් දේ ලබා දෙයි:
( π එක්ස් ව්යවර්ථය එන්එම් එක්ස් ප්‍රකාරයේදී) / 1000/30 = kW හි බලය (පසුව අපට "වැඩි වාහන සංකල්පයක්" ලබා ගැනීමට අවශ්ය නම් එය අශ්වබල බවට පරිවර්තනය වේ).
ඒවා සංසන්දනය කිරීම විකාරයක් බව මෙතැනදී අපි තේරුම් ගැනීමට පටන් ගනිමු.
ව්යවර්ථය / බල වක්රය අධ්‍යයනය කිරීම
ව්යවර්ථය සහ බලය අතර සම්බන්ධය සම්පූර්ණයෙන් වටහා ගැනීමට හෝ ව්යවර්ථය සහ වේගය අතර සම්බන්ධතාවයක් ඇති ආකාරය ගැන අවබෝධ කර ගැනීමට විදුලි මෝටරයකට වඩා හොඳ දෙයක් නැත.
තාප එන්ජිමක වක්‍රයට වඩා තේරුම් ගැනීමට පහසු විදුලි මෝටරයක ව්යවර්ථ වක්රය කෙතරම් තාර්කික දැයි බලන්න. මෙහිදී අපි බල වක්රය වැඩි කරන විප්ලවයේ ආරම්භයේ දී නියත සහ උපරිම ව්යවර්ථයක් සපයන බව අපට පෙනේ. තර්කානුකූලව, මම කැරකෙන ඇක්සලයකට වැඩි බලයක් යොදන තරමට, එය වේගයෙන් භ්රමණය වේ (සහ ඒ නිසා වැඩි බලයක්). අනෙක් අතට, ව්යවර්ථය අඩු වන විට (මම භ්රමණය වන ඇක්සලයේ අඩුවෙන් එබූ විට, කෙසේ හෝ දිගටම එබීමේදී), බල වක්රය අඩු වීමට පටන් ගනී (භ්රමණ වේගය දිගටම අඩු වුවද). වැඩි කරන්න). අත්යවශ්යයෙන්ම, ව්යවර්ථය "ත්වරණය බලය" වන අතර බලය යනු මෙම බලය සහ චලනය වන කොටසෙහි භ්රමණ වේගය (කෝණික ප්රවේගය) ඒකාබද්ධ කරන එකතුවයි.
මේ සියල්ලෙන් මෙම යුවළ සාර්ථක වේද?
සමහර අය මෝටරයන් සංසන්දනය කරන්නේ ඒවායේ ව්යවර්ථය සඳහා හෝ බොහෝ දුරට ය. ඇත්තෙන්ම මෙය මුලාවකි ...
උදාහරණයක් ලෙස, මම 350 rpm හිදී 6000 Nm වර්ධනය වන පෙට්‍රල් එන්ජිමක් 400 rpm හිදී 3000 Nm වර්ධනය කරන ඩීසල් එන්ජිමක් සමඟ සංසන්දනය කළහොත්, එය වඩාත්ම ත්වරණ බලය ඇති ඩීසල් යැයි අපට සිතිය හැකිය. හොඳයි, නැහැ, නමුත් අපි ආරම්භයට ආපසු යන්නෙමු, ප්රධාන දෙය බලයයි! මෝටර සංසන්දනය කිරීමට බලය පමණක් භාවිතා කළ යුතුය (ඉතාම වක්‍ර සහිතයි... මොකද ඉහළ උපරිම බලය යනු සියල්ල නොවේ!).
ඇත්ත වශයෙන්ම ව්යවර්ථය මඟින් පෙන්නුම් කරන්නේ උපරිම ව්යවර්ථය පමණක් වන අතර බලයට ව්යවර්ථය සහ එන්ජින් වේගය ඇතුළත් වේ, එබැවින් අපට සියලු තොරතුරු තිබේ (ව්යවර්ථය යනු අර්ධ ඇඟවීමක් පමණි).
අපි අපේ උදාහරණය වෙත ආපසු ගියහොත්, ඩීසල් වලට ආඩම්බර විය හැකි බවත්, 400 ආර්පීඑම් හිදී එන්එම් 3000 ක් ලබා දෙන බවත් අපට කිව හැකිය. නමුත් අමතක නොකරන්න, ආර්පීඑම් 6000 ට නියත වශයෙන්ම එයට එන්එම් 100 ට වඩා ලබා දිය නොහැකි වනු ඇත (තෙල් ටොන් 6000 ට ළඟාවිය නොහැකි බව අපි නොසලකමු), එම වේගයෙන් ගැසොලින් වලට එන්එම් 350 ක් ලබා දිය හැකිය. මෙම උදාහරණයෙන් අපි බලන්නේ 200 hp ඩීසල් එන්ජිමකි. පෙට්‍රල් එන්ජිම 400 එච්පී සමඟ (නිශ්චිත ව්යවර්ථ වලින් ලබාගත් සංඛ්යා), තනි සිට ද්විත්ව දක්වා.
