Потужність в електричних ланцюгах Підручник з права Ома з електроніки
Розділ 2 - Закон Ома
Окрім напруги та струму, існує ще один важливий параметр, пов’язаний з електричними ланцюгами: потужність. По-перше, нам слід зрозуміти, що таке потужність, перш ніж аналізувати її в будь-яких схемах.
Що таке сила і як ми її вимірюємо?
Потужність - це міра того, скільки роботи можна виконати за певний проміжок часу. Робота, як правило, визначається як підняття тягаря проти сили тяжіння. Чим важча вага та/або чим вище вона піднята, тим більше роботи зроблено. Потужність - це міра того, наскільки швидко виконується стандартний обсяг роботи.
Для американських автомобілів потужність двигуна оцінюється в одиниці, що називається «кінськими силами», винайденої спочатку як спосіб для виробників парових машин кількісно оцінити працездатність своїх машин з точки зору найпоширенішого джерела енергії свого часу: коней.
В британських одиницях одна кінська сила визначається як 550 фунтів-фунтів роботи в секунду часу. Потужність двигуна автомобіля не буде означати, на яку висоту пагорба він може піднятися або скільки ваги він може буксирувати, але він вкаже, як швидко він може піднятися на певний пагорб або буксирувати певну вагу.
Потужність механічного двигуна залежить від швидкості обертання двигуна та його крутного моменту, що забезпечується на вихідному валу. Швидкість вихідного вала двигуна вимірюється в обертах на хвилину або об/хв.
Крутний момент - це величина сили скручування, яку виробляє двигун, і вона, як правило, вимірюється у фунт-футах або фунт-футах (не плутати з фунт-фунтами або футах-фунтів, що є одиницею для роботи). Ні швидкість, ні крутний момент не є мірою потужності двигуна.
Дизельний тракторний двигун потужністю 100 кінських сил обертається відносно повільно, але забезпечує велику кількість крутного моменту. Двигун мотоцикла потужністю 100 кінських сил обертається дуже швидко, але забезпечує відносно невеликий крутний момент. Обидва будуть виробляти 100 кінських сил, але з різною швидкістю та різним крутним моментом. Рівняння для валу кінських сил просте:
Зверніть увагу, що в правій частині рівняння є лише два змінних доданки, S і T. Усі інші доданки на цій стороні є постійними: 2, pi та 33000 - це всі константи (вони не змінюються у значенні). Потужність змінюється лише залежно від зміни швидкості та крутного моменту, нічого іншого. Ми можемо переписати рівняння, щоб показати це співвідношення:
Оскільки одиниця "кінських сил" не точно збігається зі швидкістю обертів в хвилину, помноженою на крутний момент у фунт-футах, ми не можемо сказати, що кінська сила дорівнює ST. Однак вони пропорційні один одному. Оскільки математичний добуток ST змінюється, значення кінських сил змінюватиметься на ту саму пропорцію.