理论教育 功率与效率的关系探究

功率与效率的关系探究

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:直线运动的功率公式。对于直线运动来说,可用如下公式计算功率:式中:F——外载荷,或称为有效作用力,单位是N;v——速度,单位是m/s。输入功率的一部分用于克服有用阻力以完成指定的工作,该部分功率称为有用功率(P有)。机器工作时,输出的有用功率与输入功率之比,称为效率。

功率与效率的关系探究

1.功率

功率是指物体单位时间(t)内所做的功(W)。功率用符号P表示,即

功率的单位是W(瓦),工程中常以kW(千瓦)为常用单位。功率是机器的主要技术指标之一,它代表机器的工作能力,是正确选择和使用机器的重要参数。在机器的铭牌中都标有机器的额定功率

(1)直线运动的功率公式。对于直线运动来说,可用如下公式计算功率:

式中:F——外载荷,或称为有效作用力,单位是N;

   v——速度,单位是m/s。

当机器的功率一定时,力与速度成反比,速度越大,力越小;速度越小,力越大。例如,在进行金属粗切削加工时,如果被切削材料较硬、背吃刀量(或切削深度)大,常选择较低的切削速度,以获得较低的切削力,否则就会使电动机过载甚至烧毁电动机。

(2)回转运动的功率公式。对于回转运动来说,可用如下公式计算功率:

式中:P——圆轴传递的功率,单位是kW;(www.daowen.com)

   n——圆轴的转速,单位是r/min;

   M——作用在轮轴上的外力偶矩,单位是N·m。

当机器的功率一定时,转矩与转速成反比,转速大时,转矩变小;转速小时,转矩变大。例如,汽车爬坡时,需要较大的驱动力矩(或较大的牵引力),司机常采用低速挡,以便在一定功率的情况下获得较大的牵引力。

在同一台机器中,低速轴常比高速轴受力大,且轴径也较大。在有带传动、齿轮传动链传动组成的传动系统中,高速部分要比低速部分的作用力小,因此常将带传动布置在高速级。

2.效率

机器在运转时,必须输入一定的功率,输入功率常由电动机(或发电机)提供。输入功率(P)的一部分用于克服有用阻力以完成指定的工作,该部分功率称为有用功率(P)。输入功率(P)中的另一部分要克服机械传动中的无用阻力,该部分功率称为无用功率(P)。

机器工作时,输出的有用功率与输入功率(P)之比,称为效率。效率总是小于1,用符号η表示,其计算公式是:

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