වස්තුවක් වේගයෙන් හැරෙන විට (හෝ ඉදිරියට යන විට) වේගය වැඩි කර ගැනීම පවා අසීරු වන බව අපට සැමවිටම මතකය. මේ අනුව, ඉහළ ආර්පීඑම් හි සැලකිය යුතු ව්යවර්ථයක් වර්ධනය කරන එන්ජිමකින් පෙන්නුම් කරන්නේ එයට ඊටත් වඩා බලයක් සහ සම්පත් ඇති බවයි!
උදාහරණයෙන් පැහැදිලි කිරීම
එය එතරම් නරක නොවේ යැයි සිතමින් ඒ සියල්ල තේරුම් ගැනීමට මට සුළු අදහසක් තිබුණි. ඔබ කවදා හෝ අඩු බලැති විදුලි මෝටරයක් ඔබේ ඇඟිලිවලින් නැවැත්වීමට උත්සාහ කර තිබේද (කුඩා කාලයේදී මෙකානෝ කට්ටලයේ කුඩා විදුලි පංකාවක්, විදුලි මෝටරයක්, ආදිය).
එය වේගයෙන් කරකැවිය හැකිය (තත්පරයට ආර්පීඑම් 240 ක් හෝ විප්ලව 4 ක් කියන්න), අපට එය වැඩි හානියක් නොකර පහසුවෙන් නැවැත්විය හැකිය (ප්‍රොපෙලර් බ්ලේඩ් තිබේ නම් එය ස්වල්ප වශයෙන් කස පහර දෙයි). එයට හේතුව නම් එහි ව්යවර්ථය එතරම් වැදගත් නොවන අතර එම නිසා එහි බලය (සෙල්ලම් බඩු සහ අනෙකුත් කුඩා උපාංග සඳහා කුඩා විදුලි මෝටර සඳහා මෙය අදාළ වේ).
අනෙක් අතට, එකම වේගයකින් (240 ආර්පීඑම්) මට එය නැවැත්විය නොහැකි නම්, එයින් අදහස් වන්නේ එහි ව්යවර්ථය වැඩි වන අතර එමඟින් අවසාන බලය ද වැඩි වේ (දෙකම ගණිතමය වශයෙන් සම්බන්ධ ය, එය යාත්‍රා සන්නිවේදනය කිරීම වැනිය). නමුත් වේගය එලෙසම පැවතුනි. ඉතින්, එන්ජිමේ ව්යවර්ථය වැඩි කිරීමෙන් මම එහි බලය වැඩි කරමි, මන්ද දළ වශයෙන්
යුවලක්
X
භ්රමණය වන වේගය
= බලය... (තේරුම් ගැනීමට උපකාර කිරීම සඳහා අත්තනෝමතික ලෙස සරල කළ සූත්‍රයක්: ඉහළ සූත්‍රයේ දක්නට ලැබෙන පයි සහ සමහර විචල්යයන් ඉවත් කර ඇත)
එබැවින්, ලබා දී ඇති එකම බලය සඳහා (5W යැයි කියන්න, නමුත් කවුරු උනත් ගණන් ගනී) මට එක්කෝ ලබා ගත හැකිය:
- ඔබේ ඇඟිලිවලින් නැවැත්වීම තරමක් අපහසු වන ඉහළ ව්යවර්ථයක් සහිත සෙමෙන් භ්රමණය වන මෝටරයක් (උදා: තත්පරයට 1 පෙරලිය)
- නැතහොත් 4 rpm වේගයකින් ධාවනය වන නමුත් අඩු ව්යවර්ථයක් සහිත මෝටරයක්. මෙහිදී අඩු ව්යවර්ථය වැඩි වේගයකින් වන්දි ලබා දෙන අතර එමඟින් වැඩි අවස්ථිති බවක් ලබා දේ. නමුත් වැඩි වේගයක් තිබියදීත් ඔබේ ඇඟිලිවලින් නතර කිරීම පහසු වනු ඇත.
සියල්ලට පසු, එන්ජින් දෙකකට එකම බලයක් ඇත, නමුත් ඒවා එකවර ක්‍රියා නොකරයි (බලය විවිධ ආකාරවලින් පැමිණේ, නමුත් උදාහරණය මේ සඳහා එතරම් නියෝජනයක් නොවේ, මන්ද එය දෙන ලද වේගයකට සීමා වේ. කාරයකදී වේගය සෑම විටම වෙනස් වන අතර එමඟින් ප්‍රසිද්ධ බලය සහ ව්යවර්ථ වක්‍ර මොහොත ඇති වේ). එකක් සෙමින් අනෙක් පැත්ත වේගයෙන් හැරේ ... මෙය ඩීසල් සහ පෙට්‍රල් අතර සුළු වෙනසකි.
ට්‍රක් රථ ඩීසල් ඉන්ධන මත ධාවනය වන්නේ එබැවිනි, ඩීසල් එහි භ්රමණ වේගයට අහිතකර ලෙස ඉහළ ව්යවර්ථයක් ඇති බැවින් (උපරිම එන්ජිමේ වේගය බෙහෙවින් අඩුය). ඇත්ත වශයෙන්ම, පෙට්‍රල් වල මෙන් එන්ජිමට බැණ වදින්නේ නැතිව, ඉතා බර ට්‍රේලරයක් තිබියදීත්, ඉදිරියට යාමට හැකි වීම අවශ්ය වේ (කෙනෙකුට කුළුණු නැඟීමට හා පිස්සුවෙන් මෙන් ක්ලච් සමඟ සෙල්ලම් කිරීමට සිදුවනු ඇත). ඩීසල් අඩු ප්‍රවාහයේදී උපරිම ව්යවර්ථය සම්ප්‍රේෂණය කරයි, එමඟින් ඇදගෙන යාම පහසු වන අතර ස්ථාවර වාහනයකින් ගුවන් ගත වීමට ඔබට ඉඩ සලසයි.
බලය, ව්යවර්ථය සහ එන්ජින් වේගය අතර සම්බන්ධය
අදහස් දැක්වීමේ කොටස තුළ පරිශීලකයෙකු බෙදාගෙන ඇති තාක්ෂණික තොරතුරු මෙන්න. එය කෙලින්ම ලිපියට ඇතුළත් කිරීම මට සාධාරණ යැයි පෙනේ.
භෞතික ප්රමාණ සමඟ ගැටළුව සංකීර්ණ නොකිරීමට:
බලය යනු දොඹකරයේ ව්‍යවර්ථයේ සහ රේඩියන/තත්පරවල දොඹකරයේ වේගයේ ගුණිතයයි.
(2 ° දී දොඹකරයේ විප්ලව 6.28 ක් සඳහා 1 * pi රේඩියන = රේඩියන 360 ක් ඇති බව මතක තබා ගන්න.
ඩොන්ක් පී = එම් * ඩබ්ලිව්
පී -> බලය [ඩබ්ලිව්] හි
එම් -> ව්යවර්ථය [එන්එම්] (නිව්ටන් මීටරය)
W (ඔමේගා) - රේඩියනවල කෝණික ප්රවේගය / තත්පර W = 2 * Pi * F
Pi = 3.14159 සහ F = t / s හි දොඹකර වේගය.
ප්රායෝගික උදාහරණයක්
එන්ජින් ව්යවර්ථය එම්: 210 එන්එම්
මෝටර් වේගය: 3000 rpm -> සංඛ්යාතය = 3000/60 = 50 rpm
W = 2 * pi * F = 2 * 3.14159 * 50 t / s = 314 රේඩියන් / එස්
අවසාන Au: P = M * W = 210 Nm * 314 rad / s = 65940 W = 65,94 kW
සීවී (අශ්වබල) 1 එච්පී බවට පරිවර්තනය කිරීම = 736 ඩබ්ලිව්
CV හි අපට 65940 W / 736 W = 89.6 CV ලැබේ.
(අශ්වබල 1ක් යනු නොනවත්වා අඛණ්ඩව ධාවනය වන අශ්වයෙකුගේ සාමාන්‍ය බලය බව මතක තබා ගන්න (යාන්ත්‍රික විද්‍යාවේදී මෙය ශ්‍රේණිගත බලය ලෙස හැඳින්වේ).
එබැවින් අපි 150 hp මෝටර් රථයක් ගැන කතා කරන විට, එන්ජිමේ වේගය 6000 rpm දක්වා වැඩි කිරීම අවශ්ය වන අතර එය සීමා සහිත හෝ 175 Nm දක්වා තරමක් අඩු වේ.
ව්යවර්ථ පරිවර්තකයක් වන ගියර් පෙට්ටියට සහ අවකලනයට ස්තූතිවන්ත වන්නට, අපට 5 ගුණයක පමණ ව්යවර්ථ වර්ධනයක් ඇත.
උදාහරණයක් ලෙස, 1 වන ගියරයේ, 210 Nm දොඹකරයේ එන්ජින් ව්යවර්ථය සෙන්ටිමීටර 210 ක ස්පෝක් රෝදයක දාරයේ 5 Nm * 1050 = 30 Nm ලබා දෙනු ඇත, මෙය 1050 Nm / 0.3 m = 3500 Nm ක ඇද ගැනීමේ බලයක් ලබා දෙනු ඇත. .
භෞතික විද්‍යාවේදී F = m * a = 1 kg * 9.81 m / s2 = 9.81 N (a = පෘථිවියේ ත්වරණය 9.81 m / s2 1G)
මේ අනුව, 1 එන් 1 kg / 9.81 m / s2 = 0.102 kg බලයකට අනුරූප වේ.
3500 N * 0.102 = 357 kg බලයෙන් මෝටර් රථය දැඩි බෑවුමකින් ඉහළට තල්ලු කරයි.
මෙම පැහැදිලි කිරීම් කිහිපය මඟින් බලය සහ යාන්ත්‍රික ව්යවර්ථය පිළිබඳ සංකල්ප පිළිබඳ ඔබේ දැනුම ශක්තිමත් වේ යැයි සිතමි.
